概述电动执行器在自动控制中应用及发展.docVIP

概述电动执行器在自动控制中应用及发展 　　摘要：本文首先介绍了电动执行机构与调节机构的连接方式以及分类，然后论述了国产设备和国外设备，最后分析了应用情况。 　　关键词：电动执行器，自动控制，应用。 　　中图分类号：O442 文献标识码：A 文章编号： 　　一、电动执行器 　　电动执行机构与调节机构的连接有两种方式: 　　a. 直接连接: 电动执行机构一般安装在调节机构( 如阀门) 的上部, 直接驱动调节机构。这类执行机构有: 直行程电动执行机构, 电动阀门的电动装置等。 　　b. 间接连接: 执行机构与调节机构分开安装, 它们之间通过转臂及连杆连接, 转臂做回转运动, 这类执行机构有角行程电动执行机构等。 　　目前我国工业生产中常用的电动执行机构按输出位移形式可分为角行程、直行程和多转电动执行机构三类。目前我国工业自控系统中多采用以下单元组合仪表来实现输入/ 输出功能, 如图1 所示。 　　 　　 　　图1 中包括伺服放大器和执行机构等两个独立部件, 带伺服放大器的称比例式电动执行机构, 不带伺服放大器的称积分式电动执行机构, 执行机构由两相伺服电动机、减速器及位置发送器等部件组成。在实践运用中, 特别要理解的一点是, 比例式电动执行机构, 输入信号和输出信号( 反馈信号) 比较后, 差值通过放大器驱动执行器动作。因此, 放大器的性能好坏是一个关键。 　　二、国产设备 　　以天津市自动化仪表七厂生产的SD 系列电动执行机构为例, 此产品引进了法国伯纳德公司的先进技术, 尤其在定位器和位置发送器及行程力矩开关方面有了很高的准确度, 灵敏度。定位器GAMX-D 采用模拟电子式比较放大回路。它和行程开关,力矩限制开关, 位置传感器及电动机构成一个整体, 全部装在执行机构本体上, 它除可以输入模拟量信号以外, 还可以输入开关量信号。其重要部件的特性有: 　　1) 电动机采用特种电机 　　它具有高起动力矩倍数, 低起动电流和较小的转动惯量, 因而有良好的伺服特性, 在电机定子内部装有热敏开关作电机过热保护, 该开关与控制电机的电路相联, 当电机出现异常过热时(正常运转时电机将会发热但不会过热) 开关断开, 从而保护电机和执行???构, 当电机冷却下来以后, 开关恢复接通, 电路恢复工作。 　　2) 位置发送器 　　由位置传感器和电流变送器TAM 构成, 位置传感器是采用高精度, 长寿命的导电塑料电位器作为位置传感器元件, 它与行程控制机构同轴连接, 其阻值为1 k8 , 功率4 W, 线性精度0. 2% ,寿命可达54 万次。 　　3) 位置定位器: 　　主要由比较电路, 逻辑保护, 放大驱动及功率放大电路组成。控制单相电机的位置定位器功率放大部分主要是由光电耦合过零触发固体继电器( 实际是无触点电子开关) 构成。 　　4) 力矩行程限制器: 　　是一个标准单元部件, 但它在结构上与减速器机壳是一个整体。它由力矩限制机构、行程控制机构、位置传感器及接线端子等组成。 　　三、进口设备 　　以德国西博思电动执行机构有限公司的SIPOS 5 Flash 产品为例： 　　1) SIPOS 5 Flash 将先进且成熟的变频调速技术应用于电动执行机构中, 在其内部集成了一体化变频器, 不仅可控制电机的转向, 更可对电机实现最优控制, 并尽可能采用大规模和超大规模集成电路电子器件来替代和实现传统执行机构只有通过机械零部件才能实现的功能。 　　因此, 一方面, 智能化程度得以大幅度提高( 每台SIPOS 5Flash 都带CPU) ; 另一方面, SIPOS 5 Flash 机械结构也得以简化,可靠性提高, 机械磨损极小, 维护量很小。 　　因为每台SIPOS 5 Flash 都带CPU 采用了先进的微电脑技术, 所以可以实现以下新的功能: 　　测量并记录力矩曲线功能。强大的故障自诊断功能。内部微处理器不断收集SIPOS 5 Flash 的各种信息, 可连续监控执行机构的状态, 经过自诊断发出各种报警和故障信息, 方便用户及时快速地处理故障。可对开关次数、开关频度、力矩关断次数、行程关断次数、电机运行时间、控制单元工作时间、运行频度等所有重要的运行数据进行监控、储存和累计处理。 　　2) SIPOS 5 Flash 淘汰了传统的机械式限位开关和力矩开关,具备电子式限位保护和电子式过力矩保护功能。通过信号单元和精密的塑导电位器, SIPOS 5 Flash 可精密地检测其所处位置。 　　3) 随着通讯技术的不断发展, 现场总线技术已经慢慢替代传统硬接线成为连接上层控制系统和下层一次测量设备和执行机构的主要方式, 使得DCS 系统的数字通讯功能延伸至现场智能设备。 　　四、应用情况 　　浙江