智能電動執(zhí)行器典型故障分析和處理

楊衛(wèi)東

關(guān)鍵詞：電動執(zhí)行器;典型故障;處理方法;故障處理效率

0引言

在天然氣生產(chǎn)場站使用的電動執(zhí)行機構(gòu)主要用于干線球閥、排污閥和收發(fā)筒球閥，場站內(nèi)執(zhí)行機構(gòu)多隨建站設(shè)置，部分閥門及電動執(zhí)行機構(gòu)投入運行多年，老化嚴重，故障多，管理難度大，天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)中對電動執(zhí)行機構(gòu)進行有效維護的方式就是每年定期進行兩次維護保養(yǎng)。近年來，天然氣生產(chǎn)場站管道不斷引入智能電動執(zhí)行器作為閥門的驅(qū)動裝置，其控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，涉及到機械、電力電子技術(shù)，通訊技術(shù)、自動控制等技術(shù)領(lǐng)域，故障處理復(fù)雜，對故障點進行精確定位、分析的過程也比較麻煩，想要準(zhǔn)確找出故障點往往需要通過各種檢測方式才能實現(xiàn)。如果這些問題不及時處理就會在日后運行中體現(xiàn)出來，存在故障的電動閥在高含硫原料氣井站發(fā)生泄漏、爆管等情況時，更是難以在現(xiàn)場實施有效的搶險措施，并對井站周邊居民的生命、財產(chǎn)造成不可估量的損失，存在較大的安全隱患，所以保證電動執(zhí)行器在輸氣管線穩(wěn)定運行十分重要。本文分析由動執(zhí)行器的典型故障，并提出解決方法和措施。

1澳托克智能電動執(zhí)行器的典型故障

1.1電池報警

電動執(zhí)行器在運行一段時問后，液晶顯示屏上會出現(xiàn)電池報警圖標(biāo)。執(zhí)行器電池盒裝有3節(jié)1.5V堿性電池，用于在失電狀態(tài)下轉(zhuǎn)動手輪時保存閥位。當(dāng)電池電量下降到15%時執(zhí)行器就會發(fā)出電池報警，電池電量下降到10%時電池報警閃爍提醒用戶更換電池，電池報警不影響執(zhí)行器運行。

檢查這類型故障，必須將紅色旋鈕選為就地或停止位置，在執(zhí)行器帶電更換3節(jié)1.5V堿性電池即可。若故障圖標(biāo)未消失，斷電后取下電池，然后重新上電池，確認用紅外設(shè)定器能通訊后再送電，并重新作開關(guān)限位等相關(guān)設(shè)定。

1.2執(zhí)行器控制方式改變（點動）故障

執(zhí)行器在生產(chǎn)現(xiàn)場一般采用就地旋鈕、遠程開關(guān)量等自保持控制方式，當(dāng)電路主板接收到開/關(guān)閥輸入信號，執(zhí)行器持續(xù)運行到限位位置。出現(xiàn)執(zhí)行器由就地或遠程自保持運行變?yōu)辄c動運行，這是由于設(shè)置參數(shù)或接線方式改變了。

檢查這類型故障，可以重新進行設(shè)置：主屏一調(diào)試→高級設(shè)定→控制模式→就地自保持，將就地自保持設(shè)為“有效”，就地控制為自保持控制。對遠程控制的設(shè)置有兩種方式，設(shè)置：主屏→調(diào)試→高級設(shè)定→控制模式→遠程自保持，當(dāng)圖1中34號端子懸空，設(shè)置成有效時，遠程開關(guān)信號保持;設(shè)置成無效時，遠程開關(guān)點動;當(dāng)圖2中34號端子接高電平，設(shè)置成有效時，遠程開關(guān)為點動信號;設(shè)置成無效時，遠程開關(guān)信號保持。

1.3力矩報警

電動機軸上裝有力矩傳感器，當(dāng)執(zhí)行器的開閥力矩或關(guān)閥力矩超過設(shè)定值時，顯示屏主界面狀態(tài)欄內(nèi)會有“力矩報警”文字閃爍，并停止運行?？赏ㄟ^力矩指示了解到力矩報警時的力矩值。如果需要力矩報警消失，必須反向運行執(zhí)行器。

力矩報警原因：閥門過緊或在行程中阻塞、閥門黏住或卡住、閥門運行條件改變（壓力、流量增大）、力矩設(shè)定值過小。

檢查這類型故障，首先用手輪操作執(zhí)行器“感覺”一下閥門的硬度。如閥門過緊，對閥門進行清洗潤滑。當(dāng)確認手動旋轉(zhuǎn)閥門無過緊、黏住或卡住現(xiàn)象，用紅外線設(shè)定器查看關(guān)閥/開閥力矩設(shè)定值是否過小。如果過小，則表明是關(guān)閥/開閥力矩設(shè)定值過小故障。處理這類型故障，只需將力矩的設(shè)定值調(diào)大即可。

1.4失速報警

當(dāng)執(zhí)行器的實際轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的70%時，執(zhí)行器顯示屏主界面的狀態(tài)欄會有“失速報警”文字閃爍，并停止運行。如果需要失速報警消失，必須反向運行執(zhí)行器?！笆賵缶敝饕蛴袡C械故障和電氣故障兩方面。

