AKQ系列执行器故障诊断手册.doc

AKQ系列执行器功能与故障诊断手册首先，详细的绍AKQ中文电动执行器的LCD显示菜单以及各个菜单的功能；在介绍过程中，对执行器工作过程中出现的问题给予相应的解决方法，方便调试及售后人员对执行器故障进行诊断与解决。以AKQ中文为例,执行器上电显示主界面项有3项,分为：本地,远程以及菜单。在执行器正常情况下分别显示：本地准备好，远程准备好以及菜单准备好。主界面分两行显示，第一行左上角显示百分比是阀门开关位置占整个行程的比例，第二行右下角显示百分比为力矩大小占执行器最大负载力矩的百分比。执行器只有在菜单显示准备好的情况下才能顺利运行，一旦出现本地，远程以及菜单错误都会停止运行。现在介绍一下本地，远程以及菜单项目的功能。本地菜单的功能：如果LCD屏幕显示本地准备好，工作人员可以对执行器进行就地的开，关，停操作。本地操作只限于就地控制。远程菜单的功能：如果LCD屏幕显示远程准备好，工作人员可以对执行器进行远程的开，关，停控制。远程控制的方式有很多种，现有的方式为：开关量脉冲控制，模拟量控制，两线控制，开关量持续控制，总线控制等。菜单菜单的功能：通过菜单界面可以进入各个子菜单对执行器的参数进行设置，在菜单界面不能执行执行器的开，关，停动作。从远程菜单也可以进入执行器参数设置子菜单。现在从远程菜单或者菜单菜单进入各项子菜单，说明各项菜单的功能以及设置，调试方法。从主菜单进入第2级菜单，2级菜单菜单目录为：调试，观察，诊断，出厂设定以及退出菜单。调试菜单：输入调试密码9008后，进入调试菜单下的子菜单，既3级菜单，调试菜单下的子目录及功能如下介绍：调试菜单下的目录：关命令时转向：该菜单有2个功能选项，用于调换阀门全开，全关方向；默认情况下为顺时针，意思是，在电机电源接线正确的情况下，电机在执行关阀门命令时，其旋转方向为顺时针。顺时针情况下，全开对应阀门全开，全关对应阀门全关；如果将关命令时转向选择为逆时针，LCD上的100%变0%，0%变100%，全开显示变全关显示，全关显示变全开显示，而实际上阀门开或者关的位置没变；如果在顺时针情况下显示为全关，既阀门关紧，如果将其设置为逆时针，则菜单显示为全开，而阀门也是关紧的，如果此刻给开命令，阀门实际是在做关运行。因此，此功能项的选择主要是根据用户习惯以及现场阀门与显示是否配套来选择的。默认情况下选择顺时针，显示的100%对应阀门全开位置，显示0%对应阀门全关位置。关末端模式：执行器的关断模式有2种，行程关断以及力矩关断；选择行程关断模式，接受关命令，阀门运行到全关停止；选择力矩关断模式，接受关命令，当力矩超过最高保护范围时停止，比如关力矩保护为80%，那么，在执行器关的过程中，如果力矩超过80%，则执行器停止运行，运行是否停止与行程无关；例如，如果关末端模式设置为力矩关断，如果阀门在整个运行过程中力矩大小没超过保护值80%，则即使到了全关位置也不停止，直到阀门堵死为止。开末端模式：对应于关末端模式，有2种选择方式，行程关断以及力矩关断；选择行程关断模式，接受开命令，阀门运行到全开停止，选择力矩关断模式，接受开命令，当力矩超过最高保护范围时停止，比如开力矩保护为80%，那么，在执行器开的过程中，如果力矩超过80%，则执行器停止运行，运行是否停止与行程无关；例如，如果关末端模式设置为力矩关断，如果阀门在整个运行过程中力矩大小没超过保护值80%，则即使到了全开位置也不停止，直到阀门堵死为止。关末端模式和开末端模式可以单独配制，比如关末端模式可以选择为力矩关断，而开末端模式可以选择为行程关段；也可以同时配置为行程关断或力矩关断，其配置可以根据情况灵活选择。