SIPOS電動執行器的檢修與維護

劉君 李敏

摘 要：德國SIPOS電動執行機構采用內置一體化變頻器來控制輸出軸轉速，從而可根據實際需要對閥門進行最優控制，其內部采用內置一體化變頻器，SIPOS電動執行機構有許多優點：（1）在被卡住時可產生最大力矩使閥門脫離卡住位置。（2）可避免由于慣性對閥門造成的沖撞，保護閥門，延長其使用壽命。（3）啟動和運行電流永遠小于電機額定電流，從而節省配線和配電成本等優點。SIPOS電動執行機構在大慶油田熱電廠得到了廣泛的應用。但隨著時間的推移，SIPOS電動執行機構在使用過程中相繼出現了各類故障，文章將對出現各類故障進行分析。

關鍵詞：調試；RUNTIME ERROR；電源板故障；判斷；常見參數確定

1 SIPOS電動執行器的調試

1.1 調節進入endpos菜單。只要行程有變化都需要調節endpos（末端位置）。如果沒調節好，會在observing中顯示check endpos的錯誤提示。調節方法：進入編程模式LocalPar按"Enter"進入LocalPar模式，密碼為9044。然后進行調整。

1.2 控制方式。如果遠程控制模式的控制方式沒調節好，有可能會出現可以本地控制，遠程也是ready，但是遠程給的信號不起作用，應該在編程模式里面調節remote control，設置為我們所用的控制方式，我們所用的是模擬量、位置控制。

1.3 報錯：Inventer fault，主控制模塊與變頻器通訊錯誤。處理方法：重起一般或好的，但是重起后要注意切換到了遠程控制模式，如果重起后， 參數也設定好了，還是有這個錯誤，那就有可能壞了硬件。

2 SIPOS FLASH 5 執行機構 RUNTIME ERROR 的產生原因

SIPOS FLASH 5 采用電位器做定位傳導控制。執行機構的調試過程就是指令（比如模擬信號4-20毫安）、閥位（0-100%）、反饋信號（4-20毫安） 三對照的過程。也就是機械的實際行程和電行程的復合對應過程。

SIPOS執行機構是用齒輪變比的電位器定位傳感，至少兩次才完成三對照的調試，也就是機械行程和電行程的兩個對照，因為其設計智能化，閥位反饋的調整和電行程的對應是同步完成。

當 SIPOS動作時， 比例的電位傳感要同步動作。但是當電位器跑偏（離合器拖動出行程），或者電位器動靜摩擦觸頭磨損、或者因為震動接觸不好，導致這個傳導信號不能夠實時告知CPU的時候，CPU就認為電機是失速或者堵轉，切斷U、V、W供電，發出報警，這就是RUNTIME ERROR！

3 密碼無法確認

在單控室中顯示DCS閥位信號故障，就地重新調試后，輸入9044密碼無法確認，無法進入調試，這類故障通常是由電源板故障引起的，這時需要更換電源板即可解決。

4 SIPOS執行器電源板故障的判斷

SIPOS不論經濟型、專業型都是變頻的控制方式，變頻器就是一臺能源方式的轉換器：交流-直流-交流的轉換裝置。

在初始上電、整流、給電容充電的時候，因為初始電容沒有儲電，瞬間的充電電流非常大，是個階躍電流，這樣對電容器、對整個回路都不好，為此在直流的充電回路里設計加上電阻來限流，使得這個過程更平順，大家若留意，在電容旁邊有幾個立起來串聯安裝的電阻，這就是限流電阻。

