RotorkIQ系列电动执行机构培训.ppt

Rotork IQ 系列电动执行机构操作维护 王刚,培 训 内 容,（一）发展历程 （二）结构 （三）执行器基本信息及型号说明 （四）执行器电路控制板 （五）双流环路控制 （六）调试 （七）报警及帮助显示 （八）常见故障及处理方法,（一）发展概述,英国罗托克(ROTORK)公司于90年代推出了智能型电动执行器(IQ系列)，其具备以下优点： 双密封双防护：防护等级为IP68-水下7米72小时，完全防水、防尘，而且密不透气。 调试简便：非侵入式的红外设定，方便简单，用户随按随用，快速设定和修改参数。 力矩测量：专利的力矩测量装置，技术先进，不受频率、电压和温度变化的影响，可精 确的、可重复的对力矩进行测量。,1、优点,(4) 远程诊断：实现快速、安全、非侵入式的通讯和数据交换，可对执行器数据 进行分析并给出建议。 (5) 相同步器：可自动纠正相序。 (6) 自保护：缺相保护、过热保护、阀门卡住保护（如果阀门卡住，当启动后7秒内不动作，电路将自动断开）、瞬时反转保护（自动延时电路对瞬时反转命令予以处理，防止冲击）、故障保护。 （7）独立电池供电：如外部断电 ，独立9V电池可以给显示屏、阀位存储器、提供四个或八个触点S1、S2、S3、S4供电。,1、优点,智能型电动执行器(IQ系列)，到目前已经推出第三代产品。 1993 率先推出非侵入式 IQ执行器 1999 推出第二代非侵入式 IQ执行器 2012 推出第三代非侵入式 IQ执行器,2、发展历程,第一代IQ系列执行器,第二代IQ系列执行器,2、发展历程,第三代IQ系列执行器,2、发展历程,各代之间的区别及进步 （1）显示器：第一代显示器为单屏，第二代显示器为双屏，第三代为大屏幕显示，阀位精确度高,2、发展历程,各代之间的区别及进步 （2）力矩检测装置：第二、三代执行器增加独立的压力传感器测量力矩系统。该系统是从人们熟悉的类似压力传感器这样的过程测量技术研制而成的。在带有负荷的情况下，用安装在力矩传感器内的压敏电阻传感器，是电机蜗杆推力的反作用力直接转换成输出力矩比例的电信号，可获得准确的、可重复的力矩测量值，且独立于频率、电压和温度变化。,2、发展历程,2、发展历程,各代之间的区别及进步 （3）控制电路板：第一代较复杂，两块控制电路板，二、三代使用专用芯片集成为一块 控制电路板。,2、发展历程,各代之间的区别及进步 （4）电池功能：第三代执行器仍配备电池，电池主要用于无动力电源时的设置和显示用，与阀位保存无关。,2、发展历程,各代之间的区别及进步 （5）手轮固定方式：第三代从卡条的方式改为螺钉固定。,2、发展历程,（二）结构组成,1.齿轮箱 2.电机 3.接线端子板外壳 4.就地控制部分电子端盖 5.手轮手动操作 6.电池端盖 7.阀杆防护帽 8.手动/自动离合器操作杆 9. 法兰及驱动轴套,1、电动执行机构结构组成,2、工作原理示意图,挂锁式手动/自动离合器，即使在电机运行时也可以确保安全操作。(在电机正在运行时可以下压离合手柄，对其进行操作，不会损伤执行器）,3、手动切换装置,手动操作时，支撑件将离合挡块提升，离合挡块支撑在涡轮外沿（类似于月牙，随着涡轮的转动时而出现，时而消失，电动操作时，涡轮转动，外沿消失，支撑件失去支撑而复位，离合挡块与涡轮耦合。,3、手动切换装置,操作开关均是采用磁近式开关，目的是为了提高防爆等级。在操作过程中触点在密封性较高的壳内动作。,4、就地操作开关,4、就地操作开关,一个活动部件的分解器把输出中心套筒的旋转转换电信号，然后与存储在安全、永久的存储器中，计数器靠传动轴上的锥齿轮带动伞形齿轮，转动反馈轴，进行计数。,5、阀位检测装置,手动操作位置及电动位置,3、手动切换装置,5、阀位检测装置,压力传感器测量力矩系统。