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ZH電動執(zhí)行機構
目 錄
一、 概述
二、 型號編制說明
三、 功能特點及參數(shù)
四、 工作原理
五、 安裝、使用和維護
六、 訂貨須知
一、概 述
ZH電動執(zhí)行機構是我廠在消化吸收引進技術的基礎上，針對原老產(chǎn)品DKJ/ZKJ執(zhí)行機構的不足，應用新技術、新器件開發(fā)成功的新產(chǎn)品。
ZH電動執(zhí)行機構是工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元儀表，它接收標準的直流電流信號，以單相交流電源為動力，驅(qū)動電機，帶動輸出軸輸出轉(zhuǎn)角位移，操縱風門、擋板等調(diào)節(jié)機構。廣泛應用于電力、冶金、石油、化工、輕工和紡織等行業(yè)的過程控制系統(tǒng)中。
二、型號編制說明
Z H □ —— □ □
E：低壓開關量輸入型
K：一體化帶控制器，一般不標注。
W：電流信號輸出不帶控制。 C：開關量輸入/輸出型。
全行程時間 (s/90°)
額定輸出轉(zhuǎn)矩（Nm） 轉(zhuǎn)角型 電動執(zhí)行機構類
標注示例：
ZH250—25K 表示額定轉(zhuǎn)矩為250Nm，全行程時間為25s/90°，帶控制器的一體化電動執(zhí)行機構。
三、功能特點及參數(shù)
ZH電動執(zhí)行機構可完全取代目前使用的DKJ/ZKJ型及各類進口的執(zhí)行機構產(chǎn)品。具有體積小，重量輕，功能全，使用方便等特點：
1、 一體化設計。融現(xiàn)場手動操作、閥位數(shù)字指示和自動調(diào)節(jié)于一體，方便現(xiàn)場安裝調(diào)試，簡化了系
統(tǒng)設計。
2、 小型化結構。在原DKJ/ZKJ的基礎上降低了一個機座號，體積小，重量減輕了30% 。 3、 使用了高效率，能自鎖的機械傳動結構，取消了傳統(tǒng)的摩擦制動方式，大大地提高了使用壽命和
可靠性。
4、 多路開關信號輸出，廣泛地適應諸如DCS等系統(tǒng)的控制要求。
5、 按IP65的防護等級要求進行全密封結構設計。適宜于戶外和塵多的場合使用。 6、 具有機械、電氣和電子多重限位保護。強化了使用的安全性。
主要技術參數(shù)如下：
1、輸入信號：4～20mA.d.c. 或0～10mA.d.c.； W/C型為220Va.c.,50Hz 開關量 2、輸入電阻：250Ω
3、基本誤差：±1.０%
4、死區(qū)：2% （1% — 5%可調(diào)） 5、回差：1%
6、輸出電流信號及帶負載能力：
ZH—K/E型：4～20mA.dc，350Ω或0～10mA.dc，1kΩ ZH—W型： 4～20mA.dc，750Ω或0～10mA.dc，1.5kΩ 7、 出開關量信號：2組 負載能力：220V.ac 3A 8、 額定輸出轉(zhuǎn)矩：見表1 9、 額定行程時間：見表1
10、電源：220V （+10% /—15%） 50Hz
11、環(huán)境條件： 溫度 —25 ℃～ +75 ℃，高溫型：—25 ℃～ +85 ℃ 濕度 ≤95% 周圍空氣中不含有腐蝕性介質(zhì)。
表1 ZH執(zhí)行機構參數(shù)表
四、工作原理
ZH電動執(zhí)行機構由控制器、驅(qū)動電機、減速器和位移檢測機構四部分組成。各部分的作用和工作原理簡單介紹如下： 1、控制器
控制器接收標準直流電流信號，與執(zhí)行機構的位移信號作比較，當兩個信號的偏差大于控制器的死區(qū)時，控制器就輸出一個220V的電壓信號，驅(qū)動驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，通過減速器帶動執(zhí)行機構輸出軸向減少偏差的方向動作。其原理框圖如圖1所示。
圖1 控制器原理框圖
2、驅(qū)動電機
驅(qū)動電機是執(zhí)行機構的動力源。采用無接觸的能耗制動技術對傳統(tǒng)的交流異步電機進行了改造，取消了傳統(tǒng)的摩擦制動方式，大大地提高了驅(qū)動電機的運行可靠性�？梢允跪�(qū)動電機無故障、無調(diào)整地長期運行。 3、減速器
減速器采用具有高效率帶機械自鎖的零齒差型行星減速傳動機構。它把驅(qū)動電機輸出的高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩的運行轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的輸出，驅(qū)動調(diào)節(jié)機構。 4、位移檢測機構
