BSW-300智能阀门定位器
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BSW-300智能阀门定位器

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概  述
BSW300智能阀门定位器为连云港博尚德自控设备有限公司推出的智能型两线制现场仪表。本定位器作为气动阀门的配套控制部件，广泛运用于化工、石油、冶金、轻工、电力等领域 的自动控制系统中。
本智能阀门定位器接受来自控制系统的4～20mA阀位信号，通过A/D 转换得到阀位设 定值;同时通过位置传感器得到实际的阀位
反馈信号;两者经过控制软件的计算处理，从而控制气动执行机构的动作，驱动阀位到达设定值(如图2-1)。
如图2-1 智能定位器原理图
本智能阀门定位器是基于微处理器技术的高性能智能阀门定位器，能很好地克服摩擦力和阀芯上的不平衡力，提高调节阀的响应速
度，使其定位迅速准确。它不仅能替代传统的电/气阀门定位器，而且可直接接入HART 协议实现网络与控制系统的信息交换。本智能阀门定位器符合《爆炸性环境第GB 3836.1-20101部分:设备通用要求》、GB3836.4-2010《爆炸性环境第4部分:由本质安全型“:”保护的设备》及GB3836.20-2010《爆炸性环境第20部分:设备保护级别(EPL,)为Ga级的设备》标准，防爆标志为ExiaHC 4T~T6 Ga，适用于工厂内具有IA~IIC级，T1~16 组的可燃气体或蒸汽与空气形成的爆炸性混合物形成的0区、1区或2区环境。本产品经国家认可的防爆电气产品认证机构检验合格，取得防爆合格证。
功能介绍
自适应功能:自动寻找阀门零点和量程，优化阀门控制参数,提高 控制精度；
组态功能:可设置阀门特性曲线、动作方式、死区、紧密关闭、事件输出;
自诊断功能:能显示输入电流值、上/下行程时间、死区等；
安全阀位:可选择全开、全关、保持、手动等模式；
通讯功能:HART协议的通讯功能；
反馈功能:4~20mA DC阀反馈信号、开关量反馈信号。
特  点
定位精度高达0.5%F.S；
具有本质安全型防爆，性能安全可靠；
结构简单，体积小，可安装在小型执行机构上；
自动整定，自动诊断，阀门特性曲线可组态设定；
机械零件少，抗振性能好；
可就地或远程进行菜单设置；
低功耗、低耗气量、低运行成本；
采用二线制4～20mA 标准信号；
防雷模块可选，降低定位器因雷击浪涌而损坏几率。
防雷特性
随着科技的进步，智能阀门定位器已逐步向智能化，总线化方向发展。因此，不可避免的要使用一些高度集成化的元件，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电的承受能力下降。当有雷击时，这些元件很容易损坏，导致定位器失效，如果配套的控制阀用于关键工艺控制点或者对控制安全性要求较高的位置时，很可能因为定位器的突然失效而使工艺失去控制或者引发生产安全事故。普通的智能阀门定位器对通过导线侵入的大电流和过电压不具有防护作用，易遭受雷击破坏，给安全生产带来隐患。为了弥补这种缺陷，BSW600智能阀门定位器可选防雷放电电路，构成具有防雷功能的阀门定位器。
图2-2 防雷智能阀门定位器原理框图
1、防雷功能非标配，作为产品选型中的可选项；
2、使用防雷定位器时，必须按相关国家标准进行接地处理；
3、带防雷功能时，不能做绝缘耐压测试。

产品参数

技术参数
气指标 气源压力 0.14～0.7 MPa
阀泄漏量 < 0.6L/H
稳态耗气量 < 36L/H
气源质量要求 根据IS08573-1
最大颗粒尺寸和密度:4级
含油量:4级
露点:4级或至少低于最低环境温度10K
输入输出 适应执行机构 单作用、双作用
行程范围 直行程10～100mm;角行程30～120
电流输入 4～20mA DC最小工作电流>3.8mA DC；可设定分程控制起点和终点
反馈输出 4～20mA DC
开关输入 干触点
开关输出 2路电子开关
压电阀开关次数 平均无故障动作次数>20亿次
输出特性修正 线性，1:25 1:50 N1:25
通讯方式 HART 通讯协议
显示方式 液晶显示 2排7位数字液晶，尺寸35x22mm
压力表指示 2-3个压力表，显示进出口空气压力
组态操作 自整定 自整定阀门零点及量程，最小死区(自动值)
自诊断 能显示输入电流值、上/下行程时间、死区
精度 死区 0.1～10% 可调整
基本误差 ≤士0.5%F.S
回差 ≤0.5%F.S
工作环境 环境温度 非本安型:(-40～80)℃
本安型: T6:(40～50)℃，
T5:(40～65)℃，T4:(40～80)℃
环境湿度 5～95%RH
抗振性能 15～150Hz@ 2g
防护等级 IP65(根据客户需求)
防爆等级 Ex ia IICT4～T6 Ga
外形 重量 3.0 kg
尺寸 183x96x100 mm
外壳材质 铝合金

