電動(dòng)執(zhí)行器要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高精度的控制，首先對(duì)控制信號(hào)微小變化反應(yīng)靈敏；實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度必須和控制信號(hào)幅度成比例；要克服系統(tǒng)靜差，執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有以低速運(yùn)行通過(guò)極強(qiáng)的微調(diào)作用才能修正給定值微小偏差。顯然，不具有變速功能的電動(dòng)執(zhí)行器是難以滿足上述要求的。
一、智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥性能
智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器是利用數(shù)字化變頻、單片機(jī)技術(shù)，改造目前現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行器使之具有智能化、變速運(yùn)行、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)定位精度高、穩(wěn)定性好、故障率低、壽命長(zhǎng)及應(yīng)用場(chǎng)合更加廣泛的特點(diǎn)。
智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器與各種閥體配合，可以構(gòu)成各類(lèi)智能型變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。這類(lèi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程中，閥芯其運(yùn)行速度是變化的，在輸入信???和閥位反饋信號(hào)偏差較大時(shí)，比普通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥快，加速調(diào)節(jié)作用。但隨著輸入信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差減小，閥電機(jī)速度會(huì)變慢，閥芯的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)隨之下降。越接**衡點(diǎn)閥電機(jī)速度會(huì)越慢。在平衡點(diǎn)附近閥門(mén)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)打開(kāi)或關(guān)閉，具有極強(qiáng)的微調(diào)作用，其結(jié)果是大大提高了閥門(mén)的控制精度。
一 主要特點(diǎn)
1.采用外接模擬信號(hào)來(lái)控制速度可以獲得理想調(diào)節(jié)效果
智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器通過(guò)內(nèi)置智能化控制模塊向變頻器提供的模擬速度信號(hào)控制，再通過(guò)變頻器控制伺服電機(jī)以不同的速度運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)借助這一速度控制信號(hào)，會(huì)以較低的速度在設(shè)定值附近啟、閉閥門(mén)可有效防止管道內(nèi)壓力的劇烈波動(dòng)。若干擾使被調(diào)參數(shù)與設(shè)定值偏離較大時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將以極快的速度操作閥門(mén)克服干擾并可逐漸避免空穴作用造成的危險(xiǎn)即可保護(hù)管道和閥門(mén)免受過(guò)壓和磨損。
2. 采用智能控制器來(lái)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程*優(yōu)化減少電機(jī)起停次數(shù)，減少閥門(mén)磨損
內(nèi)置智能控制模塊是一種自適應(yīng)多功能控制器。即：動(dòng)作過(guò)程始終隨控制信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差自適應(yīng)調(diào)整。這可確保以*小的啟停次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)*高的控制精度，從而實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程*優(yōu)化，并因起停次數(shù)的減少而減少閥門(mén)的磨損。
3.“柔性軟啟動(dòng)”和“電制動(dòng)”在確保*大力矩的同時(shí)可避免對(duì)閥門(mén)的沖撞
以*大力矩的低速度漸進(jìn)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，并柔性軟起動(dòng)使起動(dòng)電流大大減少。即使頻繁起動(dòng)次數(shù)很多的流量、壓力系統(tǒng)也不會(huì)燒毀電機(jī)。這就是變頻柔性軟啟動(dòng)、軟關(guān)閉的特色。這一傳統(tǒng)執(zhí)行器難以實(shí)現(xiàn)的功能，因內(nèi)置一體化變頻器的采用而得以實(shí)現(xiàn)。在接近設(shè)定或極限位置時(shí)，變頻器自動(dòng)調(diào)整電機(jī)供電的頻率和電壓，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以*低速度慢慢到達(dá)位置。避免因慣性對(duì)閥門(mén)造成的過(guò)調(diào)和沖撞而施加電制動(dòng)功能，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩永遠(yuǎn)都不會(huì)超過(guò)事先設(shè)定的關(guān)斷力矩。
4. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)可改善閥門(mén)的線性特性，使用較為簡(jiǎn)單的閥門(mén)，完成復(fù)雜的控制
