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1、Rotork IQ 系列执行器 新 一 代 智 能 型 非 侵 入 式 三 相 电 动 阀 门 执 行 机 构 出版物E 1 1 0 C 2 0 0 1 年1 1 月出版 2 Rotork 执行机构 Rotork Controls Ltd, Bath, UK Rotork Controls Inc, Rochester, USA 目 录 IQ执行器的特点 3 可靠性 4 智能型执行机构 5 保护 6 应用 7 智能化通讯 8 通讯系统 10 结构 12 二级齿轮箱 14 性能参数概要 16 执行器驱动连接 18 标准功能 20 在阀门控制领域中居世界领先地位 公司在成立以来的40年中，已在阀门
2、、水闸和挡板执行 机构产品领域内成为优质的代名词，这些产品广泛应用 于世界各地的石油、天然气、电力、水利和污水处理行 业。 我们的成功是由于Rotork在生产作业的各个阶段和各个 环节上坚定不移地重视质量。 从最初的现场测量、规格定制和设计，到材料、制造和 检测工序、安装、调试和售后服务，我们的信誉卓著、 堪称一流。 公司成败的关键是拥有一支出类拔萃的员工队伍 - 训练 有素、意识先进的工程师、技术支持人员，他们各司其 职，在维护Rotork无可匹敌的信誉方面发挥着重要作用， 为用户提供创新、可靠和一流的支持。 Rotork已在执行机构技术领域确立了领先地位。 3 Rotork IQ智能型阀门
3、执行机构 - 精益求精 Rotork经过实验和测试的IQ 系列智能型电动阀门执行器 现在又进一步提高了质量 - 保留着名扬四海的特性，如 Rotork独特的双密封系统和 “非侵入式”红外线设定功 能，同时使用更少的电子元 件，增加了功能和可靠性。 Rotork的IQ是站在新技术的前 沿不断致力于研究与开发的成 果，为最终用户提供了更高的 质量、性能和全面的价值标准。 Rotork IQ标准规格提供了广 泛的控制和显示的灵活性，使 得复杂和昂贵的用户定制经常 是不必要的。这一方法允许采 用流水线生产工序，从而确保 一贯高标准的产品质量。 IQ继续提供其全部关键性优点， 使它在全世界居领先地位，这
4、 些优点包括： 终身使用 对于任何环境、任何应用，IQ 已成为可靠性的代名词。简明 的设计、双密封的防水外壳、 红外线设定以及全面的保护系 统，使得IQ在可靠的阀门操作 领域居世界领先地位。安心使 用、极低的维护费用、简便的 诊断及更换备件，可让使用者 无需专门记忆其过程。 调试简便 用红外线设定器可进行简单、 安全和快速的非侵入式调整。 使用“随按随用”的IQ设定器 可进入和调整执行器的设定， 如力矩值、限位、控制及显示 功能。Rotork提供的、独特的 本安型设定器在任何环境中， 无论动力电源提供与否，均可 对执行器进行非侵入式设定。 排除故障简便 易读的、带有背景照明的显示 器提供了阀门
5、运行状况、控制 和执行器的报警图标。 用IQ设定工具可以查看全面、 实时的诊断帮助屏幕，可全图 显示就地和远程控制状态、执 行器组态和即时阀位的力矩。 内置数据记录器可记录操作、 报警和阀门力矩分布数据，可 提供宝贵的操作运行状况和运 行条件的信息。 IQ现在为阀门执行机构提供 了一系列强大无比的卓越性 能，其中包括： G 直流和单相电源执行器 G 作为标准功能的内置数据记 录器 G 兼容IrDATM标准，可通过移 动电话或PC机对执行器进行 就地和远程分析 G 为用户提供了更清晰、 更多、 更易用的控制和指示功能 G 简单的力矩和阀位控制，使 可靠性得到提高 G 合理的电子工艺 - “系统
