英國 ROTORK 的 IQD12 和 IQD18 直流電源執(zhí)行機構，作為工業(yè)自動化領域的重要設備，專為各類閥門的精準控制而設計。憑借制造工藝與創(chuàng)新技術，它們具備高可靠性、控制精度以及出色的環(huán)境適應能力，廣泛應用于石油、化工、電力、水處理等眾多對閥門控制要求嚴苛的行業(yè)，為工業(yè)生產的高效、穩(wěn)定運行提供堅實保障。
羅托克直流電源執(zhí)行機構 IQD12/IQD18/IQD35
一、產品概述
英國 ROTORK 的 IQD12 和 IQD18 直流電源執(zhí)行機構，羅托克直流電源執(zhí)行機構 IQD12/IQD18/IQD35作為工業(yè)自動化領域的重要設備，專為各類閥門的精準控制而設計。憑借制造工藝與創(chuàng)新技術，它們具備高可靠性、控制精度以及出色的環(huán)境適應能力，廣泛應用于石油、化工、電力、水處理等眾多對閥門控制要求嚴苛的行業(yè)，為工業(yè)生產的高效、穩(wěn)定運行提供堅實保障。
二、技術參數
（一）扭矩輸出
IQD12：擁有 81 Nm 的輸出扭矩 ，能輕松驅動中小口徑閥門，適用于如 DN50 - DN125 的閘閥、截止閥等。在這些閥門的開啟和關閉操作中，可有效克服相應阻力，確保閥門動作順暢。
IQD18：扭矩輸出能力更為強大，達到 108 Nm ，適用于大型、高壓力等級閥門，如 DN150 - DN200 的部分閥門，能夠滿足大負載閥門的驅動需求，保證閥門在各種工況下正常工作。
（二）電源要求
兩款執(zhí)行機構均采用直流電源驅動，標準電源電壓為 24VDC ，可適配常見的直流供電系統(tǒng)，滿足不同工業(yè)現場的電源配置要求。
IQD12：功率消耗較低，約為 0.13 - 0.23kW（依運行速度不同而有所變化），在保障閥門正常運行的基礎上，有效降低能耗，節(jié)省運行成本。
IQD18：由于需驅動更大負載，功率相對較高，約為 0.17 - 0.23kW ，確保在輸出高扭矩時，執(zhí)行機構能夠穩(wěn)定運行，為閥門提供充足動力。
（三）運行速度
在標準電源條件下，兩款執(zhí)行機構均有多檔輸出轉速可供選擇，以滿足不同閥門對動作時間的多樣化需求。
IQD12：常見輸出轉速包括 18r/min、24r/min、36r/min 等。在對閥門動作速度要求不高但需精準控制的場景中，18r/min 的轉速較為適用；而在需要快速響應的場合，24r/min 或 36r/min 的轉速能更好地滿足需求。
IQD18：考慮到其驅動大負載閥門，運行速度相對較慢，如 18r/min、24r/min ，這樣的速度設置可確保在輸出高扭矩時，執(zhí)行機構運行平穩(wěn)，避免因速度過快對閥門和自身造成損害，延長設備使用壽命。
（四）防護等級
IQD12 與 IQD18 均配備堅固耐用的外殼，防護等級高達 IP68 。
能夠在水下 3 米深度正常工作 48 小時，具備出色的防塵、防水、防異物侵入能力。無論是潮濕多塵的工業(yè)車間，還是惡劣的戶外環(huán)境，如海邊化工企業(yè)、沙漠中的石油設施等，都能穩(wěn)定可靠運行，有效抵御外界環(huán)境因素對設備內部組件的侵蝕，保障執(zhí)行機構長期穩(wěn)定工作。
（五）工作溫度范圍
標準工作溫度范圍為 - 30℃至 + 70℃ ，可滿足絕大多數工業(yè)場景的溫度要求。
