西门子执行机构检修规程

3.2.1.2 西门子执行机构检修规程
检修园地 05-3-5 18:18:45
3.2.1.2 西门子执行机构检修规程
第一节概述
SIPOS 5 Flash 专业型电动执行器是德国西博思电动执行机构有限公司生产，采用380V AC 作为驱动电源（我厂使用），接受来自DCS的4-20mADC控制信号，采用变频技术控制执行器电机，可输出4-20mADC阀位信号供DCS显示。

1. 技术规范
1.1 型号：ZSA5011-5CE00-4AB3-Z
1.2 电源：AC380V 50HZ
1.3 最大输出力矩：700 N·m
1.4 额定输出力矩：500 N·m
1.5 标准配置的全行程时间：20—160 秒
1.6 控制信号：4-20mADC 两路
1.7 转角：0-90度
1.8 输出信号：4-20mADC
1.9 操作方式：受柄（轮）、就地操作面板、远端控制
2. 外部接线
根据接线图连接电源和控制线，把PE线接到连接头里提供的接线柱上，屏蔽层连接到密封螺纹连接头上。

模拟量信号必须用屏蔽电缆，电缆的屏蔽层必须两端接地。

接线端子如图P24 M L1 L2 L3
X1
位置信号 400-460V AC
+ -
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
X3.1
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
X3.2
+ - 控制信号
第二节检修项目及其质量标准
1. 执行机构的参数
1．1 屏幕指示信息
执行机构刚刚送电时，液晶显示屏上会有如下显示：
显示屏第一行解释
…% open 执行机构在…%位置
…% open —— open 执行机构在…%位置，并正在打开
…% open —— close 执行机构在…%位置，并正在关闭
Totally opened 执行机构全开
Totally closed 执行机构全关
显示屏第二行解释
Remote ready 执行机构可以被远方控制
Remote fault 远方有错误
Local ready 执行机构可以就地控制
Local fault 就地有错误
LocalPar ready 执行机构可以被操作，参数可以被检查和修改
LocalPar fault 可以被操作，参数只能为设定（不能改，有错误）
Manual operation 手轮操作旁路了电气操作
Emerg. ready 执行机构受紧急信号控制
Emerg. fault 紧急模式下有错误
必要时连续按下“local/remote”键，可以在几种模式间切换。

Remote---自动控制系统控制。

Local---就地控制，远方失效。

Local/param---调试、修改执行机构的参数，远方失效。

在“remote”或“locPar”模式，执行机构参数可被检查。

所有参数被放在三个菜单中：
(1) Commissioning（调试）
(2) Observing（监视）
(3) Diagnosis（错误诊断）
在“localPar”模式下，菜单“commissioning”中的参数只有输入一个4位密码后才能进行修改。

用上下箭头键在菜单和参数之间切换。

1．2 “commissioning”调试菜单
功能键显示解释
设为“locPar” “local/remote” LocPar ready “locPar”模式下，远方控制被屏蔽
选择主菜单“ENTER” Commissioning↑↓E “locPar”模式下,数据可以被修改
进入调试菜单commissioning “ENTER” Enter PIN-code 0000 该菜单项仅在“locPar”模式下显示
输入进入修改commissioning参数的授权密码（参数是不能随便修改的）↓ Enter PIN-code 9000 输入第一位数字
“ENTER” Enter PIN-code 9000 确认第一位数字
“ENTER” Enter PIN-code 9000 输入第二位数字
↑↑↑↑Enter PIN-code 9040 输入第三位数字
“ENTER” Enter PIN-code 9040 确认第三位数字
↑↑↑↑Enter PIN-code 9044 输入第四位数字
“ENTER” Close directionClockwiseUnti-clockwise 确认第四位数字出现第一个参数—“阀门关闭方向”
Commissioning 的参数值可以按如下顺序被查询。

按回车键可以修改，此时被选中的参数闪烁，按上下箭头改动。

再次回车，所作修改被存入EEPROM。

Commissioning菜单如下：
1.2.1 和阀门有关的参数：
参数（显示屏第一行) 显示屏第二行解释
Close direction ** Clockwise*Anti-clockwise 关闭时输出轴以顺时针转动关闭时输出轴以逆时针转动
Closing speed 1.25 1/min…160 1/min (3.5/7/14) 关闭速率，有七种数值可选；不同型号执行机构请参考资料
Opening speed 同关闭速率开启速率
Em.speed(cl.) 同关闭速率紧急关闭速率
Em.speed(op.) 同关闭速率紧急开启速率
Cut-off mode cl.** Torque-dependent*Travel-dependent 终止条件，可选：扭矩达到时或行程达到时
Cut-off mode op.** Travel-dependent *Torque-dependent 同上
Max. cl.torque** …nm (30%….)(70%….) 最大关闭扭矩。

