一、概述

    新一代智能型RQMⅢ系列電動執行機構,可以通過一個獨立的設定器對其進行非侵入性的快速設定、檢查及查詢。執行機構采用圖形點陣式液晶顯示器,以中文、數字、圖形顯示轉矩、閥門位置、限位設定等工作狀態和報警,如圖1-1所示,極大地方便了用戶的操作使用。該執行機構具有自動保護功能和隔爆功能。即使在危險區域也無需打開正在工作的執行機構電動箱蓋就可進行調節、故障診斷。采用現場總線通訊卡可以構成全分布式計算機協同工作系統,實現遠程通訊、遠程采集、遠程診斷與維護。由于它的先進性、可靠性和操作方便等特點,受到廣大用戶的歡迎,在石油、電力、冶金、水處理等行業中得到廣泛應用。

二、主要技術指標

    2.1 輸入信號:4mA ~20mA;1VDC~5VDC; 24VDC脈沖和電平信號,現場總線信號
    2.2 供電電源:380VAC/50Hz 220VAC/50Hz,或定制
    2.3 基本誤差限:≤1%
    2.4 行程控制機構重復性誤差:≤±1%
    2.5 死區:0.1%~9.9%可調
    2.6 防護等級:IP68
    2.7 防爆型:防爆標志:ExdⅡCT4
    2.8 環境溫度:-30℃~+70℃
    2.9 輸入輸出通道均采作光電隔離
    2.10 環境濕度:≤95%

三、功能和性能及特點介紹

    3.1 執行機構的工作原理 (見圖3-1)
    電機的旋轉通過聯軸機構直接帶動蝸桿轉動,蝸桿帶動蝸輪轉動,再通過離合器帶動輸出軸轉動。當切換手柄撥在手動位置時,離合器上移,脫開蝸輪,與手輪聯接,轉動手輪驅動輸出軸轉動。電動操作總是優先,除非操作手柄被鎖定在手動檔。在輸出軸轉動的同時帶動一對錐齒輪轉動,并通過閥位傳感器檢測閥位變化。
    3.2 執行機構的功能特點
    3.2.1 雙密封結構
    在工程安裝、調試階段,即使執行機構的端子蓋長期打開,由于端子盤與外殼之間的第二級密封的存在,阻止了灰塵、潮氣等進入電機和電氣殼體內部,使電機和控制電路免受侵蝕,提高了可靠性,如圖3-2所示。
    RQMⅢ執行機構在3米深的水中沉浸48小時仍可以正常工作, 需要注意的是, 這個特點只是為在事故情況下執行機構受到水淹提供一種短時的防護,不要誤解為執行機構可以在水下長時間地連續工作。另外, 電纜進線口的合理密封是用戶的責任,進線口達不到合適的密封,受到水浸是會出問題的。
    3.2.2 非侵入式設計思想
    非侵入式設計思想體現在兩個方面。第一,方式選擇旋鈕和就地操作旋鈕采用條狀磁鋼控制電氣殼內的舌簧管,摒棄了傳統的旋鈕貫通軸,見圖3-3、圖3-4;第二,采用紅外設定器對執行機構進行參數設定、更改、調試且不需要打開執行機構的外殼。非侵入式結構的好處是:⑴不用打開外殼,避免了環境中的灰塵、有害氣體和潮氣對執行機構的侵蝕。⑵在雨中或在有可燃氣體的場合都可以方便地調試。⑶可以方便地查詢執行機構的各種狀態。

