PN16
宝德 BURKERT 20073326（8647 型 AirLINE SP）是一种模块化电动气动自动化系统，专为直接机械及电气卡接至西门子分布式 I/O 系统 SIMATIC ET 200SP 和 SIMATIC ET 200SP HA 设计。该阀岛采用修订版 2（REV.2）硬件架构与 11 mm 排列尺寸（站宽），整套出厂预装配置包含 20 个阀门插槽，全部搭载 6524 型双电磁阀。每个阀位集成 2 组独立控制的二位三通常闭先导阀（作用方式 C C），在紧凑结构内提供多达 40 个独立气动控制通道。
主供气与排气通道通过连接单元上的 G 1/4 内螺纹接口引出，工作接口则以底板朝下排列的 D6 软管快插接头输出。为确保 40 组阀门功能下的气源充沛，阀块中间配置了 1 个 PSU-M 中途供应装置。排气接口 3 (R) 与 5 (S) 内部标配止回阀（单向阀）以抑制背压干扰，气动底板的 1 (P) 进气通道则集成 P 关闭热插拔（HotSwap）机构，允许在系统受压运行状态下安全更换单只阀门。BURKERT 20073326 获得 ATEX 及 IECEx 2 区 3 类设备防爆认证（Ex ec IIC T4 Gc），工作压力范围 2.5 至 10.0 bar，适用环境温度 0 °C 至 +55 °C。
系统架构与模块配置
8647 型系统通过背板总线与标准导轨将电气通信与气动动力高度集成。20073326 结构由四个核心子模块组合而成：
- 气动连接单元（PSU）：构成阀岛两端及中间供气节点。左侧连接模块（PSU-L）提供与西门子 ET 200SP 基座单元的机械定位与供电接口，中间配置 1 个中途供气单元（PSU-M）以平衡气流分配，右侧连接模块（PSU-R）完成管路封闭与末端固定。
- 基本电子模块（PQ 模块）：直接接入西门子背板总线，接收输出过程指令并回传诊断数据。模块集成状态指示灯、自复位短路保护驱动电路以及图形液晶显示屏，用于显示通道开关状态、错误代码及开关操作计数。
- 基本气动模块：耐用工程塑料底板，内置主供气（P）、排气（R、S）通气流道、排气单向阀、热插拔切断阀以及底部朝向的 D6 软管快插口。
- 先导电磁阀：20 只 6524 型 2x二位三通先导电磁阀，通过 M2 螺钉固定于底板。
修订版 2 (REV.2) 的设计改进
BURKERT 20073326 采用 REV.2 气动优化标准：
- 统一底板连接型式：单阀与 2x二位三通双阀的底板接口法兰统一标准化为 FM20 型式。
- 波浪形通道布置：气动底板上的工作软管接口采用交错波浪形排列，便于在密集安装条件下插拔气管。
- 蓝色推入式接头卡环：快插接头释放环采用蓝色标记，与旧款 REV.1（黑色卡环）形成视觉区分。
- 降低热插拔节流损失：优化内部气道阻力，带有 P 关闭热插拔功能时的流量损失从 REV.1 的最高 50% 降低至约 20%。
技术参数
| 参数项目 | 规范要求与数值 |
|---|---|
| 产品型号与订货号 | 宝德 BURKERT 8647 型 AirLINE SP（订货号 20073326） |
| 硬件版本 | 修订版 2（REV.2） |
| 阀岛配置规模 | 20 阀位，11 mm 排列尺寸（站宽） |
| 集成阀门类型 | 20 组 6524 型 2x二位三通电磁阀（作用方式 C C 常闭） |
| 受控通道总数 | 40 个独立气动控制通道 |
| 工作压力范围 | 2.5 bar 至 10.0 bar（表压） |
| 额定空气流量 ($Q_{\text{Nn}}$) | 300 l/min（在 +20 °C、入口 6 bar、压差 1 bar 条件下测量；集成 P 关闭时流量降低约 20%） |
| 额定工作电压 | 24 V DC (±10%)，残余波纹度 2.4 Vss，SELV/PELV |
| 每组双阀功耗 | 2x 0.8 W（具有功率自动降低功能） |
| 每阀额定电流 | 启动 40 mA；120 ms 后保持电流降至 28 mA |
