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閥門電動裝置(electric actuator)是指用電力驅動啟閉或調節(jié)閥門的裝置。
閥門在工業(yè)管路控制中是經常使用的重要設備,電動閥門(電動執(zhí)行機構)隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,因其動力源容易取得,且一般情況下無需維護的優(yōu)點,用電方便,比起氣動、液動等不同驅動方式的設備使用更為普遍。
在自動化控制的閥門中,常見的有電動球閥,電動蝶閥,電動刀閘閥,電動隔膜閥;這些閥門一般有分為開關型電動閥門和調節(jié)型電動閥門,調節(jié)型電動閥門也叫電動調節(jié)閥;電動蝶閥分為電動開關型蝶閥,電動調節(jié)型蝶閥,電動球閥分為電動開關型蝶閥和調節(jié)型蝶閥;
開關型就是電動執(zhí)行器只能控制開和關;調節(jié)型是指電動執(zhí)行器可以通過輸入或者輸出控制信號4-20ma或者0-10v可以控制閥門的開度,對介質的流量進行調節(jié);
開關型的電動執(zhí)行器主要需要開關反應迅速靈敏,電動開關球閥或者電動開關蝶閥的電動執(zhí)行器,開關迅速,一般在8-15秒之間,使用壽命長;
調節(jié)型的電動執(zhí)行器主要性能反應在控制精度,電動調節(jié)型球閥,電動調節(jié)型蝶閥,電動調節(jié)閥,控制精度一般在誤差1%以內,能精確的對開度和流量進行調節(jié)。
那么我們很有必要來詳細分析下開關型(開環(huán)控制)和調節(jié)型(閉環(huán)控制)電動執(zhí)行器的區(qū)別,有助于選型和應用;
電動執(zhí)行器的控制模式一般分為開關型(開環(huán)控制)和調節(jié)型(閉環(huán)控制)兩大類。
1.開關型(開環(huán)控制)電動執(zhí)行器
開關型電動執(zhí)行器一般實現對閥門的開或關控制,閥門要么處于全開位置,要么處于全關位置,此類閥門不需對介質流量進行精確控制。
特別值得一提的是開關型電動執(zhí)行器因結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。選型時必需對此做出說明,不然經常會發(fā)生在現場安裝時與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現像。
a)分體結構(通常稱為普通型):控制單元與電動執(zhí)行器分離,電動執(zhí)行器不能單獨實現對閥門的控制,必需外加控制單元才能實現控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。
此結構的缺點是不便于系統(tǒng)整體安裝,增加接線及安裝費用,且容易出現故障,當故障發(fā)生時不便于診斷和維修,性價比不理想。
b)一體化結構(通常稱為整體型):控制單元與電動執(zhí)行器封裝成一體,無需外配控制單元即可現實就地操作,遠程只需輸出相關控制信息就可對其進行操作。
此結構的優(yōu)點是方便系統(tǒng)整體安裝,減少接線及安裝費用,容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結構產品也有很多不完善的地方,所以產生了智能電動執(zhí)行器,關于智能電動執(zhí)行器后面將再做說明。
2.調節(jié)型(閉環(huán)控制)電動執(zhí)行器
調節(jié)型電動執(zhí)行器不僅具有開關型一體化結構的功能,它還能對閥門進行精確控制,從而精確調節(jié)介質流量。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細說明。下面就調節(jié)型電動執(zhí)行器選型時需注明的參數做簡要說明。
a)控制信號類型(電流、電壓)
調節(jié)型電動執(zhí)行器控制信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時需明確其控制信號類型及參數,使用比較多的是4~20mA的電流信號。
b)工作形式(電開型、電關型)
調節(jié)型電動執(zhí)行器工作方式一般為電開型(以4~20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應的是閥關,20mA對應的是閥開),另一種為電關型(以4-20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應的是閥開,20mA對應的是閥關)。一般情況下選型需明確工作形式,很多產品在出廠后并不能進行修改,智能型電動執(zhí)行器可以通過現場設定隨時修改。
c)失信號保護
失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時,電動執(zhí)行器將控制閥門啟閉到設定的保護值,常見的保護值為全開、全關、保持原位三種情況,且出廠后不易修改。智能電動執(zhí)行器可以通過現場設定進行靈活修改,并可設定任意位置(0~100%)為保護。