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电动执行机构在舰船的应用与发展 调节阀技术 2011-03-18 09:21:31 阅读11 评论0 ??字号：大中小?订阅 ? 电动执行机构作为过程控制系统的重要执行单元接受标准信号（模拟量或数字量），并将此信号转变成对应的机械位移，从而操纵调节阀、风门、挡板等以此完成自动控制任务，执行机构对控制系统的调节性能和可靠性有着重要影响。 电动执行机构与气动和液动执行机构相比有以下优势： 1）电动执行机构的灵敏度、运行时间等较气动和液动执行机构调整方便，且容易掌握； 2）电动执行机构位置反馈指示明确； 3）以电源为动力，无需增加气源和空气净化设备，一旦失电，执行机构使调节阀等保持原来位置，可方便地转为手操； 4）电信号可以远距离传输，电缆比气、液管路安装方便且容易检查； 5）随着电子技术的提高和计算机技术的普及应用，电动执行机构发展更为快速。 近20年，随着工业控制技术的提高，船舶动力装置的过程控制系统在不断发展、完善，机械调节或就地手操已陆续改为电气控制或电液控制，原气动或液动执行机构已由电动执行机构替代。本文结合长期工程应用及观察经验，总结了电动执行机构在船舶过程控制系统中的应用，并展望了船舶应用电动执行机构未来的发展方向。 1、船舶应用选型要点 1）根据阀门种类合理选择电动执行机构。角行程电动执行机构：执行机构输出轴转动带动阀门启闭，适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等；直行程电动执行机构：输出轴的运动为直线运动式，适用于单座调节阀、双座调节阀等。 2）选择外壳防护等级、防爆等级。与陆地使用相比，舰船上电动执行机构的布置位置差，使用环境条件恶劣，易受到潮湿、盐雾、震动等的影响；同时，由于空间狭小，检修困难，故要求电动执行机构具有更高的可靠性，能够在船舶复杂条件下长期正常工作。 3）根据阀门所需确定电动执行机构的输出扭力，以确定其它规格。 4）所选电动执行机构的电气参数应与控制系统要求相匹配，根据现有应用条件和使用环境，船舶过程控制系统选用的基本为带伺服反馈、闭环控制的电动执行机构。 2、基本技术性能指标 舰船电动执行机构应满足如下的基本技术性能： 1）输入控制信号：4 mA~20 mA DC或1 V~5 V DC。 2）有阀位上、下限位开关量输出信号。 3）死区可调，范围：0.3%~3%。 4）阀位反馈输出信号：4 mA~20 mA。 5）行程及运行时间可调。 6）负载能力：不小于500Ω。 7）基本误差≤±1%。 3、电动执行机构在船舶中的应用 3.1国产电动执行机构的应用 电动执行机构一直是我国控制系统中的薄弱环节。20世纪80年代我国自行设计生产的DDZ-、型电动执行机构占市场主导地位，最早应用于船舶的电动执行机构是DKZ-1100型，用于某水位控制系统。由于其为陆用产品，使用过程中出现过一些故障，但因其工作原理简单，维修也比较方便，所以该系统能一直维持正常运行。 主要不足有以下几点： 1）材料耐腐蚀性能不佳，在恶劣环境条件下，紧固件及阀杆等比较容易锈蚀； 2）外壳密封性能差，绝缘等级低； 3）零点调试时常出现假零点现象； 4）反馈部件为差动变压器，其铁芯与连杆由弹簧衔接进而带动阀杆，在振动环境下弹簧易脱落； 5）限位开关在振动环境下易偏脱原位置，从而使电机发生堵转现象。 20世纪90年代开始，国内电动执行机构生产厂家逐步引进国外技术。有的是全套进口执行机构器件，国内组装，生产技术进行国产化；有的进口主要器件和壳体，国内组装。但有些引进的是技术仿制产品，所用材料、工艺水平等不过关，而与进口原装产品有一定的差别。 3.2进口电动执行机构在船舶中的应用 20世纪90年代中期，船舶过程控制系统中曾选用过是美国里米托克公司的执行机构，通过试验发现其存在惰走现象、调节精度低等问题。英国ROTORK公司原装进口的IQM和AQ系列是目前舰船过程控制系统中应用比较多的产品。其中IQM系列为智能型电动执行机构，用于直行程阀门控制，主要优点： 1）采用IQ红外遥控器设定内部参数，无需打开机壳，提高了设备安全运行性； 2）保护功能齐全； 3）位置反馈是利用霍尔效应原理，优于差动变压器位置反馈原理，提高了精度； 4）绝缘等级及防护等级较高，可达IP68，电气性能稳定，可靠性较高。 AQ系列产品是非智能型设备，用于角行程阀门控制，电气参数调整需开盖手动设置，现场调试没有IQ方便，位置反馈为高塑电位器，可靠性也较高，目前ROTORK公司已不生产AQ系列，取而代之的是智能型的IQT系列。投入使用近10年的IQM、AQ系列也有过一些故障现象，其主要问题是： 1）两种系列的执行机构均存在体积过大问题，使在舰船上狭窄的空间里如何合理布置执行机构成为一个难题； 2）AQ执行机构因操作频繁使主控板故障、接触器开关失控现象时有发生； 3）IQM系列执行机构出现