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SYSYM多回转电动执行机构

前 言

感谢使用SY/SYM系列多回转电动执行机构,在安装调试之前请仔细阅读本说明书。

关于本使用说明书

(1)本使用说明书应交付给最终用户使用,敬请爱惜和妥善保存;

(2)在开始操作前务请仔细阅读本使用说明书以充分理解操作该产品的方法;

(3)未经许可,严禁摘录本使用说明书的部分或全部内容;

(4)本使用说明书的内容如有变动恕不事先通告;

(5)在编写本使用说明书时已尽力确保其正确性,如用户发现有任何错误或遗漏,请与我公司联系。

安全使用注意事项

(1)为了防护和确保本产品以及由本产品所控制的系统的安全,在产品的使用过程中必须严格按本使用说明 书中与安全有关的说明和注意事项操作,否则一切后果自负,我公司概不负责。

(2)如果独立的防护装置或安全电路要安装于本产品或本产品所控制的系统,务请将这些电路装于本产品的 外部,请勿试图对本产品进行改动或将这些电路装于本产品的内部;

(3)当您更换产品的零部件或消耗品时,请采用我公司的推荐品。

关于本产品的免责事宜

(1)除了在另行提供的保证书中所提及的,我公司对于产品不做任何保证;

(2)直接或非直接使用产品的过程中,因不可预见的产品缺陷对当事人造成的任何损失,我公司不承担赔偿 责任。

特别警示

(1)电缆线必须穿过备件中提供的出线套,并且旋紧!

(2)出线罩的螺钉必须旋紧!

(3)接地端子必须可靠接地!

强烈建议使用屏蔽导线连接!

因未按本产品安装要求所造成的损失,本公司概不承担保修责任。

开箱检查、运输贮存和安全须知

1 开箱检查

每台执行机构在出厂之前,均经过严格检查,以确保产品的质量。客户在执行机构拆箱后,请即刻进行下列检查:

● 检查执行机构是否在运输过程中造成损伤。

● 检查执行机构机种型号是否与外箱印刷资料相同,实际装箱与装箱清单是否一致。

2 运输与贮存

● 运输温度为-30℃~+75℃,贮存温度为-40℃~+80℃。

● 在无特殊包装的条件下,应放置在干燥的室内,避免冷凝的出现。

● 在潮湿和有腐蚀性气体的环境中运输或贮存时,必须要有合适的包装并放干燥剂,还应定期检查干燥剂是 否有效。

3 安全须知

执行机构是驱动终端控制单元(阀门,挡板等)的专用设备,使用时须注意:

● 在高温环境下操作执行机构,操作人员须配戴专用防护手套,以免因金属部件发热而引起的烫伤。

● 根据设计目的,执行机构驱动挡板、阀门单元时处于旋转运动状态,因此操作不当会给操作人员带来危险。

● 安装执行机构及执行机构的组态设置和电气连接,只能由具备资格的专业技术人员来完成。

● 执行机构工作时,操作人员须严格遵守安全操作规程防止执行机构在电动状态用手轮驱动操作。

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1 产品概述

SY/SYM系列智能一体化多回转电动执行机构,是一种集现场总线、绝对编码位置传感器、红外遥控、液晶显示、磁控开关等多种技术为一体的智能化产品。

SY/SYM系列电动执行机构是各类阀门的驱动装置,用以控制阀门的开启和关闭,设计简洁、结构紧凑,适用于闸阀、截止阀、隔膜阀。其派生产品可以输出角位移和直线位移,适用于碟阀,球阀和风门等装置,可以准确按照控制指令动作,是对阀门实现自动控制必不可少的驱动装置。本产品广泛应用于电力、冶金、石油、化工、轻工、纺织、矿山、消防和环保等行业的过程控制系统中。

1.1 结构及其工作原理

SY/SYM系列电动执行机构主要由电机、位置传感器、蜗轮、蜗杆、驱动轴、控制单元、就地操作面板、手轮等组成。控制单元接受4~20mA电流或开关量控制信号并驱动电机转动,电机的旋转通过联轴机构直接带动蜗杆转动,蜗杆带动蜗轮转动,再通过离合器带动输出轴转动。

当切换手柄拨在手动位置时,离合器上移,脱开蜗轮与手轮联接,转动手轮驱动输出轴转动。当执行机构电机运转时,由于设计了电动优先操作切换机构,执行机构会自动回到电动操作方式。在输出轴转动的同时带动一对锥齿轮转动,并通过绝对编码器检测阀位变化,并送阀位信号给控制单元,当控制单元检测到位置信号与所给的控制

