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MKS Type T3B 蝶阀(带 DeviceNet 接口)
时间: 2025-09-23浏览次数:
MKS Type T3B 蝶阀(带 DeviceNet 接口)安全信息符号定义手册中符号:“WARNING” 表示可能导致人员受伤的危险;“CAUTION” 表示可能导致产品损坏的危险;“NOTE” 表示需重点关注的重要信息。设备上符号:包含电源开 / 关(IEC 417 No.5007/5008)、接地(IEC 417 No.5017/5019/5020/5021)、交 / 直流(IEC 417

MKS Type T3B 蝶阀(带 DeviceNet 接口)

安全信息
符号定义
手册中符号:“WARNING” 表示可能导致人员受伤的危险;“CAUTION” 表示可能导致产品损坏的危险;“NOTE” 表示需重点关注的重要信息。
设备上符号:包含电源开 / 关(IEC 417 No.5007/5008)、接地(IEC 417 No.5017/5019/5020/5021)、交 / 直流(IEC 417 No.5031/5032/5033-a)、II 类设备(IEC 417 No.5172-a)、三相交流电(IEC 617-2 No.020206)、手部挤压风险(ISO 3864)、电击风险(ISO 3864 No.B.3.6)等,手册以表格形式详细说明各符号含义。
安全操作规范
机械安全:阀门未完全集成到系统前,活动部件存在伤人风险,需远离阀门开口,禁止将物体插入可能接触活动部件的开口;操作前需切断阀门的电气和气动电源。
部件与改装限制:禁止使用替代部件或未经授权改装阀门,维修需送至 MKS 校准服务中心,确保安全功能完好;仅允许合格人员进行部件更换和内部调整。
危险物料使用:若使用危险物料,需遵守安全规范,必要时彻底吹扫阀门,确保物料与阀门接触材料(含密封材料)兼容;吹扫需在通风橱下进行,且佩戴防护手套。
环境与压力要求:禁止在爆炸性环境中使用(除非经专门认证);使用符合规格且兼容的接头,按制造商说明组装紧固;检查真空组件连接密封性;操作压力不超过额定最大压力(参考产品规格);加压气源系统需安装爆破片;防止灰尘、金属屑等污染物进入设备;运行时远离阀门开口。

产品概述

核心构成与功能
组成部分:T3B 蝶阀由节流阀(带电机板电子外壳)、微处理器、驱动电路(无需单独控制器箱)、DeviceNet 通信接口及反映压力或阀门位置的模拟输出构成,通过 DeviceNet 网络发送的数字值控制阀门。
控制原理:基于数字压力 / 位置控制算法,引导阀门至压力或位置控制的合适位置,压力或位置设定值可通过数字 DeviceNet 命令发送;直接从 MKS Baratron 压力传感器读取控制用压力信号,所有操作设置通过 DeviceNet 协议控制。
数据存储与抗干扰:断电时,校准常数保存在非易失性存储器,重新上电后无需重新校准即可运行;采用金属外壳、内部设计优化、浪涌 / ESD 抑制网络及 RFI 滤波(所有输入输出),提升抗射频干扰和抗电磁噪声能力;使用全金属编织屏蔽电缆且两端正确接地时,符合欧盟 CE 认证测试标准。
关键参数
电源要求:需 24 VDC @ 3 Amp 输入电压(通过电源连接器供电);若使用加热压力传感器且由阀门供电,需叠加传感器电源需求,阀门可为加热压力传感器提供最高 750 mA(高低传感器合计)电流。
控制范围:压力控制范围为传感器量程的 0.5%-100%,位置控制范围为 0°-90°;控制器重复性为 ±0.1% 满量程(FS)。
控制模式
压力控制:阀门移动以维持目标压力(设定值),支持模型基控制(Model Based)和 PID 控制两种算法。
模型基控制:控制周期内,算法根据当前压力、位置和设定值计算下一阀门位置,需知晓系统参数(如腔室体积、阀门电导)以优化控制;通过 “LEARN 功能” 获取腔室泵速与阀门位置关系(基于传感器类型、腔室体积等实际工况),通常初始安装时执行一次,流程包括设置腔室体积、选择体积估算器开关、配置压力传感器量程、设定学习流量、启动学习(持续约 45 秒,需保持流量稳定)。
PID 控制:设定值通过相位(Phase)和增益(Gain)两个参数优化响应,默认值可调整;相位控制压力对设定值变化的响应速度,过大会导致响应慢或振荡,过小会导致超调后振荡;增益使控制器跟踪设定值并最小化稳态误差,过高会导致超调,过低会导致响应慢。
位置控制:阀门移动至目标位置(设定值),无需反馈信号,编码器可提供用户所需反馈,但不用于闭环控制。
跳闸点(Trip Points)
基本配置:含 4 个软件跳闸点,可通过数字通信命令调整,压力高于 / 低于设定值时状态变化;跳闸点可配置监测压力或阀门位置(任意组合),其中 2 个可通过辅助连接器映射到硬件继电器。
关键参数:
滞后(Hysteresis):默认 10%,可通过数字命令调整,用于补偿系统噪声,避免 “继电器抖动”,理想值接近但不小于峰峰值噪声。
延迟(Delay):跳闸点报警状态需持续设定时间(0-10000 ms,默认 0)才会报告 “ON”,不同跳闸点(监测控制器对象压力属性、跳闸点对象阀门位置属性)可设置不同延迟值。
方向(Direction):默认 “低”(压力低于设定值时跳闸点激活,LED 点亮,需压力高于滞后值才解除),可通过数字命令改为 “高”(压力高于设定值时激活,需压力低于滞后值解除)。
顶部面板组件
连接器:包含 5 针微型数字通信连接器(DeviceNet 通信接口)、25 针 D 型 female 辅助连接器(传感器供电、报警继电器输出、RS-232 通信)、9 针 D 型 male 外部电源连接器(阀门供电)、2 个 15 针 D 型 female 模拟传感器连接器(高 / 低传感器电源与压力输入)。
指示灯与开关:
阀门位置指示灯:“OPEN”(红色)点亮表示阀门完全打开,“CLOSE”(红色)点亮表示完全关闭。
手动阀门开关:按钮式开关,可手动驱动阀门至开 / 关位置。
跳闸点指示灯:跳闸点激活时绿色点亮。
DeviceNet 状态灯:含模块状态灯(绿 / 红双色)和网络状态灯(绿 / 红双色),电源启动序列符合 ODVA DeviceNet 规范,模块状态灯绿色常亮表示正常,红色常亮表示不可恢复故障;网络状态灯绿色常亮表示通信链路正常且已建立连接,绿色闪烁表示在线但无连接,红色常亮表示严重链路故障。
配置开关:
波特率开关:4 位旋转开关,可选 PGM(从非易失性存储器读取)、125 Kb、250 Kb、500 Kbps。
MAC ID(节点地址)开关:2 个 10 位旋转开关,设置节点地址(0-63),左侧设十位(MSD),右侧设个位(LSD);地址 > 63 时等同于 “PGM” 位置。

