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调节型电动执行器调试说明

时间:2019-05-18 浏览次数:680

                         

 

 

 

一、概述

 

    DKJ系列角行程电动执行机构是工业过程测量和控制系统的终端控制装置。它能够将系统的控制信号转换成输出轴的角位移以控制阀门内截流件的位置或其它调节机构,使被控介质按系统规定的状态工作。

 

电动执行机构按控制方式分为比例式和积分式。比例式执行机构由电动伺服放大器和积分式执行机构组成,它能够将系统的控制信号与关于输出轴位置的反馈信号加以比较(闭环控制)以改变输出轴的行程,使之与输入信号成比例关系。积分式执行构由伺服电动机、减速器及位置发送器组成,它能够与电动操作器配合对阀门或其它调节机构实现远方操作。

使用电动执行机构的自动控制系统配用SWP智能操作器可以实现控制系统“自动”-“手动”工作状态的无扰动切换。

 

电动执行机构安全可靠、安装、调试、操作、维修方便,广泛应用在能源、冶金、化工、建材等行业,在工业过程测量和控制系统中发挥重要作用。

 

二、规格型号

 

电动执行机构的规格型号按表1规定,角行程电动执行机构的型号尺寸按表2规定。

 

配置模块化位置发送器的角行程电动执行机构的型号系出表l及表2的型号末尾加“M”构成,如:“DKJ-2l00M”等。电子式角行程电动执行器型号末尾加“D”构成,如:“DKJ-2100D”等。电子式智能遥控型角行程电动执行器型号末尾加“DR”构成,如:“DKJ--2100DR”等。

防爆型在型号末尾加“B”,防爆电子型在型号末尾加“BD”。

 

表1

 

型号

额定负Nm

额定行

(。)

额定行程时间

s

010mA

420mA

DKJ210

DKJ2100

100

 

 

 

 

 

90

 

 

25

DKJ310

DKJ3100

250

DKJ410

DKJ4100

600

DKJ510

DKJ5100

1600

DKJ610A

DKJ6100A

2500

40

DKJ610

DKJ6100

4000

60

DKJ710

DKJ7100

6000

100

DKJ810

DKJ8100

10000

120

 

 

表2

 

 

三、使用条件

 

※                        在使用前务必仔细阅读本章

 

l、动力条件

单项稳定交流电压220V±10%

 

频率:50Hz±1%

2、环境条件

      ①、温度、相对湿度

 

  a.电动伺服放大器、电动操作器为控制室内仪表.温度:-10~55℃,相对湿度:l0%-50%:

  b.电动执行机构为室内现场安装仪表。温度:-25~+75℃:相对温度:不大于75%.

 

      ②、大气压力:86~106kPa。

 

      ③、周围空气中无起腐蚀作用的介质。

 

3、防护等级:普通型IP55,户外型IP65。户外使用时需加装防雨罩,现场工作环境粉尘较大需加防尘罩

四、主要技术性能

 

DKJ系列角行程电动执行机构按照中华人民共和国机械行业标准JB/T8219—1999《工业过程测量和控制系统用电动执行机构》的精确度2.5级的普通型电动执行机构的规定制造,主要技术性能如下:

 

1、输出轴的额定负载、额定行程及额定行程时间见表l。

 

2、电动执行机构的工作信号范围见表l。电动伺服放大器输入阻抗见表3。

 

表3

 

 

输入信号范围 mA

输入阻抗Ω

010

200

420

250

 

 

3、参比工作性能

 

基本误差:不超过额定行程的±1.5%。

回差:不大于额定行程的I.5%。

额定行程时间误差:不超过额定行程时间的±20%。

比例式执行机构死区:不大于输入量程的1.5%。

阻尼特性:不大于3次半周期摆动:

积分式执行机构惰走量:

不大于额定行程的l%(额定行程时间为10~<25s时);不大干额定行程的0.5%(额定行程时间为25~63s时)。

 

4、   绝缘电阻:在温度为15~35℃,相对湿度为45%~75%时,

  电源端子-机壳不小于50MΩ

  电源端子-输入端子不小于50MΩ

  输入端子-机壳不小于20MΩ

 

