执行器故障（通用6篇）
执行器故障 篇1
法国伯纳德公司始建于1936年, 是全球著名的电动执行机构生产厂家之一。伯纳德不仅在核能力市场处于领导地位, 也是其他市场的紧密合作者, 例如电力、油气、水处理、楼宇自动化 (城市供热、暖通空调) , 通用工业 (钢铁厂、水泥厂、汽车工业) , 市政工程 (供热与通风工程) 以及造船业 (轮船、潜艇、油轮) 等。我国的大亚湾核电站、秦山核电站、田湾核电站都采用了伯纳德的电动执行器。
伯纳德电动执行器具有体积小, 重量轻, 控制精度高, 调整维护便捷的特点。目前生产主要包括角行程, 直行程, 直行程三大类及调节型, 远控型, 开关型等型号。根据不同的应用要求, 可通过驱动阀门来完成全开全关操作, 或者执行精确定位操作。用户在现场可使用手操器对执行机构进行参数设置、调试、监控及故障排除。
法国伯纳德公司原装产品技术特点:1) 电路集成化;2) 控制电路与执行机构一体化;3) 过力矩保护功能;4) IP67、IP68防护等级;5) 电机过热保护;6) 供电电源单相220V或三相380V。
目前我公司现有数台该品牌电动执行器在生产线上运行, 主要用于生产线上的风管阀门开度控制, 下料口开度控制, 管道给水阀门控制。本文以型号“SRA6”为例, 用于余热发电窑尾锅炉给水调节。现将该电动执行器在运行过程中出现的故障问题总结出来, 供大家参考。 (部分内容参考伯纳德电动执行器调节使用说明书)
1 中控给定“开”或者“关”时执行器不动作该现象出现较为常见, 应逐一排查故障来源
1) 手轮离合器未脱离。此时应确保手轮在脱离的位置。
2) 检查现场操作面板是否处于“远程”位置。
3) CI2701板保险丝烧断。检查保险丝, 必要时更换。
4) 检查力矩开关是否动作。一般过力矩开关动作时执行器CI2701板上的“TORQUE”指示灯亮, 如果是误动作导致力矩开关动作, 应用六角匙调整力矩开关, 拧紧或松动某一方向的弹簧, 使该方向设定的力矩增加或减少。
5) 检查CI2701板上的“TH”指示灯是否亮, 电机过热保护装置跳闸导致灯亮, 执行器将在电机冷却后重新接通, 报警灯灭。
6) 执行器器内部加热器短路。如果加热器用万用表测量有短路现象, 执行器电源会跳闸。此时应将加热器开路或者更换即可。
7) CI2701板的跳线错误或者丢失。CI2701板上有11个跳线, 逐一排查跳线设置是否正确并按说明书功能表恢复。
8) GAMK板的拨码错误。逐一排查GAMK板的十个拨码是否正确, 并确保本地控制开关打到“AUTO”位置。
9) 检查执行器内部的交流接触器是否损坏。此时可以断开电源, 拆开执行器取出交流接触器, 检查三相触点是否能接通, 如不通, 则需更换交流接触器。
2 执行器只运行于本地方式, 不运行于远程方式
1) 检查“GAMK”板上的本地控制开关是否打到“AUTO”位置。
2) 用万用表检查中控给定信号, 使用与端子70串联的毫安表检查基准信号, 并判断信号极性接入正确。
3 执行器在达到阀关限位开关时不停止
1) 执行器被设置为扭矩阀关, 此时应检查阀关配置“Integral+”板上的开关1。
2) 阀关限位开关未正确调节。此时应调整阀关限位, 阀关限位开关必须在阀门阀关时启用, 使执行器被设定2为扭矩阀关。
3) 位置0%不正确。调整执行器电位器。
4 执行器在达到阀门限位开关时不停止
1) 阀门限位开关调整不正确。此时应调整阀开限位开关, 阀开限位开关必须在启时启动。
2) 位置100%调整不正确。调整定位板上的100%电位器。
5 执行器旋转方向与中控给定方向不一致
检查CI2701板上的开关3。位置“A”为顺时针阀关, 位置“B”为逆时针阀关。
6 执行器震荡
调整执行器死区设定电位器, 使之灵敏度降低。调整完毕后, 应用信号发生器测试执行器动作是否正常。如灵敏度调整过低, 执行器不受控制, 适当提高死区灵敏度, 使之受控。
