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[摘 要]本文就只能电业执行装置的工作原理进行了简要分析，并在此基础上就其在水厂、泵站等出水阀门上的应用进行了分析研究。而在出水阀门中借助于智能电业执行装置来替代传统的控制阀门，其能够在出水管道上省去一个单向阀，并可以有效降低出水管路上的水头损失，其也是一项非常重要的节能措施。
[关键词]智能；电业执行装置；出水阀门
中图分类号：TU991.34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0369-01
近年来随着我国经济的不断发展，使得资源紧缺这一问题也变得越来越突出，而为了贯彻国家“十一五”规划纲要中所提出的节能减排要求，也就需要相关的水厂与泵站企业通过智能电液执行装置来替代传统出水机组中的单向阀来进行工作，这样也能够很好的将对该出水管路在运行过程中的水头损失，并能够很好的满足节约能耗这一需求。
一、智能电液执行装置的系统构成与工作原理简析
通常情况下智能电液执行器会由液压系统、电控系统等部分构成，其中液压系统的结构图如图1所示：
（一）液压部分
因为该智能電液执行装置为单向推力负载，为了提高其应用可靠性，也就需要将液压系统设计的尽可能简单，并在运行过程中打开电磁阀。在缩缸时，泵将油按照一定的速率打入到缸中；伸出时，压力油推动液压泵翻转，其转速受控，在此状况下电动机将工作在能耗制动状态[1]。此外因为泵的密封无法达到长期保持这一程度，因此在停止状态下也需要切断电磁阀。而在需要杠杆自由伸缩的情况下也可以打开手动阀来让油路进行短接。借助于在缸的一侧充压力氮气的形式，其也能够在无外力负载的情况下借助于活塞两侧面积差所产生的推力来推出活塞。
在进行液压泵的选择过程中，还需要通过其对称性的特征，来借助于反转排油实现活塞杆运动过程中的速度控制，而因为出口压力的存在，会有一部分液压油将泄露回泵入口，在这一情况下压力油所泄露的热量无法被输出油带走，从而导致其在泵内积累，并使得该泵迅速升温，因此说一些泄露比较大的泵其不适合长期工作在零点附近[2]。
（二）电控部分
本文中控制器运用的是嵌入式系统ARM7系列芯片，其具备有能力强以及接口充足等诸多优点。因为液压系统的非线性以及电动机滑差，导致了其位置环生成的速度指令无法直接送到变频器之中，否则其执行器的实际速度也就会和理论速度保持比较大的差距，并难以取得一个良好的位置偏差消除效果。这也就需要借助于速度环来抵消环内的各种不利因素，并借此来提升整个控制器的运行精度，从而取得良好的控制效果。
此外为了获取到高位置的精度，本研究选用了量程1000mm的磁致伸缩传感器，其能够充分满足200μm的精度需求。但是传统的模拟信号已经无法充分满足该精度要求，也就需要借助于串行数字SSI的方式来作为接口，并可以在经过CPU的简单计算之后就能够获取到实际的速度信息，并借此来进一步强化位置环以及速度环的控制效果[3]。
二、技术改造方案简析
本次研究中的机组是传统的工艺设计，其主要的工艺设备包含有进水阀、水泵、电机、单向阀、出水阀以及检修阀等部分构成，具体结构如表1所示。因为其单向阀与出水阀都已经经过了较长时间的使用，并导致其功能与技术指标难以满足现阶段水厂运行的要求与标准值。比如该水厂中的止回阀其止回水流能力比较差，并容易出现一些倒流现象。此外其也容易造成比较大的水头损失，并使得用电量得到增加。借助于智能电液执行装置的应用，其可以打破在水厂泵出水管路上设置单向阀这一传统规范设计模式，并可以省去该单向阀，如3所示。借助于智能电压执行装置来进行出水阀门的控制，其能够很好的减少水管路上面的水头损失，并可以有效避免水锤的产生，因此能够在确保设备运行安全性的情况下进行电能的有效节约，并取得良好的节能效果[4]。
图2与图3作为该水泵机组改造前后的工艺图，两者主要存在有以下几点区别：①通过直管段来替代原本的单向阀；②原水泵机组中的流阻系数比较大，而在采用了智能电液执行装置之后，能够使得该水泵机组的流阻系数得到有效降低；③由电液阀取代了传统的电动阀来进行工作。
本次研究之中智能电液执行装置其主要部件是由外壳、电机、液压泵、控制器以及液压缸等多个部分构成而，本质是一种集内装液压发生装置以及控制与通信功能为一体的液压式执行机构。通常情况下也发发生装置多是由电机以及液压泵装置进行工作，而在异常状态下也可以通过手动装置来进行阀门控制。一般其控制部分有先进的电子微处理器来进行智能控制，并在此基础上借助于液压驱动来保持该装置的良好驱动性能。当控制人员结合足浴控制台来对该智能电液执行装置给出开关指令之后，其执行结构就会根据具体指令来进行内部电机的启动。电机转动带动液压泵出高压油，然后再通过高压油要推动液压缸进行活塞运动。在这一状况下，活塞能够将液压力直接转变为扭力，并将其传递给阀杆来带动阀门与开关。
