SIPOS電動執(zhí)行器的檢修與維護

劉君 李敏

摘 要：德國SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)采用內(nèi)置一體化變頻器來控制輸出軸轉(zhuǎn)速，從而可根據(jù)實際需要對閥門進行最優(yōu)控制，其內(nèi)部采用內(nèi)置一體化變頻器，SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)有許多優(yōu)點：（1）在被卡住時可產(chǎn)生最大力矩使閥門脫離卡住位置。（2）可避免由于慣性對閥門造成的沖撞，保護閥門，延長其使用壽命。（3）啟動和運行電流永遠小于電機額定電流，從而節(jié)省配線和配電成本等優(yōu)點。SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)在大慶油田熱電廠得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著時間的推移，SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)在使用過程中相繼出現(xiàn)了各類故障，文章將對出現(xiàn)各類故障進行分析。

關(guān)鍵詞：調(diào)試；RUNTIME ERROR；電源板故障；判斷；常見參數(shù)確定

1 SIPOS電動執(zhí)行器的調(diào)試

1.1 調(diào)節(jié)進入endpos菜單。只要行程有變化都需要調(diào)節(jié)endpos（末端位置）。如果沒調(diào)節(jié)好，會在observing中顯示check endpos的錯誤提示。調(diào)節(jié)方法：進入編程模式LocalPar按"Enter"進入LocalPar模式，密碼為9044。然后進行調(diào)整。

1.2 控制方式。如果遠程控制模式的控制方式?jīng)]調(diào)節(jié)好，有可能會出現(xiàn)可以本地控制，遠程也是ready，但是遠程給的信號不起作用，應(yīng)該在編程模式里面調(diào)節(jié)remote control，設(shè)置為我們所用的控制方式，我們所用的是模擬量、位置控制。

1.3 報錯：Inventer fault，主控制模塊與變頻器通訊錯誤。處理方法：重起一般或好的，但是重起后要注意切換到了遠程控制模式，如果重起后， 參數(shù)也設(shè)定好了，還是有這個錯誤，那就有可能壞了硬件。

2 SIPOS FLASH 5 執(zhí)行機構(gòu) RUNTIME ERROR 的產(chǎn)生原因

SIPOS FLASH 5 采用電位器做定位傳導控制。執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試過程就是指令（比如模擬信號4-20毫安）、閥位（0-100%）、反饋信號（4-20毫安） 三對照的過程。也就是機械的實際行程和電行程的復合對應(yīng)過程。

SIPOS執(zhí)行機構(gòu)是用齒輪變比的電位器定位傳感，至少兩次才完成三對照的調(diào)試，也就是機械行程和電行程的兩個對照，因為其設(shè)計智能化，閥位反饋的調(diào)整和電行程的對應(yīng)是同步完成。

當 SIPOS動作時， 比例的電位傳感要同步動作。但是當電位器跑偏（離合器拖動出行程），或者電位器動靜摩擦觸頭磨損、或者因為震動接觸不好，導致這個傳導信號不能夠?qū)崟r告知CPU的時候，CPU就認為電機是失速或者堵轉(zhuǎn)，切斷U、V、W供電，發(fā)出報警，這就是RUNTIME ERROR！

3 密碼無法確認

在單控室中顯示DCS閥位信號故障，就地重新調(diào)試后，輸入9044密碼無法確認，無法進入調(diào)試，這類故障通常是由電源板故障引起的，這時需要更換電源板即可解決。

4 SIPOS執(zhí)行器電源板故障的判斷

SIPOS不論經(jīng)濟型、專業(yè)型都是變頻的控制方式，變頻器就是一臺能源方式的轉(zhuǎn)換器：交流-直流-交流的轉(zhuǎn)換裝置。

在初始上電、整流、給電容充電的時候，因為初始電容沒有儲電，瞬間的充電電流非常大，是個階躍電流，這樣對電容器、對整個回路都不好，為此在直流的充電回路里設(shè)計加上電阻來限流，使得這個過程更平順，大家若留意，在電容旁邊有幾個立起來串聯(lián)安裝的電阻，這就是限流電阻。

在電容充電完成后，這個電阻仍然在這個回路，若繼續(xù)存在，勢必加大電量消耗，同時產(chǎn)生大量熱量影響熱敏感的半導體器件的使用效果，這個時候就要把它去掉

