CN108508869A - 一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，包括如下步骤：首先，将故障电动执行器由自动控制方式切换至手动控制方式，并记录电动执行器参数以及标记减速机上当前设备的位置；其次，根据故障处理相应的故障执行单元；最后，在处理故障执行单元完成以后，对设备进行试验，试验无异常后恢复设备，否则重复执行上述步骤；本方案可在不停运电动执行器的前提下进行处理故障单元，从而减少检测故障的时间，提高工作效率和使用安全性，在排除故障后多次进行阀门位置校准，保证处理故障单元后的参数不变，提高产品质量，从而保证了机组的安全可靠运行。

Description

一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法

技术领域

本发明涉及故障处理技术领域，具体为一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法。

背景技术

因为越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在一些危险性的场合，自动化的执行机构装置能减少人员的伤害。某些特殊阀门要求在特殊情况下紧急打开或关闭，阀门执行机构能阻止危险进一步扩散同时将工厂损失减至最少，电动执行机构是工业控制阀中电动阀门的重要驱动装置和控制装置。

角行程电动执行器即控制阀门完成0°-90°开关的电动装置，角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0-10毫安，4-20毫安或1-5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作阀门等，完成自动调节的任务。

角行程电动执行器连接方式分为直连式和连杆连接式两种，其中连杆式角行程电动执行机构的应用主要在增压风机动叶执行机构、引风机静叶执行机构、中心风调节挡板、过热器和再热器烟气调节挡板以及磨煤机热一次风等自动调节设备。

目前电动执行器受现场工作环境影响大，在使用时执行器的工作环境温度高、振动打、粉尘多等因素，均容易导致电动执行器故障，故障发生率高，目前常用的处理方式是停运电动执行器，检测故障的耗时长，此操作严重影响工作效果和质量控制，降低使用安全性，并且不易进行阀门的位置校准。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，可在不停运电动执行器的前提下进行处理故障单元，从而减少检测故障的时间，提高工作效率和使用安全性，在排除故障后多次进行阀门位置校准，保证处理故障单元后的参数不变，提高产品质量，从而保证了机组的安全可靠运行，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，包括如下步骤：

S100、将故障电动执行器由自动控制方式切换至手动控制方式，并记录电动执行器参数以及标记减速机上当前设备的位置；

S200、根据故障处理相应的故障执行单元；

S300、在处理故障执行单元完成以后，对设备进行试验，试验无异常后恢复设备，否则重复执行上述步骤。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S100中，记录电动执行器参数的具体步骤如下：

S101、稳定机组负荷以及机组其它的信号参数，并且记录电动执行器上的参数，其参数包括电机转速、转动方向、力矩大小和控制信号类型；

S102、使用固定装置将连杆固定牢靠；

S103、在减速机上标记和记录当前设备的位置；

S104、脱开连杆，并且在减速机上标记电动执行器的全开和全关位置。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤104中，标记位置信息时的具体步骤为：

若减速机正常，电动执行器显示正常，则手摇电机上的手动操作手柄，使设备达到全开位，在减速机上标记位置，同样标记全关位置；

若减速机正常，电动执行器显示黑屏，手摇手动操作手柄，并且通过故障前的开度以及减速机上的箭头指向来确认全开和全关位置，

若减速机故障，标记当前位置后，并且在新减速机上标定相应位置，根据当前位置确认减速机的全开全关位置。

作为本发明一种优选的技术方案，在标记位置信息时，若DCS开度反馈值显示正常，则可以直接根据DCS显示值做标记。

作为本发明一种优选的技术方案，在标记全开和全关位置信息时，使用减速机上的箭头指示此时减速机的实际位置，此位置代表阀门的实际开度。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤200中，处理相应故障的执行单元方法为直接修复或更换。

作为本发明一种优选的技术方案，当处理相应故障的执行单元方法为直接修复时，试验方法为：对阀门进行全开和全关位置的重新标定，并且检查电动控制单元的参数。

作为本发明一种优选的技术方案，当处理相应故障的执行单元方法为更换时，试验方法为：

(1)电动执行器标定完成以后，对电动执行器的参数进行检查，检查完成之后，就地手动操作，查看DCS与就地减速机的实际开度是否一致，电机转速是否合适，转向是否正常，若无异常，进行下一步试验，若不正常，则重新进行标定，重复上述步骤；

