1 之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹電動閥門現(xiàn)場接線圖現(xiàn)場總線簡介
計算機及其網絡技術的不斷發(fā)展給自動控制領域帶來了巨大進步。現(xiàn)場總線概念于1982年首先由歐洲提出，到1999年電工委員會制定出了IEC61158現(xiàn)場總線標準。現(xiàn)場總線控制技術是當前控制領域里發(fā)展十分迅速并逐漸成熟的一門技術，它使用全數(shù)字化的傳輸技術取代傳統(tǒng)現(xiàn)場儀表一對一的4~20mA電流信號連接技術，給自動控制技術帶來了全新的觀念，其發(fā)展的結果必將是取代DCS系統(tǒng)孤立、開放程度低的現(xiàn)狀，建立起不依賴任何廠商的開放式控制系統(tǒng)，并建立統(tǒng)一的工廠底層信息網絡，任何遵守相同標準的不同廠家生產的設備均可即插即用并與之連接進行信息交換和操作，實現(xiàn)*的分散式控制系統(tǒng)。根據(jù)IEC61158標準，有8種類型的現(xiàn)場總線成為標準現(xiàn)場總線。Profibus、DeviceNet、FoundationFieldbus等都是符合標準的主流現(xiàn)場總線。 電動閥門動作力距比普通閥門大，電動閥門開關動作速度可以調整，結構簡單，易維護，可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。而傳統(tǒng)的氣動閥門動作過程中因氣體本身的緩沖特性，不易因卡住而損壞，但必須有氣源，且其控制系統(tǒng)也比電動閥門復雜。 本類閥門在管道中一般應當水平安裝。
優(yōu)點：對液體介質和大管徑氣體效果好，不受氣候影響。不受空壓氣的壓力影響。
缺點：成本高、在潮濕環(huán)境不好。
操作原理
電動閥門現(xiàn)場接線圖電動閥通常由電動執(zhí)行機構和閥門組成。電動閥使用電能作為動力來通過電動執(zhí)行機構來驅動閥門，實現(xiàn)閥門的開關動作。從而達到對管道介質的開關目的。
電磁閥是電動閥的一個種類；是利用電磁線圈產生的磁場來拉動閥芯，從而改變閥體的通斷，線圈斷電，閥芯就依靠彈簧的壓力退回。
電動閥門現(xiàn)場接線圖用途
電動閥：用于液體、氣體和風系統(tǒng)管道介質流量的模擬量調節(jié)，是AO控制。在大型閥門和風系統(tǒng)的控制中也可以用電動閥做兩位開關控制。
操作方法
1 操作前的準備
1.1 操作閥門前，應認真閱讀操作說明。
1.2 操作前一定要清楚氣體的流向，應注意檢查閥門開閉標志。
1.3檢查電動閥外觀，看該電動閥門是否受潮，如果有受潮要作干燥處理；如果發(fā)現(xiàn)有其他問題要及時處理，不得帶故障操作。
1.4 對停用3個月以上的電動裝置，啟動前應檢查離合器，確認手柄在手動位置后，再檢查電機的絕緣、轉向及電氣線路。
2 電動執(zhí)行機構上應用現(xiàn)場總線的優(yōu)勢
石油化工行業(yè)的過程控制是連續(xù)的，電動執(zhí)行機構的作用是將各種標準控制信號，如開、關、停信號及閥門開度模擬量信號（0/4~20mA，0~10V，0~5V等）和數(shù)字量信號，轉化成相應的輸出動作位移。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在接收到傳感器的流量或壓力或溫度信號后，根據(jù)工藝要求，電動執(zhí)行機構接收到聯(lián)鎖指令及位置信號后，經功率控制模塊或伺服放大模塊驅動電動執(zhí)行機構運行走到相應位置，電動執(zhí)行機構在整個控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，它的好壞，將直接影響著過程控制工業(yè)生產的質量、安全、環(huán)境保護、能源消耗等。