该系统是从人们熟悉的类似压力传感器这样的过程测量技术研制而成的。在带有负荷的情况下，用安装在力矩传感器内的压敏电阻传感器，是电机蜗杆推力的反作用力直接转换成输出力矩比例的电信号，可获得准确的、可重复的力矩测量值。,6、力矩检测装置,电机轴与蜗杆是相互独立的，以便于快速更换。温度线圈内有温度传感器。,7、电机及线圈,8、涡轮及蜗杆,远程控制器，我们俗称主板,9、控制板及电源板,9、控制板及电源板,电源板,（三）执行器基本信息及型号说明,1、铭牌,执行器信号,IQ 40 F25 B4,执行器系列,执行器尺寸,连接法兰尺寸,连接轴套形式,接线图号,接线图号说明执行器功能及附加板情况,序列号,执行器身份证号,转速,最大输出扭矩,2、执行器接线图含义,3、轴套形式,各执行器常用轴套形式,3、轴套形式,3、轴套形式,3、轴套形式,4、正装及侧装手轮,正装手轮,侧装手轮,电机,电池,手自动切换手柄,执行器本体,电器端盖,接线终端,视窗,就地选择旋钮,就地开关旋钮,（四）执行器电路控制图,1、电路图,IQ基本型接线图-模拟量输入,1、电路图,IQ基本型接线图-模拟量输出,1、电路图,IQM基本型接线图,1、电路图,通过接线端子检查控制信号,控制故障，判断故障出在执行器还是线路是前题,1、电路图,2、标准远程指示触点,触点可组态为任意功能，且触点状态可组态为常开或常闭,3、附加的远程指示触点,状态可反转的触点 可组态为任何功能,4、备选控制,例如北京出采育站 采用的是Pakscan 现场总线控制器。,（五）双流环路控制,1、Pakscan现场单元,Pakscan IIEMaster Station是Rotork主站控制器中的一种，它为双重热备结构，在主控制器出现故障时可以自动切换到热备控制有一个RS-485通信口和一个RS-232通信口，它们可通过Modbus协议与PLC通信。 固化于主工作站中的Pakscan软件包提供了一套先进的、标准化的预先工程化的控制系统。使用主工作站的显示器和键盘能对Pakscan IIE双线控制系统进行通信、控制等方面的组态。在需要直接操作控制的场合，可在主工作站上控制现场设备的“开”、“关”等。, ,1、Pakscan现场单元,Pakscan现场单元是一块在双线系统中用于通信的袖珍卡件。作为选件，被安装在Rotork执行器之中，与执行器的基本控制电路配合使用。每个现场单元在双线回路中都有其唯一的地址，只对发自主工作站的正确命令作出响应。,FCU通讯卡,2、双线回路,双线回路与执行器的联接非常简单。电缆是一条容易安装的全屏蔽双绞线，在所有应用中具有易安装、易维护、低成本和高效率的优点。双线电缆顺序地与每一执行器接入或接出，它们起源于并返回至主工作站，形成一双线回路。因为每台现场设备都是双向连接的，就构成了一个冗余的通信线路。,正常操作情况下，通信电流信号沿环路的一条线从主站控制器的端口A流出，经该环路从端口B流回，此时，另一条线路是冗余的。当有一处线路发生故障时，该处故障线路被阀门屏蔽，故障线路两边的智能阀可通过各自的环路与主站控制器通信；当有两处线路发生故障时，这两处故障之间的智能阀都被屏蔽，两处故障之外的智能阀依然可以通过两“臂状”环路与主站控制器通信。,2、双线回路,2、双线回路,（六）调试,1、LED显示屏详解,第一代执行器显示屏,1、LED显示屏详解,二代执行器显示屏,1、LED显示屏详解,第三代执行器显示屏,2、手操器介绍及使用,2、手操器介绍及使用,Rotork IQ系列执行器可在接线完成后，不必打开电气端盖即可进行调整。用红外线设定器可实现力矩、限位以及其它功能的设定。设定器经本安认证，可在危险区域内带电调整。 