执行机构和气路控制
气动执行机构工作原理
气动执行机构工作原理
气动执行机构工作原理是基于气动原理和控制技术的一种机电传动装置。
它通过控制压缩空气的流动方式，使得执行机构能够实现一定的运动或力的输出。
气动执行机构的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 气源供气：气动执行机构的压缩空气是通过气源供应系统提供的。
气源一般包括空气压缩机、气体储气罐等。
气源供气时，通过调节阀门可以控制气源的压力大小。
2. 控制气流：控制气动执行机构的运动需要调控气流的流向和流量。
通常通过气控单元来实现，它包括气动阀门、电磁阀、气动开关等。
通过打开或关闭这些气控元件，可以改变气源的流向和流量。
3. 转换为机械运动：当气流进入气动执行机构内部时，它会作用于内部的活塞或薄膜等工作元件上。
通过气压的作用，活塞向前或向后运动，从而带动连杆、摩擦轮等机械部件实现运动。
4. 力的输出：根据不同的应用需求，气动执行机构可以输出不同的力或运动。
当气源压力足够高时，可以通过放大机构来增大力的输出。
同时，通过分别控制进气口和排气口的流量大小，也可以实现不同的速度和力的调控。
需要注意的是，气动执行机构的工作过程中，因为气源的压力和流量是通过控制元件来调控的，所以控制系统的稳定性和准
确性对其工作性能有着重要影响。
一个完善的气动执行机构应该具备控制方便、运动平稳、可靠性高等特点。
06 执行机构知识
06 执行机构知识
一体化、分体式电动执行机构还可以按调试类型分为机械式和智能型。 所谓机械式就是通过手动调节行程齿轮开关、力矩齿轮开关来实现阀门的开关限位。
角行程气动执行器
直行程气动执行器 薄膜气动执行器
06 执行机构知识
1、气动执行机构分类 按照结构可分： 气动薄膜执行机构 汽缸式执行机构 按控制方式分： 单动型：弹簧复位，气路切断或故障，阀门自动开启或关闭 双动型：气缸两侧进气，阀门开启和关闭两位式控制
对于单动型的进气方向分为： 气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门） 气关式（进气关闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）
06 执行机构知识
4、气动执行机构常见故障及产生的原因 1.调节阀不动作。故障现象及原因如下： （1）无信号、无气源 ①气源未开②由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵③ 空压机故障④气源总管泄露 （2）有气源，无信号 ①调节器故障②信号管泄露③定位器波纹管漏气 （3）定位器无气源 ①过滤器堵塞②减压阀故障③管道泄露或堵塞 （4）定位器有气源，无输出 定位器的节流孔堵塞 （5）定位器输出正常调节阀不动作 ①阀芯脱落②阀芯与阀座卡死③阀杆弯曲或折断④阀座阀芯冻结或焦块污物⑤执行机 构弹簧因长期不用而锈死
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0 6
执行机构知识
06 执行机构知识
一、执行机构的基本介绍
1、执行机构的作用 以电能、压缩空气或压力油为动力，输出与控制信号相对应的转角或直线位移，以 一定转矩或推力推动调节机构，从而完成生产过程参数控制要求的装置，也称执行器。 执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用。人们常把它称为实现生产过 程控制的手足，因为它在自动化控制系统中接受来自控制仪表或人工给定的控制信号，对 其进行功率放大，然后转换为输出轴的相应的角位移或直线位移，用以推动各种调节机构， 如调节阀、风门挡板等，改变被调介质流量，以完成各种过程参数（如温度、压力、流量、 液位等）进行调节的目的，使生产过程按预定要求正常进行。 执行机构的动作规律通常是线性的，也有采用等百分比型的。其控制信号有连续的 电流信号，也有断续的电压信号或脉冲信号。
气动薄膜执行机构和控制器
气动薄膜执行机构和控制器
气动薄膜执行机构可以将气体压力转化为机械运动的力和位移，常用于各种工业自动化系统中。
它由薄膜、壳体、接口和连接件等组成。
薄膜是气动薄膜执行机构的主要部件，通常由聚酯、氨纶等材料制成，具有柔韧性和耐磨性。
当气体通过薄膜时，薄膜会产生变形，进而实现运动。
薄膜的变形程度可以通过调节气体的压力来控制。
壳体是气动薄膜执行机构的外壳，保护内部部件并提供固定和支撑作用。
通常采用铝合金、不锈钢等材料制成，具有较好的强度和耐腐蚀性能。
接口和连接件用于将气动薄膜执行机构与其他系统（如传感器、阀门等）连接起来，通常采用螺纹连接、法兰连接等方法。
控制器是用于控制气动薄膜执行机构运动的设备，可以控制气体的压力、流量等参数，从而实现对机构的运动速度和力的控制。
常见的控制器有气压控制阀、电磁阀等。
综上所述，气动薄膜执行机构和控制器是一种常用的工业自动化装置，通过气体压力驱动薄膜变形从而实现机械运动，并通过控制器对其进行控制。
什么是执行机构执行机构
执行机构讲义执行机构讲义一、执行机构的由来执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。
主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。
按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。
由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，所以电动型近年来发展最快，应用面较广。
