常州电站辅机执行器(电装)-山西禹盛泰机电工程公司
分类: 执行器(电装)  发布时间: 2016-07-12 21:55 
常州电站辅机总厂 山西总代理 执行器(final controlling element)是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。执行器也是控制系统正向通路中直接改变操纵变量的仪表,由执行机构和调节机构组成. 基本构成 类型 在过程控制系统中,执行器由执行机构和调节机构两部分组成。调节机构通过执行元件直接改变生产过程的参数,使生产过程满足预定的要求。执行机构则接受来自控制器的控制信息把它转换为驱动调节机构的输出(如角位移或直线位移输出)。它也采用适当的执行元件,但要求与调节机构不同。执行器直接安装在生产现场,有时工作条件严苛。能否保持正常工作直接影响自动调节系统的安全性和可靠性。 结构 自动化技术工具中接受控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。执行器按所用驱动能源分为气动、电动和液压执行器3类。

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(1)执行器按所用驱动能源分为气动、电动和液压执行器三种。
(2)按输出位移的形式,执行器有转角型和直线型两种。
(3)按动作规律,执行器可分为开关型、积分型和比例型三类。
(4)按输入控制信号,执行器分为可以输入空气压力信号、直流电流信号、电接点通断信号、脉冲信号等几类。
 

执行器工作原理

在齿轮级,发动机的转速可通过两套齿轮传送到输出杆上。主减速器由行星齿轮完成,副减速器由蜗轮实现,它被一套绷紧的弹簧固定在中心位置。在发生过载的情况下,也就是输出杆超过了弹簧的设定转矩时,中央蜗轮会发生轴向位移,对开关及信号装置进行微调,为系统提供保护。 受由外部变化控制杆操纵的耦合的作用,输出杆在发动机工作时与蜗轮耦合,在手动操作时与手轮耦合。当发动机不工作时,可以很容易地断掉电机驱动,并且只需压一下控制杆即可连上手轮。由于电机驱动优先于手动操作,因此当发动机再次启动时,会自动发生反向动作。这样就可以避免当发动机运转时还开启手轮,有利于保护系统。
由于手轮直接与输出杆耦合,因此可以保证在内部齿轮失灵或损坏时阀门的正常手动操作。
安装在齿轮上的开关与信号装置是一个密封外壳,保护其内部的元件实现以下功能:
l 本地或远程显示阀门位置
l 执行器/阀门的过载保护
l 限定阀门行程范围
l 电气接口
执行器在不同型号阀门上的安装是通过输出杆来完成的,它可适用于现有的多种阀杆组态。
 
双作用
双作用执行机构的选用以DA系列气动执行机构为例。齿轮条式执行机构的输出力矩是活塞压力(气源压力所供)乘上节圆半径(力臂)所得。且磨擦阻力小效率高。顺时针旋转和逆时针旋转时输出力矩都是线性的。在正常操作条件下,双作用执行机构的推荐安全系数为25-50%
单作用
单作用执行机构的选用以SR系列气动执行机构为例在弹簧复位的应用中,输出力矩是在两个不同的操作过程中所得,根据行程位置,每一次操作产生两个不同的力矩值。弹簧复位执行机构的输出力矩由力(空气压力或弹簧作用力)乘上力臂所得第一种状况:输出力矩是由空气压力进入中腔压缩弹簧后所得,称为"空气行程输出力矩"在这种情况下,气源压力迫使活塞从0度转向90度位置,由于弹簧压缩产生反作用力,力矩从起点时最大值逐渐递减直至到第二种状况:输出力矩是当中腔失气时弹簧恢复力作用在活塞上所得,称为"弹簧行程输出力矩"在这种情况下,由于弹簧的伸长,输出力矩从90度逐渐递减直0度如以上所述,单作用执行机构是根据在两种状况下产生一个平衡力矩的基础上设计而成的。
 

