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一、概述

    新一代智能型RQMⅢ系列电动执行机构,可以通过一个独立的设定器对其进行非侵入性的快速设定、检查及查询。执行机构采用图形点阵式液晶显示器,以中文、数字、图形显示转矩、阀门位置、限位设定等工作状态和报警,如图1-1所示,极大地方便了用户的操作使用。该执行机构具有自动保护功能和隔爆功能。即使在危险区域也无需打开正在工作的执行机构电动箱盖就可进行调节、故障诊断。采用现场总线通讯卡可以构成全分布式计算机协同工作系统,实现远程通讯、远程采集、远程诊断与维护。由于它的先进性、可靠性和操作方便等特点,受到广大用户的欢迎,在石油、电力、冶金、水处理等行业中得到广泛应用。

二、主要技术指标

    2.1 输入信号:4mA ~20mA;1VDC~5VDC; 24VDC脉冲和电平信号,现场总线信号
    2.2 供电电源:380VAC/50Hz 220VAC/50Hz,或定制
    2.3 基本误差限:≤1%
    2.4 行程控制机构重复性误差:≤±1%
    2.5 死区:0.1%~9.9%可调
    2.6 防护等级:IP68
    2.7 防爆型:防爆标志:ExdⅡCT4
    2.8 环境温度:-30℃~+70℃
    2.9 输入输出通道均采作光电隔离
    2.10 环境湿度:≤95%

三、功能和性能及特点介绍

    3.1 执行机构的工作原理 (见图3-1)
    电机的旋转通过联轴机构直接带动蜗杆转动,蜗杆带动蜗轮转动,再通过离合器带动输出轴转动。当切换手柄拨在手动位置时,离合器上移,脱开蜗轮,与手轮联接,转动手轮驱动输出轴转动。电动操作总是优先,除非操作手柄被锁定在手动档。在输出轴转动的同时带动一对锥齿轮转动,并通过阀位传感器检测阀位变化。
    3.2 执行机构的功能特点
    3.2.1 双密封结构
    在工程安装、调试阶段,即使执行机构的端子盖长期打开,由于端子盘与外壳之间的第二级密封的存在,阻止了灰尘、潮气等进入电机和电气壳体内部,使电机和控制电路免受侵蚀,提高了可靠性,如图3-2所示。
    RQMⅢ执行机构在3米深的水中沉浸48小时仍可以正常工作, 需要注意的是, 这个特点只是为在事故情况下执行机构受到水淹提供一种短时的防护,不要误解为执行机构可以在水下长时间地连续工作。另外, 电缆进线口的合理密封是用户的责任,进线口达不到合适的密封,受到水浸是会出问题的。
    3.2.2 非侵入式设计思想
    非侵入式设计思想体现在两个方面。第一,方式选择旋钮和就地操作旋钮采用条状磁钢控制电气壳内的舌簧管,摒弃了传统的旋钮贯通轴,见图3-3、图3-4;第二,采用红外设定器对执行机构进行参数设定、更改、调试且不需要打开执行机构的外壳。非侵入式结构的好处是:⑴不用打开外壳,避免了环境中的灰尘、有害气体和潮气对执行机构的侵蚀。⑵在雨中或在有可燃气体的场合都可以方便地调试。⑶可以方便地查询执行机构的各种状态。

