REXA執(zhí)行器Xpac培訓教程

1、 目錄REXA執(zhí)行器結(jié)構(gòu)及工作原理REXA執(zhí)行器的操作REXA執(zhí)行器的故障診斷第一部分REXA執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與原理REXA執(zhí)行器分類REXA執(zhí)行器主要有調(diào)節(jié)型(Xpac)和開關型(Mpac)下圖為兩種Xpac型執(zhí)行器，左圖為直行程，右圖為旋轉(zhuǎn)型Xpac 執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)REXA Xpac執(zhí)行器包含兩個主要部分，即執(zhí)行器（缸和電液動力組件）部分和控制箱部分。執(zhí)行器裝在驅(qū)動裝置上，控制箱遠程安裝。連接它們的是模塊電纜和反饋電纜。控制箱控制箱包括位置控制處理器、電源供應、馬達驅(qū)動器、保險絲和電源濾波器以及接線端子。 在PCP的操作裝置中有自動、設定和本地三種操作模式 當執(zhí)行器處在自動模式時，它會根據(jù)控制信

2、號，通過自動調(diào)節(jié)來達到目標位置。當執(zhí)行器處在現(xiàn)場本地模式時，可以通過手動方式來調(diào)節(jié)執(zhí)行器位置。當執(zhí)行器處在設定模式時，可以對執(zhí)行器進行校準，同時可設置其運行參數(shù)，此運行參數(shù)控制執(zhí)行器的動態(tài)特性。通過一個簡單的操作可以使位置控制處理器（PCP）進入“設置”模式，在這里，速度、行程、死區(qū)和控制信號可以通過三鍵區(qū)和顯示器設置。編程參數(shù)可以從永久存儲器中獲得。 PCP能夠?qū)?zhí)行器的各種故障進行診斷。錯誤代碼以兩位字母表示在五位顯示屏上，錯誤代碼的前面顯示“E-”字樣。 動力模塊執(zhí)行器部分的核心是電液動力模塊，包括馬達、齒輪泵、流量匹配閥、貯油箱、加熱器、旁路電磁閥（彈簧失效單元特有）等。 工作原理依賴

3、預先設定的行程和信號范圍等參數(shù)，PCP把外部送入的控制信號轉(zhuǎn)化為目標位置，當前位置則通過裝在執(zhí)行器上的反饋組件確定。目標和當前位置之差即是誤差。如果誤差超出了死區(qū)（用戶設定），PCP將通過啟動馬達來重新校正。Xpac內(nèi)部有一個由馬達驅(qū)動的可逆液壓泵，該泵能夠通過兩個流量匹配閥中的一個來增壓（FMV-1和FMV-2）。每個FMV由一個開口閥芯組成，該閥芯帶有一個集成的起引導作用的逆止閥。兩個FMV的端口尺寸嚴格一致。為把活塞移動到左邊，泵改變旋轉(zhuǎn)方向，通過A端口使FMV-2加壓，F(xiàn)MV-2的閥芯在壓差的作用下失去平衡移向左側(cè)，托起它的逆止閥，打開端口D到口B，端口A到E口。高壓流從端口E流到缸

4、的右室，由于液壓回路是閉合的，與流入活塞右側(cè)數(shù)量相同的油必須從左側(cè)流出。這股油流通過FMV-2打開的逆止閥進入泵吸口。通過改變泵旋轉(zhuǎn)方向，F(xiàn)MV逆向操作，移動活塞桿到右側(cè)。當泵停下來后。兩個開關閥均關閉。液壓油留在缸內(nèi)。馬達不需要進行操作就可以使位置得到保持。特點 （1）采用機電液一體化、集成化、模塊化、小型化設計，易于實現(xiàn)系列化。結(jié)構(gòu)簡單、體積小，無須外接油源和氣源，可靠性高，壽命長。安裝、調(diào)整方便，維護工作量小，可實現(xiàn)免維護，對使用環(huán)境的適應性強； （2）具有標準模擬量、脈沖量信號控制方式，易于與控制器接口，接受任何控制系統(tǒng)的控制信號；（3）智能化設計輸出位移，可實現(xiàn)速度、加速度、死區(qū)等參