在低溫或高溫環(huán)境下，通過采用特殊材料和工藝，可對執(zhí)行機構進行適應性改造。例如，在極寒的北方地區(qū)，選用低溫型配件，能確保執(zhí)行機構在低溫環(huán)境下正常啟動和運行；在高溫的熔爐周邊，增強散熱措施并選用耐高溫材料，可保證執(zhí)行機構穩(wěn)定工作，拓寬了設備的應用場景。
三、結構與工作原理
（一）機械結構
兩款執(zhí)行機構均以磁鐵直流電機作為動力源，電機具有啟動扭矩大、運轉平穩(wěn)、低慣性等特點，能夠快速響應控制信號，為執(zhí)行機構提供穩(wěn)定、高效的動力輸出。
動力傳輸借助蝸輪蝸桿減速機構實現，蝸輪蝸桿減速比大，可將電機的高速低扭矩輸出，高效轉換為執(zhí)行機構輸出軸的低速高扭矩，從而精準驅動閥門動作。同時，蝸輪蝸桿傳動具備自鎖功能，能防止閥門在無動力輸入時，因重力或介質壓力自行轉動，確保閥門位置鎖定，提高系統(tǒng)運行安全性。
輸出軸采用空心設計，便于與閥門的閥桿連接，連接方式多樣，包含鍵連接、花鍵連接等，可根據閥門類型和現場安裝需求靈活選擇，確保動力傳遞穩(wěn)定、可靠，有效避免因連接不當導致的動力傳輸損失或設備故障。
齒輪箱內的齒輪采用優(yōu)質合金鋼制造，經過精密加工和嚴格的熱處理工藝，具備高硬度、高強度和出色的耐磨性，可承受長時間、高負載運行，大大減少磨損和故障發(fā)生概率，延長執(zhí)行機構使用壽命，降低設備維護成本。
（二）電氣控制部分
以的數字控制芯片為核心，構建智能控制單元。該芯片集成度高、運算速度快，可實現對執(zhí)行機構的精準控制與全面監(jiān)測，涵蓋電機的正反轉控制、速度調節(jié)、扭矩監(jiān)測與保護等功能，確保執(zhí)行機構在各種工況下都能準確、穩(wěn)定地運行。
內置高精度傳感器系統(tǒng)：
配備用于測量輸出軸力矩的力矩傳感器，IQD12 與 IQD18 的力矩傳感器測量誤差率均≤5% ，能實時、精準地測定操作閥門的作用力，當力矩超過設定閾值時，立即觸發(fā)保護機制，停止電機運行，有效保護閥門和執(zhí)行機構，避免因過載而損壞，提高設備運行的可靠性和安全性。
位移傳感器用于精確檢測閥門的位置，通過對脈沖信號進行數字量化處理，閥門定位精度基本誤差達 1 級精度，確保閥門開啟與關閉位置的準確性，滿足各類工業(yè)控制對閥門定位的高精度要求，為工業(yè)生產過程中的精準控制提供有力支持。
具備完善的控制電路，可接收外部多種控制信號，如 4 - 20mA 模擬信號、開關量信號等。根據接收到的控制信號，結合預設程序，智能控制單元精準控制電機的運行，實現閥門的遠程自動化控制。同時，執(zhí)行機構可將閥門的位置狀態(tài)、故障信息等實時反饋給上位控制系統(tǒng)，便于操作人員及時掌握閥門運行情況，及時發(fā)現并處理潛在問題，保障工業(yè)生產流程的順暢進行。
四、安裝與調試
（一）安裝步驟
安裝前準備：
仔細檢查執(zhí)行機構外觀，查看是否存在運輸過程中造成的損壞，確保配件齊全。若發(fā)現外觀有損傷或配件缺失，應及時與供應商溝通解決，避免影響后續(xù)安裝和使用。
確認安裝現場環(huán)境符合執(zhí)行機構工作要求，檢查環(huán)境溫度、濕度、粉塵等條件是否在規(guī)定范圍內。對于不符合要求的環(huán)境，需采取相應的防護或改善措施，如在高溫環(huán)境中安裝散熱裝置，在潮濕環(huán)境中做好防潮處理等。