关时关断力矩：用于关方向保护上限设置，关方向力矩保护值的设置范围是执行器关方向最大力矩值的40%到100%，默认保护为80%，在实际情况中选择100%保护。开时关断力矩：与关时关断力矩对应，用于开方向保护上限设置，开方向力矩保护的设置范围是执行器开方向最大力矩值的40%到100%，默认保护为80%，在实际情况中选择100%保护。堵转保护时间：电机发生堵转的情况下，电机在运行过程中卡死，以及给了运行命令而电机无法启动或运行，我们统一称为堵转。堵转时间造成的后果是电机长时间超过额定力矩范围运行而烧毁。因为我们设置了执行器堵转保护，既执行器在获得开或关命令的情况下不能启动，或者在运行过程中卡死，而力矩保护功能又没发挥作用的情况下，电机堵转保护起作用。电机堵转保护时间可设置范围为5秒到30秒，默认情况为10秒。为使执行器能够稳定运行，选择10秒以上为宜。如果在中途出现开或者关方向堵转的话，如果这样的报警错误影响了正常运行，那就设置为30秒。直流制动：默认情况下为启动，但是硬件电路无这一功能，因此，可不做选择。电机温度保护：用于电机内部温度保护，如果执行器长时间运行造成电机温度过高，超出安全范围的保护措施，默认选项为启动。调整关末端位置：用于阀门限位全关位置的标定，在全关位置标定过程中，可以转动手柄到全关位置，然后确认标定，也可以让执行器关运行到全关位置自动标定。建议用手柄手动标定，这样能防止自动运行中过冲造成阀门坏死。调整开末端位置：用于阀门限位全开位置的标定，在全开位置的标定过程中，可以转动手柄到全开位置，然后确认标定，也可以让执行器开运行到全开位置自动标定。建议用手动标定，防止开过头阀门顶死。模拟量信号类型：用于远程模拟量控制方式的控制电流输入类型，2个选择项目，既0-20ma以及4-20ma，目前AKQ使用4-20ma，因此调试中按默认的4-20ma功能使用。模拟量信号死区：用于模拟量控制中死区范围设置，死区选择范围为整个行程范围的1/1000到99/1000。可根据负载大家小选择，负载大的，死区尽量大，防止频繁的来回震动，负载小的死区可以小些。模拟量禁动时间：用于模拟量控制类型，模拟量信号确认判断时间设置，选择范围为1秒到9秒。远端控制类型：远程控制方式的选择，可选控制方式为8种，目前可选择使用的有开关型的开关量脉冲控制，调节型的模拟量控制，以及总线控制类型，持续控制类型，两线控制类型。远程控制的控制信号输入类型必须与远端控制类型的选择项一致，否则控制无效。模拟量开路特性：此选择项目备用，不做选择。紧急动作ESD：用于紧急情况下对执行器进行停操作，此功能不受菜单界面限制，在任何情况下，只要选择ESD打开，在发出ESD信号的情况下，执行器执行停止，屏蔽一切开或关信号。选项分为关闭，打开，保持原位。关闭，ESD不起作用，打开，ESD起作用，保持原位，目前功能类似于打开。位置模拟量输出：阀门开关百分比用模拟量信号输出，可选择4-20ma电流输出以及0-20ma电流输出，目前使用4-20ma类型。如输出4ma电流表示阀门全关，输出20ma电流阀门全关,12ma表示50%阀位。开关量输出1：既继电器1的输出。通过设置继电器输出1的工作条件：如全开，全关，关运行，开运行，故障报警，温度报警，过力矩报警，开力矩报警，关力矩报警等条件，当所设置的条件或状态出现时，继电器1输出。所谓输出就是继电器由默认的输出状态，如断开变吸合，或者由吸合变断开。