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自动化联盟 - 执行机构Actuators

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    水泥厂中电动执行机构的选型及应用

    babytone 2010-12-21 13:16
           吉林亚泰水泥有限公司是东北水泥企业中的大型龙头企业,目前拥有四条新型干法水泥生产线,日产熟料在10000吨左右,日产水泥5000余吨;以及两个余热发电站,年发电量在2亿度,共计使用电动执行机构450余台,由于生产线建设在不同时期,所以使用的电动行机构的品牌也较杂,但大体来说产品的选型主要有:原装进口产品,有:SIPOS,BMH,AUMA,H&B,松岛,伯纳德等,引近国外技术产品:天津自动化仪表七厂生产的天津-伯纳德产品,国产产品品牌:天津仪表七厂产品,天津鲁克等。它们分布在生产线的各个位置。

      电动执行机构是工业过程测量和控制系统的终端控制装置,能够将DCS系统的控制信号(模拟量信号0/4-20MA或开关量信号DC24V、AC220V)转换成输出件位移(角位移、多回转角位移或线位移)输出转矩或力以控制阀门内截流件的位置或其它调节机构,使被控介质按系统规定的状态工作,以此达到被调参数(温度、压力、流量、物位等)实现自动或手动调节的目的。电动执行机构是一个具有深度负反馈的随动系统,其本身具有伺服放大器。电动机的旋转经减速器减速变为减速器输出轴的转动,此输出轴转角θ作为整个电动执行机构的输出量。当电动机正向转动时,θ角不断增长,同时由位置变送器发出与θ成比例的位置反馈电流If,If也随θ而不断增大,指令信号II与If之差值随之减小,当此差值小于伺服放大器的死区△E(定在0.16mA左右比较合适,太小易造成机构振荡,电机发热)时,电动机断电,停止转动,输出轴将停在相应的位置,系统处于新的平衡。当指令信号II减小时,伺服放大器输出带动电机产生相应的反向转动,最终达到另一平衡。

      执行机构一般由:动力部分(电机及减速机);控制部分及位置定位部分等组成。产品分类:按输出位移的型式分成三类:1、角行程――输出转矩和90度转角,水泥厂在主工艺线大多选用角行程的执行;2、直行程――输出推力、拉力和直线位移,在辅助工艺线上如增湿塔水站回水流量的调节,以及热电厂中大部分水流、汽流阀门的控制与调节,常选用直行程电动执行机构;3、多回转――-输出转矩和超过360度的多圈转动,此类在水泥厂中只有在预热器上的点火装置中用到。按安装方式分成两类:1、直联式――执行机构通过输出端的法兰与阀门等调节机构直接相连。这样执行器可直拉安装在管道上。2底座式――执行机构安装在一个基础底座上通过输出臂及杠杆与阀门等调节机构连接(仅角行程执行机构有此安装形式)。按调节方式(辅入输出间的关系)分成三种:1、比例调节型――执行机构接收DCS控制系(或调节器、操作器)输出的4――20MA的信号,执行器输出轴转角或位移与此信号成比例关系,自动完成调节任务;2、远控型,执行器接收开关信号,执行器的输出轴可控制在任意位置;3、开关型,也称二位式,它接收开关信号(DC24V或AC220V开关量),执行器的输出轴只能控制在开和关的两个极限位置,水泥厂在流程中两位阀,可采用此种形式,在热电厂中循环水管道中以及其它只要求开和关的位置中也用到此种形式的执行机构;按结构型式分成两类:1、整体式型――执行机构的动力部分(电机、减速机)与位置定位部分及控制部分一体,安装于现场;2、分体式型――执行机构的动力部分(电机、减速机)、位置定位部分和控制部分分开安装。

      无论是哪个厂家的产品,其一般大体工作原理都是一样的,只是有些产品的功能更完美一些。

      使用中经常遇到的问题:机械故障:1、一般故障:现场阀体被卡住,现像:开和关都动不了,即使通过手动轮盘车也动不了,处理方法:解决机械故障;2、减速机与阀体连接的螺丝松动,电机转动而阀体不动;电气故障:3、位置控制器故障或损坏;电机损坏,电位器故障或电流变送器故障;4、振荡,即执行器在小范围内波动,可能是死区太小,也可能是干扰所致,处理办法:调整死区,消除干扰,如加信号隔离器等;在现场环境比较恶劣的地方(高温),如:窑头排风机阀门、窑头冷风阀门,三次风阀门,执行机构频繁坏,应采用分体安装的方式,控制部分远离高温区,效果很好。

      使用心得:根据我们的使用情况看,国外进口电动执行机构的使用效果要优于国产电动执行机构,虽然在价格上略高一些,但它的后期维护费用小,工作量小,控制稳定可靠,综合比较下来还是划算的。

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