SIPOS电动执行器的检修与维护

刘君 李敏

摘 要：德国SIPOS电动执行机构采用内置一体化变频器来控制输出轴转速，从而可根据实际需要对阀门进行最优控制，其内部采用内置一体化变频器，SIPOS电动执行机构有许多优点：（1）在被卡住时可产生最大力矩使阀门脱离卡住位置。（2）可避免由于惯性对阀门造成的冲撞，保护阀门，延长其使用寿命。（3）启动和运行电流永远小于电机额定电流，从而节省配线和配电成本等优点。SIPOS电动执行机构在大庆油田热电厂得到了广泛的应用。但随着时间的推移，SIPOS电动执行机构在使用过程中相继出现了各类故障，文章将对出现各类故障进行分析。

关键词：调试；RUNTIME ERROR；电源板故障；判断；常见参数确定

1 SIPOS电动执行器的调试

1.1 调节进入endpos菜单。只要行程有变化都需要调节endpos（末端位置）。如果没调节好，会在observing中显示check endpos的错误提示。调节方法：进入编程模式LocalPar按"Enter"进入LocalPar模式，密码为9044。然后进行调整。

1.2 控制方式。如果远程控制模式的控制方式没调节好，有可能会出现可以本地控制，远程也是ready，但是远程给的信号不起作用，应该在编程模式里面调节remote control，设置为我们所用的控制方式，我们所用的是模拟量、位置控制。

1.3 报错：Inventer fault，主控制模块与变频器通讯错误。处理方法：重起一般或好的，但是重起后要注意切换到了远程控制模式，如果重起后， 参数也设定好了，还是有这个错误，那就有可能坏了硬件。

2 SIPOS FLASH 5 执行机构 RUNTIME ERROR 的产生原因

SIPOS FLASH 5 采用电位器做定位传导控制。执行机构的调试过程就是指令（比如模拟信号4-20毫安）、阀位（0-100%）、反馈信号（4-20毫安） 三对照的过程。也就是机械的实际行程和电行程的复合对应过程。

SIPOS执行机构是用齿轮变比的电位器定位传感，至少两次才完成三对照的调试，也就是机械行程和电行程的两个对照，因为其设计智能化，阀位反馈的调整和电行程的对应是同步完成。

当 SIPOS动作时， 比例的电位传感要同步动作。但是当电位器跑偏（离合器拖动出行程），或者电位器动静摩擦触头磨损、或者因为震动接触不好，导致这个传导信号不能够实时告知CPU的时候，CPU就认为电机是失速或者堵转，切断U、V、W供电，发出报警，这就是RUNTIME ERROR！

3 密码无法确认

在单控室中显示DCS阀位信号故障，就地重新调试后，输入9044密码无法确认，无法进入调试，这类故障通常是由电源板故障引起的，这时需要更换电源板即可解决。

4 SIPOS执行器电源板故障的判断

SIPOS不论经济型、专业型都是变频的控制方式，变频器就是一台能源方式的转换器：交流-直流-交流的转换装置。

在初始上电、整流、给电容充电的时候，因为初始电容没有储电，瞬间的充电电流非常大，是个阶跃电流，这样对电容器、对整个回路都不好，为此在直流的充电回路里设计加上电阻来限流，使得这个过程更平顺，大家若留意，在电容旁边有几个立起来串联安装的电阻，这就是限流电阻。

在电容充电完成后，这个电阻仍然在这个回路，若继续存在，势必加大电量消耗，同时产生大量热量影响热敏感的半导体器件的使用效果，这个时候就要把它去掉

来完成这个任务的就是我们可以在电源板上可以看到的一个继电器，唯一的继电器24v的直流继电器。

用听的方法可以来判断电源板是否损坏，这个声音就是继电器的励磁动作声音-啪嗒！

5 SIPOS电动执行器常见参数的确认

5.1 信号齿轮单元比例的选择

信号齿轮单元比率选择的计算（不必太精确，可估算）：

调试时要注意角行程减速箱的铭牌数据，假设其减速比为i，角行程阀门的行程为α度（可估算），则计算多回转输出部分的旋转圈数如下：

多回转输出轴的旋转圈数=i×α/360=i/4（以90°角行程减速箱为例）如果所配阀门为直行程型，则要计算时要能得到将多回转运动转换到直线运动部分部件（传动螺杆、线性单元）等的参数。

5.2 确定执行机构的最终输出扭矩的确定

执行机构最终输出力矩的计算（配角行程阀门时）：

对于2SA5+角行程减速箱这种方式，需要注意这样一些数据，其一是执行机构多回转部分（2SA5）的设备铭牌，会有一个力矩范围，比如10-30Nm，该数据表明的是多回转部分输出轴处的输出扭矩。其二是角行程减速箱上会有一个铭牌，标明该减速箱的输入扭矩T（in），输出扭矩T（out）。角行程减速箱的扭矩放大倍数K=T（out）/T（in）。

经济型：若设定的阀门关断力矩范围为30%-100%，当设定为100%即对应于铭牌上的最大数据Tmax（该例子为30Nm）。则多回转部分的输出扭矩为T（2SA5）=Tmax× P%。

专业型：设定的关断力矩即为多回转部分的输出扭矩T（set），毋需计算。则最终执行机构的输出扭矩为多回转部分的输出扭矩乘以角行程减速箱的扭矩放大倍数，即：阀门扭矩T=T（2SA5） ×K=Tmax×P%×KTmax×P%×T（out）/T（in） 经济型

阀门扭矩T=T（2SA5） ×K=T（set）×T（out）/T（in） 专业型

5.3 直行程电动执行机构输出推力确定

执行机构最终输出推力的计算（配直行程阀门时）：

需要找到将多回转运动转化为直线运动的机构部分（线性单元或其它）的扭矩推力转换系数K，定义K=转换部分的输出推力F（kN）/转换部分的输入扭矩T（Nm）。则最终的输出推力：供给阀门的推力（kN）=K（kN/Nm）×T（2SA5）（Nm）

6 SIPOS电动执行机构模拟量信号接线的注意事項

6.1 到目前为止，对于专业型控制板执行机构的模拟量开度指令信号（对于端子板直接连接的连接方式，是X3.2的14和15号端子；对于圆形插头式连接方式，是XK的11和12号接线柱），该指令信号的负极，一定要和执行机构的内部的M地连接一短接线（端子板直接连接的方式，是X3.2的15和18号端子短接；对于圆形插头式连接方式，是XK的12号接线柱和6号接线柱短接。在电路板内部已经做了短接，就不需要外部的短接线了）。

6.2 在DCS端的模拟量反馈信号（模拟量阀位反馈信号）的接线一定要接成DCS不提供供电电源的方式。因为该模拟量信号已经由执行机构提供了电源，不需要在DCS端再提供工作电源。如果接错的话，就会烧毁执行机构的控制板，严重的情形下，结合上述的两种情形，会烧毁电源板和控制板。

6.3 勿容置疑，模拟量的信号，必须采用屏蔽电缆，屏蔽层必须可靠接地。

7 结束语

自动化技术已成为全球发展最快生命力最旺盛的技术之一，也要求从事自动化技术人员不断提高自身素质和技能，文章通过对SIPOS电动执行机构的各类故障及常用参数的分析，希望能够给从事自动化技术人员的检修提供一定的参考。

参考文献

[1]Sipos执行器用户手册.

[2]Sipos执行器安装与调试.