    3.2.3 絕對編碼器檢測閥位
    閥位檢測使用了最先進的光電絕對編碼器,輸出軸帶動光電絕對編碼器轉動,形成的編碼信號送入主控芯片計算出當前閥位值,用作閥位顯示信號。由于絕對編碼器獲取的是閥位的絕對信息,掉電和干擾均不會對其造成影響,故得到的閥位永遠是正確的。
    3.2.4 手動切換、電動優先
    執行機構運轉驅動,可手動和電動切換手柄是用于將執行機構的電動運轉切換到手動操作,如電機運轉時操作手柄會自動切換到電動運轉的方式,這就是電動優先的設計。
    3.2.5 保護功能
    3.2.5.1 轉矩保護
    用以防止執行機構操作中途過轉矩,這個功能既保護閥門,又保護執行機構本身,轉矩保護值由設定器設定。
    3.2.5.2 閥位限位保護
    執行機構運行到關閉和打開限位位置自動停止(與設定的工作方式有關)。
    3.2.5.3 自動相序調整
    RQMⅢ執行機構自動檢測接入電源端子的三相電源的相序,通過適當的邏輯運算,決定執行機構操作時激勵哪一只固態開關,以確保給電機接通正確的相序。如果沒有自動相序調整功能,有可能會由于接線相序錯誤而損壞閥門。由于有了自動相序調整功能,執行機構電源的接線可以不考慮相序。
    3.2.5.4 瞬時反轉保護
    當執行機構接受向相反方向動作的命令時,自動加上一個時間延遲,防止產生對閥軸和變速箱的不必要的磨損。
    3.2.5.5 電源缺相保護
    RQMⅢ執行機構具有非常完善的電源缺相保護功能。它采用監視電壓和電流相結合的方法,既能檢測電機靜止時發生的電源缺相,也能檢測電機運行過程中發生的電源缺相,從而禁止電機運行,避免缺相運行造成電機過熱。需要注意的一個重要實事是,絕大多數的電機缺相是在電機運行過程中發生的。
    3.2.5.6 閥門卡住時的保護
    無論執行機構向打開方向還是關閉方向動作,在發出激勵電機的信號之后的5~10秒時間內暫時禁止轉矩保護功能(如果在上述5~10秒時間內執行機構沒有動作,控制電路則切斷電機的供電)。此項功能可以實現閥門卡住時的解卡。
    3.2.5.7 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。當熱繼電器檢測到繞組過熱時,控制電路將禁止執行機構動作。
    3.2. 6 閥位和轉矩的檢測
    閥位檢測采用絕對光電編碼技術。這樣,即使主電源掉后人為改變了閥位,無論有無電池存在,主電源恢復后閥位仍然正確且永不丟失。輸出軸轉數的累計值上限達到2040轉,這意味著執行機構可設定行程范圍很大,突破了以往的執行機構對行程的限制。
    轉矩的檢測是靠檢測電機的電流和磁通來獲得轉矩,實現了對輸出轉矩的連續測量,使得調整轉矩保護值可以由設定器來完成,非常方便。并排除了機械磨損,長期保持穩定。
    3.2.7 固態繼電器和慣性制動功能
    采用固態繼電器代替交流接觸器,提高了調節型工作頻率并達到長使用壽命。
    為了滿足更高的定位精度的要求,RQMⅢ執行機構提供了慣性制動功能。若訂貨時申明需要慣性制動功能,則我們提供具備這一功能的產品。是否啟用這個功能,可由用戶通過設定器現場選擇。慣性制動功能在各種電動操作方式下都起作用。
    需要指出的是,啟用慣性制動功能增加了電機繞組發熱量。因此,我們建議只在必要的情況下啟用慣性制動功能。
    3.2.8 間隙定時操作
    間隙定時操作是指執行機構在打開和關閉過程中其動作是間隙的(斷續的),即動作一段時間,停動一段時間,再動作一段時間,余以類推。其動作時間和停動時間可以設定。
    這對某些需要防止液壓沖擊(水錘效應)和流體喘振的場合十分適合,并有效地增加了行程時間。
    3.2.9 現場總線控制
    現場總線技術是儀器儀表、計算機技術和網絡技術在控制系統和自動化領域發展的新技術,現場總線使得現場儀表之間、現場儀表和控制器之間構成網絡互連系統,實現全數字化、雙向、多點的數字通信,是開放的總線,具有統一、公開的國際標準ISO/OSI模型,可將不同廠家的儀表組成開放互連網絡,具有互可操作性和互用性,為全分散控制系統提供了基礎。通過多種網絡傳輸介質,帶有現場總線通訊卡的執行機構可以構成開放的現場總線系統,支持Profibus、Modbus、Hart和FF等現場總線,實現遠程通訊、遠程數據采集和遠程診斷與維護。
    3.2.10 執行機構的調試和故障查找
    與RQMⅢ系列執行機構配套的紅外設定器,見圖3-5,用于對執行機構進行設定和故障診斷,并且不需要打開外殼,就可以方便快捷地調試執行機構,此外,由于診斷功能可以顯示出多內部狀態,使得故障查找甚為方便、快捷。
