rk—z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能特點(diǎn)及應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>  摘要:本文介紹了一種新型智能電執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理、設(shè)計(jì)思路、技術(shù)特點(diǎn)和新技術(shù)應(yīng)用情況,突出了RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)越性。</p><p><b>  一、引言</b></p><p>  電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直行程和角行程兩大類,它是自動控制系統(tǒng)中不可缺

2、少的重要設(shè)備,其主要任務(wù)是將調(diào)節(jié)器送來的控制信號成比例的轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移去帶動閥門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)自動控制,因而廣泛用于電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門的自動控制領(lǐng)域。</p><p>  近10年來,由于廣泛采用和吸收微機(jī)控制、微機(jī)械等最新成果與成熟經(jīng)驗(yàn),使電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到迅速發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用“微機(jī)+隨動系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)模式的微機(jī)型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),它由微處理器完成信號傳遞、調(diào)節(jié)規(guī)律的綜合、調(diào)節(jié)參數(shù)

3、切換、狀態(tài)指示、控制量的輸出等功能,以提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能、使用和維護(hù)保養(yǎng)等方面的靈活性。</p><p>  二、RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理及特點(diǎn)</p><p><b>  2.1裝置概況</b></p><p>  針對國產(chǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在的可靠性和穩(wěn)定性難以保證的老大難問題,上海銳凱儀表有限公司在吸收各類電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上

4、,組織力量開發(fā)了新一代RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),較好地解決了這些缺陷和不足。RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成見圖1所示。來自現(xiàn)場的4~20mA信號(或其它類型信號)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送至CPU進(jìn)行運(yùn)算處理,同時(shí)CPU與來自電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開度信號及上、下限設(shè)定值進(jìn)行比較后驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動,經(jīng)減速后推動輸出軸作上、下位移或角位移,最終實(shí)現(xiàn)輸入信號通過電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對閥門等設(shè)備的位移控制。另外,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出當(dāng)前的實(shí)際位置經(jīng)CPU處理及D

5、/A轉(zhuǎn)換后,以4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。</p><p>  RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用全封閉、一體化結(jié)構(gòu)。配以單相永磁式交流同步電動機(jī),具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動慣量小、轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。傳動系統(tǒng)采用螺桿螺母式,具有傳動平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、傳動精度高、有自鎖能力等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)內(nèi)傳動部件采用精細(xì)加工技術(shù),嚴(yán)格控制各零部件質(zhì)量。執(zhí)行機(jī)構(gòu)出廠前加足進(jìn)口高級油脂,無需保養(yǎng),也不會向外泄漏。位置反饋采用航天工業(yè)專用的

6、高精度、高可靠性、高分辨率(0.1)、長壽命導(dǎo)電塑料電位器。借助于獨(dú)特的機(jī)械設(shè)計(jì)理念,將電位器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸相連,從而精確檢測到調(diào)節(jié)閥的位移,確保了位置反饋信號的真實(shí)性,克服了傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋信號依靠齒輪傳動裝置傳遞,因齒輪磨損而使輸出軸實(shí)際位置與反饋信號的誤差日趨增長的難題。限位和剎車采用逐步逼近電子技術(shù),當(dāng)接近閥門極限位置時(shí)自動減速,實(shí)現(xiàn)了閥門的“柔性全開”和“柔性全關(guān)”,取消了限位開關(guān)和剎車片,解決了長期以來困擾的限位開關(guān)易失靈

7、、剎車片易“抱死”以及剎車時(shí)易產(chǎn)生大沖擊電流燒壞電機(jī)等老大難問題。充分利用微處理器的數(shù)據(jù)處理功能使其成為真正的智能化電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過控制面板上的5個(gè)按鍵和6位超高亮度LED數(shù)碼管進(jìn)行人機(jī)對話、參數(shù)設(shè)定和調(diào)</p><p>  為了提高整機(jī)可靠性,采用了可靠性設(shè)計(jì)、可靠性試驗(yàn)、失效分析和嚴(yán)格的篩選、老化等工藝措施,并最大限度的減少可動部件,使整機(jī)的MTBF值達(dá)到40000小時(shí)以上。</p><

