一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统及方法，控制系统包括气动执行机构、执行机构状态检测系统、导叶开度控制系统、电气隔离系统、电源系统及接线端子板；气动执行机构用于控制大型压缩机导叶的开度；执行机构状态检测系统用于检测气动执行机构的开闭状态及活塞的实时位置；导叶开度控制系统用于传递压缩机DCS控制系统的指令并反馈指令执行情况；电气隔离系统用于提供电源电流及信号电流；电源系统用于将交流电源转换成直流电源。本发明专利技术所述控制系统具有安全可靠、控制精度高、响应速度快的特点，并且具有断气、断电、断信号等保护功能；气动导叶执行机构的体积及自身重量满足现场需求。自身重量满足现场需求。自身重量满足现场需求。

【技术实现步骤摘要】
一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及大型压缩机
，尤其涉及一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]大型空气分离装置(简称空分装置)主要用于分离空气中的氧、氮、氩等气体，分离后的氧、氮、氩等气体具有广泛的工业应用。大型空气压缩机(简称空压机)是空分装置中的主体设备，主要作用是为空分装置提供空气，空压机入口的空气流量导叶调节执行机构是空压机启动及生产过程中空气流量调节的重要关键设备，其控制精度及安全可靠性对于空分装置的生产运行至关重要。目前，空压机的导叶调节执行机构通常分为气动导叶执行机构、电动导叶执行机构及液压导叶执行机构。
[0003]液压导叶执行机构采用高压液体为动力源，具有推拉力大、系统运行稳定等特点，但系统配套设备较多、造价高，现场施工作业较为复杂，因而较少采用。
[0004]电动导叶执行机构相较于液压导叶系统具有系统组成相对简单、自成一个独立体系、现场施工安装简单等优点，其机构组成由驱动电机、齿轮齿条机构及电子元器件等构成。在空气分离工艺中，因特殊工况要求，空压机导叶执行机构处于24小时360天连续高频度调节状态，而电动导叶执行机构中电气元件较多，其系统响应较慢，动作时间较长，相对故障率较多，因此电动导叶执行机构实际应用也较少，而且实际应用过程中相对故障率较高，不利于空分工艺长期稳定运行。
[0005]相较于液压导叶执行机构及电动导叶执行机构，气动导叶执行机构具有结构简单、能够长期连续稳定运行、控制响应速度快、现场施工安装简单等特点。目前大型空分装置的空压机导叶驱动系统大多采用气动导叶执行机构。其缺点是因其气动元件受工作气压限制，导致气缸的加工尺寸相对有限，限制了气动导叶执行机构在大型空压机导叶驱动系统中的应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统及方法，具有安全可靠、控制精度高、响应速度快的特点，并且具有断气、断电、断信号等保护功能；气动导叶执行机构的体积及自身重量满足现场需求。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，包括气动执行机构、执行机构状态检测系统、导叶开度控制系统、电气隔离系统、电源系统及接线端子板；所述气动执行机构用于控制大型压缩机导叶的开度；所述执行机构状态检测系统用于检测气动执行机构的开闭状态及活塞的实时位置；所述导叶开度控制系统用于传递压缩机DCS控制系统的指令并反馈指令执行情况；所述电气隔离系统设于电源系统与执行机构状态检测系统、电源系统与导叶开度控制系统之间，用于向执行机构状态检测系统及导叶开度控制系统中供入电
源电流及信号电流；所述电源系统用于将220V交流电源转换成24V直流电源，并且电源系统为双电源冗余系统。
[0009]进一步的，一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，所述气动执行机构为双作用气动执行机构，气缸本体直径＜DN500mm；所述气动执行机构由气缸本体、活塞及活塞杆组成；
[0010]所述执行机构状态检测系统由行程位置开关及磁滞位移传感器组成；行程位置开关设于活塞杆上，用于检测气动执行机构的全开状态及全关状态；磁滞位移传感器设于活塞杆内，用于检测活塞的实时位置；
[0011]所述导叶开度控制系统为气动智能定位器，气动智能定位器设有信号转换模块、输入信号接口及输出信号接口；信号转换模块用于将磁滞位移传感器的位移信号转换为电参数信号；
[0012]所述电气隔离系统包括第一隔离器及第二隔离器；
