支持与下载

智能型电动执行机构原理与分析

2014-07-17 展誉传感 908
立即下载

智能型电动执行机构是自动控制系统中不可缺少的重要设备,智能型电动执行机构将调节器送来的控制信号成比例地转换成直线位移或角位移去带动阀门、挡板等调节机构,以实现自动控制,因而也广泛用于电力、冶金、石油、化工等工业部门的自动控制领域。

随着现代工控计算机管理的发展,目前我国仪器仪表行业综合技术水平普遍上升,微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用,多数产品实现了初步智能化。智能型的电动执行器的智能控制、防护等级高、控制精度高、重量轻、稳定性好,位置控制基本误差±1%,重复性误差(设定行程时间≥25s)≤1%,采用全封闭、一体化结构;传动系统采用螺杆螺母式,传动平稳、承载能力强、传动精度高;具有自诊断、自调整和PID调节功能。但是与国际上先进的智能化电动执行器相比,现有的国产电动执行机构仍存在控制方式落后,不能根据生产的实际要求进行参数的现场调整,不能组成网络进行远程控制等问题,安全防爆性能也远远低于气动执行机构。

随着高新技术的迅猛发展,国外己开发出新一代智能化电动执行机构产品。这些智能化电动执行器功能强大、简单可靠、技术先进,不但具有智能通信、智能控制、支持多种现场总线的功能,而且其独有的双密封系统和红外线非侵入式设定使它可用在任何环境中,防水防爆、终身可靠,调试及故障排除简单,实现了智能式电子一体化、变频变速定位、监控等功能。代表着该领域的世界先进水平的公司有美国的JORDAN公司和LIMITORQUE公司等。

智能型电动执行器利用微机技术和现场通信技术,实现双向通信、PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等多种控制技术要求的功能。国外,以工业局域网技术为基础的工厂自动化(FactoryAutomation)工程技术近十年来得到了长足的发展,作为自动控制中自动化仪表之一的电动执行器为适应这一发展趋势,也应具有标准的串行通信接口(如RS-232或RS-422接口等)和专用的局域网接口,以增强与其他控制设备间的互联能力,只需要一根电缆或光缆,就可以将数台、甚至数十台电动执行器与上位计算机连接成为整个数控系统。现场工业总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线,以其所具有的开放性,网络化等优点,使它与Interent的结合成为可能,现场工业总线技术的应用,取代了传统的4~20mA模拟信号,实现了电动执行器的远程监控,状态、故障、参数信息传送,完成远程参数化工作,提高了它的可靠性,降低了系统及工程成本。有影响的现场工业总线主要有PROFIBUS,FF,HART,CANBUS等,目前国外的智能电动执行器一般都带有现场总线接口,我国也开发了一些带现场总线接口的智能执行器。

电子电路的高度集成、单片机的使用以及一些功能强大模块的使用,使电动执行器的体积越来越小,向小型化、轻便化发展。目前,智能型电动执行器一般将整个控制回路装在一台现场仪表里,将伺服电机、现场仪表控制器安装为一体。电动执行器的一体化,使得执行器的安装与调试工作都得到了简化;将整个控制回路装在一台现场仪表里,又减少了因信号传输中的泄露和干扰等因素对系统的影响,提高了系统的可靠性。

新型智能化电动执行机构将伺服放大器与执行机构合为一体,驱动电路应用功能强大的集成模块,结构简单,控制性能好。

智能化是当前一切工业控制设备的流行趋势,价格低廉的单片机和新型高速微处理器将全面代替以模拟电子器件为主的电动执行器的控制单元,从而实现完全数字化的控制系统。全数字化的实现,将原有的硬件控制变成了软件控制,从而可以在电动执行器中应用现代控制理论的先进算法(如:最优控制、人工智能、模糊控制、神经元网络等)来提高控制性能。传统的电动执行器一般被看作是线性系统,但实际上,绝大多数执行器参数在运行期间会显著地发生改变,应用参数调节和模型辨识自适应控制将大大提高电动执行器的控制性能。控制策略更为先进的控制方法有利于解决电机的惯性问题,实现准确定位,提高控制精度。例如Nucom电动执行器利用先进的电制动技术,控制精度可达1/250,国产的普通型DKZ及DKJ   电动执行器控制精度一般为2.5/100。

相对于气动、液动执行器而言,接线简单、功能强大、使用可靠的智能电动执行器将不断扩大应用范围。

……

返回顶部