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电动执行器智能变频控制器知识问答

来源：武汉金威特电子科技有限公司 2008年12月25日 14:59

电动执行器智能控制器知识问答

1 电动执行器从2005年就开始向智能型总线型及变频方向发展，国外品牌在这方面一直处于技术地位，请问在国内是否有同类成熟产品？

答：目前这一类智能变频总线型执行器确实是电动执行器的发展方向。在执行器的高中端市场已占据一定份额，技术方面国外公司和少数国内合资大公司走在了前面。我公司开发生产的ZXQ型系列控制器就是综合了各类*执行器的优点，具有智能变频总线特点的电动执行器的控制器，可与多种型号执行器配套使用。使现有执行器升级成为智能变频并具有总线功能的产品。

2 执行器为什么需要采用智能，变频技术。在应用中有什么优点及好处？

答：智能型电子式变频电动调节阀是一种新型的执行机构，是*的控制系统和传统的机械传动相结合的产物。它能满足自动调节系统对执行器的要求。采用智能变频电动调节阀后，在调节过程中，阀芯其运行速度是变化的，在输入信号和阀位反馈信号偏差较大时，电机运行速度比普通电动调节阀快，越加速跟踪作用。但随着输入信号和反馈信号偏差的减小，阀电机速度会变慢，阀芯的运动速度也会随之下降。越接近平衡点阀电机速度会越慢。在平衡点附近阀门会一点点打开或关闭，具有很强的微调作用，其结果是大大提高了阀门的控制精度。同时智能变频调节阀在调节过程中的变速调节，过调量也会减小，动态振荡也会明显下降。十分圆满解决了电动调节阀灵敏度和稳定度的一对矛盾。再者，控制器具有电机软启动功能，阀电机每次启动过程不会出现冲击电流。而且阀电机也由交流电机改为直流无刷电机，电机效率比原来提高了，电机可靠性提高。阀电机的寿命会大大延长，同时智能变频电动执行机构以高精度，长寿命的导电塑料电位器为位置传感元件，并施加机械、电气限位装置，显著提高了智能变频电动调节阀的可靠性，安全性，能有效防止调节阀在关闭时阀杆被顶弯的现象。总之，使电动执行器伺服电动机工作在变频调速状态，可以满足许多要求电动执行器运行速度改变的工艺场合。软起动方式，使电机起动电流降低6倍，大大减少对电网和本身机械结构的起动冲击，允许每小时带载起动1000次以上。无须机械制动装置。

3 ZXQ系列控制器由哪几部分组成？

答：由四部分组成

（1）主控电路板一块，所有控制单元全部集中在一块电路板上，实现除显示之外常规执行器全部功能。同时也集成了电机变频驱动的功能，并且有现场手操板接口。

（2）显示板一块，实现现场数据显示及红外遥控接收。

（3）遥控器一只，实现现场调试，及操作基本功能。

（4）主控板与显示板之间的扁平连接线。

4 ZXQ系列控制器可以选用哪种电机？

答：与ZXQ系列控制器配合使用是直流无刷电机，不能使用常规的直流电机（有碳刷）和交流感应电机（包括变频电机）。

5 ZXQ控制器可以哪些型号的执行器配套？

答：从使用上来说ZXQ控制器可以与现有的所有电动执行器配套。不管是调节型还是开关型执行器，与其他控制器相比，它都是一款性价比的控制器

6 现有型号执行器想升级，与ZXQ控制器配套，执行器厂家需要做哪些工作？

答：ZXQ控制器与执行器配套主要就是一个安装问题，主控电路板，显示板的安装以及直流无刷电机的机械接口，厂家只须提供电控部分的安装空间尺寸和电机接口机械尺寸，其余工作全部由我们负责完成，厂家只等验收就行。

7 配套操作流程是什么样的？

答：ZXQ控制器与执行器生产厂家初次配套，基本操作流程：

（1）厂家了解ZXQ控制器的性能特点。

（2）我公司帮助厂家组装样机，并介绍操作方法，（如因所配套执行器安装尺寸不合，则在厂家相近型号或通用型号上安装）。

（3）厂家做各种认为必要的所有测试。

（4）在各项试验的基础，厂家提出自己的要求（功能，尺寸，接口等）。并签订初步开发合同。

（5）我公司按合同要求生产小批量样件。

（6）厂家用我公司提供的小批量样件，组装生产，并试运行。

（7）运行完成可签订正式长期供货合同。

8 配套操作过程中有哪些须要收费，具体数额多少？

答：我公司ZXQ控制器已经具有目前电动执行器的常规功能，完满足用户的使用要求，因此上述配套流程中的（4）（5）项一般可以省略，因此配套可以不用付费，直接依（6）（7）开始按正常购货流程进行。如厂家有特殊要求，须进行（4）（5）项则视情况要收取相关开发费，在正常供货后，达到一定供货量可以返还此笔开发费。

9 厂家电气技术不强，如何顺利配套升级？

答：我公司产品已模块化，外部接口与常规控制器基本一致。只要了解执行器的操作规范都可以看懂接口。我公司会为厂家免费培训技术人员，提供详细安装，接口，图纸及调试说明，使用维护说明及简单故障判断说明；复杂故障处理只须通过更换控制器解决，故障控制器由我公司负责维修。

