随着新型干法水泥生产技术的不断发展,单机设备的大型化,以及生产的连续性和复杂性的不断提高,相应地要求生产过程中自动化必需快速准确地满足生产工艺的要求,特别是对一些物料流,气流的实时监控、调节更为重要,如:冷风、热风、一次风、二次风、三次风、磨机进出口风、循环风等,电动执行器在完成这一任务中扮演着重要角色,能快速准确地响应操作员发出的命令,为工艺流程服务,是水泥生产中重要的自动化仪表之一。
电动执行器是工业过程测量和控制系统的终端控制装置,能够将DCS系统的控制信号(模拟量信号0/4-20MA或开关量信号DC24V、AC220V)转换成输出件位移(角位移、多回转角位移或线位移)输出转矩或力以控制阀门内截流件的位置或其它调节机构,使被控介质按系统规定的状态工作,以此达到被调参数(温度、压力、流量、物位等)实现自动或手动调节的目的。电动执行器是一个具有深度负反馈的随动系统,其本身具有伺服放大器。电动机的旋转经减速器减速变为减速器输出轴的转动,此输出轴转角θ作为整个电动执行器的输出量。当电动机正向转动时,θ角不断增长,同时由位置变送器发出与θ成比例的位置反馈电流If,If也随θ而不断增大,指令信号II与If之差值随之减小,当此差值小于伺服放大器的死区△E(定在0.16mA左右比较合适,太小易造成机构振荡,电机发热)时,电动机断电,停止转动,输出轴将停在相应的位置,系统处于新的平衡。当指令信号II减小时,伺服放大器输出带动电机产生相应的反向转动,较终达到另一平衡。
电动执行器一般由:动力部分(电机及减速机);控制部分及位置发送器部分等组成。
产品分类:按输出位移的型式分成三类:
1、角行程――输出转矩和90度转角,水泥行业在主工艺线大多选用角行程的执行;
2、直行程――输出推力、拉力和直线位移,在辅助工艺线上如增湿塔水泵站回水流量的调节,以及热电厂中大部分水流、汽流阀门的控制与调节,常选用直行程电动执行机构;
3、多回转――-输出转矩和超过360度的多圈转动,此类在水泥厂中只有在预热器上的点火装置中用到。
按安装方式分成两类:
1、直联式――电动执行器通过输出端的法兰与阀门等调节机构直接相连。这样执行器可直拉安装在管道上。
2底座式――电动执行器安装在一个基础底座上通过输出臂及杠杆与阀门等调节机构连接(仅角行程电动执行器有此安装形式)。
按调节方式(辅入输出间的关系)分成三种:
1、比例调节型――电动执行器接收DCS控制系(或调节器、操作器)输出的4――20MA的信号,执行器输出轴转角或位移与此信号成比例关系,自动完成调节任务;
2、远控型,执行器接收开关信号,执行器的输出轴可控制在任意位置;
3、开关型,也称二位式,它接收开关信号(DC24V或AC220V开关量),执行器的输出轴只能控制在开和关的两个极限位置,水泥厂在流程中两位阀,可采用此种形式,在热电厂中循环水管道中以及其它只要求开和关的位置中也用到此种形式的电动执行器;
按结构型式分成两类:
1、整体式型――电动执行器的动力部分(电机、减速机)与位置定位部分及控制部分一体,安装于现场;
2、分体式型――电动执行器的动力部分(电机、减速机)、位置定位部分和控制部分分开安装。
使用中经常遇到的问题:
机械故障:
1、一般故障:现场阀体被卡住,现像:开和关都动不了,即使通过手动轮盘车也动不了,处理方法:解决机械故障;
2、减速机与阀体连接的螺丝松动,电机转动而阀体不动;电气故障:
3、位置发送器故障或损坏;电机损坏,电位器故障或电流变送器故障;
4、振荡,即执行器在小范围内波动,可能是死区太小,也可能是干扰所致,处理办法:调整死区,消除干扰,如加信号隔离器等;在现场环境比较恶劣的地方(高温),如:窑头排风机阀门、窑头冷风阀门,三次风阀门,执行机构频繁坏,应采用分体安装的方式,控制部分远离高温 区, 效果很好。执行器在控制过程中的异常情况,软硬件故障等进行自诊断,并且有报警输出或就地保护、与系统联锁等功能。