Auma 执行机构调试总结.docx
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Auma执行机构调试总结
auma执行机构调试总结
1．设备概述
德国auma执行器有限公司生产的matic型执行器，主要有两种类型产品，包括调节型和非调节型。
各挡板执行器数量和型号如下：
名称
数量
型号
作用
磨煤机冷热风调节挡板
10
KMSTP104/211
调节
一次风及二次风回风挡板
4
KMSTP104/211
中间可停
其它全开全关挡板
28
KMSTP110/201
全开全关
1执行机构特性
1．1．1工作温度要求-25℃到80℃。
1．1．2高强度构造及可靠的密封性，所有auma执行器包括马达，均符合IP67密封要求。
1．1．3特殊研制的马达
对于执行机构而言，从全关位置启动执行机构需要特别大的力矩，auma研制的马达能完成这一特殊需求。
auma研制的马达依据欧盟VDE0530/IEC34标准，启动次数可达1200次/小时，使用耐热线圈，允许155℃的高温，绝缘等级为F级。
在回路中提供了三个温度开关，可保护马达，避免因过负荷操作，或马达失速引起马达线圈温度过高。
当温度超过140℃以上时，温度开关立即切断控制回路。
1．1．4可靠的连接方式
马达和执行机构采用插槽式连接环，用户连接马达和控制单元的接线。
提供简易、快捷的交替使用，如可比较方便地修改接线端子、拆装执行机构时无需拆除内部接线。
1．1．5控制单元采用独立的力矩和行程开关控制单元
行程和力矩开关均采用耐腐的金属材料制成。
力矩开关读数和调整比较方便。
行程开关可采用起子调整，调整比较方便。
1．1．6可靠的手动装置
由于马达切离驱动轴在蜗杆/蜗轮自锁之前，因此在执行机构力矩动作后也可很轻易地将其操作模式由电动切到手动。
（不象其他国产电动执行器一旦力矩动作就很难进行电动、手动切换。
）当马达启动后手动/自动切换灵活，不会出现手轮打转现象。
1．2其它附加装置特性
1．2．1附加了DUO-极限开关
DUO-极限开关有两组附加的计数转轮和相关的开关，能设定在两个阀位末端的任何位置。
1．2．2精密电位器
采用高精密度，防震型电位器。
可提供可靠的，线性良好的位置反馈信号。
1．2．3在每个执行机构内部加装了防潮电热器。
（可见即使采用了IP67高密封性标准，马达内部也可能因温差而受潮。
）
2．auma执行机构调试过程
2．1通电前线路确认
由于auma执行机构在浙江省是第一次使用，加上厂家提供的内部接线图有些错误存在，所以浙江省电力设计院提供的内部接线图错误较多，每一只执行机构在调试前都必须进行详细的回路确认。
2．2第一次试转
在线路确认完毕，并对动力线路进行绝缘试验后，可通上三相电源对执行机构进行试转。
试转前应将挡板摇到中间位置，防止执行机构反转打坏挡板。
执行机构开、关方向正确后应进行控制回路试验。
在中间位置按关按扭执行机构朝关方向动作，此时拨动关力矩开关看执行机构是否能够停转。
在中间位置再按关按扭执行机构朝关方向动作，此时拨动关行程开关检查执行机构是否能够停转。
然后对开回路再作同样的测试，检查开控制回路是否正常。
在调试过程中曾碰到三相线接反，执行机构反转的问题。
我们按照以前习惯的处理方法是在执行机构外部将三相线的其中两相换相，就能解决这个问题。
但在对aumamatic执行机构换线完毕通上电再操作执行机构后，发现执行机构连动都不能动，而且执行机构按扭中间的红灯一直常亮着。
刚刚开始以为是电源有问题，经检查电源是没问题的。