1.4.1機械故障

當(dāng)電動機運行時，如蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)、離合器、閥位傳感器傘形齒輪出現(xiàn)故障，執(zhí)行器實際轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的70%時，會導(dǎo)致閥位傳感器不能精確測速和定位，控制主板檢測不到電動機的轉(zhuǎn)速信號，5s內(nèi)執(zhí)行器顯示屏主界面的狀態(tài)欄會有“失速報警”文字閃爍，并停止運行。處理方法為：將動力電源斷電，對執(zhí)行器解體檢查，更換損壞的蝸輪蝸桿、閥位傳感器傘形齒輪或離合器張力彈簧。

1.4.2電氣故障

當(dāng)電動機、電源板、閥位傳感器、主板電流檢測回路故障，控制電路主板無法檢測到電動機的轉(zhuǎn)速信號，5s內(nèi)發(fā)出失速報警信號，并禁止電動機運行。處理方法為：測試電動機絕緣及阻值，當(dāng)確認電動機正常時，重點檢查閥位傳感器。用紅外設(shè)定器調(diào)出編碼器診斷菜單和編碼器值，手動旋轉(zhuǎn)手輪，觀察編碼器運行情況和執(zhí)行器開/關(guān)閥編碼器值有無遞增或遞減，如不正常，則表明是閥位傳感器故障。處理這類型故障，只需更換閥位傳感器即可。還可進一步測試閥位傳感器電路故障具體位置，在手動位置，轉(zhuǎn)動手輪，用示波器觀察傳感器SK6插頭（表1）3#線（橙色）和5#線（黃色）有無交變電平波形，用萬用表電阻擋位測試2號線（紫色）和4號線（黑色）干簧管通斷，7#線（紅色）和8#線（黑色、綠色）傳感器DC5V工作電源。閥位傳感器SK6插頭如表1所示。

2提高故障處理效率的方法

澳托克智能電動執(zhí)行器是一種無需打開電氣端蓋即可進行調(diào)試和查詢的閥門執(zhí)行器，用紅外設(shè)定器進入執(zhí)行器的程序，可以在不接觸執(zhí)行器的情況下，也可安全、快捷地對力矩值、限位以及其他所有控制和指示功能進行查看設(shè)定。標(biāo)準(zhǔn)診斷功能可對控制系統(tǒng)、閥門和執(zhí)行器的狀態(tài)進行診斷，并通過執(zhí)行器的顯示屏顯示。

2.1旋鈕故障診斷

（1）就地控制旋鈕。利用紅外設(shè)定器來進行菜單操作，當(dāng)執(zhí)行器顯示屏為主界面時，按下設(shè)定器的上鍵或下鍵，進入菜單模式主屏→…→診斷…遠程信號…旋到開閥（旋到關(guān)閥）。執(zhí)行器就地控制旋鈕旋到開閥或旋到關(guān)閥位置時，顯示屏顯示“有效”，說明就地控制旋鈕和操作板正常;顯示“無效”信息，說明就地控制旋鈕或操作板故障。

（2）狀態(tài)選擇旋鈕。進入菜單模式主屏→…→診斷…遠程信號…旋到遠程（旋到停止或旋到就地）。執(zhí)行器就地狀態(tài)旋鈕旋到遠程（停止或就地）位置時，顯示屏顯示“有效”，說明狀態(tài)選擇旋鈕和操作板正常;顯示“無效”信息，說明狀態(tài)選擇旋鈕或操作板故障。

2.2遠程信號故障診斷

進入菜單模式主屏→…→診斷…遠程信號…遠程開閥（遠程關(guān)閥）。當(dāng)執(zhí)行器接收到遠程開閥或關(guān)閥信號時，顯示屏應(yīng)顯示“有效”，說明執(zhí)行器、計算機組態(tài)及傳輸線路運行正常;顯示“無效”信息，說明計算機組態(tài)或傳輸線路故障。

2.3閥位傳感器故障診斷

進入菜單模式主屏→…→診斷…閥位傳感器…編碼器診斷，電動機運行，顯示屏顯示“正?！保f明編碼器運行正常;顯示“錯誤”信息，說明編碼器運行不正常。

2.4執(zhí)行器力矩故障診斷

進入菜單模式主屏→…→診斷…系統(tǒng)信息…力矩AD值，電動機運行，能夠在顯示屏上觀察到執(zhí)行器力矩AD值（0～4095之間），說明力矩傳感器運行正常;否則，力矩傳感器運行不正常。

3結(jié)束語

對天然氣生產(chǎn)場站的智能電動執(zhí)行器進行故障精確診斷，需要維護人員熟悉智能電動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)原理和使用手冊，這樣才能確保能夠?qū)崟r快速地判斷故障點位，才能更及時有效地對設(shè)備存在的問題進行快速、可靠地排除和維修。本文通過深度分析AuTORK電動執(zhí)行器典型故障和提高故障處理效率的方法，總結(jié)維護工作中積累的一些經(jīng)驗，希望能給運維人員的實際工作提供參考借鑒。