執(zhí)行器在系統(tǒng)中的作用是執(zhí)行控制器的命令,直接控制能量或物料等被測(cè)介質(zhì)的輸送量,是自動(dòng)控制的終端主控元件。執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),長(zhǎng)年和生產(chǎn)工藝中的介質(zhì)直接接觸,執(zhí)行器的選擇不當(dāng)或維護(hù)不善常使整個(gè)控制系統(tǒng)不能可靠工作,嚴(yán)重影響控制品質(zhì)。
從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),執(zhí)行器一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)部分,按照控制器輸送的信號(hào)大小產(chǎn)生推力或傳移,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分。我們常見(jiàn)的是調(diào)節(jié)閥。它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操縱改變閥芯與閥座間的流通面積,達(dá)到調(diào)節(jié)工藝介質(zhì)的流量。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的能源種類可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。在智能樓宇中常用電動(dòng)執(zhí)行器。
一、電動(dòng)執(zhí)行器
電動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)使用要求有各種結(jié)構(gòu)。電磁閥是電動(dòng)執(zhí)行器中最簡(jiǎn)單的一種,它利用電磁鐵的吸合和釋放對(duì)小口徑閥門作通、斷兩種狀態(tài)的控制,由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,常和兩位式簡(jiǎn)易控制器組成簡(jiǎn)單的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。除電磁閥外,其它連續(xù)動(dòng)作的電動(dòng)執(zhí)行器都使用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力元件,將控制器來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的開(kāi)度。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出方式有直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種類型,可和直線移動(dòng)的調(diào)節(jié)閥、旋轉(zhuǎn)的蝶閥、多轉(zhuǎn)的感應(yīng)調(diào)壓器等配合工作,如圖3-11所示。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成一服采用隨動(dòng)系統(tǒng)的方案、如圖3-12所示。 .
從控制器來(lái)的信號(hào)通過(guò)伺服放大器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),經(jīng)減速器帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥,同時(shí)經(jīng)位置發(fā)訊器將閥桿行程反饋給伺服放大器,組成位置隨動(dòng)系統(tǒng),恢靠仰置負(fù)反饋,保證輸人信號(hào)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為閥桿的行程。
在結(jié)構(gòu)上,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)除可與調(diào)節(jié)閥組裝整體式的執(zhí)行器外,常單獨(dú)分裝以適應(yīng)各方面的需要。在許多工藝調(diào)節(jié)參數(shù)中,電動(dòng)執(zhí)行器能直接與具有不同輸出信號(hào)的各種電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表配合使用。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的聯(lián)接有兩種方式:
①直接聯(lián)接執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如閥門)的的上部,直接驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),這類執(zhí)行機(jī)構(gòu)有直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥的線圈控制機(jī)構(gòu)、電動(dòng)閉門的電動(dòng)裝置、氣動(dòng)簿膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。
②間接聯(lián)接執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分開(kāi)安裝,通過(guò)轉(zhuǎn)臂及連桿聯(lián)接,轉(zhuǎn)臂作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這類執(zhí)行機(jī)構(gòu)有角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
氣動(dòng)執(zhí)行器是指以壓縮空氣為動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)載能力大、防火防爆等待點(diǎn)。
氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有薄膜式和活塞式兩大類。并以薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣。氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣缸內(nèi)的活塞輸出推力,由于氣缸允許操作壓力較大,故可獲得較大的推力,并容易制造成長(zhǎng)行程的執(zhí)行機(jī)構(gòu),所以它特別適用于高靜壓,高壓差以及需要較大推力和位移(轉(zhuǎn)角或直線位移)的應(yīng)用場(chǎng)合。由于氣動(dòng)執(zhí)行器席要壓縮空氣為動(dòng)力,故比電動(dòng)執(zhí)行器要多一整套的氣源裝置,使用安裝維護(hù)比較復(fù)雜,故在智能樓宇中不常采用。
二、電磁閥
電磁閥是常用電動(dòng)執(zhí)行器之一,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,多用于兩位控制中。如圖3-13所示,它是利用線圈通電后,產(chǎn)生電磁吸力提升活動(dòng)鐵心,帶動(dòng)閥塞運(yùn)動(dòng)控制氣體或液體流量通斷。電磁閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種,團(tuán)3-13為直動(dòng)式電磁閥。這種結(jié)構(gòu)中,電磁閥的活動(dòng)鐵心本身就是閥塞,通過(guò)電磁吸力開(kāi)閥,失電后,由恢復(fù)彈簧閉閥。圖3-14為先導(dǎo)式結(jié)構(gòu),由導(dǎo)閥和主閥組成,通過(guò)導(dǎo)閥的先導(dǎo)作用促使主閥開(kāi)閉。線圈通電后,電磁力吸引活鐵心上升,使排出孔開(kāi)啟,由于排出孔遠(yuǎn)大于平衡孔,導(dǎo)致主閥上膠中壓力降低,但主閥下方壓力仍與進(jìn)口例壓力相等,則主閥因差壓作用而上升,閥呈開(kāi)啟狀態(tài)。斷電后,活動(dòng)鐵心下落,將排出孔封閉,主閥上膠因從平衡孔沖入介質(zhì)壓力上升,當(dāng)約等于進(jìn)口例壓力時(shí),主閥因本身彈簧力及復(fù)位彈簧作用力,使閥呈關(guān)閉狀態(tài)。
電磁閥的型號(hào)可根據(jù)工藝要求選擇,其通徑可與工藝管路直徑相同。
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