rk—z系列智能電動執(zhí)行機構(gòu)性能特點及應(yīng)用

1、<p>　　RK—Z系列智能電動執(zhí)行機構(gòu)性能特點及應(yīng)用</p><p>　　摘要：本文介紹了一種新型智能電執(zhí)行機構(gòu)工作原理、設(shè)計思路、技術(shù)特點和新技術(shù)應(yīng)用情況，突出了RK—Z系列智能電動執(zhí)行機構(gòu)優(yōu)越性。</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　電動執(zhí)行機構(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)機構(gòu)，以實現(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控制、微機械等最新成果與成熟經(jīng)驗，使電動執(zhí)行機構(gòu)得到迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用“微機＋隨動系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)模式的微機型電動執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)原理及特點</p><p><b>　　2.1裝置概況</b></p><p>　　針對國產(chǎn)電動執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)優(yōu)點的基礎(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進行運算處理，同時CPU與來自電動執(zhí)行機構(gòu)的開度信號及上、下限設(shè)定值進行比較后驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速后推動輸出軸作上、下位移或角位移，最終實現(xiàn)輸入信號通過電動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對閥門等設(shè)備的位移控制。另外，電動執(zhí)行機構(gòu)輸出當前的實際位置經(jīng)CPU處理及D

5、/A轉(zhuǎn)換后，以4～20mA標準信號輸出。</p><p>　　RK—Z系列智能電動執(zhí)行機構(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，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。傳動系統(tǒng)采用螺桿螺母式，具有傳動平穩(wěn)、承載能力強、傳動精度高、有自鎖能力等優(yōu)點。機內(nèi)傳動部件采用精細加工技術(shù)，嚴格控制各零部件質(zhì)量。執(zhí)行機構(gòu)出廠前加足進口高級油脂，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)、長壽命導電塑料電位器。借助于獨特的機械設(shè)計理念，將電位器與執(zhí)行機構(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性，克服了傳統(tǒng)執(zhí)行機構(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)，當接近閥門極限位置時自動減速，實現(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”以及剎車時易產(chǎn)生大沖擊電流燒壞電機等老大難問題。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)行機構(gòu)。通過控制面板上的5個按鍵和6位超高亮度LED數(shù)碼管進行人機對話、參數(shù)設(shè)定和調(diào)</p><p>　　為了提高整機可靠性，采用了可靠性設(shè)計、可靠性試驗、失效分析和嚴格的篩選、老化等工藝措施，并最大限度的減少可動部件，使整機的MTBF值達到40000小時以上。</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)計成相對獨立的子程序，有利于程序的移植和修改。控制軟件的主要功能是接收來自控制中心的指令或控制器上開、關(guān)鍵指令；接受閥門開度反饋信號，計算后輸出控制信號；向控制中心反饋信息；實時顯示閥門開度；故障報警、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</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)量遠程控制(內(nèi)置24VDC，10mA;外置24VDC，10mA)、有源(220V，10mA交流)開關(guān)量遠程控制等。</p><p>　　(3)采用先進的智能化技術(shù)來控制過力矩保護和超限保護，取消了需要進行復雜調(diào)整的機械式力矩開關(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1200次/小時。</p><p>　　(6)防護等級：IP66。</p><p>　　2.4裝置自診斷功能</p><p>　　(1)當輸出軸位移到行程起始點(0)或行程終點(100)時，電動執(zhí)行機構(gòu)會輸出無源常開常閉觸點各一付，供控制系統(tǒng)選用。</p><p>　　(2)當

12、電網(wǎng)電壓聚降或停電時，執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部控制電路會使執(zhí)行結(jié)構(gòu)停留在當前位置，并自動記憶此前瞬間的有關(guān)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，一旦電壓恢復正常，執(zhí)行機構(gòu)能自動恢復有關(guān)數(shù)據(jù)而繼續(xù)正常工作。</p><p>　　(3)當機械部件發(fā)生故障卡澀，致使電機超負荷時，其輸出軸會維持在原來位置上，控制電路會切斷電機電源，并發(fā)出顯示報警信號，同時輸出無源常開觸點一付(但仍保持反向運動方式)。當故障排除后，自動進入正常工作。</p>&

13、lt;p>　　(4)碰到自動系統(tǒng)故障時，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)鎖保護措施，使運行更放心。</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)行機構(gòu)，對“壽命周期費用”是很重要的，如果電動執(zhí)行機構(gòu)選擇不當或質(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)行機構(gòu)采用機電一體化結(jié)構(gòu)，利用微機技術(shù)、電子限位、獨特的機械設(shè)計理念等新技術(shù)，具有體積小、重量輕、力矩大、可靠性高、定位精度準、成本