RotorkIQ系列电动执行机构培训

RotorkIQ系列电动执行机构操作维护2021/6/271

培训内容（一）发展历程（二）结构（三）执行器基本信息及型号说明（四）执行器电路控制板（五）双流环路控制（六）调试（七）报警及帮助显示（八）常见故障及处理方法2021/6/272

（一）发展概述2021/6/273

英国罗托克(ROTORK)公司于90年代推出了智能型电动执行器(IQ系列)，其具备以下优点：双密封双防护：防护等级为IP68---水下7米72小时，完全防水、防尘，而且密不透气。调试简便：非侵入式的红外设定，方便简单，用户随按随用，快速设定和修改参数。力矩测量：专利的力矩测量装置，技术先进，不受频率、电压和温度变化的影响，可精确的、可重复的对力矩进行测量。

1、优点2021/6/274(4)远程诊断：实现快速、安全、非侵入式的通讯和数据交换，可对执行器数据进行分析并给出建议。(5)相同步器：可自动纠正相序。(6)自保护：缺相保护、过热保护、阀门卡住保护（如果阀门卡住，当启动后7秒内不动作，电路将自动断开）、瞬时反转保护（自动延时电路对瞬时反转命令予以处理，防止冲击）、故障保护。（7）独立电池供电：如外部断电，独立9V电池可以给显示屏、阀位存储器、提供四个或八个触点S1、S2、S3、S4供电。

1、优点2021/6/275

智能型电动执行器(IQ系列)，到目前已经推出第三代产品。

1993率先推出非侵入式IQ执行器1999推出第二代非侵入式IQ执行器2012推出第三代非侵入式IQ执行器

2、发展历程2021/6/276第一代IQ系列执行器第二代IQ系列执行器

2、发展历程2021/6/277第三代IQ系列执行器

2、发展历程2021/6/278各代之间的区别及进步（1）显示器：第一代显示器为单屏，第二代显示器为双屏，第三代为大屏幕显示，阀位精确度高

2、发展历程2021/6/279各代之间的区别及进步（2）力矩检测装置：第二、三代执行器增加独立的压力传感器测量力矩系统。该系统是从人们熟悉的类似压力传感器这样的过程测量技术研制而成的。在带有负荷的情况下，用安装在力矩传感器内的压敏电阻传感器，是电机蜗杆推力的反作用力直接转换成输出力矩比例的电信号，可获得准确的、可重复的力矩测量值，且独立于频率、电压和温度变化。

2、发展历程2021/6/2710

2、发展历程2021/6/2711各代之间的区别及进步（3）控制电路板：第一代较复杂，两块控制电路板，二、三代使用专用芯片集成为一块控制电路板。

2、发展历程2021/6/2712各代之间的区别及进步（4）电池功能：第三代执行器仍配备电池，电池主要用于无动力电源时的设置和显示用，与阀位保存无关。

2、发展历程2021/6/2713各代之间的区别及进步（5）手轮固定方式：第三代从卡条的方式改为螺钉固定。

2、发展历程2021/6/2714

（二）结构组成

2021/6/27151.齿轮箱2.电机3.接线端子板外壳4.就地控制部分电子端盖5.手轮手动操作6.电池端盖7.阀杆防护帽8.手动/自动离合器操作杆9.法兰及驱动轴套

1、电动执行机构结构组成2021/6/2716

2、工作原理示意图2021/6/2717挂锁式手动/自动离合器，即使在电机运行时也可以确保安全操作。(在电机正在运行时可以下压离合手柄，对其进行操作，不会损伤执行器）

3、手动切换装置2021/6/2718

手动操作时，支撑件将离合挡块提升，离合挡块支撑在涡轮外沿（类似于月牙，随着涡轮的转动时而出现，时而消失，电动操作时，涡轮转动，外沿消失，支撑件失去支撑而复位，离合挡块与涡轮耦合。

3、手动切换装置2021/6/2719操作开关均是采用磁近式开关，目的是为了提高防爆等级。在操作过程中触点在密封性较高的壳内动作。

4、就地操作开关2021/6/2720

4、就地操作开关2021/6/2721一个活动部件的分解器把输出中心套筒的旋转转换电信号，然后与存储在安全、永久的存储器中，计数器靠传动轴上的锥齿轮带动伞形齿轮，转动反馈轴，进行计数。