输出1的状态：既继电器1在选择或者说设置的状态未发生的情况下的状态，比如，选择了开关量输出1为全关，而现在阀门位置为中间或者全关位置，那么继电器此刻的位置既为输出状态；选择项为常开或常闭。如果选择常开，此刻如果开关量输出1为全开，而此刻阀位是中间或者全关时，那么继电器将不吸合，保持开的状态；如果使用开命令使阀门全开，而此刻显示阀门位置100%，那么输出1吸合，状态由常开变成了闭和。同理，有开关量输出2，输出2的状态，开关量输出3，输出3的状态，开关量输出4，输出4的状态，这6组菜单的使用功能和开关量输出1以及输出1的状态使用功能相同，只是任何一组都能输出一组状态，所以这4组开关量输出是组合使用的。我们可以将开关量输出1选择为全开，开关量输出2为全关，开关量输出3为开运行，开关量输出3为关运行，而状态我们可以同时设置为常开，那么，现在如果我们给执行器开命令，则开关量输出3会吸合，外部指示灯亮；当达到全开的时候，3断开，外部指示灯熄灭，而输出1吸合，外部指示灯亮；而开关量输出2以及开关量输出4由于他们选择的状态是常开，而选择条件都没发生，所以开关不吸合，而相应继电器控制的指示灯不亮。软件编码：程序版本编号，用于查询编号，用于核对版本。那么调试部分的子菜单介绍完毕。观察菜单下的目录：观察菜单目录下可以观察各个部分运行的即时参数，包括力矩参数，模拟量控制信号参数，即时阀位值，电源类型等即时力矩值：观测采样力矩值，该值不是实际力矩大小，而是与实际力矩成线形关系的量化参数，其相对大小反映了力矩的大小。模拟量输入信号：用于观察采样模拟量信号的大小，是与电流信号成线形关系的量化参数，其相对大小反映了控制信号的大小。即时阀位值：用于读取阀位传感器的即时输出数据，不能作为阀门开关比例的大小，既不能通过该值的大小来判断阀位开度或者说阀门开关比例。生产序列号：目前固定为061207。电源类型：用于观察执行器的电源使用类型，既出厂设置电源的类型，与出厂设置电源一致。诊断菜单下的目录：当执行器出现故障情况，比如远程错误（远程错误，本地错误，菜单错误）都是故障报警，只是远程错误是菜单界面是远程而已，如果菜单切换到本地或者菜单，错误报警还是存在的。当出现错误，表现为上中间的黄色指示等闪烁，为了判断错误的原因，既故障的来源，我们需要通过诊断菜单来查找故障源。出现错误报警的原因有：电机温度错误，电机相位错误，电机堵转错误，力矩跳断错误，阀位设定错误，阀位传感器错误这6类。当执行器出现远程错误或者本地错误，以及菜单错误的时候，查看诊断菜单，寻找错误来源，根据提示的错误来源来解决问题。下面详细说明各种错误的原因和解决方法。电机温度：如果菜单下面提示错误，则证明错误原因是电机温度超过工作要求引起的，此项错误在电机温度恢复到正常工作范围会自动消除；另一种原因是电机温度线路断了或者接触不好造成的，如遇到电机温度报警，隔一段时间错误还不消失的的情况，就应该检查温度线的好坏。电机相位：如果菜单下面提示错误，则说明错误原因是由于电源相位造成的报警。电机相位报警只出现在三相电机中，单相不存在。对于电机相位报警解决的方法有两种，应急的方式是：把出厂设置菜单中的电源设置为单相，然后重新启动电源，对执行器进行开关，如果开命令与执行器运行方向一致，则问题解决；如果开关方向与执行器运行方向不一致，则断电，调换任意2根与电机连接的电源线路既可。此应急方式是不稳定的，因为无电源相位检测，执行器采用的三相电源，却按单相电源的方式在运行，如果电源相位调整的话，会出现开命令关运行，而关命令开运行，造成电机堵转。最彻底的解决方式是用最新的主板（既直接换板），上电检测相位，中途不会出现报警，主板软件编号900A。