(2)在DCS操作设备，查看是否运转正常，全开和全关位置是否与减速机的位置一致，并且检查转速和转向是否正常，如全部正常，则执行下一步，否则重复上述步骤。

作为本发明一种优选的技术方案，在更换电动控制单元后，在进行试验之前，需将电动控制单元的力矩与电机匹配。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤300中，恢复设备的具体步骤如下所述：

S301、将电动执行器的控制方式切换至远程控制，将DCS设备指令值设置为设备故障前减速机实际开度，之后将电动执行器控制方式切换至就地控制；

S302、连接连杆，连接时若连杆距离相差较小，通过就地控制按钮使连杆连接；若连杆距离相差太远，则重新检查减速机全开全关位置，重复上述步骤；

S303、待连杆脱开固定装置，在DCS设备上将电动执行器指令值调整至与反馈值一致，将电动执行器控制方式切换至远方控制；

S304、通过远程控制操作电动执行器，操作幅度增加或减少1％，并观察控制参数，直到参数有变化后停止操作，分析参数变化与电动执行器操作方向是否对应，若对应执行下一步骤；若不对应，则重新进行检查；

S305、控制方式仍设置为就地控制，在运行数小时以及在不同位置状态试验均正常后，将控制方式切换为自动控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电动执行器通过添加手动和自动两种控制方式，可在不停运电动执行器的前提下进行处理故障单元，在处理故障单元同时可保证电动执行器的安全工作，提高使用安全性，并且提高工作效率和生产质量，另外通过保持处理故障单元后的参数不变，以及标定故障前后的阀门全开全开位置相同，保证了机组的安全可靠运行。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明连杆式角行程电动执行机构结构示意图；

图3为本发明减速机剖面示意图；

图4为本发明减速机标定位置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，包括如下步骤：

步骤S100、将故障电动执行器由自动控制方式切换至手动控制方式，并记录电动执行器参数以及标记减速机上当前设备的位置。

记录电动执行器的主要参数，是为了设置修复故障后的工作参数，提供标定的数据，从而保证电动执行器工作的稳定性和可靠性，避免工作参数前后不一，影响生产质量。

在步骤S100中，记录电动执行器参数的具体步骤如下：

步骤S101、稳定机组负荷以及机组其它的信号参数，并且记录电动执行器上的参数，其参数包括电机转速、转动方向、力矩大小和控制信号类型；

步骤S102、使用固定装置将连杆固定牢靠；

步骤S103、在减速机上标记和记录当前设备的位置；

步骤S104、脱开连杆，并且在减速机上标记电动执行器的全开和全关位置。

其中，将电动执行器的控制方式由自动状态切换为手动状态，可防止自动状态下导致控制数据不稳定，影响安全性，便于对故障单元进行修复，通过手动控制阀门的开关，可增加工作的稳定性。

而且，在这个过程中，将连杆固定牢靠，保证连杆无法自主转动，可保留故障前连杆的位置，防止连杆在修复故障的过程中发生移动，影响后面标定时的准确性，进一步提高标定数据的精确性，必要时采用焊接的方法将其焊接至电机底座上，以保证连杆脱离减速机后无法转动。

需要补充说明的是，如图2和图3所示，一般连杆式角行程电动执行机构由：电动控制单元1、电机2、减速机3以及输出摆臂4组成，还包括手动操作手柄5。

电动控制单元1：接受上位机的指令信号，将其转换成角度信号，并将阀门的实际角度与指令信号进行比较，进而可进行控制，同时提供就地操作以及参数设置等功能，可独立与远程控制，方便使用调节，另外电动控制单元1可以提供液晶显示面板以及就地手动操作面板，可以清晰的看出此时电动执行器的状态，同时可以通过面板查看电机、阀门等参数，也可设置参数。

