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第二章智能執(zhí)行機構第一節(jié)概述第二節(jié)設定器第三節(jié)執(zhí)行機構的控制與接線 第一節(jié)概述執(zhí)行機構概念執(zhí)行機構是自控系統(tǒng)中的一個終端單元之一 利用動力源接受調節(jié)裝置或人工控制信號 并將之轉換成力或力矩的裝置 執(zhí)行機構的分類 1 根據能源形式分氣動執(zhí)行機構 動力為壓縮空氣 特點 結構簡單可靠液動執(zhí)行機構 動力為高壓油 特點 輸出功率大電動執(zhí)行機構 動力為電力 特點 能源使用方便 電動執(zhí)行機構中 按結構的不同 分為 傳統(tǒng)執(zhí)行機構 智能執(zhí)行機構 2 按輸出軸形式位移式 角行程執(zhí)行機構直行程執(zhí)行機構轉速式 如給粉機 3 按輸入輸出特性分比例式執(zhí)行機構積分式執(zhí)行機構 一 智能執(zhí)行機構主要技術指標輸入信號 4 20mA D C 1 5V D C供電電壓 380VAC 50Hz 220VAC 50Hz基本誤差 2 5 行程控制機構重復性誤差 3 死區(qū) 0 1 0 9 可調輸入輸出通道 均采用光電隔離使用環(huán)境溫度 30 70 防爆等級 IP68 本安防爆 二 羅托克執(zhí)行機構基本結構及工作原理 1 結構電機 電源模塊 控制模塊 減速機構 蝸輪 蝸桿 聯(lián)軸機構 錐齒輪 離合器等 手輪 現場控制反轉啟動器 電纜入口 接線端子箱 另有遠控用的設定器 2 工作原理 1 電動狀態(tài)電機的旋轉通過聯(lián)軸機構直接帶動蝸桿轉動 再通過離合器帶動輸出軸轉動 2 手動狀態(tài)壓下手動 自動手柄 即處在手動位置 旋轉手輪掛上離合器 松開手柄 手輪將保持埝合狀態(tài) 直到執(zhí)行器由電動操作 手輪將自動脫離 回到電機驅動狀態(tài) 三 羅托克執(zhí)行機構的功能特點1 雙密封結構 2 非侵入式設計思想體現在兩個方面 方式選擇旋鈕和端子操作旋鈕采用條狀磁鋼控制電氣殼體內的舌簧管 而不用旋鈕貫通軸 采用紅外線設定器對執(zhí)行機構進行參數設定 更改及調試 不需打開執(zhí)行機構的外殼 3 保護功能 1 力矩的保護防止執(zhí)行機構操作時中途過力矩 保護閥門 轉矩保護值由設定器設定 2 閥位限位保護執(zhí)行機構運行到關閉和打開位置時自動停止 與設定方式有關 3 自動相序調整自動檢測接入電源的三相電源的相序 并調整 4 瞬時反轉保護當執(zhí)行機構接受相反方向動作的命令時 自動加上一個時間延時 防止產生對閥軸和變速箱的磨損 5 電源缺相保護能檢測電機靜止時發(fā)生的電源缺相 也能檢測電機運行過程中發(fā)生的電源缺相 如果單相或多相掉電 電機將不能運行 6 閥門卡住時的動作若在7秒內執(zhí)行機構沒有動作 控制電路會切斷電機的供電 7 過熱保護在電機繞組的端部裝有二個熱繼電器 直接檢測電機繞組的溫度 當溫度過熱時 控制電路將禁止執(zhí)行機構動作 1 紅色閥位指示燈2 黃色閥位指示燈3 綠色閥位指示燈4 液晶顯示屏5 紅外線信號確認指示燈6 紅外線傳感器 4 閥位和轉矩的檢測5 就地顯示窗 第二節(jié)設定器一 設定器的設定內容關閉時輸出軸的轉動方向打開限位和關閉限位的保護選擇打開和關閉操作的轉矩保護設定值就地控制方式選擇狀態(tài)指示繼電器的觸發(fā)選擇緊急動作功能選擇遠方禁止動作功能選擇模擬控制信號的設定 二 設定器面板上各鍵的功能 1 下移鍵 顯示縱向下功能2 側移鍵 顯示橫向下功能3 