[信息与通信]定位器和调节阀.doc

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1、工业用调节阀上的电气定位器当其输入电流为4mA.8mA.12mA.16mA.20mA时对应输出气压是多少？阀门对应开度又各为多少？ 4mA时输出气压为0.08MP，阀门开度为0%；8mA输出气压为0.12MP，阀门开度为25%；12mA时输出气压0.16MP，阀门开度为50%；16mA时输出气压为0.20MP，阀门开度为75%；20mA时输出气压为0.24MP，阀门开度为100%。一、前言电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀.一、前言电气阀

2、门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀.一、前言电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功

3、能有了一个大的飞跃。二、智能电气阀门定位器与传统定位器的对比2.1传统电气阀门定位器的工作原理电气阀门定位器经过几十年的发展，各公司产品虽不尽相同，但基本原理大致相似，下面画简图进行说明。其基本结构见图1:反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变

4、化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。2.2智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPATTPS2系列智能电

5、气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPARTPS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示:其具体工作原理如下:由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，输出气源压力P1增大，执行机构气室压力增加是阀门开度增加，减小二者偏差;如设定信号小于阀位反馈则排气压电阀V-2打开，通过消音器排气减小输出气源压力P1，执行机构气室压力减小是阀门开度

6、减小，二者偏差减小。正是通过CPU控制压电阀来调节输出气源压力的大小使输入信号与阀位达到新的平衡。2.3智能电气阀门定位器对输出气源压力调节的新颖之处1)输出压力调节采用PID脉宽调制(PWM)技术，迅速准确。由于CPU对压电阀的控制采用一个五步开关程序来控制，可以精确、快速地控制输出气源压力增减。其控制算法一般采用数字PID调节方式，CPU根据输入信号与阀位产生偏差的大小和方向进行PID计算，输出一个PWM脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作。由于脉冲的宽度对应于定位器输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出P1。当偏差较大时，定位器输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变

7、P1的大小，当偏差较小时，定位器输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改变P1的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。2)新型压电阀器件的采用，保证了控制的高精度。压电阀的主导元件是一个压电柔韧开关阀，也称作硅微控制阀，由于其质量小，开关惯性非常小，可以执行很高的开关频率，因而作为一个高频率的脉冲阀，对输出气路压力P1进行控制，驱动执行机构，可以达到很高的阀门定位精度。3)阀位反馈元件定位精度高，寿命长。阀位反馈元件是一个结构简单、高精度、高可靠性的导电塑料电位器，将执行机构的直线或转角位移转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并且可以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量

8、特性曲线的定位。2.4智能定位器的特点由于新型控制元件如导电塑料和压电阀的使用，可以使阀门定位达到很高精度，由于微处理的使用，可以使定位器的调校以及适用范围有大的改善。主要特点是:1)安装简易;可以进行自动调校。组态简便、灵活，可以非常方便的设定阀门正反作用，流量特性，行程限定或分程操作等功能。2)定位器的耗气量极小。传统定位器的喷嘴、挡板系统是连续耗气型元件。由于智能定位器采用脉冲压电阀替代了传统定位器的喷嘴、挡板系统,而且五步脉冲压电阀控制方式可实现阀门的快速、精确定位。智能定位器只有在减小输出压力时，才向外排气，因此在大部分时间内处于非耗气状态，其总耗气量为20L/h，相对于传统定位器来

9、说可以忽略不计。3)具有智能通讯和现场显示功能，便于维修人员对定位器工作情况进行检查维修。4)定位器与阀门可以采用分离式安装方式。因为智能定位器的位置反馈元件是电位器，即阀位信息是用电信号传递的，并且可以在CPU中对阀门的特征进行现场整定。因此采用行程位置检测装置外置的方法，将阀位反馈组件与定位器本身分离安装。将行程位置检测装置在执行机构上，定位器安装在离执行器一定距离的地方，如图3所示:这样就大大扩展了定位器的使用范围，例如可以适用于大型风门、闸门等非标准结构的执行机构以及超大行程结构的执行机构中(已经有大量此类应用)。正是与智能电气阀门定位器的结合，大大提高了此类装置的控制定位精度。5)行

10、程检测装置还可以采用非接触式位置传感器，用于恶劣现场。如应用在强振动、高低温及核辐射区环境中的阀门上，避免了不良环境对定位器的影响，保证定位器的可靠使用和寿命。6)具有丰富的自诊断功能。不仅可以对定位器本身的工作情况进行故障自诊断，还可对调节阀和执行机构的性能进行定量测量和诊断。如阀门行程的变化检测，对阀门极限位置变化的测量，可诊断阀门的磨损情况;对阀门定位时间的测量可以诊断定位周期是否合适，是否会引起震荡;还可以对气动执行机构的密封情况等进行诊断，从而为阀门的维修提供科学依据。7)可以非常方便的进行安全检测测试与试动作，尤其在对阀门的可靠动作要求非常高的安全仪表系统中，可以在线验证SIS安全

