1、瑞基电动执行机构维护调节知识培训 主讲人：刘晨钊 2013年12月28日一、执行机构的由来 二、执行机构的应用领域 三、电动执行机构的维护保养及应用执行机构，又称执行器，英文名：ACTUATORS，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，所以电动型近年来发展最快，应用面较广。电动型按不同标准又可分为：
2、组合式结构和机电一体化结构；电器控制型、电子控制型和智能控制型（带HART、FF协议）；数字型和模拟型；手动接触调试型和红外线遥控调试型等。一、执行机构的由来它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的：1 早期的工业领域，有许多的控制是手动和半自动的，在操作中人体直接接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤害，很不安全；2 设备寿命短、易损坏、维修量大； 3 采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、误差大，生产效率低下。 基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤害和设备损坏，极大的提高了
3、控制精确度和效率，同时也极大提高了生产效率。今年来随着电子元器件技术、计算机技术和控制理论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智能控制的时代。 执行机构主要应用在以下三大领域：行机构主要应用在以下三大领域： 1发电厂 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 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
4、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 二、执行机构的应用领域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： 在
5、硫矿生产中的应用 注水流量控制 球阀和碟阀控制 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 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 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 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 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 过程控制挡板的应用 空气补充 排风机旁路
7、热/冷风混和 应急关断 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 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 电动执行机构可分为直行程和角行程两大类，它是自动控制系统中不可缺少的重要设备，其主霎任务是将调节器送来的控制信号成比例的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，因而广泛用于电力、冶金、石油、化工等工业部门的自动控制领域。 近10年来，由于广泛采
8、用和吸收微电脑控制、微机械等新技术、新成果与成熟经验，使电动执行机构得到迅速发展，现在已经广泛使用“微机+随动系统结构模式的微机型电动执行机构，它由微处理器完成信号传递、调节参数切换、状态指示、控制量的输出，增强了调节系统的性能、使用及维护保养等方面的灵活性。三、电动执行机构的维护保养及应用电动执行机构的维护保养及应用1、电动执行机构的故障分析 提高电动执行机构的可靠性，就要尽可能减少和消除故障，而事实上这种故障使多种多样的，主要是由于某一元件失灵、系统中元件/组建综合因素、电气、二次回路以及外界因素引起的，有些故障通过调整的方法就可以解决，有的故障则是由于使用时间长、精度差，需要修配，更换部
9、件才能恢复其性能，也有些是由于原始设计不周，需要改进才能排除。 1.1 电动化执行机构的故障特征(1)调试阶段故障 新电动执行机构的故障问题比较复杂，其特征是设计、制造、安装及管理等诸多问题交织在一起，常见的故障有泄漏严重、速度难以调整稳定、脏物或油污使传动机构卡涩或动作失灵。某些组件漏装或装错弹簧、密封件，有些属于设计欠妥，元件选择不当，动作不平稳，定位精度差等，对待这类故障应耐心细致、慎重处理，逐一排除。 (2)运行初期和中期故障 调试后进入正常生产阶段的故障特征是少数密封件由于装配质量和材料质量问题短期内损坏而漏油，同时粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、杂质和脏物脱落导致某些元件工作不稳定
10、，通常在远行中期，系统元件/组件处于最佳运行工作状态，故障率较低。 (3)运行后期故障 电动执行机构运行一段时间后，各类元件/组件因工作频率和负载条件的差异，各易损件先后磨损超标，这个阶段的故障特征是位置反馈接触不良，定位精度差，稳定性下降，效率显著降低，故障率逐渐增加。这是应全面检查，更换失效部作、全面修复故障，否则将给运行人员带来很多不便，甚至严重影响机组的正常调节和控制。1.2 偶发性、突发性故障 这类故障在时间上表现为偶然突变，故障区域及产生原因较为明显，由非人为和人为因素造成，如位置反馈器件接触不良，刹车片磨损及“抱死”、零部件损坏、线圈烧坏、密封件失效等。 2 电动执行机构的维护保
11、养 电动执行机构主要由电机、轴承、齿轮传动系统和电于部分组成。根据美国军标MIL-HDBK-338发表的可靠性数据表明，执行器故障主要集中在电机和轴承方面，在电机故障中：绕组失效占20%，轴承失效占45%，滑环、电刷、整流子损坏占5%，其它占30%；在轴承故障中：润滑剂变质，消失占45%，污染占30%，剥蚀占5%，误调占5%，腐蚀占5%，其它占10%，可见，良好的维护管理能提高电动执行机构的可靠性和有效性。(1)加强润滑油的清洁度管理 电动执行结构的最大特点是需要使用润滑油，其粘度随油温变化。粘度过低，涡轮蜗杆及齿轮等传动部件的磨损会增大，使传动精度下降；粘度过高，动作不良。而润滑油脂的清洁度
12、管理更为困难，涡轮蜗杆及齿轮等传动部件磨损，老化产生的杂质与水分的渗入，内部涂层的脱落、锈蚀等都会影响润滑油的清洁度。(2)及时消除润滑油脂泄漏 由于电动执行机构动作频率高、速度快，难以避免受冲击，这是导致润滑油脂泄漏的一个重要原因，一旦润滑油脂泄漏，需要及时加以解决。(3) 改善电动执行机构的工作环境和使用条件 电动执行机构的可靠性和寿命与它的使用情况、所处的环境、人员知识等因素有着直接的关系。只有在维护管理上改善其工作环境与使用条件，以人为本，才可能延长使用寿命。(4)故障初期特别要加强维护 在电动执行机构的所有故障中，初期故障的比例一般都比较高。初期故障大多使由于设计、制造、安装上的初步
13、误差而引起的，这些初期故障的发现需要花费一定的功夫，解决也需要时间。因此，初期故障期间要特别加强维护管理。(5) 做好数据管理以防偶发故障 电动执行机构的偶发故障一般较难预测。为了防止偶发故障，要定期检查和保养，掌握某阶段维护资料和历史档案数据，这对于准确实施故障判断和日常维护是十分重要的。(6)提高运行维护人员的专业知识 运行维护人员专业知识的掌握程度直接影响维护管理。近年来，由于运行维护人员结构的变化，使他们对电动执行机构的知识、技术的掌握有了较大提高，然而，仍有不少运行维护人员缺乏应有的专业知识和技术，现场运行维护人员大多对电动执行机构处于“似懂非懂”的状况，这也是维护管理薄弱的环节所在。为使运行维护人员方便进行现场维护管理，在进行电动执行机构系统设计时要有超前意识，充分考虑到便于维护管理的实施，努力做到：系统要简化，简单的系统故障率低，维护管理容易；标准化程度高、互换性好、容易修复；集成化、组合化，调整、检查方便：引入故障诊断和定位、容错/纠错等新技术。在自动控制系统中，选择高质量的电动执行机构，对“寿命周期费用”是很重要的。如果电动执行机构选择不当或质量不过关，再完美的控制思路，高潮的控制策略也难以达到预想的控制效果。为此，生产、制造和选用高可靠性的产品日益受到过程控制界的重视。 谢谢！谢谢！
