　　　　執(zhí)行器在現(xiàn)代供應(yīng)過程自動化中起著十分重要的作用，常被稱為實現(xiàn)供應(yīng)過程自動化的“手足"。電動執(zhí)行器以電能為動力，接受調(diào)節(jié)器來的標(biāo)準(zhǔn)信號模擬量或數(shù)字量，通過將這信號變成相對應(yīng)的機械位移轉(zhuǎn)角、直線或多轉(zhuǎn)來自動改變操作變量調(diào)節(jié)閥、風(fēng)門、擋板開度等，以達到對被調(diào)參數(shù)溫度、壓力、流量、液位等進行自動調(diào)節(jié)的目的，使供應(yīng)過程按預(yù)定要求進行。所以電動執(zhí)行器對自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全運行、性及調(diào)節(jié)品質(zhì)的劣都有很大影響。

　　　　相對氣動、液動執(zhí)行器而言，電動執(zhí)行器主要有3點勢：1無需特殊的氣源和空氣凈化等裝置。即使電源失電時，也能保持原執(zhí)行位置；2可遠(yuǎn)距離傳輸信號，電纜敷設(shè)比氣管和液體管道敷設(shè)方便得多，且便于線路檢查；3與計算機連接方便簡潔，更適應(yīng)采用電子信息新技術(shù)。

　　　　隨著微電子、計算機、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，90年代以后，際上出現(xiàn)了智能電動執(zhí)行器。它是一種帶有微處理器的智能終端執(zhí)行元件。從此，智能化已形成執(zhí)行器發(fā)展的總趨勢，盡快了解智能電動執(zhí)行器的發(fā)展?fàn)顩r非常必要。

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　　一 DKJ型電動執(zhí)行器及其不足

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　　　　電動執(zhí)行器有角行程和線行程之分。DKJ型角行程電動執(zhí)行器是DDZ-II型電動單元組合儀表中的執(zhí)行單元，是傳統(tǒng)電動執(zhí)行器的典型產(chǎn)品。它主要由伺服放大器和執(zhí)行機構(gòu)兩部分組成，接受來自調(diào)節(jié)單元、變送單元或手動操作器輸出的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電流信號，將其轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的機械位移輸出。

　　　　雖然DKJ型電動執(zhí)行器在各工業(yè)部門都有較多應(yīng)用，但它存在著不足，主要有以下幾點：

　　　　1產(chǎn)品規(guī)格品種較單一，且只有一種位移速度，不能滿足一些復(fù)雜系統(tǒng)要求；

　　　　2沒有力矩保護和行程開關(guān)，雖然電動機能堵轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)矩或力矩一直施加在閥門或供應(yīng)設(shè)備上，使閥門或供應(yīng)設(shè)備容易受損而減小使用壽命；

　　　　3制動器容易磨損，電容擊穿問題也較大，平均故障間隔時間MTBF為10000h左右；

　　　　4在機械上不能自鎖，增加了對制動器的性要求。

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　　二 智能電動執(zhí)行器及特點

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　　　　近年來，電動執(zhí)行機構(gòu)獲得了快速發(fā)展，內(nèi)外一些廠商相繼推出帶現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行器。智能電動執(zhí)行器利用微機和現(xiàn)場總線通信技術(shù)將伺服放大器與執(zhí)行機構(gòu)合為一體，不僅實現(xiàn)了雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動標(biāo)定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能，還增設(shè)了行程保護、過力矩保護、電動機過熱保護、斷電信號保護、輸出現(xiàn)場閥位指示和故障報警等功能。它可進行現(xiàn)場操作或遠(yuǎn)方操作，完成手動操作及手動/自動之間無擾動切換。

　　　　智能電動執(zhí)行器采用新穎結(jié)構(gòu)部件。伺服放大器中采用了微處理器系統(tǒng)，所有控制功能均可通過編程實現(xiàn)，還有數(shù)字通信接口，從而有HART協(xié)議或現(xiàn)場總線通信功能，成為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的一個節(jié)點。有的伺服放大器中還采用變頻器技術(shù)，可更有效控制伺服電機動作。減速器采用新穎傳動結(jié)構(gòu)，運行平穩(wěn)、傳動效率，無爬行、摩擦小。位置發(fā)送器采用新技術(shù)和新方法，有的采用霍爾效應(yīng)傳感器，直接感應(yīng)閥桿的縱向或旋轉(zhuǎn)動作，實現(xiàn)了非接觸式定位檢測；有的采用特殊電位器，電位器中裝有球軸承和特種導(dǎo)電材質(zhì)做成的電阻薄片；有的采用磁阻效應(yīng)的非接觸式旋轉(zhuǎn)角度傳感器。