电动型按不同标准又可分为：组合式结构和机电一体化结构；电器控制型、电子控制型和智能控制型（带HART、FF协议）；数字型和模拟型；手动接触调试型和红外线遥控调试型等。
它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的：1．早期的工业领域，有许多的控制是手动和半自动的，在操作中人体直接接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤害，很不安全；2．设备寿命短、易损坏、维修量大；3．采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、误差大，生产效率低下。
基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和效率，同时也极大提高了生产效率。
今年来随着电子元器件技术、计算机技术和控制理论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智能控制的时代。
二、执行机构的英文名：ACTUATORS三、执行机构的应用领域执行机构主要应用在以下三大领域：1．发电厂典型应用有：①火电行业应用送风机风门挡板一次进风风门挡板空气预热风门挡板烟气再循环旁路风门挡板二次进风风门挡板主风箱风门挡板燃烧器调节杆燃烧器摇摆驱动器液压推杆驱动器叶轮机调速烟气调节阀蒸气调节阀球阀和蝶阀控制滑动门闸门②其它电力行业的阀门执行器应用球阀除尘控制喷水叶轮机转速控制控制大型液压阀燃气控制阀燃烧器点火启动蒸气控制阀冷凝水再循环, 脱氧机，锅炉给水，过热控制器，再加热恒温控制器，及其它相关阀门应用2．过程控制用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。
执行机构和气路控制
二、执行机构
2、分类 • 根据所用的能源的不同，执行机构可分为气动、液动、电
动和自力式等。气动执行机构是压缩空气供风为动力，特 点是结构简单、安全防爆，低成本；液动执行机构是以液 压为动力，特点是功率大、动作快，但使用成本高，结构 复杂；电动执行机构有电源盒控制信号驱动伺服电机来动 作，这种仪表易于电动仪表连接，功率大，动作大，但应 注意在防爆场合下使用；自力式执行机构依靠被调介质本 身的能量来动作，如有介质的压力带动。 • 按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等 几类。
小知识
拓展一下思维，塔顶的冷凝器的冷却水上水调节阀，应该是气开、 气关呢？为了保证冷凝器不处于高温下，或者说在调节阀出现失去气 源的情况下，为了塔顶压力、温度正常，这个时候是不允许冷却水出 现停水状况的，那么这个调节阀在事故状态下就应该是处于开启状态 ，恰恰和加热器的调节阀相反，道理都一样，就是为了维持这个精镏 塔的正常、稳定操作，事故状态下不会有恶劣的影响，为了安全，这 个阀“无气源则开”，很显然，这个调节阀应该选气关阀（气来了才 能关嘛）。特殊的情况，加热器的蒸汽调节阀也有可能选气关，比如 塔釜的物料在低温下极易结晶，一旦停止了蒸汽的加入，物料就会随 着温度的下降结晶，事故状态下为了不让其堵塞管道和设备，给人们 争取到处理事故的时间，此时要维持蒸汽的通入，保证设备管道不至 于堵塞，此时就要选气关阀。这是特例，也是根据具体的工艺操作情 况而定的。
二、执行机构
• 4.2气动活塞式执行机构 • 气动活塞式执行机构，其基本部分为气缸，气缸内活塞随 气缸两侧压差而移动。两侧可以分别输入一个固定信号和一 个变动信号，或两侧都输入变动信号。它的 输出特性有比例式及两位式两种。两位式是 根据输入执行机构活塞两侧的操作压力差来 完成推动任务的，活塞从高压侧推向低压侧 ，使推杆从一个极端位置移到另一极端位置 。比例式是在两位式基础上加有阀门定位器 后，使推杆位移与信号压力成比例关系。
执行机构安装
执行机构安装执行机构是指将输入的能量转化成机械运动的一种装置，包括电动执行机构和气动执行机构。
电动执行机构是指通过电动装置驱动的执行机构，主要包括电机、减速器和输出轴。
而气动执行机构是通过气动方式驱动的执行机构，主要包括气缸、阀门和控制装置等。
电动执行机构的安装需要按照具体的情况进行，以下是一个常见的电动执行机构安装流程：1.首先，确定电动执行机构的安装位置。
根据实际需求和设备布局，选择合适的位置安装电动执行机构，确保其能够正常工作。
2.接下来，安装电动机。
将电动机固定在机器或设备上，使用螺钉或支架将电动机牢固地固定在适当的位置。
3.安装减速器。
减速器是用来改变电动机的转速和输出力矩的装置，通常与电动机连接在一起。
将减速器根据说明书要求进行安装，确保和电动机连接紧密可靠。
4.安装输出轴。
根据具体需求，选择合适的输出轴，并根据说明书进行安装。
确保输出轴能够有效地传递力矩和运动。
5.进行电气连接。
根据电动执行机构的电气原理图，连接电机与控制设备之间的电线，确保电动执行机构能够正常受控。
6.进行测试与调试。
安装完成后，通过连接电源，对电机进行测试和调试，确保其能够按照预期工作。
气动执行机构的安装也需要按照具体的情况进行，以下是一个常见的气动执行机构安装流程：1.首先，确定气动执行机构的安装位置。
根据实际需求和设备布局，选择合适的位置安装气动执行机构，确保其能够正常工作。
2.将气缸进行安装。
根据气缸的尺寸和结构特点，选择合适的固定方式，如螺丝固定或安装支架等。
将气缸牢固地安装在设备或机器上。
3.连接气缸与控制装置。
使用适当的软管或管道，将气缸与气动控制装置（如压缩空气源和阀门）进行连接。
确保连接紧密可靠，防止漏气。
