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電動(dòng)閥門(mén)執行器的選型分析

[ 2015-07-22 ]
閥門(mén)電動(dòng)執行器又稱(chēng)電動(dòng)執行器,在流體控制行業(yè)閥門(mén)電動(dòng)執行器有著(zhù)重要的作用,閥門(mén)電動(dòng)執行器是現代工業(yè)自動(dòng)化重要的部分.專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)之為電動(dòng)執行機構,在工業(yè)管道閥門(mén)行業(yè)稱(chēng)之為閥門(mén)電動(dòng)裝置,在儀表行業(yè)稱(chēng)之為電動(dòng)執行器,但現在業(yè)內已沒(méi)有很明確的區分,統一稱(chēng)之為電動(dòng)執行器。 
  
閥門(mén)在工業(yè)管路控制中的重要設備,電動(dòng)閥門(mén)隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,因其動(dòng)力源容易取得,且一般情況下無(wú)需維護的優(yōu)點(diǎn),比起氣動(dòng)、液動(dòng)等不同驅動(dòng)方式的設備使用更為普遍。在工業(yè)場(chǎng)合電動(dòng)閥門(mén)必需具有更高的可靠性和安全性,當閥門(mén)能保證性能和壽命的情況下,電動(dòng)閥門(mén)的安全性與可靠性取決于電動(dòng)執行器,因此電動(dòng)執行器的性能、控制水平是電動(dòng)閥門(mén)整機技術(shù)水平的綜合表現。所以在電動(dòng)執行器選型時(shí)除必需考慮的一些基本要素外,對其提出合理的技術(shù)要求才能使電動(dòng)閥門(mén)價(jià)值實(shí)現最大化。 
  
電動(dòng)執行器的類(lèi)型很多,不同類(lèi)型和功能的電動(dòng)執行器與閥門(mén)配套后都可稱(chēng)之為電動(dòng)閥門(mén),但往往在設計、選型的過(guò)程中只重視閥門(mén)的參數忽略或沒(méi)有明確電動(dòng)執行器的相關(guān)要求,這樣不僅使電動(dòng)閥門(mén)發(fā)揮不出最佳的性能,而且在安裝、調試、使用過(guò)程中也會(huì )帶來(lái)不必要的麻煩,甚至給生產(chǎn)造成嚴重的后果。 
  
針對電動(dòng)執行器選型考慮的要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明,并對目前智能電動(dòng)執行器的相關(guān)功能做簡(jiǎn)單介紹,它將是當今乃至將來(lái)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展所需的主流產(chǎn)品。 
  
 
電動(dòng)執行器選型考慮要點(diǎn) 
 
一、根據閥門(mén)類(lèi)型選擇電動(dòng)執行器 
 
閥門(mén)的種類(lèi)相當多,工作原理也不太一樣,一般以轉動(dòng)閥板角度、升降閥板等方式來(lái)實(shí)現啟閉控制,當與電動(dòng)執行器配套時(shí)首先應根據閥門(mén)的類(lèi)型選擇電動(dòng)執行器。 
 
1. 角行程電動(dòng)執行器(轉角<360度)
電動(dòng)執行器輸出軸的轉動(dòng)小于一周,即小于360度,通常為90度就實(shí)現閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。此類(lèi)電動(dòng)執行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。 
a)直連式:是指電動(dòng)執行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。 b)底座曲柄式:是指輸出軸通過(guò)曲柄與閥桿連接的形式。 此類(lèi)電動(dòng)執行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。 
 
2. 多回轉電動(dòng)執行器(轉角>360度) 
電動(dòng)執行器輸出軸的轉動(dòng)大于一周,即大于360度,一般需多圈才能實(shí)現閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。 
此類(lèi)電動(dòng)執行器適用于閘閥、截止閥等。 
3. 直行程電動(dòng)執行器(直線(xiàn)運動(dòng)) 
電動(dòng)執行器輸出軸的運動(dòng)為直線(xiàn)運動(dòng)式,不是轉動(dòng)形式。 此類(lèi)電動(dòng)執行器適用于單座調節閥、雙座調節閥等。