 

五、结构与工作原理说明

 

比例式电动执行机构是一个以两相伺服电动机为动力源的位置饲服机构,由电动伺服放大器和积分式电动执行机构组成,积分式电动执行机构由两相伺服电动机、减速器和位置发送器组成,系统图见图

 

 

 

 

      比例式执行机构

 

        电动机        减速器          阀门

 

 

 

        伺服放大器            位置发送器

 

 

      积分式执行机构

 

 

a 没接入电动操作器

 

 

        比例式执行机构

 

        电动机       减速器           阀门

 

 

 

        伺服放大器            位置发送器

 

 

 

                           积分式执行机构

 

 

 

及正

控制信

 

反馈信

————

机械联

 

        电动操作器

        动作切换

 

                             

b.接入电动操作器

    对于比例式执行机构,当伺服放大器的输入端有控制信号输入时,此信号与来自位置发送器的位置反馈信号进行比较,比较后的信号偏差经过放大使功率级导通相应回路以驱动两相伺服电动机转动,使减速器的输出轴朝着减小这一偏差方向转动(位置发送器不断将输出轴的实际位置转变为电信号一位置反馈信号送回伺服放大器)直到信号偏差小于死区为止,此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上输出轴的行程与输入信号成比例关系。

 

对于积分式执行机构,置电动操作器为“手动”状态,按下电动操作器的“关”或“开”按钮,伺服电动机通电旋转。减速器的输出轴朝着“关”或“开”的方向转动,位置发送器将输出轴的实际位置不断转变为电信号一位置反馈信号送回电动操作器的阀位开度表,当阀位开度表的反馈信号显示输出轴已经转到需要的位置时,放开电动操作器的按钮,伺服电动机断电停转,输出轴停止转动,输出轴的转动量与通电时间成积分关系。

 

电动机为鼠笼式两相交流伺服电动机。该电动机转子内阻大,具有较大的起动转矩和较软的机械持性:在伺服电动机的尾部装有制动装置,能在电动机失电后迅速制动,有效地限制输出轴的惯性惰走及负载反作用力矩的影响,使输出轴准确地停止在确定的位置上,改善系统的稳定性。迈捷孚牌电动执行机构采用交流电容器做为伺服电动的分相电容,提高了产品的可靠性。

 

减速器采用一级圆拄齿轮和一级渐开线少齿差行星齿轮传动,具有传动比大、体积小、效率高、噪音小、寿命长等持点.在减速器上设置了手轮装置供就地调整和操作用。

 

伺服电动机安装在减速器上,它的后罩上有手柄,可以左右转动进行“电动”与“手动”状态切换,在安装调试或线路出现故障时,可断开电源,将电机手柄旋转至“手动”位置,手轮拉出,进行就地操作。

 

 

    除断电进行现场操作之外,手轮及电动机手柄务必置于“电动”位置。

 

 

 

减速器的端盖上配有两块由T型槽螺栓和螺母紧固的制动块,这就是角行程执行机构的机械限位装置。

 

位置发送器由传动装置、传感元件、电源装置、放大电路及凸轮一微动开关等组成:输出轴通过齿轮带动凸轮和导电塑料电位器转轴转动将输出轴的转角变化转换为电位器的电阻变化继而通过放大电路转化成位置反馈电流作为位置发送器的输出信号,在放大电路印制线路板上装有两个电位器:“0%”电位器和“100%”电位器分别用来调整位置反馈电流的下限和上限。

 

模块化位置发送器实现了位置反馈电路的微型化、模块化、免维修,技术指标有所改善,可工作于较恶劣的环境。

 

在带动导电塑料电位器转动的轴上装有2个可调的凸轮可以分别使2个微动开关动作:靠近导电塑料电位器的凸轮-微动开关可以切断输出轴顺时针转动(面对输出轴观察(注:以下均如此))的电动机回路。另一个凸轮-微动开关可以切断使输出轴逆时针转动的回路。这两组凸轮-微动开关组成了执行机构的电气限位装置;

 