4.安装执行机构。
根据实际需求，将需要通过气动执行机构控制的设备连接到气缸的输出端，确保连接牢固可靠。
5.进行气路连接。
按照气动系统的设计图纸，连接压缩空气源、气缸和控制装置之间的气路。
确保气路畅通，无泄漏现象。
电动执行机构和气动执行机构的区别分析
电动执行机构和气动执行机构的区别分析先进的现代化工业是以生产自动化为标志的，而在自动控制系统中，逐步形成了检测、控制、执行三大单元。
执行单元是过程控制工业里的终端控制单元，通常由阀门和执行机构组成。
执行机构最广泛的定义是：可以提供直线或者旋转运动的驱动装置，利用驱动能源并在控制信号的作用下，对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。
1）驱动能源1.1 驱动源获得的难易程度电动执行机构：驱动源是电源，无论是三相电源还是单相电源，在工业现场都很方便获取。
气动执行机构：驱动源是气源，需要专门配套气源站、铺设管线，施工较为繁琐，增加预算。
气源种类有：压缩空气、氮气、清洁的天然气等。
评述：各类型工业现场，电源都很容易获取。
一些小型设备的配套执行器，用电动方案会更方便（通常小设备是没有压缩气体的，例如：压板机，盾构机等）1.2 对驱动源的要求电动执行机构：电源电压在一定范围内波动时，电机可以正常工作。
一般波动范围在额定电压的±10%气动执行机构：气源不能含油，含水，含杂质。
不洁净的气体将会影响执行机构和阀门定位器的正常运行和寿命。
评述：电源更容易保证供电质量。
气源需使用气体过滤装置，维护检测工作较多。
1.3 节能电动执行机构：仅在改变控制阀开度时，需要驱动电机，到达所需开度时电机断电。
待机状态只需少量供电维持控制单元的运作。
气动执行机构：在整个控制阀运行和待机状态中都需要有一定的气压，气压下降时，压缩机就要运行增压。
评述：通常来说，电动执行机构比气动执行机构更省电节能2）应用范围2.1 动作方式电动执行机构：配置灵活，动作方式有：直行程，角行程，多回转。
可以用于控制所有类型的阀门。
气动执行机构：通常只有直行程和角行程两种类型，通常用于控制直行程调节阀，蝶阀，球阀等，一般情况无法控制闸阀，截止阀等阀门。
评述：电动执行机构可以方便的实现多回转的动作方式，其结构形式比较灵活，尤其是用于控制闸阀，截止阀等在工业现场有巨大使用量的阀门。
轮机自动化复习题答案
１轮机自动化复习题1.画出反馈控制系统传递方框图，并简要说明测量值大于给定值时的调节过程。
图中r 表示给定值， Z 表示反馈值， e 为偏差，测量值大于给定值，即：r<z(e<0)为负偏差，此偏差驱动调节器输出一个可以减小偏差的控制量给执行机构，执行机构根据调节器改变控制对象，从而清除由于外部扰动引起的偏差保持整个系统特质平衡。
2. 画出反馈控制系统传递方框图，并简要说明测量值小于给定值时的调节过程。
图中r 表示给定值， Z 表示反馈值， e 为偏差，测量值小于给定值，即：r>z(e>0)为正偏差，此偏差驱动调节器输出一个可以减小偏差的控制量给执行机构，执行机构根据调节器改变控制对象，从而清除由于外部扰动引起的偏差保持整个系统特质平衡。
3.根据反馈控制系统传递方框图说明：环节输入、输出之间的关系，控制对象环节的两个输入的含义。
环节输出量的变化反取决于输入量的变化及该环节的特性，输出量的变化不会影响输入量。
控制对象环节的输入量有两科，一种是由执行机构动作所引起的进出系统物质或者能量的变化，这类输入通常被称为基本扰动；另一种是由于外界不可测理，无法控制的因素所引起的被控对象输出变的因素，被称为外部扰动，基本扰动和外部扰动共同作用被控对象使系统被控量偏差给定值。
4.评定反馈控制系统的品质指标有哪些？分析衰减率对系统稳定性的影响。
①指标包括最大动态偏差e max ，衰减率φ、过渡过程时间t S 、振荡次数N 及静态偏差ε等（给定值控制系统）②t S 、N 、ε、σp 、t r 、t p （随动控制系统））。
A BAj -=φ是衡量系统稳定性指标，要求φ＝0.75～0.9。
当φ＝0.75时，A 是B 的4倍，衰减比为4∶1。
φ小于0.75则系统动态过程的振荡倾向增加，降低了系统稳定性，过渡过程时间也因振荡而加长。
当φ＝0时，动态过程是等幅振荡，系统变成不稳定系统。
φ过大过渡过程时间t s 随之变大，当φ＝1时，其动态过程没有振荡，成为非周期过程。
气动阀门组成 -回复
气动阀门组成-回复气动阀门组成是指由气动执行机构和阀体两大部分组成的阀门。
气动执行机构包括气动活塞、薄膜片、膜片片靴、弹簧、气室、控制气路等，而阀体则包括阀体壳体、阀座、阀瓣、密封结构等。
首先，气动执行机构是气动阀门组成的关键部分之一。
它将气动力与机械运动相结合，实现阀门的开启和关闭操作。
在不同的气动阀门类型中，可能会采用不同的气动执行机构设计。
其中常见的有气动活塞和薄膜片两种。
气动活塞执行机构的组成主要包括气动活塞、弹簧、气室和控制气路。
气动活塞是气动阀门中的核心部件，其通过气室内的气压来实现对阀瓣的推拉作用，从而控制阀门的开闭状态。
弹簧通常用于保持阀瓣在无气压状态下的闭合，以防止介质泄漏。
气室是一个密封的腔体，供气体通过控制气路输入和输出，控制阀门的开启和关闭。
薄膜片执行机构是一种简单而可靠的气动执行机构，其组成主要包括薄膜片、膜片片靴和控制气路。
薄膜片是一种柔性材料，其通过内外两侧的气压差来实现对阀瓣的弯曲，从而控制阀门的开闭状态。
薄膜片片靴位于薄膜片周围，用于固定和保护薄膜片，防止其变形或损坏。
控制气路负责控制薄膜片两侧的气压，从而实现阀瓣的控制。
其次，阀体是气动阀门组成的另一个重要部分。
阀体通常由阀体壳体、阀座、阀瓣和密封结构等组成。
