1、1 S執(zhí)行器工作原理1.1傳動(dòng)原理AS執(zhí)行器通過(guò)一根轉(zhuǎn)動(dòng)的軸將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給閥門，執(zhí)行器最基本的功能就是既能夠按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（關(guān)閉閥門），也能夠按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（打開 閥門）。這是通過(guò)改變執(zhí)行器交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的。執(zhí)行器交流電動(dòng)機(jī)的電源由三相配電開關(guān)提供，這種電源為3相380V交流電，原理如圖1所示。圖1交流電源與執(zhí)行器的連接A、B、C是交流電源的三相，1、2、3是執(zhí)行器的接線柱。現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)，A、B、 C與1、2、3的連接順序是隨機(jī)的，AS執(zhí)行器內(nèi)部的相序識(shí)別電路能夠自動(dòng)識(shí) 別任意連接順序，并通過(guò)內(nèi)部邏輯適應(yīng)該順序。三相電進(jìn)入執(zhí)行器內(nèi)部后，執(zhí)行 器內(nèi)部的控制電路將根據(jù)指令調(diào)整電動(dòng)

2、機(jī)給電相序，從而實(shí)現(xiàn)可控的正轉(zhuǎn)和反 轉(zhuǎn)。1.2控制原理閥位反饋位置計(jì)算處理模塊V精確的閥位檢測(cè)閥位設(shè)置扭矩控制.扭矩設(shè)置精確的扭矩檢測(cè)扭矩計(jì)算 ”處理模塊扭矩反饋圖2 AS全智能電動(dòng)閥門執(zhí)行器控制原理AS系列全智能電動(dòng)閥門執(zhí)行器在傳統(tǒng)電動(dòng)閥門執(zhí)行器基礎(chǔ)上做了大量改進(jìn)，使 執(zhí)行器的可靠性大大提高。AS電動(dòng)閥門執(zhí)行器如圖2所示。AS全智能執(zhí)行器是現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)、 機(jī)械制造技術(shù)等綜合應(yīng)用的產(chǎn)物，是機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品。AS全智能執(zhí)行器采用電子和電磁方法精確測(cè)量執(zhí)行器輸出扭矩的大小 和轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)（角度），使閥門的運(yùn)動(dòng)得到精確控制，閥門和執(zhí)行器的 磨損大大減小，運(yùn)行質(zhì)量得

3、到保證。AS全智能執(zhí)行器采用最新的計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，其狀態(tài)信息能夠很方便 地傳遞給上一級(jí)控制系統(tǒng)，也能夠方便地接受上一級(jí)控制系統(tǒng)的控制信 號(hào)，這使企業(yè)的生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化成為可能。AS全智能執(zhí)行器具有自診斷功能，能夠檢測(cè)到閥門和執(zhí)行器的運(yùn)行故障，自動(dòng)采取保護(hù)措施并報(bào)警，這對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的安全性具有重 大意義。AS全智能執(zhí)行器從電動(dòng)機(jī)到最終輸出采用一級(jí)減速，機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn) 化，這使執(zhí)行器的可靠性得到提高。2 AS執(zhí)行器技術(shù)特點(diǎn)2.1電機(jī)與傳動(dòng)AS執(zhí)行器低慣性高扭矩電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可迅速達(dá)到峰值扭矩，停止時(shí)幾乎沒有 超限運(yùn)動(dòng)，有利于準(zhǔn)確控制閥位。電機(jī)軸與渦桿軸是相互獨(dú)立的，便于改變執(zhí)行 器的輸出轉(zhuǎn)速

4、。電機(jī)線圈內(nèi)安裝了溫度開關(guān)，如果超過(guò)預(yù)先設(shè)定的溫度值（132 C），溫度開關(guān)將強(qiáng)制停止電機(jī)，保護(hù)執(zhí)行器免受損壞。電動(dòng)傳動(dòng)和手動(dòng)傳動(dòng)都設(shè)置了精確計(jì)算的空程，在執(zhí)行器初始動(dòng)作瞬間產(chǎn)生 “捶擊”效果，有利于打開關(guān)閉過(guò)緊的閥門和克服被驅(qū)動(dòng)裝置的慣性。AS執(zhí)行器采用單級(jí)渦輪渦桿傳動(dòng)，傳動(dòng)裝置在油箱內(nèi)運(yùn)行，潤(rùn)滑效果好， 在不同環(huán)境溫度下可最大限度地提高使用壽命。2.2手動(dòng)操作AS執(zhí)行器設(shè)置了電機(jī)操作和手動(dòng)操作的切換裝置。 將電動(dòng)/手動(dòng)切換桿壓下 至手動(dòng)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，帶動(dòng)執(zhí)行器轉(zhuǎn)動(dòng)后，再松開切換桿，切換桿將回到電動(dòng) 位置，但手動(dòng)操作仍有效。這時(shí)，如果電機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)操作變?yōu)橛行?，手?dòng) 操作無(wú)效。如果將切