信号所指定的位置一致时,切断电机电源,由蜗轮、蜗杆的自锁特性使执行机构停止运行。

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1.2 产品型号的组成和代表意义

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示例:SYM25—324F14B1—F2B

型号为调节型、力矩400N?m、380V供电、输出转速24rpm,连接法兰F14、B1型接口,带PROFIBUS

总线接口、隔爆的智能型多回转电动执行机构

1.3 产品分类

根据控制模式分类

开关型电动执行机构:以开关量方式控制。

调节型电动执行机构:以模拟量方式控制,可用于频繁调节。

1.4 产品特点

1.4.1 调试简单

SY/SYM系列电动执行机构的现场调试无需打开电气端盖,使用红外遥控器即可设定限位和其它所有功能。使得环境中的灰尘、潮气等有害物质不能进入执行机构的内部,极大地提高了电气控制部分的可靠性。可充电后备电池能在主电源掉电下完成参数的设定和执行器的手动操作。

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1.4.2 强大的自诊断功能

内部微处理器实时监控执行机构的运行状态,经过自诊断发出各种报警和故障信息,方便用户及时快速地处理故障。

可对以下主要故障进行自诊断:

执行器外部故障——模拟量信号丢失、供电电源故障;

执行器内部故障——电机温度过高、电池电量低;

运行故障——阀门位置溢出、电机启动超时、电机失速、开阀过力矩、关阀过力矩。

1.4.3 双密封 双防护

SY/SYM的防护等级为IP67(IP68可选),完全防水防尘。

SY/SYM双密封系统确保内部元件受到保护,因为防水接线端

子模块将内部电缆与接线端子箱隔离。即使在现场接线期间,

移去接线端盖,保护仍得以维持,且接线端子模块压盖密封,

提高了可靠性。需要注意的是,这个特点只是为在事故情况下

执行机构受到水淹提供一种短时的防护,不要误解为执行机构

可以在水下长时间地连续工作(IP68除外)。另外,电缆进线

口的合理密封是用户的责任,进线口达不到合适的密封,在水

浸情况下会对执行器产生不良影响。

1.4.4 阀位测量采用绝对编码器

可靠的控制取决于对阀门行程的准确定位。SY/SYM绝对

编码器采用16位光电格雷码编码方式记录输出轴转动角度,即

使无电源供电下手动转动执行器也无需担心阀位的丢失。绝对

编码器转角分辩率达到7. 2°,转数记录上限达到1000转。采

用绝对编码器记录阀位,具有性能稳定、使用寿命长、采集精

度高、分辨率高等特点,掉电仍可以保存阀位数据,大大提高

了系统的稳定性和可靠性。

1.4.5 电磁力矩检测

通过检测电机的瞬时电流、电压和磁通,可精确测量电机的实际工作力矩,精度达到±5%。无需对通常采用的

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力矩开关进行复杂的调整,使现场调试变得极为简便;另一方面,因无力矩开关触点,故无磨损,提高了系统的可靠性。

1.4.6 智能点动模式

电动执行器在远程模拟量和现场总线控制的情况下运行时,当阀位处于惯性区会进入点动模式。在点动控制模式下,通过使用不同的控制脉冲宽度来控制电机运动的间歇时间,提高定位精度。

1.4.7 高可靠传动系统

电动执行机构的动力传动链由青铜合金蜗轮和经过热处理及表面硬化的合金钢蜗杆构成,可最大限度地提高不同环境下执行机构的寿命。精密蜗轮蜗杆减速机构,间隙小、效率高、噪音低、寿命长。

1.4.8 电动操作优先

手/自动切换采用电动优先的结构设计,手动操作通过扳动离合器分离手柄后实现,电机一旦接受电信号启动,离合器能自动复位并使执行机构恢复到电动状态。(禁止电动状态下进行手动操作)