7 结尾
执行器安装的注意事项:
执行器应采用合适的螺栓安装在固定机架上, 直接紧固到阀门上。执行器可在任何方向上安装, 要注意避免电缆压盖朝上, 以防止漏水。电机要避免置于下方, 防内部的冷凝水进入电机造成电机短路。
必须检查以下各项:
1) 保证电源电压与执行器铭牌上的电压数据相符。
2) 保证所有电缆压盖正确紧固。
3) 检查电动开阀操作, 确定电机旋转方向是否正确。用螺丝刀按下“开阀”行程限位开关, 电机停止运行。
用同样的方法检查电动关阀操作, 确定电机旋转方向是否正确。用螺丝刀按下“关阀”行程限位开关, 电机停止运行。本阶段如发现故障, 则请检查整个接线。
备注:室外安装建议选配加热电阻器, 以保持执行器内部干燥, 避免出现冷凝水。
日常维护:
执行器在需要进行维护时需由专业技术人员操作。电动执行器维护的目的, 是要保证使电动执行器常年处于整洁、润滑良好、运转正常的状态。运行中的电动执行器, 各种阀件必须齐全、完好。法兰和支架上的螺铨不可缺少, 不允许有松动现象。执行器与机架的连接螺栓要保持紧固, 不允许执行器动作时晃动。
伯纳德电动执行器进行了长寿命润滑, 一般不需要特别的维护, 通常每年检查一下电动机, 看是否运转正常。环境恶劣, 沙尘严重, 气候过于干燥时, 应定期更换润滑脂。再检查下电缆接头处是否紧固、检查执行器盖板螺丝是否上紧, 以防止水渗入执行器。
执行器故障 篇2
磁力轴承作为高速精密转子的理想支承[1], 航空发动机[2]、潜艇风机、高性能数控机床[3]等高科技装备对其性能和可靠性也提出了更高的要求。磁力轴承的执行器由功率放大器和电磁铁构成, 是电控系统的重要组成部分。针对执行器故障, Maslen等在偏置电流线性化理论的基础上提出了基于电流分配矩阵重构的径向磁力轴承执行器容错控制算法[4], 为磁力轴承系统执行器故障研究提供了理论基础。
现有的研究集中在磁力轴承的冗余控制策略和磁力轴承能够承受的极限失效磁极数等方面[5,6], 对失效磁极所处位置对磁力轴承动态特性影响的研究甚少。本文以冗余结构的径向磁力轴承为对象, 研究不同磁极失效对磁力轴承动态特性的影响。
1 径向磁力轴承冗余结构
图1为12极冗余结构的径向磁力轴承[7], 每个磁极上缠绕匝数相同的线圈, 并且每组线圈采用独立控制。每个磁极对应的功率放大器或线圈故障都会导致该磁极失效, 从而对磁力轴承转子的动态性能产生一定的影响。
2 执行器故障分析
2.1 执行器故障的不同形式
在Matlab/Simulation中, 对图1所示的冗余磁力轴承进行执行器失效的仿真分析。本研究采用PID控制, 总的仿真时间设为t=0.12s, 在t=0.04s时单个磁极失效, 即对应的功率放大器输出变为0, 在t=0.08s时一个磁极对磁极失效, 即失效磁极对所对应的2个功率放大器输出都变为0。不同磁极失效时转子位移曲线如图2、3所示, 以转子y轴最下端紧贴定子和x轴最左端紧贴定子分别计为两个方向位移起点, 转子在平衡位置时气隙为0.3mm。
对比分析图2和图3中的转子位移曲线, 可知执行器故障会导致转子偏离设定的平衡位置;不同磁极或磁极对失效对转子的动态特性影响不同, 并且失效的磁极 (磁极1) 或磁极对 (磁极1和2) 越靠近x轴对x方向的位移影响越大, 而对y方向的位移影响较小;失效的磁极 (磁极3) 或磁极对 (磁极3和4) 越靠近y轴对y方向的位移影响越大, 因为磁极3和4对称分布在y轴两侧, 所以对x方向的位移几乎没有影响。
2.2 执行器故障的补偿措施
执行器故障表现为对应线圈电流变小或没有, 从而使磁力轴承电磁力不足, 根据电磁力与电流的平方成正比这一理论, 可以考虑增加未失效线圈的电流来保证磁力轴承提供足够的电磁力以支撑转子, 如在前述磁极1失效后增加磁极2上线圈电流来增加电磁力, 从而控制转子的平衡位置, 转子位移如图4所示。
3 结语