[0013]所述电源系统包括第一直流稳压电源、第二直流稳压电源及直流电源冗模块；
[0014]所述接线端子板设有交流电源输入接口、第一交流电源输出接口、第二交流电源输出接口、输入控制信号接口、位置反馈信号输出接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、定位器信号接口及传感器电源接口；
[0015]接线端子板的交流电源输入接口连接220V交流电源，接线端子板的第一交流电源接口连接第一直流稳压电源的交流电源输入接口，接线端子板的第二交流电源接口连接第二直流稳压电源的交流电源输入接口，第一直流稳压电源的直流电源输出接口、第二直流稳压电源的直流电源输出接口分别连接直流电源冗模块的直流电源输入接口；直流电源冗模块的直流电源输出接口连接接线端子板的直流电源输入接口；接线端子板的直流电源输出接口连接第一隔离器的电源输入接口及第二隔离器的电源输入接口；
[0016]接线端子板的位置反馈信号输出接口连接压缩机DCS控制系统的反馈信号输入端；接线端子板的输入控制信号接口连接压缩机DCS控制系统的控制信号输出端，接线端子板的输入控制信号接口另外连接气动智能定位器的输入信号接口；磁滞位移传感器的信号输出接口连接第二隔离器的信号输入接口，第二隔离器的信号输出接口连接气动智能定位器的信号转换模块；接线端子板的定位器信号接口正极连接第一隔离器的输入信号接口正极，第一隔离器的输入信号接口负极连接气动智能定位器的输出信号接口负极，气动智能定位器的输出信号接口正极连接接线端子板的定位器信号接口负极；接线端子板的传感器电源接口连接磁滞位移传感器的电源接口；
[0017]气动智能定位器的驱动端与气源相连，气源压力为1.0MPa；气动智能定位器的输出信号接口通过2路控制气路分别连接气动执行机构的控制端，其中一路控制气路连接气缸本体的有杆腔，另一路控制气路连接气缸本体的无杆腔。
[0018]进一步的，一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，所述气动执行机构为双作用气动执行机构，气缸本体直径≥DN500mm；所述气动执行机构由气缸本体、活塞及活塞杆组成；
[0019]所述执行机构状态检测系统由行程位置开关及磁滞位移传感器组成；行程位置开关设于活塞杆上，用于检测气动执行机构的全开状态及全关状态；磁滞位移传感器设于活塞杆内，用于检测活塞的实时位置；
[0020]所述导叶开度控制系统由气动智能定位器、第一气动继动器、第二气动继动器及气动保位阀组成，气动智能定位器设有信号转换模块、输入信号接口及输出信号接口；信号转换模块用于将磁滞位移传感器的位移信号转换为电参数信号；
[0021]所述电气隔离系统包括第一隔离器及第二隔离器；
[0022]所述电源系统包括第一直流稳压电源、第二直流稳压电源及直流电源冗模块；
[0023]所述接线端子板设有交流电源输入接口、第一交流电源输出接口、第二交流电源输出接口、输入控制信号接口、位置反馈信号输出接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、定位器信号接口及传感器电源接口；
[0024]接线端子板的交流电源输入接口连接220V交流电源，接线端子板的第一交流电源接口连接第一直流稳压电源的交流电源输入接口，接线端子板的第二交流电源接口连接第二直流稳压电源的交流电源输入接口，第一直流稳压电源的直流电源输出接口、第二直流稳压电源的直流电源输出接口分别连接直流电源冗模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，其特征在于，包括气动执行机构、执行机构状态检测系统、导叶开度控制系统、电气隔离系统、电源系统及接线端子板；所述气动执行机构用于控制大型压缩机导叶的开度；所述执行机构状态检测系统用于检测气动执行机构的开闭状态及活塞的实时位置；所述导叶开度控制系统用于传递压缩机DCS控制系统的指令并反馈指令执行情况；所述电气隔离系统设于电源系统与执行机构状态检测系统、电源系统与导叶开度控制系统之间，用于向执行机构状态检测系统及导叶开度控制系统中供入电源电流及信号电流；所述电源系统用于将220V交流电源转换成24V直流电源，并且电源系统为双电源冗余系统。2.