仔细检查厂家的接线图，也未发现有这些问题提到。
查看厂家资料，关于马达转反了也只简单提到交换两相就可解决这个问题。
后只能将三相线换回到原始位置，拆开执行机构内部将直接通往马达的三根三相线中的其中两根换相后才解决这个问题。
对于这个问题我们的看法是由于aumamatic型执行机构其所有控制电路全部集成在执行机构内部（如接触器、变压器等）。
而它向变压器提供电源的两根380V电源线对相序有要求。
在此控制电源的控制下，执行机构只会按照厂家默认的转向转。
而我们发现的挡板反转，并不是由于执行机构反转，而是由于角行程执行机构安装位置装反造成的（这个问题我们在其它工程的执行机构安装中也发现很多）。
厂家这样做也有一定的好处，至少可以保证执行机构不会转反，特别在直行程执行机构当中这样做绝对是有好处的。
2．3行程开关调整
执行机构行程调整见图1所示
图1
2．3．1行程开关动作原理
马达转动带动输出轴转动，输出轴带动传动齿轮，传动齿轮带动计数装置，计数装置带动执行机构行程开关动作，达到切断控制回路的目的。
2．3．2设定行程开关
手摇挡板到全关位置（应有机务人员确认挡板是否全关）。
用螺丝刀按下图1所示调节螺钉A，按箭头方向转动调节螺钉A，可以看到转动调节螺钉A一段时间后，上图1所示的B将转动90度，继续转动A调节螺钉，直到指针B转到C位置，停止转动调节螺钉A。
释放螺丝刀后，调节螺钉A将略微向上弹，恢复到原始位置。
注意在指针B离位置C只剩下最后一个90度角时，用螺丝刀调节调节螺钉A要放慢速度，如果指针B已到位置C而调节螺钉A还在转，则有可能会出现行程过调现象。
所以一定要在最后90度时慢慢转动调节螺钉A，使指针B正好达到位置C。
用同样方法调整开行程开关（调节D螺钉转动指针E，到位置F）。
然后全开全关操作执行机构，测试开关行程动作情况，用秒表测试开、和关的全行程时间并记录。
2．3．3辅助DUO开关调整
共有两副DUO开关可用来设定，提供辅助接点供执行机构位置反馈。
操作挡板到想要设定的位置，用螺丝刀按下螺钉G并转动螺钉，使指针H转到位置C。
其它一副辅助接点调整方法相同。
2．4力矩开关调整
2．4．1力矩开关动作原理
力矩开关连接在执行机构的可滑移的涡杆上，这个涡杆产生与驱动轴成比例的增施推力在圆形弹簧上而产生轴向位移，进而推动力矩开关，使力矩开关接点动作，切断控制回路或用作其它用途。
力矩开关如图2所示：
图2
2．4．2力矩开关设定
同时松开力矩盘上的两颗标志为“O”的螺钉，调整力矩指示盘P到适当的指示位置。
重新旋紧两个颗“O“螺钉。
开力矩的调整方法也相同。
2．4．3力矩开关设定注意情况
执行机构力矩开关设定必须适合阀门和挡板实际工作情况。
一般来说，如果执行机构是和阀门一起配套而来的，阀门生产厂家基本上已对力矩进行整定，并且对力矩开关实际动作力量进行测试。
在这种情况下力矩调整一般需得到阀门厂家的许可（一般在阀门厂家的用户手册中可找到厂家的说明情况）。
2．5调整机械位置指示器
每一个aumamatic执行机构都带有一个机械位置指示器用来指示阀门或挡板当前所处的位置。
机械位置指示器由一块关和一块开圆盘组成，在执行机构动作时会随转动轴转动。
将执行机构操作到全关位置，松开指示圆盘螺钉，拨动关圆盘到外壳上箭头所标的位置，然后紧固指示圆盘螺钉。
将执行机构操作到全开位置，送开指示圆盘螺钉，拨动开圆盘到外壳上箭头所标的位置，然后紧固两块圆盘。
全开全关操作执行机构，观测两块圆盘位置是否与外壳箭头对应一致。
2．6位置反馈调整