安装说明

用户须知
在安装和调试前请认真阅读此手册
一、安全图标
为了您能更好地应用这份说明，以及保障您在调试，运行和维修 这台仪器时的安全，请注意下列符号的用途：
符号 标语 解说
警告 警告指如果某个操作或过程执行不当，将会导致人身伤害或安全事故。请严格遵守规范，谨慎操作。
注意 如果某个操作或过程执行不当，将会导致设备操作故障或设备损坏。请严格遵守规范。
提示 如果某个操作或过程执行不当，会间接影响设备运行或触发设备某部分发生意外响应。
二、安全注意事项
1、本设备的设计满足先进的安全要求，通过出厂测试，出 厂时操作安全有效。
2、本设备遵守相关的法规和标准。
3、本设备制造商保留修改技术参数不提前通知的权利。
4、必须遵守允许的贮、运输和操作温度。
5、必须按连接图的规定对设备进行接线。
6、必须遵循设备上附带的警告标志、铭牌和接线图中所含的信息。
7、可在危险区域中使用的设备的铭牌上有相应的标记。在危险区内操作设备时，必须遵守相关的国家规定。必须遵守该Ex防爆文档中提供的安装规范、连接参数以及安全说明。
三、应用范围
1、除本手册规定的应用范围，其它任何应用范围均会对人员和整个设备系统的安全造成威胁，禁止使用。
2、制造商对于操作不当或者非指定用途引起的损害不承担责任。
四、安装和调试操作
1、本设备只能由经过培训，获得授权的合格专业人员(如电工)进行安装、连接、调试和维护，并需要完全遵守《用户使用手册》指引、相关应用规范、法律法规要求中的规定，并具有相应的资质证书(与应用条件相关)。
2、安装本设备前，安装人员必须阅读《用户使用手册》，理解并遵守其中规定。
3、安装本设备时，应在断电状态下且没有外部负荷或应力时进行。
4、除非《用户使用手册》允许，否则不能对设备进行修改或维修。
5、对本设备进行修理时，必须在明确允许进行修理并使用原装备件情况下。
6、如果在设备附近进行焊接作业，不可以通过本设备实行焊接设备接地。
外形尺寸
BSW600智能阀门定位器外形尺寸图
直行程安装附件
反馈杆装在定位器上
角行程定位器安装连接
安装步骤如下(角行程定位器安装连接参看图4.2.3)
1、用平垫圈①、弹簧垫圈②和六角头钉③把上支架块⑥，固定在定 位器底部。
2、将反馈杆④套在定位器主动轴上，用紧定钉固定。
3、用平垫圈12、弹簧垫圈 11 和六角头钉⑩将2块下支架块⑦固定在执行机构上。
4、先将六角螺母⑨拧入到叉形反馈杆⑧螺钉根部，再将叉形反馈
杆⑧拧到执行机构上。
5将装好安装支架的定位器小心的放在执行机构上，使反馈杆④上的圆柱销正确套入叉形反馈杆⑧的插槽内。调整定位器安装高度，锁紧反馈杆④上的圆柱销的紧定螺母，并把定位器通过上、下支架块用平垫圈 15 、弹簧垫圈 14 和六角螺钉 13 固定在执行机构上。调节反馈杆的转动角度使之符合4.2.1一节所述要求。
1、安装阀门定位器时，应避免安装支架堵住定位器排气孔；
2、反馈杆转动角度应符合4.2.1一节所述要求；
3、直行程阀开度为50%时，反馈杆是水平状态。
气路连接
气路连接在定位器的右侧，定位器的气路连接有两种:G1/4和1/4NPT(订货时请选择对应的型号)，具体类型标识在壳体上，用户可根据不同的管道连接进行选择。
图4-7:气路连接图
安装步骤:
智能阀门定位器的输出口按图4-7与气动执行机构的输入口连接。
避免连接处漏气，用肥皂水检查接头连接处的气密。
阀门定位器的IN口与气源连接。进入定位器的压缩空气必须经 过空气过滤减压阀的过滤和稳压。
气源要求:
气源压力必须在0.14～0.7MPa之间，具体值视执行机构而定；
气源应为清洁干燥的空气,应无明显的油蒸汽、油和其他液体；
气源应无明显的腐蚀性气体蒸汽和溶剂；
气源中所含最大颗粒尺寸和密度4级，含油量4级；
工气源露点至少低于最低环境温度10K。
电气连接
电气连接要求
电气连接应严格按连接图进行，应可靠固定，不得松动。
本安型定位器必须与已经通过防爆认证的关联设备/本安设备配 套共同组成本安防爆系统方可使用于爆炸性气体环境。其系统接线必
须同时遵守定位器和所配关联设备/本安设备的使用说明书要求，接 线端子不得接错。
本产品标配电缆接头为标准的防水接头，信号电缆外径 需≥8mm且安装时要锁紧接头盖，以避免本产品降低IP防护等级:如果
用户自行配置电缆引入装置，须配用经国家授权的检验机构认可的、符合国家标准GB/T4208-2017规定的、外壳防护等级不低IP20的电缆 引入装置或封堵件，方可用于爆炸性危险场所。
安装现场不应该对产品外壳腐蚀作用的气体。
在安装、使用和维护本安型定位器时，须同时严格遵守产品使用 说明书和以下标准:
GB 3836.13-2013爆炸性环境第13部分:设备的修理、修、修复和改造；
GB/T 3836.15-2017爆炸性环境第15部分:电气装置的设计、选型 和安装；
GB/T 3836.16-2017爆炸性环境第16部分:电气装置的检查和维护。
本安型定位器连接
输入电气连接(如图10所示)
类型: 两线制
输入信号: 4～20mA DC
最小工作电流: 3.8mA DC
输入阻抗: 325Ω 20mA DC (无HART)
375Ω 20mA DC (HART型)
本安参数(6+～7-): Ui=28V DC
Ii=93mA
Pi=0.65W
Ci=18nF
Li≈0
安全栅要求: U0≤28V DC
I0≤93mA
P0≤0.65W
本安参数(3～4): Uo=5.36V DC
Io=0.2mA
Po=0.3mW
Co=2uF
Lo=5mH
本安设备要求: Ui≥5.36V DC
Ii≥0.2mA
Pi> 0.3mW
Ci<2uF
Li<5mH
图4-8:输入电气连接图
现场配备的HART手操器，需经国家认可的防爆电气产品认证机构检验合格，获得防爆合格证。
阀位反馈模块电气连接(如图4-10所示)
反馈信号类型: 两线制，4～20mA DC
温 漂: ≤100ppm/℃
工作范围: 工作范围:3.6～20.5mA DC
精 度: ≤0.1%
端口电压: 12～28V DC
本安参数(11+～12-): Ui=28V DC
Ii=93mA
Pi= 0.65W
Ci=10 nF
Li≈O
安全栅要求: Uo≤28V DC
Io≤93 mA
Po≤0.65W
图4-10:阀位反馈模块电气连接图
非本安型定位器连接
输入电气连接(如图4-11所示)
类型: 两线制
输入信号: 4～20mA DC
最小工作电流: 3.8mA DC
输入阻抗: 325Ω 20mA (无HART)
375Ω 20mA (HART型)
图4-11:输入电气连接图

