ABB LDCM sr (short range) 1MRK002122-AB 是一款高精度、高可靠性的直线位移传感器,专为测量和控制大型工业执行机构(如水轮机导叶、汽轮机阀门、闸门等)的短行程直线运动而设计。它采用坚固的非接触式电感测量原理,将机械位移线性地转换为标准的模拟量或数字量信号,是重载伺服控制系统中实现闭环位置控制不可或缺的“眼睛”和“标尺”。
应用场景:
在一座巨型水电站的水轮机蜗壳旁,多个巨大的导叶需要根据负荷指令同步、精确地调整开度,以控制水流流量。每个导叶的接力器(液压缸)活塞杆上,都刚性连接着一台 ABB LDCM sr 传感器。当液压系统驱动活塞杆伸缩时,LDCM 的核心探杆随之运动,其内部线圈系统非接触地检测出探杆的精确位置,并实时输出一个与行程严格成比例的4-20mA信号。这个信号被直接送入水轮机调速器(如ABB UNITROL系列)或电站DCS。控制系统对比所有导叶的 LDCM 反馈信号,实时微调每个液压阀,确保数十个导叶的开度偏差小于0.5毫米,从而实现高效、平稳的功率输出,并防止因不同步导致的巨大机械应力。它解决的,是在极端水力、机械振动环境下,对关键位移参数进行连续、精确、可靠测量的核心需求。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | LDCM sr (短行程型号) |
具体订货号 | 1MRK002122-AB (硬件版本:rev. 01-08) |
制造商 | ABB |
产品类别 | 工业级直线位移传感器 (线性位移变送器) |
测量行程 | 短行程,具体范围需查证,典型如 0-100mm, 0-200mm 等 |
测量原理 | 电感式非接触测量 (LVDT改进型) |
线性精度 | 高达 ±0.1% F.S. (满量程) |
输出信号 | 标准双通道 4-20 mA DC (冗余输出) 或 0-10 V DC |
供电电源 | 典型 24 V DC (两线制或四线制,取决于接线方式) |
机械连接 | 提供标准的万向节轴承和安装支架,允许一定的对中误差 |
探杆材质 | 高强度不锈钢,表面硬化处理 |
防护等级 | 传感器本体IP67 (防尘、防短时浸水) |
工作温度 | -40°C 至 +100°C (宽温范围) |
抗振性能 | 符合严苛工业振动标准 (如IEC 60068-2-6) |
电气连接 | 坚固的M12 或 航空插头 |
技术原理与创新价值:
创新点1:坚固的非接触式电感测量技术。 LDCM 的核心是经过特殊设计的线圈系统和磁性耦合机构。当与探杆连接的磁芯在线圈内移动时,会改变线圈的电感量,经过专用ASIC电路处理,线性地转换为电流或电压信号。整个测量过程没有任何物理接触和滑动摩擦,从根本上消除了传统电位计式传感器的磨损、卡涩和跳变问题,使其在频繁运动、高振动的工况下,仍能保持出厂精度,寿命可达数千万次循环。
创新点2:为重型机械环境量身定制的机械设计。 其外壳采用重型铸铝或不锈钢制造,内部元件通过灌胶等方式固定,抗震性极强。标配的万向节轴承连接允许传感器与执行机构之间存在一定的径向和角度偏差,避免了因安装对中不准或设备热胀冷缩导致的传感器弯曲损坏。这种“柔性连接、刚性测量”的设计理念,是其能在水电站、钢厂等恶劣环境长期可靠运行的关键。
创新点3:冗余输出与高安全性。 型号中的 1MRK002122-AB 通常指具有双通道独立输出的版本。两个通道可以输出相同的信号用于交叉校验,也可以设置为不同量程用于控制与监测分离。这种冗余设计为关键应用提供了额外的安全裕度。即使一个通道故障,另一个通道仍能提供有效信号,系统可降级运行或安全停机,极大地提升了整个控制系统的可靠性。
应用案例与行业价值:
案例:某超临界燃煤电厂汽轮机高压主汽门/调门(GV/CV)控制。 为确保机组快速、精确响应AGC负荷指令,需要对多个蒸汽调节阀的阀位进行极高精度的同步控制。该电厂在其汽轮机DEH系统(数字电液控制系统)中,为每个关键阀门配备了 ABB LDCM sr 传感器。应用流程为:LDCM 直接测量阀杆的升程,将4-20mA信号送至DEH控制器。DEH通过对比设定值与 LDCM 反馈值,闭环控制伺服阀,驱动油动机动作。带来的改进是:阀门控制的线性度和重复性显著改善,负荷响应速率和精度提升;由于 LDCM 极高的可靠性,彻底消除了因位置反馈故障导致的非计划停机,年等效可用率提升0.2%。热控专工反馈:“在高温高压的汽缸旁,振动大、温度高,普通传感器用不了多久就漂移或损坏。LDCM 是我们试过最‘皮实’也最准的,自从换上它,阀位反馈再也没出过问题,是我们实现精细化控制的基石。”


相关产品组合方案:
ABB LDCM lr (long range):长行程版本,适用于闸门、堆取料机、升降平台等需要测量数米行程的应用,技术与 sr 系列一脉相承。
ABB UNITROL 系列励磁系统/调速器:作为核心控制器,直接接收 LDCM 的位置反馈信号,构成执行机构的闭环位置控制。
ABB 800xA 或 Symphony Plus DCS:作为上层监控系统,采集所有 LDCM 信号,用于全厂性能监视、趋势分析和故障诊断。
伺服比例阀/伺服液压缸:LDCM 所监测的执行机构驱动单元,三者共同构成完整的“控制-驱动-反馈”液压伺服回路。
信号隔离分配器:将 LDCM 的4-20mA信号一路送控制器,一路送就地显示仪或独立记录仪,实现信号隔离与分配。
ABB CI867 通信接口模块:可将 LDCM 的模拟量信号通过Profibus DP等总线接入更高层级的控制系统网络。
防护套管与冷却附件:在极高温(如靠近汽缸)环境中,为 LDCM 加装散热片、隔热罩或强制风冷套管,延长其使用寿命。
现场校准与测试工具:用于定期对 LDCM 进行零点、满度校准和线性度验证,确保其长期测量精度。
安装维护与全周期支持:
ABB LDCM sr 的安装必须确保传感器本体固定牢固,其万向节与运动部件的连接需允许自由运动且无径向力。安装后,需进行机械零位和电气零位的校准,确保测量起始点一致。电气接线需注意电源极性,对于冗余输出,应分别接入不同的IO卡件或通道以实现真正冗余。
日常维护工作量极小,主要是在停机检修时检查传感器外观、连接件是否松动、电缆有无破损,并可能进行简单的零点检查。由于其非接触和无磨损的设计,通常无需定期更换。