    紅外設定器可以設定以下內容:
    ■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設定值
    ■就地控制選擇點動還是保持
    ■四個狀態指示繼電器的觸發選擇
    ■緊急動作功能選擇
    ■遠控禁動功能選擇
    ■模擬控制信號的設定
    關于執行機構安裝與調試的具體方法和步驟,見《RQMⅢ系列執行機構使用說明書》。
    3.2.11 執行機構的顯示
    執行機構自身帶有液晶顯示。在正常工作時,液晶以大字體顯示閥位開度的百分比值。在參數設定、參數檢查和狀態查詢等方式下,液晶顯示分為菜單、報警、閥位三個顯示區。閥位開度顯示的分辯率為1%,液晶示器帶有背光,在供有主電源的情況下,背光會點亮。
    除了液晶顯示外,執行機構還帶有2個發光二極管指示燈。紅燈亮表示處于全關位置,綠燈亮表示處于全開位置。
    執行機構采用1節3.7V可充電鋰電池支持主電源掉電情況下的液晶顯示和閥位檢測,此時不接受設定器的命令,并且不點亮背光和2個發光二極管指示燈。
    3.2.12 執行機構的操作
    執行機構的操作方式分為電動和手動操作。執行機構上裝有手輪,用于手動操作。手/電動切換手柄用于將執行機構切換到手動操作,當執行機構電機運轉時,由于設計了電動優先操作切換機構,執行機構會自動回到電動操作方式 。
    RQMⅢ執行機構標準手輪為頂裝手輪,同時我們可以提供可選側裝手輪,側裝手輪的轉動經減速齒輪傳到輸出軸,使得手動操作更省力。
    3.2.13 執行機構的結構
    a. 即使在現場將接線箱蓋打開,單獨密封的端子插座也可保證電動裝置的完整密封性能。
    b.現場操作控制開關和工作方式采用隔離的磁激勵方式,避免了需要密封的通軸。
    c.就地顯示窗可以變換不同方位,以適應執行機構的安裝方位。另外,通過密封的顯示窗,使用專用的紅外遙控器對執行機構進行設定和診斷,不需要在現場打開電氣箱而暴露內部的控制電路,防止了灰塵和潮氣的侵蝕。
    d.低慣量高轉矩電機。電機啟動后能夠迅速達到峰值轉矩,非勵磁時幾乎沒有超限運動,電機線圈內裝有精確的溫度開關,可以有效地避免電機處于過熱狀態。
    e.特殊設計的固態電路檢測執行機構的轉矩,避免了使用轉矩控制的彈簧開關和杠桿。
    f.蝸桿在油浴槽內驅動蝸輪,可最大限度地提高不同環境下執行機構的壽命。
    g.閥位絕對編碼器可精確地測量和控制執行機構的行程,即使斷電后重新上電,也能保證閥位計數的準確性。
    h.直接驅動手輪可在電源出現故障時,提供可靠的緊急手動操作。
    i.手動/電動操作手柄即使在電機轉動時也可安全操作。
    注:當電機轉動時操作手柄控制的離合器將自動切換到電動狀態,除非手柄被有意鎖在手動位置。
    j.為提高壽命并易于拆卸而設計的可潤滑的推力座,可在不改變閥位的情況下卸下執行機構。
    k.為了便于與閥門配合,可拆卸的驅動軸套可與閥桿進行配制加工。
    l.為了便于改變執行機構的輸出速度,電機軸與蝸桿軸是相互獨立的。
    m.RQMⅢ型系列產品的推力螺桿,采用了帶防塵罩裝置的精密滾珠螺桿。
    n.旋鈕板與電氣總成設計為一體,電氣罩內無旋鈕板邊線、拆裝更方便。
    o.支持HART、Modbus、Profibus和FF等開放式的現場總線。
    3.2.14 執行機構的防爆結構設計
    執行機構的防爆結構設計是根據:GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分隔爆型“d”》有關規定要求設計的隔爆性產品,隔爆標志為ExdIICT4。適用于含有ⅡA、ⅡB級、ⅡC級、T1~T4級爆炸性混合物的1、2工區環境,大氣壓力86 KPa ~106KPa,環境溫度 -30℃~ +70℃。
    3.2.14.1 良好的密封性
    主殼體與配合零件的結合面長度和間隙按標準要求設計,完全達到要求,同時,采用進口的骨架旋轉油封、優良的O型圈密封,滿足了密封要求。
    3.2.14.2 電纜引入裝置
    電纜引入裝置是根據GB3836.2和附錄D《隔爆型電纜引入裝置和襯墊的補充要求》設計的隔爆結構,詳見圖3-6。螺紋結合長度及密封圈和電纜的結合寬度都符合隔爆標準的要求。
    3.2.14.3 防爆型執行機構導線的引入連接
    導線的引入結構采用了外螺紋配合,內用密封膠填充的結構和方法,確保了機構的隔爆性能,見圖3-7。

