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電動執(zhí)行器技術在自動控制系統中的應用
更新時間:2016-07-20 點擊次數:3079次
電動執(zhí)行器在自動控制系統中又被稱為終端執(zhí)行元件,它是正向通路中直接改變操作變量的儀表,由執(zhí)行機構響應調節(jié)器來的信號或人工控制信號,并將信號轉換成位移,以驅動調節(jié)機構如閥門。常見的執(zhí)行機構有電動和氣動兩大類,調節(jié)機構一般為閥門(調節(jié)閥,截止閥,閘閥,蝶閥等)和風門擋板等。
電動執(zhí)行機構與調節(jié)機構的連接主要有兩種方式:
1)直接連接:即常說的直連式,執(zhí)行器輸出軸與調節(jié)機構如閥門的閥桿直接連接。
2)間接連接:執(zhí)行器輸出軸與調節(jié)機構如閥門的閥桿沒有直接連接,而是通過其它連接機構(如球鉸、連桿)相連, 通常所說的底座曲柄式就是種間接連接形式。
1、氣動執(zhí)行機構
氣動調節(jié)閥由氣動執(zhí)行機構和調節(jié)閥兩部分組成,氣動執(zhí)行機構以無油壓縮空氣為動力,接受氣信號(20kPa~100kPa)并轉換成位移,驅動調節(jié)閥以調節(jié)流體流量,在氣動執(zhí)行機構中,氣動閥門定位器尤其顯得重要,它能夠準確地按調節(jié)信號實現正確的定位,準確地實現工藝流程的需求,同時對氣源質量提出了很高的要求,氣源質量應無的油蒸汽、油和其他的液體,無的腐蝕性氣體,蒸汽和熔劑,氣源中所含固體微粒數量應小于0.1g/m且微粒直徑應小于60μm,含油量應小于10mg/m。
2、電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)
電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)以電源作為動力源。目前我國工業(yè)自控系統多采用以下單元組合儀表來實現執(zhí)行器定位控制,如圖所示。
圖中包括伺服放大器(SD)和執(zhí)行機構(WF+J)兩個獨立部件(目前大部分執(zhí)行機構都將伺服放大器移入執(zhí)行器內部,稱之為伺服一體化),帶伺服放大器的稱比例式電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)(也可稱為調節(jié)型電動執(zhí)行器),不帶伺服放大器的稱積分式電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器),執(zhí)行器由伺服電機、減速器及位置發(fā)送器(伺服一體化執(zhí)行器含伺服放大器)等部件組成。在實踐運用中,特別要理解的一點是,比例式電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器),伺服放大器比較輸入信號和閥位反饋信號的差值,根據差值大小來驅動執(zhí)行器電機來減小差值,進而控制執(zhí)行器輸出位移。因此,伺服放大器的性能好壞是一個關鍵。
電動執(zhí)行器的位置發(fā)送器負責采樣閥位,并轉換為標準電信號(常見為4~20mA),這一信號可以用指示當前閥位開度,同時交由伺服放大與輸入信號作比較來控制執(zhí)行器開度。新式電動執(zhí)行器大多將位置發(fā)送器和伺服放大器融為一體并轉入執(zhí)行器本體。位置采樣通過位移傳感器實現,電動執(zhí)行器(電動執(zhí)行機構)上常用的位移傳感器有導電塑料電位、差動線圈、旋轉編碼器、磁環(huán)或光柵。導電塑料電位器較碳膜電位器線性好、壽命長;差動線圈成本低,但線性度與內部線圈繞法有很大關系;旋轉編碼器在安裝好后一般不用再由用戶重新調節(jié)零位了,設定執(zhí)行器行程時比較自由方便;磁環(huán)無需調節(jié)零位,設定行程更為自由,但缺點是需要備用電池,以保證斷電后能記憶脈沖記數(即記閥位)。