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西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器采用變頻調(diào)速技術(shù)后有何好處?
  • 發(fā)布日期:2013-08-24      瀏覽次數(shù):2069
    • 許多自動(dòng)化過(guò)程對(duì)西門(mén)子溫控閥執(zhí)行器都有調(diào)速的要求,在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,執(zhí)行單元的工作質(zhì)量至關(guān)重要。每套自調(diào)系統(tǒng)的對(duì)象特性時(shí)間常數(shù),滯后時(shí)間、放大倍數(shù)都不同。因此,作為西門(mén)子溫控閥執(zhí)行單元的西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器也應(yīng)有各種工作速度與之對(duì)應(yīng)才是。

       

          系統(tǒng)要求在偏差大時(shí),閥動(dòng)作快(伺服電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)),動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)作用強(qiáng)。在給定值附近小偏差時(shí),要求西門(mén)子溫控閥執(zhí)行器變化一定要緩慢(伺服電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)),避免超調(diào)。目前的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過(guò)微分作用或閥門(mén)定位器作用很容易實(shí)現(xiàn),但電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一旦選型確定,其工作速度、行程時(shí)間就相對(duì)固定,無(wú)法滿足系統(tǒng)要求。結(jié)果只有通過(guò)頻繁的啟動(dòng)、停止來(lái)滿足給定值附近的微調(diào)作用,其結(jié)果是造成了系統(tǒng)的振蕩和電機(jī)燒毀事故。

       

          西門(mén)子溫控閥采用了變頻式電動(dòng)調(diào)節(jié)閥就會(huì)很方便的解決這個(gè)問(wèn)題。偏差大時(shí)可通過(guò)微分作用使變頻器輸出頻率高,閥電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快,(可以是目前閥電機(jī)工作速度1.5~2倍)動(dòng)態(tài)響應(yīng)*。隨著偏差減少變頻器輸出頻率會(huì)明顯下降,閥電機(jī)工作速度降低(可以是目前閥電機(jī)工作速度0.2~0.5倍),閥會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)開(kāi)啟或關(guān)閉,大大提高了微調(diào)作用能力,解決了閥在給定值附近頻敏起動(dòng)情形,明顯減少超調(diào),提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)質(zhì)量。變速運(yùn)行方案是利用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)去控制變頻器的輸出,達(dá)到變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥變速運(yùn)行的目的。變頻器都有電流輸入(4~20mA)頻率設(shè)定接口。只要把4~20mA信號(hào)送入頻率設(shè)定接口,改變輸入信號(hào)值,就可達(dá)到變頻無(wú)級(jí)調(diào)速運(yùn)行的目的。這種具有變頻性能的西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥其特性已不是位式開(kāi)關(guān)積分特性,而是具有動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)變速變積分特性,開(kāi)環(huán)特性要比氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)性能要好,使調(diào)節(jié)質(zhì)量大幅提高。

       

          西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器 要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高精度的控制,首先對(duì)控制信號(hào)微小變化反應(yīng)靈敏;實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度必須和控制信號(hào)幅度成比例;要克服系統(tǒng)靜差,執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有以低速運(yùn)行通過(guò)*的微調(diào)作用才能修正給定值微小偏差。 顯然,不具有變速功能的西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器是難以滿足上述要求的。

       

      一、智能型變頻西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥性能

       

      智能型變頻西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器是利用數(shù)字化變頻、單片機(jī)技術(shù),改造目前現(xiàn)有的西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器使之具有智能化、變速運(yùn)行、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)定位精度高、穩(wěn)定性好、故障率低、壽命長(zhǎng)及應(yīng)用場(chǎng)合更加廣泛的特點(diǎn)。

       

      智能型變頻西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器與各種閥體配合,可以構(gòu)成各類(lèi)智能型變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。這類(lèi) 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程中,閥芯其運(yùn)行速度是變化的,在輸入信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差較大時(shí),比普通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥快,加速調(diào)節(jié)作用。但隨著輸入信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差減小,閥電機(jī)速度會(huì)變慢,閥芯的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)隨之下降。越接近平衡點(diǎn)閥電機(jī)速度會(huì)越慢。在平衡點(diǎn)附近閥門(mén)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)打開(kāi)或關(guān)閉,具有*的微調(diào)作用,其結(jié)果是大大提高了閥門(mén)的控制精度。

       

      (一)主要特點(diǎn):

       

      1 .采用外接模擬信號(hào)來(lái)控制速度可以獲得理想調(diào)節(jié)效果

       

      智能型變頻西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器 通過(guò)內(nèi)置智能化控制模塊向 變頻器 提供的模擬速度信號(hào)控制 , 再通過(guò)變頻器控制伺服電機(jī) 以不同的速度運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)借助這一速度控制信號(hào),會(huì)以較低的速度在設(shè)定值附近啟、閉閥門(mén)可有效防止管道內(nèi)壓力的劇烈波動(dòng)。若干擾使被調(diào)參數(shù)與設(shè)定值偏離較大時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)將以極快的速度操作閥門(mén)克服干擾并可逐漸避免空穴作用造成的危險(xiǎn)即可保護(hù)管道和閥門(mén)免受過(guò)壓和磨損。

       

      2 .采用智能控制器來(lái)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程*化減少電機(jī)起停次數(shù),減少閥門(mén)磨損

       

