新一代智能型FIQ系列電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的設(shè)定器對(duì)其進(jìn)行非侵入性的快速設(shè)定、檢查及查詢。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器，以中文、數(shù)字、圖形等形式顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩、閥門位置、限位設(shè)定等工作狀態(tài)和報(bào)警，如圖1-1所示。極大地方便了用戶的操作使用。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有自動(dòng)保護(hù)功能和隔爆功能，即使在危險(xiǎn)區(qū)域也無(wú)需打開正在工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電氣箱蓋就可進(jìn)行調(diào)節(jié)、參數(shù)檢查、故障診斷。采用現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡，可以構(gòu)成全分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程通訊和遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)。由于它的先進(jìn)性、可靠性和操作方便等特點(diǎn)，受到廣大用戶的歡迎，在石油、電力、冶金、水處理等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
二、主要技術(shù)指標(biāo)
2.1 輸入信號(hào)：4mA ~20mA；1VDC~5VDC；24VDC脈沖和電平信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)
2.2 供電電源：380VAC/50Hz
220VAC/50Hz，或定制
2.3 基本誤差限：≤±1.0%
2.4 行程控制機(jī)構(gòu)重復(fù)性誤差：≤1%
2.5 死區(qū)：0.1%~9.9%可調(diào)
2.6 防護(hù)等級(jí)：IP68
2.7 防爆型：防爆標(biāo)志：ExdⅡCT4
2.8 環(huán)境溫度：-30℃~+70℃
2.9 輸入輸出通道均采用光電隔離
2.10 使用環(huán)境濕度：≤95%
三、功能和性能及特點(diǎn)介紹
3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理 （見圖3-1）
電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)聯(lián)軸機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)離合器帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)切換手柄撥在手動(dòng)位置時(shí)，離合器上移，脫開蝸輪與手輪聯(lián)接，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪驅(qū)動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)操作總是優(yōu)先，除非操作手柄被鎖定在手動(dòng)檔。在輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)閥位傳感器檢測(cè)閥位變化。
3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能特點(diǎn)
3.2.1 雙密封結(jié)構(gòu)
在工程安裝、調(diào)試階段，即使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的端子蓋長(zhǎng)期打開，由于端子盤與外殼之間的第二級(jí)密封的存在，阻止了灰塵、潮氣等進(jìn)入電機(jī)和電氣殼體內(nèi)部，使電機(jī)和控制電路免受侵蝕，提高了可靠性，如圖3-2所示。
FIQ執(zhí)行機(jī)構(gòu)在3米深的水中沉浸48小時(shí)仍可以正常工作。需要注意的是，這個(gè)特點(diǎn)只是為在事故情況下執(zhí)行機(jī)構(gòu)受到水淹提供一種短時(shí)的防護(hù)，不要誤解為執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在水下長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)工作。另外，電纜進(jìn)線口的合理密封是用戶的責(zé)任，進(jìn)線口達(dá)不到合適的密封，受到水浸是會(huì)出問(wèn)題的。
3.2.2 非侵入式設(shè)計(jì)思想
非侵入式設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，方式選擇旋鈕和就地操作旋鈕采用條狀磁鋼控制電氣殼內(nèi)的舌簧管，摒棄了傳統(tǒng)的旋鈕貫通軸，見圖3-3，圖3-4。第二，采用紅外設(shè)定器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、更改、調(diào)試且不需要打開執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼。非侵入式結(jié)構(gòu)的好處是：
⑴不用打開外殼，避免了環(huán)境中的灰塵、有害氣體和潮氣對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的侵蝕。⑵在雨中或在有可燃?xì)怏w的場(chǎng)合都可以方便地調(diào)試。⑶可以方便地查詢執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種狀態(tài)。
3.2.3 絕對(duì)編碼器檢測(cè)閥位