阀体壳体是整个阀门的支撑和固定结构，其内部容纳阀座、阀瓣等部件，并提供介质流通的通道。
阀座是与阀瓣配合的密封部件，负责阀门的密封性能，通常采用耐磨、耐腐蚀等性能良好的材料制成。
阀瓣是阀门的控制部件，其形状和材料的选择取决于具体的阀门类型和应用场景。
密封结构是阀门的关键组成部分，它直接影响到阀门的密封性能。
常见的密封结构有金属密封、软密封和填料密封等。
最后，气动阀门组成还包括与控制系统相连接的控制气路。
控制气路负责控制阀门的开启和关闭操作，并与控制系统进行相应的信号交互。
控制气路通常包括气源供气管路、电磁阀、气缸和传感器等。
气源供气管路将气源引入气动阀门，为其提供动力。
气动执行器的结构与分类
前面已经提到．气动执行器主要由执行机构与控制机构两大部分组成。
根据不同的使用要求，它们又可分为许多不同的型式．下面分别做一介绍。
1．执行机构.气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式两种。
其中薄膜式执行机构最为常用，它可以用作—‘般控制阀的推动装置．组成气动薄膜式执行器，习惯上称为气动薄膜调节阀。
它的结构简单、价格便宜、维修方便，应用广泛。
气动活塞式执行机构的推力较大，主要适用于大口径、高压降控制阎或蝶阀的维动装置。
除了菠膜式和活塞式之外。
还有长行程执行机构。
它的行程长、转矩大，适于输出转角(o”一90。
)和力矩，如用于蝶阀或风门的推动装置。
气动薄膜式执行机构有正作用和反作用两种型式。
当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下移动的叫正作用执行机构(zMA型)当信号压力增大时，闽杆向上移动的叫反作用执行机构(zMB型)。
正作用执行机构的信号压力是通入波纹膜片上方的薄膜气室，如图5—1—1所示；反作用执行机构的信号压力是通入波纹膜片下方的薄膜气室。
通过更换个别零件，两者便能互相改装。
根据有无弹簧执行机构可分为有弹簧的及无弹簧的，有弹簧的薄膜式执行机构员为常用，无弹簧的薄膜式执行机构常用于双位式控制(即气开气关型＞。
有弹簧的薄膜式执行机构的输出位移与输入气压信号成比例关系。
当信号压力(通常为o．02一o．1MPa)通入薄膜气空时，在薄膜上产生一个推力，使阎杆移动并压缩弹簧，直至弹簧的反作用力与推力相平衡，报杆稳定在一个新的位置。
信号压力越大，阀杆的位移量也越大。
阀杆的位移即为执行机构的直线输出位移。
也称行程。
行程规格有10 mm，16mm，25mm，40mm，60mm，100mm等。
2．控制机构.控制机构即控制闽，实际上是一个局部阻力可以改变的节流元件。
通过问杆上部与执行机构相连，下部与阎芯相连。
由于阀芯在阀体内移动．改变了阀芯与阎座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数。
被控介质的流量也就相应地改变，从而达到控制工艺参数的目的。
各种控制阀的结构和特点
各种控制阀的结构和特点控制阀也称调节阀，一般由执行机构和阀门两部分组成，其控制原理就是执行机构驱动阀杆阀芯动作，改变阀芯和阀座间的流通面积，以达到控制流体流量的目的。
其流量公式如下：Q =式中：Q ―流体体积流量A ―流通面积ξ―阻力系数ρ―流体密度1P ，2P ―阀前，阀后压力控制阀的种类繁多，按其执行机构的动力源分类，可分为气动和电动，气动又分为薄膜式和活塞式；电动又分为直行程和角行程两种。
按阀体结构形式来分，可分为单座阀、双座阀、蝶阀、角阀、偏心旋转阀（也称凸轮挠曲阀）、球阀、套筒阀、隔膜阀、快速切断阀等。
一、 单座阀(直行程)阀体内只有一个阀芯和一个阀座，其阀芯一般为柱塞形，改变阀芯形状，可改变阀的流量特性。
执行机构驱动阀芯上下移动，改变流通面积以控制流量。
流体对阀芯的推力较大，尤其在高压差、大口径时，不平衡力更大，所以单座阀不适用于高压差的场合，否则必须选用大推力的执行机构，体积大、造价高。
图1 带气动薄膜执行器的单座阀特点：单座阀结构简单，维护方便，切断性能好，泄漏量小，调节性能也很好，故被广泛采用，可用于小流量和微小流量的控制，但不平衡力大，不适用于大压差和大口径的场合。
P1（左边）>P2（右边）流开型，较稳定，常用如果从P2进P1出，为流闭型。
流路简单，流量特性准确。
二、双座阀（直行程）图2 气动薄膜直通双座阀阀内有两个阀芯和两个阀座，阀杆做上下移动时，带动阀芯上下移动，改变阀芯和阀座间的流通面积，从而改变流量。
双座阀一般采用双导向结构，正装可方便的改为反装，从而改变气开气闭的作用方式。
特点：由于流体作用在上下两个阀芯上的推力，方向相反，大小也很接近，因此双座阀的不平衡力很小，所以允许的压差较大，流通能力也比同口径的单座阀大。
两个阀芯阀座很难做到同时关闭，因此泄漏量较大，尤其在高温和低温场合，更会引起严重泄漏。
由于阀体流路较复杂，不适用于高粘度和易结晶的流体。
调节精度也比单座阀差。
asco气控块气路原理
asco气控块气路原理
ASCO气控块气路原理如下：
在正常运行时，即气、电正常情况下，电磁阀接口的P-A相通，控制室输
出的4～20mA信号传输给阀门定位器，气源信号通过定位器输出到电磁阀，经过电磁阀后进入执行机构膜头内，从而可以控制调节阀阀位和中控输出信号相对应。
当发生故障（电源或者气压信号异常、触发联锁或者控制室输出电磁阀下电指令）后，电磁阀动作，使接口A-R导通，直接将执行机构膜头内的气源
迅速通过电磁阀的R口排掉，此时无论定位器给定信号与否，均使执行机构在弹簧的作用下处于初始位置（安全位置），从而保证工艺系统处于安全状态，也保证相关设备不受损坏。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅ASCO气控块的使用说