      內(nèi)置智能控制模塊是一種自適應(yīng)多功能控制器。即:動(dòng)作過(guò)程始終隨控制信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差自適應(yīng)調(diào)整。這可確保以zui小的啟停次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)zui高的控制精度,從而實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程*化,并因起停次數(shù)的減少而減少閥門(mén)的磨損。

       

      3 . “ 柔性軟啟動(dòng) ” 和“電制動(dòng)”在確保zui大力矩的同時(shí)可避免對(duì)閥門(mén)的沖撞

       

      以zui大力矩的低速度漸進(jìn)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度,并柔性軟起動(dòng)使起動(dòng)電流大大減少。即使頻繁起動(dòng)次數(shù)很多的流量、壓力系統(tǒng)也不會(huì)燒毀電機(jī)。這就是變頻 柔性軟啟動(dòng) 、軟關(guān)閉的特色。這一傳統(tǒng)執(zhí)行器難以實(shí)現(xiàn)的功能,因內(nèi)置一體化變頻器的采用而得以實(shí)現(xiàn)。在接近設(shè)定或極限位置時(shí),變頻器自動(dòng)調(diào)整電機(jī)供電的頻率和電壓,降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,以zui低速度慢慢到達(dá)位置。避免因慣性對(duì)閥門(mén)造成的過(guò)調(diào)和沖撞而施加電制動(dòng)功能,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩永遠(yuǎn)都不會(huì)超過(guò)事先設(shè)定的關(guān)斷力矩。

       

      4 .執(zhí)行機(jī)構(gòu)可改善閥門(mén)的線性特性,使用較為簡(jiǎn)單的閥門(mén),完成復(fù)雜的控制

       

      對(duì)于復(fù)雜的控制過(guò)程,總是希望閥門(mén)的開(kāi)度與介質(zhì)的流速成比例。根據(jù)閥門(mén)的特性,內(nèi)置智能控制模塊自動(dòng)調(diào)整全行程過(guò)程中的運(yùn)行速度,將全行程運(yùn)行時(shí)間分為 10 檔。每一檔都以不同的速度運(yùn)行。通過(guò)參數(shù)設(shè)定來(lái)完成設(shè)置。這一功能被稱(chēng)為“行程 — 速度特性”,主要被用來(lái)改善閥門(mén)線性特性。

       

      同時(shí)還具備改善閥門(mén)的流量特性, 內(nèi)置智能控制模塊 通過(guò)參數(shù)設(shè)定可實(shí)行線性、等比、近似快開(kāi)流量特性之間的轉(zhuǎn)換。

       

      5 、始終掌握閥門(mén)的狀態(tài)

       

      閥門(mén)的磨損、物料淤積和銹蝕會(huì)造成閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活,內(nèi)置智能控制模塊內(nèi)含自診斷、自累加功能,自動(dòng)提升下限頻率提高電機(jī)輸出功率,解決閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活問(wèn)題。

       

      6 、應(yīng)用軟件性能豐富可靠

       

      軟件系統(tǒng)針對(duì)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥各種應(yīng)用場(chǎng)合的要求開(kāi)發(fā)。其中包括,按偏差大小變速調(diào)節(jié);閥門(mén)上、下限限位保護(hù);輸入信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化 4~20mA , 1~5V ;位置反饋信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化;斷線保護(hù);作用方式現(xiàn)場(chǎng)任意設(shè)定;分程調(diào)節(jié);串級(jí)副環(huán)調(diào)節(jié);聯(lián)鎖控制;斷相、過(guò)熱、過(guò)力矩、閥卡等多重保護(hù);大流通能力、高差壓、流量特性轉(zhuǎn)換;閥芯運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程調(diào)整、看門(mén)狗、掉電保護(hù)等多項(xiàng)功能。

       

      (二)、工作原理:

           西門(mén)子智能型電子式變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理它是由西門(mén)子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、閥體和控制部分構(gòu)成??刂撇糠钟址种骰芈冯姍C(jī)控制部分和二次回路性能參數(shù)控部分。整體化設(shè)計(jì)使調(diào)節(jié)、運(yùn)算、伺服、變頻為一體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠。

       

           其簡(jiǎn)單工作過(guò)程是:輸入信號(hào)為4~20 mA(1~5V)(或數(shù)字通訊信號(hào))、位置反饋為(1~5V)信號(hào),進(jìn)入智能控制器A/D轉(zhuǎn)換電路,CPU根據(jù)外部設(shè)定各種參數(shù)值,經(jīng)比較、運(yùn)算,輸出一個(gè)和偏差方向一致開(kāi)關(guān)信號(hào)和與偏差大小成比例的模擬信號(hào)控制變頻器工作頻率,調(diào)節(jié)伺服電機(jī)運(yùn)行速度和運(yùn)行方向,從而達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。變頻器對(duì)于伺服電機(jī)過(guò)載、短路、斷相均可進(jìn)行保護(hù)并輸出響應(yīng)報(bào)警信號(hào)。RS485通訊口是智能型電子式變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與外部按照通訊協(xié)議進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)口。

       

           智能型電子式變頻調(diào)節(jié)閥通過(guò)性能參數(shù)設(shè)定來(lái)滿足各種使用場(chǎng)合要求。性能參數(shù)通過(guò)設(shè)定器設(shè)置到程序內(nèi),CPU工作按照預(yù)定程序指揮閥工作。ERROM存儲(chǔ)各種設(shè)定參數(shù)信息,看門(mén)狗是為保證程序可靠工作而定。