    3.2.3 绝对编码器检测阀位
    阀位检测使用了最先进的光电绝对编码器,输出轴带动光电绝对编码器转动,形成的编码信号送入主控芯片计算出当前阀位值,用作阀位显示信号。由于绝对编码器获取的是阀位的绝对信息,掉电和干扰均不会对其造成影响,故得到的阀位永远是正确的。
    3.2.4 手动切换、电动优先
    执行机构运转驱动,可手动和电动切换手柄是用于将执行机构的电动运转切换到手动操作,如电机运转时操作手柄会自动切换到电动运转的方式,这就是电动优先的设计。
    3.2.5 保护功能
    3.2.5.1 转矩保护
    用以防止执行机构操作中途过转矩,这个功能既保护阀门,又保护执行机构本身,转矩保护值由设定器设定。
    3.2.5.2 阀位限位保护
    执行机构运行到关闭和打开限位位置自动停止(与设定的工作方式有关)。
    3.2.5.3 自动相序调整
    RQMⅢ执行机构自动检测接入电源端子的三相电源的相序,通过适当的逻辑运算,决定执行机构操作时激励哪一只固态开关,以确保给电机接通正确的相序。如果没有自动相序调整功能,有可能会由于接线相序错误而损坏阀门。由于有了自动相序调整功能,执行机构电源的接线可以不考虑相序。
    3.2.5.4 瞬时反转保护
    当执行机构接受向相反方向动作的命令时,自动加上一个时间延迟,防止产生对阀轴和变速箱的不必要的磨损。
    3.2.5.5 电源缺相保护
    RQMⅢ执行机构具有非常完善的电源缺相保护功能。它采用监视电压和电流相结合的方法,既能检测电机静止时发生的电源缺相,也能检测电机运行过程中发生的电源缺相,从而禁止电机运行,避免缺相运行造成电机过热。需要注意的一个重要实事是,绝大多数的电机缺相是在电机运行过程中发生的。
    3.2.5.6 阀门卡住时的保护
    无论执行机构向打开方向还是关闭方向动作,在发出激励电机的信号之后的5~10秒时间内暂时禁止转矩保护功能(如果在上述5~10秒时间内执行机构没有动作,控制电路则切断电机的供电)。此项功能可以实现阀门卡住时的解卡。
    3.2.5.7 过热保护
    在电机绕组的端部装有二个热继电器,直接检测电机绕组的温度。当热继电器检测到绕组过热时,控制电路将禁止执行机构动作。
    3.2. 6 阀位和转矩的检测
    阀位检测采用绝对光电编码技术。这样,即使主电源掉后人为改变了阀位,无论有无电池存在,主电源恢复后阀位仍然正确且永不丢失。输出轴转数的累计值上限达到2040转,这意味着执行机构可设定行程范围很大,突破了以往的执行机构对行程的限制。
    转矩的检测是靠检测电机的电流和磁通来获得转矩,实现了对输出转矩的连续测量,使得调整转矩保护值可以由设定器来完成,非常方便。并排除了机械磨损,长期保持稳定。
    3.2.7 固态继电器和惯性制动功能
    采用固态继电器代替交流接触器,提高了调节型工作频率并达到长使用寿命。
    为了满足更高的定位精度的要求,RQMⅢ执行机构提供了惯性制动功能。若订货时申明需要惯性制动功能,则我们提供具备这一功能的产品。是否启用这个功能,可由用户通过设定器现场选择。惯性制动功能在各种电动操作方式下都起作用。
    需要指出的是,启用惯性制动功能增加了电机绕组发热量。因此,我们建议只在必要的情况下启用惯性制动功能。
    3.2.8 间隙定时操作
    间隙定时操作是指执行机构在打开和关闭过程中其动作是间隙的(断续的),即动作一段时间,停动一段时间,再动作一段时间,余以类推。其动作时间和停动时间可以设定。
    这对某些需要防止液压冲击(水锤效应)和流体喘振的场合十分适合,并有效地增加了行程时间。
    3.2.9 现场总线控制
    现场总线技术是仪器仪表、计算机技术和网络技术在控制系统和自动化领域发展的新技术,现场总线使得现场仪表之间、现场仪表和控制器之间构成网络互连系统,实现全数字化、双向、多点的数字通信,是开放的总线,具有统一、公开的国际标准ISO/OSI模型,可将不同厂家的仪表组成开放互连网络,具有互可操作性和互用性,为全分散控制系统提供了基础。通过多种网络传输介质,带有现场总线通讯卡的执行机构可以构成开放的现场总线系统,支持Profibus、Modbus、Hart和FF等现场总线,实现远程通讯、远程数据采集和远程诊断与维护。
    3.2.10 执行机构的调试和故障查找
    与RQMⅢ系列执行机构配套的红外设定器,见图3-5,用于对执行机构进行设定和故障诊断,并且不需要打开外壳,就可以方便快捷地调试执行机构,此外,由于诊断功能可以显示出多内部状态,使得故障查找甚为方便、快捷。
