智能電動執行器典型故障分析和處理

楊衛東

關鍵詞：電動執行器;典型故障;處理方法;故障處理效率

0引言

在天然氣生產場站使用的電動執行機構主要用于干線球閥、排污閥和收發筒球閥，場站內執行機構多隨建站設置，部分閥門及電動執行機構投入運行多年，老化嚴重，故障多，管理難度大，天然氣生產系統中對電動執行機構進行有效維護的方式就是每年定期進行兩次維護保養。近年來，天然氣生產場站管道不斷引入智能電動執行器作為閥門的驅動裝置，其控制系統較為復雜，涉及到機械、電力電子技術，通訊技術、自動控制等技術領域，故障處理復雜，對故障點進行精確定位、分析的過程也比較麻煩，想要準確找出故障點往往需要通過各種檢測方式才能實現。如果這些問題不及時處理就會在日后運行中體現出來，存在故障的電動閥在高含硫原料氣井站發生泄漏、爆管等情況時，更是難以在現場實施有效的搶險措施，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，所以保證電動執行器在輸氣管線穩定運行十分重要。本文分析由動執行器的典型故障，并提出解決方法和措施。

1澳托克智能電動執行器的典型故障

1.1電池報警

電動執行器在運行一段時問后，液晶顯示屏上會出現電池報警圖標。執行器電池盒裝有3節1.5V堿性電池，用于在失電狀態下轉動手輪時保存閥位。當電池電量下降到15%時執行器就會發出電池報警，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，在執行器帶電更換3節1.5V堿性電池即可。若故障圖標未消失，斷電后取下電池，然后重新上電池，確認用紅外設定器能通訊后再送電，并重新作開關限位等相關設定。

1.2執行器控制方式改變（點動）故障

執行器在生產現場一般采用就地旋鈕、遠程開關量等自保持控制方式，當電路主板接收到開/關閥輸入信號，執行器持續運行到限位位置。出現執行器由就地或遠程自保持運行變為點動運行，這是由于設置參數或接線方式改變了。

檢查這類型故障，可以重新進行設置：主屏一調試→高級設定→控制模式→就地自保持，將就地自保持設為“有效”，就地控制為自保持控制。對遠程控制的設置有兩種方式，設置：主屏→調試→高級設定→控制模式→遠程自保持，當圖1中34號端子懸空，設置成有效時，遠程開關信號保持;設置成無效時，遠程開關點動;當圖2中34號端子接高電平，設置成有效時，遠程開關為點動信號;設置成無效時，遠程開關信號保持。

1.3力矩報警

電動機軸上裝有力矩傳感器，當執行器的開閥力矩或關閥力矩超過設定值時，顯示屏主界面狀態欄內會有“力矩報警”文字閃爍，并停止運行。可通過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）、力矩設定值過小。

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

1.4失速報警

當執行器的實際轉速低于額定轉速的70%時，執行器顯示屏主界面的狀態欄會有“失速報警”文字閃爍，并停止運行。如果需要失速報警消失，必須反向運行執行器。“失速報警”主要原因有機械故障和電氣故障兩方面。

1.4.1機械故障

當電動機運行時，如蝸輪蝸桿減速系統、離合器、閥位傳感器傘形齒輪出現故障，執行器實際轉速低于額定轉速的70%時，會導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速信號，5s內執行器顯示屏主界面的狀態欄會有“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速信號，5s內發出失速報警信號，并禁止電動機運行。處理方法為：測試電動機絕緣及阻值，當確認電動機正常時，重點檢查閥位傳感器。用紅外設定器調出編碼器診斷菜單和編碼器值，手動旋轉手輪，觀察編碼器運行情況和執行器開/關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

澳托克智能電動執行器是一種無需打開電氣端蓋即可進行調試和查詢的閥門執行器，用紅外設定器進入執行器的程序，可以在不接觸執行器的情況下，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定。標準診斷功能可對控制系統、閥門和執行器的狀態進行診斷，并通過執行器的顯示屏顯示。

2.1旋鈕故障診斷

（1）就地控制旋鈕。利用紅外設定器來進行菜單操作，當執行器顯示屏為主界面時，按下設定器的上鍵或下鍵，進入菜單模式主屏→…→診斷…遠程信號…旋到開閥（旋到關閥）。執行器就地控制旋鈕旋到開閥或旋到關閥位置時，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）。執行器就地狀態旋鈕旋到遠程（停止或就地）位置時，顯示屏顯示“有效”，說明狀態選擇旋鈕和操作板正常;顯示“無效”信息，說明狀態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（遠程關閥）。當執行器接收到遠程開閥或關閥信號時，顯示屏應顯示“有效”，說明執行器、計算機組態及傳輸線路運行正常;顯示“無效”信息，說明計算機組態或傳輸線路故障。

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“正常”，說明編碼器運行正常;顯示“錯誤”信息，說明編碼器運行不正常。

2.4執行器力矩故障診斷

進入菜單模式主屏→…→診斷…系統信息…力矩AD值，電動機運行，能夠在顯示屏上觀察到執行器力矩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結束語

對天然氣生產場站的智能電動執行器進行故障精確診斷，需要維護人員熟悉智能電動執行器結構原理和使用手冊，這樣才能確保能夠實時快速地判斷故障點位，才能更及時有效地對設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電動執行器典型故障和提高故障處理效率的方法，總結維護工作中積累的一些經驗，希望能給運維人員的實際工作提供參考借鑒。