11、仪表系统的阀门执行的安全有效性，见参考文献2。三、实际使用中应注意的问题虽然智能定位器使用简单，功能强大，但在工程应用中还是应注意一些问题，以使其可靠的工作，发挥出更好的控制作用，延长其使用寿命。3.1定位器2/4线接线方式的选择由于智能阀门定位器的输入阻抗较高，而且随输入电流的增加而增大。例如西门子SPRARTPS2系列定位器作为2线制仪表使用时其输入阻抗为415欧姆，如带HART协议型则输入阻抗更大，为440欧姆左右,因此对调节信号的带负载能力有较高的要求。而通常情况下,数字调节仪表的输出带负荷能力小于300欧姆，因此在选用智能电气阀门定位器时一定要核对调节器输出控制信号的带负载能力，应大

12、于500欧姆，才能保证大开度时定位器的正常工作。笔者曾在某DCS系统的输出回路中直接驱动SPRARTPS2型智能电气阀门定位器，最大只能驱动18mA的电流，即只能满足87.5%以内的行程开度。并且在通讯情况下，其最大电流会进一步降低，严重影响大开度时的定位要求。鉴于此，对于调节器输出控制信号带负载能力不够的情况，应考虑以下解决方案:1)在输入信号回路中设置信号隔离器件，增加控制信号的带负载能力。即选用带负载能力高的中间隔离驱动器件，器件带载能力应大于500欧姆。如果现场是防爆场所则可选用带负载能力高的隔离式安全栅，如MTL3000系列隔离安全栅，见图4所示:2)采用4线制连接方式，减小智能定位

13、器输入信号回路的输入阻抗，如图5所示的接线方式，由于增加了电源供电回路，因此智能定位器信号回路的输入阻抗会大大减小，约250欧姆左右，符合大多数调节器输出回路的负载要求。3.2合理设置定位器的动作死区一般智能定位器的动作死区设置范围为0.1l0.0%之间。死区设置越小，定位精度越高，但相应的压电阀及反馈连杆等运动部件的动作越频繁，有时甚至会引起阀门震荡，增大机械磨损，影响定位器和阀门的寿命，故定位器的死区设置不宜过小，应结合具体工艺控制精度要求进行设置，一般不小于0.5%。3.3合理设置控制周期应结合调节器和被调节对象的特性来合理设置控制系统的控制周期。一般的智能定位器本身的控制响应时间为1.

14、5s，因此调节器输出改变周期设置在1.0s左右比较合适。3.4智能定位器流量特性的选择智能定位器均具有流量特性选择设定功能。但在实际使用中，要根据所配阀门的流量特性与工艺具体要求来合理确定。一般定位器所配用阀门的流量特性是由阀芯的加工特性决定的。阀芯有直线、等百分比、快开等流量特性，如果工艺要求与此相符，则智能定位器的输出特性应选择为线性输出，这样就能保证整体阀门流量特性与原设计要求相符。当实际使用中，阀芯如有流量特性不能适合工艺要求时，则可以通过阀门定位器输出特性的改变来改变阀门的整体流量特性。如:可以修改智能定位器为等百分比输出，将具有线性阀芯的阀门变为等百分比流量特性的阀门来使用;或修改

15、智能定位器为反向等百分比输出，可将等百分比阀芯的阀门调整为线性流量特性的阀门来使用。3.5防爆环境中的应用在防爆环境中应选用本安或隔爆型智能定位器。而且应在接线时注意智能定位器输入阻抗与安全关联设备的带负载能力的匹配问题。如构成本质安全回路，最好选用带附载能力大于500欧姆以上的输出型隔离栅，如果采用齐纳安全栅则应采用4线制连接方式，降低定位器信号回路的输入阻抗。如选用隔爆型智能定位器，其现场安装方式则应符合隔爆电气设备的安装规范要求。3.6恶劣现场条件下的应用在一些恶劣现场工况环境中，如过高、过低的环境温度，阀门或管道存在强烈的震动，以及现场环境存在强烈辐射、强电磁干扰，智能阀门定位器安装在

