智能電動(dòng)控制閥故障維護(hù)在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器接收來自調(diào)節(jié)器的指令信號(hào)，并由執(zhí)行器將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線性位移，以操作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變控制對(duì)象內(nèi)外的能量或材料。從而實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)控制。在任何自動(dòng)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器都是*的一部分。如果將傳感器與控制系統(tǒng)的感覺器官相比較，則調(diào)節(jié)器是控制系統(tǒng)的大腦，執(zhí)行器可以與手進(jìn)行特定的工作比較。執(zhí)行器通常工作在高溫、高壓、深冷、強(qiáng)腐蝕、高粘度、易結(jié)晶、閃蒸、氣穴、高壓差等條件下，是整個(gè)控制系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用不當(dāng)，將給生產(chǎn)過程自動(dòng)化帶來困難。在許多情況下，由于易燃、易爆、有毒介質(zhì)，控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量會(huì)下降、調(diào)節(jié)失靈，甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。因此，必須重視執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正確選擇、安裝和維護(hù)。
根據(jù)驅(qū)動(dòng)力的不同，執(zhí)行器可分為氣動(dòng)執(zhí)行器、液壓執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器。 在應(yīng)用場(chǎng)合往往會(huì)根據(jù)實(shí)際需要將閥門開或關(guān)，或者開到一定程度，甚至動(dòng)態(tài)的以某種規(guī)律開關(guān)。在傳統(tǒng)的模擬控制方式中用時(shí)間、電流的大小來表示閥門的開啟角度。由于影響時(shí)間、電流(電壓)等參數(shù)的因素很多，因此顯示的開啟角度與閥門的實(shí)際位置不易達(dá)到同步，經(jīng)常出現(xiàn)明顯的誤差。同時(shí)，簡(jiǎn)單的模擬量控制提供的信息極為有限，不利于系統(tǒng)的調(diào)試和檢修。筆者設(shè)計(jì)的智能型控制系統(tǒng)采用數(shù)字化的方法來控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。 采用MOTOROLA公司單片微處理器和外圍芯片組成智能化的位置控制單元，接收統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：直流信號(hào)(如4～20mA的電流信號(hào))，經(jīng)信號(hào)處理及A/D轉(zhuǎn)換送至微處理器，微處理機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)送至顯示單元顯示調(diào)節(jié)結(jié)果，運(yùn)算處理后產(chǎn)生的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)。此外，系統(tǒng)帶通訊功能，可以接收上位機(jī)的指令，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)字控制。同時(shí)也可以在智能控制器本地的人機(jī)界面上通過菜單和按鈕實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制 
電動(dòng)控制閥的上部是執(zhí)行器，執(zhí)行器接收來自調(diào)節(jié)器的0-10madc或4-20madc信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的線性位移，以促進(jìn)下控制閥的動(dòng)作，直接調(diào)節(jié)流體的流量。各種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本相同，但由于使用條件的不同，調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)有很多種，*常用的是直單座和直雙座。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由電氣部分和傳動(dòng)部分組成，電氣部分和傳動(dòng)部分相互隔離，電動(dòng)機(jī)是連接兩個(gè)隔離部分的中間部分。電機(jī)根據(jù)控制要求輸出轉(zhuǎn)矩，通過多級(jí)正齒輪傳遞給梯形螺桿，梯形螺桿通過螺紋將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為推力。因此，梯形螺釘通過自鎖輸出軸將線性行程傳遞給閥桿。執(zhí)行器的輸出軸上設(shè)有止動(dòng)環(huán)，防止傳動(dòng)，輸出軸的徑向鎖緊裝置還可以驅(qū)動(dòng)位置指示器。旗桿與輸出軸止動(dòng)環(huán)連接，旗桿與輸出軸同步運(yùn)行。輸出軸位移通過與旗桿連接的齒條板轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，作為比較信號(hào)和閥位反饋輸出提供給智能控制板。同時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程也可以通過齒桿板上兩個(gè)主限位開關(guān)的打開來限制，并由兩個(gè)機(jī)械限位開關(guān)保護(hù)。
電動(dòng)執(zhí)行器以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源，直流電流為控制和反饋信號(hào)，原理框圖如圖3所示。當(dāng)控制器的輸入端有信號(hào)輸入時(shí)，將該信號(hào)與位置信號(hào)進(jìn)行比較。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的偏差值大于規(guī)定的死區(qū)時(shí)，控制器產(chǎn)生功率輸出，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，使減速器輸出軸朝減小偏差的方向旋轉(zhuǎn)，直至偏差小于死區(qū)。此時(shí)，輸出軸穩(wěn)定在與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的位置。