位置发送器上有2个插头座,其中的14线矩形插头座一Xl连接电源、接地、电动机控制电路和传输位置反馈信号,3线圆形插头座-X2连接伺服电动机(已连接)。

 

 

六、电动执行机构的校核

 

每台电动执行机构在出厂前均已按标准进行了严格检验,考虑到运输及贮存影响,为确保使用安全,请用户在安装使用之前进行如下校核:

 

1、执行器到达现场检查包装是否完好,若破损及时与本公司联系。

 

2、使用现场的动力条件、环境条件符合本说明书第三章的规定。

 

3、执行机构标识的各项内容符合系统及阀门正常工作的需要。

 

4、绝缘电阻校核:用500V兆欧表测量本说明书第四章所述各组导线间及其与机壳间的绝缘电阻应符合规定。

 

5、机械校核

 

    ①、紧固件检查各紧固件应无松动现象.如有松动,务必用工具拧紧。

 

    ②、可动零部件检查手轮及电动机后罩上的手柄(以下简称电动机手柄)在“手动”一“电动”位置间切换灵活,在规定位置上能被内部的钢球可靠定位(手轮轴上的钢球压力可用手轮前面的紧定螺钉调整)。手轮在“电动”位置空转灵活。

 

    检查完毕,务必将手轮及电动机手柄复位到“电动”

 

6、接插件检查各插头插座安装牢固、接触牢靠,卸下插头检查各接触对应无锈蚀、变形等影响接触的缺陷:

 

七、电动执行机构的安装、调整、使用与维护

 

1、我公司DKJ产品出厂位置一般为50%。底座链接尺寸见表2.

 

2、角行程电动执行机构有两种作用方式:正作用和反作用。

 

正作用:当执行机构输出轴顺时针转动位置反馈信号增加称之为正作用;

 

反作用:当执行机构输出轴顺时针转动位置反馈信号减少称之为反作用。

 

注:此类电动执行机构内部齿轮为全轮,运行方向可以调整详见调试过程中可能出现的问题与解答。

 

3、连杆的连接:执行机构通过连杆与阀门连接时要特别注意以下几点:

 

 阀门臂的连接尺寸要与执行机构臂的连接尺寸一致。

 

 两个臂安装时要保持平行并且在一个平面上。

 

 安装后的两个球型铰链受力点要在一个平面上,此平面要与两个臂的平面平行,以免产生附加力矩。

 

执行器调试角度为90°左右为角度,角度过大则执行器易进入调试死区,角度过小则反馈信号线性度较差易产生震荡现象。

 

4、接线与调试

 

1)、DKJ角行程普通型模块

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  • 电气限位装置的调整(以正作用为例叙述)

 

连杆链接完成,将手轮拔出,摇动手轮使满足现场全关位置(以下简称下限位置)后松开紧固限位凸轮的螺母,手握最里面凸轮使其逆时针转动接近并压住微动开关一S2。拧紧螺母;摇动手轮使满足现场全开位置(上限位置)。稍微松开圆螺母,使靠近圆螺母的凸轮顺时针转动接近并压住微动开关一S1,拧紧圆螺母。

 

2、反馈电流零点和满度的标定。

 

通电将控制信号断开,摇动手轮到全关位置,松开固定导电塑料电位器两个螺丝,调整电位器使反馈电流值在4mA左右,紧固导电塑料电位器的两个螺丝,调整模块上调零电位器螺丝旋钮调到4mA,摇动手轮到全开位置电流反馈20mA,调整模块上调满电位器螺丝旋钮调到20mA。反复几次减小电流反馈误差使满足现场要求,将手轮推到原位。

 

手动调试完成后,按下图接线进行远程开关量操作。

 

3、执行器外部接线图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      注:执行器更改反转时调整限位开关接线,模块上电位器接线3和5。

2)、DKJ电子式角行程电动执行器

 

1、电气限位装置的调整(以正作用为例叙述)

 