电机2：接受电动控制单元1的输出信号，通过正、反转带动减速机3转动，同时电机2上自带手动操作手柄5，可以在紧急情况下手动操作阀门等及其阀门本体转动。

减速机3：可降低电机2的转速，同时增加扭矩，通过输出轴与输出摆臂4连接，使输出摆臂4进行相应的动作。

输出摆臂4：一端与减速器3连接，另一端之间与阀门相连，控制减速器3的旋转控制阀门的开关。

另外需要补充说明的是，电动执行机构常见故障如下所述：

(1)电动控制单元故障：常见的有参数丢失、控制板故障、电源板等故障；

(2)电机故障:主要分为电机短路、反馈齿轮磨损、反馈电位器异常、电机卡涩等；

(3)减速机故障:主要分为减速机齿轮磨损、减速机抱死等原因。

在步骤104中，标记位置信息时的具体步骤为：

若减速机正常，电动执行器显示正常，则手摇电机上的手动操作手柄，使设备达到全开位，在减速机上标记位置，同样标记全关位置；

若减速机正常，电动执行器显示黑屏，手摇手动操作手柄，并且通过故障前的开度以及减速机上的箭头指向来确认全开和全关位置，

若减速机故障，标记当前位置后，并且在新减速机上标定相应位置，根据当前位置确认减速机的全开全关位置。

另外，在标记位置信息时，若DCS开度反馈值显示正常，则可以直接根据DCS显示值做标记，在标记全开和全关位置信息时，使用减速机上的箭头指示此时减速机的实际位置，此位置代表阀门的实际开度。

在上述标定的过程中，如图4所示，可以明确的是，在减速机3上设有多个标定的位置点，通过调准这些位置点来达到相应的标定目的。

步骤S200、根据故障处理相应的故障执行单元。

在步骤200中，处理相应故障的执行单元方法为直接修复或更换。

步骤S300、在处理故障执行单元完成以后，对设备进行试验，试验无异常后恢复设备，否则重复执行上述步骤。

根据上述，当处理相应故障的执行单元方法为直接修复时，试验方法为：对阀门进行全开和全关位置的重新标定，并且检查电动控制单元的参数。

当处理相应故障的执行单元方法为更换时，试验方法为：

(1)电动执行器标定完成以后，对电动执行器的参数进行检查，检查完成之后，就地手动操作，查看DCS与就地减速机的实际开度是否一致，电机转速是否合适，转向是否正常，若无异常，进行下一步试验，若不正常，则重新进行标定，重复上述步骤；

需要注意的是，如果不正常，标定之前需要重新检测电动执行器的各部件单元连接方式，检测就地控制与DCS设备之间的连接是否正常。

(2)在DCS操作设备，查看是否运转正常，全开和全关位置是否与减速机的位置一致，并且检查转速和转向是否正常，如全部正常，则执行下一步，否则重复上述步骤。

而且，在更换电动控制单元后，在进行试验之前，需将电动控制单元的力矩与电机匹配，防止电动控制单元无法匹配控制电机，避免影响工作精度，对阀门进行全关全开位置标定，可保持处理故障单元后的参数不变，以及标定故障前后的阀门全开全开位置相同，保证了机组的安全可靠运行。

需要补充说明的是，对阀门进行全关全开位置标定的操作前提是，电动执行器标定完成，参数检查完成后无误之后。

在步骤300中，恢复设备的具体步骤如下所述：

步骤S301、将电动执行器的控制方式切换至远程控制，将DCS设备指令值设置为设备故障前减速机实际开度，之后将电动执行器控制方式切换至就地控制，检测远程控制是否正常，另外将设备重新设定为故障前状态，便于标定电动执行器的状态是否正常。

步骤S302、连接连杆，连接时若连杆距离相差较小，通过就地控制按钮使连杆连接；若连杆距离相差太远，则重新检查减速机全开全关位置，重复上述步骤。

在以上两个步骤中，将DCS设备指令值设置为设备故障前减速机实际开度，可将减速机从全开或者全关位置返回至故障前实际位置，如果输出摆臂与减速机上的输出轴相差过大时，说明全开或全关位置不准，需要重新进行全开全关位置校准。

步骤S303、待连杆脱开固定装置，在DCS设备上将电动执行器指令值调整至与反馈值一致，将电动执行器控制方式切换至远方控制。

步骤S304、通过远程控制操作电动执行器，操作幅度增加或减少1％，并观察控制参数，直到参数有变化后停止操作，分析参数变化与电动执行器操作方向是否对应，若对应执行下一步骤；若不对应，则重新进行检查。

步骤S305、控制方式仍设置为就地控制，在运行数小时以及在不同位置状态试验均正常后，将控制方式切换为自动控制。

在上述中，通过长时间的运行，目的在于进一步检测电动执行器控制和反馈功能的稳定性。

基于上述内容，在检修处理过程中，运行人员必须密切注意设备运行情况，若有异常，立刻按照事故预案处理；另外，在设备检修完，投入自动状态后，应密切关注自动投入情况，以防止由于电机转速等参数变化引起的自动控制参数不佳；如自动控制方式不理想时，立即切除自动，并联系检修人员处理。

