技術(shù)文章
電動執(zhí)行器又稱閥門電動裝置,它是在不同行業(yè)領(lǐng)域的稱謂,在工業(yè)管道閥門行業(yè)稱之為閥門電動裝置,在儀表行業(yè)稱之為電動執(zhí)行器,但現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已沒有很明確的區(qū)分,本文所涉及到的關(guān)于稱謂問題將統(tǒng)一稱之為電動執(zhí)行器。本文將針對電動執(zhí)行器選型考慮的要點進行說明,并對目前智能電動執(zhí)行器的相關(guān)功能做簡單介紹,它將是當(dāng)今乃至將來工業(yè)自動化控制發(fā)展所需的主流產(chǎn)品。
電動執(zhí)行器又稱閥門電動裝置,它是在不同行業(yè)領(lǐng)域的稱謂,在工業(yè)管道閥門行業(yè)稱之為閥門電動裝置,在儀表行業(yè)稱之為電動執(zhí)行器,但現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已沒有很明確的區(qū)分,本文所涉及到的關(guān)于稱謂問題將統(tǒng)一稱之為電動執(zhí)行器。
閥門在工業(yè)管路控制中是經(jīng)常使用的重要設(shè)備,電動閥門隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,因其動力源容易取得,且一般情況下無需維護的優(yōu)點,比起氣動、液動等不同驅(qū)動方式的設(shè)備使用更為普遍。在工業(yè)場合電動閥門必需具有更高的可靠性和安全性,當(dāng)閥門能保證性能和壽命的情況下,電動閥門的安全性與可靠性取決于電動執(zhí)行器,因此電動執(zhí)行器的性能、控制水平是電動閥門整機技術(shù)水平的綜合表現(xiàn)。所以在電動執(zhí)行器選型時除必需考慮的一些基本要素外,對其提出合理的技術(shù)要求才能使電動閥門價值實現(xiàn)。
電動執(zhí)行器的類型很多,不同類型和功能的電動執(zhí)行器與閥門配套后都可稱之為電動閥門,但往往在設(shè)計、選型的過程中只重視閥門的參數(shù)忽略或沒有明確電動執(zhí)行器的相關(guān)要求,這樣不僅使電動閥門發(fā)揮不出好的性能,而且在安裝、調(diào)試、使用過程中也會帶來不必要的麻煩,甚至給生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果。
本文將針對電動執(zhí)行器選型考慮的要點進行說明,并對目前智能電動執(zhí)行器的相關(guān)功能做簡單介紹,它將是當(dāng)今乃至將來工業(yè)自動化控制發(fā)展所需的主流產(chǎn)品。
定義:閥門電動執(zhí)行器指的是以電能為主要能量來源,用來驅(qū)動閥門的機械。
分類:
根據(jù)其工作特性可分為如下類別:
多回轉(zhuǎn):(適用于閘閥、截止閥等需要多次旋轉(zhuǎn)手柄進行啟、閉作業(yè)的閥門,或通過蝸輪傳動裝置驅(qū)動蝶閥、球閥、旋塞閥等部分回轉(zhuǎn)閥門。)
部分回轉(zhuǎn):(一般用于蝶閥、球閥、旋塞閥等只需旋轉(zhuǎn)90度即可完成啟、閉的閥門)
直通式:(執(zhí)行器的傳動軸與閥門閥桿方向一致)
角通式:(執(zhí)行器的傳動軸與閥門閥桿垂直)等。
其他分類:
由于是精密電器元件,一般需要對其有一定的防護(防水)要求;根據(jù)適用工況,又分為防爆型與普通型;根據(jù)電壓,在我國主要分為AC380V與AC220V;又根據(jù)執(zhí)行器動作模式,分為開關(guān)型與調(diào)節(jié)型。
電動執(zhí)行器選型考慮要點 :
一、根據(jù)閥門類型選擇電動執(zhí)行器
閥門的種類相當(dāng)多,工作原理也不太一樣,一般以轉(zhuǎn)動閥板角度、升降閥板等方式來實現(xiàn)啟閉控制,當(dāng)與電動執(zhí)行器配套時首先應(yīng)根據(jù)閥門的類型選擇電動執(zhí)行器。
1.角行程電動執(zhí)行器(轉(zhuǎn)角<360度)
電動執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動小于一周,即小于360度,通常為90度就實現(xiàn)閥門的啟閉過程控制。此類電動執(zhí)行器根據(jù)安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。
a)直連式:是指電動執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。
b)底座曲柄式:是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式。
此類電動執(zhí)行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2.多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器(轉(zhuǎn)角>360度)
電動執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動大于一周,即大于360度,一般需多圈才能實現(xiàn)閥門的啟閉過程控制。
此類電動執(zhí)行器適用于閘閥、截止閥等。
3.直行程(直線運動)
電動執(zhí)行器輸出軸的運動為直線運動式,不是轉(zhuǎn)動形式。
此類電動執(zhí)行器適用于單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥等。
二、根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式
電動執(zhí)行器的控制模式一般分為開關(guān)型(開環(huán)控制)和調(diào)節(jié)型(閉環(huán)控制)兩大類。
1.開關(guān)型(開環(huán)控制)
開關(guān)型電動執(zhí)行器一般實現(xiàn)對閥門的開或關(guān)控制,閥門要么處于全開位置,要么處于全關(guān)位置,此類閥門不需對介質(zhì)流量進行精確控制。
特別值得一提的是開關(guān)型電動執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時必需對此做出說明,不然經(jīng)常會發(fā)生在現(xiàn)場安裝時與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。
a)分體結(jié)構(gòu)(通常稱為普通型):控制單元與電動執(zhí)行器分離,電動執(zhí)行器不能單獨實現(xiàn)對閥門的控制,必需外加控制單元才能實現(xiàn)控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。
此結(jié)構(gòu)的缺點是不便于系統(tǒng)整體安裝,增加接線及安裝費用,且容易出現(xiàn)故障,當(dāng)故障發(fā)生時不便于診斷和維修,性價比不理想。
b)一體化結(jié)構(gòu)(通常稱為整體型):控制單元與電動執(zhí)行器封裝成一體,無需外配控制單元即可現(xiàn)實就地操作,遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對其進行操作。
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是方便系統(tǒng)整體安裝,減少接線及安裝費用,容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方,所以產(chǎn)生了智能電動執(zhí)行器,關(guān)于智能電動執(zhí)行器后面將再做說明。
2.調(diào)節(jié)型(閉環(huán)控制)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器不僅具有開關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)的功能,它還能對閥門進行精確控制,從而精確調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細(xì)說明。下面就調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器選型時需注明的參數(shù)做簡要說明。
a)控制信號類型(電流、電壓)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器控制信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時需明確其控制信號類型及參數(shù)。
b)工作形式(電開型、電關(guān)型)
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器工作方式一般為電開型(以4~20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥關(guān),20mA對應(yīng)的是閥開),另一種為電關(guān)型(以4-20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥開,20mA對應(yīng)的是閥關(guān))。一般情況下選型需明確工作形式。