    红外设定器可以设定以下内容:
    ■关闭时输出轴的转动方向
    ■打开限位和关闭限位的保护选择
    ■打开和关闭操作的转矩设定值
    ■就地控制选择点动还是保持
    ■四个状态指示继电器的触发选择
    ■紧急动作功能选择
    ■远控禁动功能选择
    ■模拟控制信号的设定
    关于执行机构安装与调试的具体方法和步骤,见《RQMⅢ系列执行机构使用说明书》。
    3.2.11 执行机构的显示
    执行机构自身带有液晶显示。在正常工作时,液晶以大字体显示阀位开度的百分比值。在参数设定、参数检查和状态查询等方式下,液晶显示分为菜单、报警、阀位三个显示区。阀位开度显示的分辩率为1%,液晶示器带有背光,在供有主电源的情况下,背光会点亮。
    除了液晶显示外,执行机构还带有2个发光二极管指示灯。红灯亮表示处于全关位置,绿灯亮表示处于全开位置。
    执行机构采用1节3.7V可充电锂电池支持主电源掉电情况下的液晶显示和阀位检测,此时不接受设定器的命令,并且不点亮背光和2个发光二极管指示灯。
    3.2.12 执行机构的操作
    执行机构的操作方式分为电动和手动操作。执行机构上装有手轮,用于手动操作。手/电动切换手柄用于将执行机构切换到手动操作,当执行机构电机运转时,由于设计了电动优先操作切换机构,执行机构会自动回到电动操作方式 。
    RQMⅢ执行机构标准手轮为顶装手轮,同时我们可以提供可选侧装手轮,侧装手轮的转动经减速齿轮传到输出轴,使得手动操作更省力。
    3.2.13 执行机构的结构
    a. 即使在现场将接线箱盖打开,单独密封的端子插座也可保证电动装置的完整密封性能。
    b.现场操作控制开关和工作方式采用隔离的磁激励方式,避免了需要密封的通轴。
    c.就地显示窗可以变换不同方位,以适应执行机构的安装方位。另外,通过密封的显示窗,使用专用的红外遥控器对执行机构进行设定和诊断,不需要在现场打开电气箱而暴露内部的控制电路,防止了灰尘和潮气的侵蚀。
    d.低惯量高转矩电机。电机启动后能够迅速达到峰值转矩,非励磁时几乎没有超限运动,电机线圈内装有精确的温度开关,可以有效地避免电机处于过热状态。
    e.特殊设计的固态电路检测执行机构的转矩,避免了使用转矩控制的弹簧开关和杠杆。
    f.蜗杆在油浴槽内驱动蜗轮,可最大限度地提高不同环境下执行机构的寿命。
    g.阀位绝对编码器可精确地测量和控制执行机构的行程,即使断电后重新上电,也能保证阀位计数的准确性。
    h.直接驱动手轮可在电源出现故障时,提供可靠的紧急手动操作。
    i.手动/电动操作手柄即使在电机转动时也可安全操作。
    注:当电机转动时操作手柄控制的离合器将自动切换到电动状态,除非手柄被有意锁在手动位置。
    j.为提高寿命并易于拆卸而设计的可润滑的推力座,可在不改变阀位的情况下卸下执行机构。
    k.为了便于与阀门配合,可拆卸的驱动轴套可与阀杆进行配制加工。
    l.为了便于改变执行机构的输出速度,电机轴与蜗杆轴是相互独立的。
    m.RQMⅢ型系列产品的推力螺杆,采用了带防尘罩装置的精密滚珠螺杆。
    n.旋钮板与电气总成设计为一体,电气罩内无旋钮板边线、拆装更方便。
    o.支持HART、Modbus、Profibus和FF等开放式的现场总线。
    3.2.14 执行机构的防爆结构设计
    执行机构的防爆结构设计是根据:GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分隔爆型“d”》有关规定要求设计的隔爆性产品,隔爆标志为ExdIICT4。适用于含有ⅡA、ⅡB级、ⅡC级、T1~T4级爆炸性混合物的1、2工区环境,大气压力86 KPa ~106KPa,环境温度 -30℃~ +70℃。
    3.2.14.1 良好的密封性
    主壳体与配合零件的结合面长度和间隙按标准要求设计,完全达到要求,同时,采用进口的骨架旋转油封、优良的O型圈密封,满足了密封要求。
    3.2.14.2 电缆引入装置
    电缆引入装置是根据GB3836.2和附录D《隔爆型电缆引入装置和衬垫的补充要求》设计的隔爆结构,详见图3-6。螺纹结合长度及密封圈和电缆的结合宽度都符合隔爆标准的要求。
    3.2.14.3 防爆型执行机构导线的引入连接
    导线的引入结构采用了外螺纹配合,内用密封胶填充的结构和方法,确保了机构的隔爆性能,见图3-7。

