姜春華

摘 要：當(dāng)前我國(guó)正處在全面改革的深化階段，在諸多領(lǐng)域的發(fā)展都有著很大的進(jìn)步，一些先進(jìn)的技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，電動(dòng)執(zhí)行器這一技術(shù)手段在鍋爐、風(fēng)機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)等比較流行的自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。由于多種因素的影響，電動(dòng)執(zhí)行器的故障對(duì)實(shí)際作業(yè)就有著影響。本文主要就電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理以及故障進(jìn)行詳細(xì)分析，然后結(jié)合實(shí)際對(duì)故障的診斷方法加以應(yīng)用，希望此次理論研究對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的正常使用有所裨益。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)執(zhí)行器；故障診斷；原理

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代工礦業(yè)設(shè)備的發(fā)展也向著新的階段邁進(jìn)，大型化以及智能化成了發(fā)展的主要目標(biāo)。在一些比較大型的電廠或者相關(guān)工廠中，對(duì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用就越來(lái)越受到重視，這是對(duì)工作效率的重要保障。以往的保護(hù)系統(tǒng)隨著企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)不能很好地滿足生產(chǎn)的需要，因此就需要加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的理論研究，使其促進(jìn)實(shí)際作業(yè)水平的提高。

1 電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理以及故障分析

1.1 電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理分析

電動(dòng)執(zhí)行器主要是以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置的位置式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中比較重要的部分，在調(diào)節(jié)介質(zhì)流量以及實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程參數(shù)的控制下，對(duì)控制系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行以及品質(zhì)優(yōu)劣有著重要的影響。所以保障電動(dòng)執(zhí)行器的正常運(yùn)行是對(duì)工作效率和質(zhì)量提升的重要基礎(chǔ)。在電動(dòng)執(zhí)行器的具體運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)執(zhí)行器當(dāng)中的位置發(fā)送器能夠?qū)崿F(xiàn)減速器輸出位移以及單片機(jī)識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)換，而電信號(hào)作為位置反饋信號(hào)以及伺服放大器輸入信號(hào)，在伺服放大器的死區(qū)小于偏差信號(hào)的時(shí)候，前者就能，電機(jī)也能得到有效轉(zhuǎn)動(dòng)。在這一過(guò)程中的偏差信號(hào)極性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向朝向減小偏差方向就有著影響，和輸入信號(hào)能夠保持比例上的關(guān)系。

1.2 電動(dòng)執(zhí)行器的故障分析

從實(shí)際的情況來(lái)看，電動(dòng)執(zhí)行器的故障是體現(xiàn)在多個(gè)層面的，其中在死區(qū)故障方面就比較突出。由于伺服放大器死區(qū)和觸發(fā)區(qū)有著直接的關(guān)系，觸發(fā)器的單結(jié)晶體管峰值電壓所對(duì)應(yīng)差值大于或者等于150毫安，如果在執(zhí)行區(qū)的死區(qū)比較大，執(zhí)行器輸出對(duì)輸入信號(hào)跟蹤就有著很大的影響，從而比較容易造成執(zhí)行器的閥門停在某一位置不能工作，進(jìn)而造成整個(gè)控制系統(tǒng)的性能下降。

再者，電動(dòng)執(zhí)行器的故障還體現(xiàn)在恒偏差故障類型上，在死區(qū)的電流超過(guò)了150毫安的時(shí)候就會(huì)造成這一故障。故障也比較明顯。對(duì)于這一故障的判斷依據(jù)主要是對(duì)一段時(shí)間內(nèi)所輸入的信號(hào)以及反饋信號(hào)差值，若差值超過(guò)了這一區(qū)的范圍就相對(duì)比較穩(wěn)定。恒增益故障類型，主要是位置發(fā)送器把執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的全程范圍角位移信號(hào)轉(zhuǎn)成和其成比例的直流信號(hào)，這一信號(hào)再反饋到伺服放大器輸入端。而在卡死故障也比較突出，且有著不同的表現(xiàn)形式，在時(shí)間內(nèi)指令變化程度比較大反饋不能隨著指令變化，沒(méi)有變化的時(shí)候反饋以及角度也不會(huì)發(fā)生變化，在指令和反饋兩方面有著很大的差距。