    注:1.電纜直徑:Ф10(2根)、Ф14(1根)。
    2.不使用的進線口要用鋼制或黃銅制的螺紋堵密封。
    3.2.14.4 防爆型執行機構的視窗結構
    透明視窗與殼體的連接采用了O型密封件和密封膠填充(此處不得拆開,否則會破壞隔爆面),雙層透明材料壓環壓緊的結構裝置滿足了GB3836.2中5.4、5.5和8.1的要求,詳見圖3-8。
    為了保證執行機構在不同的安裝方向上有正常的液晶顯示方向,即字符正常顯示方向,執行機構的液晶顯示屏提供了四種設置:\
    a、執行機構水平方向安裝(手輪朝上),液晶顯示屏按正常位置安裝;
    b、執行機構朝下方向安裝(手輪朝下),液晶顯示屏按正常位置安裝,可用設定器將顯示方式設置為反顯示;
    c、執行機構左側方向安裝(手輪朝左),液晶顯示屏靠近法蘭一側安裝;
    d、執行機構右側方向安裝(手輪朝右),液晶顯示屏靠近法蘭一側安裝,可用設定器將顯示方式設置為反顯示。
    以上由用戶提供執行機構的安裝方向,我公司按液晶顯示屏的正確設置供貨。如果用戶不便于提供執行機構的安裝方向,
    我公司可派工作人員現場設置液晶顯示屏。
    3.2.15 電子閂鎖功能
    執行機構在啟動高慣量負荷時很容易出現過轉矩的現象。為了能夠成功地啟動高慣量負荷,RQMⅢ執行機構在發出激勵電機的信號后的數秒時間內暫時禁止轉矩保護功能。這即為電子閂鎖功能。如果在發出激勵電機的信號后的數秒內執行機構沒能動作,則控制電路會自動撤消對電機的供電。電子閂鎖功能對于開啟長時間處于關閉位置的閥門很有效。
    3.2.16 在主電源掉電時數據保存功能
    在主電源掉電時,由電池給閥位檢測電路供電,將閥位保存在絕對編碼器中。電池還要給液晶顯示器供電(但不支持背光)和給四個狀態指示繼電器供電。無論是主電源掉電還是更換電池,閥位都將被保存。
    3.2.17 應用范圍:
    RQMⅢ系列執行機構為連續調節型執行機構,在額定的調節轉矩以下,可以以1200次啟動/小時的動作頻度和50%的接通持續率工作,該系列執行機構比RQⅢ系列執行機構有更高的定位精度。RQMⅢ系列能很好地滿足絕大多數工業領域對閉環自控回路執行單元的要求。選擇RQMⅢ執行機構時,應使閥門中途行程所需的轉矩不超過表4-1所對應的調節轉矩。
    基本型RQMⅢ執行機構的輸出為多轉式,適合于驅動調節閥等直行程閥門,當需要RQMⅢ執行機構輸出角行程時,可以選擇我公司的RGW系列蝸輪箱,RQMⅢ系列執行機構與RGW齒輪箱裝配在一起,可以輸出0~90°角行程,這種組合的輸出額定轉矩范圍為470N.m~51500N.m,完全可以滿足工業領域應用的實際要求。
    當基本型RQMⅢ執行機構驅動直行程的閥門,輸出轉矩不夠時,可選用我公司生產的RGD系列多轉式蝸輪箱;需要驅動球閥、蝶閥等角行程閥的場合,可以選用我公司生產的RGW系列角行程的蝸輪箱。以上二個系列的蝸輪箱均有一級減速和二級減速可供選擇,一級減速時傳動比有1:40、1:60、1:70;二級減速傳動比為1:80以上,是在蝸輪箱內設一對圓柱齒輪或圓錐齒輪減速。RQMⅢ執行機構與部分減速蝸輪箱的組合性能參數見表4-4。需要蝸輪減速箱的更多詳細資料,請與我公司聯系索取。