此外通过内置的微处理器来进行智能控制的过程之中，其内部液压系统也能够通过等量泵入/吐出这一原理来进行工作，并可以在阀门运行到某一个制定位置之后使得该液压缸处于一个压力平衡的状态，并能够有效解决传统电动阀所存在的重锤阀液压系统高负荷工作过程中所出现的漏油或者阀位不稳等问题，并使得该电机的使用寿命得到进一步提升。此外在智能电液执行装置的正常运行过程中，如果出现了信号不稳定这一情况时，其微处理器也能够进行正常误差的有效调整，并可以根据该水泵系统的实际需求来进行死区设定，来有效解决其重锤阀控制性能不足这一问题。
此外借助于二路单相电源的应用，其还能够通过UPS市电模式来对智能电液执行装置进行供电，并可以在某一路电源失电的情况下，使得另一路电源进行自动切换。而当这两路电源同时出现了故障之后，其还可以借助于UPS进行供电，因此该系统具备有很高的安全性以及稳定性。
三、改造后试运行效果分析
该水厂改造之前其单泵出水管采集水损数据为0.9m，在改造之后其泵出水管的测量水损只有0.1m。因此说智能电液执行装置的应用其能够有效降低水管运行过程中所产生的水损，并进一步降低该泵房单泵出水水头损失的能耗，从而取得良好的节能减排效果。此外通过智能电液执行装置的应用，还拥有者良好的节电效果，還能够省去一个单向阀的购买费用与维修费用，因为也能够为该企业带来良好的经济效益。
结束语
在水厂或者泵站的运营过程中，通过对其进行适当的改造，能够有效减少其运行过程中的水损，并可以起到良好的节点效果。而智能化控制技术的应用，还能够进一步提升其运行过程中的安全性与可靠性，这样也就可以为该水厂或者泵站带来良好的经济效益与社会效益，并能够充分满足我国节能减排的发展战略需求。
参考文献
[1] 方伟曾，黄永顺.智能电液执行装置在出水阀门上的应用[J].净水技术，2012，31（2）：98-100.
[2] 袁庆斌，崔勇刚，郭德森等.EHS智能电液控制系统在苯酐装置的应用[J].当代化工，2014，（12）：2549-2554.
[3] 梁国欣，郭晶晶.智能电液执行器研究[C].//全国冶金自动化信息网2014年年会论文集.2014：225-227.
[4] 路登明，于珍.”智能”型电液执行机构设计及技术特点[J].液压与气动，2010，（2）：33-36.
作者简介
马士建（1986-02），江苏省淮安人，汉，男，现助理工程师，学历：大专，研究方向：机械类。
[关键词]智能；电业执行装置；出水阀门
中图分类号：TU991.34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0369-01
近年来随着我国经济的不断发展，使得资源紧缺这一问题也变得越来越突出，而为了贯彻国家“十一五”规划纲要中所提出的节能减排要求，也就需要相关的水厂与泵站企业通过智能电液执行装置来替代传统出水机组中的单向阀来进行工作，这样也能够很好的将对该出水管路在运行过程中的水头损失，并能够很好的满足节约能耗这一需求。
一、智能电液执行装置的系统构成与工作原理简析
通常情况下智能电液执行器会由液压系统、电控系统等部分构成，其中液压系统的结构图如图1所示：
（一）液压部分
因为该智能電液执行装置为单向推力负载，为了提高其应用可靠性，也就需要将液压系统设计的尽可能简单，并在运行过程中打开电磁阀。在缩缸时，泵将油按照一定的速率打入到缸中；伸出时，压力油推动液压泵翻转，其转速受控，在此状况下电动机将工作在能耗制动状态[1]。此外因为泵的密封无法达到长期保持这一程度，因此在停止状态下也需要切断电磁阀。而在需要杠杆自由伸缩的情况下也可以打开手动阀来让油路进行短接。借助于在缸的一侧充压力氮气的形式，其也能够在无外力负载的情况下借助于活塞两侧面积差所产生的推力来推出活塞。
在进行液压泵的选择过程中，还需要通过其对称性的特征，来借助于反转排油实现活塞杆运动过程中的速度控制，而因为出口压力的存在，会有一部分液压油将泄露回泵入口，在这一情况下压力油所泄露的热量无法被输出油带走，从而导致其在泵内积累，并使得该泵迅速升温，因此说一些泄露比较大的泵其不适合长期工作在零点附近[2]。
（二）电控部分
本文中控制器运用的是嵌入式系统ARM7系列芯片，其具备有能力强以及接口充足等诸多优点。因为液压系统的非线性以及电动机滑差，导致了其位置环生成的速度指令无法直接送到变频器之中，否则其执行器的实际速度也就会和理论速度保持比较大的差距，并难以取得一个良好的位置偏差消除效果。这也就需要借助于速度环来抵消环内的各种不利因素，并借此来提升整个控制器的运行精度，从而取得良好的控制效果。
