应用

描述

型号概述

气动直行程或角行程执行机构的位置控制，用于本安要求

用于气动执行机构定位的通用设备

•连接：4 - 20 mA

•HART；PROFIBUS PA 或 FOUNDATION Fieldbus

•本地手动操作

•数字输入和输出

•诊断功能

•模块化功能

•自动启动

CURTO-CU-PSD-E-0235（单作用复位）

CURTO-CU-PSD-H-0235（单作用保持）

CURTO-CU-PSS-E-0335（双作用复位）

CURTO-CU-PSS-H-0335（双作用保持）

柯托智能型电气定位器用于控制气动直行程或角行程执行机构这类终端控制元件。定位器驱动执行机构至与设定点相应的阀位。附加输入功能可用于锁定阀位或驱动阀门到安全位置。为实现此功能，一个数字输入通道已作为标准配置集成在基型产品中

柯托智能型电气定位器提供了决定性的优点：

•安装简单，自动初始化（零位和行程范围自动调整）

•操作简便

-使用三个按钮和用户友好的双行显示可进行本地操作（手操）和组态

-内置信号源输出，使调试过程更简单便捷

•高质量控制源于在线自适应程序

•稳态工作时耗气量可忽略不计

•“紧密关闭”功能（确保对阀座最大的定位压力）

•“保位”功能：断电或断信号时保持在当前位置（不适用 SIL 要求的场合）

•通过简单的组态可实现多种功能

•对阀门和执行机构的扩展诊断功能

•直行程和角行程执行机构采用同一型号的定位器

•可动部件少，因此对振动不敏感

•“智能电磁阀”：部分行程测试和电磁阀功能整合于一台设备中

•部分行程测试，例如可用于安全阀

•全行程测试，多级阶跃响应测试，阀门性能测试，用于阀门的性能和维护评估

•也可使用纯净的天然气、二氧化碳氮气或惰性气体作为气源

•SIL（安全完整性等级）3

应用

设计

柯托智能型电气定位器主要用于以下行业：

•化工 / 石化

•电厂

•造纸和玻璃

•水和污水

•食品和制药

•海上平台

柯托智能型电气定位器能用于所有的气动执行机构并可提供：

•用于非危险场所

•用于危险场所的类型

-本安防爆型

-无火花型

其它型式：

•0/4 ~ 20 mA 控制信号，带 / 不带 HART 通信

•带 PROFIBUS PA 通信接口

•带 FOUNDATION Fieldbus（FF）通信接口

柯托智能型电气定位器是一种采用高集成微处理器的数字式现场设备。

定位器由以下部件组成：

•304壳体和盖子

•PCB – 带或不带 HART 7 通信或符合以下通信协议

-PROFIBUS PA 规范，IEC 61158-2；总线供电，

或

-FOUNDATION Fieldbus (FF) 规范，IEC 61158-2，总线供电

•位置检测系统

•螺丝接线端子盒

•压电阀预控的气动阀组

阀组位于壳体内，气源和定位压力的气动连接在定位器右侧。压力表组件和 / 或安全电磁阀可作为可选件接在那里。使用适当的安装组件，定位器可安装到直行程或角行程执行机构上。壳体内电路板安装架提供数个插槽，用于安装单独订购的具有下列功能的电路板：

位置反馈模块

•二线制 4~20 mA 位置反馈

功能

柯托智能电气定位器的工作原理与传统定位器完全不同。

工作方式

微处理器对设定点和实际位置作比较。如果微处理器检测到偏差，它用一个模糊算法程序来控制压电阀，压电阀调节进入气动执行机构气室的流量。

微处理器根据偏差（设定点和实际位置）的大小和方向，输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位置增量。

当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号； 当控制偏差不大时（低速区），定位器输出连续脉冲；当控制偏差很小（自适应或可调死区内），则没有定位信号输出。

执行机构的直线或转角位移通过安装组件检测并传递到安装在反馈轴和固定的齿轮传动机构上的高质量电位器。

装在直行程执行机构上的组件检测的角度误差被自动地修正。

当连接在两线制系统中，定位器从 4~20 mA 设定信号中获取电源。也可以从 PROFIBUS 总线信号中获取电源。对于 FOUNDATION Fieldbus 型同样适用。

带预控压电阀的气动阀组

压电阀可以释放很短的控制脉冲，因而能够达到很高的定位精度。主导元件是一个压电桡曲切换装置，控制气动主控部件的开关。压电阀具有极长的工作寿命。

本地操作

本地操作使用内置的显示器和三个按钮。通过按钮可进行手-自动工作模式切换、组态及诊断。

手动模式时，可在整个行程范围驱动阀门动作。

用组态软件进行操作和监控

组态软件允许对设备进行简单的操作、监控、组态和参数设置。通过组态软件也可以从设备读取诊断信息。通过 HART 协议或 PROFIBUS PA 可实现通信。对于 HART 协议，通过 HART 调制解调器和 HART 兼容的输入 / 输出模块（远程 IO）都可访问此设备。

