第九次培训执行器培训报告.docxVIP

执行器知识培训总结 概述 执行器根据调节器的输出，改变被控介质物料或能量的大小，实现对被控对象的控制目的，是构成控制系统的重要组成部分。 执行器由执行机构和调节机构组成。 执行机构是执行器的推动装置，它接收调节器的输出信号，产生相应的推力或位移，对调节机构产生推动作用。按照执行机构所使用的能源，可以将执行器分为电动执行器、气动执行器和液动执行器，各自的主要特性如表所示，在实际生产中主要应用电动执行器和气动执行器。 执行器的主要特性表 主要特性气动执行器电动执行器液动执行器系统结构简单复杂简单安全性好较差好响应时间慢快较慢推动力适中较小较大维护难度方便有难度较方便价格便宜较贵便宜调节机构是执行器的调节装置，受执行机构的操纵，直接控制能量或物料的输送量。常见的调节机构是调节阀，通过改变阀门的开度来调节阀芯与阀座间的流通面积，以控制被控介质的流量。调节阀要直接与被控介质接触，因此，阀芯与阀体有不同的结构形式，所用的材料也各不相同，以适应不同的应用场合。 阀门定位器功能示意图 阀门定位器是气动执行器的主要附件，与执行机构构成一个负反馈系统（如上图所示），以确保调节阀的正确定位，并能减少调节信号的传输滞后，从而提髙控制系统的调节精度。由于电动执行器中包含有位置发送器，能将位置信号反馈到输人端，构成负反反馈系统，来确保调节阀的正确定位，故不需要附加的定位器。 电动执行机构 通常在防爆要求不髙且无合适的气源的情况下，使用电动执行机构作为调节机构的推动装置。 工作原理 电动执行机构有角行程与直行程两种，两者的电气原理完全相同，都是将调节器输出的0?10 mA或4?20 mA直流电流信号，转换成对应的位移信号（角位移或直线位移），去操纵调节机构。 角行程执行机构的基本结构如图所示。伺服放大器对4?20 mA的输入信号Ii与位置反馈信号It加以比较，并将差值进行功率放大，其输出用于驱动两相伺服电动机正转或反转。 减速器把伺服电机高转速、小力矩的输出功率转换成低转速、大力矩的输出功率，带动执行机构输出轴改变转角（电机正转，转角增大，电机反转，转角减小）。 位置发送器将输出轴的转角（0?90°）线性转换成4?20 mA的反馈电流If，送到伺服放大器与输人电流It相比较，从而构成负反馈系统。当两电流的差值为零时，伺服电动机停止转动，输出轴稳定在与输入电流Ii相对应的位置上。 电动执行机构方框图 操作器用于实现控制系统的自动操作和手动操作的相互切换。当操作器的切换开关处于手动位置时，可以由按钮直接控制电动机的电源，以实现电动机的正转和反转。 气动执行机构 气动执行机构有薄膜式和活塞式两种。其中活塞式的特点是行程长，但价格昂贵，只用于特殊需要的场合，常用的气动执行机构是薄膜式的，具有结构简单、动作可靠、维修方便和价格便宜等优点。 薄膜式执行机构的工作原理 气动执行机构接收电/气转换器（或电/气阀门定位器）输出的20?100kPa气压信号，将其转换成推杆相应的直线位移。薄膜式气动执行机构按动作方式可分为正作用式和反作用式两种，下图为正作用式执行机构的结构。 信号压力增大推杆向下动作的称正作用式执行机构，当信号压力从20kPa增大到100kPa，推杆从零走到全行程的位置。 信号压力通入到薄膜气室后，在膜片上产生一个推力，使推杆下移压缩弹簧。当弹簧的反作用力与该推力相平衡时，推杆稳定在一个对应的位置上。 实际上，膜片的弹性变化、弹簧的刚度变化及阀杆与填料之间的摩擦力等因素，将使执行机构产生非线性偏差和正、反行程变差，需要通过阀门定位器的作用来加以克服。 信号压力增大推杆向上动作的称反作用式执行机构。与正作用式执行机构不同的是，反 作用式执行机构的信号压力通人到膜片的下方，在信号压力增加时，推杆上移。当信号压力从20kPa增大到100kPa，推杆从全行程走到零的位置。 阀门定位器 阀门定位器是气动执行器的辅助装置，与气动执行机构配合使用，其主要作用如下。 能够克服阀扞的摩擦力，从而提高信号和阀位之间的线性度，保证调节阀的正确定位。 由于阀门定位器能够加快阀杆的移动速度。从而可以减少调节信号的传递滞后，改善调节系统的动态性能。 因阀门定位器能够增大执行机构的输出力，在高压差、大口径、黏性流体等场合，可以克服介质对阀芯的不平衡力。 阀门定位器包括电/气阀门定位器和气动阀门定位器，输出的都是20?100kPa或40?200kPa气压信号，但前者可直接接收调节器输出的4?20mA直流电流信号，而后者的输入信号则是20?100kPa气压信号。 另外，还有数字式阀门定位器，与电/气阀门定位器不同之处在于可以把控制阀的位移信号（数宇）通过HART通信协议传到DCS系统或个人计算机中进行双向通信。 电/气阀门定