电动阀门伺服控制器动作原理
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1、之前介绍平板闸阀的工作原理，现在介绍电动阀门伺服控制器动作原理单相阀门控制器
电动阀门伺服控制器动作原理单相阀门控制器是用来控制回转型阀门电动装置的仪器，可以通过外接电源的切换实现开、关和中间位置的控制，如下图所示，该产品广泛应用于化工、民用建筑的空调系统、消防系统及给排水系统中。电动阀门控制器是与阀门电动装置配套使用的产品，用以控制电动阀门的开启和关闭。阀门电动执行器研发背景
1. 品名、型号规格、数量、价格.
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 | 单 价 （元） | 金 额 （元） | 阀体材质及其它 |
3 | 蝶阀 | 手动热风蝶阀D41-1C DN250 含配法兰 | 台 | 4 |
|
| 碳钢WCB |
阀门在各个领域上都有相当广的应用。油气工业现在是且将来也会继续是大的买主， 其次是炼油厂、电力和化工业。城市污水处理厂排第五位， 其后是纸浆和造纸业、和城市供水。一直以来在其它几个行业也应用甚广。它们是食品业、钢铁业以及制药业。剩下的一些行业有：金属、采矿和半导体业。在阀门的各种类型中， 自动调节控制阀所占比例大， 将占市场总份额的20% 以上。随着工业自动化的发展，传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用，要实现管网系统的工业自动化管理， 离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。
阀门的应用相当广泛，当然由于社会的发展需要，就必需要求有自动控制阀门的机构，也就是电动执行器。
由于阀门的应用非常广，手工机械调节的方式在许多场合已不再适用，本设计能够在较安全的情况下工作，而且效率提高了几倍，故设计阀门电动执行器具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ，其能源取用方便、安装调试简单 ，在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。
2 阀门电动执行器的原理
阀门电动执行器由电动机驱动，通过蜗轮蜗杆减速，带动空心输出轴转动。在该减速箱中，具有手动/自动机构（手动机构可独立进行操作）。当切换手柄处于手动位置时，操作手轮，带动空心输出轴转动。当电动操作执行机构时，手动机构处于断开状态，由电动机驱动空心输出轴。
多转式智能型电动执行机构的智能控制器，通过时光科技有限公司的控制语言QMCL（快速运动控制语言）进行编程，从而控制电动执行器中的交流异步电机运转，从而达到所需要的机械运动。多转式智能型电动执行机构采用非侵入式设计，通过手持式遥控器即可对执行机构的参数、功能进行修正或组态设置。
3 自动控制部分
3.1 控制概述
IMS系列伺服控制器是由时光科技有限公司(原北京科技大学机器人研究所)研制开发的交流异步电机(IM)伺服控制器，可以对交流异步电机的位置，转速，加速度和输出转矩，通过编程的方式方便地进行控制，因此也称之为"可编程IM伺服控制器".
IMS系列伺服控制器特点明显。采用32位CPU对电机进行全数字化控制；内部PLC功能，控制器可自成系统工作；采用IMS系列伺服控制器的QMCL语言，使电机控制程序的编写变得非常简单；能使电机以极低的转速(1rpm甚至1/8rpm)运行，定位极其；定位控制 程控功能是标准配置；不必像其它伺服控制器那样需要另外准备；具有通信功能，可由个人计算机进行控制和运行状态监视；丰富的输入输出功能.。尽管IMS系列伺服控制器有着诸多的优点，但是其硬件本身是不能够运行的，必须加有用QMCL语言组成的程序，才能够实现对电机的控制。
3.2 控制部分的构成及原理
该控制系统主要由三部分组成：个人计算机、IMS伺服控制器、交流异步伺服电动机。IMS伺服控制器对电机的控制，可以通过直接操作控制器来实现，也可以通过计算机向控制器发出指令，进而控制电机的运转.。伺服控制器对电机进行控制，仅仅靠其硬件本身是无法实现的，而是必须通过QMCL语言编写程序对电机实现控制。一个程序的编写往往有上百行，单纯地利用控制器的面板按键一个字符一个字符地输入进去，非常地费时，费力，因为控制器的体积本身就比较小，相应地其键盘也就更小，操作起来不是很方便.而将计算机的 RS-232C 端口与控制器主板上的RS-232C端口相连，通过软件实现计算机与控制器的通信，就可以直接在计算机上编写程序，而后再利用两者的通信功能把程序传送到控制器的RAM中，这样就比较方便，快捷了。同样，控制器中的程序代码也可以读回计算机中，进行修改，保存等操作。 另外计算机还可以向控制器发出其它的命令，实现其它的功能.比如，可以读取各个参数的数值，也可以改变各参数的数值设定.总之，利用计算机与控制器的通信功能，完够实现对电机运行状况的准确掌握，并可实现对其进行灵活控制。