閥位檢測(cè)使用了最先進(jìn)的光電絕對(duì)編碼器，輸出軸帶動(dòng)光電絕對(duì)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，形成的編碼信號(hào)送入主控芯片計(jì)算出當(dāng)前閥位值，用作閥位顯示信號(hào)。由于絕對(duì)編碼器獲取的是閥位的絕對(duì)信息，掉電和干擾均不會(huì)對(duì)其造成影響，故得到的閥位永遠(yuǎn)是正確的。
3.2.4 手動(dòng)切換、電動(dòng)優(yōu)先
執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，可手動(dòng)和電動(dòng)切換手柄是用于將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)切換到手動(dòng)操作，如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作手柄會(huì)自動(dòng)切換到電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，這就是電動(dòng)優(yōu)先的設(shè)計(jì)。
3.2.5 保護(hù)功能
3.2.5.1 轉(zhuǎn)矩保護(hù)
用以防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作中途過(guò)轉(zhuǎn)矩，這個(gè)功能既保護(hù)閥門，又保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身，轉(zhuǎn)矩保護(hù)值由設(shè)定器設(shè)定。
3.2.5.2 閥位限位保護(hù)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行到關(guān)閉和打開限位位置自動(dòng)停止(與設(shè)定的工作方式有關(guān))。
3.2.5.3 自動(dòng)相序調(diào)整
FIQ執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)檢測(cè)接入電源端子的三相電源的相序，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪壿嬤\(yùn)算，決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作時(shí)激勵(lì)哪一只交流接觸器，以確保給電機(jī)接通正確的相序。如果沒(méi)有自動(dòng)相序調(diào)整功能，有可能會(huì)由于接線相序錯(cuò)誤而損壞閥門。由于有了自動(dòng)相序調(diào)整功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源的接線可以不考慮相序。
3.2.5.4 瞬時(shí)反轉(zhuǎn)保護(hù)
當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受向相反方向動(dòng)作的命令時(shí)，自動(dòng)加上一個(gè)時(shí)間延遲，防止產(chǎn)生對(duì)閥軸和變速箱的不必要的磨損。
3.2.5.5 電源缺相保護(hù)
FIQ執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有非常完善的電源缺相保護(hù)功能。它采用監(jiān)視電壓和電流相結(jié)合的方法，既能檢測(cè)電機(jī)靜止時(shí)發(fā)生的電源缺相，也能檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的電源缺相，從而禁止電機(jī)運(yùn)行，避免缺相運(yùn)行造成電機(jī)過(guò)熱。需要注意的一個(gè)重要實(shí)事是，絕大多數(shù)的電機(jī)缺相是在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的。
3.2.5.6 閥門卡住時(shí)的動(dòng)作
無(wú)論執(zhí)行機(jī)構(gòu)向打開方向還是關(guān)閉方向動(dòng)作，在發(fā)出激勵(lì)電機(jī)的信號(hào)之后的5~10秒時(shí)間內(nèi)暫時(shí)禁止轉(zhuǎn)矩保護(hù)功能（如果在上述5~10秒時(shí)間內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有動(dòng)作，控制電路則切斷電機(jī)的供電）。此項(xiàng)功能可以實(shí)現(xiàn)閥門卡住時(shí)的解卡。
3.2.5.7 過(guò)熱保護(hù)
在電機(jī)繞組的端部裝有二個(gè)熱繼電器，直接檢測(cè)電機(jī)繞組的溫度。當(dāng)熱繼電器檢測(cè)到繞組過(guò)熱時(shí)，控制電路將禁止執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
3.2.5.8 電氣保護(hù)
輸入輸出通道均采用光電隔離。
3.2. 6 閥位和轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)
閥位檢測(cè)采用絕對(duì)光電編碼技術(shù)。這樣，即使主電源掉后人為改變了閥位，無(wú)論有無(wú)電池存在，主電源恢復(fù)后閥位仍然正確且永不丟失。輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的累計(jì)值上限達(dá)到2040轉(zhuǎn)，這意味著執(zhí)行機(jī)構(gòu)可設(shè)定行程范圍很大，突破了以往的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)行程的限制。
轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)是靠檢測(cè)電機(jī)的電流和磁通來(lái)獲得轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的連續(xù)測(cè)量，使得調(diào)整轉(zhuǎn)矩保護(hù)值可以由設(shè)定器來(lái)完成，非常方便。并排除了機(jī)械磨損，長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。