16、阀门上是不能很好工作的，寿命也会大大降低。此时可以将阀位传感器与智能定位器进行分离式安装。将阀位传感器(一般为线性电阻传感器等简单元件)安装在阀门上,智能定位器本身可单独安装在距阀门一定距离的,工况环境较好的地方，如图3中所示。阀位传感器与智能定位器通过电缆进行连接，智能定位器的气动输出通过气动连接管与执行机构连接，即可实现阀门的可靠定位控制。电缆连接应采用屏蔽电缆，并在智能定位器中使用EMC滤波器来抑制恶劣环境产生的干扰因素。四、总结由于CPU和新型器件的采用，智能电气阀门定位器的性能与传统阀门定位器相比有了一个大的飞跃。智能电气阀门定位器的定位精度更高，适用范围更广，而且使用更加简便和可靠

17、。但是在具体的应用中还要从符合安全要求、更好的控制效果、与调节回路的匹配、适应特殊环境要求、延长使用寿命等方面合理选择定位器的类型，并进行其功能参数设置和调校。此主题相关图片如下，点击图片看大图：此主题相关图片如下，点击图片看大图：此主题相关图片如下，点击图片看大图：此主题相关图片如下，点击图片看大图：此主题相关图片如下，点击图片看大图：一、基础1、什么是交流电机变频调速技术？交流三相电动机由于不存在换向片以及结构简单、工作可靠，目前装机容量上占有绝对优势。交流电机变频调速技术是近十年伴随着功率半导体器件的出现，微电子技术，计算机技术的发展而形成的科技含量高的电机电气传动控制技术。它具有调速和

18、节能两大优势。它使交流电机的调速功能已完全达到了直流电机调速的性能。交流电机变频调速原理是：交流三相异步电机的工作转数与供电的工作频率有如下关系：n=60f(1-s)/pn：电机实际转数f：电机供电的工作频率p：电机的极数s：转差率可见当电机的级数p固定时，若能改变供电的频率f就可以使电机转数n随频率f变化。变频器是一种将电源频率改变和电机控制为一体的装置。目前采用的变频器通过交�直�交原理，将供电电源50Hz的交流电经过该装置后变成0400Hz的交流电，用来作为供给三相异步电机工作所需的电源，达到调节电机转速的目的。例如在50HZ电源工作的四极电机转速1500转/分，用40HZ电

19、源供电，电机转速下降20%为1200转，而且能量消耗还下降近50%，具有明显的节点效果。变频器输入电源有单相交流电和三相交流电之分。但其输出均为对称相差1200的三相交流电。调节变频器输出电源频率方式有手动和自动两种。手动是人工在变频器面板上进行。自动则是通过420mA（05V或010V）标准信号来控制。换句话讲，改变电机的转数，只需改变输入到变频器的控制信号大小就可以了。变频器除有调速作用位外，由于它的输出电压随频率增加而增加，因此控制电机起动电流低具有软起动功能。另外，在电机停止瞬间还可向电机注入直流电进行能耗制动，具有电制动功能。2、什么是变频调速电动执行器?变频调速电动执行器用变频器来

20、控制电动执行器工作。变频电动执行器由变频器、伺服电机、减速器、位置反馈发送器构成。由于变频器具有调速、软起动、制动等功能，它除可以使伺服电动机工作在变频调速状态外，它还通过软起动方式，降低伺服电机起动电流，减少对电网和本身机械结构的起动冲击。通过电制动方式，可有效产生能耗制动，降低伺服电机惰走惯性，大大提高定位精度。变频式电动执行器是目前应用的两位式开关型电动执行器的更新换代产品。它利用数字化变频技术对传统的电动执行器进行改造，使电动执行器在开、关工作过程中，按工艺条件选择合适转速，或可以按照预定的程序变速运行。另外，利用变频器软起动功能，降低伺服电机起动电流对机械结构的起动冲击，这对电动执行

21、器本身安全运行十分有益的。3、变频执行器为什么要用三相电机？三相交流异步电机是价格性能比最高的一种电力拖动设备。交流电机结构简单不存在换向问题、尤其是三相交流异步电机起动电路简单，倒相容易，过载能力高、可靠性强，应用十分广泛。由于变频器都按照控制三相交流异步电机制作，因此变频执行器必须采用三相交流异步电机作为伺服电机使用。4、电动执行器采用变频调速技术后又何好处？电动执行器采用变频调速技术后，可以使电动执行器伺服电动机工作在变频调速状态，可以满足许多要求电动执行器运行速度改变的工艺场合。变频器软起动方式，使伺服电机起动电流降低6倍，大大减少对电网和本身机械结构的起动冲击，允许每小时带载起动10

