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一、概述

    新一代智能型RQⅢ系列電動執(zhí)行機構(gòu),可以通過一個獨立的設(shè)定器對其進行非侵入性的快速設(shè)定、檢查及查詢。執(zhí)行機構(gòu)采用圖形點陣式液晶顯示器,以中文、數(shù)字、圖形等形式顯示執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩、閥門位置、限位設(shè)定等工作狀態(tài)和報警,如圖1-1所示。極大地方便了用戶的操作使用。該執(zhí)行機構(gòu)具有自動保護功能和隔爆功能,即使在危險區(qū)域也無需打開正在工作的執(zhí)行機構(gòu)電氣箱蓋就可進行調(diào)節(jié)、參數(shù)檢查、故障診斷。采用現(xiàn)場總線通訊卡,可以構(gòu)成全分布式計算機協(xié)同工作系統(tǒng),實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、遠程通訊和遠程診斷與維護。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(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

二、主要技術(shù)指標

    2.1 輸入信號:4mA ~20mA;1VDC~5VDC;24VDC脈沖和電平信號,現(xiàn)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:≤±1.0%
    2.4 行程控制機構(gòu)重復(fù)性誤差:≤1%
    2.5 死區(qū):0.1%~9.9%可調(diào)
    2.6 防護等級:IP68
    2.7 防爆型:防爆標志:ExdⅡCT4
    2.8 環(huán)境溫度:-30℃~+70℃
    2.9 輸入輸出通道均采用光電隔離
    2.10 使用環(huán)境濕度:≤95%

三、功能和性能及特點介紹

    3.1 執(zhí)行機構(gòu)的工作原理 (見圖3-1)
    電機的旋轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸機構(gòu)直接帶動蝸桿轉(zhuǎn)動,蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動,再通過離合器帶動輸出軸轉(zhuǎn)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(lián)接,轉(zhuǎn)動手輪驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動。電動操作總是優(yōu)先,除非操作手柄被鎖定在手動檔。在輸出軸轉(zhuǎn)動的同時帶動一對錐齒輪轉(zhuǎn)動,并通過閥位傳感器檢測閥位變化。
    3.2 執(zhí)行機構(gòu)的功能特點
    3.2.1 雙密封結(jié)構(gòu)
    在工程安裝、調(diào)試階段,即使執(zhí)行機構(gòu)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(nèi)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。 RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)受到水淹提供一種短時的防護,不要誤解為執(zhí)行機構(gòu)可以在水下長時間地連續(xù)工作。另外,電纜進線口的合理密封是用戶的責(zé)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(shè)計思想
    非侵入式設(shè)計思想體現(xiàn)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(nèi)的舌簧管,摒棄了傳統(tǒng)的旋鈕貫通軸,見圖3-3,圖3-4。第二,采用紅外設(shè)定器對執(zhí)行機構(gòu)進行參數(shù)設(shè)定、更改、調(diào)試且不需要打開執(zhí)行機構(gòu)的外殼。非侵入式結(jié)構(gòu)的好處是:
    ⑴不用打開外殼,避免了環(huán)境中的灰塵、有害氣體和潮氣對執(zhí)行機構(gòu)的侵蝕。
    ⑵在雨中或在有可燃氣體的場合都可以方便地調(diào)試。
    ⑶可以方便地查詢執(zhí)行機構(gòu)的各種狀態(tài)。