根据主动磁力轴承的工作原理, 具有冗余结构的径向磁力轴承执行器故障会导致对应的磁极失效, 使转子出现一定的振动, 并经过一定时间达到新的平衡状态。在执行器发生故障后, 及时补偿特定未失效线圈的电流可以使系统较快地实现重构, 并改善重构过程中转子的动态特性。
研究表明, 磁力轴承执行器故障, 失效磁极或磁极对所处位置不同对转子的影响也会有所不同, 失效磁极越靠近某坐标轴, 对该坐标方向的转子位移影响越明显。这一影响可以通过增加特定线圈电流的方式来减弱甚至抵消, 从而提高径向磁力轴承系统工作的可靠性。
参考文献
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执行器故障 篇3
电动执行器广泛应用于石油化工、电厂、水泥等各类流程工业自动化系统中, 是整个自动化系统中必备且重要的终端执行仪表, 通过调节介质流量来控制工艺参数, 对控制系统调节品质的优劣、安全平稳运行具有很大的影响。由于执行器安装在生产现场, 在高温、高压/高压差、振动、腐蚀性等恶劣的环境下工作, 导致执行器各部件会出现故障, 这可能会导致安全、生产事故, 所以执行器设备故障在线诊断对整个自动化控制系统的可靠性非常重要, 因此各种电动执行器的故障诊断方法相继提出, 主要有基于解析模型[1,2,3]、基于人工智能[4,5,6,7,8]以及针对某类故障研究专用的诊断故障电路[9]。本文以锅炉过热蒸汽温度控制系统为应用背景, 提出了一种基于数据驱动的新电动执行器故障诊断方法。基于数据驱动的故障诊断方法基于数据驱动的方法主要有主元分析PCA (Principal Component Analysis) 、部分最小二乘法PLS (Partial Least Squares) 、Fisher判别式分析FDA (Fisher Discriminant Analysis) 等, 它们主要的特点是可以完全依赖于数据来实现故障检测和诊断, 是直接利用过程数据的一种过程监控方法, 该方法可实现高维监控数据进行降维处理, 并从中获取重要的故障特征信息, 以提高故障诊断算法的效率。
1 电动执行器常见故障类型
电动执行器的稳态数学模型[4]如图1中直线a所示, 其表达式为
式中:x为执行器的输入;y为执行器的反馈输出;α和β分别为执行器的增益系数和零点误差。α和β是在不同执行器故障状态下的值不同, 图1中直线a (α=1, β=0) 表示执行器工作正常。直线b (α≠1) 是恒增益故障, 是电动执行器的一个常见故障, 其中当α=0时就是发生卡死故障, 表现为反馈信号很长时间不发生变化。直线c是恒偏差故障, 是死区超出正常值并且输入和输出总是相差固定的值。此外, 死区故障也是一种常见故障, 表现为死区过大或过小。如果死区太大则电动执行器输出不能很好地跟踪输入, 而死区太小会使电动执行器整机产生自激振荡而无法正常工作。
2 基于主成分分析的故障特征提取
汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统仿真模型[10]如图2所示, 系统为串级控制系统, 主调节器采用PID控制、副调节器采用P控制, 导前区传递函数为, 惰性区传递函数, 为燃烧率扰动, 假定为减温水自发扰动。为了使故障诊断算法对实际的生产具有参考价值, 严格按照某型号电动执行器正常运行及故障检修时测得参数建立电动执行器动态模型, 在多种工况下进行仿真, 以1S为采样周期, 得到图中系统各环节动态响应及稳态性能样本数据104例。采用主成分分析法[11], 对样本数据进行处理, 主成分分析计算步骤如下:
1) 原始数据进行标准化处理。为消除变量之间在数量级或量纲上的不同, 需要把原始数据标准化处理, 系统状态数据矩阵中每一元素的xij的标准化值为:
2) 计算相关矩阵, 其中为相关系数, 其计算公式为:
3) 计算相关矩阵的特征值和对应于特征值的特征向量。