對(duì)于復(fù)雜的控制過(guò)程，總是希望閥門(mén)的開(kāi)度與介質(zhì)的流速成比例。根據(jù)閥門(mén)的特性，內(nèi)置智能控制模塊自動(dòng)調(diào)整全行程過(guò)程中的運(yùn)行速度，將全行程運(yùn)行時(shí)間分為10檔。每一檔都以不同的速度運(yùn)行。通過(guò)參數(shù)設(shè)定來(lái)完成設(shè)置。這一功能被稱(chēng)為“行程—速度特性”，主要被用來(lái)改善閥門(mén)線性特性。
同時(shí)還具備改善閥門(mén)的流量特性，內(nèi)置智能控制模塊通過(guò)參數(shù)設(shè)定可實(shí)行線性、等比、近似快開(kāi)流量特性之間的轉(zhuǎn)換。
5. 始終掌握閥門(mén)的狀態(tài)
閥門(mén)長(zhǎng)期的磨損、物料淤積和銹蝕會(huì)造成閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活，內(nèi)置智能控制模塊內(nèi)含自診斷、自累加功能，自動(dòng)提升下限頻率提高電機(jī)輸出功率，解決閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活問(wèn)題。
6. 應(yīng)用軟件性能豐富可靠
軟件系統(tǒng)針對(duì)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥各種應(yīng)用場(chǎng)合的要求開(kāi)發(fā)。其中包括，按偏差大小變速調(diào)節(jié)；閥門(mén)上、下限限位保護(hù)；輸入信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化4~20mA，1~5V；位置反饋信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化；斷線保護(hù)；作用方式現(xiàn)場(chǎng)任意設(shè)定；分程調(diào)節(jié)；串級(jí)副環(huán)調(diào)節(jié)；聯(lián)鎖控制；斷相、過(guò)熱、過(guò)力矩、閥卡等多重保護(hù)；大流通能力、高差壓、流量特性轉(zhuǎn)換；閥芯運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程調(diào)整、看門(mén)狗、掉電保護(hù)等多項(xiàng)功能。
二應(yīng)用場(chǎng)合
智能變頻電動(dòng)執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥由于具有智能化、變頻、變速功能，許多普通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用效果不佳的地方，都取得了良好的調(diào)節(jié)效果。主要應(yīng)用的場(chǎng)合是：
1.系統(tǒng)要求控制質(zhì)量高、靜差小的場(chǎng)合。
化工、石油、冶金、輕工、建材、電力行業(yè)中、許多自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求控制精度非常高，因此要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥靈敏度高、死區(qū)小。普通的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由于沒(méi)有低速運(yùn)轉(zhuǎn)的微調(diào)功能，消除系統(tǒng)靜差只有靠調(diào)節(jié)閥在給定值附近頻繁正、反向“點(diǎn)動(dòng)”式動(dòng)作來(lái)維持系統(tǒng)靜差指標(biāo)。這樣因調(diào)節(jié)閥惰走、慣性等原因極易造成系統(tǒng)的振蕩。智能變頻調(diào)節(jié)閥在給定值附近低速運(yùn)行，通過(guò)微調(diào)作用去克服系統(tǒng)靜差，可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
2.對(duì)象時(shí)間常數(shù)小、調(diào)節(jié)閥振蕩的場(chǎng)合
對(duì)象時(shí)間常數(shù)小的壓力、流量、液位等自調(diào)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)過(guò)程中調(diào)節(jié)閥會(huì)頻繁動(dòng)作，起動(dòng)電流非常大，電機(jī)時(shí)常過(guò)熱。為解決此問(wèn)題只有加大死區(qū)，但調(diào)節(jié)質(zhì)量會(huì)變壞。智能智能變頻調(diào)節(jié)閥具有軟起動(dòng)功能，并且軟起動(dòng)時(shí)間可以調(diào)整，實(shí)際上等于給調(diào)節(jié)閥加了一個(gè)緩沖器，使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作變緩，起動(dòng)電流大大降低，因調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作給系統(tǒng)帶來(lái)的振蕩會(huì)大大減少。
3.調(diào)節(jié)閥口徑選型偏大的場(chǎng)合
調(diào)節(jié)閥口徑選型偏大會(huì)使調(diào)節(jié)閥工作區(qū)在小開(kāi)度范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)效果變壞或發(fā)生振蕩無(wú)法工作。采用智能變頻調(diào)節(jié)閥可以將調(diào)節(jié)閥運(yùn)行速度調(diào)低，并同時(shí)設(shè)定調(diào)節(jié)閥上限工作點(diǎn)、流量特性改為等比特性，一般都能較好的解決調(diào)節(jié)閥口徑選大的問(wèn)題。例如：一臺(tái)實(shí)際應(yīng)選用Dg50閥的場(chǎng)合，選了Dg80閥，結(jié)果閥在0~40%之間調(diào)節(jié)工作。現(xiàn)在將閥上限設(shè)為40%，閥*高工作速度設(shè)為60%，這樣調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程開(kāi)度達(dá)到40%后不再開(kāi)大，避免了超調(diào)。變頻閥運(yùn)動(dòng)速度也變慢微調(diào)作用加強(qiáng)，其效果就會(huì)和Dg50調(diào)節(jié)閥大致相同。