所有调整的功能均存入执行器内的不可擦写的存储器内。用设定器可以使用户通过执行器的显示窗查看所有的功能。每个功能的设定值都可以被查看, 如果需要，还可以改变。 设定程序分为两级： 1. 初级功能 设定行程末端的开关方向、力矩值和限位等。 2. 二级设定 设定包括控制、指示和备选 装置的功能。,3、初级设定,阀门与执行器组装好后，接上动力电源，将红色旋钮选择至就地或停止位置，将设定器靠近执行器指示窗0.75米以内，通过按“ ”键和“ ”键，可看到上图所示的功能与设定值。,进入执行器设定程序前，将红色就地/停止/远程选择器选至就地或停止状态。 按下 键 执行器显示的上半部分保持相同的阀位显示,下半部分将变为力矩值显示,以Torque = XX%和图形条显示。 按下 键 执行器显示保护口令 按下 键，进入程序设定界面分支点,程序设定界面分支点,口令保护界面,3、初级设定,3、初级设定,当看到两条平行线闪烁一下，说明设定完成,3、初级设定,力矩开关,限位开关,3、初级设定,关力矩设定界面,开力矩设定界面,用 或 键选择合适的力矩值,3、初级设定,手动操作至全开或全关位置后，回旋 圈，再进行限位设定,关限位设定界面,开限位设定界面,3、初级设定,4、二级设定,4、二级设定,5、三代执行器设定,5、三代执行器设定,第一步初始界面，调试时需要把切换开关打到现场就地位置，按 初始界面，显示界面如图中所示,5、三代执行器设定,Limits 主要进行阀门开关方式，开关限位，以及扭矩的设定 Indication 主要设定LED显示和开关触点 Control 就地跟远程控制一些参数设定 ESD ESD参数设定 Security 密码设定 Defaults 恢复出厂设定,5、三代执行器设定,阀位设定 ，选择图中Limits，按 进入关限位调试界面，Direction 开关方向，默认Clock Actiom 开关方式 Limit 限位 Torque 力矩 Torque 开关阀力矩值的设定 Set Limit 设定开关限位,5、三代执行器设定,Indication 主要设定LED显示和开关触点,5、三代执行器设定,Control 就地跟远程控制一些参数设定,5、三代执行器设定,Security 密码设定,5、三代执行器设定,Defaults 恢复出厂设定,（五）报警及帮助显示,1、报警显示,一代执行器显示屏的上半部分有四个图标，分别为阀门、控制系统、执行器和电池报警指示。每个图标都代表某个报警条件。,阀门报警图标显示由于阀门故障，使力矩超出执行器设定值而导致执行器“跳断” 可能的原因是： 阀门过紧或在行程中阻塞 阀门粘住或卡住 阀门运行条件改变(压力、流量等增大) 由于执行器力矩跳断，则在同方向上的电动操作被禁止，图标也将保留。将执行器沿相反方向运行即可消除图标。,1、报警显示,当报警存在时，电动操作将被禁止。 可能的原因是： 电机温度保护跳断 断电时电池电量过低* 电源故障 执行器控制系统报警,1、报警显示,控制报警图标，是在远程控制系统保持一个有效的ESD或联锁信号(ESD、联锁功能或使用条件控制)实际存在时显示。 在ESD或联锁信号实际存在时，就地和远程操作将被禁止。,1、报警显示,电池报警图标是在执行器检测到电池电量过低、完全没电或丢失时显示。在电池报警图标显示时，应立即更换电池。执行器大约10分钟检查一次电池状态。更换电池后，电池报警图标将继续显示10分钟，直到下一次检测到电池的状态为良好，图标才会消失。,1、报警显示,具体报警内容,1、报警显示,二代执行器双屏状态显示，其下半部分可以显示报警指示。每个图标都代表某个报警条件。,一般情况出现此报警说明阀门扭矩增大，可用手轮验证 不能盲目增加力矩值。 