美国REXA（瑞柯萨）电液执行机构助力工艺控制
一、REXA（瑞柯萨）公司介绍
REXA （瑞柯萨）电液执行器产品1985年开始进入市场。该产品是紧凑的、工业级的、自容式执行器和驱动器，以其高质量和卓越性能赢得了行业内出色的口碑。REXA工厂位于马萨诸塞州，是全球最大的电液执行机构生产商。八十年代末开始向全球投放执行机构产品，它通过液压、机械、电子和控制技术的有机结合，为用户提供集成型模块化，是具有化时代意义的系列机电液一体化电液执行机构，被誉为面向二十一世纪的环保节能性产品。
REXA的典型应用领域有：煤炭、电力、冶金、石油化工、管线、水/废水处理、造纸、食品加工、实验&检测等。
二、REXA（瑞柯萨）产品优势
REXA （瑞柯萨）执行器采用高度集成的模块化结构，体积小、结构简单、安装调试及维护非常方便，不需要庞大的独立外供油源或气源。
REXA执行器既具有电动执行器的智能化、操作简便特点，又具有液动执行器高精度、高可靠性、高寿命、负载能力大的优点。
1、集成度高：
a、采用机电液一体化、集成化、模块化化设计，结构简单、体积小，无须外接油源和气源，可靠性高，寿命长，免维护。
b、油路封闭，不受外界污染，油量用量小，采用标准液压油。
2、智能程度高：
a、可实现对被控对象特性的线性修正、水锤防护、过载保护；
b、可对执行器的运行状态进行自动监测、诊断、报警和防护；
c、可实现速度、加速度、死区等参数的设定和调整；
3、定位精度高：
a、定位精度小于全行程的0.15%，不受阀摩擦力或过程动态力的影响；
b、死区在控制信号的0.1%~5%范围内可调；
c、位置重复率小于全行程的0.1%；
4、体积小：无管路连接，出力大（标准型最大出力达500,000N），安装、调整方便；
5、能耗小：最低耗电350W，液压保位电机不工作不耗能，可太阳能供电；
6、响应速度快：正常调节时间1s ~ 300s可选，快关（开）时间0.5s ~ 100s可选。
7、断电保位：系统停电时油缸保持位置不变，实现断电保护。
核心优势：不漏油！寿命长！免维护！精度高！响应快！能耗小！体积小！
Xpac Series X2L/R-Linear/Rotary Actuators
REXA Xpac执行机构内置的电液动力模块采用专利技术—“流量配给系统”。这项技术不受负载变化的影响均能提供精确定位，并且在不需要动作时，能够锁定油缸，保持位置。内部的容积式齿轮泵通过一个可以自由启动、停止和反转的连续负载马达驱动产生液压流。
动力模块分为 B，C，1/2D，和 D 尺寸。这些规格的区别在于液压油的最大流量以及由此产生的执行机构最大行程速度。C 尺寸的功能是 B 尺寸的3 倍。1/2D 是B 的6倍。D 是 B 的 12 倍。通过加装多个模块或者 REXA 独有的增速系统能够获得更大的速度。通过这种配置方法使产品拥有更高的通用性并且减少备件的库存。实际要求的转速决定模块的尺寸和数量。不论采用哪一种动力模块,任何给定尺寸的油缸的额定输出扭矩都保持不变。
电液执行机构工作原理
REXA用“ElectraulicTM”（“电子式液压”，简称“电液”）一词来形容我们结合了电动操作的简易性、液压装置的动力、电子设备的稳定性以及用户设定式控制的灵活性等优势的革命性技术。液压系统一直被认为可以在最终元件的控制上提供最好的操作性能。可惜的是，诸如反应灵敏，精确控制和高刚性的优点往往被频繁的维护，非标准结构和高昂的成本所掩盖。REXA 电液技术, 在给过程控制带来液压技术的优点同时克服了传统液压装置的缺点。内置式的液压系统，低维护，低电压消耗和加固部件，都是 REXA 设计固有的优点。电液技术的基础是流量配给系统，它是液压回路设计上的一项突破性专利技术。连续工作制电机和齿轮泵驱动液压油经过流量配给阀(FMV)从双作用油缸的一侧流向另一侧。负载在量值和方向的变化对控制不会产生影响。当到达指定位置，马达停转，FMV 锁定执行机构位置。
位置控制处理器（PCP）
XPAC 由专用的微处理器，位置控制处理器（PCP），控制。位置控制处理器（PCP）位于控制箱中，有三种模式：自动（Automatic），设定（Setup），本地 （Local）。PCP 在自动模式下，功能相当于传统的定位器。控制信号和执行机构的实际位置（显示在控制箱的显示屏上）不断进行比较。如果差值大于指定死区，马达按要求的方向旋转直到达到设定位置。控制信号对变化的响应是即时的。在设定模式下，PCP可以通过一条简单步骤进行校准，用户可以完全控制执行器的操作参数。通过按钮和显示屏，用户可以配置速度、行程、死区、加速度、控制信号和增益等参数。菜单式的设定模式(Setup)减少了时间的浪费和联合限位开关和(或)扭矩开关和电位计的困难。编译后的参数保存在永久性固定存储器中。对于一些特殊和高难度的应用，由更复杂的控制功能，如：定义流量特性和防止水锤(双速控制)实现。可以设置进入“设定（Setup）”模式密码保护参数，避免非法修改。本地（Local）下模式，可以通过PCP上的按键控制Xpac的行程，同时显示执行机构的位置，当前的控制信号和上一次的错误信息。
