rk—z系列智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能特點(diǎn)及應(yīng)用

1、<p>　　RK—Z系列智能電動(dòng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)越性。</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直行程和角行程兩大類(lèi)，它是自動(dòng)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(lái)的控制信號(hào)成比例的轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移去帶動(dòng)閥門(mén)、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因而廣泛用于電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門(mén)的自動(dòng)控制領(lǐng)域。</p><p>　　近10年來(lái)，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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)模式的微機(jī)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它由微處理器完成信號(hào)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(dòng)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(duì)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)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(wèn)題，上海銳凱儀表有限公司在吸收各類(lèi)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上

4、，組織力量開(kāi)發(fā)了新一代RK—Z系列智能電動(dòng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖1所示。來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的4～20mA信號(hào)(或其它類(lèi)型信號(hào))經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送至CPU進(jìn)行運(yùn)算處理，同時(shí)CPU與來(lái)自電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)度信號(hào)及上、下限設(shè)定值進(jìn)行比較后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速后推動(dòng)輸出軸作上、下位移或角位移，最終實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)等設(shè)備的位移控制。另外，電動(dòng)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(hào)輸出。</p><p>　　RK—Z系列智能電動(dòng)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(dòng)機(jī)，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。傳動(dòng)系統(tǒng)采用螺桿螺母式，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)精度高、有自鎖能力等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)內(nèi)傳動(dòng)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(jí)油脂，無(wú)需保養(yǎng)，也不會(huì)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(zhǎng)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(cè)到調(diào)節(jié)閥的位移，確保了位置反饋信號(hào)的真實(shí)性，克服了傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋信號(hào)依靠齒輪傳動(dòng)裝置傳遞，因齒輪磨損而使輸出軸實(shí)際位置與反饋信號(hào)的誤差日趨增長(zhǎng)的難題。限位和剎車(chē)采用逐步逼近電子技術(shù)，當(dāng)接近閥門(mén)極限位置時(shí)自動(dòng)減速，實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)的“柔性全開(kāi)”和“柔性全關(guān)”，取消了限位開(kāi)關(guān)和剎車(chē)片，解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾的限位開(kāi)關(guān)易失靈

7、、剎車(chē)片易“抱死”以及剎車(chē)時(shí)易產(chǎn)生大沖擊電流燒壞電機(jī)等老大難問(wèn)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過(guò)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(duì)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(dòng)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(yǔ)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(duì)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?lái)自控制中心的指令或控制器上開(kāi)、關(guān)鍵指令；接受閥門(mén)開(kāi)度反饋信號(hào)，計(jì)算后輸出控制信號(hào)；向控制中心反饋信息；實(shí)時(shí)顯示閥門(mén)開(kāi)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(hào)、輸入信號(hào)的選擇和正·反行程的切換以及上、下限的定位調(diào)整等，無(wú)需開(kāi)蓋，只需通過(guò)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(wú)源開(kāi)關(guān)量遠(yuǎn)程控制(內(nèi)置24VDC，10mA;外置24VDC，10mA)、有源(220V，10mA交流)開(kāi)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(lái)控制過(guò)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(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)。</p><p>　　(4)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的需求，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)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(jí)：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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)輸出無(wú)源常開(kāi)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(huì)使執(zhí)行結(jié)構(gòu)停留在當(dāng)前位置，并自動(dòng)記憶此前瞬間的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，一旦電壓恢復(fù)正常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動(dòng)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(huì)維持在原來(lái)位置上，控制電路會(huì)切斷電機(jī)電源，并發(fā)出顯示報(bào)警信號(hào)，同時(shí)輸出無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)一付(但仍保持反向運(yùn)動(dòng)方式)。當(dāng)故障排除后，自動(dòng)進(jìn)入正常工作。</p>&

13、lt;p>　　(4)碰到自動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，可根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程要求設(shè)定閥門(mén)的全開(kāi)、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(guò)通訊接口，掛接到數(shù)據(jù)總線上，接收來(lái)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(yǔ)</b

14、></p><p>　　在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，選擇高質(zhì)量的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)“壽命周期費(fèi)用”是很重要的，如果電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇不當(dāng)或質(zhì)量不過(guò)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(guò)程控制界的重視。RK—Z系列智能電動(dòng)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