來完成這個任務(wù)的就是我們可以在電源板上可以看到的一個繼電器，唯一的繼電器24v的直流繼電器。

用聽的方法可以來判斷電源板是否損壞，這個聲音就是繼電器的勵磁動作聲音-啪嗒！

5 SIPOS電動執(zhí)行器常見參數(shù)的確認

5.1 信號齒輪單元比例的選擇

信號齒輪單元比率選擇的計算（不必太精確，可估算）：

調(diào)試時要注意角行程減速箱的銘牌數(shù)據(jù)，假設(shè)其減速比為i，角行程閥門的行程為α度（可估算），則計算多回轉(zhuǎn)輸出部分的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)如下：

多回轉(zhuǎn)輸出軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)=i×α/360=i/4（以90°角行程減速箱為例）如果所配閥門為直行程型，則要計算時要能得到將多回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換到直線運動部分部件（傳動螺桿、線性單元）等的參數(shù)。

5.2 確定執(zhí)行機構(gòu)的最終輸出扭矩的確定

執(zhí)行機構(gòu)最終輸出力矩的計算（配角行程閥門時）：

對于2SA5+角行程減速箱這種方式，需要注意這樣一些數(shù)據(jù)，其一是執(zhí)行機構(gòu)多回轉(zhuǎn)部分（2SA5）的設(shè)備銘牌，會有一個力矩范圍，比如10-30Nm，該數(shù)據(jù)表明的是多回轉(zhuǎn)部分輸出軸處的輸出扭矩。其二是角行程減速箱上會有一個銘牌，標明該減速箱的輸入扭矩T（in），輸出扭矩T（out）。角行程減速箱的扭矩放大倍數(shù)K=T（out）/T（in）。

經(jīng)濟型：若設(shè)定的閥門關(guān)斷力矩范圍為30%-100%，當設(shè)定為100%即對應(yīng)于銘牌上的最大數(shù)據(jù)Tmax（該例子為30Nm）。則多回轉(zhuǎn)部分的輸出扭矩為T（2SA5）=Tmax× P%。

專業(yè)型：設(shè)定的關(guān)斷力矩即為多回轉(zhuǎn)部分的輸出扭矩T（set），毋需計算。則最終執(zhí)行機構(gòu)的輸出扭矩為多回轉(zhuǎn)部分的輸出扭矩乘以角行程減速箱的扭矩放大倍數(shù)，即：閥門扭矩T=T（2SA5） ×K=Tmax×P%×KTmax×P%×T（out）/T（in） 經(jīng)濟型

閥門扭矩T=T（2SA5） ×K=T（set）×T（out）/T（in） 專業(yè)型

5.3 直行程電動執(zhí)行機構(gòu)輸出推力確定

執(zhí)行機構(gòu)最終輸出推力的計算（配直行程閥門時）：

需要找到將多回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動的機構(gòu)部分（線性單元或其它）的扭矩推力轉(zhuǎn)換系數(shù)K，定義K=轉(zhuǎn)換部分的輸出推力F（kN）/轉(zhuǎn)換部分的輸入扭矩T（Nm）。則最終的輸出推力：供給閥門的推力（kN）=K（kN/Nm）×T（2SA5）（Nm）

6 SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)模擬量信號接線的注意事項

6.1 到目前為止，對于專業(yè)型控制板執(zhí)行機構(gòu)的模擬量開度指令信號（對于端子板直接連接的連接方式，是X3.2的14和15號端子；對于圓形插頭式連接方式，是XK的11和12號接線柱），該指令信號的負極，一定要和執(zhí)行機構(gòu)的內(nèi)部的M地連接一短接線（端子板直接連接的方式，是X3.2的15和18號端子短接；對于圓形插頭式連接方式，是XK的12號接線柱和6號接線柱短接。在電路板內(nèi)部已經(jīng)做了短接，就不需要外部的短接線了）。

6.2 在DCS端的模擬量反饋信號（模擬量閥位反饋信號）的接線一定要接成DCS不提供供電電源的方式。因為該模擬量信號已經(jīng)由執(zhí)行機構(gòu)提供了電源，不需要在DCS端再提供工作電源。如果接錯的話，就會燒毀執(zhí)行機構(gòu)的控制板，嚴重的情形下，結(jié)合上述的兩種情形，會燒毀電源板和控制板。

6.3 勿容置疑，模擬量的信號，必須采用屏蔽電纜，屏蔽層必須可靠接地。

7 結(jié)束語

自動化技術(shù)已成為全球發(fā)展最快生命力最旺盛的技術(shù)之一，也要求從事自動化技術(shù)人員不斷提高自身素質(zhì)和技能，文章通過對SIPOS電動執(zhí)行機構(gòu)的各類故障及常用參數(shù)的分析，希望能夠給從事自動化技術(shù)人員的檢修提供一定的參考。

參考文獻

[1]Sipos執(zhí)行器用戶手冊.

[2]Sipos執(zhí)行器安裝與調(diào)試.