5、數(shù)的設定、調(diào)整和控制；可實現(xiàn)對被控對象特性的線性修正、水錘防護、過載保護；可對執(zhí)行器的運行狀態(tài)進行自動監(jiān)測、診斷、報警和防護；可與上級控制系統(tǒng)進行通訊，實現(xiàn)對被控對象的智能閉環(huán)控制。（4）設計有單作用和雙作用液壓缸，可實現(xiàn)大推力直線位移輸出和大力矩角位移輸出，100%連續(xù)調(diào)節(jié)工作和開關兩位控制方式，具有失電情況下的各種安全機制（全開、全關、保位）。（5）對于D型動力模塊，對響應速度環(huán)引入了PI控制使它在具有高響應速度的同時具有很高的穩(wěn)定性并有效地消除了超調(diào)。下圖為使用D型動力模塊的速度控制示意圖（6）通過可選的雙速功能，配合速度切換點參數(shù)可使當實際開度小于某一預定值時使用預設的低速運行，從而有

6、效地消除水錘效應對管道及閥門帶來的傷害。（7）可選的流量系數(shù)修正功能可以有效地改變所配的閥門的流量系數(shù)或降低執(zhí)行器的非線性誤差（8）防爆及防護區(qū)域等級，通過CSA認證，達到C1I， Div1， Grps B， C & D 及NEMA 4X，以及C1I， Div2，Grps B，C & D及NEMA 4X標準要求。 性能 （1）定位精度小于全行程的0.15%；（2）重復率小于全行程的0.1%；（3）死區(qū)在控制信號的0.1%5%范圍內(nèi)可調(diào)，最小可達0.05%；（4）可接受420mA標準模擬量信號或脈沖信號；（5）直行程輸出位移范圍0.75 inch 22inch（英寸），用戶可以根據(jù)需要靈活選用；

7、角行程輸出角度范圍0 90和0 120兩種角位移；（6）輸出位移全行程時間0.5s 300s可選；（7）直行程輸出力范圍2,000 lbs 120,000 lbs（磅）可選；角行程輸出力矩范圍600in.lbs400,000in.lbs（英寸.磅）可選。 第二部分REXA執(zhí)行器的操作操作界面三個操作鍵，（PCP板下端左側(cè)）Enter鍵，用于在設置模式中在菜單間切換開啟某種參數(shù)的修改功能及對新參數(shù)值的確認；在本地模式下開關對閥門的操作功能。UP和DOWN，位于Enter鍵的右側(cè)，在設置模式下用于參數(shù)間的切換及參數(shù)值的增減操作；在自動模式下可切換現(xiàn)場信息顯示；在本地模式下用于手動操作閥門的開閉（可

8、根據(jù)實際情況定義UP或DOWN對應開或閉）LED顯示器，（PCP板下端右側(cè)）左邊兩位用于顯示參數(shù)或信息的名稱右邊三位用于顯示參數(shù)或信息值模式切換同時按下Enter和Down鍵可使執(zhí)行器進入自動（Auto）模式同時按下Enter和Up鍵可進入本地（Local）模式同時按下Up和Down鍵可進入?yún)?shù)設置（Setup）模式自動模式在自動模式下，執(zhí)行器會響應接到CS端子（模擬量型）或開關量控制板（脈沖控制型）的控制信號并使閥位誤差調(diào)整到死區(qū)之內(nèi)。對于帶有遠程手操和（或）帶有急放控制型的執(zhí)行器會響應送到相應端子的遠程手操指令和急放控制指令。正常情況下最右邊的三位顯示器會以所設置的全行程百分比形式顯示當前

9、閥位，前兩位空白。按下Up或Down鍵可在線查看所設置的參數(shù)值。在出現(xiàn)故障時，左面兩位會顯示E-，最右面兩位顯示故障代碼。本地模式在本地模式下，可以通過PCP板上的三個鍵手動操作閥門開關。正常情況下左面兩位顯示器顯示，右面三位顯示器顯示當前閥位，方式同自動進入本模式后，按下Enter鍵，使閃爍，再通過p和Down鍵操作閥門當不閃爍時，按下own可顯示當前控制信號（CS），再次按下則會顯示最后一次發(fā)生的錯誤代碼。設置模式在任何模式下同時按下Up和Down可進入設置模式在設置模式下，可以調(diào)整執(zhí)行器控制參數(shù)以使其更完美地工作每個參數(shù)在出廠時都有一個默認值，但該值不一定是最完美的。參數(shù)設置快速參考表快