5、換桿鎖定在手動(dòng)位置，無(wú)論電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)操作都無(wú)效。 非浸入式設(shè)置和操作通過(guò) AS執(zhí)行器密封窗口上的紅外線接口和隨執(zhí)行器帶的紅 外線設(shè)定器，可完成執(zhí)行器的全部設(shè)置和診斷，而不需要在現(xiàn)場(chǎng)打開電氣箱蓋而 暴露內(nèi)部的控制電路?！氨镜?停止/遠(yuǎn)程”選擇旋鈕和“開/關(guān)”控制旋鈕通過(guò)磁力操作內(nèi)部磁性簧 片開關(guān)，避免了需要密封防潮的貫通軸。選擇旋鈕指向“本地”位置時(shí)，遠(yuǎn)程控 制無(wú)效，這時(shí)可通過(guò)本地“開/關(guān)”控制旋鈕控制閥門的打開或關(guān)閉；旋鈕指向“停止”位置時(shí)，無(wú)論是本地控制還是遠(yuǎn)程控制，執(zhí)行器都不會(huì)動(dòng)作；旋鈕指向“遠(yuǎn)程”位置時(shí)，本地控制無(wú)效，這時(shí)可通過(guò)端子輸入來(lái)控制執(zhí)行器。2.3閥位和扭矩檢測(cè)霍爾效應(yīng)磁脈

6、沖計(jì)數(shù)器精確地測(cè)量執(zhí)行器的行程，作為閥位控制的反饋輸 入，精確控制閥門的位置。電機(jī)的磁通量、電流和扭矩也被精確地測(cè)量，如果開 或關(guān)方向上的電機(jī)扭矩超過(guò)預(yù)先設(shè)定值， 執(zhí)行器將自動(dòng)停止，紅外線設(shè)定器設(shè)置 該扭矩值的范圍是電機(jī)額定扭矩值的 40%-100%。AS執(zhí)行器閥位和扭矩的檢測(cè) 沒有使用任何機(jī)械傳動(dòng)開關(guān)，避免了機(jī)械磨損或變形帶來(lái)的誤差， 大大提高了可 靠性。2.4雙密封結(jié)構(gòu)AS執(zhí)行器的防水等級(jí)為IP68。端子箱外端蓋采用0形圈端面密封，密封等 級(jí)IP68。端子箱內(nèi)部的接線端子塊也采用了 0形圈端面密封結(jié)構(gòu)，密封等級(jí)IP65, 即使在下雨時(shí)打開端子箱外端蓋進(jìn)行接線， 端子塊的密封性能仍能保證內(nèi)部

7、電氣 元件不受外部雨水的影響。AS配有三個(gè)螺紋連接的電纜入口。除非特別指出，執(zhí)行器發(fā)運(yùn)時(shí)螺紋電纜 入口的標(biāo)準(zhǔn)配置為1 M40和2 M25。根據(jù)用戶的要求，出廠時(shí)可以將螺紋電纜 入口配置為1 PG29和2 PG16。如果用戶在訂單中沒有特別注明是否需要防爆，SDA將提供防爆型的AS執(zhí)行器。防爆型的AS執(zhí)行器在發(fā)運(yùn)時(shí)對(duì)電纜連接口配有三只鋼質(zhì)無(wú)眼堵頭，非 防爆型的AS執(zhí)行器在發(fā)運(yùn)時(shí)對(duì)電纜連接口配有三只塑料轉(zhuǎn)接堵頭。2.5連接器AS執(zhí)行器提供推力型和非推力型驅(qū)動(dòng)連接器。推力型連接器的軸套采用推 力型底座，適用于需要軸向力的閥門，例如絲杠傳動(dòng)的閘閥。非推力型連接器不 能提供軸向推力，適用于只有轉(zhuǎn)動(dòng)的閥門