四、選型數據





五、執行機構的整體性能及規格

    5.1 轉矩及轉動范圍:
    輸出軸設定范圍:3.5轉~2040轉,分辯率為11.5°。
    轉矩設定范圍:額定轉矩的40%~127%。
    電子鎖工作時間:執行機構在發出激勵電機信號后數秒時間內暫時禁止轉矩保護功能,如數秒時間內沒能動作,則控制電路會自動撤消對電機的供電。
    5.2 電纜進線口和接線端子
    位于中間的進線口為M40x1.5,位于兩邊的2個進線口為M25x1.5。
    電源端子共3個,規格為M5。
    控制信號端子44個,規格為M4。
    5.3 機械安裝接口
    RQMⅢ系列執行機構采用分體式基座。對于驅動直行程閥門的情況,分體式基座與一體式基座相比較的一個優點是,往閥門上安裝執行機構方便,另一個重要的優點是維護方便,當RQMⅢ執行機構發生故障需要更換時,可以將基座留在閥門支架上,僅把執行機構與基座分離即可卸下執行機構,基座內的驅動套可以靠螺紋的自鎖作用保持閥門的閥位不變。
    基座與閥門的接口尺寸都采用ISO5210標準。執行機構與閥門的連接型式分為推力型和非推力型兩種類型。推力型連接又分為A型連接和滾珠絲杠連接兩種,非推力型分為B、B1、B4型連接三種。各種連接型式所用驅動套形狀請見圖5-1、圖5-2、圖5-3。
    5.3.1 A型連接
    A類連接的執行機構的安裝基座內裝有推力軸承和一個可拆卸的驅動套,推力軸承用于承受在操作閥門時產生的反作用軸向推力,驅動套可由用戶拆下加工使之與閥桿相匹配。
    A均為推力型連接。RQMⅢ所用的分體式基座內的推力軸承是密封的,內部的潤滑脂終身保用、免維護,推力型基座承受由閥門產生的全部反作用推力,而不會讓推力作用到內部傳動機構上。
    5.3.2 絲杠連接
    絲杠連接根據閥門打開行程的不同,選用不同高度的支架和不同行程的絲杠來實現閥門的開啟和關閉,主要適用于直行程調節閥。
    5.3.3 B型連接
    B型連接基座內無推力軸承,因此執行機構適合于只需提供轉矩而不需承受推力的應用場合,例如自帶螺母的螺桿驅動型閥門或者將二級蝸輪箱與執行機構裝配在一起的應用,即采用B型連接。B型連接驅動套尺寸是按ISO5210標準設計的。
    5.3.4 B1型連接
    B1型連接驅動套帶有一個大的軸孔和鍵槽,用于與明桿閥的推力螺母組件相連接。
    5.3.5 B4型連接
    B4型連接驅動套除采用標準軸孔和鍵槽外,也可選擇沒有軸孔和鍵槽,但需要閥門廠或用戶根據實際需要加工。
    如果要驅動明旋桿(指閥桿既要轉動又要做軸向運動)時,應該選用A型連接。
    對于選用RQMⅢ執行機構形式上看起來應該選用B1、B4連接的閥門,如果閥桿有軸向運動的情況,一定要選A型連接。對于具體情況如有疑問,請與我公司聯系。

    5.4 外裝蝸輪減速箱
    在電廠很多調節閥采用角行程執行機構,RQMⅢ型執行機構為多轉式輸出,加裝我公司生產的RGW系列齒輪箱可以變換成90°角行程輸出,表5-1列出RQMⅢ執行機構與RGW蝸輪箱常用的組合型號的性能數據。提請您注意,這里只列出了很常用的組合,事實上RQMⅢ執行機構與RGW蝸輪箱的組合型號有300余種,可以采用我公司提供的選型軟件選型,也可以提出技術要求委托我公司為您選型,組合具體的安裝尺寸見圖5-5、圖5-6。
    5.5 振動:
    RQM系列執行機構正常工作允許的震動頻率和強度為10Hz~200Hz內0.5倍重力加速度的震動。
    5.6 外殼防護及防爆標準
    防水型:符合《GB4208-84》IP68防護等級標準
    防爆型:符合《GB3836.1.2-2000》dⅡCT4防爆等級標準
    5.7 外形及安裝尺寸 見圖5-3


