电动执行机构和气动执行机构的比较
自动化仪表试题及答案
自动化仪表试题及答案【篇一：《自动化仪表》习题答案】1）简述过程控制的特点。
q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。
（2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。
q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。
它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。
过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。
2）组成框图：（3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。
1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1mpa、电动Ⅲ型：4~20madc或1~5v dc。
2）数字式仪表的信号：无统一标准。
（4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。
q：是串级控制系统。
方块图：（5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。
2）略（8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。
q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。
2）略（10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？q：1）不是这样。
2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。
（11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？q：1）是。
2）这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。
2、综合练习题（1）简述图1-11所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
电动阀门和气动阀门有什么区别
电动阀门和气动阀门的区别：
1、电动阀门和气动阀门的本质区别在于使用不同的驱动装置，也就是执行机构，而调节阀本身没有什么区别。
配合不同的执行机构主要是工况要求，如化工等要求防爆的场合，使用最多的是气动阀门，因为安全性要求高，而且价格便宜，配合智能定位器可以上总线，控制方式也简单。
2、气动阀动作力距比电动阀门大，气动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，易维护，动作过程中因气体本身的缓冲特性，不易因卡住而损坏，但必须有气源，且其控制系统也比电动阀门复杂。
气动阀门响应灵敏，安全可靠，很多对控制要求高的厂专为气动仪表控制元件设置压缩空气站。
气动阀门执行机构动力源为气源，气源来源于空压机，采用定位器将电控信号转换成气动控制信号，驱动气动执行机构进行阀位调节。
3、电动阀门执行机构动力源为电源，如果线路板或电机出现故障容易出现火花，所以一般应用在环境要求不高和没有危险的场合就气动执行机构和电动执行机构调节性能比较，气动执行机构响应速度更快，能更适合应用在调节工况，所以生产调节阀的厂家都同时生产气动执行机构与之配套。
4、电动执行机构的调节响应速度不够快，调节阀上配气动执行机构要比电动执行机构应用多。
阀门配件(附件) 阀门配件种类
阀门配件(附件) 阀门配件种类阀门本身是由阀体和各种操作机构组成，其中又包含了很多的零部件和配件，包括操作方式不同又有手动、气动、电动等等。
不同的使用方式所装配的部件也是有分别的。
阀门配件主要有：1，气动执行机构：主要分为单作用和双作用，单作用是弹簧复位式结构，双作用是气开气关原理，调节型一般选用双作用气动执行器。
2，电动执行机构：常见的有直行程、角行程、精小型和防爆型，电动执行器的结构相对复杂、造价要高，但其性能稳定、启闭迅速、适合远距离控制系统。
3，液压执行机构：液压执行器是由液压能转换成机械能的一种装置，主要有直线式和旋转式两种。
其造价较高结构相对复杂，是工况特殊和要求高使用的产品，市场通用率较小。
4，气液联动执行机构：气液联动执行器把管线天然气或氮气作为动力，液压油作为传动介质驱动管线阀门的开启和关闭。
主要是用在天然气、液化气、氮气、气液罐、气体等中作为多功能驱动装置的。
5，电液联动执行机构：电液联动执行器由控制模块和动力模块两部分组成，智能可控电机接受控制模块的功能命令，控制动力模块，以线行或角位移输出大力距，气动控制对象，同时通过自身移位反馈，完成调节过程，实现各种功能控制。
6，手动执行机构：手动执行器是完善电流不稳定和气压不足时进行的手动控制，当气压和电流发生特殊情况无法控制或安装维修无电流和气压时，将手动反馈器开启，可快速进行手动控制。
阀门组成配件：手柄、手轮、蜗轮、阀体、阀芯、阀杆、阀盖、阀门消音器、毛坯、螺栓螺母、卡箍、弹簧、膜片、填料、盘根、O形圈、聚四氟乙烯制品垫片、法兰、非标准坚固件等。
