SD系列角行程电动执行机构说明书

一、概述 ……………………………………………………………    

二、产品分类 ………………………………………………………

三、产品的用途和使用环境 ………………………………………    

四、主要的技术性能及参数 ………………………………………    

五、结构特点与工作原理 …………………………………………    

六、型号规格、外形尺寸及安装尺寸 ……………………………    

七、接线图 …………………………………………………………  

八、调试说明（主控板操作方式简介）……………………………

SD系列角行程电动执行机构

整体式比例调节型

一、概 述

SD系列电动执行机构是本公司采用和吸收法国伯纳德公司技术生产制造的。SD系列电动执行机构是工业过程测量和控制系统的终端控制装置,它能够将系统的控制信号(模拟信号或断续信号)转换成机械位移(角位移、多转角位移或直线位移)，同时输出转矩或推力，以控制阀门的开度或控制其它调节机构，使被控介质按系统规定的状态工作。

角行程电动执行机构用于驱动90°转角的阀门,如蝶阀、球阀、百页阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。

SD系列电动执行机构安全可靠、品种规格多、精度高 、功能齐全、重量轻、安装、调试、操作、维修方便，具有90年代国际水平，已广泛应用在能源、冶金、石油、轻工、化工、建材等行业，在工业过程检测和控制系统中发挥重要作用。

二、产品分类

SD系列整体式比例调节型角行程电动执行机构安装形式分成两类：

直联式—执行机构通过输出端的法兰与阀门等调节机构直接连接。

底座式—执行机构安装在一个基础底座上，通过输出臂及杠杆与阀门等调节机构连接。

整体式比例调节型—即执行器与位置定位板GamX组装成一体在现场安装。

三、产品的用途与使用环境

3．1用途

SD系列电动执行机构是自动调节系统中的终端控制装置，它接收来自调节器或计算机的4～20mA（或1～5V）模拟量信号及断续接点控制信号，输出力矩或力，自动地操纵调节机构，完成调节任务。它也可以通过电动操作器实现“手动—自动”转换，切换到手动时，用操作器可对执行机构进行远方控制。

3．2  电源电压：  单相220V±10% ～50HZ

三相380V±10% ～50HZ

3．3环境温度与湿度

温度：整体式-10～+55℃

分立式-20～+70℃

3．4相对湿度：不大于85%

3．5介质：执行机构周围无腐蚀性的介质。

四、主要的技术性能及参数

4.1 输入信号： 4～20 mA  DC

4.2 输入通道：整体式：1 个通道

分立式：3个通道

4.3 输入电阻： 250Ω

4.4 基本误差：不超过额定行程的±2.5%

4.5 回差：不超过额定行程的±1.5%

4.6 额定行程的时间误差：不超过额定行程时间的±20%

4.7 死区： 3%

4.8 阻尼特性：无摆动，两个半周期

4.9 绝缘电阻：在环境温度为10～35℃，相对湿度不大于85% 条件下输入、输出端子分别对地之间的绝缘电阻不小于20MΩ，电源端子对输入端子间的绝缘电阻不小于50 MΩ。

4.10防护等级：符合IEC145 IP65（规定的要求，分立式GamX为室内安装的除外

4.11工作制：断续工作制，持续率为50%。

注：以上技术性能主要指比例调节型电动执行机构，对于远控型及开关型1、2、3、4、5、6项不涉及。

五、结构特点与工作原理

5.1 执行机构的结构特点

执行机构主要由电动机（单相或三相）、减速器、开关控制箱、机械限位装置、和手轮等组成。

5.1.1 电动机是执行机构的动力装置。

该电动机具有良好的伺服特性，即具有高起动力矩倍数、低起动电流和较小的转动惯量。在电动机定子内部装有温度开关作过热保护，当电动机出现异常过热时，该开关断开即控制电动机的电路断开，从而保护电动机和执行机构不被烧毁。当电机冷却下来以后开关恢复接通，电动机恢复工作。

