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國內電動執行機構現狀-江蘇AG亞洲集團執行器有限公司
發布日期:2014-10-10 08:53:10

1、電動執行機構現狀

1.1、國內電動執行機構現狀

      國內電動執行機構的研製比較晚,早期是60~70年代逐步研發的DDZ-II和DDZ-III型的電動裝置,功能比較單一,由機械傳動部分和外加的電控箱組合而成,屬於“分體式”結構的外控型產品,防護等級比較低,調試和維護都不方便,優點是價格比較便宜,適合一些對調節品質不高的中小企業使用。現在,由於這部分市場仍然存在,所以這樣的普通型電動裝置還是具有一定的生存空間。主要產品有DZW等多回轉,以及DKJ、ZKJ等部分回轉。

      隨著微電子技術和計算機技術的大力發展,現在的ZKJ等電動裝置也出現了變化,出現了可以直接接受控製係統調節指令的具有一定智能化的電動裝置。它們將電子電路封裝到一個盒子中,使得其防護等級得到提高,控製精度、可靠性等提高,衍生出戶外型,隔爆型等多個分支。

2000年以後,電動執行機構獲得了快速發展,國內一些廠商相繼推出智能電動執行機構。新型智能電動執行機構將伺服放大器與執行機構傳動等合為一體,屬於“一體化”產品。不僅實現了雙向通信、PID調節、在線自動標定、自校正與自診斷等多種控製技術要求的功能,還增設了行程保護、過力矩保護、電動機過熱保護、信號丟失保護、輸出現場閥位指示和故障報警等功能。它可進行現場操作或遠方操作,完成手動操作及手動/自動之間無擾動切換。相對於改進後的ZKJ等係列智能型電動裝置,新型智能型電動執行機構具有更好的調節品質和閥位控製精度,可靠性和通信能力等也得到提高,功能也大大增加,由於采用“一體化”結構,防護等級可以達到IP68,體積小,應用領域更加廣泛。


      相對於普通型電動裝置,新型的智能型電動執行機構具有很多優勢:

(1)由於改變了行程定位機構,不像以前的傳統電動裝置采用行星齒輪加導電塑料,或者是凸輪式行程控製機構,或螺旋傳動式行程控製機構等機械方式進行行程定位,所以主要參數技術指標先進,如工作死區、基本誤差、回差等指標已達到或接近世界先進水平,超過國內現有DDZ-II、III型電動裝置。有的采用霍爾效應傳感器,直接感應閥杆的縱向或旋轉動作,實現了非接觸式定位檢測;有的采用特殊電位器,電位器中裝有球軸承和特種導電材質做成的電阻薄片;有的采用磁阻效應的非接觸式旋轉角度傳感器;還有的采用磁電式或光電式絕對編碼器技術等等。這些都使得抗幹擾性能、可靠性、穩定性增強。

(2)采用先進微處理器和數字顯示技術,以智能伺服放大器取代傳統伺服放大器。以數字式LCD顯示閥位取代原有模擬指針式閥位指示,解決了模擬指針式閥位指示不準確,夜間觀察不方便的缺點。由於采用了LCD,具有了人機界麵,使得其具有了更加人性化的特點。

(3)功能強、使用方便,具有自診斷、自調整功能。而且設置參數、行程定位等都不需要打開電氣殼體,故不存在電子器件受現場腐蝕氣體、粉塵、潮氣等的損害,增強了電氣部分的壽命和可靠性。

(4)增加了流量特性軟件修正(僅帶有變頻器的執行機構才具有這個功能)。采用微處理器後,能靈活地設定、改變流量特性,提高調節閥控製性能,使一種固有特性的調節閥可以擁有多種輸出特性,使不能進行閥芯形狀修正(蝶閥)的閥也可改變流量特性,可以使非標準特性修正為標準特性,該功能將改變長期以來靠閥芯加工修正流量特性的現狀。

(5)在調節中采用電製動(比如反接製動、能耗製動等)和斷續調節技術,對具有自鎖功能的執行機構可取消機械摩擦製動器,提高了整機的可靠性,同時提高了閥位控製的精度。

(6)所有控製功能均可通過編程實現,可以輕鬆地成為分散控製係統(DCS)中的一個終端執行元件。比如,可以接受DCS來的開關量信號,如“遠程開閥”、“遠程關閥”、“ESD(緊急動作)”、“開閥聯鎖”、“關閥聯鎖”、“停止/保持”等,也可以接受DCS發出的模擬量閥位控製信號,同時,執行機構可以向DCS反饋回許多無源開關量的觸點信號,比如“打開極限”、“關閉極限”、“開閥過力矩”、“關閥過力矩”、“正在動作”、“電源缺相”、“綜合故障報警”等等,同時還可以反饋4~20mA的閥門位置的電流信號。這些功能都采用模塊化的結構,輸入輸出可以組態,非常靈活。

      還有的具有數字通信接口,從而具有現場總線通信功能,成為現場總線控製係統(FCS)中的一個節點。常用的通信方式有:Modbus-rtu、Profibus-dp、Hart、FF、Can等等。現場總線的引入,使得電動執行機構與中央控製係統之間的信息交換能力得到大大提高,並且降低了布線成本(相對於DCS),增加了可靠性。

 

(7)傳動部件的蝸輪蝸杆,采用新穎材料和特殊熱處理工藝,運行平穩、傳動效率高,無爬行、摩擦小,大大降低了傳動部件運行的噪音,增加了使用壽命。

(8)在與調節閥配套的調節型執行機構,采用滾珠絲杆代替傳統的滑動絲杆(銅螺母加T形螺紋的絲杆),效率提高,調節精度提高,壽命變長。

(9)使用無刷直流電機代替交流電機,由於無刷直流電機具有一些優於交流電機的特性,而且便於調速,所以現在也有廠家研發無刷直流電機的智能型電動執行機構。但是目前多是無刷直流電機使用帶位置傳感器的方式,而研發無位置傳感器的無刷直流電機的智能型電動執行機構的廠家,還是很少,大部分都僅僅是高校或者研究院等進行的樣機開發,並沒有形成大規模的市場銷售。

(10)內部控製卡件采用了防震措施,所有的接插件都帶有“反扣”以防鬆動。模塊化的部件,使得維修十分方便。

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