[发明专利]一种电动执行器脉冲控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲控制方法，特别是涉及一种电动执行器脉冲控制方法。

背景技术

DKJ型电动执行器是DDZ型电动单元组合仪表中的执行单元，它接受上位仪表的控制信号，自动地操纵执行机构完成诸如风门、挡板、水门、阀门等设备的位置控制。如图4所示，DKJ型电动执行器由伺服放大器1、伺服电机2、减速器3和位置发送器4组成。当需要改变阀门的开度时，上位控制器发出阀位控制指令(通常为4～20mA电流信号)给伺服放大器1，即伺服放大器1的正向输入端有信号输入，此信号与极性相反的由位置发送器4测量的阀位的位置反馈信号进行比较，比较后的偏差信号经过伺服放大器1放大，使伺服放大器1的功率级有足够的功率输出，以220V交流电的形式驱动两相伺服电机2正转或反转，伺服电机2的输出扭矩经减速器3转变成低速大力矩输出，以带动负载(阀门)转动。减速器3输出轴的转动方向总是朝着减少输入信号与位置反馈信号的偏差方向转动。当偏差信号为零时(小于伺服放大器1的死区)，即阀位的位置反馈信号等于阀位控制信号时，伺服放大器1无输出，伺服电机2的正转或反转控制信号消失，此时减速器3输出轴与负载(阀门)就停在与阀位控制信号相对应的位置上，完成一次调节，阀位控制信号不断的变化，执行机构也就不断的跟随调整。

伺服放大器1及位置发送器4是DKJ型电动执行器的核心部件，它直接关系到电动执行器工作的可靠性。但是，现在的伺服放大器1和位置发送器4可靠性很差，零点漂移严重，运行不稳定，经常故障，正常工作时间一般不超过半年，有的使用不到一个月就坏了。另外，现场经常出现阀门、风门等设备卡塞现象，这时的阀位的位置反馈信号与阀位控制指令存在偏差，伺服放大器1始终输出220V交流电驱动伺服电机2，而伺服电机2因阀门卡塞被堵转，很容易过流被烧毁。

近年来，传统的DDZ型电动单元组合仪表控制系统相继改为DCS (Distributed Control System，分布式控制系统)，电动执行器的不可靠问题更为突出，成为DCS改造的最大障碍。为解决此类问题，许多企业不得不淘汰该类执行器，高价购买集伺放于一体的进口“电动头”执行器。“电动头”执行器的价格是电动执行器的3倍以上，维修周期长，维修费用高。随着DCS的质量提高和普及应用，DCS的价格在不断下降，进口“电动头”执行器的价格在整个控制系统中所占的比重越来越大，甚至超过DCS，给企业造成很大的经济负担。因此，迫切需要研发新技术，将原来的电动执行器加以利用，节省投资。

发明内容

本发明的目的是克服电动执行器性能不可靠的问题，提供一种软伺服代替电动执行器的伺服放大器和位置发送器，设计一种电动执行器脉冲控制方法。

本发明基于的装置由DCS的控制器、伺服电机、减速器和位置发送器组成，阀门预备达到的开度值与位置发送器反馈的阀门真实开度值的偏差量经DCS的控制器调整输出位置增量控制伺服电机正转或反转伺服电机带动减速器转动到相应角度位置，

每个采样周期内调整阀门开度包括以下步骤：

步骤a：DCS的控制器接收采样周期内计算的阀门开度控制增量du；

步骤b：计算减速器输出量du_out，减速器输出量du_out等于前一个采样周期传递过来的减速器输出量加上本次采样周期内计算的阀门开度控制增量du；

步骤c：判断减速器输出量du_out是否满足条件|du_out|＞SC，其中SC为电动执行器的死区；

判断结果为是，执行下一步；判断结果为否，本次采样周期内不调整开度，减速器无输出，本次采样周期结束；

步骤d：判断减速器输出量du_out是否满足条件du_out＞0，

判断结果为是，执行步骤e；判断结果为否，执行步骤f；

步骤e：判断卡塞标志flag_ks是否满足条件flag_ks＞0，

判断结果为是，本次采样周期内不调整开度，减速器无输出，本次采样周期结束；判断结果为否，执行步骤g；

步骤f：判断卡塞标志flag_ks是否满足条件flag_ks＜0，

判断结果为是，本次采样周期内不调整开度，减速器无输出，本次采样周期结束；判断结果为否，执行步骤h；

步骤g：输出宽度为Δt，幅值为220V的脉冲电压给伺服电机，控制伺服电机正转，脉冲宽度Δt＝(|du_out|/100)×T_all，其中T_all为减速器全程时间，即从开度0连续开到满度100时所需的时间；然后执行步骤i，