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2018-04-01

[摘 要]随着我国装备制造业的高速发展锯梁械,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投。为了提高阀门控制器的智能程度是腹,需要研究一款智能化阀门电动控制器摧地灯。控制器需具有良好的人机界面柏令,方便现场人员操作届,智能地提示阀门故障情况;支持现场总线技术剃蓉扩,方便现场人员排除故障和远程故障诊断汾统,控制器稳定可靠凹抽,这样可以缩小与国外阀门控制器生产厂商的差距吩肯查。全文首先介绍阀门电动控制器的发展趋势伤簧,并阐述了其驱动电机无刷直流电机的工作机理厢氢。  
  一凶纬、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思惶,其中阀门电动控制器作为机械行业控制阀门关闭的器件灭傻,在化工生产夏,开采石油愁颈膛、金属冶炼莎、能源发电齿、煤矿生产等行业庆济,可以起到很重要的作用[1]冯氦廖。随着我国经济和工业自动化的快速发展姓笆,阀门产业的发展程度十分重要魏钡,工业领域对于阀门的需求量很大送蔚贩。质量稳定猫烤、寿命长漆糕堤、免维护共孩、科技含量高这些技术指标成为是阀门行业的发展趋势豪。 
  当前村俯需,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娥,阀门控制器的技术含量比较低句。随着现代工业化进程的快速发展舶,智能诊断技术催、自动控制技术表泡、电力电子技术弟坟、通信技术等技术已经高度融合啪,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罚。阀门电动控制器作为阀门的重要组成部件之一赖溉,如何改善阀门工作特性桐跺乳、提高阀门开度控制精度痞败淋、灵活调节阀门开关时间赤廉、智能诊断阀门故障情况以及增加阀门远程控制方式[3]踞逻凤,成为了阀门行业研究的重点对象猎谰完。因此按,作为控制阀门电动控制器的控制器研究显得尤为重要慨虐搭。 
  阀门在工业控制领域使用很广泛亨逻,在工业生产中的作用十分重要尼嘶态。伴随着工业自动化水平逐步提高茸挞,电动阀门由于供电方式简单和现场维护方便等优点厕港勘,已经逐步取代了传统的以液压和气动为驱动方式的阀门咐,在工业控制领域使用广泛论。特别是智能化电动阀门的出现绩抵,以其故障保护方式多样握骗、控制精度高对伪、可靠程度高脾、体积小等优点受到工业现场客户的喜爱猛。 
  二屋夺、阀门电动控制器的发展现状与趋势 
  随着电力电子技术孙、现场总线技术和电机控制理论技术的发展形,使得阀门电动控制器的综合性能指标不断提高漂品,可以满足工业控制领域质量可靠伍龋、故障智能诊断图,远程控制等要求焚哨,所以智能阀门电动控制器使用十分广泛谎佩。针对阀门电动控制器的关键部件-电动控制器姑幻,全世界都进行了大量的研究开发工作焊继诬。在90年代初期娃阶梧,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馈通,它们能够满足不同工业场合的使用需求丛高换,这些产品功能完善囊,操作使用简单诡谜,性能稳定凌磋济,支持多种控制方式瘟剧,他们都符合阀门电动控制器国际通用标准荤彻镐,综合性能强大刀。生产阀门电动控制器的厂家众多脾吝骄,其中国际上著名的有美国米勒(MILLER)衅嫌轮、德国西门子(SIEMENS)喘体的、ZMG似冻兢,美国的BAILEY睬酒概,英国的罗托克(ROTORK)愤,日本的富士痞卧俄、安川等公司]步。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彤焊赶,可以通过红外遥控设置阀门参数触庙,液晶显示参数直观明了细篇藤,外壳防护等级可以达到IP68檀让挖,兼容IrDA标准械谴,能够支持计算机远程分析和诊断阀门状态狠,阀门控制技术先进侮,支持多种现场总线通讯协议病。其他主要代表产品有手龚:西门子(SIEMENS)公司的SIPOS5系列阀门电动控制器炯,它采用简单模块化设计的思路腺该瓷,实现电机使用最优控制能使电机控制精度高宿,利用先进的技术对电机有全面的保护誓介、支持多种总线通信协议;此外被吹刚,还有像ABB公司的ONTRAC智能型电动阀门装置茄,定位精确渡咳,可靠性高唬,支持MODBUS和HART协议碳蘑疆,可以接收模拟量或开关量信号控制阀门开关臂跋,有良好的机械和电机特性媚。 
  国内的阀门电动控制器的研究起步比较晚枫,刚开始发展主要是通过模仿国外先进产品杏宽,但有些核心技术还未掌握搜痞幻。但我国已经有一些科研院所开始研发阀门电动控制器表溪,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昧堤,控制精度也较高蟹,维护简单容登,智能化程度高沦掂快,支持多种现场总线通讯协议童蛊,但装置的外壳防护等级不高氖,阀门的保护方式没有国外同类产品强大纪。经过一段时间的发展莲唾吗,国内的阀门电动控制器产品与国外的差距在逐步缩小赦纯。 
  由上面可以得出接瀑,阀门电动控制器的发展趋势主要如下所示邵: 
  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试,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兴亨谎,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帘溺,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脐,设置阀门电动控制器的扭矩保护值和通讯地址湍褥钉,这样减小了现场工程人员的调试工作量洗笆首,提高了工程人员的工作效率固峰。 
  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老桶虫,可以将阀门的各种状态信息传达给现场控制人员汇涕翔,当阀门发生故障时可通过信息显示窗口快速显示故障须轰,现场控制人员根据故障提示快速解决问题藩,这样减少了现场维修诊断时间刃甘北、能够快速恢复正常生产谓。其次歇浇,阀门电动控制器具有多种保护功能搪途,例如虱,阀门的齿轮箱经常会因为扭矩保护功能不及时而损坏苗瞧羔,而智能阀门电动控制器可以实时检测阀门扭矩值淬,当扭矩值异常及时提供保护努墟尝。另外阀门电动控制器还具有强大的故障自诊断功能戈小,在阀门运行的每一阶段实时检测阀门故障堑七,有故障时及时提示工作人员短屏喊,便于工作人员及时解决处理裸,如果不能解决维,阀门电动控制器还具有远程诊断功能较,可以通过智能网络将故障信息上传给控制器生产厂家互炔,方便生产厂商的专家及时分析解决汰梦旁,这样也提高了问题解决的效率酣扇韦,减小了阀门生产厂商后期维护的成本舞剩危。 
  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瓷狠,支持阀门远程控制呢殿,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赔材,修改阀门的开度舌赂副,阀门的控制方式以及阀门控制器的通信地址泄浇拘。由此可见桓攀,智能阀门电动控制器的应用前景广阔体昂隙,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拳。

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