电机堵转：如果出现开方向故障或者关方向故障，则说明错误的原因是执行开命令或者执行关命令的过程中出现堵转。一种原因是电机电源一相未导通，使电机在两相电源下运行，电机无法启动；二种原因是电机带的负载过大，在力矩保护不起作用的情况下，电机无法驱动负载；三种原因是电源板中相位检测脉冲触发电路不导通，造成执行器运行方向无法判断造成的不运行而堵转。对第一种原因的判断是，给执行器开命令，执行器不运行；给执行器关命令，执行器运行，即可以看到阀位发生变化；在给开命令后，能听到执行器内部电机发出嗡嗡的声音，这是电机由于只有2相导通无法启动的原因。针对这样的问题，我们可以判断是电源板中，开方向一路未导通，原因可能是可控硅损坏，解决方式是更换电源板。对第二种原因的断断是，当方法执行器力矩过大，而且根据诊断判断是哪一方向堵转后，如果执行反方向动作，比如，如果是开方向堵转的话，给关命令堵转现象消除，而且执行器力矩明显变小，那可以判断是执行器负载过大造成的堵死，负载过大并不是一定是他所带的负载，有可能是在关开方向中的不平滑，以及机械摩擦造成的力矩过大。对于负载过大而造成的堵转解决方法是手动或则自动回退消除力矩报警，在按原来方向运行，看是否还发生同样方向的堵转，如果还出现类似情况，而机械部分又是良好的，那只能是执行器的负载力矩选择不合适。针对这样的问题，既执行器带不动负载的情况在出厂前就该避免。对第三种原因的判断是，比如在本地给开关命令，执行器都不运行，而将出厂设置菜单中电源方式由三相改为单相，再次上电，执行器能运行；或者简单的方式是，不用断电的情况下，在调式菜单目录中，选择调整关末端位置或调整开末端位置，让电机进行正反方向运行，如果能正方向也能反方向（为什么用正反方向，而不用开关方向，因为在调整开关末端位置时，是无法判断开关的，给其运行设置了一个初试参数，只有正转与反转），则说明电源板电源与电机连接不存在问题的。解决方法是，看电源板中2个83K的大的分压电阻是否是好的，如果其中一个无穷大，则证明不通，是此原因造成的，从新换电阻既可。而实际的解决手段还是换电源板，应急方式是将出厂设置电源方式由三相变为单相。更改电源类型后必须从新上电。力矩跳断：开或则关运行中如果检测力矩大小超过保护范围，则出现过力矩报警，执行器停止运行，防止阀门被顶坏，或者防止执行器长时间的过负载运行造成电机损坏。力矩跳断分为开方向力矩跳断和关方向力矩跳断，正常情况下显示良好。如果出现开方向力矩跳断说明开方向力矩超过保护力矩上限，如果出现关方向力矩跳断说明关方向力矩超过保护力矩上限。力矩上限是执行器带负载的最高力矩值，分为开关方向2个力矩，开负载最大力矩以及关负载最大力矩；开关力矩保护值可以设置为最大输出力矩的40%到100%，默认为80%，实际情况设置为100%，也可以根据客户要求设置保护值，比如我们最大力矩为200NM，而客户需要在120NM的时候进行保护，那么我们可以将力矩保护设置为60%。针对实际情况中出现的报警，既在现场出现的力矩报警，解决的最快方法是，通过出厂设置菜单将力矩增益调节的足够小，力矩增益范围为1/2，1，2，4，8；可以选择1/2，然后将开关力矩保护设置为100%，这样设置后如果再次开关运行，力矩百分比变化不大，或者带负载运行力矩为0%，能够在现场解决问题既可。另一种方式是，不调节力矩增益，直接在调试菜单中将力矩开关保护设置为100%，而在出厂设置中，将开关力矩的上限均设置为1024，这样的好处是，有力矩变化显示，但是任何情况下都不会出现力矩报警，当然也能消除力矩报警了。可根据具体情况具体解决。