    注:1.电缆直径:Ф10(2根)、Ф14(1根)。
    2.不使用的进线口要用钢制或黄铜制的螺纹堵密封。
    3.2.14.4 防爆型执行机构的视窗结构
    透明视窗与壳体的连接采用了O型密封件和密封胶填充(此处不得拆开,否则会破坏隔爆面),双层透明材料压环压紧的结构装置满足了GB3836.2中5.4、5.5和8.1的要求,详见图3-8。
    为了保证执行机构在不同的安装方向上有正常的液晶显示方向,即字符正常显示方向,执行机构的液晶显示屏提供了四种设置:\
    a、执行机构水平方向安装(手轮朝上),液晶显示屏按正常位置安装;
    b、执行机构朝下方向安装(手轮朝下),液晶显示屏按正常位置安装,可用设定器将显示方式设置为反显示;
    c、执行机构左侧方向安装(手轮朝左),液晶显示屏靠近法兰一侧安装;
    d、执行机构右侧方向安装(手轮朝右),液晶显示屏靠近法兰一侧安装,可用设定器将显示方式设置为反显示。
    以上由用户提供执行机构的安装方向,我公司按液晶显示屏的正确设置供货。如果用户不便于提供执行机构的安装方向,
    我公司可派工作人员现场设置液晶显示屏。
    3.2.15 电子闩锁功能
    执行机构在启动高惯量负荷时很容易出现过转矩的现象。为了能够成功地启动高惯量负荷,RQMⅢ执行机构在发出激励电机的信号后的数秒时间内暂时禁止转矩保护功能。这即为电子闩锁功能。如果在发出激励电机的信号后的数秒内执行机构没能动作,则控制电路会自动撤消对电机的供电。电子闩锁功能对于开启长时间处于关闭位置的阀门很有效。
    3.2.16 在主电源掉电时数据保存功能
    在主电源掉电时,由电池给阀位检测电路供电,将阀位保存在绝对编码器中。电池还要给液晶显示器供电(但不支持背光)和给四个状态指示继电器供电。无论是主电源掉电还是更换电池,阀位都将被保存。
    3.2.17 应用范围:
    RQMⅢ系列执行机构为连续调节型执行机构,在额定的调节转矩以下,可以以1200次启动/小时的动作频度和50%的接通持续率工作,该系列执行机构比RQⅢ系列执行机构有更高的定位精度。RQMⅢ系列能很好地满足绝大多数工业领域对闭环自控回路执行单元的要求。选择RQMⅢ执行机构时,应使阀门中途行程所需的转矩不超过表4-1所对应的调节转矩。
    基本型RQMⅢ执行机构的输出为多转式,适合于驱动调节阀等直行程阀门,当需要RQMⅢ执行机构输出角行程时,可以选择我公司的RGW系列蜗轮箱,RQMⅢ系列执行机构与RGW齿轮箱装配在一起,可以输出0~90°角行程,这种组合的输出额定转矩范围为470N.m~51500N.m,完全可以满足工业领域应用的实际要求。
    当基本型RQMⅢ执行机构驱动直行程的阀门,输出转矩不够时,可选用我公司生产的RGD系列多转式蜗轮箱;需要驱动球阀、蝶阀等角行程阀的场合,可以选用我公司生产的RGW系列角行程的蜗轮箱。以上二个系列的蜗轮箱均有一级减速和二级减速可供选择,一级减速时传动比有1:40、1:60、1:70;二级减速传动比为1:80以上,是在蜗轮箱内设一对圆柱齿轮或圆锥齿轮减速。RQMⅢ执行机构与部分减速蜗轮箱的组合性能参数见表4-4。需要蜗轮减速箱的更多详细资料,请与我公司联系索取。

