PN16
宝德（BURKERT）20120692 8647 型 AirLINE SP 是一款模块化电-气动自动化阀岛，专为无缝嵌入西门子 SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统的背板总线而开发。该配置具备 24 个阀位插槽，站拼装宽度为 11 mm，可集成二位三通、2×二位三通及二位五通先导电磁阀，直接驱动过程阀门、气缸及单/双作用气动执行机构。阀岛配备不锈钢（VA）材质的 AirLINE Quick 控制柜底板适配件，将气源主入口、集中排气通道以及 D6 规格的工作接头直接贯穿控制柜底部引出，免除控制柜壁穿板开孔及二次管路过桥。
硬件版本属于修订版 2（REV.2），其外在特征为推入式快插接头采用蓝色松开环、工作接口采用波浪形交错排布，并在单阀与双阀间推行统一的 FM20 气动法兰连接图样。该产品在 3 (R) 与 5 (S) 排气通道内置单向止回阀，防止多阀同时换向动作时发生废气倒灌或背压反冲；同时在 1 (P) 压力供气通道配备气动热插拔（HotSwap）截止阀芯。当现场拆卸单个先导阀进行维护时，底座阀芯自动切断该工位的高压气源，允许在主管道维持高达 10 bar 压力下实现带压在线更换电磁阀。
系统架构与模块化设计
8647 型阀岛由供气连接单元与控制阀组件两大部分拼装而成，与西门子电气模块共用标准导轨完成机械与电气互联。
- 连接单元 (PSU)： 分布在阀岛左端（PSU-L，宽度 44 mm）、中间分段（PSU-M，宽度 33 mm）及右端（PSU-R，宽度 44 mm）。连接单元负责通过 G 1/4 螺纹接口供给压缩空气、排放先导与主回路废气、提供 M5 辅助先导气源接口，并将阀岛牢固锁定在导轨上。订货号 20120692 内置 1 个 PSU-M 中间供气单元，避免 24 位气阀长距离级联造成的管路末端供气压降。
- 阀组件 (Valve Units)： 包含基本电子模块（PQ 模块）、基本气动模块与插装式先导电磁阀（6524 型或 6525 型）。基本电子模块提供 4 阀位（PQ4）与 8 阀位（PQ8/PQ16）两种规格，负责驱动线圈、采集传感器信号并与西门子背板通信。
- 基本气动模块： 负责承载电磁阀、内置排气单向止回阀结构、容纳 P 通道热插拔自闭阀芯，并将工作气路引出到底部不锈钢快插接头。
| 模块型号代码 | 订货号 ID | 阀门插槽数 | 模块总宽 [mm] | 适用阀门类型 | EVS 外部停阀功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| PSU-L | 285088 | — | 44 | 左侧供气/排气连接单元 | 无 |
| PSU-M | 285091 | — | 33 | 中间补气连接单元 | 无 |
| PSU-R | 285092 | — | 44 | 右侧排气/终端连接单元 | 无 |
| PQ4VS4 | 284935 | 4 | 44 | 6524 型二位三通 / 6525 型二位五通 | 无 |
| PQ8VS4 | 284936 | 4 | 44 | 6524 型 2x3/2位 / 0460 型脉冲阀 | 无 |
| PQ8VS8 | 283166 | 8 | 88 | 6524 型二位三通 / 6525 型二位五通 | 无 |
| PQ16VS8 | 284806 | 8 | 88 | 6524 型 2x3/2位 / 0460 型脉冲阀 | 无 |
机械安装与 AirLINE Quick 控制柜底板适配
20120692 采用 AirLINE Quick 底板安装结构。此方案中，阀岛通过高强度不锈钢金属板直接固定在控制柜底板开孔处，反向承托标准导轨及导轨上搭载的西门子 SIMATIC ET 200SP 模块，取代传统后背板壁挂式导轨固定。
安装前需在控制柜底板预留激光切割或冲压成型的专用贯穿开孔，开孔边缘必须彻底去除毛刺，防止割伤密封橡胶垫圈。
- 将 AirLINE Quick 配套的成型橡胶密封垫平整装入不锈钢金属基板的密封槽内，严禁扭曲。
- 从控制柜内侧将预装阀岛总成对准预留开孔平放贴合。
- 从控制柜外侧贴合稳定加强反压板，使用 M5×10 不锈钢螺钉穿入紧固，拧紧扭矩设定为 2.0 Nm。
AirLINE Quick 安装限制