4) 确定主成分个数, 计算满足累计贡献率为的主成分个数。
本文经计算执行器输入信号、执行器输出信号、内回路输出信号、外回路输出信号等4个累计贡献率为88.9%, 因此选择上述信号作为电动执行器故障特征信号。
3 基于支持向量机的电动执行器故障诊断模型
3.1 二分类支持向量机算法
3.1.1 支持向量机
支持向量机是一种研究有限样本情况下建立分类器及机器学习规律的通用学习方法。建立在统计学习理论和结构风险最小化原理的基础上, 通过保持经验风险值固定并最小化置信范围来实现结构风险最小化, 比传统的基于经验风险最小化原理的方法 (如神经网络) 有明显的优点[12]。若给定的两类数据样本集为:
对于线性可分问题, 求最优分类线可以表示为下面的二次规划问题:
在约束条件下, 利用Lagrange优化方法可以把上述最优分类面问题转化为其对偶问题[12], 并根据Kuhn-Tucker条件求解该优化问题, 得到的最优分类函数是:
式中m表示求和实际上只对支持向量进行。b*是分类阈值。
3.1.2 非线性支持向量机[13]
非线性支持向量机用于非线性分类, 它首先使用一个非线性映射Φ把数据样本从原空间Rd映射到一个高维特征空间Ω, 再在高维特征空间Ω求最优分类面。如果在最优分类面中采用适当的内积函数就可以实现某一非线性变换后的线性分类, 而计算复杂度却没有增加, 此时得到的最优分类函数是:
式中, 为符号函数。由分类函数的正负即可判定x所属的分类。
选择不同的内积核函数形成不同的算法, 目前在分类方面研究较多也较常用的核函数有四种, 即线性核函数、多项式核函数、径向基核函数和Sigmoid核函数。
3.2 多类分类算法
采用支持向量机解决故障诊断等多类分类问题时, 通常需要组合多个二值SVM分类器来构造多类SVM分类器。典型的构造多类SVM分类器的方法主要有1对n算法、1对1算法[14,15]。
1) 一对一的多分类算法
在k类样本中构造所有可能的两类分类器, 每个两类分类器只用k类中的2类训练样本进行训练, 这样可以共构造出k (k-1) /2个两类分类器。采用“投票法”对测试数据样本分类。对每个测试样本, 所有k (k-1) /2个两类分类器对该样本分类后, k类中的哪一类得票最多, 就判定测试样本属于哪一类。
2) 一对多的多分类算法
一对多的多分类算法需要构造k个两类分类器。在构造k个分类器中的第m个分类器时, 将第m类的训练样本作为一类, 将除去m类之外的其余所有类别的训练样本作为一类, 采用“比较法”对测试数据样本分类。将每个测试样本分别输入给k个两类分类器, 从分类输出函数式可得k个输出结果, 求出k个输出结果中最大者, 其分类器的序号即为测试样本所属的类别号。
4 电动执行器多故障诊断模型的建立及应用
考虑到汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统的特点, 选用非线性支持向量机。由于电动执行器故障类型较少, 采用一对多的多分类算法构造多故障分类器, 依据文献[14]的研究选取径向基函数作为SVM的核函数。从已采用主成分分析法进行降维处理后的104个样本中选取不同工况不同故障下的80个样本作为的训练样本, 剩余24个样本为测试样本, 经过训练得到4个一对多的多类SVM模型, 用测试样本进行测试, 训练及测试结果如表1所示。
训练样本和测试样本的分类正确率都保持在一个较高的水平, 说明多类SVM模型在小学习样本条件下对电动执行器故障模式识别能力强、效率高, 具有很强的推广性。
5 结论
本文在采用主成分分析方法选取电动执行器故障特征的基础上, 建立了基于支持向量机的电动执行器多故障诊断模型。应用多故障诊断模型对电动执行器正常工作状态、恒增益故障状态、恒偏差故障状态, 死区故障状态等4种数据样本进行诊断, 取得了比较满意的效果。而基于支持向量机的电动执行器故障诊断模型需要获取电动执行器所在系统的设备级、系统级的历史信息、当前状态信息, 目前在大量使用电动执行机构的各类流程工业控制系统中广泛使用各种FCS、DCS系统, 可以实现诊断模型所要求信息的采集、保存, 因此为电动执行器的故障诊断多类SVM模型在其它流程工业应用背景下应用提供了保证。