8、，例如球閥，或用于驅(qū)動(dòng)減速器。驅(qū)動(dòng) 軸套是可拆卸的，用戶可按照閥桿對(duì)軸套進(jìn)行加工，以便與閥門配合。2.6可靠性AS執(zhí)行器的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程力求精益求精，嚴(yán)密的測(cè)試程序在極端工況下 檢驗(yàn)執(zhí)行器的工作性能。在擴(kuò)展規(guī)格和提高性能的同時(shí)，AS的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，有利于提高可靠性。2.7密封和防護(hù)AS執(zhí)行器采用了世界領(lǐng)先水平的密封和防護(hù)技術(shù)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68,內(nèi)部器件不受外部環(huán)境的影響。在洪水、潮濕、嚴(yán)寒、酷熱、侵蝕性氣體等環(huán)境下， 執(zhí)行器的性能仍能得到可靠的保證。端子箱內(nèi)的接線端子塊采用了獨(dú)特的雙密封 結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)，即便端子蓋被移開，內(nèi)部器件仍能得到可靠保護(hù)，并且不受 電纜口密封情況的影響。紅外線設(shè)置

9、方式和旋鈕磁開關(guān)這種非侵入式設(shè)計(jì)，對(duì)保證執(zhí)行器可靠的密封起著重要作用。紅外線設(shè)置方式意味著對(duì)AS執(zhí)行器進(jìn)行現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)置時(shí)無(wú)須打開端蓋，所有設(shè)置均通過(guò)紅外線設(shè)定器來(lái)完成。 在工廠受控環(huán)境 下裝配好后，將完全消除電子室與外界之間的空氣流動(dòng)，電子室內(nèi)的部件受到永久保護(hù)。旋鈕磁開關(guān)的控制方式意味著沒有任何活動(dòng)軸穿透電子室的外殼，保證外殼密封的完整性。2.8備份電源AS執(zhí)行器的動(dòng)力電源來(lái)自外部三相交流電，執(zhí)行器內(nèi)部的變壓器和整流器 提供直流電源。停電時(shí)，執(zhí)行器內(nèi)部的可充電電池將成為控制電源，所有控制、 通訊、記錄和顯示功能都正常有效。 電源管理模塊管理電池電量，三相交流電供 電時(shí)對(duì)電池充放電自動(dòng)進(jìn)行管理。

10、2.9扭矩和閥位控制為了保證生產(chǎn)的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量，電動(dòng)閥門的用戶需要在閥門行程末端， 或者流量調(diào)節(jié)時(shí)在行程中間對(duì)閥位進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，這依賴于精確的扭矩和閥位檢測(cè)和控制，這種精確性對(duì)保護(hù)閥門和執(zhí)行器免受過(guò)力矩?fù)p壞、防止閥門運(yùn)行不到位起著至關(guān)重要的作用。AS執(zhí)行器采用了特殊的低慣性、高轉(zhuǎn)矩電機(jī)，電機(jī)的磁通量、電流和轉(zhuǎn)矩 被精確地測(cè)量，檢測(cè)結(jié)果被用來(lái)閉環(huán)控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。這樣，在準(zhǔn)確控制閥位的同時(shí)，防止出現(xiàn)過(guò)力矩。電機(jī)轉(zhuǎn)矩測(cè)量的準(zhǔn)確性不受機(jī)械誤差的影響，也不受頻率、電壓和溫度變化的影響?；魻栃?yīng)脈沖傳感器準(zhǔn)確、可靠地測(cè)量執(zhí)行器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，即使在強(qiáng) 電磁干擾環(huán)境下，數(shù)字脈沖測(cè)量方式仍能保證測(cè)

11、量結(jié)果的準(zhǔn)確性。 在主電源掉電 時(shí)，AS執(zhí)行器內(nèi)置的可充電電池將向閥位測(cè)量系統(tǒng)供電，這種情況下，即使手 輪操作閥門轉(zhuǎn)動(dòng)，閥位值仍能被準(zhǔn)確地測(cè)量。AS執(zhí)行器當(dāng)前的力矩值及閥位值與儲(chǔ)存在安全、非易失內(nèi)存中的極限值相 比較，當(dāng)力矩值或閥位值達(dá)到極限值時(shí)，執(zhí)行器將停止該方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。2.10元件的可靠性AS執(zhí)行器的機(jī)械和電氣系統(tǒng)采用流線型結(jié)構(gòu)，這對(duì)提高執(zhí)行器的可靠性很 有幫助。AS執(zhí)行器控制模塊采用大規(guī)模集成電路，控制器件的數(shù)量大大減少， 這使相互間的連線和印刷電路板的復(fù)雜性大為降低，大大提高電路的可靠性。包括CPU、存儲(chǔ)器、晶體震蕩器、運(yùn)算放大器等在內(nèi)的所有電子器件都是工業(yè)級(jí) 的，能夠在惡劣工作環(huán)境

