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2018-04-01

[摘 要]随着我国装备制造业的高速发展矫刑介,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肯妙。为了提高阀门控制器的智能程度肮豢棺,需要研究一款智能化阀门电动控制器缺。控制器需具有良好的人机界面郸参,方便现场人员操作疾,智能地提示阀门故障情况;支持现场总线技术卵彼安,方便现场人员排除故障和远程故障诊断极汝唬,控制器稳定可靠先竿洗,这样可以缩小与国外阀门控制器生产厂商的差距持。全文首先介绍阀门电动控制器的发展趋势狄焙,并阐述了其驱动电机无刷直流电机的工作机理氨。  
  一嚏嚼毋、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擒谜,其中阀门电动控制器作为机械行业控制阀门关闭的器件赊线,在化工生产倪瞄唬,开采石油檄显歇、金属冶炼屉箍局、能源发电凛懈、煤矿生产等行业堂丁,可以起到很重要的作用[1]端。随着我国经济和工业自动化的快速发展筷鹊,阀门产业的发展程度十分重要抠,工业领域对于阀门的需求量很大戎臣。质量稳定韩洁善、寿命长淀、免维护胆诲、科技含量高这些技术指标成为是阀门行业的发展趋势蓬辩。 
  当前瓢,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粱吻,阀门控制器的技术含量比较低箩容弟。随着现代工业化进程的快速发展晨雌炉,智能诊断技术广措炔、自动控制技术韦态、电力电子技术炔、通信技术等技术已经高度融合牧唇,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八领。阀门电动控制器作为阀门的重要组成部件之一坍,如何改善阀门工作特性纪豪锌、提高阀门开度控制精度采兔胃、灵活调节阀门开关时间荤、智能诊断阀门故障情况以及增加阀门远程控制方式[3]湍,成为了阀门行业研究的重点对象敢鳞。因此彤控糖,作为控制阀门电动控制器的控制器研究显得尤为重要剿郡抚。 
  阀门在工业控制领域使用很广泛醚姜,在工业生产中的作用十分重要队抱淖。伴随着工业自动化水平逐步提高破串,电动阀门由于供电方式简单和现场维护方便等优点毖蕾,已经逐步取代了传统的以液压和气动为驱动方式的阀门胁曹凹,在工业控制领域使用广泛范桔。特别是智能化电动阀门的出现效耽惯,以其故障保护方式多样阿、控制精度高煤娃、可靠程度高胁断裤、体积小等优点受到工业现场客户的喜爱雹苦希。 
  二趴醋、阀门电动控制器的发展现状与趋势 
  随着电力电子技术该诡棵、现场总线技术和电机控制理论技术的发展荒联浅,使得阀门电动控制器的综合性能指标不断提高陶,可以满足工业控制领域质量可靠情、故障智能诊断绘,远程控制等要求澈,所以智能阀门电动控制器使用十分广泛炯。针对阀门电动控制器的关键部件-电动控制器唾版,全世界都进行了大量的研究开发工作矾。在90年代初期芬犀,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沏汀贾,它们能够满足不同工业场合的使用需求康,这些产品功能完善沏,操作使用简单石,性能稳定琉姜,支持多种控制方式谱蓉,他们都符合阀门电动控制器国际通用标准劳廉,综合性能强大胖枯。生产阀门电动控制器的厂家众多爬膛豹,其中国际上著名的有美国米勒(MILLER)哗星费、德国西门子(SIEMENS)算兄、ZMG鳖勉,美国的BAILEY嘲,英国的罗托克(ROTORK)鹃洼讥,日本的富士括、安川等公司]哪酗。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哇心缓,可以通过红外遥控设置阀门参数钢,液晶显示参数直观明了然,外壳防护等级可以达到IP68骸扔,兼容IrDA标准嚼魏,能够支持计算机远程分析和诊断阀门状态巷讽母,阀门控制技术先进清庙,支持多种现场总线通讯协议喷弓剔。其他主要代表产品有獭世灸:西门子(SIEMENS)公司的SIPOS5系列阀门电动控制器刷,它采用简单模块化设计的思路礁菊疲,实现电机使用最优控制能使电机控制精度高番,利用先进的技术对电机有全面的保护辱剿、支持多种总线通信协议;此外乐,还有像ABB公司的ONTRAC智能型电动阀门装置妻,定位精确丧,可靠性高阔人护,支持MODBUS和HART协议孔镜,可以接收模拟量或开关量信号控制阀门开关笺兜葱,有良好的机械和电机特性哄美。 
  国内的阀门电动控制器的研究起步比较晚寡顿,刚开始发展主要是通过模仿国外先进产品俺壬,但有些核心技术还未掌握幂卢须。但我国已经有一些科研院所开始研发阀门电动控制器邦,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丝挟柬,控制精度也较高蚀,维护简单棺镶,智能化程度高宛,支持多种现场总线通讯协议狸法,但装置的外壳防护等级不高独,阀门的保护方式没有国外同类产品强大豪胸。经过一段时间的发展蹬觅耐,国内的阀门电动控制器产品与国外的差距在逐步缩小钎栖哪。 
  由上面可以得出糙节呵,阀门电动控制器的发展趋势主要如下所示妻吕桔: 
  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瞄爆誓,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拐逻,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媚瀑,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时,设置阀门电动控制器的扭矩保护值和通讯地址奢蛔抠,这样减小了现场工程人员的调试工作量谋,提高了工程人员的工作效率师。 
  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默,可以将阀门的各种状态信息传达给现场控制人员化愤弛,当阀门发生故障时可通过信息显示窗口快速显示故障渐寡,现场控制人员根据故障提示快速解决问题霸,这样减少了现场维修诊断时间豁缝、能够快速恢复正常生产犁畔。其次胎,阀门电动控制器具有多种保护功能休,例如乳奋诞,阀门的齿轮箱经常会因为扭矩保护功能不及时而损坏存,而智能阀门电动控制器可以实时检测阀门扭矩值鄙辟困,当扭矩值异常及时提供保护凛。另外阀门电动控制器还具有强大的故障自诊断功能灭搔,在阀门运行的每一阶段实时检测阀门故障墙镀寂,有故障时及时提示工作人员慑珊乃,便于工作人员及时解决处理筋筋,如果不能解决如稳,阀门电动控制器还具有远程诊断功能逝通接,可以通过智能网络将故障信息上传给控制器生产厂家江缕匙,方便生产厂商的专家及时分析解决暴测笑,这样也提高了问题解决的效率酚,减小了阀门生产厂商后期维护的成本忌纱。 
  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弯,支持阀门远程控制腑,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光抨累,修改阀门的开度第,阀门的控制方式以及阀门控制器的通信地址蔽建。由此可见峰挖,智能阀门电动控制器的应用前景广阔翅淖讥,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柏班恐。

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