22、00次以上。通过电制动方式产生能耗制动，省掉机械制动装置。5、为什么许多自动化过程对执行器都有调速的要求？在自动调节系统中，执行单元的工作质量至关重要。每套自调系统的对象特性时间常数，滞后时间、放大倍数都不同。因此，作为执行单元的电动执行器也应有各种工作速度与之对应才是。系统要求在偏差大时，阀动作快（伺服电机高速运转），动态响应好、调节作用强。在给定值附近小偏差时，要求执行器变化一定要缓慢（伺服电机低速运转），避免超调。目前的气动调节阀通过微分作用或阀门定位器作用很容易实现，但电动调节阀一旦选型确定，其工作速度、行程时间就相对固定，无法满足系统要求。结果只有通过频繁的启动、停止来满足给定值附近

23、的微调作用，其结果是造成了系统的振荡和电机烧毁事故。采用了变频式电动调节阀就会很方便的解决这个问题。偏差大时可通过微分作用使变频器输出频率高，阀电机运转速度快，（可以是目前阀电机工作速度1.52倍）动态响应极好。随着偏差减少变频器输出频率会明显下降，阀电机工作速度降低（可以是目前阀电机工作速度0.20.5倍），阀会一点点开启或关闭，大大提高了微调作用能力，解决了阀在给定值附近频敏起动情形，明显减少超调，提高调节系统质量。变速运行方案是利用标准信号去控制变频器的输出，达到变频电动调节阀变速运行的目的。变频器都有电流输入（420mA）频率设定接口。只要把420mA信号送入频率设定接口，改变输入信号

24、值，就可达到变频无级调速运行的目的。这种具有变频性能的电动执行器、电动调节阀其特性已不是位式开关积分特性，而是具有动态无级变速变积分特性，开环特性要比气动调节阀动态性能要好，使调节质量大幅提高。6、为什么许多工艺过程对执行器拖动的阀门有变速控制要求？自动调节系统是从调节质量上需要变频电动调节阀。在许多阀门开启、关闭工艺场合，同样需要变频功能的电动执行器拖动蝶阀、球阀等。石油、化工等行业大量采用离心泵，尤其一些大流量高扬程的泵，都用电动执行器控制蝶阀、闸阀来控制出口阀。工艺要求泵出口阀的开、闭不是等速的。在刚开启、或即将关闭时刻，都要求缓慢，以减少泵组、管道产生“水锤”现象。采用普通执行器是无法

25、满足这个要求。例如用变频蝶阀开启时，先将速度放慢至额定转速50%以下缓慢开启，当阀开启超过一定角度时，再按正常速度开启，这样就可以大大减少对管道的冲击作用。7、变频调速电动执行器、变频调速调节阀如何实现动态变速运行？变频电动执行器、变频电动阀实现动态程序预定变速运行，是在变频电动执行器内有两组变速开关，变速开关信号作为变频器的变速控制信号。两组变速开关可在全行程范围内任意设定变速开关工作点。例如，要求变频蝶阀在0900工作过程，每300变化一种速度。调整变速反馈板使第一组变速开关在300变位，第二组变速开关在600变位。在变频器内设定三种速度。0300为第一档慢速运行，300600为第二档速度

26、快速运行，600900为第三档速度为慢速运行。每一档运行速度都可以任意设定。这样变频蝶阀在工作时，就会按设定的速度分三档进行工作。这种变速运行方式大多是用变频电动执行器作为遥控风门、阀门等场合。8、什么是网络化变频调速电动执行器？如何实现网络化控制？变频电动执行器、电动调节阀可以实现网络控制。变频执行器都有RS485通讯口。用它和网络控制器BWK通讯。变频电动执行器工作信号（正、反转开关信号、调速信号）、运转反馈信号（工作频率、电流等）都通过变频器RS485口与BWK网络控制器进行双向传递。每台BWK网络控制器可以控制32台变频执行器。每台变频执行器参数都可以在网络控制器上用人机界面参数设定器

27、进行设定。网络控制器具有MODBUS通讯协议，用过RS232口和上位PC机相连，实现上位PC机对网络控制器的控制，进而达到对变频电动执行器的远距离网络控制。9、什么是网络控制器？它如何工作？BWK网络控制器它属于数字化控制器，它是上位机DCS系统与变频电动执行器之间的连接桥梁。DCS系统的控制信号送入网络控制器，再由网络控制器将控制信号经过处理变为控制变频电动执行器的控制信号，去控制变频执行器工作。一台网络控制器可以控制32台变频电动执行器。网络控制器属于箱内安装仪表。它可以安装在控制室内或仪表柜内，也可以安装在现场保护箱内。它工作环境温度为100500C。网络控制器与变频执行器采用双绞线连接

