執行器自動控制系統解決方案

執行器在自動控制系統中的作用相當于人的四肢，它接受調節器的控制信號，改變操縱變量，使生產過程按預定要求正常執行。

執行器由執行機構和調節機構組成。執行機構是指根據調節器控制信號產生推力或位移的裝置，而調節機構是根據執行機構輸出信號去改變能量或物料輸送量的裝置，最常見的是調節閥。在生產現場，執行器直接控制工藝介質，若選型或使用不當，往往會給生產過程的自動控制帶來困難。因此執行器的選擇、使用和安裝調試是個重要的問題。

執行器按其能源形式分為氣動、電動和液動三大類，它們各有特點，適于不同的場合。隨著近幾年來科學技術的不斷發展各類執行機構正逐步走向智能化的道路，而其中專門和氣動執行器配套使用的智能閥門定位器和全電子電動執行器的出現更加速了執行機構智能化的發展，為執行器的應用開辟了新天地。

1、液動執行器 液動執行器推力最大，一般都是機電一體化的，但比較笨重，所以現在使用不多。但也因為其推力大的特點，在一些大型場所因無法取代而被采用，如三峽的船閥用的就是液動執行器。

2 、氣動執行器 氣動執行器的執地機構和調節機構是統一的整體，其執行機構有薄膜式和活塞式兩類。活塞式行程長，適用于要求有較大推力的場合，不但可以直接帶動閥軒，而且可以和蝸輪蝸桿等配合使用；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。其執行器分為正作用和反作用兩種形式，所謂正作用就是信號壓力增大，推桿向下；反作用形式就是信號壓力增大，推桿向上。這種執行機構的輸出位移與輸入氣壓信號成正比例關系，信號壓力越大，推桿的位移量也越大。當壓力與彈簧的反作用力平衡時，推桿穩定在某一位置，氣動執行器又有角行程氣動執行器和直行程氣動執行器兩種。隨著氣動執行器智能化的不斷發展，智能閥門定位器成為其不可缺少的配套產品。智能閥門定位器內裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數字平衡）原理代替傳統的力平衡原理，將電控命令轉換成氣動定位增量來實現閥位控制；利用數字式開、停、關的信號來驅動氣動執行機構的動作；閥位反饋信號直接通過高精確度的位置傳感器，實現電/氣轉換功能。智能閥門定位器具有提高輸出力和動作速度、調節精確度（最小行程分辨率可達±0.05%）、克服閥桿摩擦力、實現正確定位等特點。正是因為這些配套產品的不斷智能化，才使得氣動執行器更加智能化。由于氣動執行機構有結構簡單、輸出推力大、動作平穩可靠、安全防爆等優點，在化工、煉油等對安全要求較高的生產過程中得到廣泛的應用。

3 、電動執行器 電動執行器的執行機構和調節機構是分開的兩部分，其執行機構分角行程和直行程兩種。電動執行器接受來自調節器的直流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行程位移去操縱閥門、擋板等調節機構，以實現自動調節。 電動執行機構安全防爆性能差，電機動作不夠迅速，且在行程阻或閥桿被扎住時電機容易受損。盡管近年來電動執行機構在不斷改進并有擴大應用的趨勢，但從總體上看不及氣動執行機構應用的普遍。　　隨著自動化、電子和計算機技術的發展，現在越來越多的電動執行機構已經向智能化發展，我們有理由相信，今后的執行器將會和其它儀表一樣更加智能.

系統結構圖

工作原理

圖所示為智能型電子式變頻電動調節閥的工作原理圖

它是由電動執行器、閥體和控制部分構成。控制部分又分主回路電機控制部分和二次回路性能參數控部分。整體化設計使調節、運算、伺服、變頻為一體，結構簡單，性能可靠。

其簡單工作過程是：輸入信號為4~20 mA（1~5V）（或數字通訊信號）、位置反饋為（1~5V）信號，進入智能控制器A/D轉換電路，CPU根據外部設定各種參數值，經比較、運算，輸出一個和偏差方向一致開關信號和與偏差大小成比例的模擬信號控制變頻器工作頻率，調節伺服電機運行速度和運行方向，從而達到連續調節閥位開度，實現自動調節的目的。變頻器對于伺服電機過載、短路、斷相均可進行保護并輸出響應報警信號。RS485通訊口是智能型電子式變頻電動調節閥與外部按照通訊協議進行聯系的標準口。

智能型電子式變頻調節閥通過性能參數設定來滿足各種使用場合要求。性能參數通過設定器設置到程序內，CPU工作按照預定程序指揮閥工作。ERROM存儲各種設定參數信息，看門狗是為保證程序可靠工作而定。