Rotork電動執(zhí)行器板件深度解析和故障維護(hù)

徐明東

摘要：自Rotork成立60年以來，其產(chǎn)品已在世界各地的石油、天然氣、電力、水利和污水處理行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。作為電動執(zhí)行器技術(shù)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，Rotork執(zhí)行器在發(fā)電廠使用極為普遍。對于這款執(zhí)行器，國內(nèi)還沒有對其進(jìn)行硬件解析的文章，鑒于此，用圖標(biāo)法的形式對其板件一一進(jìn)行解析，同時對其故障和維護(hù)做出必要指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：主板;電源板;消缺改進(jìn);優(yōu)化;調(diào)整

0 引言

本次解析采用應(yīng)用較多的二代產(chǎn)品，型號：IQ2系列IQ25+

FOLOMATIC F14 A;S/N：CX48780402;W/D：3010-000-0。

1 板件解析

1.1 ? ?主板

執(zhí)行器主板是核心電子部件，含有微控制器、存儲器、繼電器、顯示器、通信元件、插件等，是整個執(zhí)行器的大腦，是人和執(zhí)行器通信的橋梁。人給執(zhí)行器發(fā)各種指令時，指令傳到主板，主板上有中央處理器（CPU），可以進(jìn)行各種AD和DA轉(zhuǎn)換，處理各種來自于內(nèi)部和外部的各項(xiàng)指令，然后讓執(zhí)行器執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成所要完成的各項(xiàng)任務(wù)。內(nèi)部指令是執(zhí)行器內(nèi)部發(fā)給CPU的指令，有溫度跳斷、開到位、關(guān)到位、力矩跳斷等。外部指令也就是外部給執(zhí)行器發(fā)送控制信號，主要是通過鍵盤板和模擬量輸入端以及遙控器等給主板發(fā)送信號。主板上有個液晶屏，液晶屏上顯示閥門開度和力矩，主板上提供了4個無源連接點(diǎn)，可以根據(jù)客戶的需要組態(tài)控制。雙屏控制板如圖1所示。

1.2 ? ?模擬量處理的FOLOMATIC板件

電動調(diào)節(jié)型執(zhí)行器多了一塊FOLOMATIC板件，用于處理4～20 mA信號，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。FOLOMATIC板件如圖2所示。

1.3 ? ?反饋部件霍爾板

執(zhí)行器反饋部分采用霍爾元件，執(zhí)行器就是通過霍爾板來測量閥位的?；魻柊迨抢没魻柎判?yīng)原理，把執(zhí)行器中心轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成電信號，然后傳給主板，主板把霍爾板傳過來的信號換算成閥位保存并顯示出來?；魻柊迦鐖D3所示。

1.4 ? ?電源組件

電源板提供電源，把380 V（220 V）電源經(jīng)過變壓器變成所需的12 V、24 V、120 V，再經(jīng)過整流、濾波將這些電源提供給主板和其他一些控制電源。電源板上的接觸器用于電機(jī)正反向換相，接觸器通過調(diào)換電源相序給電機(jī)換相。

1.5 ? ?旋鈕板

通過旋鈕板可以對執(zhí)行器進(jìn)行開、關(guān)、停等操作，并且可以通過旋鈕板來選擇執(zhí)行器的遠(yuǎn)程或就地狀態(tài)。旋鈕板上有6個充滿稀有氣體的干簧管，通過執(zhí)行器旋鈕上的磁鐵給干簧管發(fā)信號，然后傳給主板，主板讓執(zhí)行器去執(zhí)行指令，這樣就達(dá)到了非侵入式控制的目的。

2 故障維護(hù)

2.1 ? ?主板問題

主板是整個執(zhí)行器的控制核心，很多問題都有可能是主板損壞引起的，下面就列舉幾種常見的由于主板原因引起的故障及解決方法。

2.1.1 ? ?閥位反饋不準(zhǔn)確或跳變

引起閥位反饋不準(zhǔn)確的原因是DCS系統(tǒng)的模擬量輸入、輸出兩路地線是公共的，主板上模擬量輸入、輸出兩路地線是分開的，如果主板和DCS系統(tǒng)不兼容，會導(dǎo)致主板上反饋部分的電路損壞，故障有時表現(xiàn)為閥位反饋太小，有時表現(xiàn)為很大。由于此電路集成在主板上，故出現(xiàn)了此故障后只能更換主板，但更換了主板后就不能再直接與用戶的DCS系統(tǒng)連接了，要在執(zhí)行器模擬量的輸入或輸出端加裝一個信號隔離器才可以正常工作。

2.1.2 ? ?執(zhí)行器振蕩

執(zhí)行器振蕩表現(xiàn)為外部DCS輸入一個模擬量，想讓閥門到達(dá)某個位置，但執(zhí)行器實(shí)際上達(dá)不到精確位置，于是在那個位置上下不停地動，也就是產(chǎn)生振蕩。如果是DCS信號源波動造成振蕩則必須對DCS系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行整定，消除信號的不穩(wěn)定。如果排除DCS原因，則可以把死區(qū)增大，不讓執(zhí)行器振蕩，但這時執(zhí)行器的控制精度會變低。如果以上方法都不能解決問題，則必須在執(zhí)行器的輸出速度和減速箱（如果有減速箱）的減速比上做出改變，過小的減速比和較快的輸出速度會造成執(zhí)行器振蕩。

2.1.3 ? ?電機(jī)失速故障

電機(jī)失速是一個很嚴(yán)重的故障，原因很多，CPU在接到指令后等不到正確的位置便視為電機(jī)失速，主板故障也會報(bào)該故障。

2.2 ? ?電源板故障

2.2.1 ? ?無法提供電源給主板

主板液晶屏上的背景燈不亮，主板背景燈的電源是從電源板直接引入的，背景燈不亮說明電源板有故障，同樣其他要用到電源的地方也有可能沒電。排除插件故障后，這種情況一般就是電源板上的變壓器損壞、保險(xiǎn)絲熔斷造成的。由于更換變壓器很不方便，故出現(xiàn)此故障最好更換整塊電源板。

2.2.2 ? ?接觸器單邊吸合

接觸器單邊吸合會導(dǎo)致執(zhí)行器只可以單方向動作，要么開方向可以，要么關(guān)方向可以，主板上會顯示閥門報(bào)警。通過萬用表測量C1、C2、CC之間電壓即可判斷故障出在接觸器前還是接觸器后，如果沒有動作電壓，則問題出在主板或控制操作側(cè);如果有電壓接觸器不動作，則接觸器故障，需要更換。

2.3 ? ?旋鈕板故障

2.3.1 ? ?遠(yuǎn)程、停止、就地不能切換

鍵盤板的工作原理是執(zhí)行器旋鈕上的磁鐵給板上干簧管信號，讓干簧管吸合，然后通過鍵盤線傳給主板處理。如果干簧管破損，里面的稀有氣體泄漏出來，時間久了以后，干簧管的金屬片就吸合不牢或不吸合，這樣信號就不能產(chǎn)生，不能傳給主板。遠(yuǎn)程、停止、就地不能切換說明鍵盤板上的遠(yuǎn)程、停止、就地三個干簧管已經(jīng)有破損。處理此故障原則是更換兩個干簧管即可（注：此故障要保證旋鈕上的磁鐵完好）。