摘要：本文针对在流程工业自动化系统中大量使用的电动执行器, 结合热工系统的应用背景, 提出了一种基于数据驱动的电动执行器故障诊断方法。该故障诊断方法包括特征提取和故障识别两部分:采用主成分分析法提取故障特征信号;采用基于支持向量机的方法进行故障识别, 构造多类支持向量机分类器, 建立了电动执行器多故障诊断模型。仿真实验研究证明了该诊断方法的可行性和有效性。
执行器故障 篇4
近年来, 许多学者研究了发生执行器故障的容错控制系统。文献[6]利用线性矩阵不等式 (LMI) 技术对非线性系统进行状态反馈补偿, 设计了离线可恢复故障模式的容错控制器, 提出了4种主动容错控制器来满足系统的不同需求。由于使用了被动容错控制方法, 控制器的保守型较强。文献[7]针对高速运行条件下的PMSM系统的位置传感器故障, 利用缩放法估计系统的转速和位置, 然后结合最大似然算法, 使系统保持鲁棒渐进稳定。文献[8]在卫星姿态控制系统发生了一个或多个飞轮故障的情况下, 用Back Stepping方法设计了在线自适应容错控制器, 使得控制器对参数、干扰和执行器故障有很强的鲁棒性, 保证了系统闭环的稳定性。但是, 该方法只针对执行器完全失效的情况, 并没有讨论其他执行器故障比如卡死、部分失效等。文献[9]利用T-S模糊模型设计了可靠控制器, 最后利用Lyapunov方法证明了系统的稳定性, 取得了良好的效果。
迭代学习控制算法被广泛应用于工业制造、机器人控制等重复性强的生产过程中。文献[10]将迭代学习过程抽象为时间和批次2个维度的学习过程, 将传统的迭代学习过程转换为二维模型, 使其输出满足预设的跟踪条件。但是, 该文献并没有考虑执行器故障的情况, 并且系统需要满足一定的线性条件才能使用。
本文提出了利用迭代学习控制算法解决重复系统发生执行器故障后的控制问题。针对连续时变系统, 提出了一种开环PD型迭代学习律, 并结合算子理论和范数理论分析了系统控制器保持稳定的充分条件。仿真结果表明, 本文的算法收敛性快、实时性强, 保证了系统在发生故障的情况下的鲁棒稳定性。
1 问题描述
考虑如下线性连续时变系统:
式 (1) 中:t∈[0, T], x (t) ∈Rn为状态变量;u (t) ∈Rr为系统的控制输入量;y (t) 为系统输出;A (t) 、B (t) 、C (t) 为系统状态矩阵。其中, t分段连续。
当执行器发生故障时:
此时, 执行器发生失效故障。
式 (2) 中:α为执行器故障的失效因子, 0<α<1;d为执行器有界增益故障, 一般认为是一个有界常量。
当系统在第k次运行时, 系统状态方程为:
定义系统的输出误差:
式 (4) 中:yd (t) 为系统的期望轨迹, 在t∈[0, T]上连续。
2 设计迭代学习控制律
针对式 (3) , 设计了迭代学习控制律:
式 (5) 中:Γ, L分别为开关迭代学习D型增益矩阵和P型增益矩阵;uk+1 (t) 和uk (t) 分别表示第k+1次和第k次的系统控制输出。
对于系统的迭代次数k, uk (t) 分段连续。常见的执行器故障分为卡死、失效和增益等。本文讨论的故障形式是执行器失效故障, 具体表现为, 系统控制器的实际输入是预设输入和失效因子的乘积, 即:
式 (6) 中:α为执行器故障的失效因子, 0<α<1.
设故障线性连续时变系统 (3) 在初始状态都满足xk (0) =x0的条件下, 采用迭代学习控制律 (5) , 并且控制器增益满足条件为:
当每次迭代初始条件一致时, 即xk (0) =x0 (k=1, 2, 3…) , yk (0) =yd (0) , 即当k→∞时, 有yk (t) →yd (t) .