    3.2.3 絕對編碼器檢測閥位
    閥位檢測使用了磁電絕對位置編碼器,輸出軸帶動磁電絕對編碼器轉(zhuǎn)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。由于絕對位置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(yōu)先
    執(zhí)行機構(gòu)運轉(zhuǎn)驅(qū)動,可手動和電動切換手柄是用于將執(zhí)行機構(gòu)的電動運轉(zhuǎn)切換到手動操作,如電機運轉(zhuǎn)時操作手柄會自動切換到電動運轉(zhuǎn)的方式,這就是電動優(yōu)先的設(shè)計。
    3.2.5 保護功能
    3.2.5.1 轉(zhuǎn)矩保護
    用以防止執(zhí)行機構(gòu)操作中途過轉(zhuǎn)矩,這個功能既保護閥門,又保護執(zhí)行機構(gòu)本身,轉(zhuǎn)矩保護值由設(shè)定器設(shè)定。
    3.2.5.2 閥位限位
    保護執(zhí)行機構(gòu)運行到關(guān)閉和打開限位位置自動停止(與設(shè)定的工作方式有關(guān))。
    3.2.5.3 自動相序調(diào)整
    RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)自動檢測接入電源端子的三相電源的相序,通過適當?shù)倪壿嬤\算,決定執(zhí)行機構(gòu)操作時激勵哪一只交流接觸器,以確保給電機接通正確的相序。如果沒有自動相序調(diào)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(diào)整功能,執(zhí)行機構(gòu)電源的接線可以不考慮相序。
    3.2.5.4 瞬時反轉(zhuǎn)保護
    當執(zhí)行機構(gòu)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(chǎn)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
    RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)具有非常完善的電源缺相保護功能。它采用監(jiān)視電壓和電流相結(jié)合的方法,既能檢測電機靜止時發(fā)生的電源缺相,也能檢測電機運行過程中發(fā)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(shù)的電機缺相是在電機運行過程中發(fā)生的。
    3.2.5.6 閥門卡住時的動作
    無論執(zhí)行機構(gòu)向打開方向還是關(guān)閉方向動作,在發(fā)出激勵電機的信號之后的5~10秒時間內(nèi)暫時禁止轉(zhuǎn)矩保護功能(如果在上述5~10秒時間內(nèi)執(zhí)行機構(gòu)沒有動作,控制電路則切斷電機的供電)。此項功能可以實現(xiàn)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(zhí)行機構(gòu)動作。
    3.2.5.8 電氣保護
    輸入輸出通道均采用光電隔離。
    3.2. 6 閥位和轉(zhuǎn)矩的檢測
    閥位檢測采用絕對編碼技術(shù)。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(fù)后閥位仍然正確且永不丟失。輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的累計值上限達到2040轉(zhuǎn),這意味著執(zhí)行機構(gòu)可設(shè)定行程范圍很大,突破了以往的執(zhí)行機構(gòu)對行程的限制。
    轉(zhuǎn)矩的檢測是靠檢測電機的電流和磁通來獲得轉(zhuǎn)矩,實現(xiàn)了對輸出轉(zhuǎn)矩的連續(xù)測量,使得調(diào)整轉(zhuǎn)矩保護值可以由設(shè)定器來完成,非常方便。并排除了機械磨損,長期保持穩(wěn)定。
    3.2.7 間隙定時操作
    間隙定時操作是指執(zhí)行機構(gòu)在打開和關(guān)閉過程中其動作是間隙的(斷續(xù)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(shè)定。
    這對某些需要防止液壓沖擊(水錘效應(yīng))和流體喘振的場合十分適合,并有效地增加了行程時間。
    3.2.8 現(xiàn)場總線控制
    現(xiàn)場總線技術(shù)是儀器儀表、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制系統(tǒng)和自動化領(lǐng)域發(fā)展的新技術(shù),現(xiàn)場總線使得現(xiàn)場儀表之間、現(xiàn)場儀表和控制器之間構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng),實現(xiàn)全數(shù)字化、雙向、多點的數(shù)字通信。具有統(tǒng)一、公開的國際標準ISO/OSI模型的開放式總線,可將不同廠家的儀表組成開放互連網(wǎng)絡(luò),具有互可操作性和互用性,為全分散控制系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。通過多種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì),帶有現(xiàn)場總線通訊卡的執(zhí)行機構(gòu)可以構(gòu)成開放的現(xiàn)場總線系統(tǒng),支持Profibus、Modbus、Hart和FF等現(xiàn)場總線,實現(xiàn)遠程通訊、遠程數(shù)據(jù)采集和遠程診斷與維護。
    3.2.9 執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試和故障查找
    與RQⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)配套的紅外設(shè)定器,見圖3-5,用于對執(zhí)行機構(gòu)進行設(shè)定和故障診斷,并且不需要打開外殼,就可以方便快捷地調(diào)試執(zhí)行機構(gòu),此外,由于診斷功能可以顯示出許多內(nèi)部狀態(tài),使得故障查找甚為方便、快捷。