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2 技术指标及防护认证

2.1 主要技术指标

条 号项 目单 位技 术 指 标

2 . 1 . 1阀位控制基本误差%≤1.0

2 . 1 . 2阀位控制回差%≤1.0

2 . 1 . 3死区%0.1~9.9可调

2 . 1 . 4工作温度范围℃-30~+70

2 . 1 . 5输出范围(行程)°2转~1000转,分辩率为7.2°

2 . 1 . 6阀位反馈信号基本误差%≤1

2 . 1 . 7额定行程时间误差%≤20

2 . 1 . 8间隙°≤0.5

2 . 1 . 9行程控制机构重复性误差

条件:设定行程时间≥25s

%≤1

2.2 防护认证

2.2.1 防护等级

IP67(IP68可选),运输和储存时为IP43。

2.2.2 抗电磁干扰能力(EMC)

抗扰度试验等级III,试验要求GB/T17626。

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3 电气特性

3.1 电源

3.1.1 供电电源

三相:380VAC;-10%/+10%;50Hz±1%

单相:220VAC;-15%/+10%;50Hz±1%

3.1.2 可充电锂电池

电动执行机构配置3.7V可充电锂电池作为后备电池。

电池容量:1400mAh。

断电后,拨动面板上黑色磁控旋钮即可开启电池供电功能。电池供电支持液晶显示和阀位检测(不点亮背光和3个指示灯),可以用遥控器进行参数设定。

3.1.3 24VDC输出

电动执行机构的内部可以提供隔离的24VDC 电源输出,用于驱动无源开关量输入。

额定电流:200mA;

精度±5%,纹波<200mV。

3.2 电机

3.2.1 电机特性

电动执行机构采用低惯量高转矩电机。电机启动后能够迅速达到峰值转矩,非励磁时几乎没有超限运动,电机线圈内装有精确的温度开关,可提供过热报警。电机轴与蜗杆是相互独立的,以便于快速更换电机。

3.2.2 绝缘等级

电机绝缘等级:F

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3.2.3 工作模式

调节型 S4——25%,1200次/小时,根据IEC34。

开关型 S2——15min,根据IEC34。

3.3 输入输出信号

名 称方 向参 数 说 明

开关量控制信号输入可接受干触点、有源24VDC、220VAC;触点信号的最小持续时间:100ms;

模拟量控制信号4~20mA电流输入;

开关量触点反馈信号

输出K1~K8;触点额定容量:5A@250VAC、5A@30VDC;

模拟量阀位反馈信号4~20mA电流输出;精度:1%;负载能力>750Ω;

3.4 熔断保险

主电源保险位于端子盘(葵花盘)保险盒内,保险丝规格(标准24rpm) :

SY/M10-18系列执行器:2×6A

SY/M20系列执行器:2×8A

SY/M25系列执行器:2×12A

SY/M35系列执行器:2×16A

SY/M40系列执行器:2×32A

SY/M70-95系列执行器:2×50A

其余转速下保险丝规格请与厂家联系。

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4 保护功能

4.1 力矩保护

通过检测电机的瞬时电流、电压和磁通,能够保证提供准确、可靠和连续的力矩监测。电动执行机构驱动阀门打开或关闭时,保护力矩可以设定为额定力矩的40%~120%。当电动执行机构的输出力矩超过预先设定的保护力矩,控制单元不仅能够切断电机供电,防止造成意外的设备损坏,而且可以为就地和远程提供过力矩报警指示。