明书或咨询专业人士。
气液联动执行机构工作原理
气液联动执行机构工作原理
气液联动执行机构是一种机电液一体化的执行机构，它是利用气压或液压作为动力源，通过压缩空气或液压油推动活塞运动，从而实现力的传递和执行工作。
其工作原理主要涉及气源供给、气路和液路控制以及执行元件等几个主要方面。
1.气源供给：气液联动执行机构的气源通常通过压缩空气来提供。
压缩空气经过压缩机压缩，经过除尘、干燥等处理后，储存在气体容器中。
气源管路通过减压阀将高压压缩空气调整为机构所需的工作压力。
2.气路控制：气路控制主要包括控制阀及相关元件。
气路控制的主要功能是控制气压的开关和调节，使其能够传递到执行元件，从而实现执行元件的运动。
气路控制主要包括节数、单通、多通、双控和单控等。
3.液路控制：液路控制主要是指对液压油的流动进行控制。
液路控制主要包括液压阀、软管、滤油器、油箱等元件。
液路控制主要通过油泵将液压油送入液压缸，从而推动活塞运动。
液压缸的运动由液压阀来控制流入和流出的液压油量，从而实现对执行元件的控制。
4.执行元件：执行元件是气液联动执行机构的重要组成部分，主要由气缸、液压缸以及执行元件本身所组成。
气缸通常通过气路控制，将压缩空气传递到活塞上，从而推动活塞运动。
液压缸则通过液路控制，将液压油传递到活塞上，从而实现力的传递和执行工作。
气液联动执行机构的工作原理可以简单概括为：通过气源供给的压缩空气或液源加以控制，推动执行元件的活塞运动，从而实现力的传递和执行工作。
它具有结构简单、运动平稳、工作可靠等特点，在自动化生产中广泛应用于机械、冶金、石油化工、航空航天等行业。
断气刹工作原理
断气刹工作原理断气刹是一种常用于汽车制动系统的装置，它的工作原理是通过控制气路来实现制动效果。
下面将详细介绍断气刹的工作原理。
1. 断气刹的组成断气刹由气压传感器、气路控制单元、制动执行机构和制动踏板组成。
2. 工作流程当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板传递给气压传感器一个信号，气压传感器将信号发送给气路控制单元。
3. 气路控制单元的作用气路控制单元根据接收到的信号，通过控制气路的开关来实现制动效果。
它会关闭气路中的气阀，使气路中的气压降低，从而实现制动。
4. 制动执行机构的作用制动执行机构是断气刹的核心部件，它接收气路控制单元发送的指令，并根据指令来实现制动。
制动执行机构通常由制动盘、制动片和制动活塞组成。
当气路控制单元关闭气阀时，制动执行机构会将制动片夹紧制动盘，从而产生制动效果。
5. 制动力的调节通过控制气路的开关，可以调节制动力的大小。
当需要较大的制动力时，气路控制单元会关闭更多的气阀，使气路中的气压降低更多，从而增加制动力。
相反，当需要较小的制动力时，气路控制单元会打开一部分气阀，使气路中的气压降低较少，从而减小制动力。
6. 制动效果的监测断气刹通常配备制动效果监测装置，它可以监测制动力的大小和制动效果的稳定性。
当制动力不足或制动效果不稳定时，监测装置会发出警报，提醒驾驶员及时维修。
总结：断气刹是一种通过控制气路来实现制动效果的装置。
它由气压传感器、气路控制单元、制动执行机构和制动踏板组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，气压传感器将信号发送给气路控制单元，气路控制单元通过控制气路的开关来实现制动效果。
制动执行机构接收气路控制单元发送的指令，将制动片夹紧制动盘，从而产生制动效果。
通过控制气路的开关，可以调节制动力的大小。
断气刹通常配备制动效果监测装置，以监测制动力的大小和制动效果的稳定性。
气动执行器工作原理
气动执行器工作原理气动执行器是工业自动化控制中常用的一种执行元件，广泛应用于阀门、门窗、机械臂等设备的控制系统中。
它通过利用气动能的转换，将气动信号转化为机械运动，实现对被控制对象的控制。
下面将详细介绍气动执行器的工作原理。
一、工作原理概述气动执行器主要由气压装置、执行机构和位置检测装置三部分组成。
其中，气压装置通过调节和控制气源的气压大小，向执行机构提供所需的气动能。
执行机构接收来自气压装置的气源，通过气缸、齿轮传动或者曲柄连杆机构等方式，将气动信号转化为机械动作。
位置检测装置则用于检测执行机构的位置，并反馈给控制系统，以实现闭环控制。
二、气压装置气压装置是气动执行器的基础部分，它主要包括气源供给、气路控制以及压力调节等功能。
气源供给是气动执行器正常工作的前提，一般采用空气压缩机或者气瓶提供稳定的气源。
气路控制则是控制气流进出执行机构的方式，常见的有双位控制、三位控制和四位控制等。
压力调节则是根据实际需要，通过调整气压大小来控制执行机构的运动速度和力度。
三、执行机构执行机构是气动执行器的核心组成部分，它根据气动信号的输入，将气源转化为机械运动。
常见的执行机构有气缸、气动旋转执行器、气动隔膜执行器等。
其中，气缸是最常见的一种执行机构，它通常由气缸筒、活塞、密封件和连接杆等部分组成。
当气动信号输入时，气源通过气缸筒进入气缸内部，使活塞做往复运动，从而实现对被控制对象的位移或者力的控制。
四、位置检测装置位置检测装置常用于对执行机构位置的检测以及反馈，以实现对执行机构运动过程的闭环控制。
常见的位置检测装置有行程开关、位置传感器等。
行程开关是一种机械式位置检测装置，当执行机构到达设定位置时，行程开关被触发，产生信号反馈给控制系统。
位置传感器则是一种电子式位置检测装置，能够实时感知执行机构的位置，并将信号转化为电信号反馈给控制系统。