X2L 技术参数
Xpac Linear Actuator | |||||
输出力 | 2 000 lbf - 120 000 lbf （8 896 N - 533 786 N）要求更大输出力可定制 | ||||
控制信号 | 模拟信号： 4~20mA（标准）；脉冲信号：24 120Vac or Vdc | ||||
死区 | 0.05%~5%可调 | ||||
安全模式 | 保持原位（标准），弹簧或蓄能器复位 | ||||
材料 | 阳极氧化铝（电液模块），阳极氧化铝和钢（齿轮齿条油缸） | ||||
防护等级 | NEMA 4（标准），IP65 ，NEMA 4X（可选）电子部分 | ||||
防爆等级 | CSA: Class I, Division 2 / ATEX Zone 2 / IEC Zone 2 | ||||
反馈 | 导电塑料薄膜式电位计，寿命 10x106 | ||||
温度范围 | 执行机构结构 | 标准型 | 高温型 | ||
L 型油缸 | -5 ℉ to +200 ℉ | -30 ℉ to +200 ℉ | -76 ℉ to +200 ℉ | -5 ℉ to +250 ℉ | |
(-20 ℃ to +93 ℃) | (-34 ℃ to +93 ℃) | (-60℃ to +93 ℃) | (-20 ℃ to +121 ℃) | ||
R 型油缸 | +10 ℉ to +200 ℉ | -10 ℉ to +200 ℉ | -76 ℉ to +200 ℉ | -5 ℉ to +250 ℉ | |
(-12 ℃ to +93 ℃) | (-23 ℃ to +93 ℃) | (-60℃ to +93 ℃) | (-20 ℃ to +121 ℃) | ||
安装要求 | 无 | 1"隔热板 | 电伴热和1"隔热板 | 高温结构 | |
电控箱温度范围 | 独立控制箱包括 PCP、马达驱动器、电源、瞬态保护、接线端子 | ||||
-40℉ ~ +140℉ ( -40℃ ~ +60℃) | -40℉ ~ +120℉ ( - 40℃ ~ +50℃) | ||||
电机类型 | 步进电机 | 伺服电机 | |||
电机 | B | C | 1/2D | D | |
供给电源 | 12Vdc | 可选 | 定制 | 定制 | - |
24Vdc | 可选 | 定制 | 定制 | - | |
48Vdc | 可选 | 定制 | 定制 | - | |
120Vac | 标准 | 标准 | 标准 | 可选 | |
208Vac | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | |
220Vac | 可选 | 可选 | 可选 | 标准 | |
440Vac | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | |
1注意: L型油缸或REXA块状油缸用于10 000 lbf，6"行程以下。R型油缸用于更大规格。 高温条件下，液压油粘度的变化可能会导致输出力的变化。详细情况请参考TM19。 2其他电源要求可定制。 3可选电源可能需要独立的电源转换器或变压器。 4REXA不提供隔热板 由于产品设计会不断改进，此表数据仅供参考。 | |||||
位置发送器
标准配置是两线制 4~20mA 的信号，可以选择正作用或反作用。发送器的输出与电子控制部分隔离，可选择有源或无源。无源位置发送器需要外部直流电源供给：有源位置发送器则直接由内部供给 24Vdc电源。
标准配置由 4 个 AC/DC 高电容photo-Mos 继电器做为输出。继电器 1 和 2 用作电子限位开关，可以在调试状态下设定。继电器 3 和继电器 4 用做警告（3）、报警（4）表明设备可能存在问题（负载电压：200Vac/Vdc，负载电流：1amp）
继电器 1 用作低位指示。调节范围从0.1%到 99.9%，但必须低于继电器 2。LED 显示继电器的状态。当 LED 亮时，表明继电器激活。
继电器 2 用作高位指示。调节范围从0.1%到 99.9%，但必须高于继电器 1。LED 显示继电器的状态。当 LED 亮时，表明继电器激活。
