[01586311]高性能阀门电动执行机构关键技术研究与工程应用

电动执行机构是对自动控制系统中最终控制单元（如阀门）的运行进行控制的一种装置。在江苏省火炬计划项目、江苏省经贸委重点技术创新项目、江苏省科技支撑（工业）重点项目等的资助下,江苏大学与常州电站辅机总厂有限公司于2004年起开展产学研合作,围绕电动执行机构的先进性能提升开展研究,开发了《SND系列智能型非侵入式（多总线）阀门电动执行机构》、《开关磁阻调速型阀门电动执行机构》等系列产品。该产品具有如下技术特点： 1)智能功能,以微处理器为控制核心的智能控制系统（采用功能强、集成度高的新型单片计算机C8051F,TMS320F28335型DSP+ EPM3032A型CPLD）作为控制器,具有数据记录和自诊断自适应功能,能查询电动执行机构的操作次数、历史上阀门转矩的最大值,能实现变速慢关、现场远控、通讯等功能。具有自动相序纠正、缺相保护、电机过热保护、过力矩保护、瞬时反转保护、双密封——双保险的全面保护系统,以保护阀门和执行机构的安全性和可靠性。 2)总线通信功能,具有多种总线（MODBUS、CAN、PROFIBUS等）通讯功能,可以实现远程控制,能够用简单的双绞线屏蔽电缆群控多达240个执行机构。 3)高可靠性,采用独创的精确绝对编码电子行程控制器来测量执行机构的行程,使阀门在全行程的任何位置为与编码值是一一对应的,即使在断电情况下也无需通过电池来记忆。采用独创的可靠推拉式电子力矩控制器,将电动执行机构的输出转矩直接转变成电信号（直接测量法）,具有较高的准确性,避免国外产品通过二次测量产生的误差。 4)非侵入式功能,采用液晶显示、红外线遥控技术和磁控开关技术,对电动执行机构进行非侵入式控制,实现免开箱调试。实现国内最高等级的防护防爆等级,防护等级符合IP68,防爆等级符合ExdibⅡCT4。 5)调速功能,采用开关磁阻电机作为电动执行机构的作动单元,对光码盘进行了优化设计,将开关磁阻电机的位置检测和阀门开度的检测进行一体化设计,实现了启动转矩大、调速范围宽、控制性能好的优异性能。 6)容错功能,利用开关磁阻电机驱动系统的冗余特性,实现了阀门电动执行机构缺相运行的容错功能,使之适合高控制性能、高可靠性要求的应用场合。 该项目取得的成果具有显著的创新性和重要的实用价值,整体技术达到国际先进水平,在启动特性和容错性能方面达到国际领先水平。