安装指南

拆箱与检查
拆箱流程:MKS 采用专业包装确保设备完好,收到后需检查阀门是否有破损、连接器损坏等运输损伤,未确认安全前不要丢弃包装材料。
问题处理:若发现损坏,立即通知承运商和 MKS;如需退回设备,需先从 MKS 服务中心获取 ERA 编号(设备退回授权号),手册封底内侧列出 MKS 校准服务中心列表;仅允许合格人员安装调试,需遵守 ESD 防护和操作规范。
标准配件:包含 T3B 单元、T3B 带 DeviceNet 接口使用手册、MKS T3B/T3P 带 DeviceNet 接口补充手册(编号 138993-P1,安装需参考此补充手册)。
接口电缆要求
电缆规格:需使用全金属编织屏蔽电缆(两端正确接地)以符合 CE 认证;MKS 提供全系列电缆,若自行制作,需满足:屏蔽层覆盖所有导线(铝箔或螺旋屏蔽效果不足,可能影响合规性);连接器金属外壳与电缆屏蔽层全周长直接接触(避免飞线导致屏蔽效果下降);连接器与控制器外壳良好接触(约 0.01 欧姆,接地环绕所有导线);考虑电压等级、导线 I²R 发热、IR 压降、快信号电缆的电容电感、内部导线屏蔽需求。
连接方式:提供两种屏蔽电缆连接方法(优先使用电缆夹固定屏蔽层,无电缆夹时可将屏蔽层绞合后通过垫圈固定),确保屏蔽层接地且导线贴合外壳。
安装环境与位置
环境要求:环境工作温度范围为 20°C-40°C,工作湿度 0%-95%(非冷凝),存储温度范围 - 20°C-80°C。
安装位置:可安装在真空排气管路(需合适接头),为实现最佳压力控制,压力传感器和 T3B 应尽可能靠近工艺腔室,减少时间常数;传感器与腔室连接管需小于 6 英寸且直径不小于 1/4 英寸,若超过 6 英寸需使用更大直径管道补偿电导损失。
系统配置与电气连接
典型配置:系统包含 DeviceNet 网络主机(发送设定值、接收压力 / 位置 / 诊断数据)、24 VDC 阀门电源、传感器电源(可选 ±15 VDC)、T3B 单元、模拟 Baratron 传感器,报警继电器输出可接入外部报警设备。
接地要求:若从 DeviceNet 网络取电,需符合 ODVA DeviceNet 规范(第 I 卷)的接地要求。
连接器引脚定义:
数字通信连接器(5 针):1 脚(Drain)、2 脚(V+)、3 脚(V-)、4 脚(CAN_H)、5 脚(CAN_L)。
辅助连接器(25 针):含接收数据(RX)、发送数据(TX)、压力输出(A Out)、位置输出(A Out)、2 组继电器(常开 / 常闭 / 公共端)、阀门开 / 关状态(数字输出)、联锁(数字输入)、模拟地、数字地、机壳地等,11-13 脚为模拟信号相关,14-19 脚为继电器,20-22 脚为数字状态与输入,24-25 脚为地。
模拟传感器连接器(15 针,高低传感器引脚相同):2 脚(压力输入 +)、5 脚(传感器电源返回)、6 脚(-15 V)、7 脚(+15 V)、12 脚(压力输入 -)、14 脚(+24 V 电源输出)、15 脚(机壳地),其余脚无连接。
外部电源连接器(9 针):1-2 脚(+24 V 输入)、3-4 脚(24 V 返回)、5 脚(+15 V 辅助输入,用于仪表)、6 脚(15 V 返回)、7 脚(-15 V 辅助输入,用于仪表)、8 脚(预留)、9 脚(机壳地)。
启动流程
上电顺序:先给 DeviceNet 网络供电,再给 T3B 供电;上电时设备检查通信链路、EEPROM 和 RAM 内部诊断,结果通过顶部状态 LED(颜色与闪烁状态)指示。
LED 启动序列:模块状态 LED 先绿红交替闪烁(各约 0.25 秒)后变绿;网络状态 LED 先绿红交替闪烁(各约 0.25 秒)后熄灭;初始化完成后,模块状态 LED 常亮绿色;无其他网络设备时,网络状态 LED 保持熄灭;有其他设备时,网络 LED 在重复 MAC 检查期间及建立连接前闪烁绿色。
预热时间:安装上电后,控制器预热时间少于 1 分钟。