位移檢測機構通過差動變壓器把執(zhí)行機構輸出軸的機械變化成比例地轉(zhuǎn)化為電信號，輸入到控制器，參與執(zhí)行機構的調(diào)節(jié)控制。同時可送回到控制室，用于控制室的監(jiān)控和管理。在該檢測機構中，設置了2個限位用的微動開關，以保證運行安全，同時還可輸出兩組開關量信號，參與系統(tǒng)控制。其結構示意圖見圖2、圖3 。
圖2 ZH-K型位移檢測機構結構示意圖
注：1）圖（a），JA端子主要用于上位機手/自動切換及遠程手動操作，或數(shù)字量控制。
2）JA①與②出廠時是短接的，此時為自動工況。 3）JA①與③短接或操作上行手操開關為手動上行。 4）JA①與④短接或操作下行手操開關為手動下行。
5）出廠時，閥位輸出DZ③與④端子短接，用戶根據(jù)需要外接，不外接時短接。
（a）ZH-K/E型控制器結構示意圖
220V
（b）ZH-W型位發(fā)板結構示意圖
※調(diào)幅電位器：出廠時已調(diào)好并點紅，用戶一般不調(diào)節(jié)此電位器
圖3
五、安裝和調(diào)試
儀表在開箱及搬運時，應避免受到強烈振動和沖擊。安裝使用前，應進行基本性能校驗。在嚴寒、酷暑、高溫的環(huán)境下開箱時，儀表應在室內(nèi)放置4h以上方可進行校驗。
1、 校驗和調(diào)試
ZH-W型的調(diào)試參照以下ZH-K型的閥位信號調(diào)節(jié)部分。
每臺儀表出廠時，如無特殊說明，均按反作用方式（即信號增大，輸出軸順時針方向移動）、輸入4~20mA.dc電流信號的工作模式調(diào)整好。校驗前，應詳細閱讀產(chǎn)品使用說明書，并按照本說明書的要求進行調(diào)試和接線，以便校驗的正常進行�？刂破魃系恼{(diào)幅電位器出廠時已調(diào)好并點紅，用戶一般不調(diào)節(jié)此電位器。執(zhí)行機構的校驗接線見圖4。
輸入信號 閥位輸出 開關信號1 開關信號2 220Vac
注：閥位輸出出廠時短接，用戶根據(jù)需要外接，不外接時保持短接，外接時，短接線去掉。
(a ) ZH-K執(zhí)行機構對外接線端子
閥位輸出
開關信號1 開關信號2 220Vac 電機正 電機反 （控制輸入）
注：閥位輸出出廠時短接，用戶根據(jù)需要外接，不外接時保持短接，外接時，短接線去掉。
(b) ZH-W執(zhí)行機構對外接線端子
注：閥位輸出出廠時短接，用戶根據(jù)需要外接，不外接時保持短接，外接時，短接線去掉�？刂破鱆A①、③、④端子和執(zhí)行機構接線端子⑾、⑿為用戶外接端子。其余標示出的端子可根據(jù)需要接線。圖中未注明的端子為內(nèi)部接線。
(c) ZH-E執(zhí)行機構對外接線端子
(d) ZH-C執(zhí)行機構對外接線端子 （控制輸入）
圖4
如果實際安裝和使用的機械零位與出廠設置的機械零位（即第三象限與水平呈45°）相同，則按“額定行程的校驗”步驟進行校驗，如與出廠設置不同，則按“零點和滿量程的調(diào)節(jié)”步驟進行調(diào)節(jié)。 （1）額定行程的校驗
校驗時，請按以下步驟進行，調(diào)節(jié)和切換點位置見圖3 。
● ZH-K型額定行程的校驗
? 打開執(zhí)行機構的位置發(fā)生器罩蓋。 ? 按圖4所示接線，此時請先不要接通電源。
? 將圖3（a）JA①與②短接，即執(zhí)行機構處于自動工況。
? 輸入4mA電流信號后，再接通交流電源。此時，執(zhí)行機構輸出軸應移動，并能停在機械零位。
如輸出軸出現(xiàn)振蕩，順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)穩(wěn)電位器，直至輸出軸穩(wěn)定。
? 改變輸入電流信號到20mA，執(zhí)行機構的輸出軸應移動，并停在機械滿行程的位置。 若行程相差較小時，僅需微調(diào)調(diào)滿電位器和調(diào)零電位器即可。相差太大或需要重新調(diào)節(jié)時，請參照“零點和滿量程的調(diào)節(jié)”中的調(diào)試步驟進行調(diào)整。
注意：校驗完成后，先切斷執(zhí)行機構的交流電源后，再切斷輸入信號。
● ZH-E型額定行程的校驗
? 輸入下行開關量控制信號，使執(zhí)行機構輸出軸至所需的機械零位。
? 觀察顯示值是否為4mA，若相差少許，則微調(diào)調(diào)零電位器，使顯示器示值為4mA，越接近越
好。
? 輸入上行開關量控制信號，使執(zhí)行機構輸出軸至所需的機械滿行程位置。
