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1、11 概 述1.1 DKJ-EX 型电动执行机构是 DKJ 系列角行程电动执行机构中的一种新型产品。它以智能型一体化控制器代替原来系统的位置发送器和伺服放大器，可直接接受4mA20mA 直流电流信号，带动调节机构实现过程控制系统的自动调节功能。1.2 DKJ-EX 型电动执行机构具有的功能特点：a. 控制器集位置发送器与伺服放大器为一体，用单片微处理器作主控元件，可直接接受模拟量控制；b. 具有接受无源触点（如 DCS 系统的 DO）控制或 220V 电压控制功能。这二种控制功能可分别单独采用，也可以与模拟量控制共同采用，二者互不干涉；c. 具有现场 LED 数码显示，可以清晰直观地显示执行器
2、的运行状态和调节机构的开度；d. 带有现场操作面板，一般无需打开控制器壳盖，即可以人机对话方式，对执行机构进行调整和参数设定；e. 具有输出轴在行程的极限位置时的输出接点，供控制系统选用；f. 具有断信号、调节机构卡死等故障保护功能以及故障时的接点输出。1.3 用途DKJ-EX 型电动执行机构，可与各类转角式阀门、风门、挡板等调节机构配套，广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻工、纺织、食品、医药等生产过程调节控制系统中。2 型号、规格2.1 型号意义说明 DKJ 10 EX设计序号，智能型一体化，有行程接点输出。机座号及输出力矩分档，第一位用数字 2、3、4、5 表示。角行程电动执行机构（或称
3、ZKJ） 。2.2 常用产品的型号与规格表 1型 号 额定负载（Nm） 额定电流 （A） 分相电容容量 （F） 重 量（kg）DKJ-210-EX 100 0.5 4 31DKJ-310-EX 250 0.65 5 48DKJ-410-EX 600 1.5 10 86DKJ-510-EX 1600 2.5 20 1453 主要技术指标 3.1 输入信号 2a模拟量信号 420mA DC（输入电阻 250）或 1V5V DC （输入电阻100k） ；b无源开关量信号；c有源开关量信号（与工作电源相同） 。3.2 位置反馈信号 420mA DC （负载电阻 500）3.3 基本误差限 2.5 ；3
4、.4 死区设定 12.0 ；3.5 回差 不大于 1.5 ；3.6 额定行程 90（转角） ；3.7 额定行程时间 25 S20 ；3.8 额定负载 见表 1；3.9 工作电源a额定电压 220V ；b额定频率 50Hz ；c额定电流 见表 1 ；3.10 使用环境a温度 -25+70；b相对湿度 不大于 95；c周围空气中不含腐蚀性气体。4 工作原理与结构DKJ-EX 型电动执行机构是一个以交流伺服电动机为动力装置的位置伺服机构，整机由在结构上相对独立的减速器、交流伺服电动机和控制器三部分组成。其外形结构见图 1。图 1 电动执行机构外形示意图4.1 控制器4.1.1 控制器由主控电路板、传
5、感器（导电塑料电位器） 、带 LED 显示的操作面板以及电机分相电容、接线端子等部分构成。由外壳将各组成部分构成一体。控制器的工作原理框、 、3图见图 2。来自上位控制器（调节器或计算机）的模拟控制信号（4mA20mA DC）经光电隔离和 A/D 转换后，将模拟量信号转换为数字信号后，送 CPU。由传感器检测到的执行机构输出轴的位置信号经 A/D 转换后，也送至 CPU。数据信号经 CPU 运算处理后，决定伺服电机的启/停及转动方向，通过功率驱动电路驱动伺服电机。执行机构当前位置除了通过现场 LED 显示外，还经过 D/A 转换，以模拟量信号形式输出，反馈至控制系统。图 2 控制器工作原理框图
