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智能电动执行器及其发展趋势

工业生产过程自动调节系统一般由检测器、调节器、执行器和

调节对象组成。其中执行器总是不可缺少，一般由执行机构和调节机构（一

般称为调节阀）组成。止匕外，根据需要还可配上阀门定位器和手轮机构等

附件。

执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用，常被称

为实现生产过程自动化的“手足”。电动执行器以电能为动力，接受调节器

来的标准信号（模拟量或数字量），通过将这信号变成相对应的机械位移（转

角、直线或多转）来自动改变操作变量（调节阀、风门、挡板开度等），以

达到对被调参数（温度、压力、流量、液位

...库.

等）进行自动调节的目的，使生产过程按预定要求进行。所以电动执

行器对自动调节系统的安全运行、可靠性及调节品质的优劣都有很大影响。

相对气动、液动执行器而言，电动执行器主要有3点优势:

（1）无需特殊的气源和空气净化等装置。即使电源失电时，

也能保持原执行位置；

(2)可远距离传输信号，电缆敷设比气管和液体管道敷设方便得多，

且便于线路检查；

(3)与计算机连接方便简洁，更适应采用电子信息新技术。

一、DKJ型电动执行器及其不足

电动执行器有角行程和线行程之分。DKJ型角行程电动执行器是

DDZ-II型电动单元组合仪表中的执行单元，是传统电动执行器的典型产品。

它主要由伺服放大器和执行机构两部分组成，接受来自调节单元、变送单元

或手动操作器输出的统一标准电流信号，将其转换成与之相对应的机械位移

输出。

虽然DKJ型电动执行器在各工业部门都有较多应用，但它存在着不

足，主要有以下几点：

(1)产品规格品种较单一，且只有一种位移速度，不能满足一些复

杂系统要求；

(2)没有力矩保护和行程开关，虽然电动机能堵转，但其转矩(或力

矩)一直施加在阀门或生产设备上，使阀门或生产设备容易受损而减小使用

寿命；

(3)制动器容易磨损，电容击穿问题也较大，平均故障间隔时间

(MTBF)为10000h左右；

(4)在机械上不能自锁，增加了对制动器的可靠性要求。

二、智能电动执行器及特点

近年来，电动执行机构获得了快速发展，国内外一些厂商相继推出

带现场总线通信协议的智能电动执行器。新型智能电动执行器利用微机和现

场总线通信技术将伺服放大器与执行机构合为一体，不仅实现了双向通信、

PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等多种控制技术要求的功能，还

增设了行程保护、过力矩保护、电动机过热保护、断电信号保护、输出现场

阀位指示和故障报警等功能。它可进行现场操作或远方操作，完成手动操作

及手动/

自动之间无扰动切换。

智能电动执行器采用新颖结构部件。伺服放大器中采用了微处理器

系统，所有控制功能均可通过编程实现，还具有数字通信接口，从而具有

HART协议或现场总线通信功能，成为现场总线控制系统中的一个节点。有

的伺服放大器中还采用变频器技术，可更有效控制伺服电机动作。减速器采

用新颖传动结构，运行平稳、传动效率高，无爬行、摩擦小。位置发送器采

用新技术和新方法，有的采用霍尔效应传感器，直接感应阀杆的纵向或旋转

动作，实现了非接触式定位检测；有的采用特殊电位器，电位器中装有球轴

承和特种导电材质做成的电阻薄片；有的采用磁阻效应的非接触式旋转角度

传感器。

智能电动执行器通常都有液晶显示器和手动操作按钮，用于显示各

种状态信息和输入组态数据以及手动操作等。

智能电动执行器与传统电动执行器相比，主要有如下特点：

(1)主要参数技术指标先进，如工作死区、基本误差、回差等指标

已达到或接近世界先进水平，超过国内现有DDZ-II、III型电动执行器。

(2)采用先进微机和数字显示技术，以智能伺服放大器取代传统伺

服放大器，以数字式操作器取代原有模拟指针式操作器，解决了数字显示跳

动频繁而造成人眼疲劳的问题。

(3)功能强、使用方便，具有自诊断、自调整和PI调节等功能，尤

其是PI调节功能可省去前级调节器，直接接受变送器信号。

(4)增加了流量特性软件修正。采用微处理机后，能灵活地设定、

改变流量特性，提高调节阀控制性能