此外为了获取到高位置的精度，本研究选用了量程1000mm的磁致伸缩传感器，其能够充分满足200μm的精度需求。但是传统的模拟信号已经无法充分满足该精度要求，也就需要借助于串行数字SSI的方式来作为接口，并可以在经过CPU的简单计算之后就能够获取到实际的速度信息，并借此来进一步强化位置环以及速度环的控制效果[3]。
二、技术改造方案简析
本次研究中的机组是传统的工艺设计，其主要的工艺设备包含有进水阀、水泵、电机、单向阀、出水阀以及检修阀等部分构成，具体结构如表1所示。因为其单向阀与出水阀都已经经过了较长时间的使用，并导致其功能与技术指标难以满足现阶段水厂运行的要求与标准值。比如该水厂中的止回阀其止回水流能力比较差，并容易出现一些倒流现象。此外其也容易造成比较大的水头损失，并使得用电量得到增加。借助于智能电液执行装置的应用，其可以打破在水厂泵出水管路上设置单向阀这一传统规范设计模式，并可以省去该单向阀，如3所示。借助于智能电压执行装置来进行出水阀门的控制，其能够很好的减少水管路上面的水头损失，并可以有效避免水锤的产生，因此能够在确保设备运行安全性的情况下进行电能的有效节约，并取得良好的节能效果[4]。
图2与图3作为该水泵机组改造前后的工艺图，两者主要存在有以下几点区别：①通过直管段来替代原本的单向阀；②原水泵机组中的流阻系数比较大，而在采用了智能电液执行装置之后，能够使得该水泵机组的流阻系数得到有效降低；③由电液阀取代了传统的电动阀来进行工作。
本次研究之中智能电液执行装置其主要部件是由外壳、电机、液压泵、控制器以及液压缸等多个部分构成而，本质是一种集内装液压发生装置以及控制与通信功能为一体的液压式执行机构。通常情况下也发发生装置多是由电机以及液压泵装置进行工作，而在异常状态下也可以通过手动装置来进行阀门控制。一般其控制部分有先进的电子微处理器来进行智能控制，并在此基础上借助于液压驱动来保持该装置的良好驱动性能。当控制人员结合足浴控制台来对该智能电液执行装置给出开关指令之后，其执行结构就会根据具体指令来进行内部电机的启动。电机转动带动液压泵出高压油，然后再通过高压油要推动液压缸进行活塞运动。在这一状况下，活塞能够将液压力直接转变为扭力，并将其传递给阀杆来带动阀门与开关。
此外通过内置的微处理器来进行智能控制的过程之中，其内部液压系统也能够通过等量泵入/吐出这一原理来进行工作，并可以在阀门运行到某一个制定位置之后使得该液压缸处于一个压力平衡的状态，并能够有效解决传统电动阀所存在的重锤阀液压系统高负荷工作过程中所出现的漏油或者阀位不稳等问题，并使得该电机的使用寿命得到进一步提升。此外在智能电液执行装置的正常运行过程中，如果出现了信号不稳定这一情况时，其微处理器也能够进行正常误差的有效调整，并可以根据该水泵系统的实际需求来进行死区设定，来有效解决其重锤阀控制性能不足这一问题。
此外借助于二路单相电源的应用，其还能够通过UPS市电模式来对智能电液执行装置进行供电，并可以在某一路电源失电的情况下，使得另一路电源进行自动切换。而当这两路电源同时出现了故障之后，其还可以借助于UPS进行供电，因此该系统具备有很高的安全性以及稳定性。
三、改造后试运行效果分析
该水厂改造之前其单泵出水管采集水损数据为0.9m，在改造之后其泵出水管的测量水损只有0.1m。因此说智能电液执行装置的应用其能够有效降低水管运行过程中所产生的水损，并进一步降低该泵房单泵出水水头损失的能耗，从而取得良好的节能减排效果。此外通过智能电液执行装置的应用，还拥有者良好的节电效果，還能够省去一个单向阀的购买费用与维修费用，因为也能够为该企业带来良好的经济效益。
结束语
在水厂或者泵站的运营过程中，通过对其进行适当的改造，能够有效减少其运行过程中的水损，并可以起到良好的节点效果。而智能化控制技术的应用，还能够进一步提升其运行过程中的安全性与可靠性，这样也就可以为该水厂或者泵站带来良好的经济效益与社会效益，并能够充分满足我国节能减排的发展战略需求。
参考文献
[1] 方伟曾，黄永顺.智能电液执行装置在出水阀门上的应用[J].净水技术，2012，31（2）：98-100.
[2] 袁庆斌，崔勇刚，郭德森等.EHS智能电液控制系统在苯酐装置的应用[J].当代化工，2014，（12）：2549-2554.
[3] 梁国欣，郭晶晶.智能电液执行器研究[C].//全国冶金自动化信息网2014年年会论文集.2014：225-227.
[4] 路登明，于珍.”智能”型电液执行机构设计及技术特点[J].液压与气动，2010，（2）：33-36.
作者简介
马士建（1986-02），江苏省淮安人，汉，男，现助理工程师，学历：大专，研究方向：机械类。