10、速參考用SCL（Scroll up）/SCL(Scroll down)在分支上移動。按E激活各分支參數(shù)（ID將閃亮）。按SCL（Scroll up）/SCL(Scroll down)可以修改參數(shù)值。再次按下E鍵將鎖定參數(shù)值。當在分支碼（CAL、ACC等）上時，按E會跳至下一分支。參數(shù)說明CAL子菜單HS 高速，設定的電機轉(zhuǎn)速上限，為電機額定轉(zhuǎn)速的百分比，范圍5-125。不能低于LSHA 高加速度，電機的最大加速度，電機啟動后以此加速度升速直到轉(zhuǎn)速達到HS。范圍為1-99。Db 死區(qū)，可以導致閥位變化的控制信號最小變化量占設定行程的百分比，范圍0.1-5.0PL 低位，對應于低控制信號SL的實際

11、閥位值，可設定在行程的任意端，但與PH之差不能小于額定行程的10%，范圍0.0-100PH 高位，對應于高控制信號SH的實際閥位值，可設定在行程的任意端，但與PL之差不能小于額定行程的10%，范圍同前SL 低信號，當使用模擬量控制時對應于PL的控制信號，通常為4mA，也可以是比SH低3.8mA的任何值，必須由外部輸入，范圍0.0-22SH， 高信號，當使用模擬量控制時對應于PH的控制信號，通常為20mA，也可以是比SL高3.8mA的任何值，必須由外部輸入，范圍0.0-22ACC子菜單LA 低加速度，當信號小于加速度斷點時使用的速度變化率，不能大于HA，范圍1-99Ab 加速度斷點，以百分比表示

12、的用于選擇加速度值的信號變化率閾值，當信號變化率小于此值時使用低加速度以提高穩(wěn)定性，降低超調(diào)，反之使用高加速度以提高響應速度。范圍0.1-5CtL子菜單Bt 無擾切換功能開關，值為0n或off，當設為ON時若從遠程手動轉(zhuǎn)為自動，必須保證閥位誤差不大于5%PC 口令，激活后進入SETUP功能必須輸入正確的口令，為本參數(shù)輸入任何三位數(shù)字都將成為新口令，輸入000則取消口令功能FS 安全方式，當失去控制信號（CS小于是2 .5mA）時采取的動作。IP：原位鎖定，PL：移動到低位，PH：移動到高位，OFF：忽略，用于使用0-20mA情況。Dt 動力組件類型，可選 b,c,d，每種后綴的1，2，3分別表

13、示用該組件實現(xiàn)的高中低三種速度類型。Obd 子菜單R1 以設置行程的百分比表示的繼電器1的動作閾值，當輸出位置低于此值時，該繼電器動作，范圍0-100R2 以設置行程的百分比表示的繼電器2的動作閾值，當輸出位置高于此值時，該繼電器動作，范圍0-100SG 急放點 急放控制閾值，用以百分比表示的控制信號變化率來設置，當控制信號變化率高于此值時啟動急放功能。范圍20-100，適用于帶有彈簧或蓄能器急放功能的執(zhí)行器。CPt子菜單 附加的高級控制選項CPt 對某此特殊閥門采用的最小流量控制功能，必須先設置好PL和PH，對于線性流量系數(shù)執(zhí)行器（FC=OFF），對應該點的控制信號為CScp1=SL+(SH

14、-SL)*CP/100SPd子菜單 為消除水錘效應而附加的雙速功能子菜單LS 低速度，HS的百分比定義的低運行速度，如果LS=HS，則禁止該功能。Sb 速度切換點，速度切換閾值，以設置行程的百分比表示，當閥位低于該值時，執(zhí)行器以LS動作，否則按CAL及ACC菜單中參數(shù)動作。范圍0-100，若設置為0，則始終以高速移動，若設為100則始終以LS移動。FCH流量特性子菜單 附加功能FC 流量特性功能開關，設置為OFF則采用默認的線性流量系數(shù)，設為ON則打開流量特性修正功能。C1-C9 以10%的控制信號間隔指示執(zhí)行器的位置，C1對應10%控制信號，相鄰兩個控制點之間的閥位差必須大于設定行程的2.5