5、阀位检测装置2021/6/2722手动操作位置及电动位置

3、手动切换装置2021/6/2723

5、阀位检测装置2021/6/2724压力传感器测量力矩系统。该系统是从人们熟悉的类似压力传感器这样的过程测量技术研制而成的。在带有负荷的情况下，用安装在力矩传感器内的压敏电阻传感器，是电机蜗杆推力的反作用力直接转换成输出力矩比例的电信号，可获得准确的、可重复的力矩测量值。

6、力矩检测装置2021/6/2725电机轴与蜗杆是相互独立的，以便于快速更换。温度线圈内有温度传感器。

7、电机及线圈2021/6/2726

8、涡轮及蜗杆2021/6/2727远程控制器，我们俗称主板

9、控制板及电源板2021/6/2728

9、控制板及电源板电源板2021/6/2729（三）执行器基本信息及型号说明2021/6/2730

1、铭牌执行器信号IQ40F25B4执行器系列执行器尺寸连接法兰尺寸连接轴套形式接线图号接线图号说明执行器功能及附加板情况序列号执行器身份证号转速最大输出扭矩2021/6/2731

2、执行器接线图含义

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3、轴套形式

各执行器常用轴套形式2021/6/2733

3、轴套形式

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3、轴套形式

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3、轴套形式

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4、正装及侧装手轮

正装手轮侧装手轮电机电池手自动切换手柄执行器本体电器端盖接线终端视窗就地选择旋钮就地开关旋钮2021/6/2737

（四）执行器电路控制图2021/6/2738

1、电路图IQ基本型接线图-模拟量输入2021/6/2739

1、电路图IQ基本型接线图-模拟量输出2021/6/2740

1、电路图IQM基本型接线图2021/6/2741

1、电路图通过接线端子检查控制信号控制故障，判断故障出在执行器还是线路是前题2021/6/2742

1、电路图2021/6/27432、标准远程指示触点触点可组态为任意功能，且触点状态可组态为常开或常闭106789114442431213s4MRs3s2s12021/6/27443、附加的远程指示触点S514S6S7S83020151617181921244647状态可反转的触点可组态为任何功能2021/6/27454、备选控制例如北京出采育站采用的是Pakscan现场总线控制器。2021/6/2746

（五）双流环路控制2021/6/27471、Pakscan现场单元

Pakscan

IIEMaster

Station是Rotork主站控制器中的一种，它为双重热备结构，在主控制器出现故障时可以自动切换到热备控制有一个RS-485通信口和一个RS-232通信口，它们可通过Modbus协议与PLC通信。固化于主工作站中的Pakscan软件包提供了一套先进的、标准化的预先工程化的控制系统。使用主工作站的显示器和键盘能对Pakscan

IIE双线控制系统进行通信、控制等方面的组态。在需要直接操作控制的场合，可在主工作站上控制现场设备的“开”、“关”等。2021/6/2748Ｐａｋｓｃａｎｌｏｏｐ

2021/6/27491、Pakscan现场单元Pakscan现场单元是一块在双线系统中用于通信的袖珍卡件。作为选件，被安装在Rotork执行器之中，与执行器的基本控制电路配合使用。每个现场单元在双线回路中都有其唯一的地址，只对发自主工作站的正确命令作出响应。FCU通讯卡2021/6/27502、双线回路双线回路与执行器的联接非常简单。电缆是一条容易安装的全屏蔽双绞线，在所有应用中具有易安装、易维护、低成本和高效率的优点。双线电缆顺序地与每一执行器接入或接出，它们起源于并返回至主工作站，形成一双线回路。因为每台现场设备都是双向连接的，就构成了一个冗余的通信线路。

2021/6/2751

正常操作情况下，通信电流信号沿环路的一条线从主站控制器的端口A流出，经该环路从端口B流回，此时，另一条线路是冗余的。当有一处线路发生故障时，该处故障线路被阀门屏蔽，故障线路两边的智能阀可通过各自的环路与主站控制器通信；当有两处线路发生故障时，这两处故障之间的智能阀都被屏蔽，两处故障之外的智能阀依然可以通过两“臂状”环路与主站控制器通信。