根据权利要求1所述的一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，其特征在于，所述气动执行机构为双作用气动执行机构，由气缸本体、活塞及活塞杆组成；气缸本体直径＜DN500mm；所述执行机构状态检测系统由行程位置开关及磁滞位移传感器组成；行程位置开关设于活塞杆上，用于检测气动执行机构的全开状态及全关状态；磁滞位移传感器设于活塞杆内，用于检测活塞的实时位置；所述导叶开度控制系统为气动智能定位器，气动智能定位器设有信号转换模块、输入信号接口及输出信号接口；信号转换模块用于将磁滞位移传感器的位移信号转换为电参数信号；所述电气隔离系统包括第一隔离器及第二隔离器；所述电源系统包括第一直流稳压电源、第二直流稳压电源及直流电源冗模块；所述接线端子板设有交流电源输入接口、第一交流电源输出接口、第二交流电源输出接口、输入控制信号接口、位置反馈信号输出接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、定位器信号接口及传感器电源接口；接线端子板的交流电源输入接口连接220V交流电源，接线端子板的第一交流电源接口连接第一直流稳压电源的交流电源输入接口，接线端子板的第二交流电源接口连接第二直流稳压电源的交流电源输入接口，第一直流稳压电源的直流电源输出接口、第二直流稳压电源的直流电源输出接口分别连接直流电源冗模块的直流电源输入接口；直流电源冗模块的直流电源输出接口连接接线端子板的直流电源输入接口；接线端子板的直流电源输出接口连接第一隔离器的电源输入接口及第二隔离器的电源输入接口；接线端子板的位置反馈信号输出接口连接压缩机DCS控制系统的反馈信号输入端；接线端子板的输入控制信号接口连接压缩机DCS控制系统的控制信号输出端，接线端子板的输入控制信号接口另外连接气动智能定位器的输入信号接口；磁滞位移传感器的信号输出接口连接第二隔离器的信号输入接口，第二隔离器的信号输出接口连接气动智能定位器的信号转换模块；接线端子板的定位器信号接口正极连接第一隔离器的输入信号接口正极，第一隔离器的输入信号接口负极连接气动智能定位器的输出信号接口负极，气动智能定位器的输出信号接口正极连接接线端子板的定位器信号接口负极；接线端子板的传感器电源接口连接磁滞位移传感器的电源接口；气动智能定位器的驱动端与气源相连，气源压力为1.0MPa；气动智能定位器的输出信号接口通过2路控制气路分别连接气动执行机构的控制端，其中一路控制气路连接气缸本体的有杆腔，另一路控制气路连接气缸本体的无杆腔。
3.根据权利要求1所述的一种大型压缩机气动导叶执行机构的控制系统，其特征在于，所述气动执行机构为双作用气动执行机构，由气缸本体、活塞及活塞杆组成；气缸本体直径≥DN500mm；所述执行机构状态检测系统由行程位置开关及磁滞位移传感器组成；行程位置开关设于活塞杆上，用于检测气动执行机构的全开状态及全关状态；磁滞位移传感器设于活塞杆内，用于检测活塞的实时位置；所述导叶开度控制系统由气动智能定位器、第一气动继动器、第二气动继动器及气动保位阀组成，气动智能定位器设有信号转换模块、输入信号接口及输出信号接口；信号转换模块用于将磁滞位移传感器的位移信号转换为电参数信号；所述电气隔离系统包括第一隔离器及第二隔离器；所述电源系统包括第一直流稳压电源、第二直流稳压电源及直流电源冗模块；所述接线端子板设有交流电源输入接口、第一交流电源输出接口、第二交流电源输出接口、输入控制信号接口、位置反馈信号输出接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、定位器信号接口及传感器电源接口；接线端子板的交流电源输入接口连接220V交流电源，接线端子板的第一交流电源接口连接第一直流稳压电源的交流电源输入接口，接线端子板的第二交流电源接口连接第二直流稳压电源的交流电源输入接口，第一直流稳压电源的直流电源输出接口、第二直流稳压电源的直流电源输出接口分别连接直流电源冗模块的直流电源输入接口；直流电源冗模块的直流电源输出接口连接接线端子板的直流电源输入接口；接线端子板的直流电源输出接口连接第一隔离器的电源输入接口及第二隔离器的电源输入接口；接线端子板的位置反馈信号输出接口连接压缩机DCS控制系统的反馈信号输入端；接线端子板的输入控制信号接口连接压缩机DCS控制系统的控制信号输出端，接线端子板的输入控制信号接口另外连接气动智能定位器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏英群，
申请(专利权)人：鞍山友联自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：