自动初始化

使用一个简单的组态菜单，可快速配置定位器，也可通过自动初始化功能进行调节。

在初始化期间，微处理器自动确定执行机构的零点、最大行程、作用方向和定位速度。用这些数据来确定最小脉冲时间和死区，从而优化控制效果。

低气耗

柯托智能电气定位器的一个特点就是本身耗气量极低。传统定位器耗气量很大。由于最新压电阀技术的使用，柯托智能电气定位器只在动作时耗气，这意味着在很短时间内就可以收回定位器本身投资。

全面的监控功能

柯托智能电气定位器具有多种监控功能，监测执行机构和阀门的变换， 当超过设定的极限，发出报警信号。此信息对执行机构和阀门的诊断或许非常重要。可确定和监控的测量数据（某些数据的极限可调整）包括：

•累积行程

•动作方向改变次数

•报警计数

•自适应死区

•阀门极限位置（如阀座磨损或介质沉淀的检测）

•运行小时数（按温度段和行程段）以及最低 / 最高温度

•压电阀的工作次数

•阀门定位时间

•执行机构泄漏

状态监测

柯托智能电气定位器具有更多的监测功能。状态显示源自定位器活动故障的监测。这使得用户在可能导致系统停车的阀门和执行机构重大故障发生前提前采取措施。故障指示通过报警信号发出，如执行机构膜片损坏或动作迟滞，使得用户通过适当的维护策略确保系统在任何时候的可靠性。

状态监测同样使得其它故障能早期检测并发出报警信号，如填料盒的静摩擦力、阀芯 / 阀座的磨损，及挂料和结垢等。

这些故障指示可通过通过 HART 或现场总线接口通信输出。这样 HART，PROFIBUS 和 FF 型式的定位器可区别多种不同的故障指示。

阀门的维护请求

全行程测试、阶跃响应测试、多级阶跃响应测试和阀门性能测试可提供阀门所需维护的详细信息。通过 HART 通信的帮助，可收到全面的测试结果并能够确定维护措施的程度。

功能性安全符合 SIL 3

柯托智能电气定位器适用于功能性安全 SIL 3，按 IEC 61508 或IEC 61511-1 的特殊要求的装置的控制。

这只针对单作用定位器，安装在带弹簧复位的气动执行机构上。

定位器在故障时按要求排空执行机构，并驱动阀门到预设的安全位置。

此定位器满足下列要求：

•功能性安全达SIL 3，符合IEC 61508 或IEC 61511-1，用于安全排气

组态

在组态模式下，柯托智能电气定位器按要求对以下设置进行组态：

•输入电流范围 0 ~ 20 mA 或 4 ~ 20 mA

•设定点上升或下降特性

•定位速度（设定点斜率）

•分程工作范围：设定点起始值和最大值可调

•响应区间（死区）：自适应或固定

•作用方向：随设定点上升，输出压力上升或下降

•定位范围的限定（阀门工作的起始值和最大值）

•终端控制元件的报警限：最小值和最大值

•自动“ 紧密关闭”（响应阈值可调）

•行程可按阀门特性曲线修正

•数字输入功能

•报警输出功能等。

额定使用条件

- 6 bar (87 psi)

9.8 Nm3/h (43.1 USgpm)

环境条件

用于室内和室外

•排气（复位型）

环境温度

在危险区域，参照最大充许的环境温度（按照温度等级）

- 2 bar (29 psi)

8.2 Nm3/h(36.1 USgpm)

•允许的工作环境温度

-30 ~ +80 oC (-22 ~ 176 oF)

- 4 bar (58 psi)

13.7 Nm3/h(60.3 USgpm)

•海拔

海平面上 2000 m，大于 2000 m 海平面处，需使用适当的电源。

- 6 bar (87 psi)

19.2 Nm3/h (84.5 USgpm)

•相对湿度

0 ~ 100 %

•排气（保位型）

防护等级

IP66 符合 IEC/EN 60529/NEMA 4X

- 2 bar (29 psi)

4.3 Nm3/h(19.0 USgpm)

安装位置

任意位置：按在潮湿环境中，气动连接口和排气口避免朝上

- 4 bar (58 psi)

7.3 Nm3/h(32.2 USgpm)

抗振性

- 6 bar (87 psi)

9.8 Nm3/h (43.3 USgpm)

•谐振（正弦波）

按照 EN 60068-2-6/10.2008

3.5 mm (0.14”)，2 ~ 27 Hz，

3 周期 / 轴，

98.1 m/s2 (321.84 ft/s2)，

27 ~ 300 Hz，3 周期 / 轴

稳态耗气量

< 3,6×10-2 Nm3/h (0.158 USgpm)

•噪声（数字控制）

按照 EN 60068-2-64/04.2009

10 ~ 200 Hz；1 (m/s2)2/Hz

(3.28 (ft/s2)2/Hz)

200 ~ 500 Hz；0.3 (m/s2)2/Hz

(0.98 (ft/s2)2/Hz)