连杆链接完成,将手轮拔出,摇动手轮使满足现场全关位置(以下简称下限位置)后松开紧固限位凸轮的螺母,手握最里面凸轮使其逆时针转动接近并压住微动开关一S2。拧紧螺母;摇动手轮使满足现场全开位置(上限位置)。稍微松开圆螺母,使靠近圆螺母的凸轮顺时针转动接近并压住微动开关一S1,拧紧圆螺母。

 

2、反馈电流零点和满度的标定。

 

接通电源后模块电源指示灯亮,将模块上“手动”“自动”切换开关打到手动位置。将执行器手轮拔出摇动手轮到全关位置,松开固定塑料导电电位器两个螺丝,调整电位器使反馈电流值在4mA,紧固塑料导电电位器的两个螺丝。摇动执行器手轮到全开位置电流反馈20mA若有偏差调整模块上100%电位器螺丝旋钮。按模块上开阀按钮时,开阀指示灯亮,电流反馈值增大;按关阀按钮时,关阀指示灯亮,电流反馈值减小。反复几次减小反馈电流与现场给定电流误差,使满足现场要求。调试完成后将手轮复位,将模块上“手动”“自动”切换开关打到自动状态,进行远程操作控制。

 

3、精度过低调整模块精度螺丝旋钮。

 

注:精度过高会出现左右摇摆情况,电机易烧坏。

 

4、若需更改电机运行方向则改动模块上行线开关④、⑤端子接线位置和电机⑥、⑦端子接线位置,电位器插头正向改为反向,从新按照上述步骤进行限位、零满度调整。

 

5、注:当需更换模块时注意电源L、N。接错后模块和电机易损坏。

 

6、接线图如下图所示:

 

主控板外观、布局

 

 

 

 

通电前的检查

连接电源线和控制电缆,并检查接线是否正确。信号线与交流电源要分设电缆。

信号线要使用屏蔽电缆,屏蔽电缆的屏蔽层要可靠接地。

本机控制执行器

标准

本机控制为无源触点控制,在干触点控制的情况下,可使执行机构接收脉冲本机命令(无自保持),完成阀的开启和关闭。

非标准

通过操作拨码开关选择为“自保持”,可使执行机构接收脉冲本机命令(自保持),完成阀的开启和关闭,在阀门开启或关闭的过程中再次给出命令将终止阀门动作。

调节模式

在自动调节模式下,执行器将读取4-20mA命令,并根据执行器阀位传感器的读数,驱动执行器到达命令位置。

当回差被设定为自动匹配时,智能控制系统可以自学习执行器的惰走量等运行信息,并自动开启智能震荡抑制程序。

按键和拨码开关的功能及定义

设定键(SET)

在手/自动运行状态下,按此键小于5秒,均可进行手/自动切换。只有在本机运行状态下按此键5-10秒,进入菜单。10秒以上,进入恢复出厂设置页面。在主菜单下按此键,进入下一页菜单。在主菜单显示“End2秒后返回本机工作模式。

开阀键(UP)

在本机运行状态下按此键,电机正转。在菜单状态下按此键使设置值增加,功能详见菜单应用。

关阀键(DOWN)

在本机运行状态下按此键,电机反转。在菜单状态下按此键使设置值减少,功能详见菜单应用。

设零键(0%)、设满键(100%)

在本机运行状态下按此键进行零满设置。(需调整开限位、关限位与机械零满对应好)。详见零满设定。

拨码开关

拨码1:置于ON时为正作用,即面对输出轴开阀时为顺时针旋转;置于OFF时为反作用,即面对输出轴开阀时逆时针旋转。

当正、反作用切换后,电机输出方向、限位开关、电位器端点等方向均同时被切换,无需其他操作。

拨码2:置于ON时数码管显示行程的百分比,置于OFF时数码管显示行程对应的电流信号值。

拨码3:置于ON时本机和远程操作均为点动控制;置于OFF时本机和远程操作均为自保持控制(两位式控制)

零满设定

在零()位设定模式下,电子限位被取消,限位开关有效。零()位设定模式可以将行程中任意位置设定为0%(100%)位置。在所有的设定模式下均可按“设定键”取消设定操作。具体操作步骤如下:

零位设定

在本机模式中长按设零键3秒,待数码管显示“LO”时进入零位设定模式。

设定模式中可通过开阀键、关阀键调整执行器位置。

在执行器全关后单击设零键,零位设定完成,同时退出设定模式,返回至本机模式。

满位设定

在本机模式中长按设满键3秒,待数码管显示“HI”时进入满位设定模式。

设定模式中可通过开阀键、关阀键调整执行器位置。

在执行器全开后单击设满键,满位设定完成,同时退出设定模式,返回至本机模式。

 

进入菜单

在本机状态下长按设定键5秒,直至数码管前两位显示“P0.”时松开,即进入菜单。以下为各页菜单说明。

 

P0: 死区调整

数码管前两位显示“P0。”,后两位显示死区的数值,单位为百分比。

单击设定键:切换至下一页菜单(P1)

单击开阀键或关阀键:增加或减小死区的值,最大8.0,最小0.2

P1: 回差调整

数码管前两位显示“P1。”,后两位显示回差的数值,单位为百分比。

单击设定键:切换至下一页菜单(P2)

单击开阀键或关阀键:增加或减小回差的值,手动调整范围最大8.0,最小0.2。当显示0.2时再次按下关阀键时显示AU,表示自动调整回差。

P3:输入电流4mA点校准

数码管显示“P3.04”。

单击设定键:切换至下一页菜单(P4)

按开阀键或关阀键:数码管快速闪烁,表示已将当前输入电流作为4mA输入电流参考点。

P4:输入电流20mA点校准

数码管显示“P4。20”。

单击设定键:切换至下一页菜单(P5)。

按开阀键或关阀键:数码管快速闪烁,表示已将当前输入电流作为20mA输入电流参考点。

P5:输出电流4mA点校准

数码管显示“P5.04”。电流输出端即输出4mA电流,并以此为4mA基准点输出电流。

单击设定键:切换至下一页菜单(P6)。

单击开阀键:输出基准点增大。

单击关阀键:输出基准点减小。

P6:输出电流20mA点校准

数码管显示“P6.20 ”。电流输出端即输出20mA电流,并以此为20mA基准点输出电流。

单击设定键:切换至下一页菜单(P7)。

单击开阀键:输出基准点增大。

单击关阀键:输出基准点减小。

End:退出菜单

数码管显示“End”,自动保存菜单的配置,并于2秒后退出菜单,返回本机工作模式。

 

 

 

③、电子式智能遥控型角行程电动执行器

 

 

SET:设置键、确认键。在工作状态下,按下该键仪表有工作状态转入设置状态:在设置状态下按SET键参数下行一步。

 

RIGHT:位移键。在设定状态下按该键,小数点向右移一位,小数点闪烁的位置为当前设定位。

 

UP:加键、开键。在工作状态下该键为开行按键;在仪表设定状态下按该键,当前设定位数字加一个数。

 

DO:减键、关键。在工作状态下该键为关行按键;在仪表设定状态下按该键,当前设定位数字减一个数。

 

A/M:手动/自动键。在工作状态下该键的功能为:远程和就地操作的选择:在设置状态下按A/M键参数返回一步。

 

1、工作原理图

 

2、调试方法

 

注:调试首先断开远程4-20mA信号,接通电源,手动将执行器摇到50%位置。

 

 

在远程模拟量控制状态下(显示面板C指示灯亮),按住DO键3-5秒,可进入设置菜单数码管显示

dFh

    按SET键数码管显示

1。0(动作灵敏度参数设置)

 

 

按SET键确认

In

 

按SET键确认

4-20mA

 

按SET键确认

Fnot

 

按SET键确认

oFF(按UP键或者Do键更改)

 

 

按SET键确认

dFch

 

按SET键确认

OFF(按UP键或者DO键更改)

 

 ★★★其他菜单勿动

 

按SET键确认直至显示

End

 

按SET键确认

随机数值

 

按SET键确认数码管远程状态闪烁

 

    按住DO键3-5秒,可进入设置菜单数码管显示

dFh

    按SET键数码管显示

1.0(动作灵敏度参数设置)

按UP键和RIGHT位移键输入密码,

25。3

 

