揚州恒春CKD系列智能型電動執行機構是對各類閥門或風門等進行就地和遠程電動控制的自動化設備,由力矩電機、機械傳動結構、手輪、端子盤和控制電路五部分組成。采用了SOC技術、大屏幕LCD顯示技術和數字傳感技術,所有控制和力傳導裝置均密封在標準IP68的雙密封防水外殼內。該執行機構以中文、數字、圖形等形式顯示執行機構的轉矩、閥門位置、限位設定等工作狀態和報警,使用手持式紅外設定器可以對其進行非侵入性的快速設定、檢查及查詢,極大地方便了用戶的操作使用。具有自動保護功能和隔爆功能,即使在危險區域也無需打開正在工作中的執行機構電氣箱蓋就可以進行調節、參數檢查、故障診斷。 采用現場總線通訊卡,可以構成全分布式計算機協同工作系統,實現遠程數據采集、遠程通訊和遠程診斷與維護。由于它的穩定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、水處理等行業中得到廣泛應用。
一、產品的主要技術參數
供電電源:380VAC/50Hz、220VAC/50Hz、 480VAC/60HZ
環境溫度:-30℃~+70℃(特殊要求低溫可達-40℃)
輸入信號:4mA
~
20mA(輸入阻抗≤250Ω 負載電阻≥750Ω)、24VDC脈沖和電平信號 線性誤差:≤0.5%
基本誤差:≤±1%
回差:≤1%
死區:0.1%~9.9%可調
防護等級:可達IP68(水下20米、96小時)
防爆型:防爆標志:ExdⅡBT4 ExdⅡCT4
免維護壽命為30,000次,設計壽命不低于10^7次
啟動頻率:
開關型為S2工作制式,時間額定為10min、15min和30min
調節型為S5工作制式,負載持續率為10%~80%,動作頻率為3630次/h、1200次/h
信號輸入輸出通道:采用光藕隔離,
輸入端子、電源端子、機殼之間絕緣電阻:≥20MΩ
無源觸點容量:5A/250VAC/30VDC
無源觸點數量:5付(可擴展為9付觸點)
二、產品的型號說明
CKD系列智能電動執行機構型號是最多為16位位數字和字母混合的字串
1、位1、2: 執行機構系列號,均為大寫字母CK;
2、位3: 執行機構動力源類型,D-電動型;Q-氣動型;
3、位4: 執行機構輸出位移型式,無—多回轉型;M-直行程
4、位5、6、7:執行機構額定輸出扭矩和推力 扭矩:Nm的1/10表示,不補零;
推力: 1/1KN 表示(按三相電源、24r/min標準)
5、位8: 執行機構電源類型 D-單相; I-三相
6、 位9: 執行機構控制類型
A-定制
B-開關量控制、模擬量反饋
C-開關量控制、開關量反饋
D-模擬量控制、模擬量反饋
M-Modbus 總線
F-FF現場總線
P-Profibus現場總線
7、位10: 執行機構標準類型:
無-標準;B-防爆IIB;C-防爆IIC; S-變頻;Q-變頻防爆
8、位11、12、13:執行機構輸出轉速(轉/分鐘)—6,12,18,24,36,48,96,144
9、位14、15、16:執行機構連接法蘭代號:F07~F40(ISO5210)或
2~7號法蘭(JB2920)或定制
示例:開關型(帶模擬量反饋)、力矩600Nm、三相供電、帶Profibus總線接口、IIB防爆型、輸出轉速96rpm、連接法蘭F16的智能型多回轉電動執行機構產品表示為:CKD60IPB96F16;示例:調節型、推力25KN、三相供電、帶Modbus總線接口、IIC防爆型、輸出轉速24rpm、連接法蘭F14的智能型直行程電動執行機構產品表示為:CKDM25IMC24F14;
CKDJ系列智能電動執行機構型號是最多為14位位數字和字母混合的字串
1、位1、2: 執行機構系列號,均為大寫字母CK;
2、位3: 執行機構動力源類型,D-電動型;Q-氣動型;
3、位4: 執行機構輸出位移型式,J-角行程