该值取决于设计；通常与最大终止扭矩的%10一致
Max. op.torque**
Rise time 0.1s to 2s (0.5s*) 马达从启动到速度最大时间。

该值会影响控制精度与开关时间。

dc-brake 0%-200% (0%*) 当DC丧失时马达电流为马达额定电流的%。

该值会影响控制精度与马达散热。

Mot.temp.warn. 0-155 Max.155 温度报警限
Mot.temp.prot On*Off 温度报警开关
Motor heating off*On 马达加热功能。

此功能开启时，如马达不运转则进行直流电加热。

Endpos.adjust 末端位置行程调节
1．2．2 和过程控制有关的参数：
Endpos.rang cl. 0%to2%*….0%to50% 在此范围内执行机构以很慢的速度运动.如果执行机构超出此速度范围，则给出出错提示。

Endpos.rang op. 98%to100%*…
Setpoint input•setpoint slope•setpoint range Rising,4-20mA*… 设定值输入。

当修改此栏参数
时，设备会给出提示，按回车键回答
Rising slope*Falling slope 20mA对应开度100%20mA对应开度0%
0mA-20mA4mA-20mA* 设此项无法开路检查。

设此项有开路检查。

Proc.setp.inp•proc.setp.slope•proc.setp. range Rising,4-20mA*… 过程量设定值。

当修改此栏参数时，设备会给出提示，按回车键回答即可。

Rising slope*Falling slope 20mA对应开度100%20mA对应开度0%
0mA-20mA4mA-20mA* 设此项无法开路检查。

设此项有开路检查。

Binary inputs NO*NC 即24V直流信号有效即0V直流信号有效
Remote control Prcntr currlnp 过程控制器通过模拟量输入获得设定值
Prcntr bus inp 过程控制器通过Profibus接口获得设定值
Prcntr six setp 过程控制器内部产生设定值
Poscntr currlnp 定位器通过模拟量输入获得设定值
Poscntr bus inp 定位器通过Profibus接口获得设定值
Tri-threshold 通过三种模拟量信号控制0~30%=close,30~70%=stop,70~100%=open Permcont binlnp* 持续开关量信号控制（只要开、关信号存在，执行机构就动作）Permcont bus 通过Profibus接口提供的持续开关量信号控制（只要开、关信号存在，执行机构就动作）
Pulscont binlnp 脉冲开关量信号控制（脉冲来，执行器一直开关，直到停脉冲来）Remote reconnect Non-active* 不起作用
Prcntr currlnp 当开关量输入端子有STOP命令，并且Remote control不被设定为Pulscont binlnp时，由Remote Reconnect参数所设定的远控方式起作用。

当开关量输入端子无STOP 命令，由Remote control参数所设定的远控方式起作用。

Prcntr bus inp
Prcntr six setp
Poscntr currlnp
Poscntr bus inp
Tri-threshold
Permcont binlnp*
Permcont bus
Pulscont currlnp
Open circ.beh Move to em.pos 当检测到开环时（输入模拟信号需为4-20mA）阀位移动至指定位
Keep position* 当检测到开环时，阀位保持
Close tightly Yes 调门是否关到位，不看信号TL CLOSE
No*
Emergency pos. …..% (0%*) 当检测到开环时的阀门到指定位置（open circ.beh有效时起作用）
Travel pos.cl. …%2%0% 用于开关量输出信号，信号从0到所设定的值之间有效。

（力矩关
断：2%；行程关断：0%）
Travel pos.op. …%98%100% 用于开关量输出信号，信号从所设定的值到100%之间有效。

（力矩关断：98%；行程关断：100%）
Act.val. output•output value•readback slope•readback range 回车以后参数按如下顺序设置output valueAct.val. slopeAct.val.range
Pos Act.val.*实际位置值Pro Act.val.过程实际值模拟量输出为阀位反馈模拟量输出为过程量
Rising slop*/falling slop R—0%-0 mA 100%—20 mA////F—0%-20 mA 100%—0 mA
0-20mA/4-20mA 输出信号范围
Binary output 2•output state 2 Tot.closed* 全关，NO常开Binary output3-8的设定参考Binary output1
NO*常开
Binary output 8•output state 8
PROFIBUS address Channel 1: 0……126 该地址被厂家设置为126（仅指有PROFIBUS接口的执行机构）
Channel 2: 0 (126)
Maintenance Confirming 确认当检修信号发生时，可用此参数复位
Maintenance per•switching cycles•torque cut-offs•motor oper.hours 上下键ENTER 确认
圈数设定的圈数达到时，发出检修信号
当设定的力矩停止次数达到时，发出检修信号
当设定的运行小时数达到时，发出检修信号
Actuat.AKZ1-10 执行机构的AKZ，可用上下箭头键按字母数字顺序修改。