3.2.7 間隙定時(shí)操作
間隙定時(shí)操作是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)在打開和關(guān)閉過(guò)程中其動(dòng)作是間隙的（斷續(xù)的），即動(dòng)作一段時(shí)間，停動(dòng)一段時(shí)間，再動(dòng)作一段時(shí)間，余以類推，其動(dòng)作時(shí)間和停動(dòng)時(shí)間可以設(shè)定。
這對(duì)某些需要防止液壓沖擊（水錘效應(yīng)）和流體喘振的場(chǎng)合十分適合，并有效地增加了行程時(shí)間。
3.2.8 現(xiàn)場(chǎng)總線控制
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是儀器儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制系統(tǒng)和自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的新技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線使得現(xiàn)場(chǎng)儀表之間、現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制器之間構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、雙向、多點(diǎn)的數(shù)字通信。具有統(tǒng)一、公開的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/OSI模型的開放式總線，可將不同廠家的儀表組成開放互連網(wǎng)絡(luò)，具有互可操作性和互用性，為全分散控制系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，帶有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成開放的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，支持Profibus、Modbus、Hart和FF等現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)。
3.2.9 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試和故障查找
與FIQ系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套的紅外設(shè)定器，見圖3-5，用于對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定和故障診斷，并且不需要打開外殼，就可以方便快捷地調(diào)試執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此外，由于診斷功能可以顯示出許多內(nèi)部狀態(tài)，使得故障查找甚為方便、快捷。
 紅外設(shè)定器可以設(shè)定以下內(nèi)容：
■關(guān)閉時(shí)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向
■打開限位和關(guān)閉限位的保護(hù)選擇
■打開和關(guān)閉操作的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值
■就地控制方式選擇
■四個(gè)狀態(tài)指示繼電器的觸發(fā)選擇
■緊急動(dòng)作功能選擇
■遠(yuǎn)控禁動(dòng)功能選擇
■模擬控制信號(hào)的設(shè)定
關(guān)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)試的具體方法和步驟，見《FIQ/FIQM系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝使用說(shuō)明書》。
3.2.10 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的顯示
執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身帶有液晶顯示。液晶顯示分為菜單、報(bào)警、提示與電池電量四個(gè)顯示區(qū)。菜單顯示用于顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)定、檢查和診斷菜單。閥位顯示區(qū)以數(shù)字和模擬圖兩種形式顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位開度，閥位開度顯示的分辯率為1%，液晶顯示器帶有背光，在供有主電源的情況下，背光會(huì)點(diǎn)亮。
除了液晶顯示外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還帶有2個(gè)發(fā)光二極管指示燈。紅燈亮表示處于全關(guān)位置，綠燈亮表示處于全開位置。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用1節(jié)3.7V可充電鋰電池支持主電源掉電情況下的液晶顯示和閥位檢測(cè)，此時(shí)不接受設(shè)定器的命令，并且不點(diǎn)亮背光和2個(gè)發(fā)光二極管指示燈。
3.2.11 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作方式分為電動(dòng)和手動(dòng)操作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)上裝有手輪，用于手動(dòng)操作。手/電動(dòng)切換手柄用于將執(zhí)行機(jī)構(gòu)切換到手動(dòng)操作，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于設(shè)計(jì)了電動(dòng)優(yōu)先操作切換機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)回到電動(dòng)操作方式 。
