在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過執(zhí)行元件直接改變生產(chǎn)過程的參數(shù)，使生產(chǎn)過程滿足預(yù)定的要求。執(zhí)行機(jī)構(gòu)則接受來自控制器的控制信息把它轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的輸出（如角位移或直線位移輸出）。它也采用適當(dāng)?shù)膱?zhí)行元件，但要求與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同。執(zhí)行器直接安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，有時(shí)工作條件嚴(yán)苛。能否保持正常工作直接影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

(一)直行程式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)　

直通單座閥

　所謂單座是指閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小(甚至可以*切斷)和允許壓差小。因此，它適用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質(zhì)的場合。在應(yīng)用中應(yīng)特別注意其允許壓差，防止閥門關(guān)不死。

直通雙座閥

　直通雙座調(diào)節(jié)閥[圖8-2(a)]的閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通能力約大20%～25%。因?yàn)榱黧w對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，但上、下兩閥芯不易同時(shí)關(guān)閉，因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點(diǎn)。故適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質(zhì)場合，不適用于高粘度和含纖維的場合。

角形閥

　角形調(diào)節(jié)閥[圖8-2(d)]的閥體為直角形，其流路簡單，服力小，適用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進(jìn)側(cè)出、此種調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性較好。在高壓場合下，為了延長閥芯使用壽命，可采用側(cè)進(jìn)底出，但在小開度財(cái)容易發(fā)生振蕩。

(二)角行程式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

蝶閥

　蝶閥的擋板以轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)來控制流體的流量。它由閥體、擋板、擋板軸和軸封等部件組成。其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低、流通能力大，特別適用于低壓差、大口徑、大流量氣體和帶有懸浮物流體的場合，但泄漏量較大。其流量特性在轉(zhuǎn)角達(dá)到70º。前和等百分比特性相似，70º以后工作不穩(wěn)定，特性也不好，所以蝶閥通常在0º～70º轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)使用。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。

凸輪撓曲閥

　凸輪撓曲閥又稱偏心旋轉(zhuǎn)閥[圖8-2(i)]，也是一種新型結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥。其球面閥芯的中心線與轉(zhuǎn)軸中心偏離，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥芯偏心旋轉(zhuǎn)，使閥芯向前下方進(jìn)入閥座。

　偏心旋轉(zhuǎn)閥具有體積小，重量輕，使用可靠，維修方便，通用性強(qiáng)，流體阻力小等優(yōu)點(diǎn)，適用于粘度較大的場合，在石灰、泥漿等流體中，具有較好的使用性能。

執(zhí)行器的應(yīng)用領(lǐng)域

電動(dòng)執(zhí)行器主要應(yīng)用以下三大領(lǐng)域

發(fā)電廠

典型應(yīng)用有：

①火電行業(yè)應(yīng)用

　送風(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板 一次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 空氣預(yù)熱風(fēng)門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風(fēng)門擋板 二次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 主風(fēng)箱風(fēng)門擋板 燃燒器調(diào)節(jié)桿 燃燒器搖擺驅(qū)動(dòng)器 液壓推桿驅(qū)動(dòng)器 葉輪機(jī)調(diào)速煙氣調(diào)節(jié)閥 蒸氣調(diào)節(jié)閥 球閥和蝶閥控制滑動(dòng)門 閘門

②其它電力行業(yè)的閥門執(zhí)行器應(yīng)用

　球閥 除塵控制噴水葉輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制 控制大型液壓閥 燃?xì)饪刂崎y 燃燒器點(diǎn)火啟動(dòng)蒸氣控制閥 冷凝水再循環(huán), 脫氧機(jī)，鍋爐給水，過熱控制器，再加熱恒溫控制器，及其它相關(guān)閥門應(yīng)用

過程控制

　用于化工、石化、模具、食品、醫(yī)藥、包裝等行業(yè)的生產(chǎn)過程控制，按照既定的邏輯指令或電腦程序?qū)﹂y門、刀具、管道、擋板、滑槽、平臺等進(jìn)行的定位、起停、開合、回轉(zhuǎn)，利用系統(tǒng)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(shí)時(shí)參數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)間歇、連續(xù)和循環(huán)的加工過程的控制。

工業(yè)自動(dòng)化

　用于較為廣泛的航空、航天、軍工、機(jī)械、冶金、開采、交通、建材等方面，對各類自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)（運(yùn)動(dòng)部件）進(jìn)行各種形式的調(diào)節(jié)和控制。

過程控制和工業(yè)自動(dòng)化方面的主要應(yīng)用舉例如下：

① 在硫礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

   注水流量控制球閥和碟閥控制

②碳酸鉀管道閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

　滑動(dòng)門分流器 閘門球閥和蝶閥 球型控制閥

③水處理閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

　液流流量控制調(diào)壓閥壓力控制 酸溶液流量控制

④石灰石/水泥廠閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

　球 或蝶閥控制 處理干水泥，石膏，或液體 送風(fēng)和引風(fēng)機(jī) 調(diào)節(jié)型風(fēng)門擋板 旁路風(fēng)門擋板 環(huán)境污染控制和除塵裝置滑動(dòng)門 對在料斗和儲藏庫的原材料進(jìn)行物流控制 閘門 控制原材料在進(jìn)料口的流量 燃?xì)饪刂崎y 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐上燃燒器進(jìn)氣量 蒸氣控制閥 控制生產(chǎn)過程所需的蒸氣

⑤在谷物加工廠執(zhí)行器的應(yīng)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(fēng)門擋板和閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

