主要內(nèi)容

1、故障案例(2024年1月13日動(dòng)力廠21000制氧2#低壓氮壓機(jī)一級(jí)導(dǎo)葉調(diào)節(jié)閥控制塊故障)

2、電子式執(zhí)行器的原理

3、電子式執(zhí)行器的調(diào)校和接線

4、電子式執(zhí)行器的故障判斷及處理方法

一、故障案例

2024年1月13 日14時(shí)28分，動(dòng)力廠21000制氧2#低壓氮壓機(jī)一級(jí)水平振動(dòng)從27μm上升至62.9μm，震動(dòng)上升的原因2#低壓氮壓機(jī)導(dǎo)葉實(shí)際處于關(guān)小狀態(tài)，查看計(jì)算機(jī)畫面趨勢(shì)一級(jí)導(dǎo)葉控制信號(hào)保持55%，反饋信號(hào)55%下降到25%，現(xiàn)場(chǎng)查看反饋信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際閥位一致為25%，初步判斷電位器損壞，隨后和儀表值班人員楊有智對(duì)調(diào)節(jié)閥電位器進(jìn)行更換，送電后又發(fā)現(xiàn)控制塊輸出接點(diǎn)長(zhǎng)帶電，隨后拆除控制塊，并在不銹鋼儀表班檢修室做模擬實(shí)驗(yàn)，最終確認(rèn)控制器損壞，23時(shí)30分控制塊在線更換、調(diào)試完成。

故障處理期間2#低壓氮壓機(jī)于15時(shí)25分機(jī)組進(jìn)行卸載運(yùn)行，18時(shí)55分2#低壓氮壓機(jī)一級(jí)導(dǎo)葉調(diào)節(jié)閥打手動(dòng)，21000制氧2#低壓氮壓機(jī)加載運(yùn)行;22時(shí)44分更換調(diào)節(jié)閥控制塊，對(duì)2#低壓氮壓機(jī)卸載，23時(shí)43分控制塊更換調(diào)試后2#低壓氮壓機(jī)加載送氣。

更換下線的電位器

故障處理中存在的問(wèn)題：

1、故障判斷不準(zhǔn)，存在慣性思維，主觀認(rèn)為以往發(fā)生的故障都是電位器磨損造成的，因此在故障處理過(guò)程中首先更換電位器，是導(dǎo)致故障處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主要原因。

2、班組沒(méi)有吸取以往故障教訓(xùn)，沒(méi)有對(duì)21000制氧2#低壓氮壓機(jī)一級(jí)導(dǎo)葉調(diào)節(jié)閥，關(guān)鍵備件做線下調(diào)試儲(chǔ)備。

3、線下備件管理不到位，庫(kù)房控制塊好壞未進(jìn)行區(qū)分。

4、未對(duì)計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行檢查。

改進(jìn)措施：

1、利用21000制氧2#低壓氮壓機(jī)停機(jī)時(shí)間線上調(diào)試一臺(tái)控制塊，并做好標(biāo)識(shí)線下備用。

2、將調(diào)節(jié)閥改為分體式連接，消除調(diào)節(jié)閥故障時(shí)無(wú)法進(jìn)行在線處理或在線處理時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)難題。

3、對(duì)班組開展電子式調(diào)節(jié)閥技能提升培訓(xùn)，提升故障處理能力。

4、對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行更型改造，選擇性能穩(wěn)定電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)(鞍山工裝)。

以KOSO3610系列電子式電動(dòng)執(zhí)行器為例：

它是以220V單相交流電作為驅(qū)動(dòng)電源，主要由伺服控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、位置反饋機(jī)構(gòu)、操作器組成。電子控制單元采用集成電路制作，被設(shè)計(jì)成匣子形式，并用樹脂澆鑄固化，稱為伺服控制器(俗稱黑匣子)，本身具有伺放功能。

電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn)

★ 控制模塊日本工裝，采用先進(jìn)的混合集成電路，并密封樹脂澆鑄固化，可靠性高、防潮、防振;

★ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身具有伺服功能，無(wú)需外加伺服放大器;

★ 可以安裝電子過(guò)載保護(hù)單元，A、B 型選配，C、D 型標(biāo)配;