5.1.2 减速器一般由三级减速组成（多转一般只有两级），第一、二级采用体积小、传动比大、效率高的行星齿轮传动，部分减速器第二级为斜齿轮传动，最后一级采用减速比大并具有自锁性能的蜗轮、蜗杆或丝杆螺母传动。

不大于600Nm的角行程执行机构的减速器，其高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗杆传动。多转执行机构的减速器高速级为行星齿轮传动，输出级为斜齿轮传动。

不小于1000Nm的角行程执行机构的减速器由多转执行机构减速器配蜗轮、蜗杆减速器组成。

5.1.3 开关控制箱是一个标准单元。它由力矩机构、行程控制机构、角度传感器和接线端子等组成。结构如图5.1：

图5.1

5.1.3.1 力矩机构：结构见图5.2、图5.3所示。

  图5.2                                 图5.3 

力矩机构是由两个压缩测力弹簧和滑块组成。当负载力矩过大时：行星减速机构的外圈被迫转动，拨动与其相联的滑块，滑块压迫测力弹簧，当测力弹簧压缩到设定值时，控制电路使电动机断电停止转动。同时主控电路发出超力矩报警信号。

5.1.3.2 行程控制机构：结构见图5.4所示。

凸轮组

“关”位

行程开关

它由凸轮组和微动开关组成，该凸轮组借助于两个凸轮板分别作用于正反转的微动开关来控制执行机构的行程。凸轮板装在一个凸轮机构中，由一套减速装置驱动，减速装置与减速器传动轴相连，通过调整凸轮板的位置可限定执行机构的行程。行程调整极为方便，只需要用螺丝刀先向下按后再转动，使凸轮转到所需限位位置即可。

“开”位行程开关

图5.4

5.1.3.3 角度传感器：

精密导电塑料电位器

图5.5

连杆嵌入定位槽内

采用高精度、长寿命的导电塑料电位器作为位置传感元件，它与凸轮组同轴连接，整体式比例调节型电动执行机构位置反馈信号是将导电塑料电位器随输出轴变化的电阻值转换成电位值（电压）送入GamX-2K位置定位器进行比较放大，并输出4～20 mA DC电流信号用于位置指示，其结构见图5.5。

5.1.3.4 接线端子

为了把使执行器内部不同的线接起来，同时使里边的导线引到外边来，需接入一个接线端子排，把线接起来，外型见图5.6：

图5.6

5.1.3.5位置定位板

位置定位板实质上是一个将控制信号与位置反馈信号进行比较，其差值经放大后控制电动机转、停和旋转方向的多功能控制板，由它控制执行机构按照系统的控制信号对终端元件实现自动控制。它与执行器相联，以控制执行机构按要求准确定位。主要是由比较放大、逻辑保护、逻辑判断以及交流功率开关等电路组成，控制电动机功率放大部分主要是由光电耦合过零触发固态继电器（无触点开关）组成。具有较高的技术水平，所有关键电子元件都采用进口高精度微型元件，其中所有集成电路都采用美国摩托罗拉和美国国家半导体等著名公司的产品。该定位器定位精度高，抗干扰能力强，温漂、时漂小，调整方便，同时还增加了电限位功能和抗电源突变干扰的功能。如图5.8所示：