使用 AirLINE Quick 时，标准导轨在阀岛两侧的悬伸允许长度不得超过 10 cm，且仅允许插装短款西门子 BaseUnit 基座单元。由于型材导轨外形尺寸差异，AirLINE Quick 无法与 SIMATIC ET 200SP HA 架构组合使用。
若从标准导轨拆卸，必须先将两侧锁定螺钉逆时针旋转松脱到底，方可抬起阀岛。控制柜内安装时，阀岛顶端与机柜上部结构件之间应至少预留 5 cm 空间（若接有 EVS 接口端子则需预留 8 cm），以保证散热对流与拔插操作通道。
气动连接与集成安全特性
20120692 的气动主管路接口位于两端连接单元，工作输出接口则通过底部不锈钢 AirLINE Quick 法兰板集中引出。
| 接口标号 | 接口标识 | 功能定义 | 接口规格 | 推荐拧紧扭矩 [Nm] | 最大允许扭矩 [Nm] |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | P / 1 | 主气源压力供给 | G 1/4 螺纹 | 4 至 7 | 20 |
| 3 / 5 | R/3, S/5 | 先导与工作介质集中排气口 | G 1/4 螺纹 | 4 至 7 | 20 |
| 2 | X | 外部先导气 (EXT) / 内部排气 (INT) | M5 螺纹 | 1.0 至 1.2 | 3 |
| 2, 4 | 底部法兰 | 气动执行器工作气口 (A/B) | D6 快插接头 | 1.75 至 2.25 (M7) | 4 |
气口管路防误接警示
充气前务必核对 1 (P) 与 3/5 (R/S) 接口管路定义。1 与 3/5 接口严禁颠倒互换连接，否则会导致内部流路发生不可控的逆向通气，造成执行机构突然失控运动。
针对单体二位三通先导阀（6524 型），气压仅从下部 2 口输出，上部 1 号对应接孔保持封闭；针对二位五通阀（6525 型）或 2x3/2位双联阀（6524 型），上部 2 口与下部 4 口分别作为双动作交替输出接口。
排气回路止回阀特性
在集中排气通道 3 (R) 和 5 (S) 内置机械单向弹簧止回阀。当多个大容积执行气缸同时快速排气时，排气通道瞬时气压激增，内置止回阀可瞬间封堵支路反冲气流，避免处于待机复位状态的先导阀阀芯被倒灌气体顶开，消除安全关闭动作中的意外误动。
阀门维护与气动热插拔更换
该型号在 1 (P) 压力供气腔内集成了气动热插拔（HotSwap）机构。当拧下某个电磁阀的紧固螺钉并将其拔出时，底座内部的弹簧密封滑套自动闭合，切断主气源通向该插槽的气路，其余 23 个阀位继续维持正常受控运行。
热插拔带压维护规范
在线带压拔出阀体瞬间会有短暂气流冲出，此为密封面切换过程中的正常气动响应。作业人员必须佩戴防护眼镜。禁止在同一个气动底座上同时拔下多只电磁阀。
- 在进行任何维护操作前，先在控制系统锁定相连执行机构的机械位移。
- 使用一字螺丝刀旋松目标电磁阀对角布置的固定螺钉。
- 将旧阀垂直拔出，检查气动底座法兰槽内无颗粒杂质。
- 将适配 REV.2 的全新电磁阀平整扣入插槽，确认异形密封圈完整落槽。
- 按对角交叉方式分次均匀拧紧两颗螺栓，直至达到允许紧固扭矩。
硬件版本更替说明
REV.1 与 REV.2 单阀的气动底板连接开孔型式完全不同。严禁在 REV.2 基本气动模块上混装 REV.1 单阀（6524 型/6525 型），否则因法兰密封面无法贴合而产生严重漏气。
电气连接与西门子自动化系统集成
8647 型阀岛通过金属簧片与西门子 SIMATIC ET 200SP 背板总线实现自动触点闭合，完成控制指令传输与逻辑供电。
- 基座单元电源分段： 紧靠阀岛 PSU-L 单元左侧必须安装一个浅色 BaseUnit 基座（型号 BU...D 或 BU...D/T），以此在站内重新开启一个独立的电位组，为阀岛的电磁线圈提供专用的负载电源（L+ 与 M）。
- 电压公差控制： 阀岛线圈对供电电压的允许公差为 24 V DC ±10%（即 21.6 V DC 至 26.4 V DC）。若电源电压跌落至 21.6 V DC 以下，左侧 PSU-L 的 PWR OK 指示灯熄灭，基本电子模块触发“无供电电压 L+”诊断。
- 故障安全工程架构 (F-PM-E)： 标有“FC”标识的 8647 模块支持部署在西门子 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST 电源模块的安全电位组下游。在安全参数中，暗态测试与关闭测试的最大回读时间建议设定在 1.5 ms 至 2.5 ms 之间，开启测试回读时间设定为 0.8 ms。