五、工作原理示意图（在这里可以插入一张气动执行器的工作原理示意图，图中可以清晰地展示各个部分的组成和工作过程，有助于读者更好地理解）在实际应用中，气动执行器通常与控制系统相结合，实现对被控制对象的精确控制。
气动调节阀气路控制原理分析
160研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2021.01 (上)调节阀是自动调节系统不可缺少的组成部分，可以调节管路介质的压力、流量等。
调节阀按驱动能源形式分为气动、电动、液动三种。
气动调节阀是以压缩气为动力源，以气动薄膜或活塞气缸作为执行机构，借助阀门定位器、电磁阀等附件去控制，从而实现阀门的开关、比例式调节，并在整个气动调节阀气路控制原理分析魏高鹏（杭州杭氧工装泵阀有限公司，浙江 杭州 311305）摘要：调节阀是过程控制中一种重要的执行器，是自动调节系统不可缺少的组成部分，在实现工业生产自动化过程控制中有着重要地位。
不同阀门附件的组合使用可以提高调节阀的控制精度、速度、灵活性以及整个系统的安全性。
本文主要介绍定位器、电磁阀等附件的工作原理及功能，并分析几种典型的气路控制原理，作为自动化生产现场解决气动调节阀控制故障的参考资料。
关键词：调节阀；过程控制；附件；原理中图分类号：TF345 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）01（上）-0160-04控制系统出现电气故障或连锁时，使阀门回到安全位置。
1 气动调节阀主要附件的工作原理及功能1.1 电-气定位器定位器可以改善阀门的静态特性和动态特性，有助于克服介质对阀杆的不平衡力和填料对阀杆的摩擦力，提高控制本产品选用单晶硅太阳能电池作为电能转换装置。
④背板对电池片具有一定程度的保护作用，其具有防水、密封、耐老化的特点。
⑤铝合金保护层压件，起一定的密封、支撑作用。
⑥接线盒用于保护整个发电装置，接线盒会及时的自动断开短路电池串，防止烧坏整个装置。
⑦硅胶主要用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处发电原理：光电效应，太阳光照射到电池的表面，电池片由于光生伏特效应将太阳光能直接转化成电能，产生电流，从而为软叶风扇以及照明灯供电。
其中，光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
气动执行器工作原理
气动执行器工作原理气动执行器是一种常见的工业自动化设备，被广泛应用于各种机械和工程领域。
它通过利用气动力来实现运动控制和工作执行。
本文将介绍气动执行器的工作原理及其应用。
一、气动执行器的基本组成气动执行器由气动装置和执行机构两部分组成。
气动装置包括压缩空气源、处理元件和控制元件，用于提供可靠的气源和控制信号。
执行机构包括气缸和执行阀，用于转换气源能量为线性或旋转运动。
二、气动执行器的工作原理当气动执行器需要执行某项工作时，气源经过处理元件得到一定压力的干净气体，然后经过控制元件的控制，流入执行机构内部。
执行机构中的气缸将气源能量转化为机械能，从而实现工作的执行。
1. 气动执行器的线性运动原理当气缸内的压缩空气流向执行机构的一个端口时，气缸的活塞会受到气压的作用而产生线性运动。
例如，单作用气缸在一个端口上的气压推动下，活塞会朝着另一个端口的方向运动。
而双作用气缸在两个端口上交替施加气压，使活塞来回运动。
2. 气动执行器的旋转运动原理除了线性运动，气动执行器还可以通过执行机构中的执行阀实现旋转运动。
执行阀通过控制气源进入不同的腔室，使得执行机构中的转子或齿轮驱动旋转。
这种机制广泛应用于阀门、门窗等需要旋转操作的场景。
三、气动执行器的应用领域气动执行器的工作原理使其在众多工业自动化领域中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 汽车工业：气动执行器被广泛应用于汽车制造和装配线上，用于控制汽车零部件的组装、定位和运输等操作。
2. 石油化工：气动执行器用于石油化工领域中的管道输送系统和阀门控制，实现流体的调节和控制。
3. 机械加工：气动执行器用于机械加工设备上，如数控机床、冲压机和焊接机器人等，实现精确运动和工件的定位。
4. 电力工业：气动执行器被应用于电力发电设备和输电线路等场景，用于控制阀门的开关和调节。
5. 医疗领域：气动执行器用于医疗设备，如手术台、牙科设备和呼吸机等，实现精确的运动控制和操作。
气动执行机构工作原理
气动执行机构工作原理
气动执行机构是一种利用气体动力原理来实现机械运动的设备。
其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 气源供气：气动执行机构通常需要外部提供气源，将压缩气体送入机构内部。
气源可以通过压缩空气系统或者气瓶等方式提供。
2. 控制气流：在气源供气的同时，通过控制装置对气流进行控制。
控制装置通常由阀门、气缸和传感器等组成，可以用来调节气流的进出和流量大小。
3. 气流传递：经过控制装置调节后的气流将被送入气动执行机构中。
气动执行机构内部通常由活塞、气缸和阀等部件构成，气流通过这些部件的协同作用来实现机械运动。
4. 机械输出：当气流进入气动执行机构后，会对内部的部件产生压力和力的作用。
通过合理设计机构的结构和工作方式，可以将这些力转化为机械输出，实现所需的工作任务。
总的来说，气动执行机构的工作原理是通过控制气流的进出和流量大小，使气流产生压力作用于内部部件，从而实现机械运动。
它具有结构简单、工作可靠、输出力矩大等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。
工厂气路知识点总结
