電動執行器的選型及其發展趨勢
電動執行器又稱閥門電動裝置，它是在不同行業(ye) 領域的稱謂，在工業(ye) 管道閥門行業(ye) 稱之為(wei) 閥門電動裝置，在儀(yi) 表行業(ye) 稱之為(wei) 電動執行器，但現在業(ye) 內(nei) 已沒有很明確的區分，本文所涉及到的關(guan) 於(yu) 稱謂問題將統一稱之為(wei) 電動執行器。
閥門在工業(ye) 管路控製中是經常使用的重要設備，電動閥門隨著工業(ye) 自動化的發展，因其動力源容易取得，且一般情況下無需維護的優(you) 點，比起氣動、液動等不同驅動方式的設備使用更為(wei) 普遍。在工業(ye) 場合電動閥門必需具有更高的可靠性和**性，當閥門能保證性能和壽命的情況下，電動閥門的**性與(yu) 可靠性取決(jue) 於(yu) 電動執行器，因此電動執行器的性能、控製水平是電動閥門整機技術水平的綜合表現。所以在電動執行器選型時除必需考慮的一些基本要素外，對其提出合理的技術要求才能使電動閥門價(jia) 值實現*大化。
電動執行器的類型很多，不同類型和功能的電動執行器與(yu) 閥門配套後都可稱之為(wei) 電動閥門，但往往在設計、選型的過程中隻重視閥門的參數忽略或沒有明確電動執行器的相關(guan) 要求，這樣不僅(jin) 使電動閥門發揮不出*佳的性能，而且在安裝、調試、使用過程中也會(hui) 帶來不必要的麻煩，甚至給生產(chan) 造成嚴(yan) 重的後果。
本文將針對電動執行器選型考慮的要點進行說明，並對目前智能電動執行器的相關(guan) 功能做簡單介紹，它將是當今乃至將來工業(ye) 自動化控製發展所需的主流產(chan) 品。
（一）電動執行器選型考慮要點
一、根據閥門類型選擇電動執行器
閥門的種類相當多，工作原理也不太一樣，一般以轉動閥板角度、升降閥板等方式來實現啟閉控製，當與(yu) 電動執行器配套時首先應根據閥門的類型選擇電動執行器。
1．角行程電動執行器（轉角<360度）
電動執行器輸出軸的轉動小於(yu) 一周，即小於(yu) 360度，通常為(wei) 90度就實現閥門的啟閉過程控製。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分為(wei) 直連式、底座曲柄式兩(liang) 種。
a)直連式：是指電動執行器輸出軸與(yu) 閥杆直連安裝的形式。
b)底座曲柄式：是指輸出軸通過曲柄與(yu) 閥杆連接的形式。
此類電動執行器適用於(yu) 蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2．多回轉電動執行器（轉角>360度）
電動執行器輸出軸的轉動大於(yu) 一周，即大於(yu) 360度，一般需多圈才能實現閥門的啟閉過程控製。
此類電動執行器適用於(yu) 閘閥、截止閥等。
3．直行程（直線運動）
電動執行器輸出軸的運動為(wei) 直線運動式，不是轉動形式。
此類電動執行器適用於(yu) 單座調節閥、雙座調節閥等。
二、根據生產(chan) 工藝控製要求確定電動執行器的控製模式
電動執行器的控製模式一般分為(wei) 開關(guan) 型（開環控製）和調節型（閉環控製）兩(liang) 大類。
1．開關(guan) 型（開環控製）
開關(guan) 型電動執行器一般實現對閥門的開或關(guan) 控製，閥門要麽(me) 處於(yu) 全開位置，要麽(me) 處於(yu) 全關(guan) 位置，此類閥門不需對介質流量進行**控製。
特別值得一提的是開關(guan) 型電動執行器因結構形式的不同還可分為(wei) 分體(ti) 結構和一體(ti) 化結構。選型時必需對此做出說明，不然經常會(hui) 發生在現場安裝時與(yu) 控製係統衝(chong) 突等不匹配現像。
a)分體(ti) 結構（通常稱為(wei) 普通型）：控製單元與(yu) 電動執行器分離，電動執行器不能單獨實現對閥門的控製，必需外加控製單元才能實現控製，一般外部采用控製器或控製櫃形式進行配套。
