Rotork電動(dòng)執(zhí)行器板件深度解析和故障維護(hù)

徐明東

摘要：自Rotork成立60年以來(lái)，其產(chǎn)品已在世界各地的石油、天然氣、電力、水利和污水處理行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。作為電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，Rotork執(zhí)行器在發(fā)電廠使用極為普遍。對(duì)于這款執(zhí)行器，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行硬件解析的文章，鑒于此，用圖標(biāo)法的形式對(duì)其板件一一進(jìn)行解析，同時(shí)對(duì)其故障和維護(hù)做出必要指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：主板;電源板;消缺改進(jìn);優(yōu)化;調(diào)整

0 引言

本次解析采用應(yīng)用較多的二代產(chǎn)品，型號(hào)：IQ2系列IQ25+

FOLOMATIC F14 A;S/N：CX48780402;W/D：3010-000-0。

1 板件解析

1.1 ? ?主板

執(zhí)行器主板是核心電子部件，含有微控制器、存儲(chǔ)器、繼電器、顯示器、通信元件、插件等，是整個(gè)執(zhí)行器的大腦，是人和執(zhí)行器通信的橋梁。人給執(zhí)行器發(fā)各種指令時(shí)，指令傳到主板，主板上有中央處理器（CPU），可以進(jìn)行各種AD和DA轉(zhuǎn)換，處理各種來(lái)自于內(nèi)部和外部的各項(xiàng)指令，然后讓執(zhí)行器執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，完成所要完成的各項(xiàng)任務(wù)。內(nèi)部指令是執(zhí)行器內(nèi)部發(fā)給CPU的指令，有溫度跳斷、開(kāi)到位、關(guān)到位、力矩跳斷等。外部指令也就是外部給執(zhí)行器發(fā)送控制信號(hào)，主要是通過(guò)鍵盤(pán)板和模擬量輸入端以及遙控器等給主板發(fā)送信號(hào)。主板上有個(gè)液晶屏，液晶屏上顯示閥門(mén)開(kāi)度和力矩，主板上提供了4個(gè)無(wú)源連接點(diǎn)，可以根據(jù)客戶(hù)的需要組態(tài)控制。雙屏控制板如圖1所示。

1.2 ? ?模擬量處理的FOLOMATIC板件

電動(dòng)調(diào)節(jié)型執(zhí)行器多了一塊FOLOMATIC板件，用于處理4～20 mA信號(hào)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。FOLOMATIC板件如圖2所示。

1.3 ? ?反饋部件霍爾板

執(zhí)行器反饋部分采用霍爾元件，執(zhí)行器就是通過(guò)霍爾板來(lái)測(cè)量閥位的?；魻柊迨抢没魻柎判?yīng)原理，把執(zhí)行器中心轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后傳給主板，主板把霍爾板傳過(guò)來(lái)的信號(hào)換算成閥位保存并顯示出來(lái)。霍爾板如圖3所示。

1.4 ? ?電源組件

電源板提供電源，把380 V（220 V）電源經(jīng)過(guò)變壓器變成所需的12 V、24 V、120 V，再經(jīng)過(guò)整流、濾波將這些電源提供給主板和其他一些控制電源。電源板上的接觸器用于電機(jī)正反向換相，接觸器通過(guò)調(diào)換電源相序給電機(jī)換相。

1.5 ? ?旋鈕板

通過(guò)旋鈕板可以對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行開(kāi)、關(guān)、停等操作，并且可以通過(guò)旋鈕板來(lái)選擇執(zhí)行器的遠(yuǎn)程或就地狀態(tài)。旋鈕板上有6個(gè)充滿稀有氣體的干簧管，通過(guò)執(zhí)行器旋鈕上的磁鐵給干簧管發(fā)信號(hào)，然后傳給主板，主板讓執(zhí)行器去執(zhí)行指令，這樣就達(dá)到了非侵入式控制的目的。

2 故障維護(hù)