仅用作工厂的一种资料
Actuat.AKZ11-20
transd.AKZ1-10 变送器的AKZ，可用上下箭头键按字母数字顺序修改。

仅用作工厂的一种资料
transd.AKZ11-20
contr.AKZ1-10 控制器的AKZ，可用上下箭头键按字母数字顺序修改。

仅用作工厂的一种资料
contr.AKZ11-20
Enable procCntr 过程控制器的PIN-CODE作为产品的序列号，可作为以后的调用入口Enable posCntr 定位器的PIN-CODE作为产品的序列号，可作为以后的调用入口
language UK/US 选择语言
Binary output 1开关量输出•output state 1 Non-activeTot.closedTot.opened* NOTL-CLOSETL-OPENTL-CL or OPFaultBlinkerReadyReady+remoteLocalTravlim2 clTravlim2 op.MottempfaultMot
tempwarnExtvoltfaultmaintenance 信号未激活以下条件成立时信号被激活：调门全关调门全开扭矩达到全关扭矩达到全开扭矩达到时全开或全关有错误，可在诊断菜单中查找调门正在运动执行机构就绪。

可就地或远方操作执行机构就绪。

可远方操作执行机构处于local或locpar模式下阀位在0%和参数travel pos.cl设置的数值之间阀位在100%和参数travel pos.op 设置的数值之间超过了马达的极限温度超过了马达的报警温度发生高电压或低电压，或者电源丧失一个维修周期到达
NCNO* 低电平有效高电平有效
2．安装调试
2．1 首次安装调试
2．1．1调试前的准备：
按步骤检查：
•执行机构已正确安装。

•所有紧固螺栓、连接元件与电气连接牢固。

•接地正确，电气连接正确
•所有防止手指与可动部件接触的保护装置已安装。

•执行机构本身没有损坏。

•执行器工作在允许的温度范围内（注意应考虑到控制元件的散热）。

*执行机构上电检查
2．1．2 根据转角和使用范围调节变速箱的比率：
请按以下步骤调整变速箱比率：
•拆下变速箱外壳
•确定每个行程扭矩输出轴需转动的圈数。

•表1是可以使用的圈数值。

计算每个行程的圈数时如果数值不正好就用比它大的值。

例如：如果计算出的是每行程30圈就可以用36。

•彻底拆开变速箱。

•箱体上刻有圈数标注。

通过插销机构调节滑块B1，当它带锯齿的一边与箱体上的标注重合就
调好了。

•将执行机构原样装好。

注意：推动滑块只能用拇指沿正确位置轻轻用力。

图1：可用的变速箱齿轮比率
变速箱设置
圈数0．8 2．1 5．5 14 36* 93 240 610 1575 4020
*默认
2．1．3 行程限位调整
首先根据挡板或阀门旋转方向设定执行器Close direction **关闭时输出轴旋转方向，确认和修改Remote control控制信号类型，联系机务开始调整行程限位。

行程限的调节包括全开位与全关位的确定，只能就地操作。

调节调门行程时，应拆下变速箱外壳，以精确调节机械机
构。

调节过程中可通过同时按下上下箭头随时终止整个过程。

此时显示屏上显示“con.not ok”,按回车键确认。

光标继续显示在“endpos.adjust"参数上，整个过程可以重新开始。

调试过程如下：
输入密码9044进入调试环境
功能键显示解释
Endpos.adjust 选择endposition下的子菜单
开始调节开、关限位ENTER Move to op.posPress E-button* Press E-button代表位移达到一定时停止，Until TL reached代表扭矩达到一定时停止
开始调节最大开度限位↑ % open —open↑↓E ↑+↓ 用向上键可以驱动调门打开。

此过程需要密切监视（尤其是在位移达到时停止模式下），在扭矩达到停止模式下，执行机构输出轴开到位停止后，出于保护原因，输出轴会向反方向回退少许。

这是为了给下次开指令留有余地。

该调节过程显示“adapting op.pos.---busy”
确认达到最大开度*** ENTER Adjust of potiDeviation … 用变速性箱的中心轮（图中E）将显示屏上的数字…调节为0，此时要保证支架D不动如果没调之前按回车，显示屏上会显示“xxxx”再按回车就回到了上一级菜单“endpos.adjust”
确认所作修改ENTER Move to cl.posUntil TL reached* Press E-button代表位移达到一定时停止，Until TL reached代表扭矩达到一定时停止
开始调节最小关位↑ % open —close↑↓E ↑+↓ 用向上键可以驱动调门关闭。

