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許多自動(dòng)化過程對(duì)西門子溫控閥執(zhí)行器都有調(diào)速的要求，在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，執(zhí)行單元的工作質(zhì)量至關(guān)重要。每套自調(diào)系統(tǒng)的對(duì)象特性時(shí)間常數(shù)，滯后時(shí)間、放大倍數(shù)都不同。因此，作為西門子溫控閥執(zhí)行單元的西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器也應(yīng)有各種工作速度與之對(duì)應(yīng)才是。

    系統(tǒng)要求在偏差大時(shí)，閥動(dòng)作快（伺服電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)），動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)作用強(qiáng)。在給定值附近小偏差時(shí)，要求西門子溫控閥執(zhí)行器變化一定要緩慢（伺服電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)），避免超調(diào)。目前的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過微分作用或閥門定位器作用很容易實(shí)現(xiàn)，但電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一旦選型確定，其工作速度、行程時(shí)間就相對(duì)固定，無法滿足系統(tǒng)要求。結(jié)果只有通過頻繁的啟動(dòng)、停止來滿足給定值附近的微調(diào)作用，其結(jié)果是造成了系統(tǒng)的振蕩和電機(jī)燒毀事故。

    西門子溫控閥采用了變頻式電動(dòng)調(diào)節(jié)閥就會(huì)很方便的解決這個(gè)問題。偏差大時(shí)可通過微分作用使變頻器輸出頻率高，閥電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，（可以是目前閥電機(jī)工作速度1.5~2倍）動(dòng)態(tài)響應(yīng)*。隨著偏差減少變頻器輸出頻率會(huì)明顯下降，閥電機(jī)工作速度降低（可以是目前閥電機(jī)工作速度0.2~0.5倍），閥會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)開啟或關(guān)閉，大大提高了微調(diào)作用能力，解決了閥在給定值附近頻敏起動(dòng)情形，明顯減少超調(diào)，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)質(zhì)量。變速運(yùn)行方案是利用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)去控制變頻器的輸出，達(dá)到變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥變速運(yùn)行的目的。變頻器都有電流輸入（4~20mA）頻率設(shè)定接口。只要把4~20mA信號(hào)送入頻率設(shè)定接口，改變輸入信號(hào)值，就可達(dá)到變頻無級(jí)調(diào)速運(yùn)行的目的。這種具有變頻性能的西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥其特性已不是位式開關(guān)積分特性，而是具有動(dòng)態(tài)無級(jí)變速變積分特性，開環(huán)特性要比氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)性能要好，使調(diào)節(jié)質(zhì)量大幅提高。

    西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器 要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高精度的控制，首先對(duì)控制信號(hào)微小變化反應(yīng)靈敏；實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度必須和控制信號(hào)幅度成比例；要克服系統(tǒng)靜差，執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有以低速運(yùn)行通過*的微調(diào)作用才能修正給定值微小偏差。 顯然，不具有變速功能的西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器是難以滿足上述要求的。

一、智能型變頻西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥性能

智能型變頻西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器是利用數(shù)字化變頻、單片機(jī)技術(shù)，改造目前現(xiàn)有的西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器使之具有智能化、變速運(yùn)行、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)定位精度高、穩(wěn)定性好、故障率低、壽命長及應(yīng)用場(chǎng)合更加廣泛的特點(diǎn)。

智能型變頻西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器與各種閥體配合，可以構(gòu)成各類智能型變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。這類 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中，閥芯其運(yùn)行速度是變化的，在輸入信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差較大時(shí)，比普通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥快，加速調(diào)節(jié)作用。但隨著輸入信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差減小，閥電機(jī)速度會(huì)變慢，閥芯的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)隨之下降。越接近平衡點(diǎn)閥電機(jī)速度會(huì)越慢。在平衡點(diǎn)附近閥門會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)打開或關(guān)閉，具有*的微調(diào)作用，其結(jié)果是大大提高了閥門的控制精度。

（一）主要特點(diǎn)：

1 ．采用外接模擬信號(hào)來控制速度可以獲得理想調(diào)節(jié)效果

智能型變頻西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器 通過內(nèi)置智能化控制模塊向 變頻器 提供的模擬速度信號(hào)控制 ， 再通過變頻器控制伺服電機(jī) 以不同的速度運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)借助這一速度控制信號(hào)，會(huì)以較低的速度在設(shè)定值附近啟、閉閥門可有效防止管道內(nèi)壓力的劇烈波動(dòng)。若干擾使被調(diào)參數(shù)與設(shè)定值偏離較大時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將以極快的速度操作閥門克服干擾并可逐漸避免空穴作用造成的危險(xiǎn)即可保護(hù)管道和閥門免受過壓和磨損。

2 ．采用智能控制器來進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)控制過程*化減少電機(jī)起停次數(shù)，減少閥門磨損