    紅外設(shè)定器可以設(shè)定以下內(nèi)容:
    ■關(guān)閉時輸出軸的轉(zhuǎn)動方向
    ■打開限位和關(guān)閉限位的保護選擇
    ■打開和關(guān)閉操作的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值
    ■就地控制方式選擇
    ■四個狀態(tài)指示繼電器的觸發(fā)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(shè)定
    關(guān)于執(zhí)行機構(gòu)安裝與調(diào)試的具體方法和步驟,見《RQⅢ/RQMⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)安裝使用說明書》。
    3.2.10 執(zhí)行機構(gòu)的顯示
    執(zhí)行機構(gòu)自身帶有液晶顯示。液晶顯示分為菜單、報警、提示與電池電量四個顯示區(qū)。菜單顯示用于顯示執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)定、檢查和診斷菜單。閥位顯示區(qū)以數(shù)字和模擬圖兩種形式顯示執(zhí)行機構(gòu)的閥位開度,閥位開度顯示的分辯率為1%,液晶顯示器帶有背光,在供有主電源的情況下,背光會點亮。
    除了液晶顯示外,執(zhí)行機構(gòu)還帶有2個發(fā)光二極管指示燈。紅燈亮表示處于全關(guān)位置,綠燈亮表示處于全開位置。
    執(zhí)行機構(gòu)采用1節(jié)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(shè)定器的命令,并且不點亮背光和2個發(fā)光二極管指示燈。
    3.2.11 執(zhí)行機構(gòu)的操作
    執(zhí)行機構(gòu)的操作方式分為電動和手動操作。執(zhí)行機構(gòu)上裝有手輪,用于手動操作。手/電動切換手柄用于將執(zhí)行機構(gòu)切換到手動操作,當執(zhí)行機構(gòu)電機運轉(zhuǎn)時,由于設(shè)計了電動優(yōu)先操作切換機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)會自動回到電動操作方式 。
    RQⅢ003~RQⅢ100的執(zhí)行機構(gòu)標準手輪為頂裝手輪。
    RQⅢ150以上的執(zhí)行機構(gòu)提供標準的側(cè)裝手輪。
    3.2.12 執(zhí)行機構(gòu)先進、可靠的結(jié)構(gòu)
    a.即使在現(xiàn)場將接線端蓋打開,單獨密封的端子箱也可保證電動裝置的完整性。
    b.現(xiàn)場操作控制繼電器和工作方式采用隔離的磁激勵方式,避免了需要密封的貫通軸。
    c.就地顯示窗可以變換不同方位,以適應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)進行設(shè)定和診斷,不需要在現(xiàn)場打開電氣箱而暴露內(nèi)部的控制電路,防止了灰塵和潮氣的侵蝕。
    d.低慣量高轉(zhuǎn)矩電機。電機啟動后能夠迅速達到峰值轉(zhuǎn)矩,非勵磁時幾乎沒有超限運動,電機線圈內(nèi)裝有精確的溫度繼電器,可以有效地避免電機處于過熱狀態(tài)。
    e.特殊設(shè)計的固態(tài)電路檢測執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩,避免了使用轉(zhuǎn)矩控制的彈簧繼電器和杠桿。
    f.蝸桿在油浴槽內(nèi)驅(qū)動蝸輪,可最大限度地提高不同環(huán)境下執(zhí)行機構(gòu)的壽命。
    g.閥位絕對編碼器可精確地測量和控制執(zhí)行機構(gòu)的行程,即使斷電后重新上電,也能保證閥位的準確性。
    h.直接驅(qū)動手輪可在電源出現(xiàn)故障時,提供可靠的緊急手動操作。
    i.手動/電動離合器即使在電機轉(zhuǎn)動時也可安全操作。
    注:當電機轉(zhuǎn)動時離合器將自動切換到電動狀態(tài),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(shè)計的可潤滑的推力座,可在不改變閥位的情況下卸下執(zhí)行機構(gòu)。(僅RQⅢ003~RQⅢ060是這種結(jié)構(gòu))
    k.為了便于與閥門配合,可拆卸的驅(qū)動軸套可與閥桿進行配制加工。
    l.為了便于改變執(zhí)行機構(gòu)的輸出速度,電機軸與蝸桿軸是相互獨立的。
    m.電氣罩內(nèi)無旋鈕板安裝,拆裝更方便。
    n.支持Profibus、Modbus、Hart和FF等開放式的現(xiàn)場總線。
    3.2.13 執(zhí)行機構(gòu)的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計
    執(zhí)行機構(gòu)的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù):GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分隔爆型“d”》有關(guān)規(guī)定要求設(shè)計的隔爆性產(chǎn)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(qū)環(huán)境,大氣壓力86 Kpa ~106KPa,環(huán)境溫度 -30℃~ +70℃。
    3.2.13.1 良好的密封性
    主殼體與配合零件的結(jié)合面較長,間隙較小,起到了隔爆的作用,同時,采用進口的骨架旋轉(zhuǎn)油封、優(yōu)良的O型圈密封,滿足了密封要求。
    3.2.13.2 電纜引入裝置
    電纜引入裝置是根據(jù)GB3836.2和附錄D《隔爆型電纜引入裝置和襯墊的補充要求》設(shè)計的隔爆結(jié)構(gòu),詳見圖3-8。螺紋結(jié)合長度及密封圈和電纜的結(jié)合寬度都符合隔爆標準的要求。
    3.2.13.3 防爆型執(zhí)行機構(gòu)導(dǎo)線的引入連接
    電池腔與電氣腔、電機腔與電氣腔之間采用二級密封,確保了設(shè)備的隔爆性能,詳見圖3-6、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。