二、根據生產(chǎn)工藝控制要求確定電動(dòng)執行器的控制模式 

 
電動(dòng)執行器的控制模式一般分為開(kāi)關(guān)型(開(kāi)環(huán)控制)和調節型(閉環(huán)控制)兩大類(lèi)。 
 
1. 開(kāi)關(guān)型(開(kāi)環(huán)控制) 
開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執行器一般實(shí)現對閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)控制,閥門(mén)要么處于全開(kāi)位置,要么處于全關(guān)位置,此類(lèi)閥門(mén)不需對介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。 
特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執行器因結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。選型時(shí)必需對此做出說(shuō)明,不然經(jīng)常會(huì )發(fā)生在現場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統沖突等不匹配現像。 
a)分體結構(通常稱(chēng)為普通型):控制單元與電動(dòng)執行器分離,電動(dòng)執行器不能單獨實(shí)現對閥門(mén)的控制,必需外加控制單元才能實(shí)現控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。 
此結構的缺點(diǎn)是不便于系統整體安裝,增加接線(xiàn)及安裝費用,且容易出現故障,當故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修,性?xún)r(jià)比不理想。 
 
b)一體化結構(通常稱(chēng)為整體型):控制單元與電動(dòng)執行器封裝成一體,無(wú)需外配控制單元即可現實(shí)就地操作,遠程只需輸出相關(guān)控制信息就可對其進(jìn)行操作。 
 
此結構的優(yōu)點(diǎn)是方便系統整體安裝,減少接線(xiàn)及安裝費用,容易診斷并排除故障。但傳統的一體化結構產(chǎn)品也有很多不完善的地方,所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)執行器,關(guān)于智能電動(dòng)執行器后面將再做說(shuō)明。 2. 調節型(閉環(huán)控制) 
調節型電動(dòng)執行器不僅具有開(kāi)關(guān)型一體化結構而精確調節介質(zhì)流量。因的功能,它還能對閥門(mén)進(jìn)行精確控制,從篇幅有限其工作原理在此不作詳細說(shuō)明。下面就調節型電動(dòng)執行器選型時(shí)需注明的參數做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
 
a)控制信號類(lèi)型(電流、電壓) 
調節型電動(dòng)執行器控制信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時(shí)需明確其控制信號類(lèi)型及參數。 
b)工作形式(電開(kāi)型、電關(guān)型) 
調節型電動(dòng)執行器工作方式一般為電開(kāi)型(以4~20mA的控制為例,電開(kāi)型是指4mA信號對應的是閥關(guān),20mA對應的是閥開(kāi)),另一種為電關(guān)型(以4-20mA的控制為例,電開(kāi)型是指4mA信號對應的是閥開(kāi),20mA對應的是閥關(guān)).一般情況下選型需明確工作形式,很多產(chǎn)品在出廠(chǎng)后并不能進(jìn)行修改,奧美閥控生產(chǎn)的智能型電動(dòng)執行器可以通過(guò)現場(chǎng)設定隨時(shí)修改。 
c)失信號保護 
    失信號保護是指因線(xiàn)路等故障造成控制信號丟失時(shí),電動(dòng)執行器將控制閥門(mén)啟閉到設定的保護值,常見(jiàn)的保護值為全開(kāi)、全關(guān)、保持原位三種情況,且出廠(chǎng)后不易修改。奧美閥控生產(chǎn)的智能電動(dòng)執行器可以通過(guò)現場(chǎng)設定進(jìn)行靈活修改,并可設定任意位置(0~100%)為保護值。
 
三、根據閥門(mén)所需的扭力確定電動(dòng)執行器的輸出扭力 
閥門(mén)啟閉所需的扭力決定著(zhù)電動(dòng)執行器選擇多大的輸出扭力,一般由使用者提出或閥門(mén)廠(chǎng)家自行選配,做為執行器廠(chǎng)家只對執行器的輸出扭力負責,閥門(mén)正常啟閉所需的扭力由閥門(mén)口徑大小、工作壓力等因素決定,但因閥門(mén)廠(chǎng)家加工精度、裝配工藝有所區別,所以不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的同規格閥門(mén)所需扭力也有所區別,
即使是同個(gè)閥門(mén)廠(chǎng)家生產(chǎn)的同規格閥門(mén)扭力也有所差別,當選型時(shí)執行器的扭力選擇太小就會(huì )造成無(wú)法正常啟閉閥門(mén),因此電動(dòng)執行器必需選擇一個(gè)合理的扭力范圍。 
四、根據所選電動(dòng)執行器確定電氣參數 
因不同執行器廠(chǎng)家的電氣參數有所差別,所以設計選型時(shí)一般都需確定其電氣參數,主要有電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等,往往在這方面的疏忽,結果控制系統與電動(dòng)執行器參數不匹配造成工作時(shí)空開(kāi)跳閘、保險絲熔斷、熱過(guò)載繼電器保護起跳等故障現像。 
五、根據使用場(chǎng)合選擇外殼防護等級、防爆等級     1.外殼IP防護等級 2.防爆等級

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