由于電動執(zhí)行機構具有多個控制輸入/輸出信號，需要約7~14根控制線才能將執(zhí)行機構的參數(shù)傳遞到控制系統(tǒng)的控制模板上。而采用現(xiàn)場總線，一個環(huán)路中的所有執(zhí)行器被一根屏蔽雙絞線串聯(lián)起來，所有控制及反饋信息均通過這根雙絞線進行傳輸，*取代傳統(tǒng)的多芯電纜。當需要增加執(zhí)行器時，只需一根雙絞線和上級控制裝置的一個串口，并不需要對每個執(zhí)行器都單獨增加多芯電纜，更不需要增加系統(tǒng)大量的I/O接口，可大大節(jié)約投資。
采用現(xiàn)場總線的執(zhí)行機構具有雙向通訊功能，操作人員在控制室既可對現(xiàn)場執(zhí)行機構進行標定、參數(shù)設置、功能組態(tài)，還可在線監(jiān)測裝置的工作情況、運行故障診斷和事故預測、實施狀態(tài)維修，可以zui大限度地縮短檢修時間，提高檢修質量，降低檢修費用。當出現(xiàn)一些在現(xiàn)場無法解決的難題時，還可以通過總線接口來進行遠程通信實施遠程，不再需要像過去一定要到現(xiàn)場去。由于執(zhí)行機構時刻處于被監(jiān)控狀態(tài)，因此使用和維護十分方便。
此外，現(xiàn)場總線輸出為數(shù)字信號，比起傳統(tǒng)模擬式傳輸，不僅減少了信號在傳輸過程中的失真，且增加了抗干擾能力，傳輸信號穩(wěn)定、可靠。 
3 工程實例概況
中油惠印石化倉儲基地為中國石油天然氣股份有限公司廣東銷售分公司在廣東惠州市大亞灣經濟技術開發(fā)區(qū)的一級成品油商業(yè)儲備庫，主要功能是為中國石油成品油銷售提供倉儲。項目新建共6臺30，000m3/罐的成品油儲罐，已于2011年春節(jié)前通過整體驗收。
該項目采用雙重熱備PLC系統(tǒng)，CPU、電源、通訊模塊等1∶1冗余。項目現(xiàn)場一期共使用電動閘閥46臺，以后將擴展到72臺。考慮到安裝維護及日后擴展的便捷性，選擇帶現(xiàn)場總線的智能電動執(zhí)行機構。 
4 總線方案選取
實例項目選取某國外的智能型電動執(zhí)行機構。該產品默認拓撲結構通過執(zhí)行機構控制器（MasterStation）運行內部總線協(xié)議并組建雙線環(huán)網結構，以RS485（Modbus協(xié)議）接口與PLC通訊（見圖1）。該結構下所有執(zhí)行機構通過2根2芯屏蔽雙絞線為媒介串接成環(huán)形，且雙線環(huán)網具有雙向傳輸通訊特性，即總線信號可經控制器A端口發(fā)出，按執(zhí)行機構物理連接順序1#，2#，...N-1#，N#巡檢，再由B端口接收；也可以反向由B端口發(fā)出，按順序N#，N-1#，...2#，1#巡檢，由A端口接收。當控制環(huán)路中某一執(zhí)行機構故障時，故障點從控制鏈路上自動脫離，控制器信號可同時從A端口及B端口發(fā)出，保證控制鏈路在不受故障影響下繼續(xù)運行；當故障閥門維護完畢可重新掛上網絡，系統(tǒng)恢復常態(tài)運行。
然而，此拓撲結構需要額外增加執(zhí)行機構控制器（MasterStation），且控制器沒有備用接口連接PLC冗余通訊模塊，沒有充分利用雙重熱備系統(tǒng)的冗余性。要達到*冗余則需要增加兩套MasterStation，將大大增加項目成本。
