《電子技術(shù)應(yīng)用》
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水泥廠中電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型及應(yīng)用
中國自動(dòng)化網(wǎng)
摘要: 隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,單機(jī)設(shè)備的大型化,以及生產(chǎn)的連續(xù)性和復(fù)雜性的不斷提高,相應(yīng)地要求生產(chǎn)過程中自動(dòng)化必需快速準(zhǔn)確地滿足生產(chǎn)工藝的要求,特別是對一些物料流,氣流的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)更為重要,如:冷風(fēng)、熱風(fēng)、一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)、磨機(jī)進(jìn)出口風(fēng)、循環(huán)風(fēng)等,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在完成這一任務(wù)中扮演著重要角色,能快速準(zhǔn)確地響應(yīng)操作員發(fā)出的命令,為工藝流程服務(wù),是水泥生產(chǎn)中重要的自動(dòng)化儀表之一。
Abstract:
Key words :

隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,單機(jī)設(shè)備的大型化,以及生產(chǎn)的連續(xù)性和復(fù)雜性的不斷提高,相應(yīng)地要求生產(chǎn)過程中自動(dòng)化必需快速準(zhǔn)確地滿足生產(chǎn)工藝的要求,特別是對一些物料流,氣流的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)更為重要,如:冷風(fēng)、熱風(fēng)、一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)、磨機(jī)進(jìn)出口風(fēng)、循環(huán)風(fēng)等,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)" title="執(zhí)行機(jī)構(gòu)">執(zhí)行機(jī)構(gòu)在完成這一任務(wù)中扮演著重要角色,能快速準(zhǔn)確地響應(yīng)操作員發(fā)出的命令,為工藝流程服務(wù),是水泥生產(chǎn)中重要的自動(dòng)化儀表之一。
  
吉林亞泰水泥有限公司是東北水泥企業(yè)中的大型龍頭企業(yè),目前擁有四條新型干法水泥生產(chǎn)線,日產(chǎn)熟料在10000噸左右,日產(chǎn)水泥5000余噸;以及兩個(gè)余熱發(fā)電站,年發(fā)電量在2億度,共計(jì)使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)" title="電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)">電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)450余臺,由于生產(chǎn)線建設(shè)在不同時(shí)期,所以使用的電動(dòng)行機(jī)構(gòu)的品牌也較雜,但大體來說產(chǎn)品的選型主要有:原裝進(jìn)口產(chǎn)品,有:SIPOS,BMH,AUMA,H&B,松島,伯納德等,引近國外技術(shù)產(chǎn)品:天津自動(dòng)化儀表七廠生產(chǎn)的天津-伯納德產(chǎn)品,國產(chǎn)產(chǎn)品品牌:天津儀表七廠產(chǎn)品,天津魯克等。它們分布在生產(chǎn)線的各個(gè)位置。
  
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)的終端控制裝置,能夠?qū)CS系統(tǒng)的控制信號(模擬量信號0/4-20MA或開關(guān)量信號DC24V、AC220V)轉(zhuǎn)換成輸出件位移(角位移" title="角位移">角位移、多回轉(zhuǎn)角位移或線位移)輸出轉(zhuǎn)矩或力以控制閥門內(nèi)截流件的位置或其它調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使被控介質(zhì)按系統(tǒng)規(guī)定的狀態(tài)工作,以此達(dá)到被調(diào)參數(shù)(溫度、壓力、流量、物位等)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有深度負(fù)反饋的隨動(dòng)系統(tǒng),其本身具有伺服放大器。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)減速器減速變?yōu)闇p速器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng),此輸出軸轉(zhuǎn)角θ作為整個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出量。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),θ角不斷增長,同時(shí)由位置變送器發(fā)出與θ成比例的位置反饋電流If,If也隨θ而不斷增大,指令信號II 與If之差值隨之減小,當(dāng)此差值小于伺服放大器的死區(qū)△E(定在0.16mA左右比較合適,太小易造成機(jī)構(gòu)振蕩,電機(jī)發(fā)熱)時(shí),電動(dòng)機(jī)斷電,停止轉(zhuǎn)動(dòng),輸出軸將停在相應(yīng)的位置,系統(tǒng)處于新的平衡。當(dāng)指令信號II減小時(shí),伺服放大器輸出帶動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的反向轉(zhuǎn)動(dòng),最終達(dá)到另一平衡。
  