aumamatic执行器能提供2线制、3线制、4线制的位置反馈信号，提供的电流信号类型为直流4-20mA、0-20mA，最大输入阻抗为600Ω。
将执行机构操作到全关位置，松开位置反馈电位器，将位置反馈电位器R2调整到起始位置并重新固定。
调整图1中的L螺钉，使输出电流为4mA。
操作执行机构到全开位置，调整图2中的M螺钉，使输出电流为20mA。
反复操作执行机构，观察反馈电流是否满足全关位置4mA，全开位置20mA，如果达不到要求，反复调整使其满足要求为止。
（一般来说，aumamatic执行机构的位置反馈电流需反复调整几遍才会满足要求）
2．7内部LED指示灯指示说明
揭开执行机构顶部的盖板，在顶部的接口板上有两盏指示灯用来显示执行机构的一些工作情况，如下图所示
图3
V14亮表示熔丝断或相序错误
V15亮表示力矩开关动作
V14和V15一起亮表示马达温度开关动作
以上指示灯虽然能表示执行机构的一部分工作状态，但由于指示灯装在执行机构内部，观察不是很方便。
2．8关于aumamatic执行机构逻辑板上S16开关的使用方法
在aumamatic逻辑板上有一只S16开关，可以对执行机构的工作状态进行部分设定。
图4
S16.1远方关自保持ON
S16.2远方开自保持ON
S16.3就地关自保持ON
S16.4就地开自保持ON
S16.5切断闪光变送器
S16.7力矩汇总故障信号
将开关拨到ON位置时才能完成以上功能。
3．aumamatic执行机构在温电调试及试运过程中存在的问题及解决方法
3．1冷热风调节挡板在与DCS联调过程中出现的振荡问题
冷热风调节挡板在完成就地的调试工作后，在与DCS的联调过程中发生了比较严重的振荡问题。
3．1．1主要表现为
超调现象严重：
当DCS发25%的指令操作阀门时，挡板反馈最高达到50%。
振荡周期问题：
执行机构需3到4个振荡周期才能最终稳定。
且振幅时间长达1分钟左右。
执行机构的反馈无法达到指令要求的25%处，最大误差有10%左右。
3．1．2问题初步分析
为分清存在的问题为DCS造成，还是执行机构本身的原因，在就地将DCS的远方指令线解除，在接线端子的远方指令端子及ZT反馈端子上接出五根引出线。
将执行机构操作到全关位置。
将采样速度较高的万用表接在ZT反馈线上，记录挡板静态时的反馈电流值，短接住执行机构的远方开指令，当反馈电流到11.9mA时，释放短接的开指令，观察到执行机构似乎立即停住了，但反馈电流继续上窜到了13.0mA。
将执行机构操作到全关位置，短接住开指令线，当反馈电流上升到7.9mA时，释放短接的开指令，执行机构停后反馈电流一直上窜到8.6mA后才停止。
可见就地位置反馈确实存在问题，在取消开指令后，由于电机的惯性问题执行仍然移动了一定距离（虽然无法明显的观察到），另外由于各传动齿轮的啮合问题也可能使执行机构停止后，使反馈电流继续上升。
3．1．3问题的解决方法
在得到问题的产生原因后，想通过调节执行机构伺放增益来解决振荡问题。
但通过阅读厂家资料，发现在资料中根本没提到什么伺放更不要说什么增益了。
估计aumamatic执行机构内部不具有伺放功能。
问题只能从执行机构外部来解决了。
由于指令连续发的时间的长短对执行机构过调的程度不一致，所以可以通过改变DCS中指令脉冲宽度在一定程度上解决执行机构的振荡问题。
通过一系列试验，将DCS中指令的参数进行了改变，现将aumamatic执行机构的指令参数与ROTORKIQ执行机构的指令参数对照如下（ROTORKIQ使用的是DCS默认的参数设置）。
参数
aumamatic
ROTORKIQ