內(nèi)置智能控制模塊是一種自適應(yīng)多功能控制器。即：動(dòng)作過程始終隨控制信號(hào)和閥位反饋信號(hào)偏差自適應(yīng)調(diào)整。這可確保以zui小的啟停次數(shù)來實(shí)現(xiàn)zui高的控制精度，從而實(shí)現(xiàn)控制過程*化，并因起停次數(shù)的減少而減少閥門的磨損。

3 ． “ 柔性軟啟動(dòng) ” 和“電制動(dòng)”在確保zui大力矩的同時(shí)可避免對(duì)閥門的沖撞

以zui大力矩的低速度漸進(jìn)調(diào)整閥門開度，并柔性軟起動(dòng)使起動(dòng)電流大大減少。即使頻繁起動(dòng)次數(shù)很多的流量、壓力系統(tǒng)也不會(huì)燒毀電機(jī)。這就是變頻 柔性軟啟動(dòng) 、軟關(guān)閉的特色。這一傳統(tǒng)執(zhí)行器難以實(shí)現(xiàn)的功能，因內(nèi)置一體化變頻器的采用而得以實(shí)現(xiàn)。在接近設(shè)定或極限位置時(shí)，變頻器自動(dòng)調(diào)整電機(jī)供電的頻率和電壓，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以zui低速度慢慢到達(dá)位置。避免因慣性對(duì)閥門造成的過調(diào)和沖撞而施加電制動(dòng)功能，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩永遠(yuǎn)都不會(huì)超過事先設(shè)定的關(guān)斷力矩。

4 ．執(zhí)行機(jī)構(gòu)可改善閥門的線性特性，使用較為簡單的閥門，完成復(fù)雜的控制

對(duì)于復(fù)雜的控制過程，總是希望閥門的開度與介質(zhì)的流速成比例。根據(jù)閥門的特性，內(nèi)置智能控制模塊自動(dòng)調(diào)整全行程過程中的運(yùn)行速度，將全行程運(yùn)行時(shí)間分為 10 檔。每一檔都以不同的速度運(yùn)行。通過參數(shù)設(shè)定來完成設(shè)置。這一功能被稱為“行程 — 速度特性”，主要被用來改善閥門線性特性。

同時(shí)還具備改善閥門的流量特性， 內(nèi)置智能控制模塊 通過參數(shù)設(shè)定可實(shí)行線性、等比、近似快開流量特性之間的轉(zhuǎn)換。

5 、始終掌握閥門的狀態(tài)

閥門的磨損、物料淤積和銹蝕會(huì)造成閥門運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活，內(nèi)置智能控制模塊內(nèi)含自診斷、自累加功能，自動(dòng)提升下限頻率提高電機(jī)輸出功率，解決閥門運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活問題。

6 、應(yīng)用軟件性能豐富可靠

軟件系統(tǒng)針對(duì)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥各種應(yīng)用場(chǎng)合的要求開發(fā)。其中包括，按偏差大小變速調(diào)節(jié)；閥門上、下限限位保護(hù)；輸入信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化 4~20mA ， 1~5V ；位置反饋信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化；斷線保護(hù)；作用方式現(xiàn)場(chǎng)任意設(shè)定；分程調(diào)節(jié)；串級(jí)副環(huán)調(diào)節(jié)；聯(lián)鎖控制；斷相、過熱、過力矩、閥卡等多重保護(hù)；大流通能力、高差壓、流量特性轉(zhuǎn)換；閥芯運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)過程調(diào)整、看門狗、掉電保護(hù)等多項(xiàng)功能。

（二）、工作原理：

     西門子智能型電子式變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理它是由西門子溫控閥電動(dòng)執(zhí)行器、閥體和控制部分構(gòu)成。控制部分又分主回路電機(jī)控制部分和二次回路性能參數(shù)控部分。整體化設(shè)計(jì)使調(diào)節(jié)、運(yùn)算、伺服、變頻為一體，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。

     其簡單工作過程是：輸入信號(hào)為4~20 mA（1~5V）（或數(shù)字通訊信號(hào)）、位置反饋為（1~5V）信號(hào)，進(jìn)入智能控制器A/D轉(zhuǎn)換電路，CPU根據(jù)外部設(shè)定各種參數(shù)值，經(jīng)比較、運(yùn)算，輸出一個(gè)和偏差方向一致開關(guān)信號(hào)和與偏差大小成比例的模擬信號(hào)控制變頻器工作頻率，調(diào)節(jié)伺服電機(jī)運(yùn)行速度和運(yùn)行方向，從而達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。變頻器對(duì)于伺服電機(jī)過載、短路、斷相均可進(jìn)行保護(hù)并輸出響應(yīng)報(bào)警信號(hào)。RS485通訊口是智能型電子式變頻電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與外部按照通訊協(xié)議進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)口。

     智能型電子式變頻調(diào)節(jié)閥通過性能參數(shù)設(shè)定來滿足各種使用場(chǎng)合要求。性能參數(shù)通過設(shè)定器設(shè)置到程序內(nèi)，CPU工作按照預(yù)定程序指揮閥工作。ERROM存儲(chǔ)各種設(shè)定參數(shù)信息，看門狗是為保證程序可靠工作而定。