執行器的分類與發展

執行器的分類與發展

    執行器在自動控制系統中的作用相當于人的四肢，它接受調節器的控制信號，改變操縱變量，使生產過程按預定要求正常執行。執行器由執行機構和調節機構組成。執行機構是指根據調節器控制信號產生推力或位移的裝置，而調節機構是根據執行機構輸出信號去改變能量或物料輸送量的裝置，而調節機構是根據執行機構輸出信號支改變能量或物料輸送量的裝置，最常見的是調節閥。在生產現場，執行器直接控制工藝介質，若選型或使用不當，往往會給生產過程的自動控制帶來困難。因此執行器的選擇、使用和安裝調試是個重要的問題。

    執行器按其能源形式分為氣動、電動和液動三大類，它們各有特點，適于不同的場合。隨著近幾年來科學技術的不斷發展各類執行機構正逐步走向智能化的道路，而其中專門和氣動執行器配套使用的智能閥門定位器和全電子電動執行器的出現更加速了執行機構智能化的發展，為執行器的應用開辟了新天地。

1 液動執行器

    液動執行器推力最大，一般都是機電一體化的，但比較笨重，所以現在使用不多。但也因為其推力大的特點，在一些大型場所因無法取代而被采用，如三峽的船閥用的就是液動執行器。

2 氣動執行器

    氣動執行器的執地機構和調節機構是統一的整體，其執行機構有薄膜式（見圖1）和活塞式（見圖2）兩類�；钊�式行程長，適用于要求有較大推力的場合，不但可以直接帶動閥軒，而且可以和蝸輪蝸桿等配合使用；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。其執行器分為正作用和反作用兩種形式，所謂正作用就是信號壓力增大，推桿向下；反作用形式就是信號壓力增大，推桿向上。這種執行機構的輸出位移與輸入氣壓信號成正比例關系，信號壓力越大，推桿的位移量也越大。當壓力與彈簧的反作用力平衡時，推桿穩定在某一位置，氣動執行器又有角行程氣動執行器和直行程氣動執行器兩種。隨著氣動執行器智能化的不斷發展，智能閥門定位器成為其不可缺少的配套產品。智能閥門定位器內裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數字平衡）原理代替傳統的力平衡原理，將電控命令轉換成氣動定位增量來實現閥位控制；利用數字式開、停、關的信號來驅動氣動執行機構的動作；閥位反饋信號直接通過高精確度的位置傳感器，實現電/氣轉換功能。智能閥門定位器具有提高輸出力和動作速度、調節精確度（最小行程分辨率可達±0.05%）、克服閥桿摩擦力、實現正確定位等特點。正是因為這些配套產品的不斷智能化，才使得氣動執行器更加智能化。

    由于氣動執行機構有結構簡單、輸出推力大、動作平穩可靠、安全防爆等優點，在化工、煉油等對安全要求較高的生產過程中得到廣泛的應用。

3 電動執行器

    電動執行器的執行機構和調節機構是分開的兩部分，其執行機構分角行程和直行程兩種。電動執行器接受來自調節器的直流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行程位移去操縱閥門、擋板等調節機構，以實現自動調節。電動執行器組成見圖3。

    電動執行機構安全防爆性能差，電機動作不夠迅速，且在行程阻或閥桿被扎住時電機容易受損。盡管近年來電動執行機構在不斷改進并有擴大應用的趨勢，但從總體上看不及氣動執行機構應用的普遍�！　‰S著自動化、電子和計算機技術的發展，現在越來越多的電動執行機構已經向智能化發展。上海自動化儀表股份有限公司在引進國外技術的基礎上設計的新產品，采用了雙CPU、電子限力矩保護、電子行程限位、數字式位置發送器、相位自動鑒別、紅外線遙控調試以及故障診斷、自動切換處理多種保護拖施等關鍵技術，提高了產品的穩定性、可靠性和精確度等級。它已通過防爆及射頻干擾、靜電放電、快速瞬變脈沖群等試驗，基本誤差小于±1.5%，回差為1%，外殼保護等級為IP65，使用環境溫度為－25℃～70℃，這些指標均已達到國際先進水平。智能電動執行機構是一類新型終端控制儀表，它根據控制電信號直接操作改變調節閥閥桿的位移。由于人們對控制系統的精確度和動態特性提出了越來越高的要求，電動執行機構能夠獲得最快響應時間，實現控制也更為合理、方便、經濟，因而正受到用戶的歡迎。它還可免去選用氣動執行機構必需配置良好氣源設備和安裝氣路管線的麻煩。