該控制器由主控電路板、傳感器、led操作按鈕、分相電容器、接線端子等組成，智能伺服放大器采用單片機(jī)，通過輸入電路將模擬信號(hào)和閥位電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。微處理器通過人工智能控制軟件根據(jù)采樣結(jié)果顯示結(jié)果并輸出控制信號(hào)。
調(diào)節(jié)閥與工藝管道中的調(diào)節(jié)介質(zhì)直接接觸，閥芯在閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，改變閥芯與閥座之間的流通面積，即通過改變閥門的阻力系數(shù)來調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。下圖為直通單座和直通雙座的典型結(jié)構(gòu)，由上閥蓋（或高溫上閥蓋）、閥體、下閥蓋、閥芯組件、閥座、填料、壓板等組成。
直通式單閥座閥體只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏小（甚至*切斷）、允許壓差小的特點(diǎn)。因此，適用于泄漏量小、工作壓差小的清潔介質(zhì)。應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意允許的壓差，以防止閥門不關(guān)閉。直通式雙座調(diào)節(jié)閥的閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。與同口徑單座閥相比，其循環(huán)量約為20%-25%。由于流體對(duì)上下閥芯的作用力可以相互抵消，但上下閥芯不易同時(shí)關(guān)閉，因此雙座閥具有許用壓差大、泄漏量大的特點(diǎn)。因此，適用于閥門兩端壓差大、泄漏要求低的清潔介質(zhì)，不適用于高粘度、高纖維的場(chǎng)合。
智能電動(dòng)控制閥故障維護(hù)
故障1：執(zhí)行器不動(dòng)作，控制模塊電源、信號(hào)燈亮。
處理方法：檢查電源電壓是否正確；電機(jī)是否斷開；各線端到端的十芯插頭是否斷開；電機(jī)、電位器、電容器插頭是否完好；用比較法判斷控制模塊是否完好。交換。
故障2：執(zhí)行器不工作，電源燈亮，信號(hào)燈不亮。
處理方法：檢查輸入信號(hào)極性是否正確，用比較交換的方法判斷控制模塊是否良好。
故障3：調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，執(zhí)行器頻繁振蕩。
處理方法：調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起系統(tǒng)不同程度的振蕩。對(duì)于單回路控制系統(tǒng)，如果標(biāo)度帶過小，積分時(shí)間過短，微分時(shí)間和微分增益過大，系統(tǒng)可能發(fā)生振蕩。這些參數(shù)可以通過系統(tǒng)整定的方法進(jìn)行合理的選擇，以保持回路的穩(wěn)定。
故障4：執(zhí)行器電機(jī)快速發(fā)熱，振動(dòng)爬行，短時(shí)間內(nèi)停止。
處理方法：測(cè)量控制模塊輸入端是否與交流2V電壓有交流干擾；檢查信號(hào)線是否與電源線隔離；電位器及其接線是否完好；反饋元件工作是否正常。
故障5：執(zhí)行器步進(jìn)移動(dòng)，緩慢爬行。
處理方法：檢查操作者信號(hào)動(dòng)作時(shí)間是否正確。
故障6：執(zhí)行器位置反饋信號(hào)過大或過小。
處理方法：檢查“零位”和“行程”電位器調(diào)整是否正確，更換控制模塊判斷。
故障7：添加信號(hào)后，執(zhí)行器*打開或關(guān)閉，限位開關(guān)不停止。
處理方法：檢查控制模塊功能選擇開關(guān)位置是否正確；“零位”、“行程”電位器調(diào)整是否正確；更換控制模塊判斷。
故障8：執(zhí)行器振動(dòng)和啁啾。
處理方法：主要原因是靈敏度調(diào)節(jié)太高，不靈敏區(qū)太小太靈敏，使執(zhí)行器小回路不能穩(wěn)定，產(chǎn)生振蕩，而靈敏度電位器的靈敏度調(diào)節(jié)是可逆的，以降低靈敏度；流體的變化壓力過大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力不足；調(diào)節(jié)閥選用量大，常在小開度下工作。
故障9：執(zhí)行器動(dòng)作異常，限位開關(guān)動(dòng)作后電機(jī)不停車。
處理方法：檢查限位開關(guān)、限位開關(guān)接線是否有故障，更換控制模塊判斷。
故障10：執(zhí)行器皮帶斷裂。
處理方法：檢查執(zhí)行器內(nèi)部傳動(dòng)部分是否損壞、卡死；“零”、“行程”電位器調(diào)整是否正確；限位開關(guān)是否正確。 
PI調(diào)節(jié)當(dāng)智能調(diào)節(jié)閥接受變送器信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)時(shí)，微機(jī)先把變送器信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，并按預(yù)先設(shè)定的PI參數(shù)規(guī)律計(jì)算，再發(fā)出控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并調(diào)節(jié)閥門，直至信號(hào)平衡為止。
智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的PI調(diào)節(jié)功能，是一個(gè)成本低，性能好的采樣控制系統(tǒng)，不需要用常規(guī)的PID控制器，而直接接受現(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)，完成模擬式連續(xù)控制系統(tǒng)難以完成的工作。有的工業(yè)對(duì)象滯后時(shí)間很長（如控制溫度的爐子），這將造成系統(tǒng)的誤差大、動(dòng)作慢，利用微型計(jì)算機(jī)采樣并進(jìn)行控制，*可以提高低通的控制性能。 |
