烧结风机风门电动执行器故障及调校解析

一、前言

　　执行器，又称执行机构，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，所以电动型近年来发展最快，应用面较广。

　　电动型按不同标准又可分为：组合式结构、机电一体化结构，电器控制型、电子控制型、智能控制型（带HART、FF协议），数字型、模拟型、手动接触调试型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的，越来越广泛地应用到企业的生产中。

　　作为自动化维护人员要彻底地摸清执行器控制方法与工作的基本原理，才可根据生产现场的具体情况作出相应的故障判断，及时排除故障保证生产不受其影响或少受影响。由于电动执行器厂家配置的说明书只是介绍执行器怎样接线、报警设置等，未对执行器与阀门怎样连接安装做指导说明，遇到出现异常工作状态不知所措。下面通过一个实例来谈谈电动执行机构的故障查找、处置、调校，为今后维护调校电动执行机构提供参考。

二、更换风门窗型百叶阀后出现现象简介

　　重钢一号烧结机1#环冷鼓风机风门电动执行器如图1所示，因阀轴经室外雨淋少转动锈蚀，当调节风门位置转动时常常卡阻，更换窗型百叶阀后，重新连接好连杆试用，计算机上给定100%全开输出，执行器反馈值显示为0%；而给定0%全关时反馈值却显示100%全开。半开50%时，反馈显示50%。电动执行器虽然能操控使用，但不适合生产操作人员的操作习惯，要求仪表维修人员将执行器调校恢复到之前的操作模式。即计算机给定0%（全关）时，阀门反馈显示0%（全关），给定100%（全开）时，反馈显示100%（全开）。

图1 一号烧结机1#环冷鼓风机风门电动执行器

三、现象原因分析、处理及解决方案

1、原因分析、处理

　　维护人员到生产现场检查，执行器接受的控制信号全开时20mA，全关时4mA，计算机输出正向信号；伺服电路在执行器全关时输出20mA，全开时伺服电路输出4mA，说明伺服电路工作是正常的。这种现象显示阀门处于反向工作状态。

　　执行机构要达到全关时输出4mA—计算机反馈显示0%，全开时输出20mA—计算机反馈显示100%的控制要求，为满足生产控制要求实现正作用控制，根据与逻辑控制关系得知，要使一个事物（事件）得到正的结果就必须使构成该事物的各种要素全部为正的作用。这里执行器受控制为关状态时，连杆却带动阀门处于开状态；当执行器为开状态连杆带动阀门处于关状态，所以必须确保阀的零位与电动执行器的零位在安装时重合。

2、解决方案

　　给电动执行器输入4mA信号，在风门的进风口方向看见窗型百叶阀处在全打开位置，这时取下执行器与百叶阀间的连杆，将百叶阀调整到全关闭位置，使阀门臂与执行器臂平行且在一个平面上，装上连杆。然后检查确认执行机构转动方向是否正确，再对行程位置控制、零位（0%）调整、满度位置（100%）调整、死区的检查调整。投入远程控制试用达到正常使用要求。

　　通过分析以上实例应用与逻辑分析，查找到电动执行机构阀位不能控制自如现象的根源，证明了理论知识指导实际工作重要性。这个分析思路方法还可以延伸应用到气动薄膜调节阀的正反作用的确定上。对生产工艺控制要求运用反作用的执行机构的地方，如控制信号4mA要求阀打开，20mA要求阀关闭，就可以参照此分析安装调校执行机构。

四、电动执行器主要故障现象及解决方案

1、电动执行器主要故障

　　电动执行机构在使用中出现的故障主要表现为机械类故障和电气类故障。

2、机械类故障

　　电动执行器在现场进行安装和调试时，必须严格按使用说明要求，第一次安装在厂家指导下，尤其是执行器限位行程调整中，应在满足使用条件下保证机构不至于关得过严或开得过大，引起卡滞。在实际使用中，常会受现场复杂工况影响，如高温引起的结构变形、差压过大，腐蚀磨损而使阀门卡滞，引起电动执行机构电动机过热或保护动作。

　　对于这类故障，首先将电动执行器控制模式用手操器切入到“手动操作”控制状态，见图2即直接手动给定，看电动机构是否正确执行。如果“手动操作”正常，则再转入“自动操作”，即输入4～20mA信号来操作，看是否正常；如果“手动操作”不正常，则应检查执行机构电气控制部分是否正常，调节机构是否卡滞等，取下风门连杆，在不带负载的情况下，看执行器能否正常动作。

图2 手动操作状态

3、电气类故障

　　电气类故障依据内部结构，分为电动机电路类故障、电位器和行程控制类故障、控制模块类故障、信号干扰等，可分别按一下方法查找和排除故障。

（1）电动机电路类

　　功率较大的电动执行机构采用三相交流电动机驱动，由于电动执行器现场环境差和动作频繁，很容易造成交流接触器的接点烧毁，接触不良等状况，从而产生电动机缺相过热，正向或反向不动作的故障。这就要求检修时，加强对交流接触器的检查，防止故障的发生；对于功率较小的电动执行机构，采用单相交流电动机驱动，直接利用固态继电器来控制电动机，比较容易出现的故障是启动电容变质或损坏，固态继电器烧毁导致的电动机不动作或某个方向不动作。

（2）电位器和行程控制类

　　因电位器和行程控制环节是与电动执行器的转动部分相连的，时常同转动部分连接不好而发生故障。如果电位器与转动部分连接松脱，则位置发送模块输出不能反映机构的实际位置，造成电动执行器控制失灵；行程控制部分如果因连接不好，不能反映执行器运行位置，导致保护不起作用，直至执行器机械受损。

（3）控制模块类

　　现阶段电动执行器普遍把控制功能集中在主控模块、位置发送模块及电源模块上。位置发送模块和电源模块的故障判断较为简单，通过万用表测量位置发送模块的反馈信号是否处于正常范围内，电源模块输出电压是否正常。

（4）电信干扰

　　信号干扰电动执行器一般采用4～20mA的电流信号控制动作，很容易受到现场各种电气信号干扰，造成执行器的不正常动作，如执行器频繁在某个位置小幅来回动作稳定不下来。因此，现场放线必须使用带屏蔽信号线，布线时避开强干扰源，保证信号的正确传输。

五、结束语

　　通过以上电动执行器主要故障分析及解决方案的分析，可在较短的时间内查找到电动执行机构阀位不能控制自如现象的根源，排除故障恢复执行器的正常使用，保证生产任务的顺行，也提高了现场维护人员的维护技能，也证明了理论知识指导实际工作重要性。