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)
01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,。
02直通雙座閥
直通雙座調(diào)節(jié)閥的閥體內(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,。
03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)
01蝶閥
蝶閥[圖8-2(g)]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),。
02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
電動執(zhí)行器主要應(yīng)用以下三大領(lǐng)域
01發(fā)電廠
典型應(yīng)用有：
?、倩痣娦袠I(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)動器,、液壓推桿驅(qū)動器,、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門,、閘門；
?、谄渌娏π袠I(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,；
02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。
03工業(yè)自動化
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,，對各類自動化設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)動點(diǎn)(運(yùn)動部件)進(jìn)行各種形式的調(diào)節(jié)和控制。
過程控制和工業(yè)自動化方面的主要應(yīng)用舉例如下：
?、僭诹虻V生產(chǎn)中的應(yīng)用
注水流量控制球閥和碟閥控制
?、谔妓徕浌艿篱y門執(zhí)行器的應(yīng)用
滑動門分流器閘門球閥和蝶閥球型控制閥
?、鬯幚黹y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
?、掬搹S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
?、咪X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)動器,、液壓推桿驅(qū)動器,、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
?、嵩谑凸I(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
?、庠谔烊粴馍a(chǎn)和輸送工業(yè)的應(yīng)用
氣動、電動,、液動執(zhí)行器的對比
調(diào)節(jié)閥所用執(zhí)行器不外乎氣動,、電動、液動(電液動)這三種,，其使用性能各有優(yōu)劣,，下面分述之。
01氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
現(xiàn)今大多數(shù)工控場合所用執(zhí)行器都是氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),，因?yàn)橛脷庠醋鰟恿?，相較之下，比電動和液動要經(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)在電動調(diào)節(jié)閥應(yīng)用范圍越來越廣,，但是在化工領(lǐng)域，氣動調(diào)節(jié)閥還是占據(jù)著的優(yōu)勢,。
氣動執(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。
02電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于動力廠或核動力廠,，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執(zhí)行器，但液動執(zhí)行器造價(jià)要比電動高很多,。電動執(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,，這是氣動執(zhí)行器所作不到，氣動執(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,、液動執(zhí)行器的地方。
03液動執(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。