此結構的缺點是不便於(yu) 係統整體(ti) 安裝，增加接線及安裝費用，且容易出現故障，當故障發生時不便於(yu) 診斷和維修，性價(jia) 比不理想。
b)一體(ti) 化結構（通常稱為(wei) 整體(ti) 型）：控製單元與(yu) 電動執行器封裝成一體(ti) ，無需外配控製單元即可現實就地操作，遠程隻需輸出相關(guan) 控製信息就可對其進行操作。
此結構的優(you) 點是方便係統整體(ti) 安裝，減少接線及安裝費用，容易診斷並排除故障。但傳(chuan) 統的一體(ti) 化結構產(chan) 品也有很多不完善的地方，所以產(chan) 生了智能電動執行器，關(guan) 於(yu) 智能電動執行器後麵將再做說明。
2．調節型（閉環控製）
調節型電動執行器不僅(jin) 具有開關(guan) 型一體(ti) 化結構的功能，它還能對閥門進行**控製，從(cong) 而**調節介質流量。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細說明。下麵就調節型電動執行器選型時需注明的參數做簡要說明。
a)控製信號類型（電流、電壓）
調節型電動執行器控製信號一般有電流信號(4～20mA、0～10mA)或電壓信號(0～5V、１～5V)，選型時需明確其控製信號類型及參數。
b)工作形式（電開型、電關(guan) 型）
調節型電動執行器工作方式一般為(wei) 電開型（以4～20mA的控製為(wei) 例，電開型是指4mA信號對應的是閥關(guan) ，20mA對應的是閥開），另一種為(wei) 電關(guan) 型（以4-20mA的控製為(wei) 例，電開型是指4mA信號對應的是閥開，20mA對應的是閥關(guan) ）。一般情況下選型需明確工作形式，很多產(chan) 品在出廠後並不能進行修改，奧美閥控生產(chan) 的智能型電動執行器可以通過現場設定隨時修改。
c)失信號保護
失信號保護是指因線路等故障造成控製信號丟(diu) 失時，電動執行器將控製閥門啟閉到設定的保護值，常見的保護值為(wei) 全開、全關(guan) 、保持原位三種情況，且出廠後不易修改。奧美閥控生產(chan) 的智能電動執行器可以通過現場設定進行靈活修改，並可設定任意位置（0~100%）為(wei) 保護值。
三、根據閥門所需的扭力確定電動執行器的輸出扭力
閥門啟閉所需的扭力決(jue) 定著電動執行器選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門廠家自行選配，做為(wei) 執行器廠家隻對執行器的輸出扭力負責，閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決(jue) 定，但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區別，所以不同廠家生產(chan) 的同規格閥門所需扭力也有所區別，即使是同個(ge) 閥門廠家生產(chan) 的同規格閥門扭力也有所差別，當選型時執行器的扭力選擇太小就會(hui) 造成無法正常啟閉閥門，因此電動執行器必需選擇一個(ge) 合理的扭力範圍。
四、根據所選電動執行器確定電氣參數
因不同執行器廠家的電氣參數有所差別，所以設計選型時一般都需確定其電氣參數，主要有電機功率、額定電流、二次控製回路電壓等，往往在這方麵的疏忽，結果控製係統與(yu) 電動執行器參數不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲(si) 熔斷、熱過載繼電器保護起跳等故障現像。
五、根據使用場合選擇外殼防護等級、防爆等級
1．外殼防護等級
外殼防護等級是指電動執行器的殼體(ti) 防外物、防水等級，以字母IP後加兩(liang) 位數表示，**位由1～6表示防外物等級（見表一），**位由１～８表示防水等級（見表二）。