10功能

1.零位、满位自由设定

2.断信号检测与该状态下多种定位设定

3.执行器运行正反逻辑设定

4.电子、机械双重力矩保护，可屏蔽电子力矩保护

5.具备电子、机械上下限位双重保护，电子限位可屏蔽

6.具备现场手操器接口及红外遥控操作

7.到达阀门全开或全关位时自动减速，避免冲击阀门

8.上电状态手/自动可选

9.出厂设置简单快速恢复，缩短故障检修时间

10. 输入输出4—20ma信号校准

11. 控制死区可调

12. 本机显示内容具有多种选项

13. 具备自动全行程巡检功能，方便安装调试

14. 电机速度可由用户自行设定；满足各种全行程时间要求

15. 可编程报警内容，适合各种用户需要

16. 参数分级设置，具备密码保护，防止误操作

11特点

1.采用大规模集成电路,CPU控制。

2.位置、速度、力矩三重数字PID调节。

3.电机变频调速，调速范围宽

4.报警接点配置磁保持继电器，满足用户各种报警类型的需要

5.三段式速度自动调节，阀门定位

6.采用软启动软停机，避免机械冲击

7.输入输出光电隔离

8.自动检测和诊断功能便于现场维护；

9.温度补偿，在更宽的范围内保证控制精度

10. 温度保护，避免器件损坏

11. *的冗余技术使控制系统更加稳定；

12. 单、三相供电，无须鉴别相序。

13. 带rs485总线接口，方便多台联机组网

14. 采用modbus通用协议，可方便连入用户DCS系统

12在控制器与传统产品比较有何优点？

性能	智能型变频电动执行器	普通电动执行器
显示界面	中文多参量可编程	无或固定一种
信号输出	报警信号现场可编程	出厂固定
相序要求	无要求	严格按相序
缺相要求	可以正常工作	不能工作，烧电机
自诊断	有，帮助故障快速诊断	无，故障修理麻烦
参数设置	现场设置可分级保护	出厂固定
调试方法	非侵入式	开盖调试
遥控	红外遥控	无
调速	无极变频调速	无，固定速度
软启软停	有，	无
阀门特性修正	针对不同阀门可编程修正	无
控制精度	1%	2.5%、5%
起动电流	≤1.5倍额定电流	≥7倍额定电流
电机起动次数	1000次/小时	200次/小时
作用方式修改	正、反作用，电开、电闭现场修改	现场不能修改
死区控制	+0.5%~20%数值设定精度高	模拟量设定精度低
断线保护	有，可选择保位或原始位置	无
特点
制动方式	控制器内含电制动功能	要另加机械制动
伺服放大器	内有完整的伺服放大器，无须另配	须加配伺服放大器
跟踪质量	响应快、稳定度高、超调量小	灵敏度与稳定度难以兼顾
通讯口	具有附和总线协议的通讯口	没有附和总线通讯口
与变送器配合	与变送器配合直接构成自动调节系统	不可以

13控制器有几种规格如何选用？

答：规格表

规格型号	额定电流（A）	额定功率（W）	长×宽×高(mm)	适用范围
ZXQ-02	1	200	180 X 105 X 65	200W电机
ZXQ-04	2	400	180 X 105 X 65	400W电机
ZXQ-06	3	600	180 X 105 X 65	600W电机

控制器依据所配电机规格而定。电机额定功率及额定转速是其主要参数。目前常用直流无刷电机规格见表1相应控制器规格见表2.普通执行器电机的替换关系，一般相同功率的无刷电机比普通电机出力要大10%-20%，因此选用直流无刷电机供功率可比原来说选用普通电机的功率小10%左右，既原来采用200w电机现在选用直流无刷只须180w电机即可，电机速度方面直流无刷电机额定转速2400rpm，它可在200rpm-2400rpm之间任意速度上稳定运行。

14技术性能

1.供电电源：380 V±20% 50 HZ±10%；（三相四线制）

220 V±20% 50 HZ±10%。（订货时说明）

2.额定功率：MAX 600W（依所配电机功率而定）

3.额定速度：MAX 4000rpm

4.额定转矩：（依所配电机功率而定）

5.调速范围：4000rpm—200rpm （依所配电机功率而定）

6.输入信号：

1、 DC4～20mA.输入阻抗120欧

2、 DC 0—5v

3、 开关量

7.输出信号：

1、DC4～20mA.