本发明的主要特点在于：

(1)本发明在不停运电动执行器的状态下进行故障检测，可减少检测故障的时间，提高修复效率，进一步提高生产效率；

(2)本发明通过在减速器上设定阀门设备的全开和全关位置，可检测故障排除之后的电动执行器能否恢复到故障前的状态，从而进一步判断电动执行器的各单元连接方式是否正确，减少排除故障的时间，另外在减速器设定阀门设备的全开和全关位置，便于后期的使用观察；

(3)本发明可检测远程控制与就地控制的工作是否正常，从而可检测减速器上的全开和全关位置是否正确，进而可保证故障修复后的电动执行器与故障前的工作状态相同。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、将故障电动执行器由自动控制方式切换至手动控制方式，并记录电动执行器参数以及标记减速机上当前设备的位置；

S200、根据故障处理相应的故障执行单元；

S300、在处理故障执行单元完成以后，对设备进行试验，试验无异常后恢复设备，否则重复执行上述步骤。

2.根据权利要求1所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在步骤S100中，记录电动执行器参数的具体步骤如下：

S101、稳定机组负荷以及机组其它的信号参数，并且记录电动执行器上的参数，其参数包括电机转速、转动方向、力矩大小和控制信号类型；

S102、使用固定装置将连杆固定牢靠；

S103、在减速机上标记和记录当前设备的位置；

S104、脱开连杆，并且在减速机上标记电动执行器的全开和全关位置。

3.根据权利要求2所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在步骤104中，标记位置信息时的具体步骤为：

若减速机正常，电动执行器显示正常，则手摇电机上的手动操作手柄，使设备达到全开位，在减速机上标记位置，同样标记全关位置；

若减速机正常，电动执行器显示黑屏，手摇手动操作手柄，并且通过故障前的开度以及减速机上的箭头指向来确认全开和全关位置，

若减速机故障，标记当前位置后，并且在新减速机上标定相应位置，根据当前位置确认减速机的全开全关位置。

4.根据权利要求3所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在标记位置信息时，若DCS开度反馈值显示正常，则可以直接根据DCS显示值做标记。

5.根据权利要求2所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在标记全开和全关位置信息时，使用减速机上的箭头指示此时减速机的实际位置，此位置代表阀门的实际开度。

6.根据权利要求1所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在步骤200中，处理相应故障的执行单元方法为直接修复或更换。

7.根据权利要求6所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，当处理相应故障的执行单元方法为直接修复时，试验方法为：对阀门进行全开和全关位置的重新标定，并且检查电动控制单元的参数。

8.根据权利要求6所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，当处理相应故障的执行单元方法为更换时，试验方法为：

(1)电动执行器标定完成以后，对电动执行器的参数进行检查，检查完成之后，就地手动操作，查看DCS与就地减速机的实际开度是否一致，电机转速是否合适，转向是否正常，若无异常，进行下一步试验，若不正常，则重新进行标定，重复上述步骤；

(2)在DCS操作设备，查看是否运转正常，全开和全关位置是否与减速机的位置一致，并且检查转速和转向是否正常，如全部正常，则执行下一步，否则重复上述步骤。

9.根据权利要求8所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在更换电动控制单元后，在进行试验之前，需将电动控制单元的力矩与电机匹配。

10.根据权利要求1所述的一种连杆式角行程电动执行器故障在线处理方法，其特征在于，在步骤300中，恢复设备的具体步骤如下所述：

S301、将电动执行器的控制方式切换至远程控制，将DCS设备指令值设置为设备故障前减速机实际开度，之后将电动执行器控制方式切换至就地控制；

S302、连接连杆，连接时若连杆距离相差较小，通过就地控制按钮使连杆连接；若连杆距离相差太远，则重新检查减速机全开全关位置，重复上述步骤；

S303、待连杆脱开固定装置，在DCS设备上将电动执行器指令值调整至与反馈值一致，将电动执行器控制方式切换至远方控制；

S304、通过远程控制操作电动执行器，操作幅度增加或减少1％，并观察控制参数，直到参数有变化后停止操作，分析参数变化与电动执行器操作方向是否对应，若对应执行下一步骤；若不对应，则重新进行检查；

S305、控制方式仍设置为就地控制，在运行数小时以及在不同位置状态试验均正常后，将控制方式切换为自动控制。