图5.8

其主要特点为：

（1）高度集成化。

（2）给定信号与反馈信号的零位与满度均可以在一定的范围内自由设定, 以适应现场各种执行机构和变送器的特殊要求。

（3）给定信号和反馈信号均可以适应正反两种逻辑输入模式，无须调换反馈电位器和正反转的接头，就可以改变正反逻辑方向。

（4）具有上、下电限位功能，对于超出量程的外部给定信号，采取一定的措施予以, 避免执行机构超范围运转而损坏。

（5）具有断信号保护功能，如果没有给定信号或信号突然断掉，模块可根据用户的设定，控制执行机构停在原位置不动、自动关闭、自动全开或指定位置。

（6）具有动态电制动功能，在正反转切换的瞬间，加有保护时隙，可适应单相或三相电机。

（7）位置跟踪信号与主电路采用光电隔离，可以适应计算机集散控制系统的需要。

（8）定位器中设定的所有参数，都存入电脑芯片中，断电后不丢失，再次通电后，定位器能记忆断电前的工作状态。

六、型号规格、外形尺寸及安装尺寸

6.1 角行程电动执行机构的规格型号及标注方法

表6.1

6.2 SD系列角行程电动执行机构的外形尺寸及安装尺寸

图6.1 SD250/Z直联式角行程电动执行机构

图6.2 SD250/H底座式角行程电动执行机构

图6.3 SD600/H底座式角行程电动执行机构

图6.4 SD600/Z直联式角行程电动执行机构

图6.5 SD/Z直联式角行程电动执行机构

表6.

图6.6 SD/H底座式角行程电动执行机构

表7.3

表7.4

图6.7 SD6000/H底座式角行程电动执行机构

注：B+RS1000、B+RS2000系列电动执行机构最终输出级减速机结构为滑块摇臂结构，因此自起始点0°至终点90°输出为变力矩。具体情况如下

          输出轴角度

  八：操作方式简介

本执行器控制板一共有三个按键：功能键（PS1）、减少键(PS2和增加键(PS3)。

功能键用于手动自动切换。当第一数码管出现横杠（—）则表示本机状态，当第一数码管横杠不亮时表示远程状态。在设定状态下，功能键则用于确认输入并进入下一项菜单。

增加键和减少键，在设定状态，用于输入设定参数。在手动状态可以直接控制阀门转动。

本控制器一共有四种操作状态：设定状态、手动状态、远程点动状态和自动状态。后三种状态为普通工作状态。可以方便地在各种工作状态之间切换。其中手动状态优先级最高，自动状态优先级最低。

设定状态用于调整各项参数。设定状态一共有两级菜单：一级菜单和二级菜单。在手动工作状态，长按功能键约3秒可进入设定状态的一级菜单。在一级菜单最后一项长按功能键7秒可进入二级菜单。如果在菜单的最后一项短按功能键，则退出设定状态；如果不是最后一项菜单，则进入下一项菜单。

手动状态时，按增加键和减少键可以直接控制阀门转动。手动状态优先级大于远程点动状态和自动状态。短按功能键可以在手动状态和远程点动/自动状态之间切换。例如远程点动无效时，按功能键则在手动状态与自动状态间切换；当远程点动有效时，按功能键则在手动状态与远程点动状态之间切换。

远程点动状态时，在远程中控室中，按手操器上的增加键和减少键可以直接控制阀门转动。按手操器上的功能键，则可以在远程点动与自动状态之间切换。

自动状态时，本执器受4~20mA给定电流控制。4mA时阀门转动到全开位置。20mA时，阀门转动到全关位置。

模块菜单

注意：如数码管出现 （ˉˉ_ _  ）上两横杠 下两横杠 证明电源相序错误或电源缺相  断电颠倒电源相序即可。

一级菜单（调试步骤）

1．1 位调整 – 阀门全关位置

按增加减少键控制阀门转动到关闭位置，直接调整电位器至数码管出现0即可  (或按功能键3秒钟进入设定状态，本控制器显示“1 –   0.”，此项菜单用于调整阀门全关位置，也称之为零位。此时用增减键可直接控制阀门转动。转动阀门到全关，调整电位器至数码管出现100左右数值即可)。

如果不需调整阀门零位，则不要按增加或减少键。直接按功能键进入下一项菜单。

1．2 满位调整 – 阀门全开位置

本控制器显示“2 –1 0 0.”。此项菜单用于调整阀门全开位置，也称之为满位。此时用增减键可直接控制阀门转动。调整阀门到全开位置，按功能键退出即可。调试完毕。

如果不调整阀门满位，则不要按增加或减少键。直接按功能键进入下一项菜单。

1．3 给定电流断信号时，阀门停位选项

   当控制器检测到没有给定电流信号时，这种状态称之为给定电流断信号。此故障一般是由电缆断裂或安装失误引起的。在自动状态下，控制根据给定电流信号确定阀门在停到的位置。所以给定电流断信号是一种严重的故障。