四、选型数据





五、执行机构的整体性能及规格

    5.1 转矩及转动范围:
    输出轴设定范围:3.5转~2040转,分辩率为11.5°。
    转矩设定范围:额定转矩的40%~127%。
    电子锁工作时间:执行机构在发出激励电机信号后数秒时间内暂时禁止转矩保护功能,如数秒时间内没能动作,则控制电路会自动撤消对电机的供电。
    5.2 电缆进线口和接线端子
    位于中间的进线口为M40x1.5,位于两边的2个进线口为M25x1.5。
    电源端子共3个,规格为M5。
    控制信号端子44个,规格为M4。
    5.3 机械安装接口
    RQMⅢ系列执行机构采用分体式基座。对于驱动直行程阀门的情况,分体式基座与一体式基座相比较的一个优点是,往阀门上安装执行机构方便,另一个重要的优点是维护方便,当RQMⅢ执行机构发生故障需要更换时,可以将基座留在阀门支架上,仅把执行机构与基座分离即可卸下执行机构,基座内的驱动套可以靠螺纹的自锁作用保持阀门的阀位不变。
    基座与阀门的接口尺寸都采用ISO5210标准。执行机构与阀门的连接型式分为推力型和非推力型两种类型。推力型连接又分为A型连接和滚珠丝杠连接两种,非推力型分为B、B1、B4型连接三种。各种连接型式所用驱动套形状请见图5-1、图5-2、图5-3。
    5.3.1 A型连接
    A类连接的执行机构的安装基座内装有推力轴承和一个可拆卸的驱动套,推力轴承用于承受在操作阀门时产生的反作用轴向推力,驱动套可由用户拆下加工使之与阀杆相匹配。
    A均为推力型连接。RQMⅢ所用的分体式基座内的推力轴承是密封的,内部的润滑脂终身保用、免维护,推力型基座承受由阀门产生的全部反作用推力,而不会让推力作用到内部传动机构上。
    5.3.2 丝杠连接
    丝杠连接根据阀门打开行程的不同,选用不同高度的支架和不同行程的丝杠来实现阀门的开启和关闭,主要适用于直行程调节阀。
    5.3.3 B型连接
    B型连接基座内无推力轴承,因此执行机构适合于只需提供转矩而不需承受推力的应用场合,例如自带螺母的螺杆驱动型阀门或者将二级蜗轮箱与执行机构装配在一起的应用,即采用B型连接。B型连接驱动套尺寸是按ISO5210标准设计的。
    5.3.4 B1型连接
    B1型连接驱动套带有一个大的轴孔和键槽,用于与明杆阀的推力螺母组件相连接。
    5.3.5 B4型连接
    B4型连接驱动套除采用标准轴孔和键槽外,也可选择没有轴孔和键槽,但需要阀门厂或用户根据实际需要加工。
    如果要驱动明旋杆(指阀杆既要转动又要做轴向运动)时,应该选用A型连接。
    对于选用RQMⅢ执行机构形式上看起来应该选用B1、B4连接的阀门,如果阀杆有轴向运动的情况,一定要选A型连接。对于具体情况如有疑问,请与我公司联系。

    5.4 外装蜗轮减速箱
    在电厂很多调节阀采用角行程执行机构,RQMⅢ型执行机构为多转式输出,加装我公司生产的RGW系列齿轮箱可以变换成90°角行程输出,表5-1列出RQMⅢ执行机构与RGW蜗轮箱常用的组合型号的性能数据。提请您注意,这里只列出了很常用的组合,事实上RQMⅢ执行机构与RGW蜗轮箱的组合型号有300余种,可以采用我公司提供的选型软件选型,也可以提出技术要求委托我公司为您选型,组合具体的安装尺寸见图5-5、图5-6。
    5.5 振动:
    RQM系列执行机构正常工作允许的震动频率和强度为10Hz~200Hz内0.5倍重力加速度的震动。
    5.6 外壳防护及防爆标准
    防水型:符合《GB4208-84》IP68防护等级标准
    防爆型:符合《GB3836.1.2-2000》dⅡCT4防爆等级标准
    5.7 外形及安装尺寸 见图5-3