減值鍵減少 改變顯示功能值或選項4 增值鍵增加 改變顯示功能值或選項5 輸入鍵輸入一個新選定的值或選項同時按下兩個帶 的鍵 顯示器返回到閥位指示狀態(tài) 5 輸入鍵停止鍵 組態(tài)完成后 6 打開鍵打開執(zhí)行器7 關閉鍵關閉執(zhí)行器8 紅外線發(fā)射窗 三 設定介紹設定器的設定過程分為三步 初級設定 二級設定 備選功能的設定 全部設定功能被存儲在執(zhí)行器的永久性存儲器中 每種功能有檢查 只讀或瀏覽 和設定 可調整 兩種方式 LCD屏幕上半部分顯示的符號代表功能 下半部分顯示功能值或選擇 檢查方式 設定方式 一 初級菜單設定 1 口令在進行初級設定時 顯示提示 P 只有輸入正確的口令才可通過 初始口令為 1d 口令可以修改 選擇范圍為16進制碼00 FF 當顯示出正確的口令后 按回車鍵 屏幕上出現兩條橫線 表明各項功能進入 設定 方式 2 關閉方向 C1 執(zhí)行器可選擇順時針方向或逆時針方向關閉 C 在選擇區(qū)內表示順時針方向 A 表示逆時針方向 應確保顯示與實際關閉方向一致 選擇的顯示符號閃動 表示選擇已被設定 3 關閉方式 C2 執(zhí)行器可被設定為扭矩關 限位關 可參考閥門制造商的建議來選擇 若沒有建議 參考如下 Ct 在選擇區(qū)內表示扭矩關 CL 表示限位關 4 打開方式 C3 Ot 在選擇區(qū)內扭矩開 OL 表示限位開 5 關閉扭矩值 tC 和打開扭矩值 tO 在關閉方向可設定關閉扭矩值 數值在額定值與40 之間選擇 按1 遞增 打開扭矩值也可在額定值與40 之間選擇 按1 遞增 在不需要開扭矩保護時 還可設為 加強 的組態(tài)形式 6 設定關限位 LC 和開限位 LO 手動將閥門打到關位置 允許執(zhí)行器在關緊后向打開方向最多轉一圈 按回車鍵 兩條橫線閃動 關閉指示燈亮 表明關限位狀態(tài)已被設定 手動將閥門打到開位置 允許執(zhí)行器在打開后向關閉方向最多轉一圈 按回車鍵 兩條橫線閃動 打開指示燈亮 表明開限位狀態(tài)已被設定 注 在檢查方式時 設定關 開限位將不顯示 設定關 開限位 二 二級設定二級設定通常用于顯示和設定四個指示觸點S1 S2 S3 S4的功能 輔助控制選擇 參數或幫助顯示和初始設置 只讀方式 設定方式 1 觸點S1 S2 S3 S4觸點S1 S2 S3 S4中的每一個均可實現下列選擇之一 CL 閥門關閉時斷開OP 閥門打開時斷開tt 設定的扭矩值在行程中被超出bA 電池電量過低dC 執(zhí)行器關閉dO 執(zhí)行器打開d 執(zhí)行器輸出正在旋轉St 執(zhí)行器馬達失速 HA 手動操作執(zhí)行器bL 顯示閃爍Po 中間狀態(tài)觸點 觸點S1被設定為閥門關閉時斷開 如果功能設定為 Po 則觸點的操作值應被輸入 其它功能不需要數值設定 觸點的形式允許在常開 nO 或常閉 nC 之間進行組態(tài) 表示當執(zhí)行器以開方向運行到設定值25 時 觸點關閉 2 幫助顯示共有6種 顯示的每條線都表示控制或指示功能的狀態(tài) 3 初始設置 d1 和 d2 d1 任何特殊設定應在訂貨時提出 d2 羅托克標準閥門運行設置 限位開限位關輸出轉數設定為24轉 三 控制方式組態(tài)有8種控制功能組態(tài) A1 緊急功能保護A2 緊急保護方向A3 緊急保護觸點形式A4 過熱保護旁路A5 現場保持A6 雙線控制A7 雙線控制A8 聯(lián)鎖 1 緊急保護 1 緊急保護 A1 緊急保護功能的初始設置為 On 若要取消緊急保護功能 設置為 OF 2 緊急保護方向 A2 緊急保護方向的初始設置為關閉 CL 若要在緊急保護下打開執(zhí)行器 