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執(zhí)行機構(gòu)選擇要素

來源:江蘇橫河自控設備有限公司   2010年12月20日 16:57  

執(zhí)行機構(gòu)選擇要素

        執(zhí)行機構(gòu)是將控制信號轉(zhuǎn)換成相應動作的機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉(zhuǎn)化成驅(qū)動作用。

在選擇合適的執(zhí)行機構(gòu)要注意的細節(jié)有很多,簡單的說說:

驅(qū)動能源

  zui常用的驅(qū)動能源是電源或流體源,如果選擇電源為驅(qū)動能源,對于大尺寸閥門一般選用三相電源,對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執(zhí)行機構(gòu)可有多種電源類型供選擇。有時也可選直流供電,此時可通過安裝電池實現(xiàn)電源故障安全操作。

 

  流體源種類很多,首先可以是不同的介質(zhì)如:壓縮空氣、氮氣、天然氣、液壓流體等,其次它們可以具備各種壓力,第三執(zhí)行機構(gòu)具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。

閥門類型

  當選擇閥門用執(zhí)行機構(gòu)時,必須要知道閥門的種類,這樣才可以選擇正確的執(zhí)行機構(gòu)類型。有些閥門需要多回轉(zhuǎn)驅(qū)動,有些需要單回轉(zhuǎn)驅(qū)動,有些需要往復式驅(qū)動,它們影響了執(zhí)行機構(gòu)類型的選擇。

 

  通常多回轉(zhuǎn)的氣動執(zhí)行機構(gòu)比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)價格要貴,但是往復式直行程輸出的氣動執(zhí)行機構(gòu)價格比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)便宜。

力矩大小

  對于90度回轉(zhuǎn)的閥門如:球閥、碟閥、旋塞閥,通過閥門廠商獲得相應閥門力矩大小,大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩,他們將這一力矩提供給客戶。對于多回轉(zhuǎn)的閥門情況有所不同,這些閥門可分為:往復式(提升式)運動-閥桿不旋轉(zhuǎn)、往復式運動-閥桿旋轉(zhuǎn)、非往復式-閥桿旋轉(zhuǎn),必須測量閥桿的直徑,閥桿連接螺紋尺寸已決定執(zhí)行機構(gòu)規(guī)格。

執(zhí)行機構(gòu)選型

  一旦執(zhí)行機構(gòu)類型和閥門所需驅(qū)動力矩確定了,就可以使用執(zhí)行機構(gòu)廠商提供的數(shù)據(jù)表或選型軟件進行選型。有時還需考慮閥門操作的速度和頻率。

 

  流體驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度,但是三相電源的電動執(zhí)行機構(gòu)只有固定的行程時間。部分小規(guī)格的直流電動單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度。

開關控制

  自動控制閥zui大的好處是可以遠距離的操作閥門,這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產(chǎn)過程而不需要親臨現(xiàn)場去人工操作閥門的開和關。人們只需鋪設一些管線連接控制室和執(zhí)行機構(gòu),驅(qū)動能源通過管線直接激勵電動或氣動執(zhí)行機構(gòu),通常用的4-20mA信號來反饋閥門的位置。

連續(xù)控制

  如果執(zhí)行機構(gòu)被要求用于控制過程系統(tǒng)的液位、流量或壓力等參數(shù),這是要求執(zhí)行機構(gòu)頻繁動作的工作,可以用4-20mA信號作為控制信號,然而這個信號可能會和過程一樣頻繁的改變。如果需要非常高頻率動作的執(zhí)行機構(gòu),只有選擇特殊的能頻繁啟停的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機構(gòu)。當一個過程中需要多臺執(zhí)行機構(gòu)時,可以通過使用數(shù)字通訊系統(tǒng)將各個執(zhí)行機構(gòu)連接起來,這樣可大大降低安裝費用。數(shù)字通訊回路可以快速的傳遞指令和收集信息。目前有多種通訊方式如:FOUNDATION FIELDBUS、PROFIBUS、DEVICENET、HART和專為閥門執(zhí)行機構(gòu)設計的PAKSCAN等。數(shù)字通訊系統(tǒng)不單單可以降低投資費用,它們還可以收集大量閥門信息,這些信息對于閥門的預測性維護程序非常有價值。

預測性維護

  操作人員可以借助內(nèi)置的數(shù)據(jù)存儲器來記錄閥門每次動作時力矩感應裝置測得的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以用來監(jiān)測閥門運行的狀態(tài),可以提示閥門是否需要維修,也可以用這些數(shù)據(jù)來診斷閥門。

 

  針對閥門可以診斷如下數(shù)據(jù):

 

  1.閥門密封或填料摩擦力

 

  2.閥桿、閥門軸承的摩擦力矩

 

  3.閥座摩擦力

 

  4.閥門運行中的摩擦力

 

  5.閥芯的所受的動態(tài)力

 

  6.閥桿螺紋摩擦力

 

  7.閥桿位置

 

  上述大部分數(shù)據(jù)存在于所有種類的閥門,但著重點不同,例如:對于蝶閥,閥門運行中的摩擦力是可以忽略的,但對于旋塞閥這個力數(shù)值卻很大。

 

  不同的閥門具有不同的力矩運行曲線,例如:對于楔式閘飯,開啟和關閉力矩都非常大,其它行程時只有填料摩擦力和螺紋摩擦力,關閉時,液體靜壓力作用在閘板上增加了閥座摩擦力,zui終楔緊效應使力矩迅速增大直到關閉到位。所以根據(jù)力矩曲線的變化可以預測出將會發(fā)生的故障,可以對預測性維護提供有價值的信息。

智能變頻控制

  執(zhí)行機構(gòu)在工作過程中,由于電機的頻繁啟動,導致工作時額定頻率的變化,通過智能變頻控制可使頻率達到額定值

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