按SET键确认

In

 

按SET键确认

4-20mA

 

 

按SET键确认数码管显示

Flo

 

按SET键确认数码管显示

编码器 随机数值

电位器 20左右

 

按DO数值减少或UP数值增加,标定执行器零位。

 

按SET确确认数码管显示

Fhi

 

按SET,数码管显示

编码器 随机数值均匀增大或减小

电位器 数值均匀增大或减小

 

按DO数值减少或UP数值增加,标定执行器满位。

 

一直按SET直至显示

End

 

按SET确认数码管显示

随机数值(勿动)

 

在按SET键返回远程状态。

按A/M键切换到手动控制(显示面板G指示灯亮),按UP键执行器无动作,按DO键关阀,开、关运行一次,运行到50%,按A/M键切换到远程状态,连接远程给定信号,远程控制观察。

★ 若出厂执行器运行方向与现场实际使用执行器方向不同:

编码器类:进入菜单直接按照上述步骤设置零点满度

电位器类:将电机线 “J1” “J2”调换 从新近进入菜单按照上述步骤设置。

 

3、执行器接线图

 

    注:电源线为L、N注意不能接反。当远程模拟量控制时接线端子号为1、2;模拟量反馈端子号为3、4。。当远程开关量控制时(需更改内部菜单设置)短接8、9号端子其公共端与10号端子短接为关阀,公共端与11号端子短接为开阀(为无源干接点)。

 

4、本类执行器给定电流,反馈电流出厂已调校完毕,其他菜单用户勿做更改。

 

5、使用

 

  通电运行前务必仔细检查接线是否正确,手轮及电动机手柄是否置于”电动”位置:

 

电动执行机构有3种操作方式:

 

a.“自动”操作——接受系统的控制信号自动操作:

 

b。“手动”操作(远方控制)——人为给定信号使执行机构实现电动

操作:

 

c。就地操作——断开电源,操作人员转动手轮对机构实行就地操

作:

 

自动操作:对于比例式执行机构,当接入电动操作器时,需将操作器设置在”自动”位置,即可实现自动操作:

 

手动操作:把操作器设置在“手动”位置:

 

就地操作:主要用于安装调试或系统、线路出现故障时.用手轮进行就地操作,电动机手柄和手轮置于“手动”位置:

 

就地操作结束后,务必将手轮和电动机手柄复位至“电动”位置。

 

6、 维护

执行机构应经常进行维护

 

对于振动较大的场所,应经常检查紧固件是否松动.接插件接触是否良好,锁紧是否可靠并及时维修。

 

使用频繁的执行机构每运行一年半应大修一次:

 

应仔细清洗零部件,更换全部紧固件及磨损的零部件:

 

应清除所有的润滑脂,重新装填新的润滑脂:

 

额定负载不小于600Nm的执行机构的减速器有两片行星齿轮,应先寻找位于行星齿轮轮辐上的数字,将其对正,使两片齿轮的8个孔和轮齿严格重合,然后将一片齿轮旋转180°后分别装在偏心套的轴承和轴联接件的8个销轴套上。

 

在检查电动机时,应拆下后罩清除制动盘及制动轮间的粉屑,调整好制动盘与制动轮之间的间隙。

 

在检修各电气装置时,注意更换损坏的元件及老化的导线.更换全部微动开关。

 

在将位置发送器装在减速器时务必注意使各密封件有效工作:

 

用500V兆欧表检查各组导线阀及其与机壳的绝缘电阻:

 

按本说明书的规定接线、调整和安装执行机构。

 

八、贮

 

产品贮存在温度-10~+40℃,相对湿度不大于80%的通风室内,周围空气中不得含有对产品起腐蚀或其它损坏作用的介质。

 

贮存期超过18个月的执行机构在使用前应更换减速器内的润滑剂:

 

九、保证事宜

 

在正常情况下,自发货之日起12个月本公司对产质量问题予以免费维修。

 

对于逾期或用户违反本说明书的规定误安装或操作造成产品损坏,本公司可以应用户要求进行维修,但将收取相应的费用。

 

 

 

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