电动执行机构原理课程课件

电动执行机构原理目录2

电动执行机构概述一

工作原理及结构二

用途三

电动执行机构安装和接线四

电动执行机构调试五

使用和检维修六

故障和排除方法七一、电动执行机构概述执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，因此电动型近年来发展最电动执行机构介绍3一、电动执行机构概述快，应用面较广。电动型按不同标准又可分为：组合式结构、机电一体化结构，电器控制型、电子控制型、智能控制型（带HART、FF协议），数字型、模拟型，手动接触调试型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的。早期的工业领域，有许多的控制是手动和半自动的，在操作中人体直接接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多电动执行机构介绍4一、电动执行机构概述种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤害，很不安全；设备寿命短、易损坏、维修量大；采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、误差大，生产效率低下。基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和效率，同时也极大提高了生产效率。今年来随着电子元器件技术、计算机技术和控制理电动执行机构介绍5一、电动执行机构概述论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智能控制的时代。电动执行机构介绍6ROTORK

一、电动执行机构概述LIMITORQUE、天津二通电动执行机构介绍7二、工作原理及结构（一）电动执行机构目前，电动执行机构主要有：罗托克（ROTORK）、西博斯（SIPOS-SIEMENSPositioner的缩写）、瑞基(RAGA)、奥马（AUMA）、ABB、上仪ROTORK、利米托克（

LIMITORQUE）等各种电动执行机构。电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个结构上相互独立的整体构成。执行机构为现场就地安装式结构，在减速器箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。电动执行机构介绍8二、工作原理及结构（一）电动执行机构减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。直行程位置发送器与减速器的联接结构如图1所示电动执行机构介绍9图1电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图置二、工作原理及结构（一）电动执行机构它们之间的联接和调整是通过杠杆和弹簧来实现的。当减速器输出轴上下运动是时，杠杆一端依靠弹簧的拉力紧压在输出轴的端面上，因而传感器芯棒产生轴向位移，达到改变位置发送器输出电流大小的目的。传感器芯棒移动距离而对应的位置反馈电流为4~20mADC（0~10mADC）。输出轴位移的行程和位置发送器输出电流呈线性关系。利用杠杆支点距离的不同来改变行程的变化。电动执行机构介绍10二、工作原理及结构（一）电动执行机构机械限位块则按行程不同来进行设置。（二）工作原理直行程电动执行机构是一个用交流伺服电动机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图如图2所示。电动执行机构介绍11图2电动执行机构系统方块图二、工作原理及结构（二）工作原理其中

FC伺服放大器SD单相伺服电机WF位置发送器

执行机构

Z减速器DFD电动操作器C调节阀电动执行机构介绍12二、工作原理及结构（二）工作原理电动执行机构处于连续调节的控制过程状态：当输入信号Ii=0（或4mADC）时,位置发送器反馈电流If=0(或4mADC)

,此时伺服放大器没有输出电压，交流伺服电动机停转，执行机构输出轴稳定在预选好的零位。当输入信号Ii>0（或4mADC）时（接入极性应与位置反馈电流极性相反）此输入信号与系统本身的位置反馈电流在伺服放大器的前置级磁放大器中进行磁势的综合比较，由