阀位设定错误：如果出现阀位设置报警，AKQ用于角行程的阀门，阀门开关最大差度不会超过90度，如果出现超过90度的情况会出现阀位设定错误报警；这一错误的解决方法是从新限位既可以解决。阀位传感器错误：如果出现此错误即阀位传感器坏掉了，老版电位器如果出现这样的报警基本就是电位器坏了，新版本备用，目前这样的错误没出现。解决方法，老版本电位器换新的，然后重新限位。诊断菜单的子目录用于查询错误的来源，出现错误报警，先观察主界面情况，如力矩太大，阀门堵死等，观察完，再看诊断菜单，有时候错误可能有几个同时出现，通过诊断菜单可以完全查找出来。有了错误就看诊断菜单，查找故障来源。诊断菜单部分调试人员和售后人员必须非常了解，这个是查找错误的来源，通过诊断菜单查找错误，是解决问题的关键。出厂设置菜单：用于设置执行器出厂参数，包括电源类型，4-20ma电流输入控制信号自动标定，4-20ma电流输入控制信号手动标定，4-20ma电流输出标定，开方向力矩标定，关方向力矩标定，当前阀位置显示，行程限位标定，模拟量功能设置，力矩增益设置等。电源类型：出厂设置是要根据执行器的工作电源环境，设置执行器工作电源类型；三相电源环境下，电源类型设置为三相；单相电源环境下，电源类型设置为单相。输入自动标定：用于模拟量控制输入电流信号的标定。4mA输出电流：阀位反馈全关，输出4mA电流标定。20mA输出电流：阀位反馈全开，输出20mA电流标定。4mA输入电流：模拟量控制，既调节型，阀位控制全关，输入4mA电流标定。20mA输入电流：模拟量控制，既调节型，阀位控制全开，输入20mA电流标定。关力矩下限：用于关方向，执行器空载力矩标定；其标定数值为空载情况下，关方向力矩数值；在空载时，可通过观察菜单读取空载力矩值，然后标定关力矩下限。关力矩上限：用于关方向，执行器最大输出负载力矩标定；其标定数值为最大输出负载情况下，关方向力矩数值；在最大输出负载时，可通过观察菜单读取上限力矩值，然后标定关方向力矩上限。开力矩下限：用于开方向，执行器空载力矩标定；其标定数值为空载情况下，关方向力矩数值；在空载时，可通过观察菜单读取空载力矩值，然后标定关力矩下限；开力矩上限：用于开方向，执行器最大输出负载力矩标定；其标定数值为最大输出负载情况下，开方向力矩数值；在最大输出负载时，可通过观察菜单读取上限力矩值，然后标定开方向力矩上限。当前阀位置：用于观察阀位的即时数值，是出厂设置菜单中唯一不能用于设置的菜单。关极限阀位置：用于阀门关极限位置数值的程序标定，与限位相同；但是，此限位方法无需转动手柄，通过调节数值既可改变关极限位置；同时该数值也指示关极限的阀位数值。开极限阀位置：用于阀门开极限位置数值的程序设置，与限位相同；但是，此限位方法无需转动手柄，通过调节数值既可改变开极限位置；同时该数值也指示开极限的阀位数值。模拟量功能：调节型模拟量控制阀门位置的使能信号，如选择启用，则模拟量功能可用；如选择禁止，则模拟量功能不可用。力矩增益：对实际测量力矩值的放大和缩小，可调节力矩范围从为1/2，1，2，4，8倍于实际力矩。通过设置力矩增益可以扩大和缩小检测力矩，不至于在实际力矩运算中出现读数过大，超过CPU的AD采样范围；也不至于实际力矩过小，使CPU的AD采样值太小。因此，力矩的保护可以通过设置力矩增益，以及开关方向力矩上下限来实现。如果在开过程中出现过力矩报警，且开方向保护为100%，这样我们能够消除报警的方式有两种：一，关命令消除开方向力矩报警，然后开执行器，通过观察菜单读取堵转时刻的力矩值，作为开方向力矩上限；二，关命令消除开方向力矩报警，然后开