現(xiàn)場總線相對于整個電動執(zhí)行機構來講是一個部件，即通訊接口卡。不同的現(xiàn)場總線要采用不同的通訊控制卡，如果是Modbus或Profibus現(xiàn)場總線，就必須分別采用能夠與Modbus或Profibus總線進行通訊的通訊卡，不同的現(xiàn)場總線由于標準不同，不能相互兼容。在使用過程中，只有具有遵循同一總線要求的設備才能相互通訊。
Profibus系統(tǒng)有三種總線拓撲結構：RS485（Profibus-DP）連接、符合IEC1158-2（Profibus-PA）連接、以及光纖連接。RS485連接是一個兩端有有源終端的線性拓撲結構，稱為RS485總線段，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信，分主、從站結構。主站向從站以令牌傳遞方式訪問，通訊距離100~1200m，傳輸速率介于9.6kbit/s~12Mbit/s。兩個總線站之間的zui大傳輸距離與設定速率有關。Profibus-PA為底層通訊協(xié)議，專為自動化過程而設，可連接現(xiàn)場各傳感器、變送器等。Profibus-PA具有樹狀、鏈狀、星形、點對點等多種拓撲結構，傳輸速率為31.25kbit/s。特殊情況下，Profibus還可以選擇采用光纖連接的拓撲結構。
圖1 雙線環(huán)網拓撲結構 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥結合實例項目現(xiàn)場情況，各電動閥之間距離不超過200m，且zui近點與控制室距離不超過150m。每個電動執(zhí)行機構可通過加裝總線通訊板使之等同于一個從站結構，系統(tǒng)可通過PLC作主站，向各從站發(fā)出巡檢信號，且此方案比增加執(zhí)行機構控制器（MasterStation）更經濟，也不會增加施工難度。因此設計zui終放棄選擇增加執(zhí)行機構控制器并組建雙線環(huán)網的方案，改而選擇Profibus-DP結構。
Profibus-DP網絡冗余性能（見表1）將直接影響該網絡的安全性、可靠性以及日后維護的便捷性。考慮到項目使用雙重熱備型PLC系統(tǒng)，結合儲備油庫的戰(zhàn)略定位，設計zui終選擇采用方案4的雙總線冗余結構，即執(zhí)行機構使用冗余通訊卡與PLC端作冗余連接。并將傳輸速率設定為1.5Mbit/s。
2 電動閥門操作注意事項
2.1 啟動時，確認離合器手柄在相應位置。
2.2 如果是在控制室控制電動閥，把轉換開關打大REMOTE位置，然后通過SCADA系統(tǒng)控制電動閥的開關。
2.3如果手動控制，把轉換開關打在LOCAL位置，就地操作電動閥的開關，電動閥開到位或者關到位的時候它會自動停止工作，zui后把運行轉換開關打到中間位置。
2.4 采用現(xiàn)場操作閥門時，應監(jiān)視閥門開閉指示和閥桿運行情況，閥門開閉度要符合要求。
2.5 采用現(xiàn)場操作全關閉閥門時，在閥門關到位前，應停止電動關閥，改用微動將閥門關到位。
2.6 對行程和超扭矩控制器整定后的閥門，全開或全關閥門時，應注意監(jiān)視其對行程的控制情況，如閥門開關到位置沒有停止的，應立即手動緊急停機。
2.7 在開、閉閥門過程中，發(fā)現(xiàn)信號指示燈指示有誤、閥門有異常響聲時，應及時停機檢查。
2.8 操作成功后應關閉電動閥門的電源。
2.9 同時操作多個閥門時，應注意操作順序，并滿足生產工藝要求。
2.10開啟有旁通閥門的較大口徑閥門時，若兩端壓差較大，應先打開旁通閥調壓，再開主閥：主閥打開后，應立即關閉旁通閥。
2.11 收發(fā)清管球（器）時，其經過的球閥必須全開。