一、气路概述在工厂生产中，气路是非常重要的一部分，它负责输送各种气体，包括空气、氧气、氮气、氢气等，用于工艺设备的输送、气动执行器的控制以及生产现场环境的维护等。
因此，对气路的设计、安装、使用和维护具有非常重要的意义。
二、气路的基本组成1. 气源装置气源装置是气路的起始部分，通常包括空气压缩机、氧气发生器、氮气发生器等。
这些设备用于生产气体，并通过管道输送到需要使用气体的地方。
2. 压力调节器压力调节器用于调节气源装置产生的气体压力，使之符合工艺设备或气动执行器的要求。
常见的压力调节器有手动调节式和自动调节式两种，其中自动调节式的压力调节器具有更精确的压力控制功能。
3. 阀门阀门用于控制气体的流动，包括截止阀、调节阀、节流阀等。
这些阀门通常安装在气体管道的关键位置，可用于打开或关闭气体的通道，或者调节气体的流量。
4. 管道管道是气体输送的通道，通常由金属管道或者塑料管道构成。
在气路中，管道的布置和连接方式非常重要，需要符合气体的输送要求，同时也需要考虑管道的耐压性和密封性。
5. 连接件连接件包括各种接头、接管、法兰、密封件等，用于连接、固定和密封管道组件。
这些连接件的选择和安装质量直接影响气路的安全运行和使用寿命。
6. 气动执行器气动执行器包括气缸、气动阀等，用于控制生产设备的运动或转动。
气动执行器通常通过气路输送压缩空气来实现控制，因此对气路的要求较高。
7. 气路控制系统气路控制系统是气路的智能化部分，它包括各种传感器、控制器、执行器等，用于实现气路的自动化控制和监测。
这些系统可以提高气路的控制精度和生产效率，同时也可提升安全性和可靠性。
1. 安全性气路的设计必须保证气体输送的安全可靠。
在设计中应考虑气体的种类、压力等因素，避免发生气体泄漏、爆炸等危险情况。
2. 效率气路的设计应尽可能减少气体压降和能量消耗，提高气路的输送效率。
合理选择管道材料、管道布置和阀门设置，可以降低气体的压降和消耗。
3. 灵活性气路的设计要考虑生产设备的需要，保证气体输送的灵活性和适应性。
控制机构知识点总结
控制机构知识点总结控制机构是指用于控制系统中的执行机构和操纵元件，它通过运动传递、能量传递和信息传递等手段，对执行元件进行运动保护、行程调节、力矩平衡或信息反馈，从而实现对系统输出量的调节控制。
一、控制机构的分类根据其功能和结构特点，控制机构可以分为：1. 执行机构：用于实现对系统输出量的调节和控制，可以按照能量类型分为液压、气动、电动和机械执行机构。
2. 操纵元件：用于对执行机构进行控制操作，并将人的意图转化为执行机构的动作信号，主要包括手柄、按钮、开关、面板、指示器等。
二、控制机构的设计原则和要求设计控制机构应考虑以下原则和要求：1. 灵活性：能够适应多种控制要求，包括连续控制、步进控制、组合控制等。
2. 稳定性：能够保持输出量稳定，避免振动、波动和失控的情况。
3. 精度：能够准确地控制输出量，满足系统的控制精度要求。
4. 快速性：能够迅速响应控制指令并实现控制动作，保证系统的快速性能和动态响应能力。
5. 可靠性：能够长时间稳定运行，避免故障和停机的发生。
6. 经济性：结构简单、成本低、运行维护方便。
三、执行机构的工作原理和特点1. 液压执行机构：利用液体传递动力和控制信号，具有工作平稳、迅速、输出功率大和可靠性高等特点，适用于大功率和大扭矩的运动控制。
2. 气动执行机构：利用气体传递动力和控制信号，具有结构简单、动态性能好、无电火花和无污染等特点，适用于低功率和速度要求不高的运动控制。
3. 电动执行机构：利用电动机作为动力源，具有结构紧凑、控制精度高、速度范围广和适应性强等特点，适用于精密位置控制和速度控制。
4. 机械执行机构：利用机械结构传递动力，具有结构简单、传动效率高、成本低等特点，适用于一些简单的运动控制。
四、操纵元件的类型和特点1. 手柄：通过手的动作来控制输出量，操作简单直观，适用于需要频繁手工操作的场合。
2. 按钮：通过手指的按压来控制输出量，操作方式多样化，适用于需要进行手动切换和调节的场合。
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二、执行机构
• 气动薄膜执行机构使用弹性膜片将输入气压转变为推杆的推力，通过 推杆使阀芯产生相应的位移，改变阀的开度。 一个典型的气动薄膜型执行机构主要由弹性薄膜、压缩弹簧和推杆组 成。 • 气动活塞式执行机构以汽缸内的活塞输出推力，由于汽缸允许压力较 高，可获得较大的推力，并容易制成长行程执行机构。适用于大口径 、高静压、高压差阀和蝶阀。 • 还有一种长行程执行机构，其结构原理与活塞式执行机构基本相同， 它具有行程长、输出力矩大的特点，输出转角位移为90o，直线位移 为40～200mm，适用于输出角位移和力矩的场合。
二、执行机构
• 气动执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种，有弹簧的气 动执行机构较之无弹簧的气动执行机构输出推力小、价格 低。 • 气动执行机构有正作用和反作用两种形式。当来自控制器 或阀门定位器的信号压力增加时，阀门推杆向下动作的叫 正作用式执行机构；信号压力增加时，阀门推杆向上动作 的叫反作用式执行机构 。
二、执行机构
4、气动执行机构 气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信 号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节阀动 作。 气动执行机构主要有两种类型：薄膜式与活塞式。薄膜式 执行机构简单、动作可靠、维修方便、价格低廉，是最常 用的一种执行机构；活塞式执行机构允许操作压力可达 500kpa，因此输出推力大，而且无弹簧抵消推力，但价 格较高。
