執行器在現代生產過程自動化中起著十分重要的作用。人們常把它稱為實現生產過程控制的手足，因為它在自動化控制系統中接受調節器的控制信號，自動的改變調節變量，達到對被調參數（如溫度、壓力、流量、液位等）進行調節的目的，使生產過程中按預定要求正常進行。

執行器的功能：

--控制閥門的開關，保證閥門正常工作所需的行程；

--提供閥門關閉時所需的關閉力；

--具備一定的開關速度，保證使用要求；

--與相關附件聯合使用，滿足意外故障時閥門的理想位置。

從應用來分類：

直行程（Linear Actuator）：

直行程調節閥（口徑一般為15~150mm）的控制。輸出推力：0.5~25KN，行程（10~100mm），行程速度（0.2~2.5mm/s）；

角行程（Quaret-turn Actuator）：

90°轉角閥門（如蝶閥、球閥）和風門擋板的控制。輸出力矩：50~2000Nm（常用力矩：100Nm，250Nm，700Nm，1600Nm，2500Nm，6500Nm）行程90°、120°，行程速度（5~150S）；

多轉式（Multi-turn Actuator）：

多回轉閥門（如閘閥）的控制，也是直行程、角行程執行器的基礎。輸出力矩：30~2000Nm，行程（0.25~50s），行程速度（1~120r/min）。

氣動執行機構：

氣動執行機構接受氣動控制器或閥門定位器輸出的氣壓信號，并將其轉換成相應的推桿直線位移，以推動調節閥動作。

按照結構可分為：啟動薄膜執行機構、氣缸式執行機構。

氣動執行機構的分類：

對于不同的進氣方位可分為：

? ?氣開式（進氣打開閥門，失氣彈簧復位關閉閥門）；

? ?氣關時（進氣關閉閥門，使其彈簧復位打開閥門）。

電動執行機構的主要組成部件和功能：

減壓閥：降低控制氣源壓力，以適宜執行機構的工作壓力；

過濾器：濾去壓縮空氣中的水和其他雜質，保證進入電/氣轉換器、定位器以及執行機構的壓縮空氣的清潔。許多產品是減壓閥和過濾器一體化設計；

電/氣轉換器：將控制系統的4-20mA電流信號轉換成3-15psi（0.2-1kg/cm）的氣壓控制信號；

定位器：是閥位控制的核心部件，對調節閥的閥位進行精確控制。

氣動執行機構的主要組成部件和功能：

位置變送器：通過連桿與閥桿的位移同步產生轉角移動，轉換成4~20mA電信號，線性地反應閥門的開度；

行程開關：通常安裝在閥門的全開和全關位置，用以發出閥門全開或全關的信號送到控制系統；

為了實現某些特殊的控制功能，一些執行機構上還配備了其他的控制部件，如實現連鎖功能的電磁閥，實現保位功能的鎖氣器，加快動作速度的氣放大器，失氣時維持短時間的儲能罐等等。

氣動執行機構常見故障及產生的原因：

調節閥不動作。故障現象及原因如下：

一? 無信號、無氣源

1、氣源未開；2、由于氣源含水在冬季結冰，導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；3、空壓機故障；4、氣源總管泄漏。

二? 有氣源，無信號

1、調節器故障；2、信號管泄漏；3、定位器波紋管漏氣；

三? 定位器無氣源

1、過濾器堵塞；2、減壓閥故障；3、管道泄漏或堵塞。

四? 定位器有氣源，無輸出

定位器的節流孔堵塞。

五? 定位器輸出正常調節閥不動作

1、閥芯脫落；2、閥芯與閥座卡死；3、管道泄漏或堵塞；4、閥座閥芯凍結或焦塊污物；5、執行機構彈簧因長期不用而銹死。

調節閥的動作不穩定。故障現象和原因如下：

一? 氣源壓力不穩定

1、壓縮機容量太小；2、減壓閥故障。

二? 信號壓力不穩定

1、控制系統的時間常數（T=RC）不適當；2、調節器輸出不穩定。

三? 氣源壓力穩定，信號壓力也穩定，但調節閥的動作仍不穩定

1、定位器中放大器磨損或臟，耗氣量特別增大時會產生輸出振蕩；2、定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；3、輸出管、線漏氣；4、膜盒漏氣；5、閥桿摩擦阻力大。

調節閥振蕩，故障現場和原因分析如下：

一? 調節閥在任何開度下都振蕩

1、支撐不穩；2、附近有振動源；3、閥芯與襯套磨損嚴重；4、膜盒漏氣；5、定位器泄漏；6、定位器輸出與膜盒間管路漏氣；7、盤根壓得太緊；8、盤根壓偏；9、閥桿摩擦力大。

