Rotork电动执行器板件深度解析和故障维护

徐明东

摘要：自Rotork成立60年以来，其产品已在世界各地的石油、天然气、电力、水利和污水处理行业有着广泛应用。作为电动执行器技术行业的领导者，Rotork执行器在发电厂使用极为普遍。对于这款执行器，国内还没有对其进行硬件解析的文章，鉴于此，用图标法的形式对其板件一一进行解析，同时对其故障和维护做出必要指导。

关键词：主板;电源板;消缺改进;优化;调整

0 引言

本次解析采用应用较多的二代产品，型号：IQ2系列IQ25+

FOLOMATIC F14 A;S/N：CX48780402;W/D：3010-000-0。

1 板件解析

1.1    主板

执行器主板是核心电子部件，含有微控制器、存储器、继电器、显示器、通信元件、插件等，是整个执行器的大脑，是人和执行器通信的桥梁。人给执行器发各种指令时，指令传到主板，主板上有中央处理器（CPU），可以进行各种AD和DA转换，处理各种来自于内部和外部的各项指令，然后让执行器执行相应的动作，完成所要完成的各项任务。内部指令是执行器内部发给CPU的指令，有温度跳断、开到位、关到位、力矩跳断等。外部指令也就是外部给执行器发送控制信号，主要是通过键盘板和模拟量输入端以及遥控器等给主板发送信号。主板上有个液晶屏，液晶屏上显示阀门开度和力矩，主板上提供了4个无源连接点，可以根据客户的需要组态控制。双屏控制板如图1所示。

1.2    模拟量处理的FOLOMATIC板件

电动调节型执行器多了一块FOLOMATIC板件，用于处理4～20 mA信号，实现连续调节。FOLOMATIC板件如圖2所示。

1.3    反馈部件霍尔板

执行器反馈部分采用霍尔元件，执行器就是通过霍尔板来测量阀位的。霍尔板是利用霍尔磁效应原理，把执行器中心转筒的旋转位移转换成电信号，然后传给主板，主板把霍尔板传过来的信号换算成阀位保存并显示出来。霍尔板如图3所示。

1.4    电源组件

电源板提供电源，把380 V（220 V）电源经过变压器变成所需的12 V、24 V、120 V，再经过整流、滤波将这些电源提供给主板和其他一些控制电源。电源板上的接触器用于电机正反向换相，接触器通过调换电源相序给电机换相。

1.5    旋钮板

通过旋钮板可以对执行器进行开、关、停等操作，并且可以通过旋钮板来选择执行器的远程或就地状态。旋钮板上有6个充满稀有气体的干簧管，通过执行器旋钮上的磁铁给干簧管发信号，然后传给主板，主板让执行器去执行指令，这样就达到了非侵入式控制的目的。

2 故障维护

2.1    主板问题

主板是整个执行器的控制核心，很多问题都有可能是主板损坏引起的，下面就列举几种常见的由于主板原因引起的故障及解决方法。

2.1.1    阀位反馈不准确或跳变

引起阀位反馈不准确的原因是DCS系统的模拟量输入、输出两路地线是公共的，主板上模拟量输入、输出两路地线是分开的，如果主板和DCS系统不兼容，会导致主板上反馈部分的电路损坏，故障有时表现为阀位反馈太小，有时表现为很大。由于此电路集成在主板上，故出现了此故障后只能更换主板，但更换了主板后就不能再直接与用户的DCS系统连接了，要在执行器模拟量的输入或输出端加装一个信号隔离器才可以正常工作。

2.1.2    执行器振荡

执行器振荡表现为外部DCS输入一个模拟量，想让阀门到达某个位置，但执行器实际上达不到精确位置，于是在那个位置上下不停地动，也就是产生振荡。如果是DCS信号源波动造成振荡则必须对DCS系统参数进行整定，消除信号的不稳定。如果排除DCS原因，则可以把死区增大，不让执行器振荡，但这时执行器的控制精度会变低。如果以上方法都不能解决问题，则必须在执行器的输出速度和减速箱（如果有减速箱）的减速比上做出改变，过小的减速比和较快的输出速度会造成执行器振荡。

2.1.3    电机失速故障

电机失速是一个很严重的故障，原因很多，CPU在接到指令后等不到正确的位置便视为电机失速，主板故障也会报该故障。

2.2    电源板故障

2.2.1    无法提供电源给主板

主板液晶屏上的背景灯不亮，主板背景灯的电源是从电源板直接引入的，背景灯不亮说明电源板有故障，同样其他要用到电源的地方也有可能没电。排除插件故障后，这种情况一般就是电源板上的变压器损坏、保险丝熔断造成的。由于更换变压器很不方便，故出现此故障最好更换整块电源板。

2.2.2    接触器单边吸合

接触器单边吸合会导致执行器只可以单方向动作，要么开方向可以，要么关方向可以，主板上会显示阀门报警。通过万用表测量C1、C2、CC之间电压即可判断故障出在接触器前还是接触器后，如果没有动作电压，则问题出在主板或控制操作侧;如果有电压接触器不动作，则接触器故障，需要更换。

2.3    旋钮板故障

2.3.1    远程、停止、就地不能切换

键盘板的工作原理是执行器旋钮上的磁铁给板上干簧管信号，让干簧管吸合，然后通过键盘线传给主板处理。如果干簧管破损，里面的稀有气体泄漏出来，时间久了以后，干簧管的金属片就吸合不牢或不吸合，这样信号就不能产生，不能传给主板。远程、停止、就地不能切换说明键盘板上的远程、停止、就地三个干簧管已经有破损。处理此故障原则是更换两个干簧管即可（注：此故障要保证旋钮上的磁铁完好）。