在生產現(xiàn)場,控制系統(tǒng)投入運行后,經常會遇到電動執(zhí)行器的各種振蕩現(xiàn)象。
直行程電動執(zhí)行器和調節(jié)閥在振蕩狀態(tài)下運行會影響使用壽命,因此在控制系統(tǒng)中應消除振蕩現(xiàn)象。電動執(zhí)行器振蕩的原因有很多。這些方法可以有效緩解這個問題。
1、變送器輸出因被測參數(shù)波動而產生波動,產生振蕩
被測參數(shù)本身是脈動信號,如鍋爐汽包水位、往復壓縮機出口壓力等,容易引起振蕩。這種脈動波動會引起變送器輸出的不斷變化,從而導致整個控制系統(tǒng)在過渡過程中出現(xiàn)振蕩,沒有穩(wěn)定狀態(tài)。此時可考慮在導壓管內加緩沖件進行機械濾波,或加裝電氣阻尼器,調整增大發(fā)射器和接收器的濾波常數(shù),或調小根閥以消除振蕩。
2、調節(jié)器PID參數(shù)設置不當引起的振蕩
控制系統(tǒng)PID參數(shù)設置不當也會引起控制系統(tǒng)不同程度的振蕩。如果單環(huán)PID調節(jié)器的比例增益過大,積分時間過短,微分時間和微分增益過大,系統(tǒng)可能會出現(xiàn)振蕩,導致執(zhí)行器振蕩。對于多回路控制系統(tǒng),除了上述原因外,還有電路之間的相互作用問題,以及參數(shù)設置不當引起的諧振問題。針對存在的問題,可以重新調整PID參數(shù),使控制回路具有一定的穩(wěn)定裕度,同時又不影響生產,滿足過程控制要求。
3、調節(jié)閥流量特性引起的系統(tǒng)振蕩
調節(jié)閥的流量特性不容忽視。調節(jié)閥的流量特性太陡,只要調節(jié)量有一點偏差,調節(jié)介質就會發(fā)生很大的變化。即使控制器輸出很小,介質流量也會因閥門而發(fā)生很大變化,導致整個系統(tǒng)出現(xiàn)超調和等幅振蕩。在上述情況下,如果不能修改閥門的特性,可以降低控制器的比例增益,以提高控制質量。
4、電動執(zhí)行器與調節(jié)閥機械裝配引起的振動
直行程電動執(zhí)行器與調節(jié)閥的機械連接不良,如機械間隙過大,也會引起執(zhí)行器的振蕩。因此,一定要購買優(yōu)質的執(zhí)行器和調節(jié)閥。
5、控制系統(tǒng)外部干擾引起的振蕩
控制系統(tǒng)外部干擾引起的振蕩往往是不規(guī)則的,也可能是偶然的。它不同于控制系統(tǒng)及其本身的振蕩,易于判斷,但難以消除。可以采取的措施是:連接地線,對信號線采取屏蔽措施,屏蔽層只能在一點接地。
6、電動執(zhí)行器故障引起的振蕩
直行程電動執(zhí)行器的制動機構出現(xiàn)故障會導致電動執(zhí)行器脫落并引起振蕩。電動執(zhí)行器的制動機構失效后,抱閘未閉合好,使電機空轉時間過長。即使伺服放大器的偏差為零,伺服放大器的偏差也不能為零,因為閥位調整過度,導致電機前后旋轉產生振蕩。