智能电动执行器的应用

作 者： 中铝山西公司计控室 赵晋梅 贾宝凤 问奴虎
摘 要： 本文简述了一种智能型电动执行器的结构原理、性能特点和应用，为更好地解决生产管道的物料控制提供借鉴和参考。

1 引言

    为了控制氧化铝生产工艺流程，在大量管道上安装有各类调节阀。在山西铝厂沉降工段进出料管道上安装的数台气动阀，由于气源质量差以及仪表落后等原因，存在不同程度的调节失控现象，有的甚至形同虚设，严重地影响了对物料的控制。为了扭转这种不利局面，我们在碱液进料管上用了一台MOE700型智能电动执行器。运行两个月来，性能优良，得到现场操作人员的一致认可。

    2 原气动调节阀的使用情况

    在长期的生产运行应用中，气动阀的缺陷主要有：

    （1）气源质量差：压缩空气中含有油、水等杂质，修理起来十分不方便，而且压缩空气的气压不稳定，使气动阀出现调节不准或失灵故障，调节质量大大下降。
    （2）执行器不动作：这是由于所使用的气动执行机构的力矩过大、过猛，使力矩平衡被破坏，从而常出现气动阀开的关不了、关的开不起来。
    （3）无可更换的配件。
    （4）维护人员和操作人员的劳动强度大：气动阀大多安装在十几米高的管道上，当出现气动阀失灵等故障时，维修人员需爬到管道上去维修。如果气动阀失灵，当需要关闭或开启气动阀时，操作人员也需要上十几米平台上，用手轮操作。

    3 智能电动执行器MOE700的应用

    考虑到碱液管调节阀只起切断的作用，安装了一台Ontrac MOE 700型开关型智能电动执行器。

    3.1 智能电动执行器的构造及原理

    智能电动执行器由微处理器、操作面板、通讯接口、位置发生器及相应机械部分等组成，如图1所示。

    智能电动执行器设计为开、关操作方式，输出多回转运动方式。减速装置是带三相电机的自锁式蜗轮蜗杆，由于电气部件代替了部分机械单元的应用，所以传动元件更少，而且功能更强，可靠性更高。

    它的切断力矩和输出速度可程序设定，中间减速装置MOE700可输出90度角行程（力矩可达25000N·m）和直行程（15~80kN）。可驱动风门挡板、旋转阀和直行程阀门。

    3.2 电动智能执行器MOE700性能特点

    我们选用的智能电动执行器MOE700为开关型智能多回转电动执行器，是德国Hartmann&Braum公司新一代产品，其特点为：

    （1）智能式电子一体化、远红外接收窗提供不开盖设定、调试。
    （2）电机采用变频技术，实现无级调速。
    （3）强大的监控功能：在操作中，三相电机一直被监控，只要有一相掉电就产生一个故障信号并关闭电机。而且只要出现超力矩故障现象，电机就被关闭。
    （4）诊断功能：可根据详细的故障信息迅速诊断，重新设置程序来启动执行器。该智能电动执行器能记录电机超温度、电机启动/停的循环周期、电机最近1h的开关次数，还可对操作环境报警，显示最后一次阀的维护，记录多次定位和切断，记录调试时的平均力矩等。
    （5）具有0/4~20mA模拟量、反馈输出或现场总线传输。
    （6）调试简单、维护方便。
    （7）可变速定位：为了防止过冲力，快到未位置时，执行器运行速度将减慢，这样就能平滑操作阀和执行器。

    3.3 电动智能执行器MOE700的通讯

    MOE700可通过显示器及键盘实现人机对话，并配置RS232通讯接口，可选择常规控制，也可选择Fieldbus，可提供0/4~20mA位置反馈信号。目前我们采用的是在仪表盘上显示和控制，但该表将在DCS系统改造中，发挥其通讯优势，避免重复投资。

    3.4 电动智能执行器MOE700的安装调试

    不需其它任何工具，可通过显示器及现场控制板的按钮开关完成参数设置及所有调试工作。无触点传感器反馈输出轴位置--定位或运行。除了调试，图形用户界面可提供诊断和维护信息。用户的特殊设置可外部存贮或重新存贮在执行器内。