　　　　智能電動執(zhí)行器通常都有液晶顯示器和手動操作按鈕，用于顯示各種狀態(tài)信息和輸入組態(tài)數(shù)據(jù)以及手動操作等。

　　　　智能電動執(zhí)行器與傳統(tǒng)電動執(zhí)行器相比，主要有如下特點：

　　　　1主要參數(shù)技術(shù)指標(biāo)，如工作死區(qū)、基本誤差、回差等指標(biāo)已達到或接近世界水平，超過內(nèi)現(xiàn)有DDZ-II、III型電動執(zhí)行器。

　　　　2采用微機和數(shù)字顯示技術(shù)，以智能伺服放大器取代傳統(tǒng)伺服放大器，以數(shù)字式操作器取代原有模擬指針式操作器，解決了數(shù)字顯示跳動頻繁而造成人眼疲勞的問題。

　　　　3功能強、使用方便，有自診斷、自調(diào)整和PI調(diào)節(jié)等功能，尤其是PI調(diào)節(jié)功能可省去前級調(diào)節(jié)器，直接接受變送器信號。

　　　　4增加了流量特性軟件修正。采用微處理機后，能靈活地設(shè)定、改變流量特性，提調(diào)節(jié)閥控制性能，使一種固有特性的調(diào)節(jié)閥可以擁有多種輸出特性，使不能進行閥芯形狀修正蝶閥的閥也可改變流量特性，可以使非標(biāo)準(zhǔn)特性修正為標(biāo)準(zhǔn)特性，該功能將改變長期以來靠閥芯加工修正流量特性的現(xiàn)狀。

　　　　5在調(diào)節(jié)中采用電制動和斷續(xù)調(diào)節(jié)技術(shù)，對有自鎖功能的執(zhí)行機構(gòu)可取消機械摩擦制動器，提了整機的性。

　　　　6三相放大器的設(shè)計采用由單相智能伺服放大器外接三相功率轉(zhuǎn)換器的組合式方案，方便了供應(yīng)和備料，為控制室不進三相電源的控制提供了可能。

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　　三 幾種典型智能電動執(zhí)行器

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　　1. IKZL智能型電動執(zhí)行器

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　　　　IKZL智能型電動執(zhí)行器由上海自動化儀表股份有限公司下屬自動化儀表十一廠研制。它采用現(xiàn)代單片MCU和外圍芯片組成控制單元，接收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)直流信號，經(jīng)過運算處理后，Z終驅(qū)動交流電機輸出與之相對應(yīng)的直線位移。該機構(gòu)可方便與調(diào)節(jié)閥配套成自動調(diào)節(jié)閥，備調(diào)節(jié)閥本身所要求的各種動作變換功能，適用于電力、冶金、石油、化工及輕工等工業(yè)部門。其主要特點：

　　　　1以單相交流220V電源為動力；

　　　　2采用性能導(dǎo)電塑料電位器為位置傳感器，度、壽命長；

　　　　3用永磁式交流同步電機作驅(qū)動電機，短時間超負(fù)荷情況下不會損壞；

　　　　4內(nèi)置記憶芯片于控制部件，在輸入電壓低于額定電壓前的瞬間，自動記下現(xiàn)場數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入電壓恢復(fù)正常后，能保證系統(tǒng)繼續(xù)工作；

　　　　5備有標(biāo)準(zhǔn)RS-485通信口。

　　　　6除自動跟蹤輸入信號實現(xiàn)閥門的開度操作外，也可在現(xiàn)場以手動操作按鍵方式電動改變閥門開度；

　　　　7當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)控制電路中MCU發(fā)出開或關(guān)的命令后，執(zhí)行機構(gòu)在6s內(nèi)不動作，將被判定為電機堵轉(zhuǎn)，同時顯示器出現(xiàn)閃爍，并停止發(fā)出開或關(guān)命令，執(zhí)行機構(gòu)將停止運行。直到儀表被復(fù)位后，才可再次投入使用。

