摘要：本文针对LIMITORQUE MX执行器工作原理、常见故障及日常维护情况，通过深入分析执行器的故障特点提出了一些切实可行的诊断方法以及排除故障的方法。旨在通过分析故障发生原因，提高设备维护水平，降低故障发生率，保证机组安全稳定运行。
关键词：执行器； 故障分析；解决方法
执行器是自动调节系统中一个重要的组成部分,它在调节系统中的作用就是接受从调节器来的控制信号,使调节机构的开度产生相应的变化,改变被调介质的流量,使被调参数维持在工艺过程规定的范围内。执行器的正确选择、安装、维修及动作过程的灵敏与否,直接关系到调节质量的好坏。依据实际工作的现场统计数据, 在简单和复杂的调节系统中,有半数的故障都是集中在执行器上。因此,保证执行器的正常运行就显得十分重要和必要。本文主要对LIMITORQUE MX执行器故障处理与维护进行解析。
1 Limitorque MX电动执行器简介
Limitorque MX是使用钢制蜗杆非侵入式、双密封电动智能执行装置，具有极高的可靠性和耐用性能。MX执行器主要技术特点是使用绝对编码器，无需后备电池和应用获得专利的LIMIGARD 技术。Limitorque MX执行机构通常应用在管道、石油、化工、船运、电厂、纸浆与造纸、污水处理等重要工业部门。
2 MX执行器故障分析
执行器的故障主要有执行器摆动、电机超温（MOTOR OVER TEMP）、过力矩（OVER TORQUE）、内存错误（ROM ERROR）等故障。在实际的DCS控制系统中执行器的输入信号、执行器的反馈信号、 执行器的控制结果输出转速等可以直接得到。只要充分分析上述三个量值就可以对执行器的故障类型作出判断。下面就从执行器常见的故障进行详细地分析。
2.1 执行器摆动
执行器摆动现象有三种：①执行器死区小，行程时间短，导致执行器自震荡现象；②执行器指令不变，反馈大幅度上下摆动；③执行器指令和反馈都摆动，摆动规律雷同。这三种情况通过观察曲线很容易判断，针对第一种现象可以修改参数DEADBAND变大，增长行程时间；第二种情况，可以判断为编码器损坏，需更换编码器（更换编码器时注意确认编码器的型号及编码器上齿轮上的齿数要与原装编码器相同），重新调整限位，该故障消除；第三种情况，需升级主板程序，重新调整限位，必要时更换新主板。
2.2 电机超温（MOTOR OVER TEMP）
为了保护电机，LIMITORQUE MX执行器设有电机过热保护功能，当检测到电机过热时，电机就停止工作，起到保护电机的作用，执行器将不能操作，直至电机过热报警被复位。正常情况下测量电机热敏电阻值为2600Ω左右，电机超温现象可能有以下三种情况：
2.2.1 电机运行时间长、动作频繁
执行器电机切实超温，手摸电机外壳有烫热的感觉，测量电机热敏电阻阻值偏高，可判断为该故障。解决方法降低执行器动作频率或更换新电机。
2.2.2 热敏电阻损坏
通过查看参数和手感判断执行器自身没有超温，测量热敏电阻值异常，说明热敏电阻已经损坏，需要更换新电机。
2.2.3 执行器硬件故障（HARDWARE FAILURE）
判断执行器电机没有超温，热敏阻值测量正常后，LCD画面同时发“HARDWARE FAILURE”故障。针对此现象需先检查热敏电阻接线是否牢固、执行器切换按钮是否切换到位，判断无误后，升级主板程序，此故障即会消除。
2.3 过力矩（OVER TORQUE）
MX执行器力矩利用电动机的转速（编码器）再加上电压（380±10）和温度（电机温度）的变量对力矩进行测量计算。MX力矩输出范围从20lb.ft.到1700lb.f。
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①如果执行器切就地手动，摇动手轮非常吃力；执行器控制按钮切“LOCAL”，手动动作单方向可以反方向发报警，则可判断为执行器齿轮卡、铜套紧或挡板卡②判断为非机务阀门卡涩原因后，可能为执行器编码器或主板程序有问题。在环境不是极端天气条件下，可判断编码器坏。此两种故障的解决方案为更换编码器，升级主板程序。
2.4 内存错误（ROM ERROR）
MX处理器会不断地检测EPROM中的内存是否存在中断错误，如果探测到中断错误时任何指令将被终止，要执行该命名，必须在错误消除时，重新下发指令。如果选择器开关是在“LOCAL”或“REMOTE”位置，LCD将显示如下信息：“XX%OPEN”、“ROM ERROR”，切STOP位或停送电后，报警消除。产生此现象的原因及解决方案如下：
2.4.1 执行器主板坏
对执行器进行初始化或升级，执行器不显示版本号和执行器密码，执行器仍然发内存错误报警，可判断主板坏，需更换新主板。
2.4.2 内存中存在垃圾
由于执行器长时间运行，内存EPROM中存在垃圾或执行器主板死机，重新升级或初始化后，清除垃圾及错误，执行器重新设置后，动作正常。
3.4 电源缺相（LOSE PHASE）
查看执行器，发现LCD灯仍然亮，但发出“LOST PHASE”报警，执行器远方就地都不可以动作。造成以上现象有两个原因：
2.4.1 接触器式执行器
测量反馈正常，有4-20MA信号，说明电源板上F3保险没问题，首先打开接线端子测量相间电压是否正常；如果正常后，执行器断电，打开控制头，测量电源板上F1和F2保险，查看是否正常。查找具体原因后，更换相应保险或电源板。
2.4.2 可控硅式执行器
首先在端子端测量电源相间电压是否正常；正常后，执行器断电查看电源板上两个保险是否烧坏；确认是电源板保险烧坏后，需检查可控硅是否良好，查看可控硅接线是否有短路，如果更如果更换新保险后又重发该故障，说明可控硅坏了，更换可控硅。
2.5 编码器坏
MX绝对位置编码器无须使用后备电池即可换可控硅进行定位，能够进行不间断地运转，并且使改进的18位光学设备进行定位，开启和关闭位置被长期储存在稳定的存储器中。编码器在电动机和手轮操作两种情况下始终都保持对阀门运动的测量。中文编码器具有冗余电路，在50%部件出现故障的情况下，也能正常作。观察执行器指令反馈曲线，反馈上下摆动很大，就地执行器跟随摆动；调整执行器限位时，无法定执行器开关限位；过力矩也可能是编码器问题。此时的处理方法为更换编码器。
3 结束语
通过以上分析, 我们可以知道, 只要针对不同的故障采取不同的信号处理方法, 加以分析就能够很好地诊断故障，从而为生产的顺利进行提供保障。利用现有 DCS中的输入信号、 反馈信号以及执行器控制结果输出, 通过不同的方法就可以实现不同故障的诊断，深入分析执行器的工作原理和电路图, 总结出故障产生的原因, 为故障的排除提供指导。
参考文献:
[1] 《Limitorque MX电动头调试说明》
[2] 《limitorque_MX系列部分回转_阀门电动执行器中文安装和操作手册》
[3] 冉莹 高韶坤 电动执行器故障诊断的研究,华北电力大学
作者简介：
韦希（出生于1983年），男，工程师，毕业华北电力大学（北京）自动化系测控技术与仪器专业，主要从事火力发电电厂自动控制工作。
论文作者:韦希
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/22
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