4.流量特性選錯(cuò)場(chǎng)合
調(diào)節(jié)閥流量特性現(xiàn)場(chǎng)變更很多，大部分因工藝配管造成S值偏低所至。智能變頻調(diào)節(jié)閥具有三種流量特性，通過(guò)參數(shù)設(shè)定，可以方便地改變。例如：一臺(tái)線性閥因系統(tǒng)S值<0.7應(yīng)變更為等特性的閥。這時(shí)通過(guò)參數(shù)設(shè)定，將線性流量特性變?yōu)榈劝俜直攘髁刻匦约纯伞?/font> 5.調(diào)節(jié)閥開(kāi)閉形式不易確定的場(chǎng)合
智能變頻調(diào)節(jié)閥電開(kāi)、電閉形式通過(guò)參數(shù)設(shè)定方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。工藝上需要調(diào)節(jié)閥的作用方式改變時(shí)，通過(guò)程序設(shè)定可以把電開(kāi)形式的調(diào)節(jié)閥的作用方式改變?yōu)殡婇]形式的調(diào)節(jié)閥。因此在工藝上調(diào)節(jié)閥的作用方式一時(shí)難以確定，選用智能智能變頻調(diào)節(jié)閥非常方便。另外智能變頻調(diào)節(jié)閥作用方式改變后，若需閥門(mén)的反饋信號(hào)方向也需要改變，同樣通過(guò)參數(shù)設(shè)定方法可以實(shí)現(xiàn)。
6.工藝要求調(diào)節(jié)閥運(yùn)行應(yīng)留有一定流量的場(chǎng)合
有些工藝過(guò)程要求調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程中不能存在全關(guān)閉情形，在非調(diào)節(jié)過(guò)程時(shí)要求調(diào)節(jié)閥全關(guān)閉。這時(shí)設(shè)定智能變頻調(diào)節(jié)閥下限，當(dāng)輸入信號(hào)低于下限信號(hào)后，閥位自動(dòng)停在下限，不再動(dòng)作。保證閥留有一定的流量。當(dāng)某些情況又需要關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，可利用小信號(hào)切除功能，短路CV控制信號(hào)使調(diào)節(jié)閥全部關(guān)閉。
7.高精度定位場(chǎng)合
有計(jì)量要求場(chǎng)合，通過(guò)調(diào)節(jié)閥嚴(yán)格控制管道流量。由于智能變頻調(diào)節(jié)閥的過(guò)渡過(guò)程是先慢（軟起動(dòng)）后快（急速向設(shè)定值靠攏）再慢（閥位接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)減速慢行）當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)閥運(yùn)行速度已非常緩慢，再加上電制動(dòng)功能，智能變頻調(diào)節(jié)閥具有很高的定位精度，不存在超調(diào)現(xiàn)象，因此，作為計(jì)量、加料等環(huán)節(jié)的物料控制非常有效。
8.采用分程調(diào)節(jié)的場(chǎng)合
智能變頻調(diào)節(jié)閥輸入信號(hào)在4~20mA之間可以任意設(shè)定，因此可以很方便實(shí)現(xiàn)分程調(diào)節(jié)。
9.伺服電機(jī)、制動(dòng)裝置常出現(xiàn)故障的場(chǎng)合
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電機(jī)、制動(dòng)裝置常出現(xiàn)故障的場(chǎng)合都是因?yàn)殡妱?dòng)調(diào)節(jié)閥每分鐘起、停動(dòng)作次數(shù)大于10次以上，頻繁動(dòng)作所至。這種場(chǎng)合就應(yīng)該考慮更換智能變頻調(diào)節(jié)閥，智能變頻調(diào)節(jié)閥內(nèi)有正、反向變換延時(shí)，同相二次動(dòng)作時(shí)間間隔控制，所以不會(huì)造成調(diào)節(jié)閥的頻繁振蕩、電機(jī)過(guò)熱。智能變頻調(diào)節(jié)閥內(nèi)無(wú)機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)，不會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)機(jī)械的故障。
總之調(diào)節(jié)閥選型是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中十分重要的一環(huán)，在設(shè)計(jì)選型中由于存在許多不確定因數(shù)，因此選型上經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)以上分析，采用智能變頻調(diào)節(jié)閥就會(huì)使調(diào)節(jié)閥選型相對(duì)簡(jiǎn)化許多。
三、結(jié)論：
智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥具有按偏差大小去調(diào)整閥門(mén)的啟閉速度。偏差大時(shí)，其動(dòng)作速度可為普通電動(dòng)閥門(mén)的1.5倍，動(dòng)態(tài)響應(yīng)極好。在給定值附近小偏差時(shí)，其工作速度僅為額定轉(zhuǎn)數(shù)10~20%，成倍提高執(zhí)行器控制精度，避免了超調(diào)。此外，無(wú)過(guò)載啟動(dòng)電流、無(wú)需另配伺服放大器、、接線簡(jiǎn)單、機(jī)械故障少、主回路無(wú)觸點(diǎn)輸出，控制回路電流小于10mA、每小時(shí)可起動(dòng)1500次以上、防爆等級(jí)ExdΠBT4。智能型變頻電動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)是無(wú)變速功能的電動(dòng)執(zhí)行器更新?lián)Q代產(chǎn)品。