调试设置

调节操作
操作界面说明
显示: LCD分 为两行显示。
在正常状态下: 第1行显示阀位值。
第2行从左至右依次为运行状态，输入值大小。
定位器在现场可采用3个按键实现数值设置。
按键的功能取决于可选择的工作模式。
参数设定
若用户需要改变定位器的参数设置(一般情况下用户不用改变参数，定位器能够满足控制要求)。当定位器上电后，按动键超过5秒，进入参数组态状态，用户根据现场要求选择参数(参数设定详见参数组态表)。参数组态完成后，按键大于5秒，退出参数设定，切换到自动状态。
自动初始化步骤
显示屏 出厂设定值 单位 功能
功能符号 内容
WAY ˆ Turn WAY 直行程/角行程
90
33		 33 度 额定反馈角转换比选择器
OFF
NO NO 初始化(自动)
NO NO 初始化(手动)
4MA 4MA 输入电流核对
riSE
FALL		 riSE riSE:信号4～20mA，输出0%～100%
FAAL:信号4～20mA，输出100%～0%
0，0to100,0 0，0 % 分程范围设定起始点
0，0to100,0 100，0 % 分程范围设定终点
Lin
1-25 1-33 1-50
n1-25 n1-33 n1-50		 Lin 设定点功能  线形
等百比分 1:25.1:33.1:50
快开 1:25,1:33.1:50
Auto
0，0to10,0		 Auto % 控制器死区
0，0to100,0 0，0 % 行程下限值
0，0to100,0 100 % 行程上限值
MPOS
FLOW		 MPOS 操作变量标准化(LED显示) 机械行程(实际值)流量(0-100)
riSE
FALL		 riSE riSE:行程0%～100%，LCD显示值0%～100%(信号与行程一致);
FALL;行程0%～100%，LCD显示值100%～0%(信号与LCD显示值一致)
no
up
do
up do		 no “紧闭关闭”带人工操作变量  无
仅上升
仅下降
上升和下降
0，0to100,0 0.5 % 紧闭关断，底部
0，0to100,0 99.5 % 紧闭关断，顶部
OFF OFF 电流校对开启项
no
Strt
oCAY		 no 预设定(工厂设定)”no”未启动
“Strt”按5S后启动工厂设置
“oCAY”工厂设置成功后显示
注意:预设后导致”NOINIT”

