Бюркерт BURKERT (BURKERT) 20097830 (тип 3281) — это электромоторный двухходовой проходной пропорциональный регулирующий клапан прямого действия, предназначенный для дозирования и управления потоками жидкостей и газов в замкнутых и разомкнутых контурах. Шток клапана перемещается линейным шаговым двигателем через ходовой резьбовой шпиндель, полностью исключая потребность в пневматических магистралях. Двигатель потребляет электроэнергию только при изменении хода, требуя менее 1 Вт в режиме статического удержания позиции. Приводной механизм изолирован от контакта с рабочей средой, что исключает загрязнение и продлевает ресурс узлов.

Артикул 20097830 выполнен в модификации регулятора процесса со встроенным каскадным ПИД-контуром. Клапан оснащен внутренней трубной резьбой RC 1/2", проходным седлом диаметром 10 мм, обеспечивает коэффициент расхода Kvs 2,25 м³/ч и рабочий диапазон давления от 0 до 7 бар(изб.). Цифровой обмен данными и параметрирование осуществляются через системную шину Bürkert büS (на базе CANopen), а для приема сигналов от внешнего датчика технологического параметра предусмотрено отдельное гнездо M12.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Артикул	20097830
Семейство типов	Тип 3281 (Электромоторный 2-ходовой проходной клапан)
Функция клапана	2-ходовой пропорциональный регулирующий клапан
Присоединение к трубопроводу	Внутренняя резьба RC 1/2" (ISO 7-1 / EN ISO 228-1)
Номинальный диаметр седла	10 мм (3/8")
Коэффициент расхода Kvs	2,25 м³/ч (вода при +20 °C, перепад 1 бар)
Диапазон рабочего давления	0...7 бар(изб.)
Направление потока	Под седло (против направления закрытия, 2 → 1)
Напряжение питания	24 В DC ±10% (макс. остаточная пульсация 10%)
Потребляемая мощность	< 1 Вт удержание, макс. 12 Вт работа (кратковременно 20 Вт)
Диапазон температур среды	-20 °C...+130 °C
Температура окружающей среды	-10 °C...+60 °C (с учетом графика снижения мощности)
Вязкость среды	До 600 мм²/с (сСт)
Класс герметичности затвора	Класс VI по DIN EN 60534-4
Номинальное давление корпуса	PN 25 (DIN EN 1333)
Время полного хода (0–100%)	Около 2,5 с (настройка от 2,2 с до 3,2 с)
Зона нечувствительности позиционера	±0,5% (диапазон настройки 1:100)
Степень защиты корпуса	IP54 (при сочлененных кабельных разъемах)
Масса	Около 1,1 кг

Принцип действия и архитектура управления

Шток клапана жестко связан с резьбовым шпинделем, приводимым в движение шаговым двигателем. Вращательное движение преобразуется в линейный ход конуса относительно седла. При достижении требуемого открытия внутренний удерживающий момент механизма фиксирует шпиндель без подачи питания на двигатель.

Клапан 20097830 содержит электронику регулятора процесса, функционирующую по принципу каскадного регулирования. Внешний контур выполняет ПИД-алгоритм, сравнивая заданное значение технологической величины (SP) с ее фактическим значением (PV), полученным от внешнего первичного датчика. Выход ПИД-регулятора формирует уставку положения (CMD) для подчиненного контура позиционирования. Бесконтактный измеритель фиксирует текущее физическое положение штока (POS), и позиционер отрабатывает шаги до устранения рассогласования Xd2.

Для подавления помех в измерительной цепи входной канал оснащен низкочастотным фильтром с настройкой уровней от 0 до 9:

Уровень фильтрации	Частота среза (Гц)	Эффект демпфирования сигнала
0	10 Гц	Минимальная фильтрация
1	5 Гц	Слабая фильтрация
2	2 Гц	Стандартная фильтрация
3	1 Гц	Умеренная фильтрация
4	0,5 Гц	Средняя фильтрация
5	0,2 Гц	Усиленная фильтрация
6	0,1 Гц	Высокая фильтрация
7	0,07 Гц	Высокая фильтрация
8	0,05 Гц	Глубокая фильтрация
9	0,03 Гц	Максимальная фильтрация

Материалы конструкции

Все смачиваемые элементы удовлетворяют требованиям Регламента ЕС 1935/2004 и стандартам GB Китая (код переменной PL10), допуская контакт с пищевыми жидкостями и чистыми средами.

Поз.	Наименование детали	Материал исполнения
1	Крышка корпуса	Поликарбонат (PC GF10 антрацит)
2	Основание корпуса	Полифениленсульфид (PPS GF40 черный)
3	Направляющая штока	Высокоэффективный полимер
4	Скользящие шайбы	Высокоэффективный полимер
5	Направляющая деталь	Нержавеющая сталь 1.4305
6	Уплотнительное кольцо	Нитрильный каучук (NBR)
7	Пружина сжатия	Нержавеющая сталь
8	Уплотнение штока	Наполненный PTFE / FKM с пружинной компенсацией
9	Трубка	Нержавеющая сталь 1.4404
10	Уплотнение корпуса	Графит
11	Шпиндель клапана	Нержавеющая сталь 1.4401
12	Регулирующий конус	Нержавеющая сталь 1.4571
13	Уплотнение седла	Дисковая шайба из PTFE
14	Седло клапана	Нержавеющая сталь 1.4571
15	Корпус клапана	Литая нержавеющая сталь CF3M / 316L

Габаритные размеры

Корпус привода допускает плавный поворот по часовой стрелке на 360° для ориентации кабельных вводов по месту монтажа. Перед поворотом или демонтажем привода клапан обязательно должен быть полностью открыт.