　　　　8僅配上輸入信號線及單相交流電源線即可控制運轉(zhuǎn)而無需另配伺服放大器；

　　　　9該執(zhí)行器設(shè)計成全封閉，防塵、防水。采用MCU控制，無需開蓋，就可進行機械行程設(shè)定，輸入信號標(biāo)定，且操作簡單、方便；

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　　2. ONTRAC MOE700/MME800系列智能電動執(zhí)行器

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　　　　該系列智能電動執(zhí)行器是重慶川儀十廠由德H&B公司現(xiàn)屬ABB集團引進并推出的。MOE700系列為數(shù)字調(diào)節(jié)型-S2控制模式，MME800系列為連續(xù)調(diào)節(jié)型-S4控制模式。它們采用機械自鎖的蝸輪、蝸桿結(jié)構(gòu)，三相電機變頻驅(qū)動和智能化監(jiān)控、數(shù)字檢測技術(shù)，其運行速度和力矩可在線或離線寬范圍設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)化程度。有功能強大，使用簡單和維護量小的特點，配上不同減速裝置，可輸出角位移力矩可達40000Nm和直線位移推力可達80KN，驅(qū)動各類閥體或擋板。其主要特點如下：

　　　　1度智能化設(shè)計，位移、力矩、速度等微處理器現(xiàn)代控制技術(shù)，組態(tài)靈活，功能強大；

　　　　2電子化、數(shù)字化霍爾傳感器檢測，度、性、穩(wěn)定性、抗干擾能力強；復(fù)合傳感，位移、速度和轉(zhuǎn)向由同一傳感器檢測；

　　　　3組態(tài)方法有本機控制、遙控或系統(tǒng)在線3種方式，簡化了調(diào)試和設(shè)置操作；

　　　　4電機速度、負(fù)載變頻控制，不受電源電壓波動影響，同一產(chǎn)品應(yīng)用面寬，備品少；

　　　　5設(shè)計，電子化監(jiān)控、診斷、報警等，功能齊備，正常工作參數(shù)值為報警保護值的一半；電子參數(shù)調(diào)控型代替原機械額定值型，大大提執(zhí)行機構(gòu)性、可控性和壽命。

　　　　6輸入、輸出方式組態(tài)靈活，數(shù)字量、脈沖量、模擬量和現(xiàn)場總線方式根據(jù)需要選配，有廣泛的適用性；

　　　　7定位平穩(wěn)，反向、減速制動，平滑定位；

　　　　8蝸輪、蝸桿機械傳動結(jié)構(gòu)，有逆向自鎖特性，電機無需剎車，維護量少；

　　　　9防護等級IP67，可選IP68。

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　　3. IQ系列智能電動執(zhí)行器

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　　　　英羅托克ROTORK公司于90年代推出了智能型電動執(zhí)行器IQ系列，與普通執(zhí)行器相比有如下特點：

　　　　1便利的參數(shù)遙控設(shè)定功能。投入使用前，只要使用由廠家提供的設(shè)定工，對準(zhǔn)執(zhí)行器就可進行參數(shù)的遙控設(shè)定。不僅簡化了設(shè)定工作程序，還提了設(shè)備安全運行性，特別是那些要求防爆的場所尤為重要；

　　　　2豐富的在線顯示功能。采用液晶顯示技術(shù)，利用內(nèi)置式液晶顯示板，不僅可準(zhǔn)確顯示閥門開、關(guān)狀態(tài)和正常閥門開度等，且在參數(shù)設(shè)定或執(zhí)行器有故障時，也能顯示出重要信息；

　　　　3完善的自診斷及保護功能。它可在線診斷出伺服電機過載、過熱情況及電源的狀態(tài)等，還能自動識別三相電源相位，緊急情況時，執(zhí)行器可保位或運行到預(yù)先設(shè)定的安全位置；

　　　　4的控制功能。采用了計算機技術(shù)，把自動跟隨控制技術(shù)設(shè)計為它的一項標(biāo)準(zhǔn)功能。執(zhí)行器響應(yīng)速度與實際要求偏差大小成比例，即所謂的“變速控制"，大大提了執(zhí)行器響應(yīng)品質(zhì)；

　　　　5較強的現(xiàn)場適應(yīng)性。整機設(shè)計有IP54級防護能力，且對執(zhí)行器內(nèi)部與外部信號的口也都采用光電隔離技術(shù)，提了性、特別是執(zhí)行器內(nèi)部控制卡件采用了防震固定法，所有接插件都帶有“反扣"以防松動，積木式結(jié)構(gòu)