部分参数
定位器参数列表
参数名以印刷文本和显示方式表示。在“功能”专栏中，对参 数 功能作了简单描述，同时还表示了各参数值，物理单位和出厂设 定的参数值。
1、YFCT
执行机构形式
执行机构选用:直行程执行机构(WAY)
角行程执行机构(TURN)
YFCT=WAY.则由于线性转换为角位移产生的非线性通过定位 器得以补偿。
2、YAGL
电位器正反数值转换:
如果选择1YFCT=TURN,则角行程执行机构转角自动设 置90度。
如果选择1YFCT=WAY,直行程执行机构则可设定33与90，这 取决于阀门行程大小与反馈杆支点安装距离。
□ 33 行程≤20mm,阀门气开或气关时，在用手动初始化 时，阀门由进气时开始动作，转角显示数值应由小往大变 化，若相反时，则改为90。
□ 90 行程>20mm,阀门气开或气关时，在用手动初始化时，阀门由进气时开始动作，转角显示数值应由小往大变 化，若相反时，则改为33。
3、AWAY
4、INIT
初始化(自动)
如果选择“strt”并按键(>5秒)，则开始自动初始化。初始化显示进行“RUN1”至“RUN5”的过程，显 示FINSH符号继续按键>5S退出。
5、INITM
初始化(手动)
如果选择“Strt”并按按键(>5秒)
□ 显示“YENDL”,按键,驱动阀门至关的阀关的位置；
□ 点按“”后,显示“YEND2”；
□ 按“ ”驱动阀至开的位置；
□ 点按“ ”后,由“RUN3”至“RUN5”的过程；
显示FINSH符号继续按“ ”键>5S退出。
6、SCUR
校对输入电流值，该项须47项开启。
7、SDIR
设置定值的方向是用于设置改变设定值的方向。主要用于 分程操作和具有安设置“UP”的作用驱动。
8、SPRA
分程控制的起始点设置(见图.1)。
同7.SDIR。
9、SPRE
分程控制的起始点设置(见图.1)。
参数“7.SPRA”及“8.SPRE”和参数“6.SDIR”一起用来限制 有效设定值范围。这样可以通过特性曲线来解决分程任务。
□增加/下降
□下降/增加
□下降/下降
□增加/增加

图.1 具有两台仪表的分程操作一例
10、TUSP
设定值斜率。
设定值斜率在自动模式和限制有效设定值变化率时起作用。当仪表从手动转换为自动模式时，通过设定值斜率使有效设 定值与仪表上的设定值相匹配。手动和自动间无扰动切换能避免 在长管道中产生的过压。当设置 TS=AUTO，初始化的二倍执行时间由设定值斜率所确定。
11、TSDO
12、SFCT
设定值功能(见图.2)。
采用这一功能使阀门的非线性特性线性化,并且在阀门的线性化特性曲线上，任何流量特性可以模拟。
仪表中存储了两种阀门的特性曲线。
□ 快开等百分比 n1-33 (12SFCT=1-33)
□ 快开等百分比 n1-50 (12SFCT=1-50)
设定值转折点只有当12SFCT=FREE 时才能输入。