二? 調節閥在接近全閉位置時振蕩

1、調節閥選大了，常在小開度下使用；2、單閥座介質流向與關閉方向相反。

調節閥的動作遲鈍。遲鈍的現象及原因如下：

一? 閥桿僅在單方向動作時遲鈍

1、氣動薄膜執行機構中膜片破損泄漏；2、執行機構中“O”型密封泄漏。

二? 閥桿在往復動作時均有遲鈍現象

1、閥體內有粘物堵塞；2、聚四氟乙烯填料變硬或石墨--石棉填料潤滑油干燥；3、填料壓得太緊，摩擦阻力增大；4、由于閥桿不直導致摩擦阻力大；5、沒有定位器的氣動調節閥也會導致動作遲緩。

調節閥的泄漏量增大。泄漏的原因如下：

一? 閥全關時泄漏量增大

1、閥芯被磨損，內漏嚴重；2、閥未調好關不嚴；

二? 閥達不到全閉位置

1、介質壓差太大，執行機構剛性小，閥關不嚴；2、閥內有異物；3、襯套燒結。

電動執行機構：

電動執行機構是電動單元組合式儀表中的執行單元。它是以單相交流電源為動力，接受統一的標準直流信號，輸出相應的轉角位移，操縱風門、擋板等機械機構，可配用各種電動操作器完成調節系統“手動--自動”的無擾動切換，及對被調對象的遠方手動操作，電動執行機構還設有電氣限位和機械限位雙重保護來完成自動調節的任務。它在電力、冶金、石油化工及鍋爐系統的上水及風門擋板的調節等部門得到廣泛應用。

電動執行機構的結構：

電動執行器的結構電動執行器一般由：伺服電機、控制器、減速機、輔助部件

四部分組成。

電機：

電機是接受伺服放大器或電動操作器輸出的開關電源，把電能轉化為機械能，從而驅動執行機構動作。

減速器：

減速器上有手動部件、輸出軸、機械限位塊。減速器是將電機的高轉速、小轉矩轉換為低轉速、大轉矩的輸出功率，以帶動閥門機構動作。

控制部位接受和輸出4—20mA模擬信號和數字信號實現對于執行器的自動控制，包括伺服放大器和位置變送器， 新近發展的智能化技術還可以實現對執行器的功能設定、故障自我診斷、狀態報警和記錄、顯示和通訊功能。

位置發送器：

位置發送器是由電源變壓器、差動變壓器、印刷電路板等部件組成。當減速器輸出軸移動時，凸輪隨之旋轉，是壓在凸輪斜面上的差動變壓器的鐵芯連桿產生軸向位移，改變鐵芯在差動變壓器的鐵芯連桿產生軸向位移，改變鐵芯在差動變壓器線圈中的位置，使差動變壓器輸出對應位置的電壓轉換成標準的直流電流信號（4~20mA）。

伺服放大器：

四氟放大器的調節原理類似于一個純積分作用的調節閥，只要指令型號與閥位反饋型號的偏差超過調節不靈敏區的范圍，伺服放大器就會一直發出開指令或者關指令。

它接受調節儀表的標準型號（4-20mA）和執行機構的反饋信號，進行比較放大后輸出220V交流電驅動伺服電動機正轉、反轉，連續調節閥位開度。

電動執行機構控制方式：

電動執行機構有遠方遙控調節、就地電動控制和就地手動操作三種控制方式。

1.? 就地手動方式

電動執行機構需就地手動操作時，當電動操作器切換開關位置“手動”位置，把電機端部旋鈕撥到“手動”位置，拉出執行機構上的手輪或波動手/自動切換把手，搖動手輪就可以實現手動操作。當不用就地操作時，千萬要注意，把電動端部的旋鈕撥到“自動”位置，并把首輪推進。

2.? 就地電動方式

當執行機構切換開關放在“就地”位置時，操作只要將旋轉切換開關分別撥到“開”或“關”的位置（或按“開”或“關”按鈕），帶動電動正轉和反轉，執行機構輸出軸就可以實現上行或下行動作，在運動過程中觀察電動操作器上的閥位開度表，到所需控制閥位開度時，立即松開切換開關即可。

3.? 遠方控制方式

當電動執行機器切換放在：“自動”或“遠控”位置時，即處在自動調節狀態，接受DCS或控制器4-20mA DC指令信號，自動調節執行機構閥位到預定位置。

電動執行機構調試：

調試步驟：

1）檢查執行機構外觀完整，信號匹配；

2）完成執行機構接線，檢查接線是否正確。

執行機構的接線：1.電源線，220V或380V，氣動閥門定位器一般不需要專用電源線；2.模擬信號：指令信號4-20mA DC，從DCS或PLC至執行機構，反饋型號4-20mA DC，從執行機構至DCS或PLC等；3.開關信號（可選）：全開、全關行程開關信號，故障信號等。

3）在通風前，先手動把執行機構調到中間位置，然后將操作方式打到“就地操作”，通電，先點動看執行機構運行方向和閥動作的方向是否一致，如果相反，則需將電源線換相或更改執行機構正反作用方式。

4）調限位：通過執行機構將閥動作至“全關”位置，將萬用表打到蜂鳴檔，量下關限位的“開點”是否變為“閉點”；如果沒有變化，則需要調整關限位，直至調好；然后再將閥動作到“全開”位置，看下“開限位”信號是否來，否則需要調開限制。

編輯：黃飛

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