15、%第三部分REXA執(zhí)行器的故障診斷錯誤代碼 PCP能夠?qū)?zhí)行器的各種故障進行診斷。錯誤代碼以兩位字母表示在五位顯示屏上，錯誤代碼的前面顯示“E-”字樣。除了無反饋時錯誤顯示代碼為“E-Fb”外，出現(xiàn)其它錯誤時，顯示屏將交替顯示錯誤代碼和執(zhí)行器實際位置。當出現(xiàn)錯誤時，報警繼電器將啟動。無反饋，E-Fb反饋回路將執(zhí)行器的位置信號傳送給PCP，該信號應在4-20mA之間，其大小隨著執(zhí)行器的位置不同而變化。低于4mA的信號將被認為出現(xiàn)故障，此時執(zhí)行器將停止行進，報警繼電器啟動，顯示屏顯示“E-Fb”。出現(xiàn)這種錯誤的可能原因包括：接線不牢、三輸出電源、反饋電路板和PCP I/O。當反饋信號在正常范圍內(nèi)時

16、，E-Fb將自動清除。停機，E-St 若執(zhí)行器在到達目標位置之前停止行進，顯示屏將顯示“E-St”停機狀態(tài)。自動糾正措施將啟動電機5次，若仍存在故障，整個行進將停止，報警繼電器動作，顯示屏將交替顯示“E-St”和執(zhí)行器實際位置?？梢酝ㄟ^“停機恢復”來清除執(zhí)行器停機狀態(tài)，即通過改變輸入信號，使執(zhí)行器沿著停機點相反的方向行進。導致停機的潛在原因包括：校準錯誤、機械限位、輸出不夠、加熱器問題。采用“停機恢復”，重新使電源上電，按下PCP復位鍵（位于左上角）或?qū)?zhí)行器轉(zhuǎn)至現(xiàn)場或設定模式等方法均可以可以清除E-St。無控制信號E-CS 若設置了失效保護功能（CtL：FS=IP、PL或PH），當控制信號低

17、于2.5mA，將顯示“E-CS”控制信號故障。執(zhí)行器將行進至程序所規(guī)定的失效保護位置，報警繼電器將動作，顯示屏將交替顯示E-CS和執(zhí)行器實際位置。導致控制信號故障潛在的原因為：接線松動、無控制信號、三輸出電源故障、PCP I/O問題。如果未設置失效保護功能（CtL：FS=OFF），“E-CS”將無意義，而且也不會被顯示。當控制信號在正常范圍內(nèi)時，E-CS將自動清除。無擾動切換E-bt 無擾動切換（bt）提供一種當執(zhí)行器切換到自動模式時避免擾動的方式。如果將無擾動切換設置成ON，當執(zhí)行器從現(xiàn)場、設定模式轉(zhuǎn)換到自動模式或執(zhí)行器通電時，控制信號自動與執(zhí)行器當前位置進行比較，若位置差值在當前位置的5%

18、之內(nèi)，執(zhí)行器將會自動響應控制信號，否則，執(zhí)行器將保持當前位置，顯示屏將交替顯示E-bt和當前位置。將執(zhí)行器切換到現(xiàn)場模式（LOCAL），通過手動操作將執(zhí)行器位置移動到控制信號位置的5%之內(nèi)，即可消除無擾動切換錯誤。若處在自動模式，將控制信號位置調(diào)節(jié)到實際位置的5%以內(nèi)，即可將執(zhí)行器恢復控制。當控制信號和執(zhí)行器位置偏差在5%之內(nèi)，E-bt將自動清除。驅(qū)動故障E-dF C和D動力組件的電機驅(qū)動器有一輸出信號和紅色LED燈來顯示故障狀態(tài)。PCP能監(jiān)測到驅(qū)動故障信號，并給驅(qū)動器發(fā)出復位命令，若清除故障失敗，報警繼電器將動作，顯示屏將交替顯示“E-dF”和執(zhí)行器實際位置。當驅(qū)動器故障信號消失時，E-dF將自動清除。雙動力組件執(zhí)行器（2C或2D） 一路驅(qū)動器故障不會終止執(zhí)行器動作。顯示屏將顯示“E-dF”，報警繼電器將動作，但是執(zhí)行器仍按單動力組件方式運行。不過，行進速度減半。驅(qū)動器故障潛在的原因為：電機連線短路、驅(qū)動器內(nèi)部電源故障、輸入電壓低、無電源。運行