二、执行机构
1、概述 • 执行机构 在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用 。人们常把它称为实现生产过程控制的手足，因为它在自 动化控制系统中接受调节器的控制信号，自动的改变调节 变量，达到对被调参数（如温度、压力、流量、液位等） 进行调节的目的，使生产过程按预定要求正常进行。 • 执行机构的作用就是将调节器来的信号转变为相应的推力 和位移，用于带动调节机构完成调节动作。
二、执行机构
• 4.2气动活塞式执行机构 • 气动活塞式执行机构，其基本部分为气缸，气缸内活塞随 气缸两侧压差而移动。两侧可以分别输入一个固定信号和一 个变动信号，或两侧都输入变动信号。它的 输出特性有比例式及两位式两种。两位式是 根据输入执行机构活塞两侧的操作压力差来 完成推动任务的，活塞从高压侧推向低压侧 ，使推杆从一个极端位置移到另一极端位置 。比例式是在两位式基础上加有阀门定位器 后，使推杆位移与信号压力成比例关系。
二、执行机构
• 电动执行机构的按输出位移一般分为直行程、角行程、多 转式三种类型 • 电动执行器按装配的阀门与减速机构不同有多回转型（ 3600）和部分回转型（900） • 按停止种类划分也可分为力矩停与行程停两种，现阶段的 智能型电动执行机构在生产过程中根据不同需要两种形式 都可以选择。
二、执行机构
二、执行机构
4.1、气动薄膜式执行机构 当信号压力P进入气室时，此时压力乘以膜片的有效面积得 到推力，使推杆移动，弹簧受压，直到弹簧产生的反作用力 与薄膜上的推力平衡为止。信号压力越大 ，推力越大，推杆的位移计弹簧的压缩量 也越大。推杆的位移范围就是执行机构的 行程。推杆若从零走到全行程，则阀门就 从全开（或全关）到全关（或全开）。
• 电动型按不同标准又可分为：组合式结构、机电一体化结构，电器控 制型、电子控制型、智能控制型（带HART、 FF协议），数字型、模 拟型，手动接触调试型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们 对控 制性能的要求和自动控制技术的发展而 迅猛发展的电动执行机构 。 • 目 前 ， 电 动 执 行 机 构 主 要 有 ： 罗 托 克 （ R O TO R K ） 、 西 博 斯 （ SIPOS ‐ SIEMENSPositioner 的缩写）、瑞基 (RAGA) 、奥马（ AUMA）、ABB、上仪ROTORK、利米托克（ LIMITORQUE ）等各 种电动执行机构。 • 电动执行机构的工作原理都是利用电机的正反转来实现阀门的开关。 接收调节器输出的 4～20mA信号，由放大器进行功率放大，驱动电动 机正反转产生推杆的直行程或角行程。
执行机构和气路控制
内容概要 一、前言 二、执行机构 三、气路控制
一、前言
• 执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器 件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设 备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置 进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。
• 执行器由执行机构和调节阀（调节机构）两个部分组成， 执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号的大小， 产生相应的推力，推动调节阀动作，所以他是将信号压力 的大小转换为阀杆位移的装置。
二、执行机构
• 5、电动执行机构
• 电动执行机构按调节方式分类:一般有开关型、调节型。 • 开关型（两位型）：执行机构接收开关信号控制输出，即使开关复位 ，输出件继续移动，直到极限位置停止。执行机构除非紧急按停，不 能停在中间位置。原理与远控调节型相同，区别是能自动保持开关信 号。 • 远控调节型：执行机构接收开关（继电）信号控制输出位移，开关复 位，输出件停止运动。是一种开环的可间断调节的控制系统。 • 比例调节型：执行机构接收系统的控制信号自动实现工业过程调节控 制，控制行程与输入信号成正比。是一种带负反馈的偏差控制系统。
二、执行机构
2、分类 • 根据所用的能源的不同，执行机构可分为气动、液动、电 动和自力式等。气动执行机构是压缩空气供风为动力，特 点是结构简单、安全防爆，低成本；液动执行机构是以液 压为动力，特点是功率大、动作快，但使用成本高，结构 复杂；电动执行机构有电源盒控大，但应 注意在防爆场合下使用；自力式执行机构依靠被调介质本 身的能量来动作，如有介质的压力带动。 • 按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等 几类。
二、执行机构
3、执行器的基本结构 执行器由执行机构和调节阀（调节机构）两个部分组成， 执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号的大小， 产生相应的推力，推动调节阀动作。调节阀是执行器的调 节部分，在执行机构推力的作用下，调节阀产生一定的位 移或转角，直接调节流体的流量。 为了保证执行器能够 正常工作，提高调节质量和可靠性，执行器还必须配备一 定的辅助装置。常用的辅助装置有阀门定位器和手轮机构 。阀门定位器利用反馈原理改善执行器性能，使执行器能 按调节器的控制信号，实现准确定位。手轮机构用于直接 操作调节阀，以便在停电、停气、调节器无输出或执行机 构损坏而失灵的情况下，生产仍能正常工作。