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
76 мм	216 мм	188 мм	84 мм	112 мм	52 мм	66 мм	45 мм	58 мм	20 мм

Стандарт резьбы	Размер резьбы	Глубина E (мм)	Монтажная длина LM (мм)	Размер под ключ AF (мм)
RC (ISO 7-1)	RC 1/2"	13,2 мм	65 мм	27 мм
G (DIN ISO 228-1)	G 1/2"	14,0 мм	65 мм	27 мм
NPT (ASME B1.20.1)	NPT 1/2"	13,7 мм	65 мм	27 мм

Электрические подключения и назначение выводов

На корпусе привода артикула 20097830 расположены два круглых разъема M12 с кодировкой A: 5-контактный штекер для полевой шины и питания, и 5-контактное гнездо для сигнала внешнего датчика.

Разъем полевой шины (Штекер M12, код A, 5-контактный)

Контакт	Цвет провода (кабель büS)	Назначение контакта	Электрическое описание
1	Экран	Shielding	Экран кабеля
2	Красный	Питание +	24 В DC ±10%, пульсация < 10%
3	Черный	GND	Общий провод питания
4	Белый	CAN_H	Линия CAN High шины büS
5	Синий	CAN_L	Линия CAN Low шины büS

Разъем сигнала датчика (Гнездо M12, код A, 5-контактное)

Контакт	Цвет провода (кабель 559177)	Назначение контакта	Спецификация сигнала
1	Коричневый	Питание датчика +	24 В DC ±10% вспомогательное питание датчика
2	Белый	Вход сигнала датчика +	0/4–20 мА (60 Ом), 0–5/10 В (22 кОм) или частота (5–2000 Гц)
3	Синий	GND	Общий провод датчика
4	Черный	GND	Мостовое соединение с контактом 3 GND
5	Серый	Не используется	Не задействован

Рабочие и гидравлические характеристики

Модели серии 3281 оснащаются различными диаметрами седел для обеспечения необходимого расхода в соответствующих диапазонах перепада давления. Артикул 20097830 укомплектован седлом диаметром 10 мм:

Конструкция корпуса	Седло	Тип управления	Присоединение	Kvs (м³/ч)	Диапазон давления (бар)
Проходной	4 мм	Непрерывное	1/2"	0,57	0...16 бар(изб.)
Проходной	6 мм	Непрерывное	1/2"	1,25	0...16 бар(изб.)
Проходной	8 мм	Непрерывное	1/2"	1,80	0...12 бар(изб.)
Проходной (20097830)	10 мм	Непрерывное	RC 1/2"	2,25	0...7 бар(изб.)
Проходной	15 мм	Отсечной (Вкл/Выкл)	1/2"	4,45	0...3,5 бар(изб.)
Угловой	15 мм	Непрерывное	1/2"	3,60	0...3 бар(изб.)
Угловой	15 мм	Отсечной (Вкл/Выкл)	1/2"	4,55	0...3,5 бар(изб.)

Ограничения по продолжительности включения (ПВ)

Параметр ПВ относится к времени непосредственного движения шагового двигателя, а не к общему времени подачи питания на клапан. Частые изменения уставки вызывают нагрев двигателя. При высоких температурах окружающей среды эксплуатация должна строго соответствовать графику снижения мощности; превышение лимитов снижает рабочий ресурс устройства.

Расчет авторитета регулирующего клапана

Для сохранения линейности регулировочной характеристики в реальном трубопроводе необходимо, чтобы на полностью открытом клапане терялось не менее 25% общего гидравлического перепада давления системы (Δp_клапана > 0,25 · Δp_системы). В противном случае рабочая характеристика деформируется в нелинейную.

Настройка и дополнительные принадлежности

Параметрирование, ввод в работу и диагностика клапана 20097830 производятся с ПК через сервисное ПО Bürkert Communicator (тип 8920) с подключением к шине büS/CANopen через адаптер USB-büS.

Программные функции включают:

• P.TUNE: автоматическая оптимизация параметров ПИД-регулятора (коэффициент усиления Kp, время интегрирования Tn, время дифференцирования Tv).
• P.LIN: автокалибровка и линеаризация характеристики процесса по 20 точкам хода.
• CUTOFF: отсечка потока при падении уставки ниже порога (CUTOFF_min) и переход в 100% открытие при верхнем пороге (CUTOFF_max).
• X.TIME: регулировка времени перемещения от 2,2 с (быстро) до 3,2 с (медленно) для предотвращения гидроударов.
• Переключение светодиодной индикации: выбор стандартных сигналов Bürkert либо диагностического стандарта NAMUR NE 107.

Аварийное безопасное положение при обесточивании

При аварийном пропадании напряжения питания шаговый двигатель сохраняет текущее положение. Для автоматического перехода штока в безопасное положение (SAFEPOS) необходимо подключение внешнего емкостного буферного модуля. Он выдает 18 В DC в течение нескольких секунд после отключения сети, обеспечивая доезд привода в заданную точку.

Описание принадлежности	Номер для заказа
Комплект интерфейса USB-büS 1 (тип 8923: стик büS, терминатор, блок питания, кабели)	772426
Комплект интерфейса USB-büS 2 (тип 8923: стик büS, терминатор, Y-разветвитель, кабель 0,7 м)	772551
Экранированный кабель M12, 5-контактный, длина 2,0 м (для подключения аналогового датчика)	559177
Блок питания тип 1573 (Phoenix Class 2, 85–240 В AC / 24 В DC, 1,25 A, на DIN-рейку)	772438
Емкостный буферный модуль тип 1573 (питание 18 В DC для перехода в SAFEPOS при аварии)	773440
Монтажный ключ для седла клапана (для седел 4...10 мм, момент затяжки 20 ±3 Н·м)	625604