气动、电动执行机构基础知识汇总.docx

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1、电动执行机构的应用和分类：执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用。人们常把它称为实现生产过程控制的手足，因为它在自动化控制系统中接受调节器的控制信号，自动的改变调节变量，达到对被调参数(如温度、压力、流量、液位等)进行调节的目的，使生产过程中按预定要求正常进行。执行器的功能：一控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程；一提供阀门关闭时所需的关闭力；一具备一定的开关速度，保证使用要求；一与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置。从应用来分类：直行程(1.inearActuator)：直行程调节阀(口径一般为1515Omm)的控制。输出推力：0.525KN,行程(I(T100mm

2、),行程速度(0.22.5mms)；角行程(Quaret-turnActuator)：90转角阀门(如蝶阀、球阀)和风门挡板的控制。输出力矩：502000Nm(常用力矩：100Nnb250Nm,700Nm,1600Nm,2500Nm,6500Nm)行程90、120,行程速度(5150S)；多转式(Multi-turnActuator)：多回转阀门(如闸阀)的控制，也是直行程、角行程执行器的基础。输出力矩：302000Nm,行程(0.2550s)，行程速度(l120rmin)。气动执行机构：气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节阀动作。按

3、照结构可分为：启动薄膜执行机构、气缸式执行机构。气动执行机构的分类：对于不同的进气方位可分为：米气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）；米气关时（进气关闭阀门，使其弹簧复位打开阀门）。电动执行机构的主要组成部件和功能：减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作压力；过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计；电/气转换器：将控制系统的4-20mA电流信号转换成3-15psi（0.2-lkg/cm）的气压控制信号；定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行精确控制。气动执行机构的主要组成部件和

4、功能:位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动，转换成420mA电信号，线性地反应阀门的开度；行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以发出阀门全开或全关的信号送到控制系统；为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配备了其他的控制部件，如实现连锁功能的电磁阀，实现保位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持短时间的储能罐等等。气动执行机构常见故障及产生的原因：调节阀不动作。故障现象及原因如下：无信号、无气源1、气源未开；2、由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵；3、空压机故障；4、气源总管泄漏。二有气源，无信号1、调节器故障；2、信号管泄漏；3、

5、定位器波纹管漏气；三定位器无气源1、过滤器堵塞；2、减压阀故障；3、管道泄漏或堵塞。四定位器有气源，无输出定位器的节流孔堵塞。五定位器输出正常调节阀不动作1、阀芯脱落；2、阀芯与阀座卡死；3、管道泄漏或堵塞；4、阀座阀芯冻结或焦块污物；5、执行机构弹簧因长期不用而锈死。调节阀的动作不稳定。故障现象和原因如下:一气源压力不稳定1、压缩机容量太小；2、减压阀故障。二信号压力不稳定1、控制系统的时间常数(T=RC)不适当；2、调节器输出不稳定。三气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定1、定位器中放大器磨损或脏,耗气量特别增大时会产生输出振荡；2、定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不

6、住喷咀；3、输出管、线漏气；4、膜盒漏气；5、阀杆摩擦阻力大。调节阀振荡，故障现场和原因分析如下：一调节阀在任何开度下都振荡1、支撑不稳；2、附近有振动源；3、阀芯与衬套磨损严重；4、膜盒漏气；5、定位器泄漏；6、定位器输出与膜盒间管路漏气；7、盘根压得太紧；8、盘根压偏；9、阀杆摩擦力大。二调节阀在接近全闭位置时振荡1、调节阀选大了，常在小开度下使用；2、单阀座介质流向与关闭方向相反。调节阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下：一阀杆仅在单方向动作时迟钝1、气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏；2、执行机构中“0”型密封泄漏。二阀杆在往复动作时均有迟钝现象1、阀体内有粘物堵塞；2、聚四氟乙烯填料变硬或