3 收敛性分析
定义向量函数h:[0, T]→Rn的λ范数:
非线性方程 (4) 的解为:
取Φ (t, τ) =eA (t-τ) , 可得:
将式 (10) 带入式 (11) 可得:
利用分部积分:
将式 (13) 代入式 (12) 可得:
在式 (14) 两端取范数, 则:
将式 (15) 两边同乘e-λt, 得:
整理式 (16) 可得:
由此可见, 只要故障系统满足上述条件, 就可以保证在执行器发生失效故障的情况下, 系统的输出收敛到指定轨迹的邻域内。
4 仿真实例
有以下2输入2输出线性时变系统:
期望跟踪轨迹为:
仿真结果如图1、图2所示。图1是迭代次数为10时, 系统在执行器失效故障发生前后的跟踪曲线;图2为系统发生故障前后的最大误差曲线。
图1表明, 在执行器故障发生的前后, 本文设计的迭代学习控制器使得系统输出单调收敛于期望轨迹的领域内, 系统有较强的跟踪能力。故障系统经过10次迭代学习后, 输出与所设定的目标相匹配。图2表明, 故障系统的输出误差应用本文迭代学习算法的收敛过程。当故障发生时, 系统的2个输出误差较大, 随着迭代次数的增加, 误差的最大值不断减小。经过6次迭代过程, 系统误差便会很小;经过10次迭代过程后, 系统的输出误差最大值接近0.这说明, 本文提出的算法保证了故障系统的跟踪性能, 并且收敛速度较快。
5 结束语
本文以线性时变系统作为研究对象, 在系统发生执行器失效故障的情况下, 采用PD型开环迭代学习算法的控制器, 使得故障系统保持鲁棒稳定, 并且有良好的跟踪特性。仿真结果表明, 此算法具有有效性和可靠性。该方法将传统迭代学习控制与容错控制结合起来, 具有应用范围广、算法易于执行、可靠性强等特点, 这对故障系统的容错控制有非常重要的意义。
参考文献
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执行器故障 篇5
对于电动执行结构的广泛定义是:能提供直线或者旋转用的的驱动设备, 其利用某种能源同时在某种控制信号下工作。执行机构一般为液体、气体、电力或者其他的能源并且通过气缸、电机或者其他的装置将其转化成驱动作用。电动执行机构是现场执行终端的其中一种, 主要功能是通过电机或者气缸带动齿轮箱至轴套从而使阀杆做出上升或者下降或者旋转从而可以在油田中使用。因为在油田当中有越来越多的电动执行机中的自动控制被越来越多的工厂所采用, 所以人工操作被机械或者越来越自动化的设备所替代, 人们要求执行机构能够在控制系统和阀门机械运动之间的界面作用, 同时在油田的使用中可以更加好的提高在油田中的环境和安全性。甚至是在在一些人员过多和危险性的场合, 自动化的执行机构能减少人员和其他建筑物的伤害。某些特殊的阀门要在在紧急情况下能紧急闭合或者大袋, 阀门执行机构不仅能够阻止危险的扩散还能同时降低工厂的损失。对于一些大口径、高压力的阀门, 对于执行机构的输出力矩是非常大的, 所以这时候必须在提高机械效率的同时再使用高输出的电机, 这样就能平稳的操作大口径的阀门了。对于依稀扭矩小的阀门, 精确小巧的电动阀门一应运而生, 与普通的相比用质量轻、功能齐全、结构紧凑等优点。
2 电动执行机构常见的故障分析与排除方法
由于在油田的工程当中会受到现场的情况、环境比较复杂以及设备本身的因素的影响, 电动执行机构会出现许多的故障现在将执行机构在日常出现的一些情况列举出来:
第一点就是在油田的工程施工当中, 检查电缆的绝缘情况下的同时观察插头是否短路或者接地, 检查空开时的容量;第二点就是在油田的施工过程中可以查看是否是电源板已损坏, 更换一个验证;甚至还可以是在接触器或者可控硅有可能已损毁, 更换新的验证。还有时电动执行机构能够在油田中的接受控制系统发出的信号, 电机同时能够正常运转, 但是没有阀位的反馈:就是说在油田中的施工的位置传感器的电位器不能与行程控制机构同时旋转, 需要检查连接部分是否连接完好;而且在电位器已经损坏, 阻值的大小不随转动的改变而改变;PM放大板可能已损坏, 无法反馈信号。在油田施工中元件主要是以机械运动为主的, 继电器、行程开关、计数器特别容易发出现故障。其原因是由于在开发油田中整个体系的力矩保护开关随着运行时间的不断增加, 它的保护左营逐渐的降低甚至失去, 加上继电器损坏, 环境比较差, 一些装在管道式的执行机构容易卡, 这就导致电机做工很多, 倒是电机损坏。所以当检修人员发现电机出现过载故障时, 一定要及时的更换热偶。所以, 对于元器件, 发现老化或者失去功能的一定要及时的更换, 否则会引起更大的故障。
