浅析SFD-2002/2003型伺服操作器

发布时间:2011-08-13  点击数:2274

    SFD-2002,2003型伺服操作器是DDZ-S系列仪表中的辅助单元,是D型操作器的品种之一。它将单相伺服放大器和联锁操作的功能溶为一体,可直接与DDZ-S型电动执行机构配套使用。在整个调节系统中,省去了单相伺服放大器单元,简化了系统,是近年被采用得比较多的新产品。

    SFD-2002,2003型伺服操作器的主要特点如下:

    ① 能直接接受上位机(调节器)来的4~20mA,d.c.调节信号(MV),实现自动调节阀位开度;
    ② 具有手/自动无干扰切换和远方手操作阀位的功能;
    ③ 具有调节信号(MV)和阀位信号(VP)双显示功能,显示方式为:41线LED光柱显示;
    ④ 手动、自动切换和正、反向手操开关采用薄膜按键,防水,防尘;
    ⑤ 具有断信号保护功能。断信号时,电动执行机构停在原位;
    ⑥ 具有两个事件信号通道,能接受系统和调节器的事件信号输入,事件状态时,自动切换到手动状态,并可实现电动执行机构“全开”、“全闭”、“原位”三种安全状态选择。

一、主要技术指标

    ① 输^信号          调节器信号,4~20mA,d.c.
                        阀位信号,4~20mA,d.c.
    ② 基本误差:       ±2.5%
    ③ 回差             1.5%
    ④ 死区             0.5%~3%(可调)
    ⑤ 采用LED光柱显示,显示误差  ±2.5%
    ⑥ 接受事件信号为触点信号断开为正常,闭合为事件
    ⑦ 额定输出功率     220V,a.c.,5A
    ⑧ 跟踪电压         1~5V,d.c.
    ⑨ 工作条件:

    环境温度            0~50℃
    相对湿度            10%~85%
    机械振动            振幅≤0.075 频率10~50Hz
    大气压力            86~106kPa
    周围空气中无腐蚀作用介质

    ⑩ 电源电压         220V,a.c.,50Hz
    ⑾ 外形尺寸:

    SFD-2002为80mm×160mm×250mm
    SFD-2003为72mm×144mm×250mm

二、工作原理

    SFD-2002,2003型伺服操作器包含了单相伺服放大器和联锁操作器两大部件的功能,主要是通过电子线路来实现。伺服操作器主要由显示电路、隔离电路、放大电路、断信号保护电路、功率驱动电路、操作开关、控制电路、继电转换电路和事件处理电路等部分组成。其原理方框图如图1所示。

    从图1可以看出,伺服放大器部分包括显示电路、隔离电路、放大电路、断信号保护电路及功率驱动电路;操作器部分包括操作开关、控制电路、继电转换电路及事件处理电路。这些电路在本讲座第3讲和第9讲中已作过介绍,不再复述。

    本伺服放大器设计的特点主要是:

    ① 调节器输入信号和阀位反馈信号相互电隔离,可以提高控制系统的抗干扰能力;
    ② 自动状态时,功率驱动电路采用固态继电器控制,是无触点的可靠性高,并减少对系统的干扰;手动状态时,通过继电转换电路切换到继电器控制,故在自动状态失教时,仍能可靠保证后备操作的切入和操作;
    ③ 伺服操作器设计了断信号保护电路,增强了系统的可靠性:
    ④ 事件处理电路的设计使系统的设计和保护更灵活、可靠。

    本产品还可以根据用户提供要求,增加电气限位、闭锁开、闭锁关等功能。

    随着电子工业的发展,许多现场操作必要的功能都可以通过电子线路来解决。这种集控制和操作一体化的仪表,将有广阔的发展前途,也是发展智能化执行器仪表的基础。

三、仪表结构及调试

    1、仪表结构

    伺服操作器为盘装式仪表结构。内部由4块印刷板组成,其中显示电路板、电源电路板、接线电路板分别用螺钉安装在前面框,底板和外壳后端部。控制线路板安装于仪表左侧面,各印刷电路板通过排线电缆接插件相接,仪表对外接线端子采用22芯的组合式接插件。

    仪表表面和薄膜按键制成一体,各种操作按键、状态信号、报警信号、显示信号都可通过各种显示灯(发光二极管)显示出来。

    仪表采用专门的支撑架安装在仪表盘或控制台上。

    2、仪表调试

    参照图2和图3逐项进行仪表调试。

    A、手动操作

    a.在对外接线端子(20)、(21)、(22)接入交流220V电源,此时“M”指示灯亮,表示伺服操作器处于手动状态,“MV”、“VP”光柱显示器第l线光柱应亮。
    b.在对外接线端子(1)和(2)、(3)和(4)间接上4~20mA直流电流信号源I和Ⅱ,使信号源I输出从4mA,d.c.逐渐调整到20mA,d.C.,此时“MV”显示器应从0%到100%逐线显亮。将直流信号源Ⅱ的输出从4mA,d.c.逐渐调整到20mA,d.c.,此时“VP”显示器应从0%~100%逐线显亮。而用万用表测量(12)和(13)接线端子之间电压应从1V,d.c,到5V,d.c,逐渐增大。
    c.用万用表测量(14)和(15)、(16)和(17)接线端子,应为短路状态。
    d.按动开(▲)薄膜开关,用万用表测量(18)和(21)接线端子电压为220V,a.c.,表示执行机构正向运行。
    e.按动关(▼)薄膜开关,用万用表测量(19)和(21)接线端子电压为220V,a.c.,表示执行机构反向运行。

    B、自动运行

    a.按动“A”薄膜开关,自动指示灯“A”亮,此时操作器进入自动运行状态。
    b.用万用表测量(14)和(15)、(16)和(17)端子为开路状态。
    c.调整信号源I和信号源Ⅱ的输出电流信号,当信号源I信号大于信号源Ⅱ信号时(此时信号差值应大于死区值)用万用表测出接线端子(18)和(21)的电压为220V,a.c.;当信号源I信号小于信号源Ⅱ信号
时,用万用表测出接线端子(19)和(21)的电压为220V,a.c.。

    C、事件状态校验

    a.自动投入时,将端子(5)和(6)短路,操作器应自动切换到手动状态,此时,“ALM2”显示灯闪亮。
    b.自动投入时,将端子(7)和(8)短路,操作器应自动切换到手动状态,此时,“ALM3”显示灯闪亮。

    D、事件状态时执行机构安全位置选择

    这是伺服操作器和电动执行机构组成的系统运行时才能实现的功能。

    在操作器控制线路板上有1个四位拨动开关,按图4位置预置。

    a.为执行机构在事件状态时,处于全开位置状态,即事件状态时,执行机构会自动开到全开位置。
    b.为执行机构在事件状态时,处于关闭位置状态,即事件状态时,执行机构会自动关到全关位置。
    c.为执行机构在事件状态时,处于原位状态,即事件状态时,执行机构会停在原来位置。

    伺服操作器这种事件处理功能增加了系统安全运图4位置预置。行的可靠性。