8、;p><b>  2.2控制軟件</b></p><p>  控制軟件采用C匯編語言,為了提高程序的可靠性和可理解性,將程序設(shè)計(jì)成相對獨(dú)立的子程序,有利于程序的移植和修改??刂栖浖闹饕δ苁墙邮諄碜钥刂浦行牡闹噶罨蚩刂破魃祥_、關(guān)鍵指令;接受閥門開度反饋信號,計(jì)算后輸出控制信號;向控制中心反饋信息;實(shí)時(shí)顯示閥門開度;故障報(bào)警、故障處理,其程序主框圖如圖2所示。</p>

9、<p><b>  </b></p><p><b>  2.3裝置特點(diǎn)</b></p><p>  (1)可接受0~10mA、4~20mA、0~5V、1~5V等多種模擬信號、輸入信號的選擇和正·反行程的切換以及上、下限的定位調(diào)整等,無需開蓋,只需通過顯示窗的觸摸式按鍵,就可完成所有調(diào)試。</p><

10、p>  (2)具有多種控制方式:輸入模擬量控制、無源開關(guān)量遠(yuǎn)程控制(內(nèi)置24VDC,10mA;外置24VDC,10mA)、有源(220V,10mA交流)開關(guān)量遠(yuǎn)程控制等。</p><p>  (3)采用先進(jìn)的智能化技術(shù)來控制過力矩保護(hù)和超限保護(hù),取消了需要進(jìn)行復(fù)雜調(diào)整的機(jī)械式力矩開關(guān)和限位開關(guān)。</p><p>  (4)可根據(jù)現(xiàn)場系統(tǒng)的需求,實(shí)現(xiàn)閥門全行程任意設(shè)定。</

11、p><p>  (5)頻繁通斷次數(shù)可達(dá)1200次/小時(shí)。</p><p>  (6)防護(hù)等級:IP66。</p><p>  2.4裝置自診斷功能</p><p>  (1)當(dāng)輸出軸位移到行程起始點(diǎn)(0)或行程終點(diǎn)(100)時(shí),電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)會輸出無源常開常閉觸點(diǎn)各一付,供控制系統(tǒng)選用。</p><p>  (2)當(dāng)

12、電網(wǎng)電壓聚降或停電時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部控制電路會使執(zhí)行結(jié)構(gòu)停留在當(dāng)前位置,并自動記憶此前瞬間的有關(guān)現(xiàn)場數(shù)據(jù),一旦電壓恢復(fù)正常,執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動恢復(fù)有關(guān)數(shù)據(jù)而繼續(xù)正常工作。</p><p>  (3)當(dāng)機(jī)械部件發(fā)生故障卡澀,致使電機(jī)超負(fù)荷時(shí),其輸出軸會維持在原來位置上,控制電路會切斷電機(jī)電源,并發(fā)出顯示報(bào)警信號,同時(shí)輸出無源常開觸點(diǎn)一付(但仍保持反向運(yùn)動方式)。當(dāng)故障排除后,自動進(jìn)入正常工作。</p>&

13、lt;p>  (4)碰到自動系統(tǒng)故障時(shí),可根據(jù)生產(chǎn)過程要求設(shè)定閥門的全開、關(guān)閉和保持原位3種狀態(tài),省略了系統(tǒng)的一些聯(lián)鎖保護(hù)措施,使運(yùn)行更放心。</p><p>  (5)具有多“協(xié)議”通訊功能:根據(jù)用戶要求,可設(shè)置RS—485等其它通訊“協(xié)議”,通過通訊接口,掛接到數(shù)據(jù)總線上,接收來自系統(tǒng)的指令、數(shù)據(jù)等,并協(xié)同工作。</p><p><b>  三、結(jié)束語</b

14、></p><p>  在自動控制系統(tǒng)中,選擇高質(zhì)量的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),對“壽命周期費(fèi)用”是很重要的,如果電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇不當(dāng)或質(zhì)量不過關(guān),再完美的控制思路、高超的控制策略也難以達(dá)到預(yù)想的控制效果。為此,生產(chǎn)、制造和選用高可靠性的產(chǎn)品日益受到過程控制界的重視。RK—Z系列智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu),利用微機(jī)技術(shù)、電子限位、獨(dú)特的機(jī)械設(shè)計(jì)理念等新技術(shù),具有體積小、重量輕、力矩大、可靠性高、定位精度準(zhǔn)、成本

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