★ 電機(jī)內(nèi)部裝有溫度保護(hù)開關(guān);

★ 電機(jī)內(nèi)部裝有機(jī)械阻尼制動(dòng)系統(tǒng);

★ 用電位器調(diào)整零點(diǎn)、行程、靈敏度，方便易行;

★ 用功能開關(guān)任意選擇正、反動(dòng)作，選擇斷信號(hào)的三種狀態(tài)(自鎖、全開、全關(guān));

★ 直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸內(nèi)裝有保證額定負(fù)荷的彈簧;

★ 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以內(nèi)裝力矩保護(hù)開關(guān);

★ 斷電源后執(zhí)行機(jī)構(gòu)自鎖。

其工作原理框圖如下所示，來(lái)自計(jì)算機(jī)或調(diào)節(jié)器的DC4～20mA輸入信號(hào)，在伺服控制器內(nèi)與位置反饋信號(hào)相比較，其偏差經(jīng)伺服控制器放大后，去驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后經(jīng)減速機(jī)構(gòu)輸出角位移。 位置反饋機(jī)構(gòu)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出角位移轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的DC4～20mA信號(hào)，作為位置反饋信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向決定于偏差信號(hào)的極性。而又總是向消除其差值的方向驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)。當(dāng)輸入信號(hào)和開度信號(hào)的差值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成了一次調(diào)節(jié)動(dòng)作。因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移與輸入信號(hào)始終成正比關(guān)系。

二、電子式執(zhí)行器原理

三、電子式執(zhí)行器的調(diào)校和接線

各功能選擇開關(guān)作用如下：

★ 動(dòng)作方向選擇 (1、2) 開關(guān)

1 開關(guān) ON、2 開關(guān) OFF: 當(dāng)輸入信號(hào)由 DC4mA 增加到 DC20mA 時(shí)，直行程輸出軸由上至下動(dòng)作/角行程輸出軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，反饋信號(hào)由 DC20mA 減小到 DC4mA。

1 開關(guān) OFF、2 開關(guān) ON: 當(dāng)輸入信號(hào)由 DC4mA 增加 DC20mA 時(shí)，直行程輸出軸由下至上動(dòng)作/角行

程輸出軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，反饋信號(hào)由 DC4mA 增加到 DC20mA。

★ 輸入信號(hào)切斷時(shí)輸出軸動(dòng)作選擇(3、4、5 開關(guān))

3、4 開關(guān) OFF、5 開關(guān) ON: 保持原位

3、5 開關(guān) OFF、4 開關(guān) ON: 直行程下降/角行程順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，至限位開關(guān)動(dòng)作后停止。

4、5 開關(guān) OFF、3 開關(guān) ON: 直行程上升/角行程逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，至限位開關(guān)動(dòng)作后停止。

★ 輸入信號(hào)選擇(6 開關(guān))

6 開關(guān) ON: DC4 ～ 20mA

6 開關(guān) OFF: DC1 ～ 5V

執(zhí)行器調(diào)校方法：

1、首先，確認(rèn)閥門的“全關(guān)”、“全開”位置并使其處于“全關(guān)”位置。

2、確認(rèn)控制器功能選擇狀態(tài)開關(guān)“1、3、4”應(yīng)處于左端斷開位置;“2、5、6”應(yīng)處于右端接通位置。

3、請(qǐng)按控制器上六個(gè)接線端子側(cè)的標(biāo)注接線。

4、用信號(hào)發(fā)生器給控制器輸入約12mA信號(hào)后，接通電源。

5、零位調(diào)整：逐漸減小輸入信號(hào)至4.0mA，觀察輸出軸軸方位置與閥門翻板軸軸方是否重合。若重合則此項(xiàng)略去，若有差異，按下述方法調(diào)整：

a、松開上下限位開關(guān)凸輪螺釘，使其處于自由狀態(tài)。用專用小改錐調(diào)整ZERO電位器，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，輸出軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，輸出軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反復(fù)調(diào)整，確定零點(diǎn)位置。

b、“零點(diǎn)”位置確定后，請(qǐng)面向限位開關(guān)，調(diào)整下側(cè)(LS1側(cè))凸輪，慢慢將凸輪順時(shí)針壓住開關(guān)直到發(fā)出卡嚓聲響，緊定螺釘固定凸輪，使輸出軸在3.7-3.9mA范圍內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣既保證了閥門關(guān)閉，又起到了保護(hù)執(zhí)行器作用。