6、集成芯片”技术 G 防腐功能增强 G 控制和指示灵活性提高 G 附加的保护系统 4 IQ - 简单而无可匹敌的可靠性 全球联保及 用户终身维护 保护是关键 在电动执行器应用中所积累的 大量经验，使Rotork在执行器 端口保护方面居世界领先地位。 在涨潮、阴湿、冷热悬殊、极 端恶劣和腐蚀性空气以及从沙 漠到冻原、从沿海到地下等各 种环境中，执行器都将可靠运 行。Rotork知道，执行器可靠 性方面最重要的因素是不受环 境影响 - 简而言之就是外壳。 有内部元件终身得到保护。非 双密封、双保护 IQ外壳的额定防护等级为 IP68 - 水下3米，48小时， NEMA4/4X/6。它是完全防水 和防
7、尘的，而且不“透气”。 Rotork双密封系统确保内部元 件受到保护，因为它们被防水 接线端子模块将内部电缆与接 线端子箱隔离。即使在现场接 线期间，移去接线端盖，保护 仍得以维持，且接线端子模块 独立密封。 非侵入式终身密封 IQ的现场调试无需卸掉电气箱 端盖。所有设定和调整均使用 提供的红外线设定器来完成。 在我们制造厂的受控环境中组 装后，气体交换已被排除 - 所 侵入式控制选择器意味着没有 穿过控制箱体的贯通轴。 简单、可靠 IQ简化了设计，而规格和性能 有所扩展。 力矩测量 执行器能够可靠和精确地测定 操作一个阀门的作用力，这是 对阀门和执行器提供保护的基 础。IQ使用其专利的输出力
8、矩 测量系统，该系统是从人们熟 悉的类似压力传感器这样的过 程测量技术研制而成的。在工 业中经过验证和测试的这一技 术适用于阀门执行器。在带有 负荷的情况下，用安装在力矩 传感器内的压敏电阻传感器， 使电机蜗杆推力的反作用力直 接转换成与输出力矩成比例的 电信号。可获得准确的、可重 复的力矩测量值，且独立于频 率、电压和温度的变化。 阀位测量 可靠的过程控制取决于阀门行 程末端的准确定位，而液压控 制取决于阀门行程中间的准确 定位。拥有专利的非接触式阀 位测量系统则是执行器控制中 最简单的设计。只有一个活动 部件的分解器把输出中心套筒 的旋转转换成电信号，然后与 存储在安全、永久的存储器中 的
9、限位作比较。 元件减少 合理的机械和电气系统使可靠 性得到提高。作为IQ的基础， 手轮结构和控制底架的改进提 高了执行器的可靠性。最新的 “系统集成芯片”技术已应用 于IQ控制模块。元件数量明显 减少，从而减少了互连、布线 和印刷电路板的复杂性。采用 了诸如数据记录、额外的控制 和显示功能以及更好的系统保 护等增强功能，从而提高了性 能及可靠性。 安全完整性 最初研制IQ是为了提高阀门执 行器的安全完整性状态。通过 再次的设计和创新，Rotork能 够提供解决办法，使工艺工程 师能够根据确定的安全完整性 等级评估选择执行器。鉴于 IEC 61508、ISA-S84.01和DIN 19 250等
10、国际标准成为评估工 艺系统安全完善的要求, Rotork 将乐意讨论您的要求。 5 IQ - 智能化的先驱 阀门关闭 力矩、 阀位显示 关闭力矩 设定为40% 诊断屏幕 显示 执行器的显示 IQ包括一个专门为执行器显示 而研制的、 独特的液晶显示器。 其大屏幕让使用者能够容易地 从远处看到阀位、力矩和诊断 屏幕。独特的带背景照明系统 的液晶显示器提供所有灯光条 件下的高可见度。同时提供了 三个绿色、黄色和红色发光二 极管阀位指示灯。 显示支持 Rotork认识到在任何时候都需 要就地和远程阀位指示，即使 在执行器电源关断时也是如此。 IQ包括了一个电池，以便在电 源关断时保持并更新阀位指示。
11、该电源还支持断电时数据记录 和调试。 设定 用提供的本安型IQ红外线设定 器进行设定、调整和查看，可 以让用户通过液晶显示器方便 地进入执行器的组态。 屏幕上的诊断图标 液晶显示器中有四个专用报警 图标，可以清晰地显示阀门、 控制系统和执行器的报警。 帮助屏幕 用IQ设定器可调出九个帮助屏 幕，因而能够对控制信号、阀 门和执行器状态以及指示状态 进行实时、分组分析。 阀门力矩指示 用设定器通过IQ液晶显示器可 以实时观察对应于阀位的阀门 力矩，因此，阀门工作条件的 分析成为标准功能。 条件控制 对于高度安全完整性的应用， 要求IQ组态为条件控制。在这 一方式下，操作取决于两个独 立的信号。 以