設置為 OP 3 緊急保護觸點形式 A3 此功能的初始值為 nO 表示ESD信號出現時 執(zhí)行器工作 2 過熱保護旁路 A4 過熱保護旁路的初始值為不可使用 OF 若需要過熱保護旁路 設置為 On 注 過熱保護旁路與緊急保護功能是關聯(lián)的 A1 A4 OnOF 緊急保護時有過熱保護OnOn 緊急保護時無過熱保護 3 現場控制自保持 A5 此功能的初始設置為自保持按鈕控制 On 如果需要執(zhí)行器按鈕控制為非保持狀態(tài) 點動 按鈕控制運行 設置為 OF 4 雙線控制 A6 和 A7 A6 和 A7 聯(lián)合設定將給出優(yōu)先權 OFOF 關優(yōu)先OnOn 開優(yōu)先初始設定為 A6 和 A7 都為 OF 關優(yōu)先 5 外部聯(lián)鎖 A8 執(zhí)行器交貨時聯(lián)鎖裝置被禁止 用 或 鍵使 OF 變?yōu)?On 即可使用聯(lián)鎖裝置 如果僅在一個方向上需要外部外部聯(lián)鎖 需將另一方向有關的執(zhí)行器端子連接起來 即如果不需要打開聯(lián)鎖 將31與37連接起來 如果不需要關閉聯(lián)鎖 將31與38連接起來 6 通過設定器進行現場控制 Or 操作者可手持設定器對執(zhí)行器進行控制 為實現這一功能 需要設置執(zhí)行器上的 現場位置 遠程選擇開關 轉到現場位置 以使執(zhí)行器響應從設定器發(fā)出的控制指令 打開 關閉 停止信號 設定器能現場控制 設定器不能現場控制 7 掉電后禁止操作 OS 此功能的初始設置為可以使用 On 這將確保在電源故障及電池電量過低的情況下 如果手動操作后 傳感電路閥位沒有被改變 則執(zhí)行器不會被電力所操作 如果不使用此功能 將參數設為 OF 在電源故障及電池電量過低的情況下 不要對執(zhí)行器進行手動操作 四 附加功能 備選功能 1 執(zhí)行器Folomatic控制功能設定 OF 當安裝時 Folomatic備選功能選擇為禁止 Folomatic備選功能選擇為允許 1 指令信號類型 FI 和指令信號范圍 Fr 在可使用Folomatic功能后 還增加了一系列功能 按 下移鍵 進入 指令信號類型可選擇電流信號 I 或電壓信號 U 指令信號選擇 05 10 或 20 對應于0 5mA或電壓 0 10mA或電壓及0 20mA或電壓的指令信號 選擇電流方式 選擇0 20mA或電壓 2 與閥門對應的最小指令信號 FL 和最大指令信號 FH 閥門關閉 01 至 99 閥門打開百分量 閥門打開 最小信號下閥門關閉 最小信號下閥門打開 3 死區(qū)調整 FH 死區(qū)調整寬度范圍從00至99與閥門行程0 至9 9 相對應 注 最大死區(qū)調整是閥門行程的9 9 通常最小死區(qū)調整不應小于1 死區(qū)調整設定為to閥門行程的1 2 4 Folomatic運行抑制計時器調整 Ft 用 或 鍵按秒調整運行抑制計時器時間 通常建議運行抑制時間設定不應少于5秒 時間設定為5秒 5 對指令信號丟失的反應 FA 和 FF 指令信號丟失時選擇允許 On 或禁止 OF 指令信號損失動作 LO 將閥門打到行程的低指令信號一端 SP 指令信號丟失閥門保位 HI 將閥門打到行程的高指令信號一端 可使用 選擇安全保險到行程的低指令信號一端 2 執(zhí)行器的Pakscan雙線控制功能設定 安裝后 1 可使用Pakscan功能 OP Rotork自己開發(fā)的雙線系統(tǒng)用于對執(zhí)行器的控制及數據的雙向傳輸 一個環(huán)路的最大距離可達20公里 并可連接最多240臺執(zhí)行器 禁止Pakscan 允許Pakscan 