? 觀察顯示值是否為20mA，若相差少許，則微調(diào)調(diào)滿電位器，使顯示器示值為20mA，越接近
越好。
? 反復進行以上步驟，直到顯示器顯示零位4mA和滿位20mA與執(zhí)行機構輸出軸機械零位和滿
位對應。
? 若行程相差太大，請參照“零點和滿量程的調(diào)節(jié)”中的調(diào)試步驟進行調(diào)整。 （2）零點和滿量程的調(diào)節(jié)
在實際安裝和使用中，執(zhí)行機構的機械零位可能與出廠所設定的位置不一樣，此時，請按以下步驟進行調(diào)整。以下調(diào)節(jié)以輸入4 ~ 20mA為例，調(diào)節(jié)和切換點位置見圖3（a）。
? 斷開圖3（a）所示JA①與②端短接線。
? 操動下行手操開關（或短接圖3（a）所示JA①與④端子），使執(zhí)行機構的輸出軸處于機械零
位。
? 順時針旋轉(zhuǎn)位移檢測機構的軸到底（見圖2），再逆時針旋轉(zhuǎn)軸90°左右。 ? 調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使顯示器示值為4mA，越接近越好。
? 操動上行操作開關（或短接圖3（a）所示JA①與③端子），使執(zhí)行機構輸出軸到達機械滿行
程位置。
? 調(diào)節(jié)調(diào)滿電位器，使顯示器的指示值增加至20mA。
? 操動下行手操開關，使執(zhí)行機構的輸出軸運行到機械零位，觀察顯示器示值是否為4mA，若
不是，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使顯示器示值為4mA，越接近越好。
? 操動上行手操開關，使執(zhí)行機構的輸出軸運行到機械滿行程位置，觀察顯示器示值是否為
20mA，若不是，調(diào)節(jié)調(diào)滿電位器，使顯示器示值為20mA，越接近越好。
? 反復進行以上兩步驟，直至顯示器顯示零位4mA和滿位20mA與輸出軸機械零位和滿位一一
對應。
（3）輸出軸作用方式的調(diào)整
若執(zhí)行機構輸出軸需要從反作用方式調(diào)整為正作用方式，僅需要把圖3（a）所示的作用方式切換短路插座短接于另一端，并將圖3（a）所示DZ⑤、⑥端接線對調(diào)。順時針旋轉(zhuǎn)位移檢測機構的軸到底，再逆時針旋轉(zhuǎn)軸90°左右（見圖2），使顯示器的指示值等于20mA，若相差少許，微調(diào)調(diào)零電位器和調(diào)滿電位器即可。特殊情況下，若差異太大而需要重新調(diào)節(jié)時，請參照“零點和滿量程的調(diào)節(jié)”中的調(diào)試步驟進行調(diào)整。
（4）上、下行程中途電子限位的設定（ZH—E、W、C型無）
該設定在控制器上完成，一般比較精確的限位保護建議采用該設置。切換和調(diào)整點位置見圖3。 ? 將圖3（a）所示JA①與②短接。
? 調(diào)節(jié)輸入信號約低于下行程限位值，使輸出軸跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)下限設定電位器，使
限位指示燈剛好亮即可。
? 調(diào)節(jié)輸入信號約高于上行程限位值，使輸出軸跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)上限設定電位器，使
限位指示燈剛好亮即可。
注意：調(diào)節(jié)時，上、下行程限位設定的最小間隔不小于全行程的15%。 （5）上、下行程終端電氣限位及開關信號的設定
該設定在位移檢測機構上完成。由于開關存在一個機械行程，因此，限位開關的死區(qū)較電子限位大，為了不影響整機的控制精度，就其用途不同，設置的方法略有不同。其調(diào)整點位置見圖2。
? 上、下行程終端電氣限位
調(diào)節(jié)輸入信號約低于執(zhí)行機構輸出軸的下行程值，并使其跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)下限微動開關K2對應的凸輪，使K2觸點剛好斷開即可。
調(diào)節(jié)輸入信號約高于執(zhí)行機構輸出軸的上行程值，并使其跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)上限微動開關K3對應的凸輪，使K3觸點剛好斷開即可。
? 位置開關量信號輸出
調(diào)節(jié)輸入信號約高于執(zhí)行機構輸出軸下行程時需要輸出開關量位置時的值，并使其跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)下行程微動開關K4對應的凸輪，使K4觸點剛好斷開/閉合即可。