2 電動(dòng)執(zhí)行器故障診斷方法探究

通過(guò)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器故障的簡(jiǎn)單分析，就要采取相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行解決，在故障的診斷方法上要能夠科學(xué)化的實(shí)施，筆者結(jié)合實(shí)際綜合分析了幾種比較有效的故障診斷方法，希望有助于電動(dòng)執(zhí)行器的正常運(yùn)行。

首先在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)故障診斷的方法應(yīng)用上就比較有效，這一診斷方法主要是直接對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)過(guò)程監(jiān)控，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集然后在多元的統(tǒng)計(jì)方法下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析以及頻譜分析，從中找到有深度的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。這一診斷技術(shù)靠從高維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)向低維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化中來(lái)獲得信息優(yōu)勢(shì)，需要工程師能夠?qū)Σ僮鲉T的過(guò)程在智能系統(tǒng)計(jì)算下加以統(tǒng)計(jì)，通過(guò)多元投影方法來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)以及過(guò)程數(shù)據(jù)從高維數(shù)據(jù)空間到低維特征空間的投影。

通過(guò)支持向量機(jī)的利用對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器故障的診斷也能起到積極的作用，這是研究有限樣本情況下建立分類器和機(jī)器學(xué)習(xí)規(guī)律的通用學(xué)習(xí)方法，在保持經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)值固定和最小化置信范圍來(lái)對(duì)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)最小化實(shí)現(xiàn)。在解析模型故障分析的作用下能夠?qū)π畔⑼ㄟ^(guò)模型表達(dá)得到相應(yīng)處理，結(jié)合殘差產(chǎn)生形式對(duì)參數(shù)的估計(jì)方法以及狀態(tài)估計(jì)方法加以應(yīng)用也能得到良好效果的呈現(xiàn)。對(duì)于狀態(tài)估計(jì)的方法應(yīng)用過(guò)程中，是通過(guò)系統(tǒng)可測(cè)信息以及解析模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的被控對(duì)象狀態(tài)的顯示，然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得到及時(shí)有效的反映，這樣就能夠?qū)⒐收系玫綔?zhǔn)確的診斷。

電動(dòng)執(zhí)行器的故障診斷主要是調(diào)節(jié)電位器來(lái)將執(zhí)行器的死區(qū)保持在正常值的范圍內(nèi)。從調(diào)節(jié)的方向上要能夠從大向小進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能使死區(qū)過(guò)小，否則會(huì)出現(xiàn)自振蕩的問(wèn)題靈敏度如果比較小也會(huì)造成整機(jī)發(fā)生自振蕩，對(duì)正常工作就會(huì)產(chǎn)生影響。在電動(dòng)機(jī)斷電的時(shí)候會(huì)發(fā)生慣性惰走，而在反饋增大的時(shí)候會(huì)使差值反向越過(guò)死區(qū)，最終造成電動(dòng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)動(dòng)。所以只要對(duì)電位器進(jìn)行有效調(diào)節(jié)使死區(qū)能夠適當(dāng)變大，就能夠?qū)植康姆答伌笮〉玫接行Ц淖?。只要能夠針?duì)不同的故障采取相對(duì)應(yīng)的診斷方法，進(jìn)行詳細(xì)的分析，就能夠得到準(zhǔn)確的故障診斷。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)力提升的重要保障。在電動(dòng)執(zhí)行器故障過(guò)程中就要能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，采用多樣化的診斷方法對(duì)實(shí)際故障進(jìn)行診斷，要能對(duì)執(zhí)行器的工作原理以及電路圖進(jìn)行深入的分析，對(duì)故障的原因也要能進(jìn)行總結(jié)，為電動(dòng)執(zhí)行器的故障最終解決打下基礎(chǔ)。此次主要對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理以及故障類型進(jìn)行了分析，然后分析了幾種故障診斷的有效方法，希望能夠有助于實(shí)際故障的解決。

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（作者單位：河鋼集團(tuán)承鋼分公司）