燒結(jié)風(fēng)機風(fēng)門電動執(zhí)行器故障及調(diào)校解析

一、前言

    執(zhí)行器，又稱執(zhí)行機構(gòu)，是一種自動控制領(lǐng)域的常用機電一體化設(shè)備（器件），是自動化儀表的三大組成部分（檢測設(shè)備、調(diào)節(jié)設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備）中的執(zhí)行設(shè)備。主要是對一些設(shè)備和裝置進行自動操作，控制其開關(guān)和調(diào)節(jié)，代替人工作業(yè)。按動力類型可分為氣動、液動、電動、電液動等幾類；按運動形式可分為直行程、角行程、回轉(zhuǎn)型（多轉(zhuǎn)式）等幾類。由于用電做為動力有其它幾類介質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢，所以電動型近年來發(fā)展最快，應(yīng)用面較廣。

    電動型按不同標(biāo)準(zhǔn)又可分為：組合式結(jié)構(gòu)、機電一體化結(jié)構(gòu)，電器控制型、電子控制型、智能控制型（帶HART、FF協(xié)議），數(shù)字型、模擬型、手動接觸調(diào)試型、紅外線遙控調(diào)試型等。它是伴隨著人們對控制性能的要求和自動控制技術(shù)的發(fā)展而迅猛發(fā)展的，越來越廣泛地應(yīng)用到企業(yè)的生產(chǎn)中。

    作為自動化維護人員要徹底地摸清執(zhí)行器控制方法與工作的基本原理，才可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情況作出相應(yīng)的故障判斷，及時排除故障保證生產(chǎn)不受其影響或少受影響。由于電動執(zhí)行器廠家配置的說明書只是介紹執(zhí)行器怎樣接線、報警設(shè)置等，未對執(zhí)行器與閥門怎樣連接安裝做指導(dǎo)說明，遇到出現(xiàn)異常工作狀態(tài)不知所措。下面通過一個實例來談?wù)勲妱訄?zhí)行機構(gòu)的故障查找、處置、調(diào)校，為今后維護調(diào)校電動執(zhí)行機構(gòu)提供參考。

    二、更換風(fēng)門窗型百葉閥后出現(xiàn)現(xiàn)象簡介

    重鋼一號燒結(jié)機1#環(huán)冷鼓風(fēng)機風(fēng)門電動執(zhí)行器如圖1所示，因閥軸經(jīng)室外雨淋少轉(zhuǎn)動銹蝕，當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)門位置轉(zhuǎn)動時常?？ㄗ?，更換窗型百葉閥后，重新連接好連桿試用，計算機上給定100%全開輸出，執(zhí)行器反饋值顯示為0%；而給定0%全關(guān)時反饋值卻顯示100%全開。半開50%時，反饋顯示50%。電動執(zhí)行器雖然能操控使用，但不適合生產(chǎn)操作人員的操作習(xí)慣，要求儀表維修人員將執(zhí)行器調(diào)?；謴?fù)到之前的操作模式。即計算機給定0%（全關(guān)）時，閥門反饋顯示0%（全關(guān)），給定100%（全開）時，反饋顯示100%（全開）。

    圖1一號燒結(jié)機1#環(huán)冷鼓風(fēng)機風(fēng)門電動執(zhí)行器

    三、現(xiàn)象原因分析、處理及解決方案

    1、原因分析、處理

    維護人員到生產(chǎn)現(xiàn)場檢查，執(zhí)行器接受的控制信號全開時20mA，全關(guān)時4mA，計算機輸出正向信號；伺服電路在執(zhí)行器全關(guān)時輸出20mA，全開時伺服電路輸出4mA，說明伺服電路工作是正常的。這種現(xiàn)象顯示閥門處于反向工作狀態(tài)。

    執(zhí)行機構(gòu)要達到全關(guān)時輸出4mA—計算機反饋顯示0%，全開時輸出20mA—計算機反饋顯示100%的控制要求，為滿足生產(chǎn)控制要求實現(xiàn)正作用控制，根據(jù)與邏輯控制關(guān)系得知，要使一個事物（事件）得到正的結(jié)果就必須使構(gòu)成該事物的各種要素全部為正的作用。這里執(zhí)行器受控制為關(guān)狀態(tài)時，連桿卻帶動閥門處于開狀態(tài)；當(dāng)執(zhí)行器為開狀態(tài)連桿帶動閥門處于關(guān)狀態(tài)，所以必須確保閥的零位與電動執(zhí)行器的零位在安裝時重合。