調(diào)節(jié)輸入信號約低于執(zhí)行機構輸出軸上行程時需要輸出開關量位置時的值，并使其跟蹤至響應的位置，調(diào)節(jié)上行程微動開關K1對應的凸輪，使K1觸點剛好斷開/閉合即可。 （6）斷信號保護（ZH—E、W、C型無）
當執(zhí)行機構處于自動狀態(tài)時，當輸入信號或閥位反饋信號短線，圖3（a）所示短線保護指示燈
亮，執(zhí)行機構輸出軸保持信號斷線前瞬間位置。
2、執(zhí)行機構的安裝使用
執(zhí)行機構的安裝外型尺寸見圖5。
（1）執(zhí)行機構一般安裝在水泥或金屬骨架的水平基座上，用地腳螺釘緊固。安裝時應考慮到手動操作和維修折裝的方便，同時應考慮到遠離高溫的場合。
（2）執(zhí)行機構的電氣連接采用電纜連接。為了密封的需要，電纜的外徑不大于Φ12mm。
（3）執(zhí)行機構輸出軸與調(diào)節(jié)機構（閥門等）的聯(lián)接，可通過連桿及專用的連接頭。安裝時必須避免
所有接合處的松動，以保證有良好的調(diào)節(jié)效果。限位止擋應在出軸的有效范圍內(nèi)緊固，不松動。輸出軸實際承受的力矩與執(zhí)行機構的額定力矩相適應，防止過載。
注：括號內(nèi)尺寸為配球鉸用尺寸，D3（為1：10錐孔大端直徑）。
（4）執(zhí)行機構投入運行前應檢查現(xiàn)場的電源和電壓是否與規(guī)定相符，電氣連接是否正確、牢固。閥位的開/關位置是否與信號指示相對應。
（5）執(zhí)行機構的就地手輪操作一般在執(zhí)行機構的手動工況或者斷電的情況下進行。不允許在自動工況下進行操作。
（6）執(zhí)行機構在就地操作時，拉出手輪鎖定裝置，同時向上拉出手輪，然后松開鎖定裝置，即可進行操作。操作完畢后，再拉出鎖定輪，手輪向下復位。
（7）執(zhí)行機構出廠時已填充了高級鋰基潤滑脂對齒輪箱進行充分潤滑。
3、儀表的保管
本儀表應貯存于環(huán)境溫度為-10℃—45℃，相對濕度不大于85%，且無腐蝕性氣體的室內(nèi)。
4、維修
在電動執(zhí)行機構的運行過程中，若發(fā)生故障，請參照以下故障維修方法進行檢修。
部分可能出現(xiàn)的故障及維修方法舉例如下：
（1）自動時，有偏差輸入信號，執(zhí)行機構不動作。
? 電機出現(xiàn)交流噪聲。
電機的分相電容是否失效，若失效，手動工況下操作手操開關，執(zhí)行機構也不動作。
檢查另一相的可控硅是否損壞（擊穿），此時切換到手動工況，執(zhí)行機構會單向行走。
? 聽不到交流噪聲，電機未得電，執(zhí)行機構無異響。
檢查可控硅是否斷路，或者是否有觸發(fā)信號無輸出。
無觸發(fā)信號，檢查控制器是否實現(xiàn)了中途限位功能。
無觸發(fā)信號，檢查控制器觸發(fā)回路故障。
無觸發(fā)信號，檢查控制器偏差比較回路故障。
（2）自動時，無偏差輸入信號，執(zhí)行機構有交流噪聲或單向行走。
? 執(zhí)行機構有交流噪聲無動作。
此時若切換到手動工況，執(zhí)行機構會單向行走。該相的可控硅損壞（擊穿）。
? 執(zhí)行機構單向行走。上、下行均可能損壞，一相擊穿，另一相斷路。
（3）執(zhí)行機構動作，閥位反饋信號不正常。
? 有閥位反饋信號但不跟蹤。
調(diào)節(jié)調(diào)零電位器反饋信號能變化，檢查激磁振蕩回路是否振蕩，或差動變壓器是否正常。
調(diào)節(jié)調(diào)零電位器反饋信號不能變化，但調(diào)節(jié)調(diào)滿（TM）電位器反饋信號能變化，檢查運算放大器或三極管是否擊穿。
? 閥位反饋信號零位不能調(diào)節(jié)，或調(diào)節(jié)幅度很小，檢查調(diào)零回路穩(wěn)壓管是否擊穿。
? 無閥位反饋信號。
一般檢查運算放大器或三極管是否開路。
以上故障判斷，僅供參考。不排除有其它故障發(fā)生的可能性。
六、訂貨須知
訂貨時，如有以下、或其它要求時，請?zhí)岢霾⒆⒚�。否則，按照廠內(nèi)的一般規(guī)定出廠。
? 輸入信號為 0 ~ 10mAd.c. 時 ；
? 正作用方式工作時；
? 環(huán)境溫度高于+75℃時；
? 其它特殊要求。
本產(chǎn)品執(zhí)行標準為行業(yè)標準JB/T8219-1999《工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)用電動執(zhí)行機構》。
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