2、双线回路2021/6/27522、双线回路2021/6/2753

（六）调试2021/6/27541、LED显示屏详解

第一代执行器显示屏2021/6/27551、LED显示屏详解

二代执行器显示屏2021/6/27561、LED显示屏详解

第三代执行器显示屏2021/6/27572、手操器介绍及使用2021/6/27582、手操器介绍及使用RotorkIQ系列执行器可在接线完成后，不必打开电气端盖即可进行调整。用红外线设定器可实现力矩、限位以及其它功能的设定。设定器经本安认证，可在危险区域内带电调整。所有调整的功能均存入执行器内的不可擦写的存储器内。用设定器可以使用户通过执行器的显示窗查看所有的功能。每个功能的设定值都可以被查看,如果需要，还可以改变。设定程序分为两级：1.初级功能设定行程末端的开关方向、力矩值和限位等。2.二级设定设定包括控制、指示和备选装置的功能。2021/6/27593、初级设定阀门与执行器组装好后，接上动力电源，将红色旋钮选择至就地或停止位置，将设定器靠近执行器指示窗0.75米以内，通过按“”键和“”键，可看到上图所示的功能与设定值。2021/6/2760进入执行器设定程序前，将红色就地/停止/远程选择器选至就地或停止状态。按下键执行器显示的上半部分保持相同的阀位显示,下半部分将变为力矩值显示,以Torque=XX%和图形条显示。按下键执行器显示保护口令按下

键，进入程序设定界面分支点程序设定界面分支点口令保护界面3、初级设定2021/6/27613、初级设定2021/6/2762当看到两条平行线闪烁一下，说明设定完成3、初级设定2021/6/2763力矩开关限位开关3、初级设定2021/6/2764关力矩设定界面开力矩设定界面用或键选择合适的力矩值3、初级设定2021/6/2765手动操作至全开或全关位置后，回旋

½

圈，再进行限位设定关限位设定界面开限位设定界面3、初级设定2021/6/27664、二级设定2021/6/27674、二级设定2021/6/27685、三代执行器设定2021/6/27695、三代执行器设定第一步初始界面，调试时需要把切换开关打到现场就地位置，按初始界面，显示界面如图中所示2021/6/27705、三代执行器设定Limits主要进行阀门开关方式，开关限位，以及扭矩的设定Indication主要设定LED显示和开关触点Control就地跟远程控制一些参数设定ESDESD参数设定Security密码设定Defaults恢复出厂设定2021/6/27715、三代执行器设定阀位设定，选择图中Limits，按进入关限位调试界面，Direction开关方向，默认ClockActiom开关方式Limit限位Torque力矩Torque开关阀力矩值的设定SetLimit设定开关限位2021/6/27725、三代执行器设定Indication主要设定LED显示和开关触点2021/6/27735、三代执行器设定Control就地跟远程控制一些参数设定2021/6/27745、三代执行器设定Security密码设定2021/6/27755、三代执行器设定Defaults恢复出厂设定2021/6/2776

（五）报警及帮助显示2021/6/27771、报警显示一代执行器显示屏的上半部分有四个图标，分别为阀门、控制系统、执行器和电池报警指示。每个图标都代表某个报警条件。2021/6/2778阀门报警图标显示由于阀门故障，使力矩超出执行器设定值而导致执行器“跳断”可能的原因是：•阀门过紧或在行程中阻塞•阀门粘住或卡住•阀门运行条件改变(压力、流量等增大)由于执行器力矩跳断，则在同方向上的电动操作被禁止，图标也将保留。将执行器沿相反方向运行即可消除图标。1、报警显示2021/6/2779当报警存在时，电动操作将被禁止。可能的原因是：•