| 防电击保护等级 | III（符合 DIN EN 61140, VDE 0140 标准） |
| 外壳防护等级 | IP20（依据 EN 60529；封闭控制柜内可达 IP65） |
| 工作介质要求 | 润滑或未润滑干燥压缩空气、中性气体（推荐 5 µm 过滤） |
| 压缩空气质量等级 | ISO 8573-1:2010 等级 7.4.4 |
| 介质温度范围 | 0 °C 至 +50 °C |
| 环境温度范围 | 0 °C 至 +55 °C（存放温度：-20 °C 至 +60 °C） |
| 允许湿度 | 平均 75%，偶发最高 85%，无凝露 |
| 主气源接口 (1, 3, 5) | G 1/4 内螺纹 |
| 辅助控制/先导排气口 (X) | M5 螺纹孔 |
| 执行器工作接口 (2, 4) | D6 mm 气管快插接头（底板下方出管） |
| 中途气源供应配置 | 1 个 PSU-M（G 1/4） |
| 热插拔功能 (HotSwap) | 1 (P) 进气通道具备自动截断机构 |
| 排气防逆流配置 | 排气通道 3 (R) 与 5 (S) 内置单向止回阀 |
| 防爆认证标志 | ATEX: BVS 18 ATEX E 078 X; IECEx: IECEx BVS 18.0068 X; II 3 G Ex ec IIC T4 Gc |
| 控制柜安装要求 | 必须安装在防护等级不低于 IP54 的控制柜或壳体内 |
气动接口与管路安装
气源供气与总排气管道直接连接在 PSU 连接单元上。20073326 阀岛的气源接口 1 (P) 以及排气接口 3 (R)、5 (S) 均采用 G 1/4 规格内螺纹。
| 位置编号 | 标识符号 | 气动功能 | 接口形式与尺寸 |
|---|---|---|---|
| 1 | P / 1 | 压缩空气供气入口 | G 1/4 内螺纹 |
| 2 | X | 辅助先导进气 / 先导控制排气 | M5 内螺纹孔 |
| 3 | R / 3, S / 5 | 工作介质排气口 | G 1/4 内螺纹 |
| 底板工作接口 | 2 (A), 4 (B) | 执行器驱动气路输出 | D6 mm 快插接头（朝下） |
排气通畅性管理
为避免产生背压并由此导致阀门非预期切换，必须确保排气通道通畅。建议使用大通径管路引至控制柜外，或选用通量充足的消音器。严禁封堵 3、5 排气口及 X 先导排气孔。
中途气源补给要求
使用 6524 型 2x二位三通双阀时，由于阀门动作密度加倍，规范要求每 16 次阀门功能（即 8 个双阀槽位）后必须配置 1 处中途供气单元。20073326 包含 20 个双阀槽（共 40 组阀门功能），系统已在阀组中集成配置 1 个 PSU-M 中途进气单元，保障气流压降处于受控水平。
工作接口通道分配
每个 6524 型 2x二位三通阀在气动底板上占有上下两个物理输出端口：
- 下部工作接口 4 (B)：由该阀位对应的第一个电气控制通道驱动。
- 上部工作接口 2 (A)：由该阀位对应的第二个电气控制通道驱动。
螺纹接口拧紧扭矩规范
| 接口尺寸 | 标记与功能 | 建议拧紧扭矩 | 最大允许拧紧扭矩 |
|---|---|---|---|
| G 1/4 | P（供气）、R/S（排气） | 4.0 Nm 至 7.0 Nm | 20.0 Nm |
| M5 | X（先导排气 / 辅助气） | 1.0 Nm 至 1.2 Nm | 3.0 Nm |
| M7 | AirLINE Quick 快插管接头 | 1.75 Nm 至 2.25 Nm | 4.0 Nm |
| M2 | 6524 型双阀固定螺钉 | 0.15 Nm 至 0.20 Nm | 0.25 Nm |
集成 6524 型先导电磁阀
20073326 阀岛的所有阀位均装配 6524 型 2x二位三通先导阀。其先导级由 6144 型翻转电磁铁与气动放大座阀构成。该设计在维持 0.8 W 低线圈功耗的同时，实现毫秒级开关速度及大截面阀座开闭：