6、轉(zhuǎn)角調(diào)整：在確認(rèn)閥門最大開度轉(zhuǎn)角后，松開上限位凸輪緊定螺釘。給控制器緩慢增加輸入信號(hào)，同時(shí)觀察閥門開度變化。若當(dāng)輸入信號(hào)增至20.0mA時(shí)，閥門開度與規(guī)定轉(zhuǎn)角存在差異，則用專用小改錐調(diào)整SPAN電位器，使其滿足20.0mA對(duì)應(yīng)閥門全開位置。

a、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，輸出軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角減小)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器時(shí)，輸出軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角增大)。反復(fù)調(diào)整達(dá)到所需轉(zhuǎn)角。

b、轉(zhuǎn)角確定后，請(qǐng)面向限位開關(guān)，調(diào)整上側(cè)(LS2側(cè))凸輪，慢慢將凸輪逆時(shí)針壓住，限位開關(guān)直到發(fā)出卡嚓聲響，用緊定螺釘固定凸輪，使輸出軸在20.2～20.5mA范圍內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣既保證了閥門全開，又起到了保護(hù)執(zhí)行器作用。

7、靈敏度的調(diào)整:

出廠時(shí)已按規(guī)定調(diào)整完畢，但在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)或回路本身產(chǎn)生振蕩，需調(diào)整PROP電位器，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)電位器就可以降低靈敏度。

四、電子式執(zhí)行器的故障判斷及處理方法

對(duì)運(yùn)行中或新更換的電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服控制器故障快速排除步驟如下：

1、當(dāng)電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，先關(guān)閉電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源，然后打開電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼蓋，先排除單相伺服電機(jī)熱保護(hù)動(dòng)作及分相電容器被擊穿故障;再排除電動(dòng)機(jī)是否斷線。

2、然后恢復(fù)電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源，用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)試伺服控制器輸入端有無(wú)來(lái)自來(lái)自計(jì)算機(jī)或調(diào)節(jié)器的DC4～20mA輸入信號(hào)，伺服控制器輸出端子有無(wú)DC4～20mA輸出電流信號(hào)，如有信號(hào)且倆者有偏差，伺服控制器應(yīng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)朝著減小偏差方向旋轉(zhuǎn)，如伺服電機(jī)不旋轉(zhuǎn)故障在伺放控制器。

3、伺服控制器(俗稱黑匣子)十芯排插中第2和第3芯，是伺服控制器驅(qū)動(dòng)單相伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)的輸出端，在伺服控制器輸入、輸出端子有直流偏差信號(hào)時(shí)，用試電筆測(cè)試伺服控制器十芯排插第2和第3芯是否帶電，如不帶電則是伺服控制器故障。迅速更換新的伺服控制器。

4、當(dāng)更換使用新的伺服控制器，未安裝前需用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試伺服控制器電氣值(數(shù)值僅供參考)。

★ 輸入端： 249Ω、 6開關(guān)在右端時(shí)ON(通)

96 KΩ   6開關(guān)在左端時(shí)OFF(斷)

★ 輸出端：58KΩ

★ 電源端：460Ω。

★ 上述參考電氣檢測(cè)值基本一致可判斷新伺服控制器正常。

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障不能運(yùn)行時(shí)，首先需快速判定其核心部件伺服控制器是否故障損壞,如果確認(rèn)伺服控制器損壞必須進(jìn)行更換,在更換后調(diào)試也必須對(duì)伺服控制器進(jìn)行試電筆測(cè)試伺服控制器驅(qū)動(dòng)單相伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)的輸出端(十芯排插中)第2和第3芯是否帶電。如帶電則伺服控制器故障排除。處理方法的不當(dāng)是主要導(dǎo)致電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主要原因。儀表維檢人員按照此法對(duì)伺服控制器故障排除只需3-5分鐘可完成。極大的提高了工作效率，克服了電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障無(wú)法訊速、準(zhǔn)確下手查找的困難，即抓住了電子式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障處理的主要矛盾。