电动执行机构限位部分的改良设计论文_本科论文.doc

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1、济南大学毕业设计1前言1.1选题背景我国电动执行器的研制开发起步比较晚，是从苏联有触点的电动执行机构进行仿制开始的，从60年代末、70年代初开始，逐步发展了DDZ-II和DDZ-III系列产品。80年代以来，随着机电一体化技术的发展，电动执行器的发展也十分迅速，市场上逐渐形成了无触点的DKJ型角行程和DKZ型直行程两大类产品，这是我国生产的唯一的、最早的电动执行器，其特点是产品结构简单、经济实用等，由于这些优点而被早期的国营大型企业使用。随着现代工控计算机管理的发展，我国的仪器仪表行业的整体综合技术水平也得到了普遍上升，所以在

2、仪器仪表产品中开始普遍采用微电子技术和计算机技术，从而实现了多数产品的智能化。现在，DKJ、DKZ系列与以前相比有了实质性的改进，这主要体现在一下两方面：（1）生产出的智能电子型、户外型、隔爆型等改进产品直接受计算机的控制；（2）电路控制部分被封装在一个小型塑料盒中，即形成了便于维护的即插即用型的模块。所以，很大程度上提高了普通DKJ型和DKZ型的可靠性、负载能力、精度、信号品质系数等，与此同时也降低了对环境条件的要求[1]。自1929年LIMITORQUE公司制造出世界上第一台电动执行机构以来，国际上的电动执行器的技术水平也

3、得到了迅猛发展。从20世纪80年代起，国外陆续推出了符合各种现场总线标准的智能型电动执行机构，这些新产品在工业现场都取得了非常好的应用效果[2]。随着高新科技的迅猛发展，国外目前已经开发出新一代智能化电动执行机构产品，在这些产品中电子计算机技术、微机控制技术已经在阀门设计中得到广泛应用，他们的优点是功能强大、简单可靠、技术先进。国际著名的电动执行机构公司，英国的ROTORK（罗托克）生产的ITQ系列智能化电动执行机构，不仅拥有智能控制、智能通信、支持多种现场总线的功能，而且其独有的双密封系统和红外线非侵入式设定使其可以在任何环

4、境中被使用，防水防爆，调试以及故障排除简单，终身可靠[3]。另一家国际著名公司——德国Hartmann&Braun公司的新一代智能型电动执行器MOE700实现了电子一体化，变频变速定位监控等功能。在该领域拥有世界先进水平的公司还有美国的JORDAN和LIMITORQUE公司等[4]。JORDAN公司的智能型电动执行器的动作频率是2000~4000/h，频率非常之高，相比国内的电动执行器的动作频率都在2000/h以下，一般动作频率达到1200/h就已经算是很高的了[5]-26-济南大学毕业设计。归结起来，国际上智能电动执行机构具

5、有以下特点：（1）智能控制和智能通信。利用微机技术和现场通信技术，智能电动执行机构能够实现双向通信、在线自动标定、PID调剂以及自动校正和自动诊断等多种控制技术要求的功能，能有效提高控制水平。（2）机电一体化性能。新型智能化电动执行机构将伺服放大器和执行机构合为一体，同时驱动电路使用功能强大的集成模块，不仅结构简单，而且控制性能更好。（3）更为先进的控制策略。先进的控制方法有利于解决电机的惯性问题，能够实现准确定位，提高控制精度。例如：Nucom电动执行机构利用先进的电制动技术，其控制精度可以达到1/250，而国产的DKJ和D

6、KZ型电动执行器的控制精度一般为2.5/100。电动执行机构作为电动阀门的动力装置，是工业自动化仪表中的执行单元。它接受来自工控机、计算机、调节器等仪表系统的控制信号，自动完成调节过程，直接影响着阀门的使用性能。因此，电动执行机构的性能直接影响整个系统的安全性、经济性、可靠性，甚至关系到系统的正常运行。1.2选题意义随着能源化工、钢铁和建筑等现代化工业高速发展以及与其有密切联系的水、气、油等流体在工业上的应用，管道系统中的电动阀门也将扮演着很重要的角色。从而对电动执行机构的功能和使用要求也会相应的提高，迫切需要新一代的智能化产

7、品来替代目前正在使用的产品，因此研制开发性能先进、功能完善的电动执行机构，尤其是能够实现对远距离控制、现场操作、集中控制功能的电动执行机构，用来满足国内和国外广大用户生产使用的要求，也对形成我国自己的产品具有十分重要的现实意义。1.3设计内容和目的电动执行机构在工业控制现场具有广泛的应用，国内外也纷纷对电动执行机构进行改进设计。本次设计要求改进角行程电动执行机构机械限位部分，即将机械限位改为电子限位。根据查阅国内外电动执行机构的现状，发现越来越多的工厂希望在控制系统得到阀门、龙头以及驱动器当下位置的反馈信号。因为传感器的工作速

8、度和可靠性的优势明显：全固态，因此无磨损或误差修改；快速输出开关状态；磁滞和重复性可以比机械设备更多的进行电子定义；无焊接或输出端腐蚀；很少或者根本不受堵塞或湿度影响；无触点抖动，使得维护和调试更加简单，快捷。预期研究结果：（1）保证阀门开度不会超过它的极限位置；（2）保证力