6、4.1.2 开关量控制a 无源开关量控制。给 CPU 一个状态信号，外部无源触点经光电隔离后，控制功率驱动电路驱动伺服电机。触点闭合，电机运转。反之，则电机停转。b有源开关量控制。这种控制方式是电源电压通过功率驱动电路，间接控制伺服电机运行，因此，控制电流很小。一般仅用于远方手动控制。三种控制方式可以单独采用，也可以组合采用。外部控制电气原理见图 3。 、4-20mA、/DA、/CPU、 0V、4-20mA4图 3 电气控制原理图4.2 伺服电动机 交流伺服电动机内部装有杠杆式制动机构或电磁式制动机构，能保证电机断电时迅速地制动，以减少执行机构输出轴的惯性惰走。我公司改进设计的伺服电动机均采用
7、电磁式制动机构，其制动性能比传统的杠杆式制动机构有较大提高。电磁式制动机构的结构和工作原理是这样的：在伺服电机的一端装有电磁线圈和制动盘，平时，制动盘依靠弹簧推力压住固定于转子上的摩擦片，当电机通电时，电磁线圈同时得电吸引制动盘往后移动而使制动盘与摩擦片分离，电机以额定转速旋转。断电时，作用在制动盘上电磁吸力消失，制动盘即压住转子上的摩擦片使电机迅速制动，电机后端盖上装有旋钮，将旋钮拨到“手动”位置时，可使制动盘与摩擦片脱离，拉出减速器手轮，可以进行就地操作，将旋钮拨到“电动”位置，制动盘即压住摩擦片，保证电机断电时可靠地制动。4.3 减速器减速器采用一级平齿轮和行星机构相混合的机械传动机构，
8、输出转矩分为六个基本规格，其机械传动示意见图 4 和图 5。图 4 机械传动示意图 （250N.m 以下）、Z3、1 22、 、3、1、2、5 5图 5 机械传动示意图 （600N.m 以上）行星传动机构具有体积小、速比大、承载力大、效率高等特点。基本部件由内齿轮、摆轮、偏心轴、联轴器组成的 K-H-V 行星结构，当偏心轴转动使摆轮产生周转，利用内轮和摆轮的齿数差来达到减速器传动的目的.为了把输出轴限制在 90的转角范围内，以保证不损坏调节机构和有关零件，在机座上装有二块止档起机械限位作用。减速器箱体上装有手动部件，用于就地手动操作。操作时只要将手轮拉出摇动即可，就地手动操作结束后，一定要将手
9、轮推进。减速器的出轴另一端装有盘簧和凸轮，凸轮借助盘簧的压力和出轴一起转动，用以带动位置发送器的传感元件动作。凸轮上有限位槽，用机座上的限位销来限制其转角。5 电动执行机构的检查电动执行机构各组成部分出厂前都经过精心调整和严格测试.但为了保证正常运行,用户在使用前仍需进行检查。按图 6 校验接线图接线。输入 4-20mA DC 控制信号，接通反馈信号, 接通 AC220V 电源。此时,执行机构的输出轴将随输入控制信号的变化而改变其机械位置。若有问题请按第 7 章电动执行机构的调整进行调试。12345678911121314161719201815+ 输 入 信 号4-20mA反 馈 输 出4-
10、20mA +NL_10Af0mAIafII电 源AC220V图 6 校验接线图6 电动执行机构的安装和接线6.1 安装环境执行机构应安装在温度为2570，相对湿度不大于 95%且周围无腐蚀性气体的环境中，根据现场条件，可将执行机构安装在水泥或金属骨架的基座上，用地脚螺钉紧固。安装时应考虑到手动操作及维修拆装的方便。执行机构的输出轴与调节机构的联接，可通过连杆及专用连接头，限位止挡块应在输出轴的有效范围内紧固、不可松动。6.2 外形及安装尺寸执行机构的外形及安装尺寸如图 7，表 2 所示。6图 7 执行机构外形及安装尺寸表 2型 号 A B C D E F G H1 H2 H3 H4 L 1 2