执行器直行程阀

1、直通单座阀
所谓单座是指阀体内只有一个阀芯和一个阀座。其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可以完全切断)和允许压差小。因此,它适用于要求泄漏量小,工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差,防止阀门关不死。
2、直通双座阀
直通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比,流通能力约大20%~25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消,但上、下两阀芯不易同时关闭,因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。故适用于阀两端压差较大,泄漏量要求不高的干净介质场合,不适用于高粘度和含纤维的场合。
3、角形阀
角形调节阀的阀体为直角形,其流路简单,服力小,适用于高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒状物料流量的控制。一般使用于底进侧出、此种调节阀稳定性较好。在高压场合下,为了延长阀芯使用寿命,可采用侧进底出,但在小开度财容易发生振荡。
 

执行器角行程阀

1、蝶阀
蝶阀[图8-2(g)]的挡板以转轴的旋转来控制流体的流量。它由阀体、挡板、挡板轴和轴封等部件组成。其结构简单、体积小、重量轻、成本低、流通能力大,特别适用于低压差、大口径、大流量气体和带有悬浮物流体的场合,但泄漏量较大。其流量特性在转角达到70º。前和等百分比特性相似,70º以后工作不稳定,特性也不好,所以蝶阀通常在0º~70º转角范围内使用。蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统
2、球阀
球阀,标准GB/T21465-2008《阀门术语》中定义为:启闭件(球体)由阀杆带动,并绕阀杆的轴线作旋转运动的阀门,球阀它具有旋转90度的动作,旋塞体为球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。主要用于截断或接通管路中的介质,亦可用于流体的调节与控制,其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力,特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换,同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。球阀分类:气动球阀,电动球阀,手动球阀。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用,V型球阀。在西方工业发达的国家,球阀的使用正在逐年不断的上升,在我国,球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业,在国民经济中占有举足轻重的地位。
3、凸轮挠曲阀
凸轮挠曲阀又称偏心旋转阀,也是一种新型结构的调节阀。其球面阀芯的中心线与转轴中心偏离,转轴带动阀芯偏心旋转,使阀芯向前下方进入阀座。
偏心旋转阀具有体积小,重量轻,使用可靠,维修方便,通用性强,流体阻力小等优点,适用于粘度较大的场合,在石灰、泥浆等流体中,具有较好的使用性能。
 
控制屏
控制屏的主要用途是将发电机输出的电能分配给用户负载或用电设备,同时还用以指示柴油发电机的运转情况和在负载变化的情况下保持发电机的电压稳定。在控制屏面板上一般都装有电压表、频率表、电流表、功率表、三相电流转换开关、三相电压转换开关、电压整定旋钮和各种指示灯等。对于机油压力表、机油温度表、蓄电池充电电流表、水温表、起动按钮和起动电锁等部件,有的根据设计要求直接安装在控制屏面板上,有的安装在柴油机仪表盘上。控制屏内部安装的部件主要与发电机采用的励磁方式和柴油机的自动控制有关。柴油发电机组控制屏的内部结构。
简单的控制屏内部一般都安装有电压调节器、硅整流二极管、变阻器、自动空气开关和电流互感器等部件,较复杂的控制屏内部还要安装过载及短路保护装置、电子调速器、可控硅、继电器以及各种保险装置和小型变压器等电气设备。
 