图.2设定值特性，常规的操作变量和关闭功能
34、DEBA
控制器死区
当dEbA=AUto时，死区通常符合自动模式下控制回路的要 求。如果，一步步增加检测死区范围产生了控制，减少振荡用改变时间判据来取得在对其他分程控制时使用死区，设置通常 为常数。
35、YA
操作变量下限(见图.2和图.3)
36、YE
操作变量上限(见图.2和图.3)
借助参数 35.YA 和 36.YE，机械行程(从停到停)被限定至 设定值内。采用这种方法，执行机构正确的机械行程能被限制在有效流量范围内，并且能避免调节器的积分饱和影响。
37.YNRM
常规操作变量(见图.2和图.3)
通过 YA和 YE，限定操作变量产生两个不同的刻度显 示(MPOS和FLOW)和通过输出电流位置反馈。MP0S刻度表示机械位置(0至100%)这里采用参数 YA 和 YE 是无效的。在 MPOS 刻度 上有参数 YA 和 YE 的显示。
流量刻度在 YA 和 YE 之间的范围内是常规的 (0至100%)。设定点W(0至100%)总与这一范围有关。这就导致显示和位置反馈 JY 或多或少与流量成正比例(即使采用阀门的特 性曲线)为了计算系统偏差，设定值也以相关的刻度显示出来。
38.YDIR
行程方向显示
用于设置显示动作方(增加或减少)。

图.3如图所示为80mm的直行程执行机构，标准行程和YA及YE之关系
39.YCLS
操作变量的’紧闭功能”(见图.2)
利用这一功能阀门能达到最大开启度(保持压电阀接触通 电),紧闭功能可作用于仅单输出或的双输出执行器的定位。当设定值低于0.5%或大于99.5%时YCLS起作用。
当把YA 和 Ye 设定值范围为0-100%时,依据流量的紧闭功 能动作点，可借助YA设置在较低，借助YE设置在较高数值。
47、SRTU
行程方向显示
输入信号校对开启项
55、PRST
预设置
出厂设置的复位和再设置初始化
在预设置之后，定位器必须进行重新初始化,全部维护参数等经计算的要重新设置。

故障排除

使用异常与维护保养
维护保养
定位器为现场仪表，应定期进行维护和保养。定位器的气源应保 持干燥、清洁。定期对与定位器相应配合使用的压力调节阀进行放水 和排污，以免进入定位器影响定位器的正常工作。
定位器的反馈连接附件因长期工作，可能有松动情况，应定期检 查丝是否有松动。如发现松动，则应马上拧紧，并根据零点和量程位 置处的偏差大小决定是否执行初始化。
为便于观察定位器是否正常工作，应保持气源和输出压力表的清洁。
定位器的防爆部分维护和保养，应按国家有关规定进行检查和维护。
异常状况排除
使用定位器出现异常状况时，请按以下骤排除。
如果按以下骤还不能解决问题，请和供应商联系。
异常情况特征 产生原因 解决方法
执行机构手/自动均不动作 源压力低 调节气源压力达到执行机构所需压力
执行机构被卡住 解除执行机构被卡问题
执行机构自动状态下不动作或动作慢 源压力低 调节气源压力达到执行机构所需压力
定位器整定时中途退出 重新整定
频繁动作(补气) 气路系统漏气 检查外部气路是否漏气
定位器漏气则通知厂家更换或维修
振荡 用户菜单设置不对 增加死区范围，增大阻尼值
执行机构气室容积太小 更换符合要求的执行机构
回差大 检查安装支架或反馈连接件是否符合安装要求，必要时初始化
阀门不能全开或全关 气源压力太小 调节气源压力达到执行机构所需压力
初始化数据不正确 执行初始化指令
设置了限位值 检查用户参数
未设置紧密关闭功能 开启用户参数中的紧密关闭功能
无显示 输入信号太小(<3.6mA) 检查输入信号
电气连接端子丝松脱 拧紧端子丝
主板坏 更换主板
排气不通畅 排气孔堵住 清理排气孔
无阀位反馈电流 阀位反馈模块故障 更换
外部无配电，阀位反馈模块无工作电压 给模块提供24V工作电压
外部接线极性反 重新正确接线
反馈电流与实际阀位不符 阀位反馈模块故障 更换
阀位反馈模块零点，量程偏离 调整反馈模块上的零点满度电位器
LCD显示的零点，量程与标尺刻度不符 调节阀的实际行程本身与标尺不符 手动整定
用户不得自行更换影响防爆功能的零部件，以免影响防爆安全。

订货须知

订货代码
BSW-300 □□
动作形式 L  直行程
R  角行程
订货须知
1、名称、型号
2、附件
如能提供详尽的有关工艺数据及自控资料将会使您订到更为正确满意的产品。

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