操作指南

操作模式
用户模式:默认上电模式,为正常操作模式。
校准模式:用于访问特定校准和操作参数,两种模式下设备功能一致,但网络访问某些属性的权限可能受限制(具体权限参考补充手册中对象属性表)。
通信配置
波特率与 MAC ID 设置:可通过软件(DeviceNet 协议网络命令)或手动(顶部旋转开关)设置。上电时,若开关在 “PGM” 位置,从非易失性存储器读取波特率 / 地址,网络可修改参数,开关位置变化需断电重启生效;若开关不在 “PGM” 位置,直接读取开关值,网络修改请求被拒绝并返回 “Attribute_Not_Settable” 错误码。
通信规格:支持 125/250/500 Kbps 波特率;网络拓扑为线性(干线 / 分支线),电源与信号共用同一电缆;最多支持 64 个节点;显式消息通信延迟 < 50 毫秒(平均 < 25 毫秒),I/O 轮询消息延迟 < 4.5 毫秒(平均 < 1.5 毫秒);具备模块状态(绿 / 红)和网络状态(绿 / 红)LED 指示。
核心操作功能
参数设置与监测:通过 DeviceNet 网络可设置和报告设定值(压力 / 位置)、阀门方向(正向 / 反向)、压力值及单位、阀门位置、跳闸点值 / 滞后 / 延迟 / 状态,监测系统状态、报告运行时间、设置阀门软启动;存储设备标识信息(制造商信息、型号序列号、出厂校准数据、软硬件版本号)。
LEARN 功能操作:需先在阀门软件界面输入腔室体积(升),不确定时可开启体积估算器(自动学习期间确定体积);配置正确压力传感器量程;获取推荐学习流量并设置实际流量;启动学习后保持流量稳定直至完成,学习过程中阀门移动并记录压力数据,若流量偏离推荐值(过高导致传感器饱和、过低影响泵速曲线准确性),需调整流量后重新学习。