六、执行机构的控制与接线

    六、接线式RAⅢ/RQⅢ/RQMⅢ系列执行机构的控制与接线
    接线式RAⅢ/RQⅢ/RQMⅢ系列执行机构通过葵花接线盒与外部连线,葵花接线盒的接线端子排列见图6-1,接线端子说明见表6-1。
    注1:RAⅢ/RQⅢ系列执行机构动力电源线接葵花盘1、2、3号端;RQMⅢ系列执行机构动力电源线接葵花盘①、2、③号端,其余端子接法一样。
    注2:表6-1中带“*”号的项为可选配置,若订货时已选定某些展功能项(见表6-2),则相应的接线端号才具有所选功能。
    注3:若选择了现场总线控制功能,其外部接线参见相关的总线手册。




    6.1 就地控制
    当方式选择旋钮在就地位置时,可以用就地操作旋钮来控制执行机构打开或关闭。就地操作可以设定为点动或自保持。
    6.2 远程开关量控制(亦可称远程手动控制)


    对于RQMⅢ系列执行机构大量的应用是模拟信号控制,远程开关量控制则用得较少,这里给出由内部24VDC为远程控制信号供电的3种应用形式的接线,见图6-2~图6-4(图中序号为葵花接线盒上的端子号),如果您想了解远程开关量控制更详细的情形,请参阅《RQⅢ系列电动执行机构选型样本》。
    图6-2~图6-4为内部24V供电。
    6.4 监视继电器
    该继电器有一组容量为5A/250VAC或5A/30VDC的无源切换触点。在下列情况下该继电器失去激励:
    电源掉电或缺相;主控制电路出错;方式选择旋钮不在远程位置;热动继电器跳闸。
    综上所述,监视继电器是用来监视执行机构是否可被远程控制。外部接线如图6-6所示。
    6.5 紧急动作(ESD)控制功能
    该信号在葵花接线盒上的端子号为25,信号公共端为36。若执行机构被设定为允许紧急动作,当紧急动作信号触发紧急动作功能后,执行机构将动作到事先设定的安全位置—全关或全开。
    6.6 远控联锁控制功能
    开阀联锁信号在葵花接线盒上的端子号为37,关闭联锁信号端子号为38。公共端端子号为31,可用设定器将执行机构设定为允许远控联锁。在这种情况下,如果联锁信号为低电平,则禁止执行机构向相应的方向动作。下面举例说明联锁功能的应用。
    对于大流量的蒸汽管线进行开/关式控制,为了降低对执行机构转矩的要求,可以在主、副线分别装一台由执行机构驱动的闸阀,两台阀门按这样的逻辑进行控制:如果副线阀不在全开位置,主线阀不执行打开动作,主线阀不在全关位置,副线阀不执行关闭动作。这个功能即可通过RQMⅢ执行机构的远控联锁功能实现,其外部接线如图6-7所示。
    6.7 执行机构的可选功能 见表6-2