    2、解決方案

    給電動執(zhí)行器輸入4mA信號，在風(fēng)門的進風(fēng)口方向看見窗型百葉閥處在全打開位置，這時取下執(zhí)行器與百葉閥間的連桿，將百葉閥調(diào)整到全關(guān)閉位置，使閥門臂與執(zhí)行器臂平行且在一個平面上，裝上連桿。然后檢查確認(rèn)執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)動方向是否正確，再對行程位置控制、零位（0%）調(diào)整、滿度位置（100%）調(diào)整、死區(qū)的檢查調(diào)整。投入遠程控制試用達到正常使用要求。

    通過分析以上實例應(yīng)用與邏輯分析，查找到電動執(zhí)行機構(gòu)閥位不能控制自如現(xiàn)象的根源，證明了理論知識指導(dǎo)實際工作重要性。這個分析思路方法還可以延伸應(yīng)用到氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的正反作用的確定上。對生產(chǎn)工藝控制要求運用反作用的執(zhí)行機構(gòu)的地方，如控制信號4mA要求閥打開，20mA要求閥關(guān)閉，就可以參照此分析安裝調(diào)校執(zhí)行機構(gòu)。

    四、電動執(zhí)行器主要故障現(xiàn)象及解決方案

    1、電動執(zhí)行器主要故障

    電動執(zhí)行機構(gòu)在使用中出現(xiàn)的故障主要表現(xiàn)為機械類故障和電氣類故障。

    2、機械類故障

    電動執(zhí)行器在現(xiàn)場進行安裝和調(diào)試時，必須嚴(yán)格按使用說明要求，第一次安裝在廠家指導(dǎo)下，尤其是執(zhí)行器限位行程調(diào)整中，應(yīng)在滿足使用條件下保證機構(gòu)不至于關(guān)得過嚴(yán)或開得過大，引起卡滯。在實際使用中，常會受現(xiàn)場復(fù)雜工況影響，如高溫引起的結(jié)構(gòu)變形、差壓過大，腐蝕磨損而使閥門卡滯，引起電動執(zhí)行機構(gòu)電動機過熱或保護動作。

    對于這類故障，首先將電動執(zhí)行器控制模式用手操器切入到“手動操作”控制狀態(tài)，見圖2即直接手動給定，看電動機構(gòu)是否正確執(zhí)行。如果“手動操作”正常，則再轉(zhuǎn)入“自動操作”，即輸入4～20mA信號來操作，看是否正常；如果“手動操作”不正常，則應(yīng)檢查執(zhí)行機構(gòu)電氣控制部分是否正常，調(diào)節(jié)機構(gòu)是否卡滯等，取下風(fēng)門連桿，在不帶負載的情況下，看執(zhí)行器能否正常動作。

    圖2手動操作狀態(tài)

    3、電氣類故障

    電氣類故障依據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分為電動機電路類故障、電位器和行程控制類故障、控制模塊類故障、信號干擾等，可分別按一下方法查找和排除故障。

    （1）電動機電路類

    功率較大的電動執(zhí)行機構(gòu)采用三相交流電動機驅(qū)動，由于電動執(zhí)行器現(xiàn)場環(huán)境差和動作頻繁，很容易造成交流接觸器的接點燒毀，接觸不良等狀況，從而產(chǎn)生電動機缺相過熱，正向或反向不動作的故障。這就要求檢修時，加強對交流接觸器的檢查，防止故障的發(fā)生；對于功率較小的電動執(zhí)行機構(gòu)，采用單相交流電動機驅(qū)動，直接利用固態(tài)繼電器來控制電動機，比較容易出現(xiàn)的故障是啟動電容變質(zhì)或損壞，固態(tài)繼電器燒毀導(dǎo)致的電動機不動作或某個方向不動作。

    （2）電位器和行程控制類

    因電位器和行程控制環(huán)節(jié)是與電動執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動部分相連的，時常同轉(zhuǎn)動部分連接不好而發(fā)生故障。如果電位器與轉(zhuǎn)動部分連接松脫，則位置發(fā)送模塊輸出不能反映機構(gòu)的實際位置，造成電動執(zhí)行器控制失靈；行程控制部分如果因連接不好，不能反映執(zhí)行器運行位置，導(dǎo)致保護不起作用，直至執(zhí)行器機械受損。

    （3）控制模塊類

    現(xiàn)階段電動執(zhí)行器普遍把控制功能集中在主控模塊、位置發(fā)送模塊及電源模塊上。位置發(fā)送模塊和電源模塊的故障判斷較為簡單，通過萬用表測量位置發(fā)送模塊的反饋信號是否處于正常范圍內(nèi)，電源模塊輸出電壓是否正常。