　球或蝶閥控制 控制冷卻水，廢水，或其它冷卻介質(zhì) 調(diào)節(jié)型風(fēng)門擋板 送風(fēng)和引風(fēng)機(jī)旁路風(fēng)門擋板 閘門 環(huán)境污染控制和除塵裝置 滑動(dòng)門 控制原材料在進(jìn)料口的流量對在料斗和儲藏庫的原材料進(jìn)行物流控制 燃?xì)饪刂崎y 蒸氣控制閥 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐上燃燒器進(jìn)氣量控制生產(chǎn)過程所需的蒸氣

⑦鋁廠風(fēng)門擋板和閥門執(zhí)行器的應(yīng)用

　送風(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板 一次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 空氣預(yù)熱風(fēng)門擋板 煙氣再循環(huán) 旁路風(fēng)門擋板 二次進(jìn)風(fēng)風(fēng)門擋板 主風(fēng)箱風(fēng)門擋板 燃燒器調(diào)節(jié)桿 燃燒器搖擺驅(qū)動(dòng)器 液壓推桿驅(qū)動(dòng)器 葉輪機(jī)調(diào)速 煙氣調(diào)節(jié)閥 蒸氣調(diào)節(jié)閥 球閥和蝶閥控制 滑動(dòng)門 閘門

⑧過程控制擋板的應(yīng)用

　空氣補(bǔ)充 排風(fēng)機(jī)旁路 熱/冷風(fēng)混和 應(yīng)急關(guān)斷

⑨在石油工業(yè)中的應(yīng)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(zhì)采樣試驗(yàn) / 生產(chǎn)用閥門

⑩在天然氣生產(chǎn)和輸送工業(yè)的應(yīng)用

氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行器的對比

調(diào)節(jié)閥所用執(zhí)行器不外乎氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)（電液動(dòng)）這三種，其使用性能各有優(yōu)劣，下面分述之。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

   現(xiàn)今大多數(shù)工控場合所用執(zhí)行器都是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因?yàn)橛脷庠醋鰟?dòng)力，相較之下，比電動(dòng)和液動(dòng)要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且結(jié)構(gòu)簡單，易于掌握和維護(hù)。由維護(hù)觀點(diǎn)來看，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比其它類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)易于操作和校定，在現(xiàn)場也可以很容易實(shí)現(xiàn)正反左右的互換。它大的優(yōu)點(diǎn)是安全，當(dāng)使用定位器時(shí)，對于易燃易爆環(huán)境是理想的，而電訊號如果不是防爆的或本質(zhì)安全的則有潛在的因打火而引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。所以，雖然現(xiàn)在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用范圍越來越廣，但是在化工領(lǐng)域，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥還是占據(jù)著的優(yōu)勢。

  氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)就是：響應(yīng)較慢，控制精度欠佳，抗偏離能力較差，這是因?yàn)闅怏w的可壓縮性，尤其是使用大的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，空氣填滿氣缸和排空需要時(shí)間。但這應(yīng)該不成問題，因?yàn)樵S多工況中不要求高度的控制精度和極快速的響應(yīng)以及抗偏離能力。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

   電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于動(dòng)力廠或核動(dòng)力廠，因?yàn)樵诟邏核到y(tǒng)需要一個(gè)平滑、穩(wěn)定和緩慢的過程。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力，大執(zhí)行器產(chǎn)生的推力可高達(dá)225000kgf，能達(dá)到這么大推力的只有液動(dòng)執(zhí)行器，但液動(dòng)執(zhí)行器造價(jià)要比電動(dòng)高很多。電動(dòng)執(zhí)行器的抗偏離能力是很好的，輸出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力，達(dá)到對工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制，所以控制精度比氣動(dòng)執(zhí)行器要高。如果配用伺服放大器，可以很容易地實(shí)現(xiàn)正反作用的互換，也可以輕松設(shè)定斷信號閥位狀態(tài)（保持/全開/全關(guān)），而故障時(shí)，一定停留在原位，這是氣動(dòng)執(zhí)行器所作不到，氣動(dòng)執(zhí)行器必須借助于一套組合保護(hù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)保位。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)主要有：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更容易發(fā)生故障，且由于它的復(fù)雜性，對現(xiàn)場維護(hù)人員的技術(shù)要求就相對要高一些；電機(jī)運(yùn)行要產(chǎn)生熱，如果調(diào)節(jié)太頻繁，容易造成電機(jī)過熱，產(chǎn)生熱保護(hù)，同時(shí)也會(huì)加大對減速齒輪的磨損；另外就是運(yùn)行較慢，從調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)信號，到調(diào)節(jié)閥響應(yīng)而運(yùn)動(dòng)到那個(gè)相應(yīng)的位置，需要較長的時(shí)間，這是它不如氣動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行器的地方。

液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 

   當(dāng)需要異常的抗偏離能力和高的推力以及快的形成速度時(shí)，我們往往選用液動(dòng)或電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橐后w的不可壓縮性，采用液動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)就是較優(yōu)的抗偏離能力，這對于調(diào)節(jié)工況是很重要的，因?yàn)楫?dāng)調(diào)節(jié)元件接近閥座時(shí)節(jié)流工況是不穩(wěn)定的，越是壓差大，這種情況越厲害。另外，液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行起來非常平穩(wěn)，響應(yīng)快，所以能實(shí)現(xiàn)高精度的控制。電液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將電機(jī)、油泵、電液伺服閥集成于一體，只要接入電源和控制信號即可工作，而液動(dòng)執(zhí)行器和氣缸相近，只是比氣缸能耐更高的壓力，它的工作需要外部的液壓系統(tǒng)，工廠中需要配備液壓站和輸油管路，相比之下，還是電液執(zhí)行器更方便一些。

液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)就是造價(jià)昂貴，體檢龐大笨重，特別復(fù)雜和需要專門工程，所以大多數(shù)都用在一些諸如電廠、石化等比較特殊的場合。

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