2.1 一体只能型电动执行机构的常见故障和处理方法
(1) 切断信号后电动执行机构没有在正确的位置。就是说在某个油田的开采中没有控制执行机构的装置的智能系统, 导致装饰失去了控制信号, 导致机器无法正常运行。在分析故障时, 工程师对说明书进行了重新学习, 同时将设备重新组态:当这个电动装置失去信号时, 执行机构不发生任何动作。出现这些问题的主要原因是油田的专人人员对新的操作系统的装置的功能没有完全了解, 对设备做了错误的组态, 从而导致设备在失去信号的时候没有正确的动作。一体智能机有很多的功能, 只要我们利用合理的话, 它才能为我们的工作带来方便, 使我们的工作效率大幅提高, 否则回来带很多的麻烦, 从而降低工作的效率。
(2) 指令与反馈的信息反差比较大
智能电动执行机构出现反馈信息差距大, 主要是反馈电阻原件因为过度的磨损从而使元件失去线性, 又或者是反馈传动连接不好, 或者是指令放大末班出现了问题。维修的话要对实际情况大量的进行分析。
2.2 发生故障时故障灯没有亮, 应检查一下
几个方面
如果在油田的施工正在进行的时候突然有了故障, 但是发生故障的时候故障灯没有亮。这个时候你就可以检查电源是否连接上, 如果没有连接就连接上, 如果是跳闸就需要对跳闸的原意进行分析:检查四个保险是否已经断了, 如果已经烧断就应该换用更加合适的保险;行程开关和关行程开关是否已经同时到位, 这是远方发出“故障”信息;
2.3 开关的方向不受控制, 而且在打开开关的同时电机会发生剧烈的抖动。
经检查后发现执行机构电机的启动电容连接不良, 重新焊接好以后发现, 执行机构仍然不能正常的工作。如果在开动机器时, 电动机依然抖动的非常厉害, 判断有可能是伺放板以经损坏了, 重新更换新的伺放板后, 执行机构能够正常的工作了。
3 结语
通过对电动执行的了解、故障发生的原因以及故障的排查和分析, 同时采取较为合理的安装工艺以及技术的更新和改造, 将会大大地提高电动执行机构的工作稳定性, 从而达到降低故障发生的概率, 减少因维护过程正投入的物力、人力和财力, 对工艺的流程的生产效率以及经济效益的提高和能源消耗的降低都有着十分重要的作用, 这样还可以是在油田中更有效的进行, 提高了油田中的效率, 并且还可以有效的提高系统的运行质量, 从而确保电工机构在生产装置的长期而稳定的运行。同时也为我们以后的维护工作奠定了良好的基础。在电动机的执行机构维修和处理好的情况下, 也是会在油田的工程中占据着非常主要的地位。
参考文献
[1]关于计算机技术的维修与故障的检修.中国计算机维修, 2011.12[1]关于计算机技术的维修与故障的检修.中国计算机维修, 2011.12
执行器故障 篇6
智能型利密托克电动执行机构由三相异步电动机驱动, 通过蜗轮蜗杆减速, 带动空心输出轴输出转矩。减速器具有手/电动切换机构, 当切换手柄处于手动位置时, 手轮通过离合器带动空心输出轴转动;电动操作时, 切换机构将自动回落至电动位置, 离合器和蜗轮啮合, 由三相电机驱动空心输出轴转动, 其工作原理框图如图1所示:
2 常见故障分析
2.1 显示面板有可能出现的故障主要为硬件故障, 如编码器故障、电源板故障、主板故障等, 另外还有一些其它故障, 如:缺项故障、过扭矩故障和阀门卡涩等, 下面逐一进行分析:
2.1.1主板液晶屏没有显示, 可能是主板故障、也可能是电源板故障。首先检查三相交流电源是否正常, 如果三相交流电源正常请继续检查, 再检查执行机构接线端子21/22是否有24V DC输出。如果没有24V DC输出, 需要打开执行机构的控制电路盖子, 检查电源板保险是否良好。这样就可以检查出故障所在。当然, 在交流电源正常的情况下, 可以拿好的主板或者电源板来确认故障的具体对象。当更换主板后, 重新对执行机构的参数进行设置, 根据执行机构面板的提示 (参照名牌参数) , 主要对型号、电压、输出转数 (PRM) , 频率, 进行设置, 其余参数为默认值, 最后调整执行机构的限位和扭矩设定值。
