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2018-04-01

[摘 要]随着我国装备制造业的高速发展堕,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暇。为了提高阀门控制器的智能程度舷单瓦,需要研究一款智能化阀门电动控制器享谴缆。控制器需具有良好的人机界面丧罕,方便现场人员操作逞存,智能地提示阀门故障情况;支持现场总线技术贬币邓,方便现场人员排除故障和远程故障诊断狗徒硷,控制器稳定可靠斤,这样可以缩小与国外阀门控制器生产厂商的差距芜公。全文首先介绍阀门电动控制器的发展趋势懒房毒,并阐述了其驱动电机无刷直流电机的工作机理沪莎。  
  一拖讲干、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瞄辈啊,其中阀门电动控制器作为机械行业控制阀门关闭的器件酱,在化工生产了,开采石油享沫喀、金属冶炼拨谎、能源发电密、煤矿生产等行业疥擂,可以起到很重要的作用[1]随。随着我国经济和工业自动化的快速发展钉,阀门产业的发展程度十分重要萎腑豹,工业领域对于阀门的需求量很大洼食椽。质量稳定私、寿命长喀辟适、免维护拍、科技含量高这些技术指标成为是阀门行业的发展趋势闻翘。 
  当前淡,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笨,阀门控制器的技术含量比较低玖末态。随着现代工业化进程的快速发展处,智能诊断技术党芜疤、自动控制技术倍卯、电力电子技术笛凰、通信技术等技术已经高度融合驰,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磷孺。阀门电动控制器作为阀门的重要组成部件之一画,如何改善阀门工作特性陋拒、提高阀门开度控制精度堆囤、灵活调节阀门开关时间情膘党、智能诊断阀门故障情况以及增加阀门远程控制方式[3]露,成为了阀门行业研究的重点对象抒彩。因此啤嘉翔,作为控制阀门电动控制器的控制器研究显得尤为重要芒。 
  阀门在工业控制领域使用很广泛虏,在工业生产中的作用十分重要错粪。伴随着工业自动化水平逐步提高涟翻捎,电动阀门由于供电方式简单和现场维护方便等优点燎,已经逐步取代了传统的以液压和气动为驱动方式的阀门府,在工业控制领域使用广泛娟。特别是智能化电动阀门的出现谎灯尸,以其故障保护方式多样脖鄙褥、控制精度高宛、可靠程度高犬络、体积小等优点受到工业现场客户的喜爱眯陵。 
  二愧丢、阀门电动控制器的发展现状与趋势 
  随着电力电子技术绍、现场总线技术和电机控制理论技术的发展杉,使得阀门电动控制器的综合性能指标不断提高罕,可以满足工业控制领域质量可靠搐、故障智能诊断颠俗等,远程控制等要求颂炒,所以智能阀门电动控制器使用十分广泛乒。针对阀门电动控制器的关键部件-电动控制器獭嗓阶,全世界都进行了大量的研究开发工作囤宝酥。在90年代初期凛朴,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窗迸,它们能够满足不同工业场合的使用需求吴推史,这些产品功能完善捍,操作使用简单谓皮柒,性能稳定连苏,支持多种控制方式功劳,他们都符合阀门电动控制器国际通用标准裙设楷,综合性能强大场庐。生产阀门电动控制器的厂家众多迫,其中国际上著名的有美国米勒(MILLER)规魄晃、德国西门子(SIEMENS)箱、ZMG挽熔,美国的BAILEY鲁暴,英国的罗托克(ROTORK)世,日本的富士绩楞、安川等公司]任枚。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僧,可以通过红外遥控设置阀门参数涛,液晶显示参数直观明了热湍哇,外壳防护等级可以达到IP68辛,兼容IrDA标准蛋,能够支持计算机远程分析和诊断阀门状态慕,阀门控制技术先进春脖坍,支持多种现场总线通讯协议写碳。其他主要代表产品有谐:西门子(SIEMENS)公司的SIPOS5系列阀门电动控制器公漂钦,它采用简单模块化设计的思路埃怪疏,实现电机使用最优控制能使电机控制精度高椿痴发,利用先进的技术对电机有全面的保护途父、支持多种总线通信协议;此外距骏,还有像ABB公司的ONTRAC智能型电动阀门装置菲距,定位精确非,可靠性高鲍,支持MODBUS和HART协议狸嚎,可以接收模拟量或开关量信号控制阀门开关式,有良好的机械和电机特性翅。 
  国内的阀门电动控制器的研究起步比较晚箱,刚开始发展主要是通过模仿国外先进产品热贡,但有些核心技术还未掌握容乘捶。但我国已经有一些科研院所开始研发阀门电动控制器盖波,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卤龚,控制精度也较高孩嘛,维护简单联剃缸,智能化程度高歧煽,支持多种现场总线通讯协议锨,但装置的外壳防护等级不高剂齿即,阀门的保护方式没有国外同类产品强大炒芳碍。经过一段时间的发展镐腐匆,国内的阀门电动控制器产品与国外的差距在逐步缩小熬饱旅。 
  由上面可以得出电肌似,阀门电动控制器的发展趋势主要如下所示墨春虫: 
  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髓,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吩溪旧,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群姆浮,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渺燃阔,设置阀门电动控制器的扭矩保护值和通讯地址沃泄,这样减小了现场工程人员的调试工作量皖哭,提高了工程人员的工作效率昏秦。 
  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寐,可以将阀门的各种状态信息传达给现场控制人员毯示,当阀门发生故障时可通过信息显示窗口快速显示故障购,现场控制人员根据故障提示快速解决问题半,这样减少了现场维修诊断时间娠峡师、能够快速恢复正常生产艰思。其次簇戎斯,阀门电动控制器具有多种保护功能效供荚,例如界缉,阀门的齿轮箱经常会因为扭矩保护功能不及时而损坏沥鞭精,而智能阀门电动控制器可以实时检测阀门扭矩值价,当扭矩值异常及时提供保护立脆狄。另外阀门电动控制器还具有强大的故障自诊断功能膛将箍,在阀门运行的每一阶段实时检测阀门故障虫骨,有故障时及时提示工作人员酶,便于工作人员及时解决处理番飘,如果不能解决查挞,阀门电动控制器还具有远程诊断功能抡距,可以通过智能网络将故障信息上传给控制器生产厂家痉觅晒,方便生产厂商的专家及时分析解决扣,这样也提高了问题解决的效率夕剖,减小了阀门生产厂商后期维护的成本胆效。 
  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看琼黎,支持阀门远程控制吕,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醇寸,修改阀门的开度痛裸欠,阀门的控制方式以及阀门控制器的通信地址畅饯从。由此可见戊凡盘,智能阀门电动控制器的应用前景广阔慑测般,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鞭惮现。

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