利密托克电动执行机构工作原理及常见故障分析

1 电动执行机构的工作原理

智能型利密托克电动执行机构由三相异步电动机驱动, 通过蜗轮蜗杆减速, 带动空心输出轴输出转矩。减速器具有手/电动切换机构, 当切换手柄处于手动位置时, 手轮通过离合器带动空心输出轴转动;电动操作时, 切换机构将自动回落至电动位置, 离合器和蜗轮啮合, 由三相电机驱动空心输出轴转动, 其工作原理框图如图1所示:

2 常见故障分析

2.1 显示面板有可能出现的故障主要为硬件故障, 如编码器故障、电源板故障、主板故障等, 另外还有一些其它故障, 如:缺项故障、过扭矩故障和阀门卡涩等, 下面逐一进行分析:

2.1.1主板液晶屏没有显示, 可能是主板故障、也可能是电源板故障。首先检查三相交流电源是否正常, 如果三相交流电源正常请继续检查, 再检查执行机构接线端子21/22是否有24V DC输出。如果没有24V DC输出, 需要打开执行机构的控制电路盖子, 检查电源板保险是否良好。这样就可以检查出故障所在。当然, 在交流电源正常的情况下, 可以拿好的主板或者电源板来确认故障的具体对象。当更换主板后, 重新对执行机构的参数进行设置, 根据执行机构面板的提示 (参照名牌参数) , 主要对型号、电压、输出转数 (PRM) , 频率, 进行设置, 其余参数为默认值, 最后调整执行机构的限位和扭矩设定值。

2.1.2编码器故障, 此故障有可能是操作不规范所致, 断开交流电源复位即可。还有就是编码器实际发生的故障, 这需要更换编码器, 在更换完编码器后, 需要对执行机构的开、关限位重新进行调整。

2.1.3缺相故障, 这是由于380V AC电源有一相不正常造成, 需要检查交流电源。测量三相交流电源是否平衡、三相对地是否正常、有没有虚接。

2.1.4过扭矩故障或者阀卡涩故障, 这种情况需要手动来测试阀门是否真的过扭矩或者卡涩, 然后进行解决。

2.2 LOCAL (就地) 和REMOTE (远程) 不能电动操作执行机构

2.2.1 LOCAL (就地) 不能电动操作, 如果此时面板显示为“状态OK”, 那么最有可能就是操作黑色旋钮时不规范所致。

2.2.2 REMOTE (远程) 不能电动操作, 如果此时面板显示为“状态OK”, 那么需要打开执行机构的接线端子盖。拆下端子25/27/28的接线, 短接端子21和28, 再用脉冲的方式短接端子22和25 (开命令) , 或者22和27 (关命令) , 视面板显示开度而定。如果是泵的出口阀, 需要拆下端子25/26/27/28的接线, 短接端子21和28, 短接端子22和26, 再用脉冲的方式短接端子22和25 (开命令) , 或者22和27 (关命令) , 根据面板显示开度而定。如果要停止阀门动作, 这时只需要断开端子22和26之间的短接线, 这样就可以排除执行机构自身的故障。

2.3 状态反馈信号丢失

2.3.1如果关到位, 面板显示0%开度。而此时PLC没有接收到关到位的信号, 拆下接线端子盖, 断开端子44/45的接线, 用万用表测试端子44/45是否有信号输出。

2.3.2如果开到位, 面板显示100%开度。而此时PLC没有接收到开到位的信号, 拆下接线端子盖, 断开端子46/47的接线, 用万用表测试端子46/47是否有信号输出。

2.3.3如果红色旋钮在RMOTE (远程) 位置, 而此时PLC没有接收到远程信号, 拆下接线端子盖, 断开端子38/39的接线, 用万用表测试端子38/39是否有信号输出。

2.3.4如果执行机构的红色旋钮在LOCAL (就地) 或者STOP (停止) 位置, 或者面板第二行显示有故障时, PLC没有接收到综合故障信号, 拆下接线端子盖, 断开端子52/53的接线, 用万用表测试端子52/53是否有信号输出。

2.3.5如果泵出口阀门位置的开度≥10%, 而此时PLC没有接收到这个信号, 拆下接线端子盖, 断开端子42/43的接线, 用万用表测试端子42/43是否有信号输出。

2.4 液晶屏显示有开度, 但是阀门没有动作

这种情况主要有以下两个方面的原因:

其一为与执行机构配套的阀门为平板闸阀, 当操作执行机构时, 液晶屏上阀位显示有变化, 但是阀门实际没有动作, 主要原因为执行机构齿轮箱螺母与底座之间的滚柱轴承损坏后, 造成螺母下沉, 螺母与涡轮之间不能够有效啮合, 在电机带动蜗轮旋转时, 螺母并没有转动 (或者少量转动) , 从而造成显示执行机构显示有变化而阀门并没有动作的现象, 如图2所示:

其二为与执行机构配套的阀门为球阀, 当操作执行机构时, 液晶屏上阀位显示有变化, 但是阀门实际没有动作, 主要原因为执行机构齿轮箱涡杆上的轴承损坏, 造成涡轮和涡杆之间不能够有效啮合, 从而造成执行机构开度有显示而阀门实际没有动作的故障, 而造成执行机构齿轮箱涡杆上轴承损坏的最终原因为球阀阀杆和O型圈密封部分存在锈蚀和杂质, 通过更换了O型圈并对锈蚀部分阀杆进行了除锈润滑处理后, 执行机构操作正常, 如图3所示:

2.5 电机过热报警

这种情况主要有以下几种原因 (执行机构连续工作时间不能超过15分钟) :

由于电机本身过热运行, 导致过热报警, 待电机温度自然冷却就可以消除报警;热敏保护元件损坏, 导致过热报警, 需要更换新的热敏元件;接线错误, 到主控制板的过热保护线没有插接好而导致, 检查接线即可。

摘要：西部管道双兰线原油系统上关键位置上大量使用利密托克电动执行机构, 本文主要对利密托克的工作原理进行了说明, 同时根据日常中实际工作经验, 详细总结了利密托克执行机构经常出现的故障, 并提出了相应的解决办法。

关键词：利密托克,工作原理,故障

参考文献

[1] GB50093-2002, 《自动化仪表工程施工及验收规范》[S].

[2] SY 4205-2007, 《石油天然气建设工程施工质量验收规范自动化仪表工程》[S].

[3] Q/SY XG 10160-2013, 《自动化仪表管理规范》[S].