电机温度保护跳断•

断电时电池电量过低*•

电源故障•

执行器控制系统报警1、报警显示2021/6/2780控制报警图标，是在远程控制系统保持一个有效的ESD或联锁信号(ESD、联锁功能或使用条件控制)实际存在时显示。在ESD或联锁信号实际存在时，就地和远程操作将被禁止。1、报警显示2021/6/2781电池报警图标是在执行器检测到电池电量过低、完全没电或丢失时显示。在电池报警图标显示时，应立即更换电池。执行器大约10分钟检查一次电池状态。更换电池后，电池报警图标将继续显示10分钟，直到下一次检测到电池的状态为良好，图标才会消失。1、报警显示2021/6/2782具体报警内容报警符号报警具体内容1、报警显示二代执行器双屏状态显示，其下半部分可以显示报警指示。每个图标都代表某个报警条件。2021/6/2783一般情况出现此报警说明阀门扭矩增大，可用手轮验证不能盲目增加力矩值。有多种情况：电机、接触器、固态启动器等电器元件；或离合器、蜗杆传动销等机械件故障均可能使其报错。控制旋钮或就地控制板故障。单屏或出现执行器报警。电源、内部连线、或主板故障。阀位解算装置或需设定限位。1、报警显示2021/6/2784电池报警图标是在执行器检测到电池电量过低、完全没电或丢失时显示。在电池报警图标显示时，应立即更换电池。执行器大约10分钟检查一次电池状态。更换电池后，电池报警图标将继续显示10分钟，直到下一次检测到电池的状态为良好，图标才会消失。1、报警显示2021/6/2785执行器动力电源接通后，选择就地或停止，用设定器可调出8个帮助显示屏幕。也可在选择远程状态下用设定器按两下键，帮助屏幕将显示。2、报警帮助显示2021/6/27862、帮助显示2021/6/27872、帮助显示2021/6/27882、帮助显示2021/6/27892、帮助显示2021/6/27902、帮助显示2021/6/2791

（七）常见故障及处理方法2021/6/27921、部分常见故障处理1、执行器阀杆无输出：

A、查手动是否可以操作。手自动离合器卡死在手动位置，则电机只会空转。

B、检查电机是否转动。

C、手动和电动都不能操作，可以考虑是阀门卡死。

D、脱开阀门连接部分，如果阀门没有卡死，检查轴套是否已卡死、滑丝或松脱。

2、在全开/全关时不能停留在设定的行程位置，阀杆与阀体发生顶撞。“关/开阀限位LC/LO”参数已经丢失，应重新设定。或将参数“力矩开/关”更改为“限位开/关”。2021/6/27931、部分常见故障处理3、显示阀位与实际阀位不一致。重设限位后，动作几次，又发生漂移，应更换计数器板。4、执行器工作，但没有阀位指示，检查计数器，可能圆形磁钢坏了或计数器板坏了。如果接线端子22/23没有4-20mA电流信号输出，可以考虑更换（伺放+）位返板。5、远控调节状态下，上下摆动不能定位，可以增大“死区调整参数Fd”；但增大该参数到20以上才不摆动，可更换伺放（+位返）板；如果更换后故障依旧，建议：把电机更换为低速的电机或扩大轴套和阀杆的螺纹螺距。6、远控/就地均不动作，或电机单向旋转，不能限位。检查手自动离合器没有卡死，电机没有烧毁：可以检查电机电源接线是否正确或三相电源是否不平衡。2021/6/27941、部分常见故障处理7、远控/就地均不动作，量电机绕组，过热保护，电磁反馈开路，电机已烧毁。8、远控/就地均不动作，用设定器检查，故障显示：“H1力矩开关跳断”；“H6没有电磁反馈”。测试（固态）继电器没有输出。更换继电器控制板或电源板组件。9、三相电源一送就跳闸：继电器控制板有问题或电机线圈已烧毁。10、因电源电压高（400V以上），熔断保险丝，更换执行器保险丝后又被熔断。检查，电源板硅整流块正常，电源变压器初级电阻过低，可更换电源板组件或电源变压器。11、背景灯不亮，检查三相电源正常，可能是执行器保险丝已熔断或主板电源线松动未插好。关到位。2021/6/27951、部分常见故障处理12、不带负荷时一切正常，带负荷时，开阀正常，关到40%左右就停转，“关闭力矩值”已设为99，用手轮可以关到位。刚安装时可以关到位，用一段时间就不行了，建议换用大一档的执行器。13、手动正常，电动不能切换。手自动离合器卡簧在手动方向卡死。可拆卸手轮，释放卡簧，重新装配好。14、

执行器远控/就地均不动作，开/关到位指示灯闪烁，检查电池电压过低。执行器在主电源掉电时，已丢失设定的参数。更换电池，重新设置。15、

执行器动作正常，但无阀位反馈。量22/23回路仅有1-3mA左右。重新设定，不起作用。更换伺放+位返板；把反馈回路断开，反馈信号正常，属外接电缆故障，更换电缆。2021/6/27961、部分常见故障处理16、执行器动作