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電動執行器說明
電動執行器說明
電動執行器又称(cheng)阀門(men)電動裝置，它是在不同(tong)行業领域的称(cheng)谓，在工業管道阀門行業(ye)称(cheng)之為阀門電動裝置，在儀表行業称之為電動(dong)執行器，但(dan)現在業内(nei)已没有很明確的區分。阀門在工業管路控製中是經常使用的(de)重要(yao)設備，電動阀門随着工業自(zi)動化的(de)发展，因(yin)其動力源容易取(qu)得，且一般情况下无需維護的優點，比起氣動、液動等不同驅(qu)動
方式的設備使(shi)用更為普遍。在工業場合電動阀門必需具有更高的性(xing)和安(an)全性，当阀門(men)能保證性能和寿命(ming)的情况下，電動阀門的安(an)全性與性取(qu)決於電動執行器，因此電(dian)動(dong)執行器的性能、控製水平是電動阀門整機技術(shu)水平的綜合表現(xian)。所以在(zai)電動執行器選型時除必需考虑的(de)一些基本要素外，對其提出合理的技術要求才能使電動阀門(men)价值實現化。
電動執行器的類型很多(duo)，不同類型和功能的電動執行器與阀門(men)配套后都可称之為電動阀門(men)，但往往(wang)在設計、選型(xing)的過程中只(zhi)重視阀門的參数忽略或没有明確電動執行
器(qi)的相關(guan)要求，这樣(yang)不仅使電動阀門发挥不出(chu)的性能，而且在安裝、調試、使(shi)用過程中也會带來不必要的麻烦，甚至給生產(chan)造成嚴重的后果。
電動執行(xing)器選型考虑的要點進行說(shuo)明，並對目前智(zhi)能電動執行器的相關功能做簡單(dan)介紹，它將是当今(jin)乃至將來工業自動化控製发展(zhan)所需的主流產品。
一、根據阀門類型選擇電動執行器
阀門的種類相当多，工作原理也不(bu)太一樣，一般以轉(zhuan)動(dong)阀板角度、升降阀板等方(fang)式來實現启闭(bi)控製，当與電動執行器配(pei)套時首先應根據阀門的(de)類型選擇電動執行器。
1、角行程電動執行(xing)器(qi)（轉角<360度）
電(dian)動執行器輸出(chu)轴的轉動小於一周，即小於360度，通常為90度就實現阀門的启(qi)闭過程控製。此(ci)類電動執行器(qi)根據安裝接口方式的不同又分為直(zhi)连式、底座曲柄式兩種。
a、直连式：是指電動執行器輸出轴與阀杆直连安裝的形式。
b、底座曲柄式：是指輸出轴通過曲(qu)柄與阀杆连接的形式(shi)。此類電動執行器適用(yong)於蝶(die)阀、球(qiu)阀、旋塞阀等。
2、多回轉電動執行器（轉角>360度）電(dian)動(dong)執行器輸出轴的轉動大於一周，即大於360度，一般需多圈才能實現阀門的启闭(bi)過程(cheng)控製。此類電動執行器適用於闸阀(fa)、截止阀等。
3、直行程（直線運動）
電動執行器輸出(chu)轴的運動為直線運動式，不是轉動形式。此(ci)類(lei)電動執行器適用於單座調節阀、雙(shuang)座調節阀等。
二、根據生產工藝控製要求確(que)定電(dian)動執行器的控製模式
電動執行器(qi)的控製模式一般分為開(kai)關型（開環控製）和調節型(xing)（闭環控製(zhi)）兩大類(lei)。
1．開關型（開環控製）