12、关阀命令为例，同时提供一 个远程关阀输入信号和关阀联 锁输入信号，执行器将操作， 关闭阀门。如果只提供一个信 号，或一个信号丢失，执行器 将保位或停止而防止故障。当 组态为有条件的远程控制时， 就地操作无需联锁输入。 数据记录 每台IQ都有一个内置数据记录 器。数据记录器获取和存储诸 如阀门、执行器以及控制信号 的操作和状态的数据： G 阀门力矩分布图，在对应的 阀位开阀/关阀的瞬时和平 均力矩 G 操作次数 G 阀门和执行器位置状态记录 G 操作信号记录 G 执行器控制状态记录 G 统计 所记录的数据带有日期和时间， 而且可以被回放， 进行 “实时” 分析，或以事件为基础进行分 析。 数据记
13、录器可通过IQ的IrDATM 接口与兼容设备(见下述)通讯。 数据记录器中的数据可通过PC 机上的IQ-Insight软件进行分 析。详见第8页。 IrDA 通讯 从成功地采用IQ红外线系统起， IQ现在还支持与IrDATM兼容的 通讯。IQ的组态和数据记录文 件可由现场总部或Rotork终身 维护部门进行处理。因此无论 您在世界各地，Rotork的支持 垂手可得。数据交换是通过兼 IrDATM的移动电话机、PC进行 的，或者执行器安装在危险区 域时，数据交换是通过Rotork 本安型通讯器来完成的。IQ- Insight PC软件提供了与执行 器及其内置数据记录器的接口。 6 绝对安全，充分
14、保护 相同步器可防止因接线错误 而损坏阀门 Rotork独特的“相同步器”自 动相旋转调整装置，用以防止 因电源接线不正确而导致阀门 损坏，可确保IQ的三相电机始 终具有正确的电源相序。 单相保护 为进一步防止电机过热，IQ的 电子装置不断监视着电源的三 相。如果一相或多相丢失，可 以防止控制电路将接触器激励。 作为标准功能，可获得电源掉 相时的现场和远程报警。 阀门卡住时电机的保护 如果阀门被卡住，当启动信号 发出后7秒内无任何动作，逻 辑电路可将响应的接触器断开， 以防止电机过热。 过热保护 在电机线圈内装有两个热动开 关，用以直接检测电机线圈的 温度。如果电机线圈过热，可 将执行器的控制
15、电路断开。 自动自检测和诊断功能 (ASTD) 在任何时刻，一旦执行器接通 电源， 它将自动检测操作电路， 以确保正确的操作。对于很少 发生的设备故障，可以被诊断 出来并以图标方式自动显示在 屏幕上，同时执行器的电动操 作将被禁止，以便于现场维护。 瞬时反转保护 在执行器接到瞬时反转命令时， 自动延时电路用以防止冲击负 载对阀杆和齿轮箱所产生的不 必要的磨损。该电路还可以通 过接触器限制浪涌电流。 7 用户定制功能 即使Rotork的标准IQ执行器 已提供了广泛的控制和显示 灵活性，仍可按照用户要求 提供多种功能，以考虑个别 用户的需求。 用于多转式和角行程阀门的 齿轮箱 大型及慢速移动的闸阀
16、和球阀 可通过电动执行器下面安装的 伞形齿轮或直齿轮来驱动。IQ 执行器可与角行程的蜗轮、蜗 杆齿轮箱相连， 通过增加力矩、 降低速度来操作角行程阀门。 有关用于角行程及多转式阀门 的执行器选型程序存储在CD ROM光盘上。 防火和极冷 在高达+70C温度下完全可以 正常工作。 通过使用外加箱体、 覆盖膨胀涂层，标准IQ执行器 可在火中(温度可能迅速升至 1000C时)运行长达30分钟。 也可加以更改，以便在-50C 低温下正常工作。 详见出版物S310E。 地面安装，便于远程连接 带有向上或向下短轴的落地支 架，可通过用户提供的连杆和 万向节与远程阀门相连接。 线性输出驱动组件 如要求执行器线性输出，可在 标准IQ执行器底座安装螺杆。 挡板执行器 单叶片或多叶片挡板均可通过 与挡板轴直接连接，或通过摇 臂进行电机驱动。 加长阀杆 对于应用于高温介质的明杆阀 门，如实心或弹性楔型闸阀， 则必须加长阀杆，否则会导致 阀门损坏或泄漏。加长或缩短 阀杆的效果要好于在执行器的 输出部位安装R