ForwardStrkRate（%/sec）
10
5
RevarsStrkRate（%/sec）
10
5
DeadBand（%）
1
0.5
CycleTime（sec）
4
2
由于指令参数中的DeanBand（死区）参数设置成了1%，在联调中出现了这样的情况，即当发100%指令而阀位反馈达到98.5%时DCS就不对执行机构继续调节了，而此时执行机构的行程开关反馈却还没有动作（行程开关要到全开位置才会动作），在阀门开时也存在这个情况。
此时我们采取的办法是人为的将阀位反馈调小，即当执行机构处于全开位置时只将反馈调到99%，而在全关位置时将反馈调到1%。
这样就满足了DCS指令参数中的DeadBand的要求，一直可以操作到执行机构的反馈动作位置。
3．2关于操作面板上指示灯的说明
操作面板上共有三盏指示灯，边上两盏指示灯用来反馈开关状态信号，中间一盏指示灯有很多特殊故障信号可指示，这一部分在执行机构用户手册中没有说明，根据我们的经验当该灯为红颜色时主要表示以下原因：
力矩动作、相序错误、马达温度开关动作、主板有问题等。
3．3aumamatic执行机构的接线连接方式存在的问题
aumamatic执行机构采用插槽式连接接线，在一定程度上保证了可以比较方便地更换执行机构，但采用这种连接方式也存在一定的问题。
如在执行机构运行时无法进行检修，要对执行机构的端子进行测量必须取下整个插槽，检修必须进行停电作业。
另外执行机构采用的插槽也出现了连接不可靠的现象。
由于aumamatic执行机构的插槽与万用表表棒插针的大小差不多。
所以在查线时将表棒插进了插槽，这样在使用中产生了插槽接触不良现象。
对于发生的问题我们全部对插槽进行了重新紧固。
3．4力矩接线的重新引出
厂家在aumamatic执行机构出厂时全部没将力矩开关的多余接点引到执行机构的内部端子排上，而按照浙江院的设计，力矩开关接点需送到DCS当反馈。
调试公司重新将力矩开关的内部接线引到接线端子排上，对此总共修改了二十多只执行机构。
3．5执行机构位置安装反后对内部接线的修改
由于执行机构根据挡板的方向进行安装，所以有二十多只执行机构安装反了，对于这部分执行机构需对其内部接线进行修改，修改其控制回路、反馈回路的接点。
修改的方法如下：
用专用工具卸下执行机构的整体部分，取出底部的接线插槽。
对其端子上的线进行修改。
更换三相线中的其中两相。
1、2、3、4端子与5、6、7、8端子互换。
9、10、11、12端子与13、14、15、16端子互换。
33、34、
图5
35、36端子与37、38、39、40端子互换。
（具体接线端子见图5）
3．6图5提供了aumamatic系列执行机构内部接线概况及外部具体端子作用。
4．auma执行机构整体性能评价及与ROTORK执行机构的性能比照
4．1整体性能评价
通过几十台auma执行机构的调试，抛开其在用户手册中介绍的一大堆优点，我们客观地对其评价如下：
整体结构模块化，拆卸和更换备品备件确实比较方便。
遵循德国人一向严谨的风格，外壳设计坚固且密封性较好。
各电缆及端子连接安全可靠。
作为全开全关型执行机构已完全能够胜任，但用在调节场合却有待进一步改进。
4．2aumamatic执行机构与ROTORKIQ执行机构性能比照
各方面性能具体比照见下表
性能
执行
机构
行程及力矩设定
电机转向设定
接线端子更换
ZT调整
接触器及保护设备
工作可靠性
调节性能
ROTORKIQ
遥控器
遥控器
遥控器
自动
自带
良好
良好
aumamatic
手动
手动
手动
手动
自带
良好
一般
升级会员 