- 作用方式 C：二位三通常闭电磁阀。未通电时，进气口 1 (P) 关闭，工作口 2 (A) 或 4 (B) 与排气口 3/5 连通排气。
- 开关动作时间：开启响应时间 12 ms，关闭响应时间 20 ms（依据 ISO 12238 标准测试）。
- 手动开关功能：标配机械手轮。使用平头螺丝刀按压可执行瞬时点动操作，按压并顺时针旋转可锁定为常开状态。在系统转入总线自动化运行时，手动开关必须恢复中位。
西门子 SIMATIC 控制系统集成与配置
8647 型通过西门子 ET 200SP / ET 200SP HA 背板总线实现无缝对接，无需外部转接线缆即可自动建立负载电压供电与现场总线通信。
西门子工程软件配置途径
- SIMATIC TIA Portal：通过硬件支持包 HSP0225（TIA Portal V14 SP1 或更高版本）或 GSDML 文件完成硬件集成。阀岛模块位于硬件目录中的
其他现场设备 -> PROFINET IO -> I/O -> 气动 (Burkert)。 - SIMATIC STEP 7 Classic：通过硬件支持包 HSP2105（STEP 7 V5.5 SP4 或更高版本）或 GSD 文件进行配置。
- SIMATIC PCS 7：通过硬件更新包 HUP（PCS 7 V9.0 SP2 或更高版本）进行深度集成。结合 ET 200SP HA 架构时，基座单元需利用西门子 HSP0293 进行组态。
- 通用现场总线主站：通过标准的 GSDML 或 GSD 文件，支持任何标准的 PROFINET IO 或 PROFIBUS DP 主站控制器。
硬件排列限制与供电要求
电源分组与基座单元要求
紧邻阀块左侧必须安装一个浅色西门子基座单元（型号代码为 BU...D 或 BU...D/T），为阀块建立独立的 24 V DC 负载供电回路。与 SIMATIC ET 200SP HA 组合使用时，此配置属于强制性规范要求。
- 搭配 SIMATIC ET 200SP：整套站点最多支持 64 个 I/O 模块与阀块，允许最大总宽度为 975 mm。在阀块右侧允许继续扩展标准西门子 I/O 模块，但右侧紧邻模块必须采用浅色基座单元重新注入负载电压。
- 搭配 SIMATIC ET 200SP HA：每个站点仅允许挂载 1 个阀块，整站允许最大宽度为 1,240 mm。阀块必须位于 ET 200SP HA 站点的最右侧，右侧严禁再串联其他西门子 I/O 模块。
通道级诊断与过程数据监控
基本电子模块持续执行硬件级电气自检：
- 断线与短路检测：通道处于启用状态时，驱动电路自动监测回路阻抗。若检测到线圈断线或接触短路，DIAG 指示灯闪烁红光，并向控制器发送诊断代码
0x02F3（断线）或0x02F4（短路）。 - 欠压监测保护：当输入负载电压低于允许下限（24 V -10%）时，PWR OK 指示灯熄灭，生成
0x11（无电源电压）诊断报警，所有先导阀自动回落至常闭静止安全位置。 - 双重开关操作计数器：每个通道分别针对先导电磁阀与现场气动执行器提供掉电保持计数器，通过 DS 130 与 DS 131 数据记录进行周期性读取与维护预警。
安全关断架构
8647 型支持多种功能安全关断实施路径：
机械手动开关覆盖电气关断风险
手动操作先导阀手轮会直接绕过电气安全关断机制。在安全关键回路中，必须锁定控制柜防止非授权操作，或选用无手动开关的阀门型号（订货号 300818）。同时确保排气通道无阻滞。
- 西门子 F-PM-E 电源模块架构：将阀块纳入西门子故障安全电源模块（ET 200SP F-PM-E 24VDC/8A PPM ST）的电位组中。该架构符合 DIN EN ISO 13849-1 及 EN IEC 62061 标准。触发安全停机时直接切断阀组负载电源，常闭阀门立即泄压复位。为确保正常运行时不被测试脉冲误触发，F-PM-E 参数需配置如下：
- 暗态测试与关闭测试最大回读时间：1.5 ms 至 2.5 ms 之间
- 接通测试最大回读时间：0.8 ms