開關型(xing)電動(dong)執行器一般實現對阀門的開或關控製，阀門要麼處於全(quan)開位置，要麼處於全關位置(zhi)，此類阀門不需對介(jie)質流量進行控(kong)製。特別值得一提的(de)是開關型電動執行器因結構形式(shi)的不同還可分為分體結構和結構。選型時必需對此(ci)做出說(shuo)明，不然經常會发生在現(xian)場安裝(zhuang)時與控製系統冲突等不匹配現像。
a)分體結構（通(tong)常(chang)称為普通型）：控製單元與(yu)電動執行器分离，電動執行器不能(neng)單独實現對阀門的(de)控製，必需外加控製單元才能實現控製，一般外(wai)部采用控製器(qi)或控製柜形式進行配套。
此結構的缺點是不便於系統整體(ti)安裝，增加接線及安裝費(fei)用，且容易出現(xian)故障，当故障发生時不便於诊断和(he)維(wei)修，性价比(bi)不理想。
b)結構（通常称為整體型）：控(kong)製單元與電動執行(xing)器封裝成一體，无(wu)需(xu)外配控製單元即可現實就地操作，远程只需輸出相關控製信息就(jiu)可對其(qi)進行操作。
此結構的優點是方便系統整體安裝，减少接線及安裝費用，容易诊断並(bing)排除故障(zhang)。但傳統的結構(gou)產品也有很多不(bu)的地方，所(suo)以產生了智(zhi)能電動執行器，關於智能(neng)電動執行器后面(mian)將再做說明。
2．調節型（闭環控製）
調(diao)節型電動執行器不仅(jin)具有開關型結構的功能，它還能(neng)對阀門進行控製，从而調節介(jie)質流量。因篇幅有限其工作(zuo)原理在此不作详細說明。下面(mian)就調節型電動執行器選型(xing)時需注明的參数做簡要說明。
a)控(kong)製信號類型（電流、電(dian)壓）
調節型電動執行器控製信號(hao)一般有電流信號(4～20mA、0～10mA)或電壓信號(0～5V、1～5V)，選型時需(xu)明確其控製信號類(lei)型及參数。
b)工作形式(shi)（電開型、電關型）
調節型電動執行(xing)器(qi)工作方式一般為電開型（以4～20mA的控(kong)製為例，電(dian)開型是指4mA信號對應的是阀關，20mA對應的是阀開），另(ling)一種(zhong)為電關型（以 4-20mA的控(kong)製為例，電(dian)開型是指4mA信號對應的是阀開，20mA對應的是(shi)阀關）。一般情况下選型需明確工作形式，很多產品在出廠后並不(bu)能進行修改，
奥美阀控生產的智能型電動執行器可(ke)以通過現場(chang)設定随時修改。
c)失信號保護
失信號保護是指因線路等故障造成控製信號丢失時，電動執行器將控製阀門启(qi)闭到設定的保護值，常见的保護值為(wei)全開、全關、保(bao)持原位三種情况，且出廠后(hou)不易修
改。奥美阀控生產的智能電動執行器可(ke)以通過現場設定進行灵活修改(gai)，並可設定任(ren)意位置（0~100%）為保護值。
三、根據(ju)阀門所需的扭力確定(ding)電動執行器的輸出扭力
阀門启闭所需的扭力決定着電動執行器選擇(ze)多大(da)的輸出扭力，一般由使用者(zhe)提出或(huo)阀門廠家自行選配，做為執行器廠家(jia)只對執行器的輸出扭力负(fu)責，阀門正常启闭所(suo)
需的(de)扭力(li)由阀門口径大小、工作壓力等因(yin)素決定，但因阀門廠(chang)家加(jia)工精度、裝配工藝有所(suo)區(qu)別，所以不同廠家生產的同規格阀門所(suo)需扭力也有所區(qu)別，即使是同個阀 門廠家生產的同(tong)規格阀門(men)扭力也有所差別，当選型(xing)時執行器的扭力選擇太小就會造成无法正常启闭(bi)阀門，因此電動執行器必需選擇(ze)一個合理的扭力範围。
四、根據所選電動執行器確定電氣參数