    3.2.13.4 防爆型執(zhí)行機構(gòu)的視窗結(jié)構(gòu)

    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(huán)壓緊的結(jié)構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)的液晶顯示屏提供了四種設(shè)置:
    a.執(zhí)行機構(gòu)水平方向安裝(手輪朝上),液晶顯示屏按正常位置安裝;
    b.執(zhí)行機構(gòu)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(shè)定器將顯示方式設(shè)置為反顯示;
    c.執(zhí)行機構(gòu)左側(cè)方向安裝(手輪朝左),液晶顯示屏靠近法蘭一側(cè)安裝;
    d.執(zhí)行機構(gòu)右側(cè)方向安裝(手輪朝右),液晶顯示屏靠近法蘭一側(cè)安裝,可用設(shè)定器將顯示方式設(shè)置為反顯示。
    以上由用戶提供執(zhí)行機構(gòu)的安裝方向,我公司按液晶顯示屏的正確設(shè)置供貨。如果用戶不便于提供執(zhí)行機構(gòu)的安裝方向,我公司可派工作人員現(xiàn)場設(shè)置液晶顯示屏。
    3.2.14 電子閂鎖功能
    執(zhí)行機構(gòu)在啟動高慣量負荷時很容易出現(xiàn)過轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象。為了能夠成功地啟動高慣量負荷,RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)在發(fā)出激勵電機的信號后的數(shù)秒時間內(nèi)暫時禁止轉(zhuǎn)矩保護功能。這即為電子閂鎖功能。如果在發(fā)出激勵電機的信號后的數(shù)秒內(nèi)執(zhí)行機構(gòu)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(guān)閉位置的閥門很有效。
    3.2.15 在主電源掉電時數(shù)據(jù)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(tài)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。
    3.2.16 應(yīng)用范圍:
    RQⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)為間歇工作型執(zhí)行機構(gòu),適用于每小時啟動不超過60次的場合,則可以采用RQⅢ系列執(zhí)行機構(gòu),選型時還應(yīng)注意,對于行程時間較長的閥門,選擇RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)時,應(yīng)使得閥門中途行程所需要的平均轉(zhuǎn)矩不要超過額定轉(zhuǎn)矩的33%。RQⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)的連續(xù)工作時間為15分鐘,且連續(xù)工作時間與間隙時間之比為33.3%。如果需要執(zhí)行機構(gòu)頻繁地啟動,請選用我公司的RQMⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)。
    基本型RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)為多轉(zhuǎn)式,適合于驅(qū)動閘閥等直行程閥門,需要大轉(zhuǎn)矩時可選用我公司生產(chǎn)的RGD系列多轉(zhuǎn)式蝸輪箱;需要驅(qū)動球閥、蝶閥等角行程閥的場合,可以選用我公司生產(chǎn)的RGW系列角行程的蝸輪箱。以上兩個系列的蝸輪箱均為一級減速,一級減速時傳動比有1:40、1:60、1:70;多級減速傳動比為80:1以上,是在蝸輪箱外設(shè)一圓柱齒輪或圓錐齒輪減速箱或蝸輪減速箱配合使用。RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)與部分減速蝸輪箱的組合性能參數(shù)見表4-4。需要蝸輪減速箱的更多詳細資料,請與我公司聯(lián)系索取。

