AUTORK電動執行器遠程控制異常原因分析

西南油氣田重慶氣礦 楊衛東

天然氣生產場站電動執行機構主要在干線球閥、排污閥、收發筒球閥和閥室使用，執行器出現遠程異常現象在天然氣生產場站存在嚴重的安全隱患，其故障處理需通過各種檢測方式才能解決。通過分析AUTORK電動執行器遠程控制原理和遠程異常原因，提出有效解決方法和建議措施。

天然氣生產場站及閥室不斷引入智能電動執行器作為閥門的驅動裝置，它是工業過程控制系統中一個十分重要的現場驅動裝置，其系統較為復雜，涉及到機械、電力電子技術，通訊等技術領域，它將系統控制信號轉換成輸出軸的多回轉、角位移、直線位移來驅動閥門，實現閥門接通或切斷介質流通，改變介質流通方向，調節介質流量和壓力，保護管道工藝系統中設備的正常運行和檢修期間介質的隔離。

智能電動執行器故障處理復雜，要準確找出故障點需通過各種檢測方式才能實現。存在故障的電動閥特別在高含硫原料氣井站發生泄漏、爆管等情況，難以在現場實施有效搶險措施，并對井站周邊居民的生命、財產造成不可估量的損失，存在較大的安全隱患。

1 現場情況

按照《球閥運行維護管理技術規定》管理要求，2020年11月對采輸作業區生產場站的“兩閥”開展冬季維護保養工作。場站工作主要根據施工作業票要求，配合屬地完成管道工藝流程倒換，在屬地監督下對閥門進行清潔潤滑、加注清洗液、排污，同時按要求對執行器現場手動、就地電動、中心站、調度室遠程控制等4個項目功能測試和故障處置。

某作業區2020年整體化歸重慶氣礦管理，生產場站使用的AUTORK（澳托克）電動執行器有60臺，在遠程功能測試中發現一些用狀態選擇開關來停止的電動閥（15%行程），在30S內，將狀態選擇開關從停止狀態恢復到遠程狀態時，電動執行器繼續向關閥或開閥方向運行。

2 原理分析

2.1 遠程控制方式和控制端子功能

澳托克執行器IK系列常用遠程控制接線有4種方式：點動控制、開閥/關閥自鎖控制、ESD控制、聯鎖控制方式。遠程控制各輸入端子功能見表1所示。

表1 AUTORK執行器IK系列遠程輸入端子功能

圖1 點動控制

圖2 開閥/關閥自鎖控制

2.2 遠程控制原理

點動或自鎖控制：采用圖1接線方式，執行器遠程控制自保持菜單參數設定為“無效”，執行器35號或33號端子收到開/關閥直流脈沖信號，電動執行器點動運行；收到開/關閥持續直流信號，電動執行器連續運行，直到閥門在全關或全開位置，電動執行器停止。執行器遠程控制自保持菜單參數設定為“有效”，執行器35號或33號端子收到開/關閥直流脈沖信號，電動執行器連續運行。采用圖2接線方式，執行器遠程控制自保持菜單參數設定為“無效”，執行器35號或33號端子收到開/關閥直流脈沖信號，電動執行器連續運行；執行器遠程控制自保持菜單參數設定為“有效”，執行器35號或33號端子收到開/關閥直流脈沖信號，電動執行器點動運行，收到開/關閥持續直流信號，電動執行器連續運行，直到閥門在全關或全開位置，電動執行器停止。

ESD控制：當“端子功能0”菜單設置成“ESD”時，執行器ESD功能有效，執行器25號端子為ESD控制端子。執行器收到ESD信號，執行器運行方向有三種，需對執行器參數進行設置，當設置為“保位”時，執行器在原位停止，其他開閥、關閥信號均不能控制執行器。當設置為“關閥”時，執行器朝關閥方向運行，其他開閥，停止信號均不能控制執行器。當設置為“開閥”時，執行器朝開閥方向運行，其他關閥、停止信號均不能控制執行器。

聯鎖控制：37號端子和38號端子應分別設置為開閥和關閥有效，聯鎖控制功能才有效。

3 處理措施

根據澳托克執行器遠程控制原理和故障處理經驗，重點檢查執行器遠程端子接線和遠程控制設置。用遙控設定器查看遠程控制自保持菜單設定的參數選擇“無效”，在配電室拉開執行器動力電源，打開電源接線盒，觀察到電動執行器遠程控制接線方式采用的是開閥/關閥點動控制，如圖1所示。

綜上所述，執行器遠程端子接線采用開閥/關閥點動控制，遠程自保持設定菜單參數選擇“無效”，這種控制方式下，執行器要連續運行，必須是遠程輸入的直流信號是連續的。測試不同行程電動球閥，在33、36號端子（關閥）或35、36號端子（開閥）之間，用萬用表直流電壓檔分別測量到上位機輸出的24VDC信號持續20～30s。所以維護人員在現場用狀態選擇開關停止遠程控制的球閥后，在直流信號持續時間內，將開關返回到遠程狀態，因遠程信號還存在，執行器繼續向開/關閥方向運行。

4 建議

電動執行器遠程控制方式采用圖1控制方式的缺點是一旦上位機及遠程控制信號出現異常中斷，閥門不能正常開閥和關閥到位。特別是在高含硫原料氣井站發生泄漏、爆管等情況，更是難以在現場實施有效的搶險措施。建議在不改變接線方式，遠程控制自保持菜單設定參數選擇“有效”或采用圖2接線方式，來保障執行器可靠運行。