因不同執行器廠家的電氣參数有(you)所差(cha)別，所以設計選型時一般都需確定其電氣參(can)数(shu)，主(zhu)要有電機功率(lv)、额定(ding)電流、二(er)次控製回路電壓等，往往在这方面的疏忽，結果控製系統與電動執(zhi)行器參数不匹配造(zao)成工作時空開跳闸、保(bao)险丝熔断、熱過载繼電器保護起跳等故障(zhang)現像。
五、根據(ju)使用場合選擇外壳防護等(deng)級、防爆等(deng)級(ji)
1．外壳防護等級
外壳防(fang)護等級是指電動(dong)執行器的壳體防外物、防(fang)水等級，以字母IP后加兩位数表示，位由1～6表示防外(wai)物(wu)等級（见表(biao)一），第二位由(you)1～8表示防水等級（见表二）。
表一、位数(shu)字代表的防外物等級
数字防護等級簡要說明型號含義
0 、无防(fang)護 省略不標该防護特征時，无專門的防護。
1 、防護直径＞50mm的固體(ti)
能防止(zhi)直径超過50mm的固體(ti)异物進入壳(ke)體内，人體某一大(da)面积部(bu)分如手(但對有意识的接触並无防護)。
2、 防護直径＞12.5mm的固體(ti)
能(neng)防止手指或(huo)類似物，直径超過(guo)12mm长度不超過80mm的固體(ti)异物進入壳(ke)體内。
3 、防護直径＞2.5mm的固體(ti)
能(neng)防止直径大於2.5mm的工具、電線等异(yi)物進入壳體内(nei)。
4 、防護直径＞1.0mm的固體(ti)
能(neng)防止直径大於1mm的固體(ti)异物進入壳(ke)體内。
5 、防尘 不能完全防止尘埃進入壳體内，但進(jin)入量不足達到妨碍設備正常運行(xing)。
6 、尘密 无尘埃進入
表二、第二位数字代表的防水等級
数字防護等級簡要說明定義
0、无防護省略不標该防護特征時，无專門的防護。
1、 防滴 垂直滴水无(wu)有害影(ying)響。
2 、15°防滴設備與垂直線成15°角(jiao)以内時，垂直滴水无(wu)有害影(ying)響。
3、 防淋水與垂直線成60°以内的淋(lin)水无有(you)害影響。
4、 防溅水方向溅水(shui)无有害影響。
5、 防喷水方向冲水无(wu)有害影響(xiang)。
6 、防海浪(lang)猛烈海浪或強烈喷水時進入外壳水量不(bu)至於達到有害影響。
7、 防浸(jin)水浸入在規(gui)定壓力的水中經規定的時間后，進入(ru)外壳水量(liang)不至於達到有害影響。
8 、防(fang)潜水 能按製造廠(chang)規定的条件长期潜水，其技術条件由製(zhi)造廠規定。
2．防爆等級
在可能出現性氣體(ti)、蒸汽、液體、可燃性粉尘(chen)等而引起火災或危险(xian)的場所時，必需對電動執行器(qi)提出防爆要(yao)求，根據不同的應(ying)用區域選擇防爆形(xing)式和類別。防(fang)爆等級可通過防爆標志(zhi)EX及防(fang)爆内容來表示(shi)（參考(kao)《性環境用防(fang)爆電氣設備》GB3836－2000）。
防爆標(biao)志内容(rong)包括：防爆(bao)型式+設備類別+（氣體組別）+温度組別防爆型式：根(gen)據所采取(qu)的防爆措施，可分為本質安全型、隔(ge)爆型(xing)、增安型、正(zheng)壓(ya)型、浇封型(xing)、充砂型等。它們的標(biao)识(shi)如下表三。
表三、防爆形式及標志
防爆(bao)型式 防爆型式標志 防爆(bao)型式 防爆型式標志本質(zhi)安全(quan)型 Exi 隔爆型 Exd充砂型 E x q 增安型 Exe浇封型 E x m 正壓型 Exp