12、下長(zhǎng)壽命工作。2.11安全性在AS執(zhí)行器設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié)，都考慮到了執(zhí)行器的安全性要求，一方面考 慮周圍人員和設(shè)備的安全性，另一方面考慮執(zhí)行器本身的安全性。AS執(zhí)行器在電氣安全性方面符合IEC61508、ISA-S84.01和DIN19250等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2.12聯(lián)鎖控制根據(jù)使用要求，用戶可以將 AS執(zhí)行器設(shè)置為“聯(lián)鎖控制”模式。在這種控 制模式下，只有當(dāng)“聯(lián)鎖”的兩個(gè)控制信號(hào)都有效時(shí)，執(zhí)行器才會(huì)動(dòng)作。以開閥 命令為例，如果遠(yuǎn)程開閥和開閥聯(lián)鎖信號(hào)同時(shí)為高電位， 執(zhí)行器才執(zhí)行開閥操作。 如果只有一個(gè)信號(hào)為高電位，或者另一個(gè)信號(hào)丟失了，執(zhí)行器將不會(huì)動(dòng)作，以避 免發(fā)生危險(xiǎn)情況。2.13靈活的接口SDA從

13、用戶的角度來(lái)審視AS執(zhí)行器客戶化的方便性，讓用戶最輕松地享受 高技術(shù)產(chǎn)品的高品質(zhì)。這種設(shè)計(jì)實(shí)際上滿足了產(chǎn)品不斷更新的要求，反過(guò)來(lái)又保 證了產(chǎn)品的高質(zhì)量。AS執(zhí)行器的這種高可靠性，使用戶可以高枕無(wú)憂，并最大 限度地減少維護(hù)費(fèi)用。最新的大規(guī)模集成電路使 AS執(zhí)行器功能強(qiáng)大、可靠性高, 使用方便。2.14友好的人機(jī)接口SDA AS執(zhí)行器除了提供傳統(tǒng)的多線制接口外，還提供多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的 總線通信接口，能夠方便地與用戶的控制系統(tǒng)建立通信連接。 在中國(guó)市場(chǎng)上銷售 的AS執(zhí)行器的液晶顯示屏采用了中文菜單式界面，提示和幫助文件也是中文的， 這為中國(guó)用戶帶來(lái)了前所未有的方便。AS執(zhí)行器采用一種專用的獨(dú)特液晶

14、顯示屏，為中國(guó)的用戶提供全中文圖形 界面。液晶顯示器設(shè)有背景照明，即使在夜間也清晰可讀。顯示屏上還設(shè)置了三 個(gè)LED指示燈，分別表示全開、全關(guān)和中間位置三種狀態(tài)，在距離執(zhí)行器較遠(yuǎn) 時(shí)就能看清楚這三種重要狀態(tài)。2.15方便的設(shè)置工具隨執(zhí)行器帶有本安型紅外線設(shè)置工具，可用于非侵入式地設(shè)置執(zhí)行器的全部 控制參數(shù)，設(shè)置過(guò)程簡(jiǎn)單、安全、快速。在中國(guó)市場(chǎng)上銷售的AS執(zhí)行器的人機(jī)界面采用全中文菜單，用戶的設(shè)置和操作非常直觀、方便。紅外線設(shè)定器還可以 在本地打開或關(guān)閉閥門。無(wú)論是處于運(yùn)行狀態(tài)還是停止?fàn)顟B(tài)， 都可以對(duì)執(zhí)行器進(jìn) 行非侵入式設(shè)置。還可以利用紅外線設(shè)定器查閱執(zhí)行器的各種配置文件和運(yùn)行數(shù) 據(jù)。2.16故

