執(zhí)行器的分類與發(fā)展

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

執(zhí)行器按其能源形式分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類，它們各有特點(diǎn)，適于不同的場(chǎng)合。隨著近幾年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)正逐步走向智能化的道路，而其中專門和氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用的智能閥門定位器和全電子電動(dòng)執(zhí)行器的出現(xiàn)更加速了執(zhí)行機(jī)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(dòng)執(zhí)行器

液動(dòng)執(zhí)行器推力大，一般都是機(jī)電一體化的，但比較笨重，所以現(xiàn)在使用不多。但也因?yàn)槠渫屏Υ蟮奶攸c(diǎn)，在一些大型場(chǎng)所因無(wú)法取代而被采用，如三峽的船閥用的就是液動(dòng)執(zhí)行器。

2 氣動(dòng)執(zhí)行器

氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)地機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式（見(jiàn)圖1）和活塞式（見(jiàn)圖2）兩類。活塞式行程長(zhǎng)，適用于要求有較大推力的場(chǎng)合，不但可以直接帶動(dòng)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(dòng)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(hào)壓力增大，推桿向下；反作用形式就是信號(hào)壓力增大，推桿向上。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移與輸入氣壓信號(hào)成正比例關(guān)系，信號(hào)壓力越大，推桿的位移量也越大。當(dāng)壓力與彈簧的反作用力平衡時(shí)，推桿穩(wěn)定在某一位置，氣動(dòng)執(zhí)行器又有角行程氣動(dòng)執(zhí)行器和直行程氣動(dòng)執(zhí)行器兩種。隨著氣動(dòng)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(dòng)定位增量來(lái)實(shí)現(xiàn)閥位控制；利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作；閥位反饋信號(hào)直接通過(guò)高度的位置傳感器，實(shí)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(dòng)作速度、調(diào)節(jié)度（小行程分辨率可達(dá)±0.05%）、克服閥桿摩擦力、實(shí)現(xiàn)正確定位等特點(diǎn)。正是因?yàn)檫@些配套產(chǎn)品的不斷智能化，才使得氣動(dòng)執(zhí)行器更加智能化。

由于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出推力大、動(dòng)作平穩(wěn)可靠、**防爆等優(yōu)點(diǎn)，在化工、煉油等對(duì)**要求較高的生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用。

3 電動(dòng)執(zhí)行器

電動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是分開的兩部分，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)分角行程和直行程兩種。電動(dòng)執(zhí)行器接受來(lái)自調(diào)節(jié)器的直流信號(hào)，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(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。電動(dòng)執(zhí)行器組成見(jiàn)圖3。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)**防爆性能差，電機(jī)動(dòng)作不夠迅速，且在行程阻或閥桿被扎住時(shí)電機(jī)容易受損。盡管近年來(lái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不斷改進(jìn)并有擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢(shì)，但從總體上看不及氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用的普遍。　　隨著自動(dòng)化、電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在越來(lái)越多的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)向智能化發(fā)展。上海自動(dòng)化儀表股份有限公司在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品，采用了雙CPU、電子限力矩保護(hù)、電子行程限位、數(shù)字式位置發(fā)送器、相位自動(dòng)鑒別、紅外線遙控調(diào)試以及故障診斷、自動(dòng)切換處理多種保護(hù)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(jí)。它已通過(guò)防爆及射頻干擾、靜電放電、快速瞬變脈沖群等試驗(yàn)，基本誤差小于±1.5%，回差為1%，外殼保護(hù)等級(jí)為IP65，使用環(huán)境溫度為－25℃～70℃，這些指標(biāo)均已達(dá)到******。智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一類新型終端控制儀表，它根據(jù)控制電信號(hào)直接操作改變調(diào)節(jié)閥閥桿的位移。由于人們對(duì)控制系統(tǒng)的度和動(dòng)態(tài)特性提出了越來(lái)越高的要求，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠獲得快響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)控制也更為合理、方便、經(jīng)濟(jì)，因而正受到用戶的歡迎。它還可免去選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必需配置良好氣源設(shè)備和安裝氣路管線的麻煩。