2.1 ? ?主板問(wèn)題

主板是整個(gè)執(zhí)行器的控制核心，很多問(wèn)題都有可能是主板損壞引起的，下面就列舉幾種常見(jiàn)的由于主板原因引起的故障及解決方法。

2.1.1 ? ?閥位反饋不準(zhǔn)確或跳變

引起閥位反饋不準(zhǔn)確的原因是DCS系統(tǒng)的模擬量輸入、輸出兩路地線是公共的，主板上模擬量輸入、輸出兩路地線是分開(kāi)的，如果主板和DCS系統(tǒng)不兼容，會(huì)導(dǎo)致主板上反饋部分的電路損壞，故障有時(shí)表現(xiàn)為閥位反饋太小，有時(shí)表現(xiàn)為很大。由于此電路集成在主板上，故出現(xiàn)了此故障后只能更換主板，但更換了主板后就不能再直接與用戶(hù)的DCS系統(tǒng)連接了，要在執(zhí)行器模擬量的輸入或輸出端加裝一個(gè)信號(hào)隔離器才可以正常工作。

2.1.2 ? ?執(zhí)行器振蕩

執(zhí)行器振蕩表現(xiàn)為外部DCS輸入一個(gè)模擬量，想讓閥門(mén)到達(dá)某個(gè)位置，但執(zhí)行器實(shí)際上達(dá)不到精確位置，于是在那個(gè)位置上下不停地動(dòng)，也就是產(chǎn)生振蕩。如果是DCS信號(hào)源波動(dòng)造成振蕩則必須對(duì)DCS系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行整定，消除信號(hào)的不穩(wěn)定。如果排除DCS原因，則可以把死區(qū)增大，不讓執(zhí)行器振蕩，但這時(shí)執(zhí)行器的控制精度會(huì)變低。如果以上方法都不能解決問(wèn)題，則必須在執(zhí)行器的輸出速度和減速箱（如果有減速箱）的減速比上做出改變，過(guò)小的減速比和較快的輸出速度會(huì)造成執(zhí)行器振蕩。

2.1.3 ? ?電機(jī)失速故障

電機(jī)失速是一個(gè)很?chē)?yán)重的故障，原因很多，CPU在接到指令后等不到正確的位置便視為電機(jī)失速，主板故障也會(huì)報(bào)該故障。

2.2 ? ?電源板故障

2.2.1 ? ?無(wú)法提供電源給主板

主板液晶屏上的背景燈不亮，主板背景燈的電源是從電源板直接引入的，背景燈不亮說(shuō)明電源板有故障，同樣其他要用到電源的地方也有可能沒(méi)電。排除插件故障后，這種情況一般就是電源板上的變壓器損壞、保險(xiǎn)絲熔斷造成的。由于更換變壓器很不方便，故出現(xiàn)此故障最好更換整塊電源板。

2.2.2 ? ?接觸器單邊吸合

接觸器單邊吸合會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行器只可以單方向動(dòng)作，要么開(kāi)方向可以，要么關(guān)方向可以，主板上會(huì)顯示閥門(mén)報(bào)警。通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量C1、C2、CC之間電壓即可判斷故障出在接觸器前還是接觸器后，如果沒(méi)有動(dòng)作電壓，則問(wèn)題出在主板或控制操作側(cè);如果有電壓接觸器不動(dòng)作，則接觸器故障，需要更換。

2.3 ? ?旋鈕板故障

2.3.1 ? ?遠(yuǎn)程、停止、就地不能切換

鍵盤(pán)板的工作原理是執(zhí)行器旋鈕上的磁鐵給板上干簧管信號(hào)，讓干簧管吸合，然后通過(guò)鍵盤(pán)線傳給主板處理。如果干簧管破損，里面的稀有氣體泄漏出來(lái)，時(shí)間久了以后，干簧管的金屬片就吸合不牢或不吸合，這樣信號(hào)就不能產(chǎn)生，不能傳給主板。遠(yuǎn)程、停止、就地不能切換說(shuō)明鍵盤(pán)板上的遠(yuǎn)程、停止、就地三個(gè)干簧管已經(jīng)有破損。處理此故障原則是更換兩個(gè)干簧管即可（注：此故障要保證旋鈕上的磁鐵完好）。