此项菜单用于选择给定电流断信号时，阀门要停到的位置。共有四个选项，用增减键选择。

“3 – 0 1”：阀门原位不动，默认值。

“3 – 0 2”：阀门全开

“3 – 0 3”：阀门全关

“3 – 0 4”：阀门转动到预设位置。 在下一项菜单1.4中调整预设位置。只有选择选项4“预设位置”，才会显示下一项菜单1.4 ，此时菜单1.4是一级菜单最后一项。否则本菜单1.3是一级菜单最后一项。

1．4 阀门预设位置

    本控制器显示“4 – 5 0.”此项菜单用于调整给定电流断信号时，阀门停到的位置。默认值为50%。按增加键和减少键可以调整数值。

1．5 阀门正反作用选择（执行器的运行方向）设置

本控制器显示“5 –  1” 标准形式：执行器（面向输出轴）顺时针旋转为开启，逆时针旋转为关闭。

本控制器显示“5 –  2” 非标准形式：执行器（面向输出轴）逆时针旋转为开启，顺时针旋转为关闭。

如果无需调整，则按功能键直接进入下一项菜单。

二级菜单

在一级菜单最后一项 3 – 或5 – 项长按功能键5秒钟，则进入二级菜单。

出厂时，反馈电流与给定电流已经校准。用户一般无需调整。

2．1 显示模式

全关时显示0 ( % )，全开时显示 1 0 0 ( % )。

“1 =  2”电流模式。全关时显示4. 0 0 ( mA )，全开时显示 2 0. 0 ( mA )。

2．2 反馈电流4mA校准（无需调整）

    本项菜单用于校准阀门全关时的反馈电流输出。

控制器滚动显示4. 0 0 mA，并输出约4 mA反馈电流。按增加键和减少键用于输入用户测量的反馈电流值。控制器使用输入的电流值校准。

如果无需调整，则按功能键直接进入下一项菜单。

2．3 反馈电流20mA校准（无需调整）

本项菜单用于校准阀门全开时的反馈电流输出。

    控制器滚动显示2 0. 0 0 mA，并输出约20 mA反馈电流。按增加键和减少键用于输入用户测量的反馈电流值。控制器使用输入的电流值校准。

如果无需调整，则按功能键直接进入下一项菜单。

3．4 给定电流校准（无需调整）

   本项菜单用于校准给定电流。调整前应先将给定电流调整到20mA左右。

控制器根据内部存储的参数，采集计算并滚动显示给定电流值。按增加键和减少键可输入用户测量的给定电流值。控制器根据用户的输入进行校准计算。

如果无需调整，则按功能键直接进入下一项菜单。

注意：控制器在按功能键确认输入进入下一级菜单时，对给定电流重新采样并校准计算，所以一定要保持给定电流稳定。

2．5 精度调整

控制器显示“5 =  2”精度一共分为5级。默认为2级。1级精度最高，5级精度最低。

精度一般与现场的各种干扰和阀门特性有关。当控制器在自动状态出现抖动时，应选择更低的精度。

2．6 相移时间

    控制器显示“6 = 1 0”,即相移时间为1.0mS。调节精度为0.1mS, 调节范围为0.1mS~9.9mS。

    相移时间为电源过零脉冲与刹车反向输出之间的等待时间。适当调整相移时间，可以优化刹车效果。

2．7 刹车时间

   控制器显示“7 =  8”， 即刹车时间为8 mS。调节精度为1mS，调整范围为1~99mS。

    观察当前实际刹车效果，并据此调节刹车时间，可以优化刹车效果。当刹车效果好时，控制器可以达到较高的精度。

2．8单相/三相选择“8 =  1”单相，“8 =  2”三相 (出厂时为三相)。

特别注意：当设定完参数后要用手轮转动执行器输出臂到50%开度位置后再进行手动或自动操作。

ＳＤ系列电动执行器

产

品

说

明

书

接线图