4、位5、6、7:執行機構額定輸出扭矩和推力 扭矩:Nm的1/10表示,不補零;
推力: 1/1KN 表示(按三相電源、24r/min標準)
5、位8: 執行機構電源類型 D-單相; I-三相
6、 位9: 執行機構控制類型
A-定制
B-開關量控制、模擬量反饋
C-開關量控制、開關量反饋
D-模擬量控制、模擬量反饋
M-Modbus 總線
F-FF現場總線
P-Profibus現場總線
7、位10: 執行機構標準類型:
無-標準;B-防爆IIB;C-防爆IIC; S-變頻;Q-變頻防爆
8、位11、12、13:執行機構連接法蘭代號:F07~F40(ISO5210)或
2~7號法蘭(JB2920)或定制
9、位14: A:法蘭(直連式);Z:球鉸(拐臂式)
示例:開關型、輸出力矩100Nm、三相供電、帶模擬量反饋、IIB防爆型的直連式智能型多回轉電動執行機構產品表示為:CKDJ10IBBF07A;示例:調節型、調節力矩600Nm、三相供電、帶Modbus總線接口、IIC防爆型的底座曲柄式智能型直行程電動執行機構產品表示為:CKDJ60IMCF12Z;
三、產品一覽表
四、產品的功能特點
便利的參數遙控設定功能
投入使用前,只要使用專用的紅外設定器對準執行機構就可以進行參數的遙控設定,不僅簡化了設定工作程序,還提高了設備安全運行性,特別是那些需要防爆的場所尤其重要。
豐富的在線顯示功能
采用液晶顯示技術,采用內置式液晶顯示,以中文、數字、圖形等形式顯示執行機構的轉矩、閥門開關狀態、正常閥門開度、限位設定等工作狀態,在執行機構故障時也能提供重要的故障信息,方便用戶快速地排除故障.同時還提供了三個不同顏色的高亮度發光二極管來指示閥位,讓用戶即夜間也能清晰地了解執行機構的狀態。
完善的自診斷和保護功能
執行機構可在線診斷出電機過載、過熱、過流和電源的狀態等,還能自動識別三相電源相序,不會出現因接線改變而反向誤動作的情況,出現緊急情況時,執行機構可保位或運行預先設定的安全位置。執行機構另具有精確測量輸出力矩的能力,在運行過程中對閥門進行保護,防止閥門卡死,如果閥門被卡住,當啟動信號發出后,在預設的時間內無任何動作,控制電路則切斷電機的供電,以防止電機過熱,并發出報警信號。
控制功能
采用了計算機技術、SOC技術、自動跟隨控制技術,大大提高了執行機構的響應品質和控制準確度。
較強的現場適應性
整機設計采用雙密封保護,其外殼是防水、防塵且不"透氣"的,具有IP68的防護能力,在工程安裝、調試階段,即使執行機構的端子蓋長期打開,由于端子盤與內部腔體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部,使電機和控制電路免受侵蝕,執行機構內部與外部信號的接口也都采用光電隔離技術,大大提高了穩定性。內部控制電路按功能進行板塊劃分,其積木式結構使維修非常方便。
五、產品的穩定性
優質的外殼鑄造及加工技術
執行機構的外殼選用優質鋁合金為材料,采用壓鑄技術鑄造成型,再進行精密設備的加工。
非侵入式終身密封
執行機構采用無貫通軸的磁控開關設計,現場調試時無需打開電氣箱端蓋,所有設定和調整都可以使用紅外設定或磁控旋鈕來完成。
穩定的電機控制和驅動
執行機構采用無觸點電機換向器(固態繼電器SSR)穩定地控制電機,電機軸和蝸桿是相互獨立的,以便于進行快速更換。
成熟的電路設計
執行機構采用了大規模集成電路技術,減少了分立元件的數量,使整體的穩定性大大提高。
精確的力矩測量
執行機構使用專業設計的力矩測量系統以確保設備的過載保護,并體現閥門在開關過程中的力矩辯護,保護力矩可在額定力矩的40%-100%范圍內進行設定,同時力矩開關可設定為"加強",短期力矩可達到額定力矩的1.2倍(特殊要求可達1.5倍)。
精確的閥位計數與控制
執行機構采用霍爾效應脈沖計數編碼系統(編碼系統可選)來測量和控制行程,測量的結果用于對行程的精確控制。