11、 3 键DKJ-210EX 220 245 130 158 86 35 100 270 233 128 20 360 12 25 14厚 15 87DKJ-310EX 260 300 100 130 115 50 120 307 260 135 20 445 13 35 16厚 21 108DKJ-410EX 320 365 130 162 142 60 150 380 322 170 30 565 14 40 18厚 23 128DKJ-510EX 390 424 180 212 121 80 170 440 379 196 35 640 14 58 20厚 25 18116.3 接线方式6
12、.3.1 注意事项a. 输入、输出信号线应单独采用屏蔽线；b. 电动执行机构外壳必须接地良好；c. 接线应符合有关电气安装规程。6.3.2 执行机构可以接受三种不同的控制方式，即模拟量输入控制方式、无源触点输入控制方式和 220V 电压输入控制方式。用户可根据控制系统的要求选用。三种控制方式的接线是不同的。a. 模拟量控制方式（端子排列见图 8a）执行机构接受的控制信号为 4mA-20mA 直流电流信号或 1V5V 直流电压信号。这是一种最常用的控制方式，在这种控制方式下，执行机构具有设计的全部功能。 b. 无源触点控制方式（端子排列见图 8b）这是一种外部无源触点直接控制执行机构运行的方式。
13、在 S1 闭合状态下，当 S2 闭合时，执行机构正行，S3 闭合时，执行机构反行。注意，S2，S3 不能同时闭合。S2，S3控制触点的容量为 0.1A，48V.DC 即可。c. 220V 电压控制方式（端子排列见图 8c）这是一种外部 220V 电压直接控制执行机构运行的方式。在 S1 闭合状态下，S2 闭合时，执行机构正行，S3 闭合时，执行机构反行。同样，S2，S3 不能同时闭合。由于流过S2，S3 的电流极小，所以，S2，S3 的触点容量只要符合耐压要求即可。 1234567891121314161719201815 输 入 信 号4-20mA反 馈 输 出4-20mA +电 源AC20
14、VNL电 源极 限 状 态 输 出 下 限 合上 限 合10电 源+_电 源 报 警 通故 障 时极 限 状 态 输 出 下 限 合上 限 合 IamAIAfAi7a、模拟量控制方式1234567891121314161719201815电 源AC20VNL电 源 正 转反 转状 态 输 入(无 源 操 时 合 ） 公 共 端10电 源电 源 正 转反 转反 馈 输 出4-20mA +_0mAafI极 限 状 态 输 出 下 限 合上 限 合极 限 状 态 输 出 下 限 合上 限 合 S1S2S31234567891121314161719201815电 源AC20VNL状 态 输 入(时
15、合 ）强 操10S2反 馈 输 出4-20mA +_0mAafI极 限 状 态 输 出 下 限 合上 限 合 S1S3b、无源控制方式 c、220V 控制方式图 8 接线端子排列图7 电动执行机构的调整 电动执行机构出厂前都已经过调整，若无特殊使用要求经校验未发现异常情况，不需要重新调整。当需要重新调整时，请按本说明书规定的方法和步骤调整。7.1 操作面板及显示字符意义说明。显示窗具有 6 位 LED 数码显示和 4 个操作键，如图 9 所示。 复 位 确 认 + -复 位 键 确 认 键 +键 -键6位 数 字 显 示图 9 显示与按键示意图显示：表示执行机构处于自动正常运行状态，右边三位数字显示量程的百分比数。显示：表示执行机构处于现场电动手操状态。此时，按“+”键或“-”键时, 可操作执行机构运行，右边三位数字显示量程的百分比数。显示： 表示“输入信号断”故障。A X X XH X X XE 18显示：表示“反馈信号断”故障。显示：表示“机械卡死”故障。 7.2 设定和调整7.2.1 行程标定a 松开执行机构机械止挡块固定螺母；b 断开输入信号，接通电源，显 示 c 按住“确认”键约 8 秒钟，显 示 d 按“”
