執(zhí)行器的分類與發(fā)展

執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用相當于人的四肢，它接受調(diào)節(jié)器的控制信號，改變操縱變量，使生產(chǎn)過程按預(yù)定要求正常執(zhí)行。執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)是指根據(jù)調(diào)節(jié)器控制信號產(chǎn)生推力或位移的裝置，而調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)輸出信號去改變能量或物料輸送量的裝置，而調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)輸出信號支改變能量或物料輸送量的裝置，常見的是調(diào)節(jié)閥。在生產(chǎn)現(xiàn)場，執(zhí)行器直接控制工藝介質(zhì)，若選型或使用不當，往往會給生產(chǎn)過程的自動控制帶來困難。因此執(zhí)行器的選擇、使用和安裝調(diào)試是個重要的問題。

執(zhí)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展各類執(zhí)行機構(gòu)正逐步走向智能化的道路，而其中專門和氣動執(zhí)行器配套使用的智能閥門定位器和全電子電動執(zhí)行器的出現(xiàn)更加速了執(zhí)行機構(gòu)智能化的發(fā)展，為執(zhí)行器的應(yīng)用開辟了新天地。

1 液動執(zhí)行器

液動執(zhí)行器推力大，一般都是機電一體化的，但比較笨重，所以現(xiàn)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(zhí)行器。

2 氣動執(zhí)行器

氣動執(zhí)行器的執(zhí)地機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式（見圖1）和活塞式（見圖2）兩類?；钊叫谐涕L，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(zhí)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(zhí)行機構(gòu)的輸出位移與輸入氣壓信號成正比例關(guān)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(wěn)定在某一位置，氣動執(zhí)行器又有角行程氣動執(zhí)行器和直行程氣動執(zhí)行器兩種。隨著氣動執(zhí)行器智能化的不斷發(fā)展，智能閥門定位器成為其不可缺少的配套產(chǎn)品。智能閥門定位器內(nèi)裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數(shù)字平衡）原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理，將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動定位增量來實現(xiàn)閥位控制；利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號來驅(qū)動氣動執(zhí)行機構(gòu)的動作；閥位反饋信號直接通過高度的位置傳感器，實現(xiàn)電/氣轉(zhuǎn)換功能。智能閥門定位器具有提高輸出力和動作速度、調(diào)節(jié)度（小行程分辨率可達±0.05%）、克服閥桿摩擦力、實現(xiàn)正確定位等特點。正是因為這些配套產(chǎn)品的不斷智能化，才使得氣動執(zhí)行器更加智能化。

由于氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、輸出推力大、動作平穩(wěn)可靠、**防爆等優(yōu)點，在化工、煉油等對**要求較高的生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用。

3 電動執(zhí)行器

電動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是分開的兩部分，其執(zhí)行機構(gòu)分角行程和直行程兩種。電動執(zhí)行器接受來自調(diào)節(jié)器的直流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移去操縱閥門、擋板等調(diào)節(jié)機構(gòu)，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。電動執(zhí)行器組成見圖3。

電動執(zhí)行機構(gòu)**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(zhí)行機構(gòu)在不斷改進并有擴大應(yīng)用的趨勢，但從總體上看不及氣動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用的普遍?！　‰S著自動化、電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的電動執(zhí)行機構(gòu)已經(jīng)向智能化發(fā)展。上海自動化儀表股份有限公司在引進國外技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計的新產(chǎn)品，采用了雙CPU、電子限力矩保護、電子行程限位、數(shù)字式位置發(fā)送器、相位自動鑒別、紅外線遙控調(diào)試以及故障診斷、自動切換處理多種保護拖施等關(guān)鍵技術(shù)，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和度等級。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(huán)境溫度為－25℃～70℃，這些指標均已達到******。智能電動執(zhí)行機構(gòu)是一類新型終端控制儀表，它根據(jù)控制電信號直接操作改變調(diào)節(jié)閥閥桿的位移。由于人們對控制系統(tǒng)的度和動態(tài)特性提出了越來越高的要求，電動執(zhí)行機構(gòu)能夠獲得快響應(yīng)時間，實現(xiàn)控制也更為合理、方便、經(jīng)濟，因而正受到用戶的歡迎。它還可免去選用氣動執(zhí)行機構(gòu)必需配置良好氣源設(shè)備和安裝氣路管線的麻煩。