準備好安裝所需工具，如扳手、螺絲刀、吊裝設備（針對 IQD18 等較重執(zhí)行機構）等，確保工具齊全且狀態(tài)良好，以提高安裝效率和質量。
連接閥門：
將執(zhí)行機構輸出軸與閥門閥桿按照選定的連接方式（鍵連接、花鍵連接等）進行連接，連接過程中要嚴格保證同軸度符合要求，避免因同軸度偏差導致運行時產生額外應力，影響執(zhí)行機構和閥門壽命。可使用專業(yè)的測量工具，如百分表等，對同軸度進行檢測和調整。
對于一些大型閥門與 IQD18 執(zhí)行機構連接，可能需要使用專用的連接法蘭或聯(lián)軸器，安裝時要確保連接牢固，螺栓擰緊力矩符合規(guī)定值。按照相關標準和規(guī)范，使用扭矩扳手等工具，確保螺栓擰緊力矩均勻、準確，防止因連接松動導致設備運行不穩(wěn)定或發(fā)生安全事故。
固定執(zhí)行機構：
根據現場安裝條件，選擇合適的安裝支架或底座，將執(zhí)行機構穩(wěn)固地固定在基礎上。安裝位置應便于后續(xù)操作、維護與檢修，同時要充分考慮執(zhí)行機構運行時產生的振動對周邊設備的影響，必要時采取減震措施，如安裝減震墊、減震彈簧等，減少振動傳遞，避免對其他設備造成干擾或損壞。
使用水平儀等工具，確保執(zhí)行機構安裝水平，避免因傾斜安裝導致運行不穩(wěn)定或部件過早磨損。在安裝過程中，要對執(zhí)行機構的水平度進行多次檢測和調整，確保其處于水平狀態(tài)。
電氣接線：
小心打開執(zhí)行機構接線盒，按照電氣接線圖，將直流電源電纜、控制電纜等正確接入相應端子。接線時要保證接線牢固，防止虛接、短路等問題，確保電氣連接可靠。可使用壓線鉗等工具，對電纜接頭進行壓接處理，確保連接牢固、接觸良好。
注意電纜屏蔽層的接地處理，將屏蔽層可靠接地，以有效提高執(zhí)行機構的抗干擾能力，減少外界電磁干擾對執(zhí)行機構控制信號的影響。接地電阻應符合相關標準要求，可使用接地電阻測試儀等工具進行檢測。
接線完成后，仔細檢查接線無誤，蓋好接線盒蓋子，確保達到 IP68 防護等級要求，防止外界水汽、灰塵等侵入。對接線盒的密封性能進行檢查，確保密封良好，無泄漏風險。
（二）調試流程
初始檢查：
在通電調試前，再次全面檢查執(zhí)行機構的安裝、接線是否正確。手動轉動執(zhí)行機構輸出軸，檢查是否有卡滯現象，確保閥門能夠在手動操作下靈活開啟與關閉，如有卡滯，及時排查故障，如檢查閥門內部是否有異物、傳動部件是否安裝到位等。手動操作時，要注意觀察輸出軸的轉動是否順暢，感受操作阻力是否正常，如有異常，應立即停止操作并進行檢查。
檢查執(zhí)行機構控制箱上的指示燈、按鈕等是否正常，各控制開關位置是否正確。確保指示燈能夠正常顯示執(zhí)行機構的運行狀態(tài)，按鈕操作靈活、響應準確，控制開關位置符合調試要求。
參數設置：
使用羅托克專用的紅外設定器（或其他調試工具），對執(zhí)行機構進行參數設置。主要參數包括閥門的開、關扭矩值，開、關限位位置，運行速度，控制模式等。
根據閥門的實際工作要求和現場工況，合理調整參數。例如，對于經常需要精確調節(jié)流量的閥門，若選用的是調節(jié)型執(zhí)行機構，要仔細調試 PID 參數，以實現穩(wěn)定、精準的控制效果；對于開關型執(zhí)行機構，要準確設置開、關扭矩值和限位位置，確保閥門在規(guī)定力矩范圍內準確開啟和關閉。