28、。用RS485通讯口进行通讯和信号传输。由于采用双绞线连接，简化了安装节省了大量的线缆。10、什么是智能型电子式变频调速电动执行器？智能型电子式变频电动执行器属于比例调节型变频电动执行器，是在电子式电动执行器基础上研发的。它采用数字化单片机技术和变频调速技术，将智能化的控制器（电子伺服放大器）与变频电动执行器融为一体，接受标准信号420mA)控制，并按偏差大小调节执行器工作速度，偏差大调节速度快，偏差小调节速度慢。动态相应极好，调节质量大幅提高。执行器伺服电机无过载起动电流。所需参数均无跳线设定。内含PID调节器可以和各种传感器，变送器配合方便构成单回路P、I、D调节系统。11、智能、变频电动

29、执行器和智能、变频电动调节阀如何分类？变频电动执行器按输出与输入之间关系分为比例式智能型电子式变频电动执行器和积分型开关式变频电动执行器两大类。比例式智能电子式变频电动执行器（下称智能变频电动执行器）主要作为自动调节系统的执行单元来使用，内带智能化的控制器（智能型电子伺服放大器）它只要输入420mA或15v标准信号就可以让电动执行器、调节阀实现智能化变速工作。它主要和阀门、风门等执行元件配合工作，满足自动化系统要求。积分型开、关式变频电动执行器（下称变频电动执行器）主要用于远程遥控阀门、风门等执行元件的开启与关闭。它与目前积分式电动执行器不同，在控制阀门、风门工作时，可以让风门、阀门以不同速度

30、进行启闭。以满足各种工艺要求。该变频电动执行器具有420mA标准信号位置反馈的输出和电气联锁，可靠性很高。智能变频电动执行器、变频电动执行器按位移方式分为直行程和角行程两大类。直行程分BPZ智能变频直行程电动执行器和PZ变频直行程电动执行器两大类，直行程位移量为10100mm，超过100mm特殊定制；角行程分BPJ智能变频角行程电动执行器、PJ变频角行程电动执行器系列位移量为0900。智能变频电动执行器、变频电动执行器按防护等级形式分为：普通室内安装型；防水、防尘室外安装型。在低温（-10）以下有内置加热器或挂墙分体式提供给用户使用。它是将变频器、变频控制器与电动执行器分离，单独安装在一个户外

31、保护箱内。保护箱内有加热与通风装置，确保在环境温度-3550之间正常工作。变频式电动调节阀也分为智能型和变频型两大类。比例智能变频型电动调节阀是由智能变频执行器和阀体构成，BPZ直行程电动执行器和单、双座阀体、套筒阀体、三通阀体等配合，构成了智能变频单座柱塞电动调节阀、智能双座柱塞电动调节阀、智能变频套筒电动调节阀、智能变频三通电动调节阀等。BPJ智能变频角行程电动执行器和蝶阀阀体配合，构成智能变频电动蝶阀。PZ(J)系列变频积分式电动执行器和各种阀体配合可以构成各种类型的变频电动调节阀。直联式变频执行器主要用于电动蝶阀。而变频电动单、双座柱塞阀、变频电动三通阀，变频电动套筒阀作为自动调节系统

32、执行单元使用具多。这类变频电动调节阀，它们都和带有流量特性转换的BPK�变频控制器配合使用，实现智能变频型电动调节阀功能。智能变频电动调节阀也可以和网络控制器BWK配合，构成DCS计算机控制系统的执行单元12、BPZ(J)、PZ(J)系列产品安全性如何？无论是产品开始设计，还是最终产品生产、BPZ（J）、PZ(J)系列产品都始终把产品安全性放在第一位，包括：机械、电气双保护：在产品中增加了机械力过载保护和电气上、下限终端双保护。执行器或阀门常会出现卡住现象，使启动力矩超过机械设计的力矩。此时力矩控制器会立即发出指令，停止执行器工作。同样当执行器的输出端走到上、下限极端时，软件中的上、下限