    6.7.1 可选继电器
    远程输入/继电器板可另外加装下列4个可选的继电器,每个继电器的无源触点都引到端子上:
    关闭极限位置指示继电器,常开触点。(也可选此线为常闭)
    打开极限位置指示继电器,常开触点。(也可选此线为常闭)
    关过矩报警继电器,常开触点。(也可选此线为常闭)
    开过矩报警继电器,常开触点。(也可选此线为常闭)
    选择远程方式指示继电器,切换触点。
    6.7.2 模拟输入/输出板
    该板用于处理如下信号:
    模拟输入信号—用于使执行机构按比例以模拟电流信号自动控制阀位,信号范围为4mA~20mA 或2mA~10mA 可由用户通过设定器现场选择。
    阀位反馈输出—将当前阀位变换成4mA~20mA模拟信号远传输出。
    转矩信号输出—将转矩变换成比例的4mA~20mA信号远传输出。
    6.8 执行机构的模拟控制
    执行机构可以接受直流模拟电流信号,成比例地自动控制阀位。
    执行机构根据实际阀位与外来模拟信号的偏差来控制其动作,为了避免执行机构在目标阀位附近不停的振荡动作以及不必要的频繁动作,RQMⅢ执行机构引入了死区这个参数。当上述偏差的绝对值大于死区时,控制电路激励正转或反转继电器,使执行机构向正确的方向动作,从而消除上述偏差,偏差的绝对值等于或小于死区时执行机构便停止动作。
    RQMⅢ系列执行机构适合于1200次起动/小时,50%接通持续率以下的场合应用。
    通过设定器设定可以选择关于输入信号的如下选项:
    死区: 全行程的0.1%~9.9%可调。
    丢失输入信号情况下的动作: 当输入信号低于低端信号的50%时,执行机构判定为信号丢失。丢失信号情况下的动作可以设定为保持原来位置或动作到高端信号对应阀位、或低端信号对应阀位。
    接线:外来模拟控制信号应该接在葵花接线盒的端子27(-)和26(+)上。远程开关量控制和这里所讲的模拟量控制都属于远程控制(要求方式选择扭放在远程位置)。二者之间存着切换的问题,切换电路的输入端为端子39,如果控制系统不需要用远程手动控制,即不需要远程手动与自动之间切换,则端子39与端子5相连,公共端子41与4相连即可。如果需要在控制室对远程操作进行开关量控制与模拟量控制之间的切换可按图6-8接线。
    如果切换控制电路想采用120V~220V外部供电,设计者可以参照《RQⅢ系列执行机构选型样本》有关说明。
    阀位反馈信号:
    RQMⅢ执行机构提供4mA~20mA阀位反馈信号,从端子22(+)和23(-)输出。允许最大外部负载为700Ω。
    6.9 执行机构的脉冲控制
    在由计算机组成的控制系统中,用户可能会考虑用脉冲对执行机构进行增量式的位置控制,RQM执行机构适用于这种控制形式。
    这里给出脉冲控制的参考接线图如图6-9所示。
    另外控制程序的设计要保证满足以下要求:
    1.脉冲信号宽度输出轴转速N而定,即

    2. 相邻脉冲之间间隔时间(停止动作时间)应满足接通率50%和1200次/小时启动频度的要求。

    6.10 定位精度
    这里讲的定位精度是电气机构和机械机构的总体定位精度。
    如果用模拟信号通过模拟输入/输出板进行控制,假定执行机构的行程>10圈输出轴的回转,行程时间≥25秒,启用惯性制动功能,死区设定 < 0.2%,那么定位精度可以优于0.5%。
    采用脉冲控制时,重复性为0.1转输出轴回转。
    6.11 现场总线控制
    执行机构的现场总线通讯卡包括HART总线通讯卡、Modbus总线通讯卡、Profibus总线通讯卡和FF现场基金会总线通讯卡。以现场总线构成控制系统如图6-10所示。

    6.11.1 HART总线通讯
    HART全称为可寻址远程传感器高速通道协议,使用了FSK技术,以国际标准化组织的开放性互连模型ISO/OSI为参照,以Bell202通信标准为物理层,采用了HART协议规范和HART命令。4mA~20mA模拟信号带有过程控制信息,同时,数字信号允许双向通信;可与现有的模拟系统一同使用;可配接模拟表、记录仪及控制器。支持多点通讯,接线简单,一根双绞线上可连接多个执行机构;增加执行机构时,就近连接,减少连线。统一的互连协议,灵活的报文格式,为执行机构形成网络时提供高度的开放性。传输距离为1500m,一根双绞线上可挂接15个执行机构。采用硬件设备描述语言DDL。
    6.11.2 Modbus总线通讯
    Modbus总线通讯卡是以RS485为接口,以双绞线为传输介质,以标准ModBus RTU为传输协议,支持半双工/全双工、2线/4线多点串行通信。传输速率可编程,最大为38400bps,传输距离可达20Km。在一根双绞线上不使用中继器可挂接64个设备,ModBus总线上最多可挂接247个设备。在需要双机备份的系统中,采用双卡冗余结构,所有参数均通过执行机构而无需其它设备设定。
    6.11.3 Profibus总线通讯
    Profibus总线通讯卡采用国际性的开放式现场总线EN50170标准的ProfiBus-DP版本。采用RS485、2线/4线串行通讯,接线简单,总线上可挂接126个执行机构。传输速率为9.6Kbps ~12Mbps,最大传输距离可达10Km,传输介质为双绞线和光缆。采取单一总线存取协议,主站之间采用令牌传递,主从站之间采用主从传递方式,可方便构成多主系统。
    6.11.4 FF总线通讯
    FF总线通讯卡以ISO/OSI开放系统互连模型为基础,并针对执行机构应用的需要,增加了用户层,定义了信息存储的统一规则,采用了设备描述语言DDL,规定了五个通用的功能块集,如AI、DI、AO、DO、PID。采用了IEC61158-2的H1标准,传输速率为31.25kbps。具有链路主调度器(LMS)功能。采用曼切思特编码,以双绞线、光缆、无线电为传输介质,传输距离可达1.9Km。可支持总线供电,支持本质安全防爆环境。