应用领域
电动执行器主要应用以下三大领域
  1、 发电厂
  典型应用有:
  ①火电行业应用
  送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门 闸门
  ②其它电力行业的阀门执行器应用
  球阀 除尘控制喷水叶轮机转速控制 控制大型液压阀 燃气控制阀 燃烧器点火启动蒸气控制阀 冷凝水再循环, 脱氧机,锅炉给水,过热控制器,再加热恒温控制器,及其它相关阀门应用
  2、 过程控制
  用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制,按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转,利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整,从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。
  3、 工业自动化
  用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等方面,对各类自动化设备和系统的运动点(运动部件)进行各种形式的调节和控制。
  过程控制和工业自动化方面的主要应用举例如下:
  ① 在硫矿生产中的应用
  注水流量控制球阀和碟阀控制
  ②碳酸钾管道阀门执行器的应用
  滑动门分流器 闸门球阀和蝶阀 球型控制阀
  ③水处理阀门执行器的应用
  液流流量控制调压阀压力控制 酸溶液流量控制
  ④石灰石/水泥厂阀门执行器的应用
  球 或蝶阀控制 处理干水泥,石膏,或液体 送风和引风机 调节型风门挡板 旁路风门挡板 环境污染控制和除尘装置滑动门 对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 闸门 控制原材料在进料口的流量 燃气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量 蒸气控制阀 控制生产过程所需的蒸气
  ⑤在谷物加工厂执行器的应用
  闸门 分流阀 分配器 物料卸货器/加热器 除尘隔离挡板 气流控制(物流干燥) 球阀和蝶阀控制
  ⑥钢厂风门挡板和阀门执行器的应用
  球或蝶阀控制 控制冷却水,废水,或其它冷却介质 调节型风门挡板 送风和引风机旁路风门挡板 闸门 环境污染控制和除尘装置 滑动门 控制原材料在进料口的流量对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 燃气控制阀 蒸气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量控制生产过程所需的蒸气
  ⑦铝厂风门挡板和阀门执行器的应用
  送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速 烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门 闸门
  ⑧过程控制挡板的应用
  空气补充 排风机旁路 热/冷风混和 应急关断
  ⑨在石油工业中的应用
  注油工艺流量控制 气举管路主阀门压力控制 注水工艺流量控制 油井油质采样试验 / 生产用阀门
  ⑩在天然气生产和输送工业的应用
  气举气流流量控制 气管路主阀门压力控制 压缩机喘振控制 天然气压力控制 天然气管路主阀门压力控制 应急关断 天然气调压器控制 压力控制 压缩机喘振控制 流量控制
气动、电动、液动执行器的对比
调节阀所用执行器不外乎气动、电动、液动(电液动)这三种,其使用性能各有优劣,下面分述之。
1、气动执行机构:现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构,因为用气源做动力,相较之下,比电动和液动要经济实惠,且结构简单,易于掌握和维护。由维护观点来看,气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定,在现场也可以很容易实现正反左右的互换。它最大的优点是安全,当使用定位器时,对于易燃易爆环境是理想的,而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。所以现在电动调节阀应用范围越来越广。但是在化工领域上,气动调节阀还是占据着绝对的市场优势。
气动执行机构的主要缺点就是:响应较慢,控制精度欠佳,抗偏离能力较差,这是因为气体的可压缩性,尤其是使用大的气动执行机构时,空气填满气缸和排空需要时间。但这应该不成问题,因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。
2、电动执行机构:电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂,因为在高压水系统需要一个平滑、稳定和缓慢的过程。电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用户可应用的恒定的推力,最大执行器产生的推力可高达225000kgf,能达到这么大推力的只有液动执行器,但液动执行器造价要比电动高很多。电动执行器的抗偏离能力是很好的,输出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介质的不平衡力,达到对工艺参数的准确控制,所以控制精度比气动执行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地实现正反作用的互换,也可以轻松设定断信号阀位状态(保持/全开/全关),而故障时,一定停留在原位,这是气动执行器所作不到,气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。
电动执行机构的缺点主要有:结构较复杂,更容易发生故障,且由于它的复杂性,对现场维护人员的技术要求就相对要高一些;电机运行要产生热,如果调节太频繁,容易造成电机过热,产生热保护,同时也会加大对减速齿轮的磨损;另外就是运行较慢,从调节器输出一个信号,到调节阀响应而运动到那个相应的位置,需要较长的时间,这是它不如气动、液动执行器的地方。
3、液动执行机构:当需要异常的抗偏离能力和高的推力以及快的形成速度时,我们往往选用液动或电液执行机构。因为液体的不可压缩性,采用液动执行器的优点就是较优的抗偏离能力,这对于调节工况是很重要的,因为当调节元件接近阀座时节流工况是不稳定的,越是压差大,这种情况越厉害。另外,液动执行机构运行起来非常平稳,响应快,所以能实现高精度的控制。电液动执行机构是将电机、油泵、电液伺服阀集成于一体,只要接入电源和控制信号即可工作,而液动执行器和气缸相近,只是比气缸能耐更高的压力,它的工作需要外部的液压系统,工厂中需要配备液压站和输油管路,相比之下,还是电液执行器更方便一些。
液动执行机构的主要缺点就是造价昂贵,体检庞大笨重,特别复杂和需要专门工程,所以大多数都用在一些诸如电厂、石化等比较特殊的场合。
 
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