六、產品的安全保護
轉矩保護
用以防止執行機構操作中途過轉矩,這個功能既保護閥門,又保護執行機構本身,轉矩保護值由設定器設定。
閥位限位保護
執行機構運行到關閉和打開限位位置自動停止(與設定的工作方式有關)。
自動相序調整
執行機構自動檢測接入電源端子的三相電源的相序,通過適當的邏輯運算,以確保給電機接通正確的相序。如果沒有自動相序調整功能,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整功能,執行機構電源的接線可以不考慮相序。
瞬時反轉保護
當執行機構接受向相反方向動作的命令時,自動加上一個時間延遲,防止產生對閥軸和變速箱的不必要的磨損。
電源缺相保護
執行機構具有非常完善的電源缺相保護功能。它采用監視電壓和電流相結合的方法,既能檢測電機靜止時發生的電源缺相,也能檢測電機運行過程中發生的電源缺相,從而禁止電機運行,避免缺相運行造成電機過熱。
閥門卡住時的動作
如果閥門被卡住,當啟動信號發出后,在預設的時間內無任何動作,控制電路則切斷電機的供電,以防止電機過熱,并發出報警信號。在發出激勵電機的信號之后的5~10秒時間內暫時禁止轉矩保護功能。此項功能可以實現閥門卡住時的解卡。
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,控制電路將禁止執行機構動作。
過流保護
當執行機構在運動過程中電機電流超過預設的電流值時,內部的邏輯電路將使得電機立即停止動作以防止電機燒毀。
減速、水壓沖擊保護
在閥門操作必須降低以防止水壓沖擊或水錘的場合,可選用中斷定時器功能,在接近目標位置的范圍內(此范圍可由用戶自行設定)進行脈沖點動操作,開啟和停止的脈沖操作時間周期可在1-99秒范圍內獨立調整。
聯鎖保護
執行機構在高度安全的場合提供了聯鎖控制方式,在聯鎖控制方式下,有效的開閥或關閥指令均需一個相應的聯鎖信號,在其中任意一個信號丟失的情況下,執行機構將保位。
緊急保護(ESD)
執行機構提供了靈活的緊急保護功能,可與任何遠程開關和模擬控制電路同時使用,也可超越就地和遠程信號。每臺執行機構均可單獨設定緊急保護時的動作方式,如全開、全關或保位。如果需要,ESD信號可設定為超越聯鎖控制、就地停止和電機溫度保護電路。
電氣保護
輸入輸出通道均采用光電隔離。
七、執行機構的工作原理
電機的旋轉通過聯軸機構直接帶動蝸桿轉動,蝸桿帶動蝸輪轉動,再通過離合器帶動輸出軸轉動。當切換手柄撥在手動位置時,離合器上移,脫開蝸輪與手輪聯接,轉動手輪驅動輸出軸轉動。電動操作總是優先,除非操作手柄被鎖定在手動檔。在輸出軸轉動的同時帶動一對錐齒輪轉動,并通過閥位傳感器檢測閥位變化。
傳動機構
手/電動切換
閥位反位
力矩傳感
控制電路原理框圖
模塊化設計的電路部件
八、 穩定的結構
a.就地顯示窗可以變換不同方位,以適應執行機構的安裝方位。另外,通過密封的顯示窗,使用專用的紅外遙控器對執行機構進行設定和診斷,不需要在現場打開電氣箱而暴露內部的控制電路,防止了灰塵和潮氣的侵蝕。
b.低慣量高轉矩電機。電機啟動后能夠迅速達到峰值轉矩,非勵磁時幾乎沒有超限運動。
c.特殊設計的專用電路檢測執行機構的轉矩,避免了使用轉矩控制的彈簧繼電器和杠桿。
d.蝸桿在油浴槽內驅動蝸輪,限度地提高不同環境下執行機構的壽命。
e.閥位計數器可精確地測量和控制執行機構的行程,即使斷電后重新上電,也能保障閥位計數的準確性。
f.直接驅動手輪可在電源出現故障時,提供穩定的緊急手動操作。
g.手動/電動離合器即使在電機轉動時也可安全操作。
注:當電機轉動時離合器將自動切換到電動狀態,除非手柄被有意鎖在手動位置。
h.為了便于與閥門配合,可拆卸的驅動軸套可與閥桿進行配制加工。
i.支持Profibus、Modbus、HART和FF等開放式的現場總線