7、石墨一石棉填料润滑油干燥；3、填料压得太紧，摩擦阻力增大；4、由于阀杆不直导致摩擦阻力大；5、没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟缓。调节阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下：一阀全关时泄漏量增大1、阀芯被磨损，内漏严重；2、阀未调好关不严；二阀达不到全闭位置1、介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严；2、阀内有异物；3、衬套烧结。电动执行机构：电动执行机构是电动单元组合式仪表中的执行单元。它是以单相交流电源为动力，接受统一的标准直流信号，输出相应的转角位移，操纵风门、挡板等机械机构，可配用各种电动操作器完成调节系统“手动一自动”的无扰动切换，及对被调对象的远方手动操作，电动执行机构还设有电气限位和

8、机械限位双重保护来完成自动调节的任务。它在电力、冶金、石油化工及锅炉系统的上水及风门挡板的调节等部门得到广泛应用。电动执行机构的结构：电动执行器的结构电动执行器一般由：伺服电机、控制器、减速机、辅助部件四部分组成。电机：电机是接受伺服放大器或电动操作器输出的开关电源，把电能转化为机械能，从而驱动执行机构动作。减速器：减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。减速器是将电机的高转速、小转矩转换为低转速、大转矩的输出功率，以带动阀门机构动作。控制部位接受和输出4-20mA模拟信号和数字信号实现对于执行器的自动控制，包括伺服放大器和位置变送器，新近发展的智能化技术还可以实现对执行器的功能设定、故障自我

9、诊断、状态报警和记录、显示和通讯功能。位置发送器：位置发送器是由电源变压器、差动变压器、印刷电路板等部件组成。当减速器输出轴移动时，凸轮随之旋转，是压在凸轮斜面上的差动变压器的铁芯连杆产生轴向位移，改变铁芯在差动变压器的铁芯连杆产生轴向位移，改变铁芯在差动变压器线圈中的位置，使差动变压器输出对应位置的电压转换成标准的直流电流信号（420mA）。伺服放大器：四氟放大器的调节原理类似于一个纯积分作用的调节阀，只要指令型号与阀位反馈型号的偏差超过调节不灵敏区的范围，伺服放大器就会一直发出开指令或者关指令。它接受调节仪表的标准型号（4-2OmA）和执行机构的反馈信号，进行比较放大后输出220V交流电驱

10、动伺服电动机正转、反转，连续调节阀位开度。电动执行机构控制方式：电动执行机构有远方遥控调节、就地电动控制和就地手动操作三种控制方式。1. 就地手动方式电动执行机构需就地手动操作时，当电动操作器切换开关位置“手动”位置，把电机端部旋钮拨到“手动”位置，拉出执行机构上的手轮或波动手/自动切换把手，摇动手轮就可以实现手动操作。当不用就地操作时，千万要注意，把电动端部的旋钮拨到“自动”位置，并把首轮推进。2. 就地电动方式当执行机构切换开关放在“就地”位置时，操作只要将旋转切换开关分别拨到“开”或“关”的位置（或按“开”或“关”按钮），带动电动正转和反转，执行机构输出轴就可以实现上行或下行动作，在运动

11、过程中观察电动操作器上的阀位开度表，到所需控制阀位开度时，立即松开切换开关即可。3. 远方控制方式当电动执行机器切换放在：“自动”或“远控”位置时，即处在自动调节状态，接受DCS或控制器4-2OnIADC指令信号，自动调节执行机构阀位到预定位置。电动执行机构调试：调试步骤：D检查执行机构外观完整，信号匹配；2）完成执行机构接线，检查接线是否正确。执行机构的接线：1.电源线，220V或380V,气动阀门定位器一般不需要专用电源线；2.模拟信号：指令信号4-2OmADC,从DCS或P1.C至执行机构，反馈型号4-2OnlADC,从执行机构至DCS或P1.C等；3.开关信号（可选）：全开、全关行程开关信号，故障信号等。3）在通风前，先手动把执行机构调到中间位置，然后将操作方式打到“就地操作”，通电，先点动看执行机构运行方向和阀动作的方向是否一致，如果相反，则需将电源线换相或更改执行机构正反作用方式。4）调限位：通过执行机构将阀动作至“全关”位置，将万用表打到蜂鸣档，量下关限位的“开点”是否变为“闭点”；如果没有变化,则需要调整关限位，直至调好；然后再将阀动作到“全开”位置，看下“开限位”信号是否来，否则需要调开限制。