- 模块级 EVS 关闭（外部阀门关断）：配备 EVS 接口的电子模块可通过无电位干触点（如安全继电器输出）单极切断该模块内所有阀门的驱动回路，而模块内部通讯逻辑、液晶显示与现场总线诊断持续运行。
- 单通道 SIA 安全关断：针对指定安全回路，选用带飞线引出接口的专用电磁阀，通过外部安全继电器实现对单个输出通道的硬接线隔离。
控制柜安装、维护与快插接头规范
导轨安装指南
BURKERT 20073326 在交货时安装于临时运输导轨上。在控制柜内就位前：
- 逆时针完全拧松紧固螺钉，将阀块从运输导轨上拆下。
- 将阀块向上倾斜卡入控制柜内坚固接地的标准 DIN 导轨（保证良好低阻抗接地以确保 EMC 抗扰度）。
- 阀块上方距离控制柜顶沿必须保持至少 50 mm（带 EVS 功能时至少 80 mm）净空高度，便于散热及工具操作。
- 顺时针均匀拧紧固定螺钉至约 1.8 Nm。
气动热插拔更换阀门流程
得益于基本气动模块内置的 P 腔自封闭机构，可在保持主供气压力的条件下在线更换单只 6524 阀门：
- 固定受控现场执行器，防止因失压发生危险动作。
- 使用一字螺丝刀拧松故障阀门两端的 M2 固定螺钉。
- 垂直向上拔出阀门及异形密封件。拔出瞬间会有短暂气流喷出，随后内部阀塞自动截断气源。
- 确认备用阀门为 REV.2 标准的 FM20 接口型号。
- 将新异形密封件准确嵌入阀底凹槽，将新阀安放到插槽中。
- 对角交替拧紧两颗 M2 螺钉至 0.15–0.20 Nm 扭矩。
修订版本兼容性限制
REV.1 与 REV.2 单阀由于气道截面与法兰尺寸差异，物理上严禁互换。REV.2 版本的 2x二位三通双阀必须匹配对应的 REV.2 气动底板与 FM20 专用密封垫。
气动软管快插连接规范 (ISO 14743:2020)
底板工作接口使用 D6 规格快插接头，适配聚酰胺（PA）或聚氨酯（PU）软管：
- 管径公差：D6 规格 PA 软管外径偏差必须在 ±0.08 mm 以内；PU 软管外径偏差在 ±0.1 mm 以内。
- 软管切割：必须使用专用切管器进行 90° 直角平整切割。斜切会导致卡爪受力不均及 O 形圈密封失效。
- 插入力度：用力将软管推入接头深处，越过弹性密封圈并触碰到底部限位止口。
- 最小抗拉力：连接必须能承受标准规定的抗拉拔力，D6 规格 PA 管最小抗拉力为 120 N，PU 管最小抗拉力为 100 N。
备件与订购信息
| 备件名称 | 版本与规格说明 | 包装数量 | 订货号 |
|---|---|---|---|
| 6524 型备用双阀 2x3/2 常闭 | 24 V DC，2.5–10 bar，带手动开关，FM20 底板型式 | 1 只 | 204710 |
| 6524 型备用双阀 2x3/2 常闭 | 24 V DC，1–10 bar，带辅助先导气，带手动开关 | 1 只 | 300817 |
| 6524 型备用双阀 2x3/2 常闭 | 24 V DC，2.5–10 bar，无手动开关 | 1 只 | 300818 |
| FM20 阀门异形密封垫 | 适用于 6524 型 2x二位三通双电磁阀 | 12 个 | 20016305 |
| MP16 模块间密封垫 | 适用于 REV.2 基本气动模块拼接面 | 4 个 | 20024339 |
| 6524 型双阀插槽盲板 | REV.2 气动底板未用阀位密封盖板 | 1 个 | 661092 |
| 电气连接插孔盖板 | 覆盖基本电子模块上未用电气插孔 | 1 个 | 653670 |
| 左侧接口单元组件 | 用于机械配合及连接西门子 ET 200SP 基座单元 | 1 套 | 20029826 |
| D6 mm 插入式接头（黄铜） | 镀镍黄铜材质气管快插接头 | 8 个 | 20024340 |
| D6 mm 插入式接头（不锈钢） | 1.4401 不锈钢材质气管快插接头 | 8 个 | 20024341 |
| PSU-M 中途进气单元 | 11 mm 站宽 G 1/4 接口中途供气模块 | 1 个 | 20030063 |