15、障自診斷AS執(zhí)行器設(shè)置了專門的電路和軟件來(lái)巡查各方面的故障，檢測(cè)到故障后將 按預(yù)先設(shè)置的方式采取安全保護(hù)動(dòng)作， 并發(fā)出故障報(bào)警，在屏幕上顯示排除故障 的提示和幫助文件。AS執(zhí)行器中安裝了大容量數(shù)據(jù)記錄卡，詳細(xì)記錄操作、報(bào) 警、過(guò)程參數(shù)等歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用來(lái)分析裝置的性能和運(yùn)行情況。如果執(zhí)行器出現(xiàn)故障，液晶顯示屏將顯示故障報(bào)警屏幕，明確指示出閥門、控制系統(tǒng)和執(zhí)行器的報(bào)警狀況，同時(shí)通過(guò)端子向上級(jí)控制系統(tǒng)發(fā)送與故障相關(guān)的 信息。用戶可隨時(shí)調(diào)用執(zhí)行器的幫助信息，對(duì)控制信號(hào)狀態(tài)、閥門和執(zhí)行器狀態(tài)、 指示狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分組分析。執(zhí)行器上電時(shí)，如果自檢測(cè)及自診斷程序檢測(cè)到故 障，故障報(bào)警和幫助屏幕就會(huì)自動(dòng)

16、顯示出來(lái)。2.17數(shù)據(jù)記錄和管理AS執(zhí)行器數(shù)據(jù)記錄卡配置了大容量電池后備的非易失存儲(chǔ)器，專門開發(fā)的 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)記錄和存儲(chǔ)有關(guān)執(zhí)行器運(yùn)行的數(shù)據(jù)。通過(guò)紅外線設(shè)定器設(shè)置 數(shù)據(jù)記錄保存的時(shí)間，最長(zhǎng)可達(dá)三年。數(shù)據(jù)記錄卡上記錄的數(shù)據(jù)包括每次操作或 設(shè)置出現(xiàn)的時(shí)間、內(nèi)容和執(zhí)行結(jié)果；每次開閥或關(guān)閥操作時(shí)扭矩與閥位的對(duì)應(yīng)值， 開閥或關(guān)閥方向上扭矩的歷史平均值；每次報(bào)警出現(xiàn)的時(shí)間、原因和處理結(jié)果。通過(guò)GSM全球通信網(wǎng)絡(luò)，AS執(zhí)行器可以與計(jì)算機(jī)建立遠(yuǎn)程點(diǎn)到點(diǎn)通信， 通過(guò)GSM遠(yuǎn)程連接將數(shù)據(jù)記錄卡上的數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中，以進(jìn)一步分析執(zhí)行 器、閥門或整個(gè)裝置的運(yùn)行情況。SDA的PC-Scan在 Windows

17、98或Windows NT 4.0環(huán)境下運(yùn)行，PC-Scan自動(dòng)管理計(jì)算機(jī)與AS之間的遠(yuǎn)程通信，下載、存儲(chǔ)或 打印數(shù)據(jù)記錄卡上的數(shù)據(jù)。SDA的本安型PC-Tran通信器可在現(xiàn)場(chǎng)與AS建立紅 外線通信，下載數(shù)據(jù)記錄卡上的數(shù)據(jù)，運(yùn)行于PC機(jī)上PC-Scan從PC串行通信口讀取PC-Tran上的數(shù)據(jù)。2.18安全保護(hù)AS執(zhí)行器采取了完善的安全保護(hù)措施，具有非常高的容錯(cuò)能力，這進(jìn)一步 提高了執(zhí)行器的可靠性和壽命。2.19電源保護(hù)相同步器：現(xiàn)場(chǎng)接線時(shí)，要保證正確的三相交流電相序是非常麻煩的事情， 試相序時(shí)必須小心翼翼，電機(jī)不正確的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可能損壞執(zhí)行器和閥門。AS執(zhí)行器的用戶不用再為這個(gè)問題煩惱，接線時(shí)不用考慮相序問題，AS內(nèi)部的相同步器自動(dòng)校正三相電源的相序。無(wú)論將三相電源接成哪一種相序，AS接到開命令時(shí)總是按預(yù)先設(shè)置的開方向轉(zhuǎn)動(dòng)，接到關(guān)命令時(shí)總是按預(yù)先設(shè)置的關(guān)方向轉(zhuǎn) 動(dòng)。相檢測(cè)器：AS內(nèi)部的相檢測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)三相交流電源是否缺相或丟相，如 果出現(xiàn)一相或多相丟失的情況，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，電機(jī)啟動(dòng)器的觸點(diǎn)被禁止接通。2.20電機(jī)保護(hù)卡住保護(hù)：AS接到開或關(guān)的啟動(dòng)信號(hào)后，如果閥門被卡住，在預(yù)先設(shè)置的 時(shí)間內(nèi)沒有動(dòng)作，AS內(nèi)部的邏輯電路將斷開相應(yīng)觸點(diǎn)，強(qiáng)行停止執(zhí)行器的運(yùn)行