四、選型數(shù)據(jù)

    選型數(shù)據(jù)包括表4-1、表4-2 的電壓分別為380VAC及220VAC情況下的“型號-轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩-功率表”,表4-3“型號-機械接口尺寸表”,執(zhí)行機構(gòu)選型應(yīng)同時滿足閥門的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和機械接口額定推力等要求。執(zhí)行機構(gòu)的選型詳見“附錄 執(zhí)行機構(gòu)選型說明”。
     




五、執(zhí)行機構(gòu)的整體性能及規(guī)格

    5.1 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)動范圍:
    輸出軸設(shè)定范圍:3.5轉(zhuǎn)~2040轉(zhuǎn),分辯率為11.5°。
    轉(zhuǎn)矩設(shè)定范圍:額定轉(zhuǎn)矩的40%~127%。
    電子鎖工作時間:執(zhí)行機構(gòu)在發(fā)出激勵電機信號后數(shù)秒時間內(nèi)暫時禁止轉(zhuǎn)矩保護功能,如數(shù)秒時間內(nèi)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
    位于本機標配中間的進線口為M40x1.5,位于兩邊的2個進線口為M25x1.5。
    電源端子共3個,規(guī)格為M5。
    控制信號端子共44個,規(guī)格為M4。
    5.3 機械安裝接口
    RAⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)的基座有兩種基本形式:RQⅢ003~RQⅢ060采用分體式基座,RQⅢ100~RQⅢ300采用一體式基座。兩種基座與閥門的接口尺寸都采用ISO5210標準。執(zhí)行機構(gòu)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、Z3型連接和滾珠絲杠連接三種,非推力型分為B、B1、B4型連接三種。在RQⅢ003~RQⅢ060型號中,由于對推力型驅(qū)動部件的改進,已不再區(qū)分A型與Z3型,統(tǒng)稱為A型,各種連接型式所用驅(qū)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(zhí)行機構(gòu)的安裝基座內(nèi)裝有推力軸承和一個可拆卸的驅(qū)動套,推力軸承用于承受在操作閥門時產(chǎn)生的反作用軸向推力,驅(qū)動套可由用戶拆下加工使之與閥桿相匹配。
    5.3.2 Z3型連接(適用于RQⅢ100型至RQⅢ300型)
    Z3連接可容納的閥桿外徑比A型要大,而它的驅(qū)動套更長,增加了閥桿與驅(qū)動套之間的旋合長度,以減小螺紋承受的壓強。Z3連接是A型連接的一種特殊型式。
    A、Z3均為推力型連接。RQⅢ003~RQⅢ060所用的分體式基座內(nèi)的推力軸承是密封的,內(nèi)部的潤滑脂終身保用、免維護,RQⅢ100~RQⅢ300所用的一體式基座,其推力軸承同內(nèi)部的機械機構(gòu)一起采用油浴潤滑,不論是分體的還是一體的推力型基座,都承受由閥門產(chǎn)生的全部反作用推力,而不會讓推力作用到內(nèi)部傳動機構(gòu)上。
    5.3.3 絲杠連接
    絲杠連接根據(jù)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(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,主要適用于直行程調(diào)節(jié)閥。
    5.3.4 B型連接
    B型連接基座內(nèi)無推力軸承,因此執(zhí)行機構(gòu)適合于只需提供轉(zhuǎn)矩而不需承受推力的應(yīng)用場合,例如自帶螺母的螺桿驅(qū)動型閥門或者將二級蝸輪箱與執(zhí)行機構(gòu)裝配在一起的應(yīng)用,即可采用B型連接。B型連接驅(qū)動套尺寸是按ISO5210標準設(shè)計的。
    5.3.5 B1型連接
    B1型連接驅(qū)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。
    5.3.6 B4型連接
    B4型連接驅(qū)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(jù)實際需要加工。
    如果要驅(qū)動明旋桿(指閥桿既要轉(zhuǎn)動又要做軸向運動)時,應(yīng)該選用A型連接。
    對于選用RQⅢ003~060執(zhí)行機構(gòu)形式上看起來應(yīng)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(lián)系。