六、執行機構的控制與接線

    六、接線式RAⅢ/RQⅢ/RQMⅢ系列執行機構的控制與接線
    接線式RAⅢ/RQⅢ/RQMⅢ系列執行機構通過葵花接線盒與外部連線,葵花接線盒的接線端子排列見圖6-1,接線端子說明見表6-1。
    注1:RAⅢ/RQⅢ系列執行機構動力電源線接葵花盤1、2、3號端;RQMⅢ系列執行機構動力電源線接葵花盤①、2、③號端,其余端子接法一樣。
    注2:表6-1中帶“*”號的項為可選配置,若訂貨時已選定某些展功能項(見表6-2),則相應的接線端號才具有所選功能。
    注3:若選擇了現場總線控制功能,其外部接線參見相關的總線手冊。




    6.1 就地控制
    當方式選擇旋鈕在就地位置時,可以用就地操作旋鈕來控制執行機構打開或關閉。就地操作可以設定為點動或自保持。
    6.2 遠程開關量控制(亦可稱遠程手動控制)


    對于RQMⅢ系列執行機構大量的應用是模擬信號控制,遠程開關量控制則用得較少,這里給出由內部24VDC為遠程控制信號供電的3種應用形式的接線,見圖6-2~圖6-4(圖中序號為葵花接線盒上的端子號),如果您想了解遠程開關量控制更詳細的情形,請參閱《RQⅢ系列電動執行機構選型樣本》。
    圖6-2~圖6-4為內部24V供電。
    6.4 監視繼電器
    該繼電器有一組容量為5A/250VAC或5A/30VDC的無源切換觸點。在下列情況下該繼電器失去激勵:
    電源掉電或缺相;主控制電路出錯;方式選擇旋鈕不在遠程位置;熱動繼電器跳閘。
    綜上所述,監視繼電器是用來監視執行機構是否可被遠程控制。外部接線如圖6-6所示。
    6.5 緊急動作(ESD)控制功能
    該信號在葵花接線盒上的端子號為25,信號公共端為36。若執行機構被設定為允許緊急動作,當緊急動作信號觸發緊急動作功能后,執行機構將動作到事先設定的安全位置—全關或全開。
    6.6 遠控聯鎖控制功能
    開閥聯鎖信號在葵花接線盒上的端子號為37,關閉聯鎖信號端子號為38。公共端端子號為31,可用設定器將執行機構設定為允許遠控聯鎖。在這種情況下,如果聯鎖信號為低電平,則禁止執行機構向相應的方向動作。下面舉例說明聯鎖功能的應用。
    對于大流量的蒸汽管線進行開/關式控制,為了降低對執行機構轉矩的要求,可以在主、副線分別裝一臺由執行機構驅動的閘閥,兩臺閥門按這樣的邏輯進行控制:如果副線閥不在全開位置,主線閥不執行打開動作,主線閥不在全關位置,副線閥不執行關閉動作。這個功能即可通過RQMⅢ執行機構的遠控聯鎖功能實現,其外部接線如圖6-7所示。
    6.7 執行機構的可選功能 見表6-2

