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2018-04-01

[摘 要]随着我国装备制造业的高速发展南材势,传统机械装置和简单的模拟电子技术结合控制的阀门控制器已不能满足工业自动化要求界筷。为了提高阀门控制器的智能程度卷猫,需要研究一款智能化阀门电动控制器零杉宫。控制器需具有良好的人机界面拘,方便现场人员操作稻贤,智能地提示阀门故障情况;支持现场总线技术牡,方便现场人员排除故障和远程故障诊断林,控制器稳定可靠槐羌蛇,这样可以缩小与国外阀门控制器生产厂商的差距溶步墒。全文首先介绍阀门电动控制器的发展趋势胜厢飞,并阐述了其驱动电机无刷直流电机的工作机理颗烦娩。  
  一日功、阀门电动装置概述 
  装备制造业是我国工业经济重要的支柱产业伴撮痪,其中阀门电动控制器作为机械行业控制阀门关闭的器件榔长,在化工生产阑,开采石油呵敖、金属冶炼筐晒挖、能源发电监肥韶、煤矿生产等行业触,可以起到很重要的作用[1]烦沟乱。随着我国经济和工业自动化的快速发展牡,阀门产业的发展程度十分重要棘淋犁,工业领域对于阀门的需求量很大响。质量稳定侗、寿命长娘副衬、免维护犀、科技含量高这些技术指标成为是阀门行业的发展趋势匠罚恋。 
  当前堤郎很,我国生产的阀门主要还是采用机械装置和简单的模拟电子技术结合控制的产品匣响凛,阀门控制器的技术含量比较低室。随着现代工业化进程的快速发展苛,智能诊断技术媚、自动控制技术京啥氰、电力电子技术梳李冠、通信技术等技术已经高度融合譬,所以对阀门设备需要提高智能化程度来满足工业自动化的要求圃。阀门电动控制器作为阀门的重要组成部件之一懒,如何改善阀门工作特性回乃片、提高阀门开度控制精度港少、灵活调节阀门开关时间把、智能诊断阀门故障情况以及增加阀门远程控制方式[3]淋按苛,成为了阀门行业研究的重点对象锨。因此乔固,作为控制阀门电动控制器的控制器研究显得尤为重要解朔墩。 
  阀门在工业控制领域使用很广泛苗概,在工业生产中的作用十分重要尉苫裙。伴随着工业自动化水平逐步提高匡胁淖,电动阀门由于供电方式简单和现场维护方便等优点迹匡渤,已经逐步取代了传统的以液压和气动为驱动方式的阀门处狠缓,在工业控制领域使用广泛讣险猜。特别是智能化电动阀门的出现脖饥埠,以其故障保护方式多样慰擦钮、控制精度高齿屁、可靠程度高睹龄、体积小等优点受到工业现场客户的喜爱赂。 
  二透、阀门电动控制器的发展现状与趋势 
  随着电力电子技术裂劣搔、现场总线技术和电机控制理论技术的发展挤武廉,使得阀门电动控制器的综合性能指标不断提高捻浮剐,可以满足工业控制领域质量可靠广硷、故障智能诊断皋涛,远程控制等要求蜂,所以智能阀门电动控制器使用十分广泛滩熔零。针对阀门电动控制器的关键部件-电动控制器拷笛,全世界都进行了大量的研究开发工作李同熬。在90年代初期驼莆蒋,很多欧美发达国家的工业控制巨头都开发了阀门电动控制器的新产品色,它们能够满足不同工业场合的使用需求骨茧逛,这些产品功能完善杯烽潜,操作使用简单秋梅烫,性能稳定盾牌菏,支持多种控制方式都丧,他们都符合阀门电动控制器国际通用标准衫卜,综合性能强大难纤持。生产阀门电动控制器的厂家众多赎功效,其中国际上著名的有美国米勒(MILLER)分擂晌、德国西门子(SIEMENS)害、ZMG补,美国的BAILEY桃,英国的罗托克(ROTORK)石渺蹿,日本的富士淋孤、安川等公司]榷。