IQD12 與 IQD18 在參數設置上，需根據各自驅動閥門的特性進行針對性調整，如 IQD18 因驅動大負載閥門，其開、關扭矩設置值通常要高于 IQD12 。在設置參數時，要參考閥門的技術規(guī)格、工作壓力、介質特性等因素，確保參數設置合理、準確。
點動測試：
設置好參數后，進行點動測試。通過操作控制信號，使執(zhí)行機構分別進行開閥、關閥的點動動作。觀察執(zhí)行機構運行是否平穩(wěn)，電機啟動、停止是否迅速，閥門動作是否正常，有無卡頓、異常聲響等情況。在點動測試過程中，要密切關注執(zhí)行機構的運行狀態(tài)，及時發(fā)現并記錄異常情況。
檢查閥門的開、關位置是否與設定值一致，同時利用執(zhí)行機構內置監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測執(zhí)行機構的電流、扭矩等參數是否在正常范圍內。若發(fā)現異常，立即停止測試，排查故障原因，如檢查參數設置是否合理、電機是否有故障、機械部件是否磨損等?？墒褂秒娏鞅?、扭矩測試儀等工具，對執(zhí)行機構的電流和扭矩進行監(jiān)測和分析。
自動運行測試：
在點動測試正常后，進行自動運行測試。模擬實際工作狀態(tài)，給執(zhí)行機構輸入連續(xù)的控制信號，讓執(zhí)行機構帶動閥門進行多次開啟與關閉循環(huán)操作。
觀察執(zhí)行機構在連續(xù)運行過程中的性能表現，如運行穩(wěn)定性、響應速度、定位精度等。對于 IQD12 和 IQD18 ，要特別關注在長時間運行和高負載（IQD18）情況下的性能，確保執(zhí)行機構能夠滿足實際工作中的頻繁操作和大負載運行需求。若發(fā)現問題，及時調整參數或對執(zhí)行機構進行檢修。在自動運行測試過程中，要對執(zhí)行機構的各項性能指標進行全面監(jiān)測和評估，確保其能夠穩(wěn)定、可靠地運行。
五、操作指南
（一）本地操作
手動操作：
在執(zhí)行機構外殼上設有手動 / 自動切換裝置，當需要手動操作時，將切換裝置切換至手動位置。
通過旋轉手輪，即可實現閥門的開啟與關閉。順時針旋轉手輪為關閉閥門，逆時針旋轉為開啟閥門。手動操作過程中，要注意觀察閥門的動作情況，感受操作阻力是否正常，避免過度用力造成設備損壞。對于 IQD18 ，由于其驅動大負載閥門，手動操作時可能需要較大力氣，操作人員應注意安全，避免受傷。在手動操作前，要確保手動 / 自動切換裝置已正確切換至手動位置，同時檢查手輪是否能夠靈活轉動。
本地控制操作：
執(zhí)行機構控制箱上通常設有本地控制按鈕，包括開閥按鈕、關閥按鈕和停止按鈕。在本地控制模式下，按下開閥按鈕，執(zhí)行機構將驅動閥門開啟；按下關閥按鈕，閥門將關閉；按下停止按鈕，執(zhí)行機構將停止當前動作。
控制箱上還設有指示燈，用于顯示閥門的開、關狀態(tài)以及執(zhí)行機構的運行狀態(tài)、故障報警等信息。操作人員可通過指示燈快速了解執(zhí)行機構和閥門的工作情況，如閥門全開時，全開指示燈亮起；執(zhí)行機構發(fā)生故障時，故障報警指示燈閃爍。在進行本地控制操作時，要注意觀察指示燈的變化，根據指示燈的狀態(tài)判斷執(zhí)行機構和閥門的工作情況。
（二）遠程操作
模擬量控制（針對調節(jié)型執(zhí)行機構）：
上位控制系統(tǒng)向執(zhí)行機構發(fā)送 4 - 20mA 模擬信號，執(zhí)行機構根據接收到的信號大小，精確調節(jié)閥門的開度，以實現對流量、壓力等參數的連續(xù)調節(jié)控制。