    6.7.1 可選繼電器
    遠程輸入/繼電器板可另外加裝下列4個可選的繼電器,每個繼電器的無源觸點都引到端子上:
    關閉極限位置指示繼電器,常開觸點。(也可選此線為常閉)
    打開極限位置指示繼電器,常開觸點。(也可選此線為常閉)
    關過矩報警繼電器,常開觸點。(也可選此線為常閉)
    開過矩報警繼電器,常開觸點。(也可選此線為常閉)
    選擇遠程方式指示繼電器,切換觸點。
    6.7.2 模擬輸入/輸出板
    該板用于處理如下信號:
    模擬輸入信號—用于使執行機構按比例以模擬電流信號自動控制閥位,信號范圍為4mA~20mA 或2mA~10mA 可由用戶通過設定器現場選擇。
    閥位反饋輸出—將當前閥位變換成4mA~20mA模擬信號遠傳輸出。
    轉矩信號輸出—將轉矩變換成比例的4mA~20mA信號遠傳輸出。
    6.8 執行機構的模擬控制
    執行機構可以接受直流模擬電流信號,成比例地自動控制閥位。
    執行機構根據實際閥位與外來模擬信號的偏差來控制其動作,為了避免執行機構在目標閥位附近不停的振蕩動作以及不必要的頻繁動作,RQMⅢ執行機構引入了死區這個參數。當上述偏差的絕對值大于死區時,控制電路激勵正轉或反轉繼電器,使執行機構向正確的方向動作,從而消除上述偏差,偏差的絕對值等于或小于死區時執行機構便停止動作。
    RQMⅢ系列執行機構適合于1200次起動/小時,50%接通持續率以下的場合應用。
    通過設定器設定可以選擇關于輸入信號的如下選項:
    死區: 全行程的0.1%~9.9%可調。
    丟失輸入信號情況下的動作: 當輸入信號低于低端信號的50%時,執行機構判定為信號丟失。丟失信號情況下的動作可以設定為保持原來位置或動作到高端信號對應閥位、或低端信號對應閥位。
    接線:外來模擬控制信號應該接在葵花接線盒的端子27(-)和26(+)上。遠程開關量控制和這里所講的模擬量控制都屬于遠程控制(要求方式選擇扭放在遠程位置)。二者之間存著切換的問題,切換電路的輸入端為端子39,如果控制系統不需要用遠程手動控制,即不需要遠程手動與自動之間切換,則端子39與端子5相連,公共端子41與4相連即可。如果需要在控制室對遠程操作進行開關量控制與模擬量控制之間的切換可按圖6-8接線。
    如果切換控制電路想采用120V~220V外部供電,設計者可以參照《RQⅢ系列執行機構選型樣本》有關說明。
    閥位反饋信號:
    RQMⅢ執行機構提供4mA~20mA閥位反饋信號,從端子22(+)和23(-)輸出。允許最大外部負載為700Ω。
    6.9 執行機構的脈沖控制
    在由計算機組成的控制系統中,用戶可能會考慮用脈沖對執行機構進行增量式的位置控制,RQM執行機構適用于這種控制形式。
    這里給出脈沖控制的參考接線圖如圖6-9所示。
    另外控制程序的設計要保證滿足以下要求:
    1.脈沖信號寬度輸出軸轉速N而定,即

    2. 相鄰脈沖之間間隔時間(停止動作時間)應滿足接通率50%和1200次/小時啟動頻度的要求。

    6.10 定位精度
    這里講的定位精度是電氣機構和機械機構的總體定位精度。
    如果用模擬信號通過模擬輸入/輸出板進行控制,假定執行機構的行程>10圈輸出軸的回轉,行程時間≥25秒,啟用慣性制動功能,死區設定 < 0.2%,那么定位精度可以優于0.5%。
    采用脈沖控制時,重復性為0.1轉輸出軸回轉。
    6.11 現場總線控制
    執行機構的現場總線通訊卡包括HART總線通訊卡、Modbus總線通訊卡、Profibus總線通訊卡和FF現場基金會總線通訊卡。以現場總線構成控制系統如圖6-10所示。

    6.11.1 HART總線通訊
    HART全稱為可尋址遠程傳感器高速通道協議,使用了FSK技術,以國際標準化組織的開放性互連模型ISO/OSI為參照,以Bell202通信標準為物理層,采用了HART協議規范和HART命令。4mA~20mA模擬信號帶有過程控制信息,同時,數字信號允許雙向通信;可與現有的模擬系統一同使用;可配接模擬表、記錄儀及控制器。支持多點通訊,接線簡單,一根雙絞線上可連接多個執行機構;增加執行機構時,就近連接,減少連線。統一的互連協議,靈活的報文格式,為執行機構形成網絡時提供高度的開放性。傳輸距離為1500m,一根雙絞線上可掛接15個執行機構。采用硬件設備描述語言DDL。
    6.11.2 Modbus總線通訊
    Modbus總線通訊卡是以RS485為接口,以雙絞線為傳輸介質,以標準ModBus RTU為傳輸協議,支持半雙工/全雙工、2線/4線多點串行通信。傳輸速率可編程,最大為38400bps,傳輸距離可達20Km。在一根雙絞線上不使用中繼器可掛接64個設備,ModBus總線上最多可掛接247個設備。在需要雙機備份的系統中,采用雙卡冗余結構,所有參數均通過執行機構而無需其它設備設定。
    6.11.3 Profibus總線通訊
    Profibus總線通訊卡采用國際性的開放式現場總線EN50170標準的ProfiBus-DP版本。采用RS485、2線/4線串行通訊,接線簡單,總線上可掛接126個執行機構。傳輸速率為9.6Kbps ~12Mbps,最大傳輸距離可達10Km,傳輸介質為雙絞線和光纜。采取單一總線存取協議,主站之間采用令牌傳遞,主從站之間采用主從傳遞方式,可方便構成多主系統。
    6.11.4 FF總線通訊
    FF總線通訊卡以ISO/OSI開放系統互連模型為基礎,并針對執行機構應用的需要,增加了用戶層,定義了信息存儲的統一規則,采用了設備描述語言DDL,規定了五個通用的功能塊集,如AI、DI、AO、DO、PID。采用了IEC61158-2的H1標準,傳輸速率為31.25kbps。具有鏈路主調度器(LMS)功能。采用曼切思特編碼,以雙絞線、光纜、無線電為傳輸介質,傳輸距離可達1.9Km。可支持總線供電,支持本質安全防爆環境。