2.1.2编码器故障, 此故障有可能是操作不规范所致, 断开交流电源复位即可。还有就是编码器实际发生的故障, 这需要更换编码器, 在更换完编码器后, 需要对执行机构的开、关限位重新进行调整。
2.1.3缺相故障, 这是由于380V AC电源有一相不正常造成, 需要检查交流电源。测量三相交流电源是否平衡、三相对地是否正常、有没有虚接。
2.1.4过扭矩故障或者阀卡涩故障, 这种情况需要手动来测试阀门是否真的过扭矩或者卡涩, 然后进行解决。
2.2 LOCAL (就地) 和REMOTE (远程) 不能电动操作执行机构
2.2.1 LOCAL (就地) 不能电动操作, 如果此时面板显示为“状态OK”, 那么最有可能就是操作黑色旋钮时不规范所致。
2.2.2 REMOTE (远程) 不能电动操作, 如果此时面板显示为“状态OK”, 那么需要打开执行机构的接线端子盖。拆下端子25/27/28的接线, 短接端子21和28, 再用脉冲的方式短接端子22和25 (开命令) , 或者22和27 (关命令) , 视面板显示开度而定。如果是泵的出口阀, 需要拆下端子25/26/27/28的接线, 短接端子21和28, 短接端子22和26, 再用脉冲的方式短接端子22和25 (开命令) , 或者22和27 (关命令) , 根据面板显示开度而定。如果要停止阀门动作, 这时只需要断开端子22和26之间的短接线, 这样就可以排除执行机构自身的故障。
2.3 状态反馈信号丢失
2.3.1如果关到位, 面板显示0%开度。而此时PLC没有接收到关到位的信号, 拆下接线端子盖, 断开端子44/45的接线, 用万用表测试端子44/45是否有信号输出。
2.3.2如果开到位, 面板显示100%开度。而此时PLC没有接收到开到位的信号, 拆下接线端子盖, 断开端子46/47的接线, 用万用表测试端子46/47是否有信号输出。
2.3.3如果红色旋钮在RMOTE (远程) 位置, 而此时PLC没有接收到远程信号, 拆下接线端子盖, 断开端子38/39的接线, 用万用表测试端子38/39是否有信号输出。
2.3.4如果执行机构的红色旋钮在LOCAL (就地) 或者STOP (停止) 位置, 或者面板第二行显示有故障时, PLC没有接收到综合故障信号, 拆下接线端子盖, 断开端子52/53的接线, 用万用表测试端子52/53是否有信号输出。
2.3.5如果泵出口阀门位置的开度≥10%, 而此时PLC没有接收到这个信号, 拆下接线端子盖, 断开端子42/43的接线, 用万用表测试端子42/43是否有信号输出。
2.4 液晶屏显示有开度, 但是阀门没有动作
这种情况主要有以下两个方面的原因:
其一为与执行机构配套的阀门为平板闸阀, 当操作执行机构时, 液晶屏上阀位显示有变化, 但是阀门实际没有动作, 主要原因为执行机构齿轮箱螺母与底座之间的滚柱轴承损坏后, 造成螺母下沉, 螺母与涡轮之间不能够有效啮合, 在电机带动蜗轮旋转时, 螺母并没有转动 (或者少量转动) , 从而造成显示执行机构显示有变化而阀门并没有动作的现象, 如图2所示:
其二为与执行机构配套的阀门为球阀, 当操作执行机构时, 液晶屏上阀位显示有变化, 但是阀门实际没有动作, 主要原因为执行机构齿轮箱涡杆上的轴承损坏, 造成涡轮和涡杆之间不能够有效啮合, 从而造成执行机构开度有显示而阀门实际没有动作的故障, 而造成执行机构齿轮箱涡杆上轴承损坏的最终原因为球阀阀杆和O型圈密封部分存在锈蚀和杂质, 通过更换了O型圈并对锈蚀部分阀杆进行了除锈润滑处理后, 执行机构操作正常, 如图3所示:
2.5 电机过热报警
这种情况主要有以下几种原因 (执行机构连续工作时间不能超过15分钟) :
由于电机本身过热运行, 导致过热报警, 待电机温度自然冷却就可以消除报警;热敏保护元件损坏, 导致过热报警, 需要更换新的热敏元件;接线错误, 到主控制板的过热保护线没有插接好而导致, 检查接线即可。
参考文献
[1]GB50093-2002, 《自动化仪表工程施工及验收规范》[S].
[2]SY 4205-2007, 《石油天然气建设工程施工质量验收规范自动化仪表工程》[S].