2.12 操作球閥、閘閥、截止閥、蝶閥只能全開或全關，嚴禁作調節(jié)用。
2.13 操作閘閥、截止閥和平板閥過程中，當關閉或開啟到上死點或下死點時，應回轉1/2～1圈。
維護
日常電動閥門維護保養(yǎng)
1、電動閥門應存干燥通風的室內，通路兩端須堵塞。
2、長期存放的電動閥門應定期檢查，清除污物，并在加工面上涂防銹油。
3、安裝后，應定期進行檢查，主要檢查項目：
（1）密封面磨損情況。
（2）閥桿和閥桿螺母的梯形螺紋磨損情況。
（3）填料是否過時失效，如有損壞應及時更換。
（4）電動閥門檢修裝配后，應進行密封性能試驗。
運行中的電動閥門，各種閥件應齊全、完好。法蘭螺紋和支架上的螺栓*，螺紋應完好無損，不允許有松動現(xiàn)象。手輪上的緊固螺母，如發(fā)現(xiàn)松動應及時擰緊，以免磨損連接處或丟失手輪和銘牌。手輪如有丟失，不允許用活扳手代替，應及時配齊。填料壓蓋不允許歪斜或無預緊間隙。對容易受到雨雪、灰塵、風沙等污物沾染的環(huán)境中的電動閥門，其閥桿要安裝保護罩。電動閥門上的標尺應保持完整、準確、清晰。電動閥門的鉛封、蓋帽、氣動附件等應齊全完好。保溫夾套應無凹陷、裂紋。不允許在運行中的電動閥門上敲打、站人或支承重物；特別是非金屬電動閥門和鑄鐵電動閥門，更要禁止。 
5 雙總線方案描述
雙總線回路與執(zhí)行機構的聯(lián)接方式見圖2。電動執(zhí)行機構的冗余通訊接口卡安裝后掛于Profibus-DP網絡上，每個執(zhí)行機構在總線中都獲分配*地址，對PLC發(fā)出的控制信號做出響應。通訊電纜可采用總線電纜或全屏蔽雙絞線，在所有應用中具有易安裝、易維護、低成本和率的優(yōu)點。總線A與總線B分別從互相冗余的主PLCA和從PLCB的通訊模塊中引出，兩路總線電纜分別按物理連接順序與每一執(zhí)行機構串接，zui終止于總線終端電阻。形成一對平行的雙總線回路。因為每臺現(xiàn)場設備都是同時連接兩條通訊回路，由此構成了一個冗余的通信線路。 圖2 雙總線冗余網絡拓撲結構 正常工作時，設定其中一PLC為主處理器和主熱備通訊模塊，另一PLC為從處理器和從熱備通訊模塊，并保持與主處理器的實時同步。總線信號沿工作鏈路的通訊模塊端口傳輸，當有一處線路或執(zhí)行機構發(fā)生故障時，系統(tǒng)巡檢異常并通知主處理器故障位置，使該處故障線路從系統(tǒng)上脫離，同時系統(tǒng)將自動切換至熱備處理器工作，使總線信號沿另一鏈路傳輸，此時主、從處理器互換，故障所在鏈路切換為從處理鏈路，從而實現(xiàn)可靠的冗余功能。當故障修復后設備重新掛上系統(tǒng)，重新開啟熱備功能。
當主處理器發(fā)生故障時，監(jiān)視處理器工作狀態(tài)的主熱備通訊模塊迅速將自己的內部接點斷開，而從熱備通訊模塊迅速閉合自己的內部接點，從而完成移交對網絡和I/O框架控制權的過程，使原來的從處理器和從熱備通訊模塊轉變?yōu)橹魈幚砥骱椭鳠醾渫ㄓ嵞K。當處理器故障修復后重新掛上系統(tǒng)，并成為從處理器繼續(xù)工作。 
6 結束語
隨著各種過程控制要求的不斷提高，作為用于過程控制的電動執(zhí)行機構也要能夠不斷適應這種情況。只有不斷適應現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem）的要求，電動執(zhí)行機構才能更好地發(fā)揮其應有的優(yōu)勢。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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