    5.4 振動:
    RQⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)正常工作允許的震動頻率和強度為10Hz~200Hz內(nèi)0.5倍重力加速度的震動。
    5.5 外殼防護及防爆標準
    防水型:符合《GB4208-93》IP68防護等級標準。
    隔爆型:符合《GB3836.2-2000》ExdⅡCT4隔爆等級標準。
    5.6 外形及安裝尺寸
     






六、執(zhí)行機構(gòu)的控制與接線

    接線式RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)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6-1-1,接線端子說明見表6-1。
    注1:RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)三相動力電源線接葵花盤1、2、3號端子;單相動力電源線接葵花盤1、2號端子,3號端子不接,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擴展功能項(見表6-2),則相應(yīng)的接線端號才具有所選功能。
    注3:若選擇了現(xiàn)場總線控制功能,其外部接線參見相關(guān)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(zhí)行機構(gòu)打開或關(guān)閉。就地操作可以設(shè)定為點動或自保持。
    6.2 遠程開關(guān)量控制(亦稱遠程手動控制)
    遠程控制電路可由執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部的24V直流電源供電,也可以由外部的24V~60V交、直流電源供電,還可以由外部提供的120V~220V直流或交流電源供電,各種形式的接線見圖6-1~ 6-9圖。(圖中序號為接線端子號)
    6.2.1 圖6-1~圖6-3為內(nèi)部24V供電

    6.3 狀態(tài)指示繼電器
    RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)上有4個狀態(tài)指示繼電器,每個繼電器無源觸點容量為5A/250VAC或5A/30VDC,每個繼電器都可以設(shè)定為某種狀態(tài)時吸合或斷開。關(guān)于狀態(tài)設(shè)定詳見使用說明書。狀態(tài)繼電器觸點接線如圖6-10所示。
    主電源掉電時,S1~S4的觸點保持為掉電前的狀態(tài),掉電期間其狀態(tài)不發(fā)生變化。