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维护与故障排除

日常维护
常规检查:无特殊维护需求,仅需正确安装和操作;定期检查电缆磨损情况和外壳损坏迹象;用湿布定期擦拭设备表面。
设备退回:若需退回 MKS 维修,需先获取 ERA 编号;退回设备必须不含有害、腐蚀性、放射性或有毒物质。
故障排查
通用故障:
阀门关闭时电导不达标:可能为挡板密封磨损或损坏,需联系工厂获取密封更换套件。
25 针 I/O 连接器联锁缺失(22-24 脚):需将 22 脚与 24 脚连接,或验证外部联锁接线。
阀门不开启 / 关闭:检查 24 V 电源是否正常接入阀门端子,或阀门故障(需送至 MKS 维修);同时确认联锁接线。
压力控制失效(报告满量程 / 低 / 零):传感器断开(重新连接)或压力计未供电(检查电源)。
压力控制振荡 / 效果差:PID 模式需优化增益和相位,模型基模式需重新学习泵速曲线;控制偏移可能为接地阻抗过高(通过 MKS 阀门 GUI 判断是调试还是接地问题);特定压力范围控制差可能为交叉点设置错误(配置安装压力计的交叉压力)。
无法达到目标压力:挡板密封磨损或损坏(更换密封)。
报告负压力 / 异常压力:压力计未调零(调零)、未供电(检查电源);压力计满量程设置错误(配置正确量程)、电压范围错误。
泵速学习失败:压力计未接高量程(需接高量程后重试)。
通信故障:
RS-232 通信失败:检查波特率、数据位、校验位、CR-LF 设置,或电缆接线问题。
DeviceNet 通信失败:检查 MAC 地址和波特率设置,或网络电源是否正常。
故障指示灯含义:
模块状态 LED:常绿(正常)、闪绿(视觉指示)、常红(不可恢复故障)、闪红(轻微故障,如联锁未启用)、熄灭(无电源)、红绿交替(自检)。
网络状态 LED:常绿(通信链路正常,在线且连接建立)、闪绿(在线但无建立连接)、常红(严重链路故障,如重复 MAC 地址或总线关闭)、闪红(连接超时)、红绿交替(初始化)、熄灭(未在线,如未完成重复 MAC 检查或未供电;单设备网络时,无连接前保持熄灭为正常)。
故障类型:
轻微故障:MAC ID 或波特率开关在运行中更改、安全联锁打开(仅 T3P 含气联锁)、控制器错误,通过异常状态位报告(参考补充手册),设备保持运行状态。
严重故障:自检时检测到 EEPROM 硬件问题或 RAM 内存问题,模块状态 LED 常红,设备进入严重故障状态,无法响应网络服务,需联系 MKS。


附录信息

产品规格(附录 A)
数字通信:波特率开关为 4 位用户可调旋转开关,支持硬件控制(125/250/500 Kbps)和软件覆盖(PGM,读取非易失性存储器);总线寻址为主从信息流;MAC ID 为 2 个 10 位可调旋转开关(00-63,64-99 等同于 PGM);网络拓扑为线性(干线 / 分支线),最多 64 节点;具备模块和网络状态 LED 指示。
电气规格:符合 EMC 指令 2004/108/EEC、产品安全指令 92/59/EEC、机械指令 89/392/EEC、低电压指令 73/23/EEC;安装类别为 II(EN 61010-1),污染等级为 2(IEC 664);模拟输出含压力和位置输出,报警继电器(2 个)额定 30 VDC @ 250 mA;电源要求 24.0 VDC @ 3 Amp(电机驱动 2 Amp,压力传感器最高 750 mA)。
环境规格:工作温度 20°C-40°C,工作湿度 0%-95% RH(非冷凝),存储温度 - 20°C-80°C。
型号代码说明(附录 B)
型号结构:以 “T3BIA XXX Y Z A B C VV”(RoSH 版本为 T3BIB)为例,各部分含义:
“T3BIA”:仪器型号。
“XXX”:阀门孔径(毫米)和法兰类型,如 20 mm(KF-25 为 19K、KF-40 为 20K)、1 英寸(KF-40 为 01K)、2 英寸(KF-50 为 02K)等。
“Y”:阀门类型,2 为非密封直驱,3 为低电导 F 密封直驱。
“Z”:耐热性,1 为标准(最高 105°C),2 为可选(最高 150°C)。
“A”:阀轴密封材料,V 为 Viton、C 为 Chemraz E38、D 为 Chemraz 592、K 为 Kalrez 8085、L 为 Kalrez 4079。
“B”:通信方式,9 为 DeviceNet、2 为 RS-232、0 为模拟 / TTL。
“C”:压力传感器电源,1 为无,2 为 ±15 VDC @ 650 mA(总计)。
“VV”:固件版本(两位代码,默认发运当前版本)。
尺寸图纸(附录 C)
提供不同法兰类型(KF-25、KF-40、KF-50、NW-63、NW-80、NW-100)的 T3B 阀门外形尺寸图,标注英寸(毫米)尺寸,包括长度、宽度、孔径、安装孔位置与尺寸等,如 KF-25 法兰阀门总长约 10.44 英寸(265.2 毫米),宽度 4.25 英寸(107.9 毫米)。
索引(附录 D)
按字母顺序列出手册关键内容(如环境温度、连接器、控制模式、LED、维护、型号代码等)及其对应页码,方便快速查找。

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