電動執行器(電動執行機構)是自動化過程控制領域常用的機電一體化設備。它以電為動力源,接收控制設備發送的模擬量或數字量標準信號,通過將這些信號變成相對應的轉角或行程等機械位移來改變與操作閥門(調節閥、風門、擋板開度等),使調節參數(壓力、流量、溫度、液位等)能夠自動調節。電動執行器可以使生產過程按照預定的要求進行,它是過程自動控制系統中極其重要的執行設備,廣泛應用于電力、石油、化工、冶金等行業。電動執行器根據其工作環境可分為普通型、防爆型、防腐型、核電型等;按照其輸出運動的形式又可分為多回轉(輸出軸轉角大于360°)、角行程(轉角小于360°,多為90°)和直行程(輸出軸直線運動);按其控制方式也可分為開關型和調節型。
電動執行器發展歷程
早期的工業領域,有許多的控制是手動和半自動的,在操作中人體直接接觸工業設備的危險部位和危險介質(固、液、氣三態的多種化學物質或輻射物質),對人體有危害,存在安全風險;另一個方面,設備使用壽命短、易損壞、維護量大。
1905年,德國西門子公司生產了世界上第一臺電動執行器,從此電動執行器進入工業自動化領域,伴隨著科學技術的發展和自動化控制系統的進步不斷發展完善。早期的電動執行器主要由電機、機械傳動部件和位置、扭矩信號開關組成。
二十世紀七、八十年代,隨著計算機技術和大規模集成電路技術的發展,出現了可編程序控制器(PLC),使得集中式與分散式相結合的分散型控制系統(DCS)應運而生,從這一階段開始,電動執行器成為機電一體化的現場設備。二十世紀末,隨著計算機網絡技術的發展,企業對綜合自動化和管理現代化的要求不斷提高,工業自動化系統逐漸向數字化網絡化方向發展,這一時期,以單片微處理器為核心的電動執行器開始出現,并逐漸成為市場主流。單片微處理器的應用,使得電動執行器由原有的硬件控制變成了軟件控制,使電動執行器從單一的現場執行單元轉變為數字化的現場設備,走向了智能化控制。
國產電動執行器發展階段
初級階段(1964年~1980年)
我國電動執行器的研制起步較晚,是以蘇聯有觸點的執行器作為參考的。這個時期的電動執行器僅用于驅動閘閥、截止閥等閥門的多回轉產品,以機械結構為主,輸出轉矩范圍窄,規格單一。
快速發展階段(1981年~2000年)
在此期間,通過引進西方國家產品和技術,產品種類增加,適應性強,傳動技術進步較大,簡單控制初步實現,產品標準逐步制定。這個時期的電動執行器以結構簡略、經濟實用等優勢被國營大型企業運用。
真正意義上我國研制的第一種電動執行器(電動執行機構)是在上個世紀八十年代,在我國電力電子技術的推動下,研制出了無觸點(當時隨著電子技術的發展,出現了無觸點的大功率開關如晶閘管)的DKJ角行程電動執行器和DKZ直行程電動執行器。
高新控制技術應用階段(2000年至今)
隨著嵌入式控制系統、傳感器及通信技術的發展,非侵入式產品應運而生,智能型、總線型產品得到推廣應用,并制定了國家標準。
電動執行器正朝著小型化、一體化、數字化、智能化、總線化和網絡化方向快速發展,美福智控致力于推進國產電動執行器在產品的品種、控制精度、工藝水平、可靠性、智能化和網絡化等方面的進步,改善國內有自主知識產權的高性能電動執行器相對匱乏的局面。美福智控將重視與世界在電動執行器方面的差距,明確目標,通過努力盡快減小國產電動執行器與世界先進水平的差距。