电动执行机构介绍13二、工作原理及结构（二）工作原理于这两个信号大小不相等且极性相反就有误差磁势出现，从而使伺服放大器有足够的输出功率，驱动交流伺服电动机，执行机构输出轴就朝着减少这个误差磁势的方向运动，直到输入信号和位置反馈信号两者相等为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。电动执行机构三种控制方式：电动执行机构介绍14二、工作原理及结构（二）工作原理当电动操作器切换开关放在“自动”位置时，即处在连续调节控制状态。当电动操作器切换开关放在“手动”位置时，即处在手动远方控制状态，操作时只要将旋转切换开关分别拔到“开”或“关”的位置，执行机构输出轴就可以上行或下行，在运动过程中观察电动操作器上的阀位开度表，到所需控制阀位开度时，立即松开切换开关即可。电动执行机构介绍15二、工作原理及结构（二）工作原理当电动操作器切换开关放置“手动”位置时，把交流伺服电动机端部旋钮放在“手动”位置，拉出执行机构上的手轮，摇动手轮就可以实现手动操作。当不用就地手动操作时，千万要注意，把交流伺服电机端部的旋钮放在“自动”位置，并把手轮推进。电动执行机构介绍16三、用途电动执行机构可以与变送器，调节器等仪表配套使用，它以电源为动力，接受4~20mADC或0~10mADC信号，将此转换成与输入信号相对应的直线位移，自动地操纵阀门等调节机构，完成自动调节任务，或者配用电动操作器实现远方手动控制，可广泛应用于发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业总门的调节系统中。执行机构主要应用在以下三大领域：电动执行机构介绍17三、用途1．发电厂火电行业应用送风机风门挡板、一次进风风门挡板、二次进风风门挡板、主风箱风门挡板、燃烧器调节杆、燃烧器摇摆驱动器、球阀和蝶阀控制、滑动门等。其它电力行业的阀门执行器应用球阀、叶轮机转速控制、冷凝水再循环、脱氧机、锅炉给水、再加热恒温控制器及其它相关阀门应用。电动执行机构介绍18三、用途2．过程控制用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。电动执行机构介绍19三、用途3．工业自动化用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等方面，对各类自动化设备和系统的运动点（运动部件）进行各种形式的调节和控制。电动执行机构介绍20四、三电动三执行三机构三的安三装和三接线伺服三放大三器应三安装三在环三境温三度为0~三50三℃：相三对温三度≤85三%无腐三蚀性三气体三的环三境中三。执行三机构三应安三装在三环境三温度三为-2三5~三+7三0℃，相三对温三度≤95三%无腐三蚀性三气体三环境三中，三在一三般情三况下三，执三行机三构均三安装三在调三节阀三的阀三体上三，用三螺钉三坚固三，当三然也三可以三安装三在其三他调三节机三构上三。安三装时三应考三虑到三手动三操作三及维三修拆三装的三方便三，安三装时三必须三避免三所有三接合三外的三松动三间隙三。限三位块三作限三位用三更不三可松三动和三随便三拆装三。执三行机三构的三外形三及安三装方三式见三图3。电动三执行三机构三介绍21四、三电动三执行三机构三的安三装和三接线电动三执行三机构三介绍22图3外形三及安三装方三式四、三电动三执行三机构三的安三装和三接线电动三执行三机构三介绍23执行三机构三外部三接线三按图4、5所示三连接三，仔三细复三查。图4伺服三放大三器、三电动三操作三器、三执行三机构三接线三图四、三电动三执行三机构三的安三装和三接线电动三执行三机构三介绍24图5无操三作器三接线三图五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍25电动三执行三机构三组成三部分三在出三厂时三皆经三过调三试，三但为三了保三证正三常运三行和三现场三实际三需要三，使三用前三应对三基本三性能三作如三下检三查：按图6接线三图接三线。图6执行三机构三校验三接线三图五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍26合上三电源三开关三“1K”，三将电三机“三把手三”放三在手三动位三置，三摇动三“手三轮”三使输三出轴三的位三置置三于出三厂调三试好三的零三位（三即输三出轴三的下三限值三），三此时mA表指三示值三应为三零值三或4m三A如果三不到三（或三超过三）此三值可三调整三（调三零）三，电三位器三使其三值为0m三A或4m三A。摇动三“手三轮”三，使三输出三轴向三上移三动，mA表示三值应三相应三地从0变化三到10三mA，或三从4m三A变化三到20三mA如果三不到三或超三过10三mA或20三mA，可三调节三“调三满”三电位三器。五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍27如需三要重三新调三整方三法如三下：在机三械起三始点三（或三偏离三起始三点一三小位三移）三用螺三丝刀三旋转三调零三（ZE三PO）电三位器三，使三输出三电流三为0m三A（显三示为三指示三灯由三亮至三灭时三为零三位）三。0~三10三mA调整三方法三：将三执行三机构三开至三终端三（或三手摇三）用三螺丝三刀调三节满三（ZE三RO）电三位器三至20三mA，再三上、三下开三几次三，信三号调三准即三可。五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍284~三20三mA调整三方法三：将三执行三机构三开至三终端三，用三螺丝三刀调三节调三满（ZE三RO）电三位器三至16三mA，再三将执三行机三构开三至（三或手三摇）三零位三（起三始点三），三调节三调零三（ZE三PO）电三位器三使0m三A变为4m三A，再三将执三行机三构开三至（三或手三摇）三终端三。此三时如三果显三示20三mA即可三。如三果有三小误三差，三反复三上、三下几三次，三信号三调准三即可三。5.分别三操作三按钮三“2K”“3K”输三出轴三应随三之上三下移三动。三同时三位置三发送三器的三输出三电流三值和三输出三轴的三行程三一一三对应三。五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍29反零三位调三整方三法：按图7所示三，将三伺服三电机三①、三②两三线掉三换。图7执行三机构三位发三内部三接线三示意三图五、三电动三执行三机构三的调三试电动三执行三机构三介绍30按图7所示三，将三印刷三板上三①、三③两三电位三器线三掉换三，再三按上三所述三的第4点重三复调三试方三法调三试（三如果三在调三调零三，调三满时三有假三零位三或超三位现三象，三可以三松开三电位三器的三固定三螺钉三，电三位器三前后三移动三，将三信号三调至三所要三求范三围，三固定三电位三器螺三钉）三。六、三使用三和检三维修电动三执行三机构三介绍31电动三执行三机构三使用三前应三认真三仔细三阅读三使用三说明三书按三规定三的检三验方三法，三进行三检查三和校三验。电动三执行三机构三的减三速器三应根三据现三场使三用环三境加三注合三适的三润滑三油。电动三执行三机构三投入三运行三前应三检查三现场三电源三电压三是否三与规三定相三符。三同时三按规三定的三电器三安装三接线三图检三查接三线，三拆线三时，三做好三标记三并包三扎好三，接三线时三，按三照拆三线的三顺序三接回三并注三意线三头编三号，三各接三线端三子接三线应三牢靠三。六、三使用三和检三维修电动三执行三机构三介绍32日常三故障三，可三在接三线端三子上三进行三相应三的检三查调三试，三对于三指令三故障三，可三以在三就地三短接三指令三线查三看，三反馈三故障三可以三在就三地测三量反三馈信三号。电动三阀门三接线三端子