    6.4 監(jiān)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(jiān)視繼電器是用來監(jiān)視執(zhí)行機構(gòu)是否可被遠程控制。外部接線如圖6-11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31。若執(zhí)行機構(gòu)被設(shè)定為允許緊急動作,當緊急動作信號觸發(fā)緊急動作功能后,執(zhí)行機構(gòu)將動作到事先設(shè)定的安全位置—全關(guān)或全開。
    6.6 遠控聯(lián)鎖控制功能
    開閥聯(lián)鎖信號在葵花接線盒上的端子號為37,關(guān)閉聯(lián)鎖信號端子號為38。公共端端子號為31,可用設(shè)定器將執(zhí)行機構(gòu)設(shè)定為允許遠控聯(lián)鎖。在這種情況下,如果聯(lián)鎖信號為低電平,則禁止執(zhí)行機構(gòu)向相應(yīng)的方向動作。下面舉例說明聯(lián)鎖功能的應(yīng)用。
    對于大流量的蒸汽管線進行開/關(guān)式控制,為了降低對執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)矩的要求,可以在主、副線分別裝一臺由執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)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(zhí)行打開動作,主線閥不在全關(guān)位置,副線閥不執(zhí)行關(guān)閉動作。這個功能即可通過RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)的遠控聯(lián)鎖功能實現(xiàn),其外部接線如圖6-12所示。
    6.7 執(zhí)行機構(gòu)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(guān)閉極限位置指示繼電器,常開觸點。
    打開極限位置指示繼電器,常開觸點。
    關(guān)過矩報警繼電器,常開觸點。
    開過矩報警繼電器,常開觸點。
    選擇遠程方式指示繼電器,切換觸點。
    6.8 執(zhí)行機構(gòu)的模擬控制
    執(zhí)行機構(gòu)可以接受直流模擬電流信號,成比例地自動控制閥位。
    RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)的模擬控制方式工作只適合于系統(tǒng)變化速度較低(其最大啟動頻率為每小時600次),不以高精度的連續(xù)調(diào)節(jié)為主的自控回路中進行比例控制。例如,自來水廠和污水處理廠中的液位控制就是典型的例子。對要求頻繁調(diào)節(jié)以及定位精度要求較高的應(yīng)用場合可采用我們公司的RQMⅢ系列執(zhí)行機構(gòu)。
    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(zhí)行機構(gòu)判定為信號丟失。丟失信號情況下的動作可以設(shè)定為保持原來位置或動作到高端信號對應(yīng)閥位、或低端信號對應(yīng)閥位。
    如果需要在控制室對遠程操作進行開關(guān)量控制與模擬量控制之間的切換可按圖6-13接線。
    如果切換控制電路想采用外部120~220V或采用外部供電,用戶可以參照圖6-1~圖6-9遠程開關(guān)量控制選用不同電源的設(shè)計思路進行設(shè)計。
    閥位反饋信號:RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)提供4~20mA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 現(xiàn)場總線控制
    執(zhí)行機構(gòu)的現(xiàn)場總線通訊卡包括Modbus總線通訊卡、Profibus總線通訊卡、Hart總線通訊卡和FF現(xiàn)場基金會總線通訊卡。以現(xiàn)場總線構(gòu)成控制系統(tǒng)如圖6-14所示。

    6.9.1 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(zhì),以標準ModBus RTU為傳輸協(xié)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(shè)備,Modbus總線上最多可掛接247個設(shè)備。在需要雙機備份的系統(tǒng)中,采用雙卡冗余結(jié)構(gòu),所有參數(shù)均通過執(zhí)行機構(gòu)而無需其它設(shè)備設(shè)定。
    6.9.2 Profibus總線通訊
    Profibus總線通訊卡采用國際性的開放式現(xiàn)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(zhí)行機構(gòu)。傳輸速率為9.6Kbps~12Mbps,最大傳輸距離可達10Km,傳輸介質(zhì)為雙絞線和光纜。采取單一總線存取協(xié)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(gòu)成多主系統(tǒng)。
    6.9.3 HART總線通訊
    HART全稱為可尋址遠程傳感器高速通道協(xié)議,使用了FSK技術(shù),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(xié)議規(guī)范和HART命令。4mA~20mA模擬信號帶有過程控制信息,同時,數(shù)字信號允許雙向通信;可與現(xiàn)有的模擬系統(tǒng)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(zhí)行機構(gòu);增加執(zhí)行機構(gòu)時,就近連接,減少連線。統(tǒng)一的互連協(xié)議,靈活的報文格式,為執(zhí)行機構(gòu)形成網(wǎng)絡(luò)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(zhí)行機構(gòu)。采用硬件設(shè)備描述語言DDL。
    6.9.4 FF總線通訊
    FF總線通訊卡以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ),并針對執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用的需要,增加了用戶層,定義了信息存儲的統(tǒng)一規(guī)則,采用了設(shè)備描述語言DDL,規(guī)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(diào)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(zhì),傳輸距離可達1.9Km??芍С挚偩€供電,支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境。