IMS系列伺服控制器通过编程方式，灵活、准确地对电机的位置、转速、加速度和输出转矩实现了高精度控制，具有宽的调速范围；转矩、转向可控；线性的机械特性和调节特性；快速响应；零速锁定。
3.3 控制功能
控制功能全面：
（1）速度控制精度±0.02%，调速范围达0.01Hz-250Hz；
（2）位置控制精度±1P；
（3）优良的转矩控制功能，控制范围0—300%电机额定转矩，精度±5；
（4）电机额定转速以下恒转矩输出，额定转速以上恒功率输出；
（5）低速大转矩输出、零转速力矩保持功能；
（6）过载能力强，大转矩可达电机额定转矩的三倍；同步控制功能，对多台控制器、电机系统进行同步或跟随控制；
（7）加、减速度控制功能， 可编程I/O接点丰富
（8）内部PLC功能，控制器可自成系统工作；
（9）CPU的E2PROM中可存储多个程序，语句可达400条；
（10）的「QMCL」语言，电机控制程序的编程简单易学，用户可自行编制控制程序 PC机、编码器编程，程序可固化；
3.4 项目概述
此项目为阀门电动执行器，该产品采用了时光科技IMS系列伺服控制系统。时光科技有限公司IMS伺服控制系统比传统的阀门驱动装置优异好几倍：
a、可实现电机平稳运行于0.01Hz～250Hz工作范围；
b、电机运行速率低于50Hz时可实现3倍电机额定转矩输出，包括电机0Hz锁定时的3倍电机额定转矩输出；
c、内置PLC功能（32bit），通过QMCL软件编程的方式对所有I/O进行自定义设计。使用I/O方式接收相应动作信号及告知PLC是否已完成所要的过程；
d、使用QMCL语言编译的程序，可以灵活的设定零点，而且由软件根据实际情况设计的间隙补偿量与机械结合更加紧密，可根据实际情况及长时间使用造成的间隙改变做出相应调整。极大方便了系统调试和维修。
e、系统参数任意设定电机运行时的S曲线和转矩限幅值；
f、具有2路可编程D/A输出，可实现任意监控项的模拟量输出；
g、使用时光科技有限公司的IMS伺服控制器控制电动机，增强了整个系统工作的稳定性和可靠性；
h、IMS伺服控制器*的0Hz锁定功能可实现电机的“电气抱闸”动作，有效保证了定位控制结束后的终定位精度。，为保证系统在失电的情况下不会带来安全隐患；
j、由于采用了灵活的QMCL软件编程，因此在调试过程中每当终客户要求发生变化或增减要求时，IMS伺服控制器可随时根据客户的要求作出相应变化以满足其需要。
3.5 控制器的主回路连接及接线原理
3.5.1 控制器内部主回路电路图
图1 控制器内部主回路电路图
图1 控制器内部主回路电路图
3.5.2 控制器与周边的设备的连接
图2 控制器与周边的设备的连接
图2 控制器与周边的设备的连接
注意事项：
（1）控制器与电机的接线
输出端子U，V，W与电机的引出线U，V，W相连接
IMS系列伺服控制器对输出端子U，V，W与电机的连接有相序要求。IMS系列伺服控制器将电机逆时针运转（正对着电机输出轴观察）定义为正转，将电机顺时针运转定义为反转。
若电机的引出线U，V，W的方向定义和IMS系列伺服控制器的定义一致，那么连线时就一一对应连接，即控制器侧U接电机侧U，控制器侧V接电机侧V，控制器侧W接电机侧W。
若电机的引出线U，V，W的方向定义和IMS系列伺服控制器的定义不一致，则连线时任选2根线对换即可。
（2）接地电阻为10欧以下；
（3）主回路端子台上B1，B2是连接制动电阻的端子，请切勿将制动电阻接到除此以外的端子，否则制动电阻会异常发热而烧坏，也可能造成控制器损坏；
（4）电线的线径与压线端子的选用。
电线规格是按照75度额度温度的铜导线确定的。确定导线时要考虑电压降。选择的导线线径应使电压降低于标准额度电压的2%，电压降有下列公式计算。
3.5.3 主回路输入侧的电路图
图3 主回路输入侧的电路图
图3 主回路输入侧的电路图
（1）断路器的选择与安装
采用无熔丝断路器。该断路器的容量选用为控制器的额定电流的2.5～3倍左右。
（2）漏电断路器的选择与安装
由于伺服控制器的输出是高速开关脉冲，因此会发生高频漏电流，在控制器的进线侧使用漏电断路器，可以只检出对人体有危险频带的漏电流，而忽略高频漏电流，请选用变频器或交流伺服控制器的漏电断路器。
用变频器或交流伺服控制器的漏电断路器时，请选用控制1台控制器的感度电流为30mA以上的。
（3）电磁接触器的选择与安装
MC的容量请选用为控制器额定电流的2.5倍左右。
（4）交流电抗器或直流电抗器的安装
连接大功率（600kVA以上）的电源变压器场合，或有移相电解电容的切换场合，会有大峰值电流流入控制器整流回路，而可能发生整流器件的损坏。
