淺談國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在中石化銷售華南分公司的應(yīng)用.pdf

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1、第9期楊昌群．淺談國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在中石化銷售華南分公司的應(yīng)用1237淺談國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在中石化銷售華南分公司的應(yīng)用楊昌群(中國(guó)石化銷售有限公司華南分公司，廣州510110)摘要闡述了一種國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置測(cè)量原理和力矩傳感原理，介紹了該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在中石化銷售華南分公司的使用情況，詳細(xì)論述了國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)輸管道應(yīng)用中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題和相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，并提出了改進(jìn)建議。關(guān)鍵詞長(zhǎng)輸管道國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)恒春cKD應(yīng)用中圖分類號(hào)TH862文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1000-3932(2012)09一123

2、7-03電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是過(guò)程控制系統(tǒng)的重要執(zhí)行單元，接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(模擬量或數(shù)字量)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的角位移或直線位移的驅(qū)動(dòng)裝置，它可以按預(yù)先設(shè)定要求輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)圈數(shù)、角度和長(zhǎng)度，即行程控制，并能限制輸出的力矩或推力，-即力矩控制。它在結(jié)構(gòu)上主要由電動(dòng)機(jī)、減速部分、手動(dòng)操作和切換部分以及行程力矩控制等部分組成。中石化銷售華南分公司是一家從事成品油輸送的管道企業(yè)，管道的壓力、流量調(diào)節(jié)主要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)／電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥門實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用于管道工藝閥門的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)其可靠性、穩(wěn)定性、防護(hù)防爆及

3、控制精度等方面的要求比較高。輸油站的進(jìn)出站閥門、流量調(diào)節(jié)閥及下載閥門等關(guān)鍵部位，該公司均采用可靠性高、控制精度高和防護(hù)全面的進(jìn)口執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如羅RO—TORK、BIFFI、LIMITORQUE和RExA電動(dòng)／電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家通過(guò)對(duì)國(guó)外電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品技術(shù)的學(xué)習(xí)、借鑒，相繼開(kāi)發(fā)出智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品，中石化銷售華南分公司于2009年在西南管道茂名一昆明段引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)恒春CKD智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要安裝于站場(chǎng)過(guò)濾器前后的手動(dòng)閥門上，從

4、2010年至今在昆大線(昆明一大理)成品油工程、柳桂線(柳州一桂林)成品油工程及北南百(北海一南寧一百色)成品油管道等項(xiàng)目的部分位置上也相繼使用恒春CKD智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，但隨著不斷的技術(shù)改進(jìn)，使用情況趨于良好。．1電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理．1．1電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程位置測(cè)量原理采用霍爾效應(yīng)磁性脈沖系統(tǒng)來(lái)精確測(cè)量和控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程位置。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)一個(gè)錐齒輪并進(jìn)，從而帶動(dòng)傳感軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感軸的末端均勻分布有6對(duì)磁環(huán)，磁環(huán)跟隨輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)

5、一圈，磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)四圈。在磁環(huán)周圍安裝一塊閥位檢測(cè)電路板，電路板上裝有90。正交放置的兩個(gè)霍爾元件，磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候有磁性的部分經(jīng)過(guò)霍爾元件周圍導(dǎo)致霍爾原件閉合，無(wú)磁性的部分經(jīng)過(guò)霍爾元件周圍導(dǎo)致霍爾原件斷開(kāi)，這樣霍爾元件在磁環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生了高低電平脈沖，又由于這兩個(gè)霍爾元件存在90。位置的偏差，因此霍爾元件的高低電平會(huì)存在前后的時(shí)間差，通過(guò)檢測(cè)霍爾元件的高低電平脈沖的個(gè)數(shù)和前后順序就能夠準(zhǔn)確判斷出輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和位置的變化，進(jìn)而判斷出電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程位置的變化和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。由于磁環(huán)和霍爾元件采用磁性感

6、應(yīng)的原理來(lái)進(jìn)行非接觸式數(shù)據(jù)采樣，使用壽命較長(zhǎng)。1．2力矩傳感原理．采用壓力傳感器過(guò)程測(cè)量技術(shù)來(lái)獲得力矩測(cè)量值，進(jìn)而對(duì)閥門、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身進(jìn)行力矩保護(hù)。收穰日期：2012．06-04化工自動(dòng)化及儀表第39卷在帶有負(fù)荷的情況下，用安裝在力矩傳感器內(nèi)的壓敏電阻傳感器來(lái)直接測(cè)量電機(jī)蝸桿推力的反作用力，傳感器將該反作用力轉(zhuǎn)換成與輸出力矩成比例的電信號(hào)，測(cè)量該電信號(hào)的電壓值可獲得準(zhǔn)確的、可重復(fù)的力矩測(cè)量值，且獨(dú)立于頻率、電壓和溫度而變化，力矩保護(hù)精確可靠。2國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)目前在技術(shù)

7、水平及可靠性等方面與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比仍有差距，其優(yōu)點(diǎn)是供貨渠道通暢、結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、維修方便，且價(jià)格適中。進(jìn)口電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是性能可靠、控制精度高，但較為突出的缺點(diǎn)是缺乏原理圖，維修不便，一旦出現(xiàn)故障，需要更換故障部件時(shí)，包括緊固件在內(nèi)都是專用的，不能替代，為保證生產(chǎn)需要配備進(jìn)口備件，一旦備件出現(xiàn)缺口，設(shè)備故障處理周期特別長(zhǎng)。操作人員通過(guò)位置反饋信號(hào)來(lái)了解調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)是否正確，同時(shí)其也作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的輸入信息之一。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置發(fā)送電路的可靠與否，直接影響到對(duì)被控參數(shù)的有效控制。

8、所以，位置反饋電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)中較為重要的環(huán)節(jié)。國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最易出現(xiàn)故障的部位多為位置反饋電路。通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置測(cè)量原理可以知道，國(guó)產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的霍爾元件數(shù)量只有兩個(gè)，傳感器磁環(huán)6對(duì)，偏差達(dá)到60。，但是進(jìn)口設(shè)備，偏差僅為15。，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反僚精度比國(guó)產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)高出4倍。。進(jìn)口電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的先進(jìn)的控制方法有利于解決電機(jī)的慣性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，提高控制精度。Limitorque電動(dòng)執(zhí)行器利用先進(jìn)的電制動(dòng)技術(shù)，控制精度可達(dá)1／250，國(guó)產(chǎn)恒春cKD電動(dòng)執(zhí)行器控制精