FIQ003~FIQ100的執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)手輪為頂裝手輪。
FIQ150以上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)裝手輪。
3.2.12 執(zhí)行機(jī)構(gòu)先進(jìn)、可靠的結(jié)構(gòu)
a.即使在現(xiàn)場(chǎng)將接線端蓋打開，單獨(dú)密封的端子箱也可保證電動(dòng)裝置的完整性。
b.現(xiàn)場(chǎng)操作控制繼電器和工作方式采用隔離的磁激勵(lì)方式，避免了需要密封的貫通軸。
c.就地顯示窗可以變換不同方位，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝方位。另外，通過(guò)密封的顯示窗，使用專用的紅外遙控器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定和診斷，不需要在現(xiàn)場(chǎng)打開電氣箱而暴露內(nèi)部的控制電路，防止了灰塵和潮氣的侵蝕。
d.低慣量高轉(zhuǎn)矩電機(jī)。電機(jī)啟動(dòng)后能夠迅速達(dá)到峰值轉(zhuǎn)矩，非勵(lì)磁時(shí)幾乎沒(méi)有超限運(yùn)動(dòng)，電機(jī)線圈內(nèi)裝有精確的溫度繼電器，可以有效地避免電機(jī)處于過(guò)熱狀態(tài)。
e.特殊設(shè)計(jì)的固態(tài)電路檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，避免了使用轉(zhuǎn)矩控制的彈簧繼電器和杠桿。
f.蝸桿在油浴槽內(nèi)驅(qū)動(dòng)蝸輪，可最大限度地提高不同環(huán)境下執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命。
g.閥位絕對(duì)編碼器可精確地測(cè)量和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程，即使斷電后重新上電，也能保證閥位的準(zhǔn)確性。
h.直接驅(qū)動(dòng)手輪可在電源出現(xiàn)故障時(shí)，提供可靠的緊急手動(dòng)操作。
i.手動(dòng)/電動(dòng)離合器即使在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也可安全操作。
注：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離合器將自動(dòng)切換到電動(dòng)狀態(tài)，除非手柄被有意鎖在手動(dòng)位置。
j.為提高壽命并易于拆卸而設(shè)計(jì)的可潤(rùn)滑的推力座，可在不改變閥位的情況下卸下執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（僅FIQ003~FIQ060是這種結(jié)構(gòu)）
k.為了便于與閥門配合，可拆卸的驅(qū)動(dòng)軸套可與閥桿進(jìn)行配制加工。
l.為了便于改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出速度，電機(jī)軸與蝸桿軸是相互獨(dú)立的。
m.電氣罩內(nèi)無(wú)旋鈕板安裝，拆裝更方便。
n.支持Profibus、Modbus、Hart和FF等開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線。
3.2.13 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)：GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分隔爆型“d”》有關(guān)規(guī)定要求設(shè)計(jì)的隔爆性產(chǎn)品，隔爆標(biāo)志為ExdIICT4。適用于含有ⅡA、ⅡB級(jí)、ⅡC級(jí)、T1~T4級(jí)爆炸性混合物的1、2工區(qū)環(huán)境，大氣壓力86 KPa ~106KPa，環(huán)境溫度 -30℃～ +70℃。
3.2.13.1 良好的密封性
主殼體與配合零件的結(jié)合面較長(zhǎng)，間隙較小，起到了隔爆的作用，同時(shí)，采用進(jìn)口的骨架旋轉(zhuǎn)油封、優(yōu)良的O型圈密封，滿足了密封要求。
3.2.13.2 電纜引入裝置
電纜引入裝置是根據(jù)GB3836.2和附錄D《隔爆型電纜引入裝置和襯墊的補(bǔ)充要求》設(shè)計(jì)的隔爆結(jié)構(gòu)，詳見圖3-8。螺紋結(jié)合長(zhǎng)度及密封圈和電纜的結(jié)合寬度都符合隔爆標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.2.13.3 防爆型執(zhí)行機(jī)構(gòu)導(dǎo)線的引入連接
電池腔與電氣腔、電機(jī)腔與電氣腔之間采用二級(jí)密封，確保了設(shè)備的隔爆性能，詳見圖3-6、圖3-7。
注： 1.電纜直徑：Ф10（2根）、Ф14（1根）。
2.不使用的進(jìn)線口要用鋼制或黃銅制的螺紋堵密封。
5.4 振動(dòng)：
FIQ系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)正常工作允許的震動(dòng)頻率和強(qiáng)度為10Hz~200Hz內(nèi)0.5倍重力加速度的震動(dòng)。
5.5 外殼防護(hù)及防爆標(biāo)準(zhǔn)
防水型：符合《GB4208-93》IP68防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
隔爆型：符合《GB3836.2-2000》ExdⅡCT4隔爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
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