表一、**位數字代表的防外物等級
數字 防護等級
簡 要 說 明 型號含義(yi)
0 無防護 省略不標該防護特征時，無專(zhuan) 門的防護。
1 防護直徑＞50mm的固體(ti) 能防止直徑超過50mm的固體(ti) 異物進入殼體(ti) 內(nei) ，人體(ti) 某一大麵積部分如手(但對有意識的接觸並無防護)。
2 防護直徑＞12.5mm的固體(ti) 能防止手指或類似物，直徑超過12mm長度不超過80mm的固體(ti) 異物進入殼體(ti) 內(nei) 。
3 防護直徑＞2.5mm的固體(ti) 能防止直徑大於(yu) 2.5mm的工具、電線等異物進入殼體(ti) 內(nei) 。
4 防護直徑＞1.0mm的固體(ti) 能防止直徑大於(yu) 1mm的固體(ti) 異物進入殼體(ti) 內(nei) 。
5 防塵 不能完全防止塵埃進入殼體(ti) 內(nei) ，但進入量不足達到妨礙設備正常運行。
6 塵密 無塵埃進入
表二、**位數字代表的防水等級
數字 防護等級
簡 要 說 明 定 義(yi)
0 無防護 省略不標該防護特征時，無專(zhuan) 門的防護。
1 防滴 垂直滴水無有害影響。
2 15°防滴 設備與(yu) 垂直線成15°角以內(nei) 時，垂直滴水無有害影響。
3 防淋水 與(yu) 垂直線成60°以內(nei) 的淋水無有害影響。
4 防濺水 任何方向濺水無有害影響。
5 防噴水 任何方向衝(chong) 水無有害影響。
6 防海浪 猛烈海浪或強烈噴水時進入外殼水量不至於(yu) 達到有害影響。
7 防浸水 浸入在規定壓力的水中經規定的時間後，進入外殼水量不至於(yu) 達到有害影響。
8 防潛水 能按製造廠規定的條件長期潛水，其技術條件由製造廠規定。
2．防爆等級
在可能出現爆炸性氣體(ti) 、蒸汽、液體(ti) 、可燃性粉塵等而引起火災或爆炸危險的場所時，必需對電動執行器提出防爆要求，根據不同的應用區域選擇防爆形式和類別。防爆等級可通過防爆標誌ＥＸ及防爆內(nei) 容來表示（參考《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836－2000）。
防爆標誌內(nei) 容包括：防爆型式+設備類別+（氣體(ti) 組別）+溫度組別
a)防爆型式：根據所采取的防爆措施，可分為(wei) 本質**型、隔爆型、增安型、正壓型、澆封型、充砂型等。它們(men) 的標識如下表三。
表三、防爆形式及標誌
防爆型式 防爆型式標誌 防爆型式 防爆型式標誌
本質**型 Eｘi 隔爆型 Eｘd
充砂型 E x q 增安型 Eｘe
澆封型 E x m 正壓型 Eｘp
b)設備類別：
表四、設備類別
I 類 煤礦井下用電氣設備。
II 類 除煤礦外的其他爆炸性氣體(ti) 環境用電氣設備。
II類隔爆型“Eｘd”和本質**型“Eｘi”電氣設備按其適用於(yu) 爆炸性氣體(ti) 混合物的*大試驗**間隙或*小點燃電流比，進一步分為(wei) 又分為(wei) IIA、IIB、和IIC類,其它們(men) 之間的關(guan) 係如下表五：
表五、氣體(ti) 組別
氣體(ti) 組別 *大試驗**間隙MESG (mm) *小點燃電流比MICR
IIA MESG≥0.9 MICR＞0.8
IIB 0.9＞MESG＞0.5 0.8≥MICR≥0.45
IIC 0.5≥MESG 0.45＞MICR
c)溫度類別：
電氣設備按其*高表麵溫度分為(wei) T1～T6組，使得對應的T1～T6組的電氣設備的*高表麵溫度不能超過對應的溫度組別的允許值。溫度組別、設備表麵溫度和可燃性氣體(ti) 或蒸汽的引燃溫度之間的關(guan) 係如下表六：
表六、溫度組別
溫度級別 設備的*高表麵溫度T 可燃性物質的點燃溫度
T1 450℃ T>450℃
T2 300℃ 450℃≥T＞300℃
T3 200℃ 300℃≥T＞200℃