2、三路无源报警接点

8.基本误差：≤1%～2.5%。

9.断信号基准值：≤3.4ma

10. 回差：≤1.5%。

11. 死区：≤0.5%～3% 连续可调。

12. 阻尼特性:无摆动。

13. 每小时操作次数：≥1200次

14. 通讯协议：Modbus Rtu

15. 使用温度：-20～70℃

16. 存储温度：-40~100℃

17. 相对湿度：≦90%（25℃）

18. 震动：5.9M/S2 MAX

19. 体积：180 X 105 X 65 (MM)

20. 重量：0.6KG

21. 保护等级：

22. 冷却方式：自然冷却，重载或特别恶劣环境须加散热片

15什么是直流无刷电机？

无刷直流电动机Brushless Direct Current Motor ,BLDC,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料; 它具有直流电机那样良好的调速特性,但是由於没有换向器,因而可做成无接触式,具有结构简单,制造方便,不需要经常性维护等优点,通过数字控制,是当今的调速电机

16使用无刷电机有哪些优点？

直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可经用于对成本敏感的普能工业和以用场合。

无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于名种环境。

交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，zui高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

17电机的采购有无困难？

答：直流无刷电机从1962年问世到现在已经历了50年，技术相当成熟，全国有很多上规模的电机生产厂家，购买此类电机非常方便，只是要配执行器用的电机，由于机械接口的差异可能需要电机厂配合完成，在与我公司配套初期建议采用我公司提供的电机，这样能保证产品初期磨合的顺利进行，配套成功后，厂家可自行选择电机厂家，我公司会配合电机厂完成相应工作。

18控制器价格怎样？

按功率及功能分：

规格	基本型	总线增强型	其他功能
200w	800	1000	具体协商
400w	1000	1200
600w	1200	1400

19维修及售后服务如何？

答：在公司为所有产品提供一年免费质保，在质保期内出现产品质量问题（非使用原因）厂家可将故障控制器邮寄回我公司，我公司修好后寄回厂家不收任何费用，我公司一般不提供上门维修，也不负责现场调试责任，如厂家确有需要，双方协商解决，超过质保产品维修，公司酌情收取材料费和维修费，我公司对配套厂家终身提供与协作。

18 产品可靠性如何？

答：公司视产品质量为*生命，按照ISO9001质量管理体系严格把好每个环节，元件采购全部找可靠、正规的代理商，并严格筛选入库元器件。生产采用全自动贴片生产，然后逐台检验并进行老化试验做三防处理，保证出厂合格率.

19 厂家出厂调试需要特殊设备吗？有无特殊要求？

答：在控制器外接口与常规普通控制器一样，因此调试设备与普通控制器一样，一块ma信号源，ma表、信号灯，具体调试方法，我公司会为配套厂家提供详细说明。

20 单相，三相电源供电的差异？

答：在现场使用过程中，由于常规执行器使用交流感应电机对单三相有严格区别，三相电源还必须明确相序问题，在使用我公司控制器及配套的直流无刷电机，对输入电源无特殊要求，单相三相均可接入，只须注意三相电源必须是三相四线制，并且零线、火线不得混淆，三相A,B,C相序无严格要求。

21 遥控使用有何特殊要求？

答：控制器所使用的遥控器为红外遥控信号，遥控器是通用型的，既每个遥控器都可配任何一台控制器，方便用户使用。不过在现场使用时，如果多台执行器安装距离较近时须注意使用遥控器。要让遥控器尽量靠近并对准要操作的执行器，防止它同时影响了相邻的执行器。遥控器使用3.5v纽扣电池，使用年限大约2年，电池用完后注意更换同型号电池。

22 公司简介

武汉金威特电子科技有限公司是一家致力于智能型电动阀门控制器的研究，开发，生产，销售为一体的企业。公司拥有一批经验丰富，不断创新的高素质研发人员。生产的电动阀门控制器性能*，质量可靠，易于控作，处于行业地位，广泛使用在各类控制执行器厂家的产品中。应用于石油、化工，电力，造纸，水泥等各行业。

公司秉承“质量*，信誉*，用户至上”的宗旨。积极推行IS09001:2000质量保证体系，对产品的每一道工序严格把关，始终保持满足用户的需求是我们不懈的追求。

23 现场总线型式及通信协议。

答：ZXQ控制器为智能型，在增强型产品中带rs485通信接口，采用工业上的标准modbus＿Rtu通信协议．可以通过对现场DCS系统进行简单配置,既可将配有ZXQ控制器的执行器纳入整个DCS系统中集中管理,就好像使用其他标准仪表一样.如果现场总线采用其它总线协议,例如:proflbus协议,控制器配上我公司协议转换模块，就可接入profibus网络。

24 ZXQ控制器与市场上其它智能变频控制器有何差异？

答：现在市场上的用于执行器的变频控制器一般采用执行器控制模块加通用变频器去驱动变流变频电机，其中执行器控制模块用来完成执行器的控制功能。它发信号给通用变频器，变频器只完成电机驱动功能。这样就成在一个控制衔接问题，而且变频器是通用型的，不可能具有执行器运行所需要的一些特殊功能。同时它这种配置存在一个电控部分安装问题，他只能与特定执行器配合使用，不容易与厂家执行器进行配套。ZXQ控制器是把控制与电机驱动做到一个电路板上形成一个整体，控制板也可以按要求做成各种形状尺寸便于配套，配上直流无刷电机，就可使用，其中电机的差异见前面第15、16条所述。

25 两种电机的价格差异多大？

答：目前直流无刷电机与交流电机市场售价大致相当，差异几十元。

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