报警表明执行机构不能正常控制。LED 表明报警继电器状态：当产生报警时，LED 灯灭。
警告用来表明执行机构检测到有问题存在，但是仍能够继续操作。LED 表明警报继电器状态：当产生警告时，LED 灯灭。
标准配置
REXA 提供以下标准配置：直线型执行器（L 系列），其推力为2000-120000磅(9kN - 534kN），行程可达 6 英寸（152mm）；旋转型（R系列），其转角可达 90 度，力矩范围2500-400000磅·英寸(282Nm-45194Nm)；以及驱动型（D 系列），力矩可达 200000 磅·英寸(22597Nm)，转角可达 120 度。
应用
任何涉及到工艺控制的行业均可利用 Electraulic Actuation ™技术提高其收益。电力、石油天然气管道、市政供水和废水处理等行业将受益匪浅，而其他很多行业，例如造纸、采矿、石油化工、冶金等行业也会从中受益。不同的应用将会给阀门和风门挡板带来诸多挑战。当出现控制问题时，您可以依赖 REXA。
示例应用
超临界启动阀 | 调节控制 | 蒸汽涡轮控制 |
锅炉节流阀 (BT) | 辅助节气门 | 主蒸汽进气阀 |
锅炉抽汽阀 (BE) | 次级节气门 | 蒸汽控制阀 |
给水旁通阀(FWB) | 风室 | 再加热蒸汽进气阀 |
溢出阀 (SP) | ID 或 FD 扇 | 压力控制 |
过热器注入 PRV (ISPR) | 洗涤器 | 流速控制 |
锅炉节流旁通 (BTB) | 给水调节器 | 泵控制 |
排水阀 (WD) | 主给水泵再循环 | 过滤器流出控制 |
排气阀 (SD) | 除氧器控制 | 压热器排气隔离 |
再加热注入阀(IR) | 保温器喷阀 | 催化剂料浆隔离 |
过热器注入阀 (IS) | 燃烧器 | 井口控制 |
冷凝水注入器 (IC) | B&W 直流锅炉 | GOSP |
BW (200, 201, 202, 207等) | 地热 |
Xpac 典型R/D旋转时间
*传统驱动装置局限为 200 000 lb·in (22 597 N·m)。
REXA 的直线型配置可提供更大的驱动装置。
X2R/D 电源模块旋转(秒/90° 旋) | |||||||||
扭力 lb·in (N·m) | B C ½D/2C D 2D D,P92 D,P402 SF1 AF3 | ||||||||
2500 (282 N·m) | 15 | 5 | 2.5 | 1.25 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 1.25 | <1 |
5000 (565 N·m) | 30 | 10 | 5 | 2.5 | 1.25 | 不适用 | 不适用 | 2.5 | <1 |
10000 (1 130 N·m) | 53 | 18 | 9 | 4.5 | 2.25 | 1 | 不适用 | 5 | <1 |
20000 (2 260 N·m) | 105 | 36 | 18 | 9 | 4.5 | 2 | 不适用 | 10 | <1 |
50000 (5 650 N·m) | 不适用 | 92 | 46 | 23 | 11.5 | 4.5 | 1 | 不适用 | 1.5 |
100000 (11 300 N·m) | 不适用 | 不适用 | 92 | 46 | 23 | 8.5 | 2 | 不适用 | 3 |
200000 (22 597 N·m) | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 92 | 46 | 17 | 4 | 不适用 | 6 |
400000 (45 194 N·m) | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 178 | 92 | 34 | 8 | 不适用 | 12 |
* 以上列表中的运转所需时间为标准设置情况下的特定执行器和动力模块组合的标准最高运行速度。在大多数应用上，这些速度值可根据用户和应用需要作出调整，且不会影响额定输出。
CF–请咨询厂家。
1SF–弹簧失效.估算时间是针对标准的电磁阀和弹簧。实际时间可能因弹簧弹力和温度而异。可以缩短时间。
2D,P9 AND D,P40.增压泵可实现高速运转，同时保持优越的定位性能。
3AF–储能器失效。估算时间因环境温度而异。可提供可调式失效限速器。如需详细信息，请咨询厂家。
* 所示行程或转速假定马达功率为240 V。如运行电压为 208 V，执行器速度将限制为所述数值的 80%。
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