七、訂貨說明

    訂貨時要寫明產品型號和接線圖號,接線圖號表明了執行機構的電路選項.如果要求帶有外裝二級點輪箱,應另外寫明齒輪箱型號。
    1:產品型號:

    舉例:RQMⅢ20F14A-24-1-W-101-03-1
    表示:這臺執行機構額定轉矩為400N.m,連接法蘭為F14,驅動連接為A型連接,輸出軸轉速為24轉/分,電源為3相380伏,外殼為IP68防水型,有電流控制輸入和閥位反饋電流輸出,并有電池電低、遠程方式指示和熱動開關動作跳閘繼電器。
    2:蝸輪箱

    關于蝸輪箱的選型,請見相應蝸輪箱的選型樣本。
    例RGW5-40:1 表示RGW系列,蝸輪箱號為5,傳動化比為40:1的蝸輪箱
    即使在執行機構和蝸輪箱組裝在一起供貨時,在執行機構的銘牌上并不標明蝸輪箱的型號,齒輪箱上有單獨的銘牌,標明蝸輪箱的型號等內容。

八、附錄

    要根據如下參數對RQMⅢ執行機構進行選型:
    1、閥門工作所需要的最大扭矩和調節扭矩,最大扭矩(如果必要可以加上適當的保險系數)即應該作為所選執行機構的額定扭矩。調節扭矩為閥門在正常閥位進行調節動作所需要的扭矩.
    2、閥門的動作速度——執行機構輸出軸的轉速(轉/分)。如果知道閥門的行程S(mm)行程時間T(s),及閥桿螺紋導程L(mm)則:

    根據額定扭矩和輸出轉速可以根據表4-1、表4-2初步確定執行機構的尺寸號,對于行程時間較長(比如超過10分鐘)的執行機構,要演算一下閥門中途行程的平均扭矩是否超過所選執行機構扭矩的三分之一,如果是則應選更大型號的執行機構。對絕大多數的應用場合,扭矩參數只考慮額定扭矩即可。
    3、法蘭連接型式
    根據具體的應用場合和閥桿尺寸,選用合適的連接型式。具體的選用原則請參看表4-3。
    4、閥桿參數
    閥桿參數之中最重要的一個為閥桿外徑,每一個尺寸號的執行機構,其驅動套所能容納的閥桿直徑有一個極限值,并且對于螺紋驅動(明桿閥)和鍵驅動(暗桿閥)的閥桿,驅動套所能容納的閥桿直徑是不一樣的。按1、2兩個參數初步選定的執行機構,要按第10頁《型號—機械接口尺寸表》核對一下是否滿足閥桿外徑的要求,如果不滿足則需要選用較大尺寸號的執行機構。
    5、閥門需要的最大推力
    如果這個數值超過前述初步選定的執行機構的額定推力(查《型號—機械接口尺寸表》),則應選用更大尺寸號的執行機構,這里要注意執行機構的額定推力是由有關部件的機械強度所決定的,并不是指該執行機構通過驅動絲母所能產生的最大推力。當采用原來閥門上的驅動絲母將扭矩轉換成推力時,則不需要考慮這個數據。
    需要提醒注意的重要一點是:為了提高定位精度,一般不要選用過高的輸出轉速。這里建議這樣一個原則:不要使行程時間低于25秒。

 

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