七、訂貨說明

    訂貨時要認真填寫完產(chǎn)品型號中的各項,型號后面的接線圖號表明了執(zhí)行機構(gòu)的電路選項。如果要求帶有外裝二級齒輪箱,應(yīng)另外寫明齒輪箱型號。
    1:產(chǎn)品型號:

    舉例:RQⅢ040F14A-24-1-W-101-03-1
    表示:這臺執(zhí)行機構(gòu)額定轉(zhuǎn)矩為400N.m,連接法蘭為F14,驅(qū)動連接為A型連接,輸出軸轉(zhuǎn)速為24轉(zhuǎn)/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。
    2:蝸輪箱

    關(guān)于蝸輪箱的選型,請見相應(yīng)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(zhí)行機構(gòu)和蝸輪箱組裝在一起供貨時,在執(zhí)行機構(gòu)的銘牌上并不標明蝸輪箱的型號,蝸輪箱上有單獨的銘牌,標明蝸輪箱的型號等內(nèi)容。

八、附錄

    要根據(jù)如下參數(shù)對RQⅢ執(zhí)行機構(gòu)進行選型:
    1、閥門工作所需要的最大轉(zhuǎn)矩,這個轉(zhuǎn)矩(如果必要可加上適當?shù)谋kU系數(shù))即應(yīng)該作為所選執(zhí)行機構(gòu)的額定轉(zhuǎn)矩。
    2、閥門的動作速度——執(zhí)行機構(gòu)輸出軸的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)。如果知道閥門的行程S(mm)行程時間T(s),及閥桿螺紋導(dǎo)程L(mm)則:

    根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速可以根據(jù)表4-1初步確定執(zhí)行機構(gòu)的尺寸號,對于行程時間較長(比如超過10分鐘)的執(zhí)行機構(gòu),要演算一下閥門中途行程的平均轉(zhuǎn)矩是否超過所選執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)矩的三分之一,如果是則應(yīng)選更大型號的執(zhí)行機構(gòu)。對絕大多數(shù)的應(yīng)用場合,轉(zhuǎn)矩參數(shù)只考慮額定轉(zhuǎn)矩即可。
    3、法蘭連接型式
    根據(jù)具體的應(yīng)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(shù)
    閥桿參數(shù)之中最重要的一個為閥桿外徑,每一個尺寸號的執(zhí)行機構(gòu),其驅(qū)動套所能容納的閥桿直徑有一個極限值,并且對于螺紋驅(qū)動(明桿閥)和鍵驅(qū)動(暗桿閥)的閥桿,驅(qū)動套所能容納的閥桿直徑是不一樣的。按1、2兩個參數(shù)初步選定的執(zhí)行機構(gòu),要按第6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(zhí)行機構(gòu)。
    5、閥門需要的最大推力
    如果這個數(shù)值超過前述初步選定的執(zhí)行機構(gòu)的額定推力(查《型號—機械接口尺寸表》),則應(yīng)選用更大尺寸號的執(zhí)行機構(gòu),這里要注意執(zhí)行機構(gòu)的額定推力是由有關(guān)部件的機械強度所決定的,并不是指該執(zhí)行機構(gòu)通過驅(qū)動絲母所能產(chǎn)生的最大推力。當采用原來閥門上的驅(qū)動絲母將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力時,則不需要考慮這個數(shù)據(jù)。
    閥門所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩應(yīng)由閥門制造單位提供,對于直行程閥門,生產(chǎn)單位往往提供驅(qū)動閥門所需的推力數(shù)據(jù),用戶須根據(jù)選用的閥桿驅(qū)動絲桿計算扭矩。
    需要注意的一點是:為了提高定位精度,一般不要選用過高的輸出轉(zhuǎn)速。建議這樣一個原則:不要使行程時間低于25秒。