2 環(huán)路地址 PA 和波特率 Pb 的選擇環(huán)路地址范圍為01 F0 16進制 波特率選擇為 01 110波特03 300波特06 600波特12 1200波特24 2400波特 選擇環(huán)路地址為OA 設定波特率為2400 3 執(zhí)行器中斷計時器的設定 安裝后 在閥門操作時間必須降低 以及防止水壓沖擊及浪涌的場合 可選用中斷計時器選項 開啟和停止的脈沖操作時間可在1 99秒范圍內獨立調整 無論閥門在開 關行程的任何部位 均可設定 中斷計時器禁止 中斷計時器允許 1 閥門關行程中計時器啟動時的閥位 JC 和閥門開行程中計時器停止時的閥位 JO 閥門關閉 01 99 閥門打開百分量 閥門打開 計時器設定為閥門關閉25 時啟動脈沖 計時器設定為閥門打開25 時停止脈沖 2 觸點 開 的時間 Jn 和 關 的時間 JF 開 的時間范圍在1 99秒 關 的時間在1 99秒范圍 觸點開脈沖設定為5秒 觸點關脈沖設定為25秒 上述設定后 執(zhí)行器操作如下 從全開至25 開度 按額定速度運行 從25 開度至全關及從全關至25 開度 按1 6額定速度運行 從25 開度至全開 按額定速度運行 4 電流閥位變送器的設定 OI 電流閥位變送器 CPT 提供了一個內部供電 與閥位成比例的4 20mA無觸點模擬信號 可選擇最小信號對應全開或全關 并自動設定零點和滿度 輸出端子為22和23 在顯示 HI 的情況下 20mA對應閥門全開 如果需要20mA對應閥門全關 用 或 改為 LO 第三節(jié)執(zhí)行機構的控制與接線一 就地控制 現場控制 1 電氣端蓋上選擇器和控制器在電氣端蓋上提供一個靠下方的紅色選擇器 就地 停止 遠程旋鈕 和一個開閥 關閥控制器 就地控制可組態(tài)為保持和步進式操作 紅色選擇器放在 就地 位時 黑色旋鈕可選擇開啟或關閉 2 設定器操作距離執(zhí)行器顯示窗口0 75米以內 使用設定器面板上的 打開鍵 關閉鍵 停止鍵 操作 注 電氣端蓋上選擇器必須放在 就地 位 設定器菜單上 設定器遙控or 放在on位置 5 停止鍵6 關閉鍵7 打開鍵 二 遠程控制遠程控制有六個輸入端 開閥 關閥 停止 保持外部連接端子為33 35 34 36 40緊急保護 ESD 外部連接端子為25 31 32開閥聯(lián)鎖和關閥聯(lián)鎖外部連接端子為37 38 31 32 遠程控制可設定為保持或點動控制 遠程控制輸入采用光隔離接口 能抵御2KV的高壓 可使用的遠程控制信號為 外部供電控制電源范圍 20 60VAC DC或60 120VAC 執(zhí)行器內部供電控制電源 24VDC 4 5端子 每個控制輸入端的 ON 最小電壓為20V OFF 最大電壓為3V 1 遠程開閥 關閥控制及接線 2 聯(lián)鎖控制電路及接線開閥 關閥以及雙方向上的連鎖可通過外部硬接線實現 并可組態(tài)為禁止就地和遠程操作 只有當外部觸點閉合時 才可進行操作 聯(lián)鎖電路可與任何遠程控制電路疊加 聯(lián)鎖輸入操作使用獨立的電源公共端 31端或32端 目的是保證安全系統(tǒng)和操作系統(tǒng)之間的隔離 組態(tài)設置 A8默認設定為 OFF 聯(lián)鎖無效 若需聯(lián)鎖 將A8置為 On 聯(lián)鎖對于就地和遠程控制均有效 執(zhí)行器端子37與31間為開閥允許信號 端子38與31端為關閥允許信號 聯(lián)鎖電路應用實例 3 緊急保護電路一個有效的緊急保護信號將超越任何現場或遠程控制信號 其電源公共端獨立于開閥 關閥和停止的遠程控制信號 端子連接方式 內部與外部供電兩種 25端為ESD信號輸入端 31 