七、订货说明

    订货时要写明产品型号和接线图号,接线图号表明了执行机构的电路选项.如果要求带有外装二级点轮箱,应另外写明齿轮箱型号。
    1:产品型号:

    举例:RQMⅢ20F14A-24-1-W-101-03-1
    表示:这台执行机构额定转矩为400N.m,连接法兰为F14,驱动连接为A型连接,输出轴转速为24转/分,电源为3相380伏,外壳为IP68防水型,有电流控制输入和阀位反馈电流输出,并有电池电低、远程方式指示和热动开关动作跳闸继电器。
    2:蜗轮箱

    关于蜗轮箱的选型,请见相应蜗轮箱的选型样本。
    例RGW5-40:1 表示RGW系列,蜗轮箱号为5,传动化比为40:1的蜗轮箱
    即使在执行机构和蜗轮箱组装在一起供货时,在执行机构的铭牌上并不标明蜗轮箱的型号,齿轮箱上有单独的铭牌,标明蜗轮箱的型号等内容。

八、附录

    要根据如下参数对RQMⅢ执行机构进行选型:
    1、阀门工作所需要的最大扭矩和调节扭矩,最大扭矩(如果必要可以加上适当的保险系数)即应该作为所选执行机构的额定扭矩。调节扭矩为阀门在正常阀位进行调节动作所需要的扭矩.
    2、阀门的动作速度——执行机构输出轴的转速(转/分)。如果知道阀门的行程S(mm)行程时间T(s),及阀杆螺纹导程L(mm)则:

    根据额定扭矩和输出转速可以根据表4-1、表4-2初步确定执行机构的尺寸号,对于行程时间较长(比如超过10分钟)的执行机构,要演算一下阀门中途行程的平均扭矩是否超过所选执行机构扭矩的三分之一,如果是则应选更大型号的执行机构。对绝大多数的应用场合,扭矩参数只考虑额定扭矩即可。
    3、法兰连接型式
    根据具体的应用场合和阀杆尺寸,选用合适的连接型式。具体的选用原则请参看表4-3。
    4、阀杆参数
    阀杆参数之中最重要的一个为阀杆外径,每一个尺寸号的执行机构,其驱动套所能容纳的阀杆直径有一个极限值,并且对于螺纹驱动(明杆阀)和键驱动(暗杆阀)的阀杆,驱动套所能容纳的阀杆直径是不一样的。按1、2两个参数初步选定的执行机构,要按第10页《型号—机械接口尺寸表》核对一下是否满足阀杆外径的要求,如果不满足则需要选用较大尺寸号的执行机构。
    5、阀门需要的最大推力
    如果这个数值超过前述初步选定的执行机构的额定推力(查《型号—机械接口尺寸表》),则应选用更大尺寸号的执行机构,这里要注意执行机构的额定推力是由有关部件的机械强度所决定的,并不是指该执行机构通过驱动丝母所能产生的最大推力。当采用原来阀门上的驱动丝母将扭矩转换成推力时,则不需要考虑这个数据。
    需要提醒注意的重要一点是:为了提高定位精度,一般不要选用过高的输出转速。这里建议这样一个原则:不要使行程时间低于25秒。