这种情况请在控制器的输入侧接入交流电抗器（可选项），或者在直流电抗器端子上安装直流电抗器。同时电源侧的功率因数也会有改善。
（5）浪涌抑制器的安装
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3.5.4 PG接线
图4 PG接线
图4 PG接线
3.5.5 控制回路端子的连线及部分端子的功能介绍
图5 控制回路端子的连线
图5 控制回路端子的连线
3.6 程序的概述
3.6.1IMS系列伺服控制器的程序QMCL
QMCL: 由“Quick Motion Control Language”的首字母组成。是时光科技有限公司开发的于IMS系列伺服控制器的电机快速运动控制语言。 IMS系列伺服控制器必须运行「QMCL」程序，才能控制被控电机的运转
QMCL（Quick Motion Control Language）是用于时光科技有限公司的IMS系列交流异步电动机伺服控制的快速运动控制语言，该语言分为：语言代码和中间代码。通过QMCL可以编写在IMS系列交流异步电动机伺服控制器上运行的电机控制程序，方便地实现对电机进行控制的方案。
使用语言代码编写伺服控制程序时，需要采用公司提供的PC版QMCL编译程序（For Windows95/98/2000）将语言代码编译成中间代码，然后通过串行口将中间代码程序传送到控制器的RAM中，或使用写入器（RW-A）将中间代码程序固化到控制器的ROM中。使用中间代码编写的程序，可以方便地通过键盘，直接键入到控制器RAM中。
3.6.2 技术创新点
（1）应用IMS系列伺服驱动系统能实现的速度控制和准确的位置控制，其控制精度比目前其它系统提高一个数量级；
（2）能实现智能控制，保证操作者的安全；
（3）可按照电动执行器的工作原理编制多种功能的程序（如角行程 直行程），提高了电动执行器的工作性能；
（4）采用单一机械传动方式，使结构简单、噪声降低；
（5）全部采用软件编程，全数字化控制方式使系统运行安全可靠、功能齐全；
（6）这样可以省略位置传感器，经济性较好；
（7）采用32位CPU对电机进行全数字化控制，通信性强；
（8）可以自成控制体系，当作PLC使用。
4 结 语
本设计阀门电动器由IMS系列伺服控制器、交流异步伺服电机、减速机构、计算机等多种应用工程技术综合而成，实现对阀门开度的控制、反馈与调节，并做到无误定位。其中重点在于阀门的反馈和执行机械设计的运行，是机电一体化综合设计中的难题，要求机械结构安全、可靠、系列化、行业普及、适用性强，电控部份要求高振动、高磁等干扰环境适应性强采用伺服半闭环——闭环控制、兼顾独立运行模式。通过伺服控制器控制交流异步电机，从而达到控制阀门的目的。
二、技术参数
1、工作电压：380V 50Hz 三相四线制。
2、控制功率：BFA-1 1.1Kw BFA-2 1.1Kw-4 Kw。
3、环境温度：-20℃—40℃。
4、周围不含有强腐蚀性、易燃易爆介质。
5、相对湿度不大于80%（20℃±5℃）。
6、外形尺寸80×160×290mm，开孔尺寸152+1mm×76+1mm。
7、重量：3Kg。
开关式标准型线路图
角度信号输出线路图
2、三相阀门控制器
三相阀门控制器是用来控制阀门三相电动装置的一种仪器，它可以向三相阀门电动装置发出开启和关闭的指令，实现阀的远距离控制，也可以在现场手动操作。该产品广泛应用于电站、石油工、给排水、食品、轻纺、造纸、医药、水利工程、船舶、市政工程和钢铁、煤炭等单位。
三、安装与调整
1、根据所选购的型号规格按图将其安装固定，后面板上的接地端子必须可靠接地。
2、控制器和电动装置的电路图号是相同的，用电缆按相同的端子号把控制器和电动装置连接起来，如果用户不需要现场控制，12、13、14端子可不接。电动阀门控制器用于自控系统中时，12、13、14端子用于“自动开”、“自动关”对应信号的输入端子。
3、按下电源键，电源指示灯亮，现场远控开关指向远控，远控指示灯亮。
4、用手轮将阀门开启至50%开度处，按下开阀或关阀键，检查阀门的旋向与所按的按键是否一致，如不一致立即按停止键，切断三相电源，调换三相电源中的任意两相。
5、按下开阀键，当阀门全开到位时，前面板上的开阀指示灯亮；按下关阀键，当阀门全关到位时，前面板上的关阀指示灯亮；当阀门在开或关的过程中需要停止时，按停止键，阀门停止。把4号和7号端子短接，前面板上的事故灯亮。
6、当阀门处在全开位置时， 调前面板上的调整电位器，使开度表显示99%处。
7、现场远控开关指向现场，现场指示灯亮，短路12号和13号端子，阀门和开向运行，为点动状态；短路12号和14号端子，阀门向关向运行，为点动状态。
8、后面板上的保险管5×20，1A。与本产品相关论文：超高温烟道蝶阀阀杆断裂处理
客服1号