執行機構的原理及應用
?以電能、壓縮空氣或壓力油為動力，輸出與控制信號相對應的轉角或直線位移，以一定轉矩或推力推動調節機構，從而完成生產過程、或者目標對象的參數控制要求的裝置，稱執行器。
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氣動執行機構
? ?根據采用動力源的不同，通常有電動執行機構，氣動執行機構，液動執行機構等。
? ? 執行機構是自動控制系統的重要環節。它接受來自控制儀表或人工給定的控制信號，對其進行功率放大，然后轉換為輸出軸的相應的角位移或直線位移，用以推動各種調節機構，如調節閥、風門擋板等，改變被調介質流量，以完成各種過程參數的自動控制或人工手動控制。執行機構的動作規律通常是線性的，也有采用等百分比型的。其控制信號有連續的電流信號，也有斷續的電壓信號或脈沖信號。
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常用的執行機構是電信號氣動長行程執行機構和電動執行器。
1、電信號氣動長行程執行機構
? ? ? 以壓縮空氣為動力，可直接接受標準電流控制信號的氣動執行機構，具有動作平穩，推力大，精度高，本質防爆，易于實現所要求的控制規律等特點。其多數品種帶有斷電源、斷氣源、斷電信號的“三斷”自鎖保位功能，使用安全性高。氣動執行機構由自動工作系統和各種輔助裝置兩大部分組成。
前者包括電-氣轉換器、定位器、氣缸、連桿等部件。
后者包括手操機構、“三斷”自鎖裝置、閥位變送器、行程開關等。
電-氣轉換器將電流控制信號變為氣壓控制信號。按力平衡原理工作的定位器和作為動力部件的氣缸，以及連桿等構成的自動工作系統的功能，是使執行機構的輸出角位移與輸入控制信號相對應。手操機構用于裝置調整和就地應急操作。
“三斷”自鎖裝置由氣源、電源、電信號的監控回路和斷氣源時的鎖緊裝置構成。當上述故障之一發生時，執行機構輸出保位，保證設備和運行安全。閥位變送器將執行機構的輸出角位移轉變為相應的電流信號，行程開關用來發出極限位置的開關量信號。
圖1 氣動執行機構原理框圖
功能完善的帶“三斷”保護的氣動執行機構廣泛用于各個工業部門。但其結構復雜，維護工作量較大。常見的氣動執行機構有僅帶斷氣源保護功能的氣動執行機構，氣動隔膜調節閥，脈沖電信號氣動長行程執行機構等。前兩者結構簡單，后者采用脈沖控制，安全性好。
電動執行器
2、電動執行器
? ? 分角行程、直行程兩大類。? ? 根據信號制和全行程時間的不同，又分基型品種和多個派生品種。
? ? 在自動控制系統中，它們和不同型號電動操作器配用，可實現過程參數的自動控制，控制系統的手動/自動雙向無擾切換，中途限位及遠方手操等功能。
它是一個位置自動控制系統。來自控制儀表的控制信號，和由位置發送器返回的閥位反饋信號的偏差，經伺服放大器進行功率放大，然后驅動伺服電機，使減速器推動調節機構朝減小偏差方向轉動，輸出軸后穩定在與控制信號相對應的轉角位置上，電動操作器的作用是進行控制系統的手動/自動切換及遠方手動操作。
圖2 電動執行器原理框圖
1—伺服放大器; 2—電動操作器; 3—伺服機構;4—伺服電機; 5—減速器; 6—位置發送器
3、執行機構的應用領域和行業
執行機構主要應用在以下三大領域：
1、發電廠：?
①火電行業應用：
送風機風門擋板，一次進風風門擋板，空氣預熱風門擋板，煙氣再循環，旁路風門擋板，二次進風風門，擋板，主風箱風門擋板，燃燒器調節桿，燃燒器搖擺驅動器，液壓推桿驅動器，葉輪機調速。煙氣調節閥，蒸氣調節閥，球閥和蝶閥控制，滑動門，閘門；
②其它電力行業的閥門執行器應用：
球閥，除塵控制噴水，葉輪機轉速控制，控制大型液壓閥，燃氣控制閥，燃燒器點火啟動，蒸氣控制閥，冷凝水再循環，脫氧機，鍋爐給水，過熱控制器，再加熱恒溫控制器等。
2、過程控制：
用于化工、石化、模具、食品、醫藥、包裝等行業的生產過程控制，按照既定的邏輯指令或電腦程序對閥門、刀具、管道、擋板、滑槽、平臺等進行精確的定位、起停、開合、回轉，利用系統檢測出的溫度、壓力、流量、尺寸、輻射、亮度、色度、粗糙度、密度等實時參數對系統進行調整，從而實現間歇、連續和循環的加工過程的控制。
基于現場總線的電動執行機構應用實例
3、工業自動化：
用于較為廣泛的航空、航天、軍工、機械、冶金、開采、交通、建材等方面，對各類自動化設備和系統的運動點(運 ? ? 動部件)進行各種形式的調節和控制。?
過程控制和工業自動化方面的主要應用舉例如下：
① 在硫礦生產中的應用 注水流量控制 球閥和碟閥控制；
②碳酸鉀管道閥門執行器的應用 滑動門 分流器 閘門 球閥和蝶閥 球型控制閥；
③水處理閥門執行器的應用 液流流量控制 調壓閥壓力控制 酸溶液流量控制；
④石灰石/水泥廠閥門執行器的應用球或蝶閥控制處理干水泥，石膏，或液體送風和引風機，調節型風門擋板，旁路 ? ? ? 風門擋板，污染控制和除塵裝置滑動門，對在料斗和儲藏庫的原材料進行物流控制閘門，控制原材料在進料口的流 ? ? ? 量，燃氣控制閥，調節轉爐上燃燒器進氣量蒸氣控制閥，控制生產過程所需的蒸氣；
⑤在谷物加工廠執行器的應用：閘門，分流閥，分配器，物料卸貨器/加熱器，除塵隔離擋板，氣流控制(物流干燥) ? ? ? 球閥和蝶閥控制；
⑥鋼廠風門擋板和閥門執行器的應用：球或蝶閥控制，控制冷卻水，廢水，或其它冷卻介質調節型風門擋板，送風和 ? ? 引風機旁路風門擋板閘門，環境污染控制和除塵裝置滑動門，控制原材料在進料口的流量，對在料斗和儲藏庫的原 ? ? ? 材料進行物流控制，燃氣控制閥，蒸氣控制閥，調節轉爐上燃燒器進氣量，控制生產過程所需的蒸氣；
⑦鋁廠風門擋板和閥門執行器的應用：送風機風門擋板，一次進風風門擋板，空氣預熱風門擋板，煙氣再循環，旁路 ? ? 風門擋板，二次進風風門擋板，主風箱風門擋板，燃燒器調節桿，燃燒器搖擺驅動器，液壓推桿驅動器，葉輪機調 ? ? ? 速煙氣調節閥，蒸氣調節閥，球閥和蝶閥控制，滑動門，閘門；
⑧過程控制擋板的應用：空氣補充，排風機旁路，熱/冷風混和，應急關斷；
⑨在石油工業中的應用：注油工藝流量控制，氣舉管路主閥門壓力控制，注水工藝流量控制，油井油質采樣試驗 / ? ? ? ?生產用閥門；
⑩在天然氣生產和輸送工業的應用：氣舉氣流流量控制，氣管路主閥門壓力控制，壓縮機喘振控制，天然氣壓力控制 天然氣管路主閥門壓力控制，應急關斷，天然氣調壓器控制，壓力控制，壓縮機喘振控制，流量控制。?