罗托克(ROTORK)公司的IQ系列智能阀门装置的主要特点是免开盖维护刚,可以通过红外遥控设置阀门参数懒,液晶显示参数直观明了奈丛,外壳防护等级可以达到IP68就狈,兼容IrDA标准删矾,能够支持计算机远程分析和诊断阀门状态拼,阀门控制技术先进骇莲鳞,支持多种现场总线通讯协议盖。其他主要代表产品有旱乱:西门子(SIEMENS)公司的SIPOS5系列阀门电动控制器全潘,它采用简单模块化设计的思路墓搜疮,实现电机使用最优控制能使电机控制精度高锻顺,利用先进的技术对电机有全面的保护先、支持多种总线通信协议;此外垒,还有像ABB公司的ONTRAC智能型电动阀门装置豁冈钙,定位精确涵呕偶,可靠性高乖,支持MODBUS和HART协议巧仿翻,可以接收模拟量或开关量信号控制阀门开关丘,有良好的机械和电机特性纹。 
  国内的阀门电动控制器的研究起步比较晚攫盾任,刚开始发展主要是通过模仿国外先进产品衬弘,但有些核心技术还未掌握堑青荚。但我国已经有一些科研院所开始研发阀门电动控制器屯,上海工业自动化仪表研究所研制出了新型智能阀门电动控制器簿,控制精度也较高钦甜懦,维护简单模端,智能化程度高宏,支持多种现场总线通讯协议榷谴,但装置的外壳防护等级不高萎,阀门的保护方式没有国外同类产品强大庐。经过一段时间的发展差茧胚,国内的阀门电动控制器产品与国外的差距在逐步缩小量。 
  由上面可以得出袱欧假,阀门电动控制器的发展趋势主要如下所示芹垮: 
  1.控制器通过红外遥控器设定免开盖调试 
  传统的阀门电动控制器支持遥控设置参数功能糯毖裳,修改阀门扭矩保护值不用开盖调节电路元件调节扭矩保护值兽无,也不需要像传统的阀门通过机械装置改变扭矩保护值和设定阀门全开位置和全关位置详郡,通过红外遥控器可以方便快速地标定阀门完全打开和完全关闭位置显拢,设置阀门电动控制器的扭矩保护值和通讯地址答,这样减小了现场工程人员的调试工作量洞效,提高了工程人员的工作效率媚。 
  2.控制器智能化程度高 
  首先阀门电动控制器通过液晶显示屏或者数码管等信息显示窗口的开岭,可以将阀门的各种状态信息传达给现场控制人员畅赦,当阀门发生故障时可通过信息显示窗口快速显示故障砍春哦,现场控制人员根据故障提示快速解决问题汾肺鼻,这样减少了现场维修诊断时间兔、能够快速恢复正常生产悍兔。其次低官,阀门电动控制器具有多种保护功能敦姐,例如迷,阀门的齿轮箱经常会因为扭矩保护功能不及时而损坏校檀梳,而智能阀门电动控制器可以实时检测阀门扭矩值显楞帅,当扭矩值异常及时提供保护邓。另外阀门电动控制器还具有强大的故障自诊断功能猩,在阀门运行的每一阶段实时检测阀门故障铅士,有故障时及时提示工作人员丧朽,便于工作人员及时解决处理赡,如果不能解决弄劝瞥,阀门电动控制器还具有远程诊断功能警,可以通过智能网络将故障信息上传给控制器生产厂家慑擞,方便生产厂商的专家及时分析解决识挝,这样也提高了问题解决的效率牛然,减小了阀门生产厂商后期维护的成本康好。 
  3.支持现场总线控制 
  智能阀门电动控制器可通过工业现场总线技术与上位机相连扦珊侨,支持阀门远程控制兑斤,这样工作人员可以远程通过计算机对阀门的状态信息进行监控眷,修改阀门的开度东辰,阀门的控制方式以及阀门控制器的通信地址捻。由此可见醋哥,智能阀门电动控制器的应用前景广阔蹈撂,现场总线控制也符合电动阀门控制装置智能化和网络化的發展趋势沏首风。

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