執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由:動(dòng)力部分(電機(jī)及減速機(jī));控制部分及位置定位部分等組成。產(chǎn)品分類:按輸出位移的型式分成三類:1、角行程――輸出轉(zhuǎn)矩和90度轉(zhuǎn)角,水泥廠在主工藝線大多選用角行程的執(zhí)行;2、直行程――輸出推力、拉力和直線位移,在輔助工藝線上如增濕塔水泵站回水流量的調(diào)節(jié),以及熱電廠中大部分水流、汽流閥門的控制與調(diào)節(jié),常選用直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu);3、多回轉(zhuǎn)――-輸出轉(zhuǎn)矩和超過360度的多圈轉(zhuǎn)動(dòng),此類在水泥廠中只有在預(yù)熱器上的點(diǎn)火裝置中用到。按安裝方式分成兩類:1、直聯(lián)式――執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過輸出端的法蘭與閥門等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)直接相連。這樣執(zhí)行器" title="執(zhí)行器">執(zhí)行器可直拉安裝在管道上。2底座式――執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在一個(gè)基礎(chǔ)底座上通過輸出臂及杠桿與閥門等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接(僅角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)有此安裝形式)。按調(diào)節(jié)方式(輔入輸出間的關(guān)系)分成三種:1、比例調(diào)節(jié)型――執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收DCS控制系(或調(diào)節(jié)器、操作器)輸出的4――20MA的信號,執(zhí)行器輸出軸轉(zhuǎn)角或位移與此信號成比例關(guān)系,自動(dòng)完成調(diào)節(jié)任務(wù);2、遠(yuǎn)控型,執(zhí)行器接收開關(guān)信號,執(zhí)行器的輸出軸可控制在任意位置;3、開關(guān)型,也稱二位式,它接收開關(guān)信號(DC24V或AC220V開關(guān)量),執(zhí)行器的輸出軸只能控制在開和關(guān)的兩個(gè)極限位置,水泥廠在流程中兩位閥,可采用此種形式,在熱電廠中循環(huán)水管道中以及其它只要求開和關(guān)的位置中也用到此種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu);按結(jié)構(gòu)型式分成兩類:1、整體式型――執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分(電機(jī)、減速機(jī))與位置定位部分及控制部分一體,安裝于現(xiàn)場;2、分體式型――執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分(電機(jī)、減速機(jī))、位置定位部分和控制部分分開安裝。
  
無論是哪個(gè)廠家的產(chǎn)品,其一般大體工作原理都是一樣的,只是有些產(chǎn)品的功能更完美一些。
使用中經(jīng)常遇到的問題:機(jī)械故障:1、一般故障:現(xiàn)場閥體被卡住,現(xiàn)像:開和關(guān)都動(dòng)不了,即使通過手動(dòng)輪盤車也動(dòng)不了,處理方法:解決機(jī)械故障;2、減速機(jī)與閥體連接的螺絲松動(dòng),電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而閥體不動(dòng);電氣故障:3、位置控制器故障或損壞;電機(jī)損壞,電位器故障或電流變送器故障;4、振蕩,即執(zhí)行器在小范圍內(nèi)波動(dòng),可能是死區(qū)太小,也可能是干擾所致,處理辦法:調(diào)整死區(qū),消除干擾,如加信號隔離器等;在現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣的地方(高溫),如:窯頭排風(fēng)機(jī)閥門、窯頭冷風(fēng)閥門,三次風(fēng)閥門,執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁壞,應(yīng)采用分體安裝的方式,控制部分遠(yuǎn)離高溫區(qū),效果很好。
使用心得:根據(jù)我們的使用情況看,國外進(jìn)口電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用效果要優(yōu)于國產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),雖然在價(jià)格上略高一些,但它的后期維護(hù)費(fèi)用小,工作量小,控制穩(wěn)定可靠,綜合比較下來還是劃算的。

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