智能电动执行机构工作原理

时间:2017-10-05 08:26 来源:自动控制网

近几年智能电动执行器有了较快发展。智能电动执行器利用微机和现场总线技术将伺服放大器与执行机构合为一体，不仅实现了双向通信、PID控制、在线标定、自校正与自诊断功能，还增加了行程保护、过力矩保护、电动机过热保护、断电信号保护、故障报警等功能。其性能与常规电动执行器相比，可说是一个飞跃。
智能电动执行器尽管各厂商的产品结构不相同，但其基本原理是相近的，即智能电动执行器的伺服放大器都采用了微处理器，控制功能可通过组态实现，具有HART协议或现场总线通信功能。有的伺服放大器还采用了变频器技术，能更好地控制伺服电动机动作。减速器采用新型传动机构，其运行平稳、传动效率高、摩擦小。位置发送器采用了新技术和新方法，如采用特种导电材料的电位器；或采用霍尔传感器感应阀杆的动作；有的还采用磁阻效应角度传感器。智能电动执行机构通常由控制器、驱动电动机、减速器和位移检测机构四部分组成，通常都有液晶显示器和手动操作按钮，用于显示各种状态信息和输入组态数据以及手动操作等。其工作原理如图所示。

智能电动执行机构工作原理图

在国内比较常见的PSL直行程执行机构和PSQ角行程执行机构都是智能型电动执行机构，如果您想了解这些产品，可以和站点上的QQ进行交谈。
控制系统或仪表输人的4-20mA控制信号经A/D转换后，在单片机内与阀位信号进行运算处理后，用来驱动伺服电动机的正反转，经机械减速自动地操作阀门的开度，使其自动定位在和输入信号相对应的位移行程，完成系统的控制要求。
当执行机构置“自动”时，阀门开度由调节输人信号控制，即控制信号输入到控制板，在MCU中输入信号与反馈信号相比较，若两信号的差值大于设定值，则启动电动机并决定电动机的旋转方向，以实时跟踪调节信号；置“手动”时，阀门开度由手动操作控制。阀位信号在MCU内部通过变换及反变换后(如对阀门的行程特性进行变换)，再经D/A及V/I转换输出4-2OmA信号，供系统显示及跟踪控制用。
电动机输出经过小齿隙、高效率、大传动比的正齿轮减速，再经过自锁的螺杆螺母组件传递到输出轴，输出轴带防止转动的止转销，使转轴的转动变成有一定推力的输出轴的直线运动。输出轴具有过力矩保护装置，同时使阀门在关闭位置有一预紧力，更可靠地防止泄漏。

智能电动执行机构的故障诊断功能通常有：调节信号断线、反馈信号断线、电动机堵转、大偏差故障等。