33、位信号及安装在上、下限的行程开关，会把电路的运转信号切除。实现电气双保护。电机过热保护：伺服电机中，预埋了热敏温度开关。一旦电机出现过热，超过预定值，热敏开关将断开电机供电回路，禁止电机运行。瞬时逆转保护：由于系统振荡等缘故在给定值附近调节时，当执行“正转”的指令时，突然又转换成“反转”的指令。这时控制系统将提供一个瞬时逆转保护即逻辑延时后，才执行“反转”的指令。这样可以有效减少对电机瞬时倒相对电机轴承、齿轮箱、减速器、阀杆的冲击。对阀门和管线保护：当管线流量、压力较大时，产品的软启动、变速功能，可以保证阀在开或关的初期工作速度可以非常缓慢，用来缓解对管线和阀门的冲击。二、PZ（J）系列变频电

34、动执行器、变频电动调节阀1、变频电动执行器如何命名：2、为什么说变频电动执行器具有变积分特性？电动执行器具有积分特性即电动执行器接到工作信号后，伺服电机会以额定转速带动减速器工作。其输出杆按一定的速度运动。表征速度的特征参数就是积分时间特性。由于电动执行器工作速度恒定，因此具有定积分特性。变频电动执行器伺服电机以变转速形式带动减速器工作，其输出杆也实现变速度运动，因此具有变积分特性。3、PZ(J)变频电动执行器由几部分构成，有何特点？变频执行机构由变频器和动力部件构成。动力部件引进法国伯纳德电动执行器，由电动机、减速器、力矩行程限制器、变频控制箱、手轮和电气限位装置、位置发送器组成。电动机电动

35、机是执行机构的动力装置。PZ(J)系列变频电动执行机构配置三相交流异步电动机。在电动机定子内部装有热敏开关做过热保护。当电动机出现异常过热时该开关将控制电动机的电路断开保护电动机和执行机构。当电动机冷却以后开关恢复接通电路恢复工作为了克服惯性惰走，电动机控制电路设有电制动功能。减速器减速器是执行器关键部件。减速器高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗轮蜗杆结构，具有良好的自锁功能。行星齿轮、蜗轮蜗杆全部采用数字化机加工设备加工，质量上乘。力矩行程限制器力矩行程限制器是一个设置在减速器内的标准保护单元，由力矩限制机构、行程开关等组成。行星内齿轮外圈的摆杆两端各装有一个测力压缩弹簧作为正、反方向力矩

36、的传感元件。当输出力矩超过设定限制力矩时，内齿轮的偏差使摆杆带动力矩行程开关切断控制电路使电动机停转。调整力矩限制弹簧的压缩量即可调整力矩的限定值。当执行机构过力矩时，可立即使电动机在该方向上断电。保护传动机构。该电路有记忆功能，过力矩保护状态持续保持到直至故障排除。行程限制机构：由专利产品凸轮组和位置行程开关组成。该凸轮组通过齿轮减速装置与减速器传动轴相连，通过调整分别作用于正，反方向微动开关的凸轮板的位置可限定执行机构的行程。实现电气上限、下限限位保护功能。位置传感器：采用高精度、长寿命的导电塑料电位器作为位置传感元件，它与凸轮组同轴连接，位置反馈信号是将导电塑料电位器随输出随行程变化的电

37、阻值送入位置反馈放大电路，并由它送出一个与位置反馈成比例的420mADC电流信号用于显示。变频控制箱变频开关控制箱内装有变频器、位置反馈电路、力矩限制微动开关组成保护电路。变频控制箱通过连接螺套安装在减速器上。手轮在故障状态和调试过程中可通过转动手轮来实现手动就地操作。电气限位装置电气限位装置由凸轮组和装在凸轮组的四组行程开关组成，其中两组构成上、下限电气限位装置，保证执行器输出杆运动到上下限位置时切断变频器运转信号。另外两组行程开关构成变速运行信号，控制变频器进行变速运行。总之，PZ(J)系列电动变频执行器以消化、吸收、引进、创新伯纳德电动执行器为基础，采用松下、ABB变频技术，以高精度长寿

38、命的导电塑料电位器为位置传感元件，并施加机械、电气限位装置，显著提高了变频执行器的可靠性、安全性，使PZ(J)系列电动变频执行器成为自动化系统中可靠的装置。4、PZ(J)变频电动调节阀如何构成，有那几种?PZ(J)系列电动调节阀由变频电动执行器和阀体构成。由PZ变频直行程电动执行器和单、双座柱塞阀构成变频PZ-PN系列单座、双座电动调节阀；由PZ变频直行程电动执行器和套筒阀阀体构成PZ-M变频电动套筒调节阀；由PZ变频直行程电动执行器和三通阀构成PZ-XQ变频电动三通调节阀;.PJ角行程电动执行器和全功能阀或蝶阀体构成PJW变频电动蝶阀等等。5、PZ(J)变频电动执行器、变频电动调节阀产品特点