在電容充電完成后，這個電阻仍然在這個回路，若繼續存在，勢必加大電量消耗，同時產生大量熱量影響熱敏感的半導體器件的使用效果，這個時候就要把它去掉

來完成這個任務的就是我們可以在電源板上可以看到的一個繼電器，唯一的繼電器24v的直流繼電器。

用聽的方法可以來判斷電源板是否損壞，這個聲音就是繼電器的勵磁動作聲音-啪嗒！

5 SIPOS電動執行器常見參數的確認

5.1 信號齒輪單元比例的選擇

信號齒輪單元比率選擇的計算（不必太精確，可估算）：

調試時要注意角行程減速箱的銘牌數據，假設其減速比為i，角行程閥門的行程為α度（可估算），則計算多回轉輸出部分的旋轉圈數如下：

多回轉輸出軸的旋轉圈數=i×α/360=i/4（以90°角行程減速箱為例）如果所配閥門為直行程型，則要計算時要能得到將多回轉運動轉換到直線運動部分部件（傳動螺桿、線性單元）等的參數。

5.2 確定執行機構的最終輸出扭矩的確定

執行機構最終輸出力矩的計算（配角行程閥門時）：

對于2SA5+角行程減速箱這種方式，需要注意這樣一些數據，其一是執行機構多回轉部分（2SA5）的設備銘牌，會有一個力矩范圍，比如10-30Nm，該數據表明的是多回轉部分輸出軸處的輸出扭矩。其二是角行程減速箱上會有一個銘牌，標明該減速箱的輸入扭矩T（in），輸出扭矩T（out）。角行程減速箱的扭矩放大倍數K=T（out）/T（in）。

經濟型：若設定的閥門關斷力矩范圍為30%-100%，當設定為100%即對應于銘牌上的最大數據Tmax（該例子為30Nm）。則多回轉部分的輸出扭矩為T（2SA5）=Tmax× P%。

專業型：設定的關斷力矩即為多回轉部分的輸出扭矩T（set），毋需計算。則最終執行機構的輸出扭矩為多回轉部分的輸出扭矩乘以角行程減速箱的扭矩放大倍數，即：閥門扭矩T=T（2SA5） ×K=Tmax×P%×KTmax×P%×T（out）/T（in） 經濟型

閥門扭矩T=T（2SA5） ×K=T（set）×T（out）/T（in） 專業型

5.3 直行程電動執行機構輸出推力確定

執行機構最終輸出推力的計算（配直行程閥門時）：

需要找到將多回轉運動轉化為直線運動的機構部分（線性單元或其它）的扭矩推力轉換系數K，定義K=轉換部分的輸出推力F（kN）/轉換部分的輸入扭矩T（Nm）。則最終的輸出推力：供給閥門的推力（kN）=K（kN/Nm）×T（2SA5）（Nm）

6 SIPOS電動執行機構模擬量信號接線的注意事項

6.1 到目前為止，對于專業型控制板執行機構的模擬量開度指令信號（對于端子板直接連接的連接方式，是X3.2的14和15號端子；對于圓形插頭式連接方式，是XK的11和12號接線柱），該指令信號的負極，一定要和執行機構的內部的M地連接一短接線（端子板直接連接的方式，是X3.2的15和18號端子短接；對于圓形插頭式連接方式，是XK的12號接線柱和6號接線柱短接。在電路板內部已經做了短接，就不需要外部的短接線了）。

6.2 在DCS端的模擬量反饋信號（模擬量閥位反饋信號）的接線一定要接成DCS不提供供電電源的方式。因為該模擬量信號已經由執行機構提供了電源，不需要在DCS端再提供工作電源。如果接錯的話，就會燒毀執行機構的控制板，嚴重的情形下，結合上述的兩種情形，會燒毀電源板和控制板。

6.3 勿容置疑，模擬量的信號，必須采用屏蔽電纜，屏蔽層必須可靠接地。

7 結束語

自動化技術已成為全球發展最快生命力最旺盛的技術之一，也要求從事自動化技術人員不斷提高自身素質和技能，文章通過對SIPOS電動執行機構的各類故障及常用參數的分析，希望能夠給從事自動化技術人員的檢修提供一定的參考。

參考文獻

[1]Sipos執行器用戶手冊.

[2]Sipos執行器安裝與調試.