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带模拟量控制的现场总线智能电动执行机构

来源:北京赛车自动化仪表股份有限公司 编辑:上仪销售网 发布时间:2014-09-11 文章点击数:1535

★概述

北京赛车自动化仪表公司有限公司已经开发成功了带Profibus-DP协议、FF协议的智能电动执行机构,并已实现了市场销售,但在推广过程中,发现国内的部分用户由于使用习惯上的需求,希望产品带现场总线协议的同时,执行机构也能实现模拟量控制,为了满足这部分客户的需求,我们分别开发了带模拟量控制的Pmfibus-DP协议智能电动执行机构和带模拟量控制的FF协议智能电动执行机构。

现场总线型智能电动执行机构,是在AI系列产品的基础上进行了改进,维持了AI系列的传动机构设计。产品由三相伺服电机驱动,带动蜗轮蜗杆减速器,然后驱动空心输出轴。在该减速器中,包含了手/电动切换离合器,可通过手柄进行切换。当切到手动时,人工操作手轮驱动空心输出轴;当切到电动位置时,由三相伺服电机驱动,执行机构通过阀位反馈和力矩反馈控制行程或力矩保护。

目前AI产品可以接受开关量、模拟量控制信号、Profibus现场总线、FF现场总线控制信号。其中,Profibus现场总线支持单通道Profibus DP通信,双通道简单冗余Profibus DP通信,双通道RedCom冗余通信等多种通信方式。现场总线标准型产品可以通过红外遥控器设定全部的设置参数,如控制方式和输出报警开关组态等;也可通过现场总线进行远程监控和设置。

★主要技术参数

1)输入输出信号:

输入信号:A. 4-20mA

          B. 开关量

          C. Profibus-DP

          D. FF

输出信号:A. 4-20mA

          B. Profibus-DP

          C. FF

2) 输出轴额定负载:34,41,68,81,108,203,400,610,1020,1490,2030, 3000Nm。

3) 额定工作行程:10~1000圈(可设定)

4) 全行程时间或出轴转速:18,24,36,48,72,96,144,192转/分

5) 基本误差:±1%

6) 回差:1%

7) 死区:0.5~3%可调

8) 时滞:≤1秒

9) 间隙:≤3°

10) 行程控制器重复性误差≤2.5%

11) 供电电源:三相三线制380V.a. c±10% 50Hz±10%

12) 外壳防护等级:IP68

13) 使用环境条件

★环境温度:-25~+70QC (隔爆型为-20℃~+60℃);

★相对湿度:5%~98%;

★大气压力:86~106kPa;

★周围空气中无腐蚀性气体。

★主要功能

1.保护功能

(1) 相位自动纠正

(2) 断相保护

(3) 电机过热保护

(4) 阀门堵转保护

(5) 瞬时反向保护

(6) 力矩保护

(7) 阀门监控保护

(8) 行程限位保护功能

(9) 通信失效保护

(10) 阀门堵转保护

(11) 接线故障

(12) Profibus DP冗余通信时可按照国际标准进行通道自动切换

2. 显示功能

(1) LED发光二极管显示在显示窗内设有极限,中间位置指示灯。

(2) 液晶显示

双屏显示,点阵式中英文显示,菜单式设置,能显示执行机构当前的工作状态和报警信息,能对执行机构的参数进行设置。

(3) 断电后的显示

电池供电情况下能显示阀位信号。

3. 逻辑控制功能

主控制器对执行机构的各种采样信号、控制信号、故障信号等进行组合分析,控制执行机构的开关运行。

4. DP通信功能

单通道Profibus DP通信;

双通道简单冗余Profibus DP通信;

双通道RedCom冗余通信等多种通信方式;

5. FF通信功能

在转接板卡上面插入FF通信卡, 系统支持标准FF信号通信功能。

★关键技术

1. 多模式控制

同一台智能电动执行机构内可以实现模拟量、开关量、现场总线信号三种信号共存,我们可以选择任意一种信号作为控制信号,这样既满足了现场总线技术带来的先进性感受,又可满足多年来对模拟量控制的习惯性。在使用时,用户只需在执行机构本地用遥控器进行设置,选择您所需要的控制方式即可。


2.模块化结构设计

本产品在设计中采用了模块化设计理念,根据用户的不同需求,可以实现模拟量和现场总线控制信号的不同组合,便于用户选择灵活的控制方式,同时在开发成本上也可以降低。

★模拟量和DP通信卡组合通信类型 

(1)双通道DP冗余+模拟量输 入/输出


(2)单到通DP通信+模拟量输入/输出

(3)双通道DP冗余

(4)单到通DP通信

(5)模拟量输入/输出

★模拟量和FF通信卡组合通信类型 

(1)FF通信+模拟量输入/输出


3.先进的现场总线通信卡设计

★DP通信卡

DP通信卡采用AT91SAM7SE256 处理器+SPC42的设计思路,整个线路简单可靠,成本低,并可以实现在线更新程序,大大降低了用户的维修成本,提高了工作效率。此外,在通信接口电路中采用三级防护设计,提高了整机抗干扰水平。


★FF通信卡

FF通信卡采用标准MODBUS通信协议实现执行器与通信卡之间的通信,集成了AO功能块与PID功能块,直接在本地实现PID控制功能;可以支持直接控制,还可以组态成串级控制等复杂控制回路;实现了多种模式,各模式在不同情况下自动切换,保证了在复杂情况下数据的有效性和设备安全性。


4.先进通信技术

针对DP现场总线型执行机构的使用特点,开发出Profibus DP V0/V1协议栈,支持MS0 ,MS1 ,MS2通信,并可以根据进一步要求对协议栈进行升级,满足了国内用户需求,同时也通过了国际权威组织机构的认证。在设备语言描述上,同时支持符合国际标准的DTM和DD软件,并已通过国内权威机构的认证。

针对FF现场总线型执行机构的使用特点,开发出FFH1从站协议栈;在设备语言描述上,支持符合国际标准EDDL软件。

★可靠性

1)电磁兼容设计技术

满足IEC61000电磁兼容相关标准,通过三级测试。

2)国家标准

满足GB/T 26155智能电动执行机构标准,并通过全部试验。

3)现场总线认证

通过Profibus国际组织的认证。

通过了 FF国际组织的认证。

★总结

由于该系列新型智能电动执行机构采用独特的先进设计技术,它能接受标准模拟量控制信号,还扩展了现场总线的功能,能满足国内市场的需求。它具有多转式,角行程,直行程多种输出形式,可满足各种调节阀,蝶阀,球阀,风门挡板,满足 300MW、600MW、1000MW 大型火力发电,钢铁冶金企业,化工等工业系统自动控制配套需要,又可满足与各种闸阀,截止阀,球阀,插板阀配套,满足输油气管道及大型污水处理工程远方和自动控制要求。同时,Profibus-DP通信功能方面瞄准国际先进技术,现场总线能实现仪表的状态实时监控和远程设定,而模拟量控制则是DCS系统的成熟控制技术,两者的组合,北京赛车自动化仪表股份有限公司完美解决了用户对先进性和可靠性的需求。

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