39、是什么？技术指标有哪些？产品特点：1利用数字化变频调速技术，对电动变频执行器实现变频调速控制，使变频执行器在工作过程中，更加适应工艺要求。2变频执行器软启动过程，不存在起动冲击电流，大大减少了伺服电机启动过程对变频执行器本身的冲击，避免了许多机械故障延长了寿命。3采取电制动方式省掉了执行器内机械制动装置，简化了结构。4变频执行器工作速度任意设定。5可按工艺要求设计变速运行的程序控制。6具有完善的保护和告警功能。7变频执行器与变频控制器BPK-（电子伺服放大器）配合，可方便构成闭环负反馈自动调节系统执行单元。8具有手动旋柄，即使电动部分故障，仍然可以工作。产品技术特性1.工作电源：220V10%

40、，50Hz2%；380V10%，50Hz2%；2.控制信号：调速信号420mA或15V；正、反转无源点开关信号；3.输入阻抗250；4.反馈信号：420mA（负载阻抗500）；5.控制精度1.5%；6.可在线修改作用方式；7.电机软起动功能，软起动时间1-999S，任意设定；8.变频执行器电机工作频率075Hz任意设定；9.具有过载、短路、断相、过热等多种保护功能；10.具有上限和下限限幅功能；下限：050%（满量程），任意选定；上限：50100%（满量程），任意选定。11.防护等级：IP65户外使用。12.使用环境：环境温度：-3550；(-10以下采用附加电加热器)相对湿度：95%；海拔高

41、度：1000m；其它：周围无腐蚀性气体。6、PZ(J)变频电动执行器为什么采取电制动方式？从调节质量考虑，要求伺服电机要有较好的制动性能以减小惯性和惰走时间（断电后到转速为零所需要的时间）。惰走时间长会使调节系统不稳定，甚至产生震荡，这就要加有制动装置来减少惰走时间。变频电动执行器采用电制动方法（即当变频器运转信号去掉后，由变频器向电机绕组送入直流电进行的能耗制动方法）原因是，第一PZ(J)变频电动执行器输出级为蜗轮蜗杆结构，当伺服电机静止时不会因为外力产生误动作，第二任何变频器都带有电制动功能，电制动方法灵敏可靠，因此PZ(J)变频电动执行器采取电制动方式。7、那些工艺条件需要变频式电动执行

42、器？严格来讲，凡是用电动执行器的场合，都应采用变频电动执行器，并根据被控对像的时间常数，确定合理的电动执行器工作速度；再有从安全角度，利用软起动功能减少起动冲击，降低机械故障；利用电制动减少惰走时间；利用变频器完善的保护功能，确保执行器安全运行。也应采用采用变频电动执行器。8、变频式电动执行器有几种工作方式？变频电动执行器在实际应用时，有二种工作方式。1远控方式：变频电动执行器工作受控于远方正、反转开关信号控制。同时装在变频执行器的位移变送器将位移量变为420mA信号送回。变频执行器作为远控使用时，一般都和BPD电动操作器配合使用。BPD电动操可以向变频执行器发出正、反转信号，同时接收位置反馈

43、信号并以数字形式（0100%）显示。如下图所示：变频电动执行器处于远控工作时，伺服电机工作速度可以设定。变频执行器开启和关闭可按程序进行。常用的设定曲线如图所示。f：电机工作频率t：时间图中所示，当变频电动执行器收到开或关的控制信号（正、反转信号），则变频电动执行器会沿着预先设定的曲线工作。在工作曲线中，f1、f2的速度是可以设定的，到达f1、f2速度的加速时间（0t1、t2t3）也是可以设定的。还以PJW变频电动蝶阀控制泵出口阀为例，先设定f1为20Hz（额定转数40%）缓慢开启，加速时间（0t1）为3秒。当阀开到300时，将阀的开启速度转为额定转速f2。并设定由f1到f2时间定为3秒。这样

44、当变频电动蝶阀接到开的运转信号后，电动蝶阀首先是非常缓慢的打开，3秒钟后以额定转数40%的速度f1缓慢将阀慢慢打开。当阀打开到300时1号变速开关将变位信号（调整1号开关在300变位）送入变频器，变频器提速，3秒种后，PJW变频电动蝶阀以额定转速f2将阀全部打开。PZ(J)变频执行器提供了二只变速变位开关，在开或关过程中，可以提供三种不同的运行速度。2自动调节系统的执行单元：变频执行器、变频电动调节阀与变频控制器BPK-配合，作为自动调节系统的执行单元使用。变频电动执行器和BPK-变频控制器配合使用，可作为过程自动化的自动调节系统执行单元使用。其接线图如下：BPK-变频控制器的作用，有些类似于