b)設備類別：
表四、設備類別
I 類 煤矿井下用電氣設備。
II 類 除煤矿外的其他性氣體環(huan)境用電氣設備。
II類隔爆型“Exd”和本質安全型“Exi”電氣設備按其適用(yong)於性氣體混合物的(de)試驗安全間隙或點燃電流比，進一步分為又(you)分(fen)為IIA、
IIB、和IIC類,其它們之間的關(guan)系如下表五：
表五、氣體組別
氣體(ti)組(zu)別 試驗安(an)全間隙MESG (mm) 點燃電流比MICR
IIA MESG≥0.9 MICR＞0.8
IIB 0.9＞MESG＞0.5 0.8≥ MICR≥0.45
IIC 0.5≥MESG 0.4 5＞MICR
c)温度類別：
電氣設備按其表面温度分為T1～T6組，使得對應的T1～T6組的電氣設備的表(biao)面温度(du)不能超過對應的温度組別的允許值。温度組別、設備表面温度和可燃(ran)性氣體或蒸汽的引燃温度之間的關(guan)系如下表六：
表六、温度組別
温度級(ji)別 設(she)備的表面温度T 可燃性物質的點燃温(wen)度
T1 450℃ T>450℃
T2 300℃ 450℃≥T＞300℃
T3 200℃ 300℃≥T＞200℃
T4 135℃ 200℃≥T＞135℃
T5 100℃ 135℃≥T＞100℃
T6 85℃ 1 00℃≥T＞85℃
（二）智能(neng)電動執行器是当今乃至將來发(fa)展的主流
考虑以上所述的五大因素(su)電動執行器基本能够比较(jiao)理想選型，但(dan)随着工業自動化的不断发展，特別是計(ji)算機速度的飞速发展，傳統電(dian)動(dong)執行器的弊端及无法實現的功
能也随之表露出來，一種安全(quan)、稳定、、界面友(you)好、智能化的電動執(zhi)行器才能與自控系統相適(shi)應。那麼(me)智能電動執行器有哪些優點呢?它又能解決傳統產(chan)品的哪
些弊端呢？下(xia)面针對380V電源驅動的智(zhi)能電動執行器的優點做簡單介紹。
一、豐富的信息顯示(shi)及人性化的人機對話界面
傳統的電(dian)動執行器一般不具備太(tai)多的信息提示，所以在(zai)現場很难知道電動阀門的運行情况，特別是当出(chu)現故障時不容易(yi)诊断並排除故障。智能(neng)型電動執行器解決了这
個問題，他將電動執行器的(de)運行進行檢測並將信息通過液晶顯示屏(ping)顯示，这樣就减少了很多人為(wei)诊断過程，並能及時排除(chu)故障恢复生產。特別(bie)值得一提(ti)的是很多產品 往往是代(dai)碼或英(ying)文，不便於現場工作(zuo)理解操作，真正的人(ren)性化(hua)人機對話界面應该是全中文字顯示，奥美阀控生產(chan)的智能電動(dong)執行器就是全中文字菜單顯示。
二、可組態的多組信號輸(shu)出
電動執行器(qi)信號輸出的多少是執行器對其自身及阀門運行状態监視程度高低的(de)體現之一，傳(chuan)統電動執行器一般是以機械微動開關触點輸出(chu)，輸出點数有限，且以固(gu)定 形式及固定的信息定(ding)義輸出，在選型(xing)如没明確(que)要求，產品一但出廠很难(nan)再做更改，这樣不便於使(shi)用(yong)的灵活性，也不能適(shi)應強大的系(xi)統控製要求。智能電(dian)動執行(xing)器必需 能(neng)有更多的信號(hao)輸出點数(shu)，且對(dui)應信息定義可灵活(huo)組態。
三、解決相序問題
三相電機存在着相序(xu)問題(ti)，当三相電源相序错误，控製開阀(fa)、關(guan)阀時與阀門的實际轉向(xiang)相反，失控(kong)將造成電動執行器、阀門嚴重损(sun)坏。所以初次安裝調試時必需手(shou)動