32端為公共端 設定器菜單中設定 A1 緊急保護使用與否 On或OF A2 緊急保護方向 關閉閥門或打開閥門 A3 緊急保護形式 高電平還是低電平有效 A4 緊急保護時有無過熱保護 三 遠程控制選項1 模擬控制 Folomatic選項比例控制器能使執(zhí)行機構按照一個模擬電流 電壓信號成比例地自動定位閥門 來自執(zhí)行器無觸點閥位傳感器的信號與輸入的比例信號相比較 比較的差值通過邏輯電路觸發(fā)接觸器 驅動執(zhí)行器按消除差值的方向運行 因此 閥門的位置會按模擬信號的比例自動調整 通過一個自動 手動轉換器 可使比例控制超越手動控制 1 接線26 27端 接入模擬信號39端 手動 自動控制切換端 接39為自動狀態(tài) 41端 比例控制公共端 2 參數的設置模擬信號的范圍及形式 0 5mA 0 10mA 0 20mA 4 20mA 0 5V 0 10V 0 20V 閥門定位可定位為關限位 開限位 中間位置死區(qū)在0 9 9 之間禁止運行時間2 99秒輸入信號丟失時的響應動作可設置為 閥門保持位置 低指令一端 高指令一端 2 中斷計時器選項減速 水壓沖擊及浪涌保護 中斷計時器對現場和遠程控制有效 設定器設置 閥門關行程中計時器啟動時的閥位 停止時的閥位 觸點 開 的時間 觸點 關 的時間 第四節(jié)指示 監(jiān)控和數據記錄一 就地閥位和就地監(jiān)控顯示1 就地閥位指示液晶顯示屏提供從全關到全開 以1 遞增的數值指示 同時有三個紅 綠 黃指示燈指示 分別代表全開 全關 中間位置 2 當前閥位的力矩顯示使用設定器還可以實時顯示對應于當前閥位的力矩 3 就地監(jiān)控指示顯示屏上有四個圖標 可診斷出閥門報警 執(zhí)行器報警 控制系統(tǒng)報警 電池狀況 幫助診斷用于閥門執(zhí)行器 控制系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視 二 遠程閥位和監(jiān)控顯示1 四個觸點S1 S2 S3 S4每個觸點可使用設定器獨立設定許多功能 閥位 狀態(tài) 閥門報警 執(zhí)行器報警 1 閥位全開 全關或任意中間位置 0 99 2 狀態(tài)閥門正在開 正在關 正在運行 開閥或關閥聯(lián)鎖啟動 緊急保護啟動 選擇就地 選擇遠程等 3 閥門報警電機在行程中力矩跳斷 電機在開閥時力矩跳斷 電機在關閥時力矩跳斷 閥門卡住 執(zhí)行器被手輪操作 4 執(zhí)行器報警電源掉相 電池電壓過低 溫度保護器跳斷 內部24VDC丟失等 通過設定器二級菜單中r1 r2 r3 r4選擇功能為 閥門關閉時斷開 閥門打開時斷開 設定的扭矩值在行程中被超出 電池電量過低 執(zhí)行器關閉 執(zhí)行器打開 執(zhí)行器輸出正在旋轉 執(zhí)行器馬達失速 手動操作執(zhí)行器 顯示閃爍 中間狀態(tài)觸點等 四對觸點S1 S2 S3 S4相應的接線端子分別為6 7 8 9 10 11 12 13 2 監(jiān)視繼電器為一個無源 可反轉的獨立繼電器 用來監(jiān)視執(zhí)行器的電氣特性 監(jiān)視繼電器輸出端子為42 43 44 下列任何一種情況發(fā)生時繼電器將斷開 選擇就地控制 選擇就地停止 控制電路電源故障 單相或多相掉電 電機溫度保護器跳斷 三 數據記錄內置的數據記錄器可將執(zhí)行器 閥門的歷史記錄下載到PC機上 以便對操作事件進行統(tǒng)計與分析 四 遠程指示選項1 遠程閥位的模擬指示 CPT電流閥位變送器CPT提供一個與閥位成比例的4 20mA無觸點模擬信號 可選擇最小信號對應全開或全關 并自動設定零點和滿度 