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2018-04-01

[摘 要]随着我国装备制造业的高速发展锌棉,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侥。为了提高阀门控制器的智能程度钠素,需要研究一款智能化阀门电动控制器涉平屠。控制器需具有良好的人机界面息四,方便现场人员操作开石,智能地提示阀门故障情况;支持现场总线技术泡坷逆,方便现场人员排除故障和远程故障诊断想传几,控制器稳定可靠勤韩迪,这样可以缩小与国外阀门控制器生产厂商的差距敛瓷穿。全文首先介绍阀门电动控制器的发展趋势闯问番,并阐述了其驱动电机无刷直流电机的工作机理硅非。  
  一枢、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罕,其中阀门电动控制器作为机械行业控制阀门关闭的器件台幻,在化工生产钞,开采石油搏孺、金属冶炼腺棉、能源发电社滇、煤矿生产等行业衔涎,可以起到很重要的作用[1]巷椒。随着我国经济和工业自动化的快速发展蹬,阀门产业的发展程度十分重要具惕户,工业领域对于阀门的需求量很大佃般毯。质量稳定谩、寿命长桂突、免维护叙揭瑞、科技含量高这些技术指标成为是阀门行业的发展趋势卧。 
  当前少,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柔韭,阀门控制器的技术含量比较低拟。随着现代工业化进程的快速发展悉,智能诊断技术摩、自动控制技术篡、电力电子技术峨逃、通信技术等技术已经高度融合臼攘,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急夏。阀门电动控制器作为阀门的重要组成部件之一诺,如何改善阀门工作特性涡签骋、提高阀门开度控制精度少黎、灵活调节阀门开关时间豁扣、智能诊断阀门故障情况以及增加阀门远程控制方式[3]荒评垢,成为了阀门行业研究的重点对象吐千。因此扮筹等,作为控制阀门电动控制器的控制器研究显得尤为重要稳绿。 
  阀门在工业控制领域使用很广泛悔,在工业生产中的作用十分重要浦食。伴随着工业自动化水平逐步提高没良宪,电动阀门由于供电方式简单和现场维护方便等优点秦,已经逐步取代了传统的以液压和气动为驱动方式的阀门闻栖,在工业控制领域使用广泛父抄。特别是智能化电动阀门的出现惭,以其故障保护方式多样看、控制精度高品、可靠程度高筏虫喊、体积小等优点受到工业现场客户的喜爱光。 
  二钱缉匠、阀门电动控制器的发展现状与趋势 
  随着电力电子技术撵、现场总线技术和电机控制理论技术的发展磋吠驮,使得阀门电动控制器的综合性能指标不断提高下汲殿,可以满足工业控制领域质量可靠朽、故障智能诊断缔,远程控制等要求洪,所以智能阀门电动控制器使用十分广泛操祈帮。针对阀门电动控制器的关键部件-电动控制器忌潦绿,全世界都进行了大量的研究开发工作算枯表。在90年代初期玩奔,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寝,它们能够满足不同工业场合的使用需求拖,这些产品功能完善钳偷楔,操作使用简单隋齿,性能稳定笑憋舰,支持多种控制方式节串欧,他们都符合阀门电动控制器国际通用标准凯敌梦,综合性能强大酪欧。生产阀门电动控制器的厂家众多敖驹,其中国际上著名的有美国米勒(MILLER)圃辨乒、德国西门子(SIEMENS)婚、ZMG拨,美国的BAILEY澜,英国的罗托克(ROTORK)贰团,日本的富士驼、安川等公司]形。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丛爸诉,可以通过红外遥控设置阀门参数惫酵,液晶显示参数直观明了括拘,外壳防护等级可以达到IP68伪,兼容IrDA标准切闭榷,能够支持计算机远程分析和诊断阀门状态宦橇,阀门控制技术先进绿咖,支持多种现场总线通讯协议痕窗。其他主要代表产品有到店:西门子(SIEMENS)公司的SIPOS5系列阀门电动控制器仑,它采用简单模块化设计的思路憾沏,实现电机使用最优控制能使电机控制精度高鲁恃,利用先进的技术对电机有全面的保护孩凳佛、支持多种总线通信协议;此外搔彭,还有像ABB公司的ONTRAC智能型电动阀门装置斡洗,定位精确龟,可靠性高导渴,支持MODBUS和HART协议目茬,可以接收模拟量或开关量信号控制阀门开关团,有良好的机械和电机特性苇嘲草。 
  国内的阀门电动控制器的研究起步比较晚稀蹈绊,刚开始发展主要是通过模仿国外先进产品痢督屎,但有些核心技术还未掌握茄壤。但我国已经有一些科研院所开始研发阀门电动控制器淡筒,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哺锰,控制精度也较高酸兔馆,维护简单皇塑席,智能化程度高居燎香,支持多种现场总线通讯协议抚盎,但装置的外壳防护等级不高痹该怒,阀门的保护方式没有国外同类产品强大橇班勘。经过一段时间的发展师取眠,国内的阀门电动控制器产品与国外的差距在逐步缩小翻催矗。 
  由上面可以得出恭蘑,阀门电动控制器的发展趋势主要如下所示低: 
  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刃丹,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谱鲜卵,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侈谰奋,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税度,设置阀门电动控制器的扭矩保护值和通讯地址骂坍,这样减小了现场工程人员的调试工作量玲,提高了工程人员的工作效率掸芭税。 
  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逢龄,可以将阀门的各种状态信息传达给现场控制人员釜,当阀门发生故障时可通过信息显示窗口快速显示故障鲍,现场控制人员根据故障提示快速解决问题姑撵涤,这样减少了现场维修诊断时间怂币龄、能够快速恢复正常生产湘绩。其次倪梁校,阀门电动控制器具有多种保护功能掣恋谈,例如闯秀酸,阀门的齿轮箱经常会因为扭矩保护功能不及时而损坏掣,而智能阀门电动控制器可以实时检测阀门扭矩值驳,当扭矩值异常及时提供保护九蕉逻。另外阀门电动控制器还具有强大的故障自诊断功能篱娥蝎,在阀门运行的每一阶段实时检测阀门故障救蝎,有故障时及时提示工作人员戳东陆,便于工作人员及时解决处理檄春,如果不能解决翰,阀门电动控制器还具有远程诊断功能响潜屎,可以通过智能网络将故障信息上传给控制器生产厂家囊隋,方便生产厂商的专家及时分析解决良呈,这样也提高了问题解决的效率睹,减小了阀门生产厂商后期维护的成本了楼悄。 
  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穷瓢壁,支持阀门远程控制齐救癸,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犬疏,修改阀门的开度敬具,阀门的控制方式以及阀门控制器的通信地址花。由此可见俱绥横,智能阀门电动控制器的应用前景广阔茬腥甩,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镜。

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