此过程需要密切监视（尤其是在位移达到时停止模式下）在扭矩达到时停止模式下，执行机构输出轴第一次关到位后，出于保护原因，输出轴会向反方向回退少许。

这是为了给下次关指令留有余地。

该调节过程显示“adapting cl.pos.---busy”
确认达到最小开度*** ENTER Sign.gear ratio&adjustment ok!Sign.gear ratioIncrease it!Sign.gear ratioDecrease it!Torque cut-off 调试成功，切换到远程后执行机构即可为系统控制变速箱的比率被选的太低，应适当调大变速箱的比率被选的太大，应适当调大
确认信息ENTER Endpos.adjust 退出调试环境
行程限位调试完毕，配合机务检查挡板或阀门开关情况，切为远方检查执行器开关速度和开关时间，阀位信号显示情况，手动操作挡板信号是否晃动，根据情况调整执行器开关速度和开关时间。

2．2 大小修检查项目
2．2．1 端子排接线紧固，控制单元清灰，就地控制面板密封。

2．2．2 检查外部控制回路接线，绝缘测试。

2．2．3 执行器连接机械部分螺丝紧固，转动部分加油。

2．2．4 配合机务人员对阀门、挡板定位检查，必要时重新定位。

2．2．5 执行机构本身是免维护的，齿轮箱内部润滑油8年更换一次。

2．2．6 DCS控制检查，操作灵活。

2．3 运行中日常维护
2．3．1 就地控制面板密封检查。

2．3．2 查看面板显示有无错误信息。

2．3．3 输出轴连接转动部分防滑Ω卡检查。

2．2．4 投入自动后，观察挡板调节是否晃动，必要时调整转速或全行程时间。

2．4一般性故障检修
2．4．1 在remote和locpar模式下可以找到observing(观察)和diagnosis(诊断)菜单。

执行机构的故障信息可以按照下面的办法快速查看：
A、当remote fault 信息出现在第2行时，按动ENTER键，直到显示language/sprache,
B、按动↓键两次，显示observing。

C、按动ENTER键，显示state of unit
D、按动ENTER键，显示ready
E、按动↓键，显示故障信息。

2．4．2 故障信息的含义和处理方法：
显示解释可能的解决办法
Act.val.error 0/4-20mA实际位置值故障更换控制板
Blocked in move运行中被卡住在末端位置范围外发生了过力矩故障检查阀门是否卡涩Bus comm.fault PROFIBUS通讯故障检查PROFIBUS进线电缆接头
Check end_pos.! 末端位置设定无效（不正确）重新进行末端位置调整
Check parameters 调试不正确检查设定的参数
Com.via bus 通过PROFIBUS总线进行的调试等待通过总线进行调试
Converter temp 变频器温度太高检查阀门是否卡涩环境温度太高操作循环次数太多
DPR error DualportRAM故障更换PROFIBUS组件
EEPROM error EEPROM故障更换控制板
ext.volt.fault 主回路供电电源故障检查主供电回路
Handwhl.presed 正在用手轮操作执行机构手轮是否复位，安装时是否压线
High curr.fualt 变频器过电流电缆是否短路检查环境温度必要时更换电子元件
High voltage 电源电压超过允许的+15%范围检查主回路电压检查电源电压是否波动Initparams fault 工厂内部设定的参数错误更换控制板
Inverter fault 控制板和变频器之间的通讯故障断电后再上电，仍故障更换控制元件
Local disabled 就地操作被禁止取消PROFIBUS所作的禁止
Low voltage 电压低于允许范围的-15% 检查主回路电压检查电源电压是否波动
MotTemp too high 电机温度太高检查阀门是否卡涩环境温度太高操作循环次数太多Moved to far 执行机构运行到了位置传感器所允许的范围之外从新调试
OpCir Poslnd 内部到电位器的电缆短线检查控制单元和齿轮单元连接处的接线头
Opcirc templnd 电机温度检测回路的电缆短线检查控制单元和齿轮单元连接处的接线头Opcirc.binlnp 开关量输入回路开路检查进线电缆
Proc.value error 0/4-20mA输入回路故障检查接线，调整控制信号
RAM error RAM故障更换控制板
Runtime error 运行中的故障电位器故障或重新固定的位置不当，提高设定的力矩限幅，检查控制元件运转灵活
Setp.inp.error 0/4-20mA输入回路故障检查接线，调整控制信号Speed inp.fault 0/4-20mA输入回路故障检查接线，调整控制信号Voltage error 主回路或电子板电压故障更换整个控制元件Watchdog error 看门狗错误更换整个控制元件。