接線端子 22 23端接電流表設定器設置 組態(tài)OI項 2 遠程閥門力矩的模擬顯示 CTT電流力矩變送器CTT提供了一個內部供電 與執(zhí)行器輸出力矩 額定力矩的0 120 成比例的無觸點4 20mA模擬信號 當閥門靜止時 CTT的輸出將連續(xù)指示當前力矩值 接線端子 28 29端接電流表 28端為 29端為 注 CTT不能與模擬控制 Folomatic合用 3 附加指示觸點S5 S6 S7 S8附加指示觸點選項提供了可反轉觸點S5 S6 S7 S8 其功能均可組態(tài)為標準觸點 第五節(jié)現場總線系統(tǒng)支持多種通訊卡 1 Pakscan雙線系統(tǒng)2 Modbus模塊3 Profibus模塊4 Foundation現場總線模塊 思考題 1 羅托克執(zhí)行器主要由哪幾部分組成 2 羅托克執(zhí)行器采用非侵入式設計思想 它體現在兩個方面 一是方式選擇旋鈕和端子操作旋鈕采用條狀磁鋼控制電氣殼體內的舌簧管 而不用旋鈕貫通軸 二是采用紅外線設定器對執(zhí)行機構進行參數設定 更改及調試 不需打開執(zhí)行機構的外殼 3 羅托克執(zhí)行器提供了哪幾種保護功能 4 羅托克執(zhí)行器的電氣控制端蓋上有一個 位置的選擇器和一個 控制器 當選擇器鎖定在 停止 位置 可防止 或 的電動操作 5 羅托克執(zhí)行器的設定器可以設定哪些內容 6 羅托克執(zhí)行器利用設定器可完成哪幾級設定功能 其中二級設定中 用于設定什么功能 7 羅托克執(zhí)行器的液晶顯示屏有 和 兩種指示狀態(tài) 在進行初級設定時 輸入正確的口令后 按 鍵 屏幕頂端和底部各出現 顯示屏進入 狀態(tài) 執(zhí)行器的每一項調整功能可 8 羅托克執(zhí)行器在液晶顯示屏處于檢查和設定方式時 開限位 關限位均可顯示和設定 9 羅托克執(zhí)行器電機過熱保護功能是指溫度超過 時 跳斷 使電機斷電 并可提供 和 的溫度保護跳斷指示 10 羅托克執(zhí)行器的現場控制可通過兩種方式來實現 一是 二是通過 來操作 11 羅托克執(zhí)行器的現場控制可組態(tài)為 操作 它是通過組態(tài)設定器中 功能項來完成的 12 在羅托克執(zhí)行器遠程控制中 若設定器二級設定A6 A7聯(lián)合設定為OF OF 表示 優(yōu)先 A6 A7設定為 時 表示 優(yōu)先 13 羅托克執(zhí)行器遠程控制時 若使聯(lián)鎖電路起作用 則二級設定時 需將 a8 設定為 on 表示 聯(lián)鎖對于遠程就地都有效 14 羅托克執(zhí)行器用設定器可實現設定扭矩 限位及其它功能 全部設定功能可被存儲在執(zhí)行器的永久性存儲器中 對 15 羅托克執(zhí)行器的液晶顯示器可提供從 到 以 遞增的數值指示 還提供了三個紅 綠 黃發(fā)光二極管指示燈 分別代表 位置 91頁16 羅托克執(zhí)行器模擬控制信號丟失時 可組態(tài)為 位置 當輸入信號丟失時 若要求輸出閥位維持不動 則在二級設定中 FA 功能項中應設為 on FF 功能項中設定為 sp 89頁17 羅托克執(zhí)行器有遠程指示選項功能 電流力矩變送器 CTT 提供了一個與 成比例的 信號 當閥門靜止時 CTT的輸出將連續(xù)指示 100頁 18 羅托克執(zhí)行器有遠程指示選項功能 電流閥位變送器提供了一個內部供電 與閥位成 的 99頁 模擬信號 可選擇最小信號對應 并自動設定 19 羅托克執(zhí)行器有遠程指示選項功能 IQ執(zhí)行器具有模擬控制功能 即執(zhí)行器按照一個模擬電流或電壓信號成比例地自動定位閥門