有多种情况：电机、接触器、固态启动器等电器元件；或离合器、蜗杆传动销等机械件故障均可能使其报错。 控制旋钮或就地控制板故障。单屏或出现执行器报警。 电源、内部连线、或主板故障。 阀位解算装置或需设定限位。,1、报警显示,电池报警图标是在执行器检测到电池电量过低、完全没电或丢失时显示。在电池报警图标显示时，应立即更换电池。执行器大约10分钟检查一次电池状态。更换电池后，电池报警图标将继续显示10分钟，直到下一次检测到电池的状态为良好，图标才会消失。,1、报警显示,执行器动力电源接通后，选择就地或停止，用设定器可调出8个帮助显示屏幕。也可在选择远程状态下用设定器按两下 键，帮助屏幕将显示。,2、报警帮助显示,2、帮助显示,2、帮助显示,2、帮助显示,2、帮助显示,2、帮助显示,（七）常见故障及处理方法,1、部分常见故障处理,1、执行器阀杆无输出： A、查手动是否可以操作。手自动离合器卡死在手动位置，则电机只会空转。 B、检查电机是否转动。 C、手动和电动都不能操作，可以考虑是阀门卡死。 D、脱开阀门连接部分，如果阀门没有卡死，检查轴套是否已卡死、滑丝或松脱。 2、在全开/全关时不能停留在设定的行程位置，阀杆与阀体发生顶撞。“关/开阀限位LC/LO”参数已经丢失，应重新设定。或将参数“力矩开/关”更改为“限位开/关”。,1、部分常见故障处理,3、显示阀位与实际阀位不一致。重设限位后，动作几次，又发生漂移，应更换计数器板。 4、执行器工作，但没有阀位指示，检查计数器，可能圆形磁钢坏了或计数器板坏了。如果接线端子22/23没有4-20mA电流信号输出，可以考虑更换（伺放+）位返板。 5、远控调节状态下，上下摆动不能定位，可以增大“死区调整参数Fd”；但增大该参数到20以上才不摆动，可更换伺放（+位返）板；如果更换后故障依旧，建议：把电机更换为低速的电机或扩大轴套和阀杆的螺纹螺距。 6、远控/就地均不动作，或电机单向旋转，不能限位。检查手自动离合器没有卡死，电机没有烧毁：可以检查电机电源接线是否正确或三相电源是否不平衡。,1、部分常见故障处理,7、远控/就地均不动作，量电机绕组，过热保护，电磁反馈开路，电机已烧毁。 8、远控/就地均不动作，用设定器检查，故障显示：“H1力矩开关跳断”；“H6没有电磁反馈”。测试（固态）继电器没有输出。更换继电器控制板或电源板组件。 9、三相电源一送就跳闸：继电器控制板有问题或电机线圈已烧毁。 10、因电源电压高（400V以上），熔断保险丝，更换执行器保险丝后又被熔断。检查，电源板硅整流块正常，电源变压器初级电阻过低，可更换电源板组件或电源变压器。 11、背景灯不亮，检查三相电源正常，可能是执行器保险丝已熔断或主板电源线松动未插好。关到位。,1、部分常见故障处理,12、不带负荷时一切正常，带负荷时，开阀正常，关到40%左右就停转，“关闭力矩值”已设为99，用手轮可以关到位。刚安装时可以关到位，用一段时间就不行了，建议换用大一档的执行器。 13、手动正常，电动不能切换。手自动离合器卡簧在手动方向卡死。可拆卸手轮，释放卡簧，重新装配好。 14、 执行器远控/就地均不动作，开/关到位指示灯闪烁，检查电池电压过低。执行器在主电源掉电时，已丢失设定的参数。更换电池，重新设置。 15、 执行器动作正常，但无阀位反馈。量22/23回路仅有1-3mA左右。重新设定，不起作用。更换伺放+位返板；把反馈回路断开，反馈信号正常，属外接电缆故障，更换电缆。,1、部分常见故障处理,16、执行器动作过程中力矩保护跳断，增大关闭/打开力矩值设定，故障依旧：检查执行器润滑油是否已干，阀门是否卡死。 17、阀门关不死，重设行程限位。重设后故障依旧，阀门坏了。 18、 执行器设定及动作正常，就是不能超越某一行程位置。阀门卡