0 引言
電動執(zhí)行器是電動單元組合式檢測、調節(jié)儀表的執(zhí)行單元，它接受調節(jié)或變送單元的信號，自動地操縱調節(jié)機構。完成調節(jié)任務，在水泥企業(yè)生產線上廣泛應用，對水泥生產過程工藝參數的控制影響很大。
浩良河水泥廠200Ot/d生產線所配國產DKJ電動執(zhí)行器的伺服放大器在調試期問，故障多、調節(jié)穩(wěn)定性差、易產生振蕩，輸出執(zhí)行效果不理想。為此，l995年底筆者根據伺服放大器的原理，用PLC提供的軟件功能編程實現了伺服放大器功能，經過幾年的實際運行，效果良好。
1 伺服放大器的工作原理及局限性
伺服放大器由磁放大器、觸發(fā)器、可控硅交流開關線路和電源組成，通用型伺服放大器原理框圖見圖1。
由圖1，前置磁放大器將輸入給定信號P和位置反饋信號FIN比較并予以放大，所得直流輸出送后級觸發(fā)器，使觸發(fā)器產生脈沖而觸發(fā)可控硅整流器SCR使其導通，以足夠的功率輸出驅動伺服電機轉動。輸入給定信號P和位置反饋信號FIN比較的極性改變使2套可控硅整流器SCR交替導通，實現伺服電機正、逆兩方向運轉。
伺服放大器是由電子元件組成的電路板構成，應安裝在環(huán)境溫度為0~50℃、相對濕度10%~70%無腐蝕性氣體的環(huán)境中。浩良河水泥廠地處我國黑龍江省，冬季室外溫度一般在-25℃左右，撮低可達-40℃，環(huán)境溫度難以滿足要求。此外，電子元件的質量、水泥廠粉塵、振動等外部環(huán)境的干擾都易使伺服放大器產生故障，致使電動執(zhí)行器無法實現對閥門的調節(jié)。
2用PLC程序實現伺服放大器功能
2.1 硬件接口電路
浩良河水泥廠中央監(jiān)控系統是由美國FOXBORO公司的DCS集散控制系統I/A′S和MODICON公司的PLC系統共同組成，PLC系統經接口GATEWAY與I/A′S系統相聯，進行數據傳送：
改造前中央監(jiān)控系統I/A′S與伺服放大器的通訊信號有：伺服放大器的輸入給定信號P（4mA~20mA）和位置反饋信號FIN（4mA~20mA），對系統來說P是模擬量輸出（AO）信號，FIN是模擬量輸入（AI）信號。
改造后與中央監(jiān)控系統接口地硬件電路如圖2所示。
電動執(zhí)行器內位置發(fā)送器WF輸出的位置反饋信號FIN（4mA~20mA），從PLC系統模擬量輸入模件的通道輸入，經輸入模件內部模數A/D轉換為數字量（0~4096對應4mA~20mA），存放到PLC內部輸入寄存器3××××內；經PLC系統和I/A′S系統的內部通訊在中控室監(jiān)視器上顯示閥門開度電動執(zhí)行器的開度給定由中控室操作員在監(jiān)視器CRT上設定，開度值為：0~100%，在I/A′S系統內轉換為數字量（0~4096對應0~100%），這個信號經I/A′S系統和PLC系統的內部通訊，賦值到PLC內部的保持寄存器4××××內。
2.2 編程原理及控制實施
程序設計的基本思路是：用984PLC系統提供的功能塊減法SUB指令作數值比較器，以判斷位置反饋和開度給定兩值是否相等或不等。根據比較的結果，由PLC系統開關量輸出控制電動執(zhí)行器伺服電機的正、反轉即控制閥門的開或關。
圖3為程序控制圖。位置反饋量30014內的值加（ADD）上開閥死區(qū)值150（相當于位置反饋信號FIN變化約0.586mA）結果存入保持寄存器40059內。中控操作員的閥門開度給定值賦到40132內，40132的值減40059的值，結果存入保持寄存器40060，若40132的值大于40059內的值，則PLC系統開關量輸出（DO）點00286輸出驅動中間繼電器K1動作，執(zhí)行器伺服電機正轉，閥門打開，40059內的值逐漸增大，直到40132內的值小于或等于40059內的值時00286停止驅動中間繼電器K1，閥門停止動作。
位置反饋量30014內的值減（SUB）去關閥的死區(qū)值150（相當于位置反饋信號FIN變化約0.586mA），結果存入保持寄存器40061內，如果30014的值小于150，則中間點00125斷開反轉驅動00287（這是因為40061內存的是兩數差的**值）。若30014內的值大于或等于150則用40061內的值減去40132內的值；若40061內的值大于寄存器40132內的值，則00287輸出驅動中間繼電器K2，伺服電機反轉，閥門關閉，40061內的值逐漸減小，到40061內的值小于或等于40132內的值時，00287斷開驅動K2，閥門停止動作。
00123、00124為PLC內部中間點，2個計時器用于閥門全開或全關時的計時保護。
3 應用效果
1995年底，在浩良河水泥廠生料立磨循環(huán)風機入口閥門控制改造中，**應用該程序實現伺服放大器功能，取消了伺服放大器，獲得成功。之后，又對廢氣處理系統的閥門控制進行了改造，通過幾年的生產實踐證明，效果顯著，大大提高了電動執(zhí)行機構工作的可靠性，生產過程中電動執(zhí)行器的故障率明顯降低，減少了現場維護量，穩(wěn)定了窯系統的熱工制度，保證了生產的正常運行，取得了明顯的經濟效益。但在使用時需注意：根據執(zhí)行機構的大小及實際工作情況適當調整開、關閥的死區(qū)值和正、反轉計時保護時間，以獲取*佳的控制效果。