工程组态、参数设置与诊断机制
工程人员可通过西门子 TIA Portal（V13 及以上）、SIMATIC STEP 7（V5.5 SP4 及以上）或 PCS 7（V9.0 SP2 及以上）执行硬件组态。支持采用 GSDML 文件（PROFINET）、GSD 文件（PROFIBUS DP）、专用硬件支持包 HSP0225/HSP2105 或 PCS 7 HUP 更新包。
本地光电状态与液晶屏诊断
每个阀组模块均配备直观的本地指示机构：
- PWR LED (绿色)： 指示阀岛线圈工作电压正常。
- DIAG LED： 指示模块通信状态（绿灯常亮：运行就绪；绿灯闪烁：未完成参数组态；红灯闪烁：存在未消除的诊断报警）。
- 图形液晶显示屏： 8 阀位模块配备双液晶屏，图形化显示当前各通道电磁阀通断状态、现场阀门限位反馈到达状态（A 上限位/B 下限位）、PROFIenergy 节能状态，并交替滚动显示中文或英文字符警报（断线、短路、动作次数超限等）。
动作循环计数器管理
基本电子模块在每个通道内部针对先导电磁阀和现场执行器分别设立了独立非易失性动作循环计数器。当计数值达到设定的预警阈值时，自动向 PLC 上报维护报警。在程序运行期，可通过 STEP 7 的非周期性数据块指令（WRREC/RDREC）读取及重置 DS 130 至 DS 135 数据记录。
| 诊断代码 十六进制 (十进制) | 诊断警报信息 | 触发故障原因 | 推荐排查措施 |
|---|---|---|---|
| 0x09 (9) | 硬件故障 (Error) | 模块内部电子元器件异常 | 检查安装牢固度；必要时更换电子模块 |
| 0x10 (16) | 参数配置错误 | 组态软件下发的参数越界或逻辑冲突 | 核对 TIA Portal 硬件目录模块选型 |
| 0x11 (17) | 无供电电压 (No supply voltage) | 负载电压 L+ 低于 21.6 V DC 或断开 | 测量西门子浅色 BaseUnit 输入供电 |
| 0x1F (31) | 通道/元件暂时不可用 | 固件在线更新正在执行或中断 | 等待固件更新完成或重新执行更新 |
| 0x02F0 (752) | 先导阀：动作计数达到阈值 | 先导电磁阀动作次数达到预设上限 | 预防性更换先导电磁阀并重置 DS 132 |
| 0x02F1 (753) | 执行器：动作计数达到阈值 | 气缸或过程阀动作次数达到预警值 | 检修现场机械阀门并清除动作计数 |
| 0x02F3 (755) | 先导阀：断线 (Wire break) | 线圈回路开路或插针接触不良 | 检查电磁阀插接面接触是否完好 |
| 0x02F4 (756) | 先导阀：短路 (Short circuit) | 线圈过载短路或输出级碰线 | 排除外部短路，自复位保险丝冷却复位 |
技术参数与运行极限
| 技术参数项 | 规格限值 / 技术指标 |
|---|---|
| 工作气动介质 | 干燥压缩空气（含油或无油）、中性惰性气体 |
| 压缩空气净化等级 | 符合 ISO 8573-1:2010 标准 7.4.4 级（最大颗粒杂质 5 µm） |
| 工作压力范围 | 2.5 bar 至 10 bar（无外部辅助先导气状态） |
| 额定气体流量 (QnN) | 300 l/min（在 REV.2 带热插拔截止阀底板上实测衰减约 20%） |
| 介质温度适用范围 | 0 °C 至 +50 °C |
| 环境温度工作范围 | 0 °C 至 +55 °C |
| 工作相对湿度 | 平均 75%，瞬时最高 85%（无冷凝产生） |
| 工作大气压 / 海拔高度 | 80 kPa 至 106 kPa（UL 认证及安全应用限制在海拔 2000 m 以下） |
| 阀块结构外壳材质 | 聚酰胺 (PA)、聚碳酸酯 (PC)；先导阀体：PA / PPS / 铝合金 |
| 密封件材质 | 丁腈橡胶 (NBR) |
| 电气防触电类别 | 3 类设备（DIN EN 61140 / VDE 0140）；必须配合 FE 接地导轨安装 |
| 外壳防护等级 | 基础单元 IP20（安装于封闭控制柜内达 IP65；结合 AirLINE Quick 符合 UL Type 4X） |
| 单阀线圈稳态功耗 | 0.8 W 每通道 (24 V DC) |