進行相序纠错(cuo)，否則损坏將不(bu)可(ke)避免，但往往現場接(jie)線與調(diao)試是不同人員，常常发生没(mei)有相序纠错(cuo)而使設備损坏的現像。而智(zhi)能電動執行器可以不必考虑相序問題(ti)， 内部電路檢測接入交流電(dian)源的相序(xu)，通過逻輯(ji)運算實現自動纠(jiu)错，不管怎麼接都能按(an)正確的轉向(xiang)工作。
四、電源缺相保護
三相電機一但缺相(xiang)將會使電機损坏(huai)，傳統電動執行器一般不(bu)具備缺相(xiang)保護。智能電動執(zhi)行器對三相電源進行檢測(ce)，能(neng)在缺相的時候及時進(jin)行保護。需要注意
的一個事實(shi)是，絕大多数的電機缺相是在電(dian)機運行時(shi)发生的，而一般的缺相檢測只能檢測電機静態下(xia)的(de)缺相。奥美阀控生產的(de)智能電動執行(xing)器能在動、静態下實時檢 測缺相是否(fou)存在(zai)，一但缺(que)相发生將及時(shi)進行保護，通過屏(ping)幕(mu)顯示，发出報(bao)警信號。
五、自诊断功能
電動執行器(qi)不管運行與否，一但被接通電源時(shi)就必需能自(zi)行诊断檢測，当(dang)诊断出故障(zhang)時操作將被禁止，並(bing)通過液晶顯示屏顯示各故障報(bao)警信息，並(bing)將信號輸出給控製(zhi)
系統，这樣(yang)對設備的安全、不只增加了一層保险，也縮短排除故障的時間(jian)，使故障诊(zhen)断實(shi)現智能化，这是傳統產品所不具備的功能。
六、可修改的參数設定
傳統電動執(zhi)行器一般(ban)出廠后參数是不可改的，智能型電(dian)動執行器改變了这種(zhong)局限性，它通過(guo)内部程(cheng)序實現設定，可随時進行參数的修改，不管是初裝還(hai)是使用過程中都可進(jin)行修改，使(shi)得設備(bei)发挥其強大的灵活性。
七、非侵入隔离密封
傳統電動執行(xing)器現場操作按钮(niu)（或旋钮）一般采用惯通轴，所以密(mi)封性能较差，智(zhi)能型電動執行器(qi)一般采用非侵入式設計，操作按键與(yu)内部電路完全(quan)隔离，使得密封問題(ti)得到的解決。實現(xian)了免開盖設定、操(cao)作(zuo)、查詢。
八、現場总線控製
当一個工廠使(shi)用更多的電動阀門時，如何更(geng)好的實現集中控(kong)製並與自動化控製系統相適應，总線技術解決了这個問(wen)題，当電動(dong)執行器與上位機現實总線控(kong)製時，可(ke)以
不(bu)必(bi)再采用傳統的多電缆控製方式。智能電動執行器采用標準接口（RS485、RS232）進行通訊，並將信號與處理器(qi)電(dian)路光電隔离，了電動執行器的安
全運行。電動執行器實現总線控製方便用戶(hu)利用計算機(ji)、組態(tai)软件和I/O模块來(lai)構建經濟的(de)控製系統。關於(yu)智能電動執行器的功能還很多，因篇幅有限这里(li)只簡單介(jie)紹以上几點。
電動執行器因其采用電力驅動(dong)的優點，並能(neng)現實其他驅動裝置所不能實現的控製功能，廣泛應用於(yu)石油(you)、化工、水電(dian)、船舶(bo)、鋼鐵、冶金(jin)、能源、轻紡、食品、医药、城市給排(pai)水(shui)等工業领域。
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