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執(zhí)行器自動控制系統(tǒng)解決方案

2020-09-13 13:50:16 143

執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用相當于人的四肢,它接受調(diào)節(jié)器的控制信號,改變操縱變量,使生產(chǎn)過程按預(yù)定要求正常執(zhí)行。

執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)是指根據(jù)調(diào)節(jié)器控制信號產(chǎn)生推力或位移的裝置,而調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)輸出信號去改變能量或物料輸送量的裝置,最常見的是調(diào)節(jié)閥。在生產(chǎn)現(xiàn)場,執(zhí)行器直接控制工藝介質(zhì),若選型或使用不當,往往會給生產(chǎn)過程的自動控制帶來困難。因此執(zhí)行器的選擇、使用和安裝調(diào)試是個重要的問題。

執(zhí)行器按其能源形式分為氣動、電動和液動三大類,它們各有特點,適于不同的場合。隨著近幾年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展各類執(zhí)行機構(gòu)正逐步走向智能化的道路,而其中專門和氣動執(zhí)行器配套使用的智能閥門定位器和全電子電動執(zhí)行器的出現(xiàn)更加速了執(zhí)行機構(gòu)智能化的發(fā)展,為執(zhí)行器的應(yīng)用開辟了新天地。

1、液動執(zhí)行器 液動執(zhí)行器推力最大,一般都是機電一體化的,但比較笨重,所以現(xiàn)在使用不多。但也因為其推力大的特點,在一些大型場所因無法取代而被采用,如三峽的船閥用的就是液動執(zhí)行器。

2 、氣動執(zhí)行器 氣動執(zhí)行器的執(zhí)地機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體,其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式和活塞式兩類?;钊叫谐涕L,適用于要求有較大推力的場合,不但可以直接帶動閥軒,而且可以和蝸輪蝸桿等配合使用;而薄膜式行程較小,只能直接帶動閥桿。其執(zhí)行器分為正作用和反作用兩種形式,所謂正作用就是信號壓力增大,推桿向下;反作用形式就是信號壓力增大,推桿向上。這種執(zhí)行機構(gòu)的輸出位移與輸入氣壓信號成正比例關(guān)系,信號壓力越大,推桿的位移量也越大。當壓力與彈簧的反作用力平衡時,推桿穩(wěn)定在某一位置,氣動執(zhí)行器又有角行程氣動執(zhí)行器和直行程氣動執(zhí)行器兩種。隨著氣動執(zhí)行器智能化的不斷發(fā)展,智能閥門定位器成為其不可缺少的配套產(chǎn)品。智能閥門定位器內(nèi)裝高集成度的微控制器,采用電平衡(數(shù)字平衡)原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理,將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動定位增量來實現(xiàn)閥位控制;利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號來驅(qū)動氣動執(zhí)行機構(gòu)的動作;閥位反饋信號直接通過高精確度的位置傳感器,實現(xiàn)電/氣轉(zhuǎn)換功能。智能閥門定位器具有提高輸出力和動作速度、調(diào)節(jié)精確度(最小行程分辨率可達±0.05%)、克服閥桿摩擦力、實現(xiàn)正確定位等特點。正是因為這些配套產(chǎn)品的不斷智能化,才使得氣動執(zhí)行器更加智能化。由于氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、輸出推力大、動作平穩(wěn)可靠、安全防爆等優(yōu)點,在化工、煉油等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用。

3 、電動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是分開的兩部分,其執(zhí)行機構(gòu)分角行程和直行程兩種。電動執(zhí)行器接受來自調(diào)節(jié)器的直流信號,并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移去操縱閥門、擋板等調(diào)節(jié)機構(gòu),以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。 電動執(zhí)行機構(gòu)安全防爆性能差,電機動作不夠迅速,且在行程阻或閥桿被扎住時電機容易受損。盡管近年來電動執(zhí)行機構(gòu)在不斷改進并有擴大應(yīng)用的趨勢,但從總體上看不及氣動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用的普遍?! ‰S著自動化、電子和計算機技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在越來越多的電動執(zhí)行機構(gòu)已經(jīng)向智能化發(fā)展,我們有理由相信,今后的執(zhí)行器將會和其它儀表一樣更加智能.

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

圖片關(guān)鍵詞

 

工作原理

圖所示為智能型電子式變頻電動調(diào)節(jié)閥的工作原理圖

 

圖片關(guān)鍵詞

 

它是由電動執(zhí)行器、閥體和控制部分構(gòu)成??刂撇糠钟址种骰芈冯姍C控制部分和二次回路性能參數(shù)控部分。整體化設(shè)計使調(diào)節(jié)、運算、伺服、變頻為一體,結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠。

其簡單工作過程是:輸入信號為4~20 mA(1~5V)(或數(shù)字通訊信號)、位置反饋為(1~5V)信號,進入智能控制器A/D轉(zhuǎn)換電路,CPU根據(jù)外部設(shè)定各種參數(shù)值,經(jīng)比較、運算,輸出一個和偏差方向一致開關(guān)信號和與偏差大小成比例的模擬信號控制變頻器工作頻率,調(diào)節(jié)伺服電機運行速度和運行方向,從而達到連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開度,實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的目的。變頻器對于伺服電機過載、短路、斷相均可進行保護并輸出響應(yīng)報警信號。RS485通訊口是智能型電子式變頻電動調(diào)節(jié)閥與外部按照通訊協(xié)議進行聯(lián)系的標準口。

智能型電子式變頻調(diào)節(jié)閥通過性能參數(shù)設(shè)定來滿足各種使用場合要求。性能參數(shù)通過設(shè)定器設(shè)置到程序內(nèi),CPU工作按照預(yù)定程序指揮閥工作。ERROM存儲各種設(shè)定參數(shù)信息,看門狗是為保證程序可靠工作而定。


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