45、电子伺服放大器。但它与电子伺服放大器不同的地方是，不但要输出正、反转信号，而且还要输出一个随偏差（控制信号和位置反馈信号）而变化的调速信号。变频控制器BPK-内具有二个独立变频控制器，可以同时控制二台变频执行器工作。BPK-还具有流量特性转换功能，对于一套装置有超过二台以上变频电动执行器、调节阀的场合，可广泛采用。9、什么是正作用？什么是反作用？正作用：执行器随着输入信号的增加，直行程输出杆由下向上，角行程顺时针转动，输出位移电流值增加。反作用：执行器随着输入信号的增加，直行程输出杆由上向下，角行程逆时针转动，输出位移量减小。10、PZ(J)变频电动执行器在实际中怎样使用？变频电动执行器在实际

46、中有三种使用方法1、恒速、恒转距工作方式：当变频电动执行器接到运转控制信号时，便按预定的速度进行运动。这里恒速不是指额定转速，是指在0-50Hz范围内在变频器上设定的转速。设定值取决于被控对象的时间常数。转速设定好的变频电动执行器性能和普通电动执行器基本一样，只是运行速度低。2、程序变速、恒转距运行方式：利用变频电动执行器附加变速开关实现变速运行。利用变频电动执行器内含两组变速变位开关，实现三档速度的变速运行。每档速度和加速时间都可以在变频器内设定。例如前面介绍变频电动蝶阀工作过程。3、作为自动调节系统的执行单元使用；变频电动执行器和变频控制器BPK-配合，实现智能变频电动执行器功能。它接受4

47、20mA信号进行工作，按偏差大小变速运行。11、PZ(J)变频电动执行器、PZ(J)变频电动调节阀如何接线？PZ(J)变频电动执行器、PZ(J)变频电动调节阀接线图如下：1、恒速、恒转距工作方式：变频电动执行器工作在恒速、恒转距工作方式按上图接线，但调速信号不接。2、变速恒转距工作方式：变频电动执行器工作在变速恒转距工作方式，是靠变频电动执行器内含的两组变频变位开关来实现，因此，外部接线和上面一样。若由外部提供变速信号，接4、5两个端子上。3、自动调节执行单元使用：和BPK-配合使用，其接线图如第8题图所示。12、PZ(J)变频电动执行器、PZ(J)变频电动调节阀如何与DCS集散系统连线？变频

48、电动调节阀和DCS系统I/O输出口连接有以下几种方式：1、DCS系统I/O输出口和变频电动执行器，电动调节阀一一对应控制方式连接：按照变频电动执行器、电动调节阀作为远控应用接线方式接线。DCS系统I/O输出口，无源正、反转开关信号与变频电动执行器正、反转端子接线。位置反馈信号进入DCS系统模拟量输入口。2、变频电动执行器、电动调节阀与BPK-变频控制器配合使用时，DCS系统模拟量输出口，输出4-20mA控制信号CV到BPK-变频控制器。输入口接受4-20mA位置反馈信号FV。3、用通讯方式实现DCS系统与变频电动执行器，电动调节阀连接。见下题说明。13、PZ(J)变频电动执行器、PZ(J)变频

49、电动调节阀如何实现网络调节？PZ(J)系列变频电动执行器和PZ(J)系列变频电动调节阀在一个装置应用较多时，可以采用网络控制。由DCS计算机系统输出的对变频电动执行器和变频电动调节阀控制信号指令通过RS485口或RS232口先送入到BWK网络控制器内；BWK网络控制器再按预先设定的程序将DCS控制信号变为控制变频电动执行器、变频电动调节阀的所需要的正、反转指令、调速指令。然后这些指令再以RS485口通讯方式传送到每个变频电动执行器上。同时也将变频器工作状态资料传回到BWK网络控制器内，再由BWK网络控制器回传给DCS系统。BWK网络控制器硬件是PLC工业化可编程序控制器，软件设计为带有电子伺服放大器功能的网络控制器和不带电子伺服放大器功能的网络控制器。BWK网络控制器、变频器都有符合DCS系统标准组态软件的MODBUS的通讯协议。每个网络控制器BWK可控制031台变频电动执行器、或变频电动调节阀。14、什么是户外型、室内型PZ(J)变频电动执行器、PZ(J)变频电动调节阀？PZ(J)系列变频电动执行器按防护等级要求，分为室内安装和室外安装两种型式。室外安装型防护等级IP65，可以满足除防爆