T4 135℃ 200℃≥T＞135℃
T5 100℃ 135℃≥T＞100℃
T6 85℃ 100℃≥T＞85℃
（二）智能電動執行器是當今乃至將來發展的主流
考慮以上所述的五大因素電動執行器基本能夠比較理想選型，但隨著工業(ye) 自動化的不斷發展，特別是計算機速度的飛速發展，傳(chuan) 統電動執行器的弊端及無法實現的功能也隨之表露出來，一種**、穩定、可靠、界麵友好、智能化的電動執行器才能與(yu) 自控係統相適應。那麽(me) 智能電動執行器有哪些優(you) 點呢?它又能解決(jue) 傳(chuan) 統產(chan) 品的哪些弊端呢？下麵針對380V電源驅動的智能電動執行器的優(you) 點做簡單介紹。
一、豐(feng) 富的信息顯示及人性化的人機對話界麵
傳(chuan) 統的電動執行器一般不具備太多的信息提示，所以在現場很難知道電動閥門的運行情況，特別是當出現故障時不容易診斷並排除故障。智能型電動執行器解決(jue) 了這個(ge) 問題，他將電動執行器的運行進行檢測並將信息通過液晶顯示屏顯示，這樣就減少了很多人為(wei) 診斷過程，並能及時排除故障恢複生產(chan) 。特別值得一提的是很多產(chan) 品往往是代碼或英文，不便於(yu) 現場工作理解操作，真正的人性化人機對話界麵應該是全中文字顯示，奧美閥控生產(chan) 的智能電動執行器就是全中文字菜單顯示。
二、可組態的多組信號輸出
電動執行器信號輸出的多少是執行器對其自身及閥門運行狀態監視程度高低的體(ti) 現之一，傳(chuan) 統電動執行器一般是以機械微動開關(guan) 觸點輸出，輸出點數有限，且以固定形式及固定的信息定義(yi) 輸出，在選型如沒明確要求，產(chan) 品一但出廠很難再做更改，這樣不便於(yu) 使用的靈活性，也不能適應強大的係統控製要求。智能電動執行器必需能有更多的信號輸出點數，且對應信息定義(yi) 可靈活組態。
三、解決(jue) 相序問題
三相電機存在著相序問題，當三相電源相序錯誤，控製開閥、關(guan) 閥時與(yu) 閥門的實際轉向相反，失控將造成電動執行器、閥門嚴(yan) 重損壞。所以初次安裝調試時必需手動進行相序糾錯，否則損壞將不可避免，但往往現場接線與(yu) 調試是不同人員，常常發生沒有相序糾錯而使設備損壞的現像。而智能電動執行器可以不必考慮相序問題，內(nei) 部電路檢測接入交流電源的相序，通過邏輯運算實現自動糾錯，不管怎麽(me) 接都能按正確的轉向工作。
四、電源缺相保護
三相電機一但缺相將會(hui) 使電機損壞，傳(chuan) 統電動執行器一般不具備缺相保護。智能電動執行器對三相電源進行檢測，能在缺相的時候及時進行保護。需要注意的一個(ge) 事實是，絕大多數的電機缺相是在電機運行時發生的，而一般的缺相檢測隻能檢測電機靜態下的缺相。奧美閥控生產(chan) 的智能電動執行器能在動、靜態下實時檢測缺相是否存在，一但缺相發生將及時進行保護，通過屏幕顯示，發出報警信號。
五、超強自診斷功能
電動執行器不管運行與(yu) 否，一但被接通電源時就必需能自行診斷檢測，當診斷出故障時操作將被禁止，並通過液晶顯示屏顯示各故障報警信息，並將信號輸出給控製係統，這樣對設備的**、可靠不隻增加了一層保險，也縮短排除故障的時間，使故障診斷實現智能化，這是傳(chuan) 統產(chan) 品所不具備的功能。
六、可修改的參數設定
傳(chuan) 統電動執行器一般出廠後參數是不可改的，智能型電動執行器徹底改變了這種局限性，它通過內(nei) 部程序實現設定，可隨時進行參數的修改，不管是初裝還是使用過程中都可進行修改，使得設備發揮其強大的靈活性。
七、非侵入隔離密封
傳(chuan) 統電動執行器現場操作按鈕（或旋鈕）一般采用慣通軸，所以密封性能較差，智能型電動執行器一般采用非侵入式設計，操作按鍵與(yu) 內(nei) 部電路完全隔離，使得密封問題得到徹底的解決(jue) 。實現了免開蓋設定、操作、查詢。