例如，在化工生產過程中，根據管道內流體的流量設定值與實際測量值的偏差，控制系統(tǒng)自動調整輸出給執(zhí)行機構的模擬信號，執(zhí)行機構驅動閥門動作，使流量保持在設定范圍內。無論是 IQD12 還是 IQD18 調節(jié)型執(zhí)行機構，都能根據模擬信號精準控制閥門開度，滿足生產過程中的精確控制需求。在遠程模擬量控制過程中，要確保上位控制系統(tǒng)與執(zhí)行機構之間的信號傳輸穩(wěn)定、準確，避免信號干擾或失真。
開關量控制（針對開關型執(zhí)行機構）：
上位控制系統(tǒng)通過發(fā)送開關量信號（如 0V/24V 直流信號、干接點信號等）給執(zhí)行機構，控制執(zhí)行機構的開閥、關閥動作。當接收到開閥信號時，執(zhí)行機構開啟閥門；接收到關閥信號時，執(zhí)行機構關閉閥門。
常用于對閥門只需要進行全開或全關控制的場合，如消防系統(tǒng)中的緊急切斷閥控制、一些簡單的物料輸送管道閥門控制等。IQD12 和 IQD18 開關型執(zhí)行機構在接收到開關量信號后，能迅速響應，準確執(zhí)行開閥或關閥操作，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。在遠程開關量控制時，要對上位控制系統(tǒng)發(fā)送的開關量信號進行檢查和確認，確保信號能夠正確傳輸至執(zhí)行機構并被準確識別。
六、維護與保養(yǎng)
（一）日常維護
外觀檢查：
定期檢查執(zhí)行機構外觀，查看外殼是否有破損、變形，連接部位是否松動，表面涂層是否有脫落、腐蝕等現象。如發(fā)現問題，及時進行修復或處理，防止雨水、灰塵等侵入執(zhí)行機構內部。對于 IQD18 ，因其體積和重量相對較大，要特別注意安裝支架、連接螺栓等部位是否有松動，確保安裝牢固。在外觀檢查過程中，要仔細觀察執(zhí)行機構的各個部位，不放過任何一個可能存在問題的細節(jié)。
檢查執(zhí)行機構表面是否有異常發(fā)熱現象，若發(fā)現局部過熱，可能是內部部件故障或運行異常，需進一步排查原因。可使用紅外測溫儀等工具，對執(zhí)行機構表面溫度進行測量，判斷是否存在過熱情況。
運行狀態(tài)監(jiān)測：
觀察執(zhí)行機構運行過程中是否有異常聲音、振動，閥門動作是否順暢，指示燈顯示是否正常。正常運行時，執(zhí)行機構聲音平穩(wěn)、振動輕微，閥門開啟和關閉過程順暢無卡頓。在運行狀態(tài)監(jiān)測時，要注意傾聽執(zhí)行機構運行時的聲音，感受其振動情況，同時觀察閥門的動作是否平穩(wěn)、準確。
通過執(zhí)行機構內置的監(jiān)測系統(tǒng)，查看電機電流、扭矩、閥門位置等參數是否在正常范圍內。如發(fā)現參數異常波動，如電流過大、扭矩超出設定范圍等，及時排查故障原因，可能是閥門堵塞、電機故障、控制參數設置不當等。利用監(jiān)測系統(tǒng)提供的數據，對執(zhí)行機構的運行狀態(tài)進行實時分析和評估，及時發(fā)現潛在問題。
清潔保養(yǎng)：
定期清潔執(zhí)行機構表面及周圍環(huán)境，防止灰塵、油污等積累，影響執(zhí)行機構散熱和正常運行。對于安裝在多塵環(huán)境中的執(zhí)行機構，可增加清潔頻次，必要時可使用壓縮
羅托克直流電源執(zhí)行機構 IQD12/IQD18/IQD35