4 小时 / 轴

声压

LAeq < 75 dB

LAmax < 80 dB

•冲击（半正弦波）

按照 EN 60068-2-27/02.2010

150 m/s2，(492 ft/s2)，6 ms，

1000 次冲击 / 轴

设计

•整机推荐的连续工作条件范围

≤30 m/s2 无谐振锐度

工作模式

气候等级

按照 EN 60721-3-4

•行程范围（直行程执行机构）

3 ~ 130 mm (0.12 ~ 5.12 inch)

定位器反馈轴转角 16 ～ 90°

（更大行程按需提供）

•贮存

1K5，-40 ~ +80 oC

(1K5，-40 ~ +176 oF)

•转角范围（角行程执行机构）

30 ~ 100°

•运输

2K4，-40 ~ 80 oC

(2K4，-40 ~ +176 oF)

安装类型

气动数据

•在直行程执行机构上

使用安装组件 CTDQW60-5F/S

需要时加反馈杆 CTDQW60-5T

安装在执行机构的侧柱或平面上

符合 IEC 60534-6-1

气源

压缩空气、二氧化碳（CO2）、氮气 (N)、惰性气体或清洁天然气

•在角行程执行机构上

使用安装组件 CTDQY60-6Y

执行机构的安装平面符合 VDI/VDE 3845 和 IEC 60534-6-2

•气源压力

1.4 ~ 7 bar (20.3 ~ 101.5 psi)

基本型定位器重量

气源质量符合 ISO 8573-1

不锈钢外壳

约 3.5 kg (7.72 lb)

•固体颗粒大小和密度

3 级

材料

•露点

3 级

•外壳

SUS304

•含油量

3 级

•压力表座

SUS304，阳极氧化

气容（DIN 1945）

尺寸

•进气

定位器类型

单作用和双作用

- 2 bar (29 psi)

4.1 Nm3/h (18.1 USgpm)

电气连接

- 4 bar (58 psi)

7.1 Nm3/h (31.3 USgpm)

•螺丝端子

2.5 mm2 AWG30-14

气动连接

1/4-18 NPT（内螺纹）

防爆

控制器

防爆符合

控制器单元

ATEX/IECEx

•模糊控制

自适应

•本安“i”

•II 2 G Ex ia IIC T6/T4 Gb

•II 3 G Ex ic IIC T6/T4 Gc

•II 2 D Ex ia IIIC T110 oC Db

•死区

0.1 ~ 10 %（可调）

•粉尘，“t”外壳保护

•II 2 D Ex tb IIIC T100 oC Db

模数转换器

•用于 2 区“ec”

•II 3 G Ex ec IIC T6/T4 Gc

•采样时间

10 ms

NEC 500/NEC505 的安装环境

•分辨率

≤ 0,05 %

•本安“IS”

•IS / I，II / 1 / A-D

•IS / 1 / (A)Ex / Ex ib / IIC，Gb

•IS / III / 1 / E-G

•IS / 21 / (A)Ex / Ex ib / IIIC，Db， T110 oC

•转换误差

≤ 0,05 %

•粉尘，“DIP”外壳保护

•DIP / II，III / 1 / EFG

•DIP / 21 / (A)Ex tb / IIIC / T100 oC / Ta=85 oC

•温度影响

≤ 0.1 %/10 K (≤ 0.1 %/18 oF )

•用于 2 区，“NI”

•NI / I / 2 / A-D

•NI / 2 / (A)Ex nA / Ex ic / IIC，Gc

证书和批准

天然气作为气源

用天然气作为气源的技术规范见使用说明。

位置反馈模块

温度影响

≤0.1 %/10 K (￡ 0.1 %/18 °F)

位置反馈直流输出

辨析率

≤0,1 %

路电流输出：端子 2 和 3

两线制连接

残留波纹

≤1 %

额定信号范围

4 ... 20 mA，短路保护

电气连接峰值

UI = 30 V

II = 100 mA

PI = 1 W

总工作范围

3.6 … 20.5 mA

等效内部电容 CI

11 nF

电源 UH

+12 ~ +30 V

等效内部电感 LI

忽略不计

外部负载 RB [kW]

≤(UH [V] – 12 V)/I [mA]

电隔离

与主设备安全隔离

转换误差

≤0,3 %

试验电压

840 VDC

智能定位器CURTO-CU-PS

位置反馈模块（输出4 ... 20 mA）

单作用（用于单作用执行机构）

D

安装附件选型和订货数据

订货号

双作用（用于双作用执行机构）

S

直行程执行机构安装

“三断“复位（1）

E

• 正面安装组件

CTDQW60-5F

“三断“保位（2）

H

• 侧面安装组件

CTDQW60-5S

不带反馈输出功能

0

2

• 反馈档杆组件

CTDQW60-5T

带反馈输出功能

0

3

角行程执行机构安装

不带HART功能

2

5

• 安装组件

CTDQY60-6Y

带HART功能

3

5

• 耦合轮组件

CTDQY60-6C

尺寸单位 mm

角行程安装底座图（定位器安装至角行程执行机构）

安装底座（执行机构制造商供货范围），符合 VDI/ VDE 3845，尺寸单位 mm

1                                                                                             2 

                                         3                                                                                             4

1                                                                                            2