开指令关指令开反馈关反馈故障阀位短接ROTROK343533348967424322235—344—36SIPOS3534125619201218—193--6RAGA53553310116742435—344—36AUMA3112113940353614152324上仪3739383915—1612--136—728--2941423639六、三使用三和检三维修电动三执行三机构三介绍334.据调三节系三统的三要求三，选三定输三出轴三的初三始化三零位三。执三行机三构出三厂时三输出三轴的三零位三皆调三整在三机械三限位三下端三处。5.执行三机构三和调三节机三构所三有连三接的三接合三处不三可有三松动三间隙三，以三保证三有良三好的三调节三效果三。6.执行三机构三输出三轴推三力应三和调三节机三构（三阀门三等）三所需三推力三相适三应，三防止三过载三。7.执行三机构三各组三成部三分应三根据三现场三使用三条件三定期三检查三和调三整。三减速三器应三定期三清洗三加油三。六、三使用三和检三维修电动三执行三机构三介绍348.凝汽三器入三口执三行器三改中三停，三凝汽三器A/三B侧入三口执三行器三以前三只有三开和三关反三馈，三只给DC三S反馈三一个三开关三量，三为了三让运三行人三员能三更深三入了三解凝三汽器三入口三阀门三开关三位置三，三维修三时给三该执三行器三添加三一个三模拟三量反三馈功三能。9.循泵三出口三蝶阀三新增15三°反馈三限位三改造三，先三断电三，再三添加三继电三器，三依次三添加三行程三开关三，当三循泵三出口三蝶阀三达到15三°，行三程开三关K闭合三，继三电器KR线圈三得电三，电三路导三通，三使六、三使用三和检三维修电动三执行三机构三介绍35循泵三自动三启动三，并三给DC三S传递三一个“高电三平”信号三。(见图8继电三器安三装接三线图)图8继电三器安三装接三线图七、三故障三及排三除方三法电动三执行三机构三介绍36电动三执行三机构三的故三障及三排除三方法三见下三表1：表1故障现象原因分析检查方法排除方法执行机构不动作相线与中线接反用试电笔检查中线与相线对调重新接好保险丝断开目测更换保险管线路断开或各接点接触不良目测和用万用表测量检查各焊点是否脱焊或各接线点、插座等接触是否良好对脱焊重新焊好，对接触不良要重新接好或更换不良零件电机绕组断路或短路用导线短接固态继电器的交流输出两接点，电机转动。更换电机分相电容器断路损坏更换电容七、三故障三及排三除方三法电动三执行三机构三介绍37续表1故障现象原因分析检查方法排除方法执行机构不动作固态继电器断路损坏用导线短接固态继电器的交流输出两接点，电机转动更换固态继电器放大器前级故障依次检查前级输出直流电源及元器件，对损坏无件更换接通电源后输出轴就朝一个方向转动放大器前级不调零用万用表量出在无信号时放大器前级的输出断开输入信号和反馈信号重新调零两条反馈线接反用万用表检查反馈电流的方向更改接线两条放大器输出线接反用调接两条线方法更改接线固态继电器击穿用断开固态继电器交流输出接点方法，或用万用表测量更换固态继电器七、三故障三及排三除方三法电动三执行三机构三介绍38续表1故障现象原因分析检查方法排除方法执行机构只能向一个方向转动一路输出断路，固态继电器损坏或输出电路断线用导线短接续固态继电器两交流输出接点①对损坏固态继电器进行更换②对接线断线重新接好控制电路一路失效用万用表检查三极管更换损坏的三极管电机一路断线用万用表测量重新接好断线执行机构一个方向正常，一个方向输出无力一个固态继电器软击穿用断开固态继电器交流输出两端子方法断开后电机转动正常更换被断开的固态继电器电机中线接错目测更换接线执行机构两个方向输出无力电机分相电容容量降低或