4.2 阀位限位保护

执行机构运行到设定的关闭或打开限位位置时自动停止(关阀模式设定为限位开关)。

4.3 相序自动检测与纠正

SY/SYM执行机构自动检测接入电源端子的三相电源的相序,以确保给电机接通正确的相序,这样执行机构电源的接线可以不考虑相序。

4.4 电源缺相保护

SY/SYM执行机构具有完善的电源缺相保护功能。在电源缺相时禁止电机运行,避免缺相运行造成电机损坏,而且为就地和远程提供过电源缺相报警指示。

4.5 瞬时反转保护

当执行机构接受向相反方向动作的命令时,自动加上一个时间延迟,这样能够防止电机在换向时产生极大的反向冲击电流以保护电机和驱动模块。

4.6 阀门自动排堵保护

当电动执行机构驱动阀门打开或关闭运动时,出现电动执行机构的输出力矩超过预先设置的保护力矩, 那么电- 8 -

动执行机构会自动切断电机的供电,防止造成意外的阀门损坏。接下来电动执行机构会向发生堵塞的相反方向动作

一段时间,然后再向发生堵塞的方向运动,去尝试是否可以克服发生的堵塞,电动执行机构会进行三次这种尝试,

如果尝试不成功,电动执行机构的电动操作将被完全禁止,并且为就地和远程提供过力矩故障报警,直到阀门堵塞

的故障被完全消除。这种保护性的动作提供了自动消除阀门堵塞的机会。

4.7 电机启动超时保护

当电动执行机构无法驱动阀门运动,如果电机7秒钟内没有运转,那么电动执行机构会检测到电机启动超时并切

断电机的供电,并且为就地和远程提供电机启动超时报警指示。

4.8 过热保护

在电机绕组的端部装有一个温度开关,直接检测电机绕组的温度。当温度开关检测到绕组过热时,控制电路将

禁止执行机构动作,而且为就地和远程提供过电机过热报警指示。

4.9 掉电数据保存

参数存储在非易失性铁电存储器中,数据可以保存10年,拥有100亿次的读/写寿命,纳秒级的储存时间使数据

储存更不易受到外界的干扰。

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5 控制特性

5.1 就地控制

5.1.1 磁控旋钮控制

◆ 选择旋钮:

实现就地/停止/远程控制模式的切换(选择旋钮可在选择的三个位置上锁定);

◆ 控制旋钮:

在就地控制模式下,实现开阀/关阀操作控制功能。

◆ 旋钮的第二功能:

在停止控制模式下屏幕显示主界面时,快速将控制旋钮先旋到开阀,再旋到关阀,继续旋到开阀,接着旋到关阀,屏幕显示“进入菜单?”,然后迅速将控制旋钮旋到开阀,显示输入密码。此时立即把控制旋钮旋到开阀和关阀的中间位置,可操作旋钮进入菜单,在菜单中各选项里改变设定及调用默认值。

5.1.2 红外遥控

在就地模式下可进行参数设定,在停止模式只能进行参数查询,通过红外遥

控器可以对执行器进行操作。- 10 -

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红外遥控器旋钮位置

功能选择旋钮就地位置

向下显示下一功能或显示光标右移一位选择旋钮远程位置

增加/改变显示的功能值或选项控制旋钮关阀位置

停止/取消/回退控制旋流开阀位置进入菜单/确认新的设定功能值或选项

红外遥控器停止模式下可进行操作:: C键 停止执行机构 同时按C和↑键 打开执行机构 同时按OK和↓键 关闭执行机构

名称

功能↑键

向上显示下一功能或显示光标左移一位↓键

向下显示下一功能或显示光标右移一位+键

增加/改变显示的功能值或选项 -键

减少/改变显示的功能值或选项C键

停止/取消/回退OK键确认新的设定值或选项 红外遥控器各按键功能定义如下:

5.2 远程控制

电动执行机构可以接受多种远程输入命令信号,来实现对电动执行机构的远程控制:

★ 开关量控制

★ 模拟量控制

★ ESD紧急控制

★ 现场总线控制

5.2.1 开关量控制

5.2.1.1 两线制控制

二线制控制模式就是使用能够自保持的单一开关触点来控制电动执行机构打开或关闭阀门,该开关触点通常是

一个继电器触点。工厂默认设置为:开关触点闭合,电动执行机构向打开方向运动;开关触点分离时,电动执行机

构向关闭方向运动。开关触点和电动执行机构的运动关系可以在“两线控制优先”参数设置模式下更改,既可被设

置为触点闭合时执行机构打开(闭合开阀)也可设置为触点断开时执行机构打开(闭合关阀)。点动操作方式在两

线制控制模式下被禁止使用,因为当开关触点的信号状态改变时,电动执行机构就会相应变换运行方向。

5.2.1.2 三线制控制

三线制控制模式使用两个独立的开关触点来控制电动执行机构完成打开或关闭阀门的动作。用户在“控制信号

类型”参数设置模式中,可以选择使用点动或者自保持操作方式。

5.2.1.3 四线制控制

四线制控制模式使用三个独立的开关触点来控制电动执行机构完成打开、关闭和停止动作,用户在“控制信号

类型”参数设置模式中,可以选择使用点动或者自保持操作方式。

5.2.2 模拟量控制

执行机构接收外部4-20mA信号来进行阀位控制,并且提供4-20mA 阀位反馈。

5.2.3 ESD紧急控制

ESD紧急控制是使用远程ESD信号来控制电动执行机构执行ESD预定动作(全开、全关、保位),ESD 紧急关断

命令能够超越其他任何就地和远程控制信号。

ESD紧急控制功能可以设置为超越下列状态:

★ 电机过热保护(工厂默认设置-功能关闭)

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★ 选择旋钮在就地位置(工厂默认设置-功能关闭)

★ 选择旋钮在停止位置(工厂默认设置-功能关闭)

注意:当选择ESD 紧急关断功能超越电机过热保护时,此时危险区域的任何防爆认证都将失效。

5.2.4 现场总线控制

可提供PROFIBUS、MODBUS、CANopen等总线通讯卡,能与控制系统一起构成完美的总线控制系统,实现数字化电厂。

总线型执行机构支持的总线类型:MODBUS、PROFIBUS 。

通信波特率可设置,其中MODBUS:300bps~115200bps;profibus:9.6Kbps~12Mbps。

一条总线上最多接124台执行机构。所有控制、反馈、参数设置、报警、状态监控等信息通过总线来完成,总线设计上采用双路冗余,提高产品通讯可靠性。

执行器总线控制方式支持开关型命令和调节型命令。执行器总线信息反馈上有当前阀位反馈、报警信息、执行器当前状态等。

其中报警信息如下:

★ 控制器命令错误

★ 行程中力矩关断

★ 温度保护

★ 主轴堵转

★ 电源缺相

★ 开阀、关阀时力矩关断

★ 电源断电

★ 阀门报警

★ 控制器报警

报警数据通过总线上传给控

制器或上位机,上位机根据反馈

来的信息进行数据分析和远程维

护,操作人员只需鼠标轻点,即

可得到执行机构状态、参数等信息,管理维护方便。如:控制器向执行机构发送了错误命令,则执行机构会通过总线向控制器反馈命令错误提示信

息,可以快速的故障定位和进行相应的控制策略。

Modbus

6 信息显示与监测6.1 就地信息显示

6.1.1 液晶显示

SY/SYM执行机构采用128*64点阵大屏幕液晶显示器,用于显示执行机构的设定、检查和诊断。就地显示窗可以变换不同方位,以适应执行机构的安装方位。

6.1.2 工作状态指示灯

红灯闪烁:正在开阀;红灯常亮:全开;

绿灯闪烁:正在关阀;绿灯常亮:全关;

黄灯常亮:停止;

三盏灯同时闪烁提示故障报警。

6.2 远程信息显示

采用继电器反馈:K1~K8

★ K1~K3提供常闭触点

★ K4为故障监视继电器,提供常开、常闭触点

★ K5~K8为自保持继电器,提供常开触点

触点输出选项详见触点设置菜单。

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7 安装

7.1 执行机构检查

产品铭牌参数是否和要求一致

执行机构是否正确安装到阀门上

7.2 安装提示

执行机构安装方向要便于电气连接和就地操作;

如果执行机构暴露在热源下,需采用隔离层或热屏蔽。 确定执行器和阀门都处于全关位置后安装。

7.3 准备驱动轴套

7.3.1 SY/SYM10—SY/SYM35 A型推力底座

( 1 ) ( 2 ) ( 3 )

( 4 ) ( 5 ) ( 6 )

( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 )

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★ 卸下驱动轴套以备加工

按上图⑴~⑹的顺序和方法拆下并取出驱动套A;并保持其它零件的清洁和妥善保管。

★ 重新组装

清洁驱动套A,将轴承滚道内涂上适量的润滑脂,按上图⑺~⑽的顺序重新装好驱动套。

7.3.2 SY/SYM10—SY/SYM35 B型非推力底座

B1型非推力底座的拆卸和安装:

B1型推力底座

★ 拆卸驱动轴套

1. 卸下底盘的四个螺栓,确保底盘的安全,卸下底盘。此时可看到驱动轴套和卡簧。

2. 用外卡簧钳涨开卡簧,同时向外拉驱动轴套。驱动轴套将从执行器中心套筒上脱开,但是卡套仍然留在轴套的槽中。

★ 重新组装

1. 润滑驱动轴套和卡簧。将卡簧装入驱动轴套的槽中,将驱动轴套送入执行器中心套筒底部,对准键和槽。

2. 在将驱动轴套推入中心套筒时胀开卡簧,驱动轴套将继续进入。放开卡簧钳,确保卡簧正确卡进驱动轴套和中心套筒的槽中。

3. 重新安装底盘并用4个螺栓固定紧。

B3、B4型非推力底座的拆卸和安装:

B3型

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