定位器与附件：气动阀门定位器、电气阀门定位器、智能阀门定位器、电液伺服器、伺服放大器、电气转换器、过滤减压阀、阀位变送器、保位阀、电磁阀、限位开关、气动放大器、智能模块、电液伺服器、伺服放大器、报警器、防爆线圈、快速排气阀其他阀门配件：阀门试验机手柄手轮蜗轮阀体阀芯阀杆阀盖阀门消音器信号发生器毛坯模具螺栓螺母卡箍弹簧膜片填料盘根 O形圈流量汁聚四氟乙烯制品垫片法兰弯头快速接头伸缩器流量计过滤器非标准坚固件。
常用阀门和执行机构的原理
常用阀门和执行机构的原理阀门是一种用于控制流体的装置，广泛应用于各个工业领域。
而执行机构则是用于驱动阀门的装置，控制阀门的开启与关闭。
下面将详细介绍几种常用阀门以及其对应的执行机构的工作原理。
1.截止阀和手动执行机构截止阀是一种最常见的阀门，用于控制流体的开启和关闭。
它由阀体、阀盖、阀座、阀芯和手轮组成。
阀体和阀盖分别通过螺纹连接，中间夹有阀座，阀座上有一个圆柱形的阀芯，阀芯可以在阀座上实现上下运动。
手动执行机构则通过手轮转动，使得阀芯的运动方向发生改变，进而实现截止阀的开启和关闭。
当手轮转动时，阀芯下移，阀芯与阀座之间的间隙变大，流体可以通过阀体上的通道流过，实现截止阀的开启。
当手轮转动方向相反时，阀芯上移，阀芯与阀座之间的间隙变小，流体无法通过阀体上的通道流过，实现截止阀的关闭。
2.调节阀和气动执行机构调节阀是一种可以根据需要调节流量的阀门。
它由阀体、阀盖、阀芯和调节机构组成。
气动执行机构则是调节阀的一种常用执行机构。
调节阀的工作原理是通过调节阀芯的位置，改变阀体和阀芯之间的间隙大小，从而控制流体的流动量。
气动执行机构通过空气的压力来控制阀芯的运动。
当气压施加在执行机构的一个端口时，阀芯会被推向另一个方向，改变阀芯与阀体之间的间隙，进而控制流体的流动量。
3.蝶阀和液压执行机构蝶阀是一种通过旋转阀盘来控制流体流动的阀门。
它由阀体、阀盘和阀杆组成。
液压执行机构是一种常用于驱动蝶阀的执行机构。
蝶阀的工作原理是通过旋转阀盘来改变阀体通道的断面积，从而控制流体的流量。
液压执行机构通过液压油的压力来控制阀杆的运动，进而使阀盘旋转。
当液压油加压到执行机构的一端时，液压油的压力将阀杆推向另一个方向，进而使阀盘旋转。
因为阀盘是连接在阀杆上的，所以阀盘的旋转将导致阀体通道的断面积发生变化，从而控制流体的流量。
4.气动阀和电动执行机构气动阀是一种利用气动执行机构来实现开启和关闭的阀门。
电动执行机构则是利用电动装置来驱动阀门的一种执行机构。
气动执行器(电动执行器)工作原理
气动执行器(电动执行器)工作原理气动执行器与电动执行器都是用在阀门上的执行机构，我们很常见的电动球阀电动阀门电动蝶阀这些都是内置了电动执行器。
而气动球阀气动蝶阀气动阀门上呢？都是使用的气动执行器，所有我们能够很好的分辩阀门上使用的执行器，呵呵！下面我们就来详细的介绍动执行器(电动执行器)的工作原理。
气动执行机构采用活塞式气缸及曲臂转换结构，输出力矩大，体积精小。
执行机构采用全密封防水设计防护等级高。
气缸体采用进口镜面气缸，无油润滑、摩擦系数小、耐腐蚀、具有超强的耐用性及可靠性，所有传动轴承均采用边界自润滑轴承无油润滑，确保传动抽不磨损。
气动执行器在工作时，将空气由A工作孔输入，气缸内气压推动活塞向两边移动，输出轴逆时针旋转，带动阀门实现启闭操作。
压缩空气由B工作孔输入，气缸内气压推动活塞向中心靠拢，输出轴逆时针旋转，带动阀门实现启闭操作。
这就是气动执行器的工作原理，我可以看出气动执行器在工作时能够快速的使得气缸内的旋转。
下面我们对气动执行器与一个详细的介绍，在下面的介绍我们会从多角度的阐述。
气动执行器1、紧凑的双活塞齿轮齿条机构，灵活轻巧的双活塞连杆机构，角行程输出。
2、缸体材料为压铸铝合金(铝合金采用硬质阳极氧化耐磨、防腐蚀、寿命长)。
3、气源：过滤、干燥或加油润滑的洁净空气，最小压0.1 MPa，最大压力1MPa。
4、内表面的特殊处理保证最小摩擦及长久寿命。
5、采用低摩擦材料制成的滑动装置，避免了金属与金属的直接接触。
6、底面固定孔便于执行器与阀连接并使其对正，符合ISO5211/DIN3337标准。
气动执行器在工作时紧凑的双活塞齿轮齿条机构，灵活轻巧的双活塞连杆机构，角行程输出。
而缸体材料为压铸铝合金(铝合金采用硬质阳极氧化耐磨、防腐蚀、寿命长)。
气动执行器的内表面的特殊处理保证最小摩擦及长久寿命。
气动执行器供气孔符合NAMUR标准或符合NAMUR标准的转接板。
气动执行器行程调整：在0°、90°位置有±4°的可调范围。
执行机构(电动-气动)
针对超（超）临界阀门，需研制的执行机构主要如下：一、电动装置1、输出力矩：10000N.m、12000N.m、14000N.m、16000N.m2、输出转速：不低于12转/分钟3、电动执行机构为智能一体化产品，并具备智能免开盖调试功能．并配有液晶显示屏，即电动装置内装设有接触器、热继电器等配电设备，便于调试、现场查看阀位反馈。
4、执行机构电机允许接通次数保证每小时800次以上。
可直接接受开关指令信号，并留有远方允许，故障报警、开到位、关到位接点信号。
开到位关到位接点应为DPDT型。
5、开关型电动执行机构可直接接受用户总线控制和DCS来的开、关指令信号，并留有开到位、关到位、远方允许、故障、过力矩干接点至少各为1DPDT型供用户使用，触点容量不小于230VAC、3A。
6、外壳防护等级：IP68；绝缘等级：F级。
7、工作频率：每小时操作不低于60次8、工作温度：-30℃～70℃9、行程力矩信号：转矩精度≤10％，行程精度≤0.5％。
10、控制精度≤1％。
11、电机保护：电机带过热保护，缺相，错相保护。
12、制动方式：电气制动。
13、设计寿命：10000次开/关/开周期二、电动执行机构1、执行机构型式：智能一体化产品2、输出推力：30000N、40000N、50000N3、行程：150mm4、开关时间：＜20s5、主要技术指标：基本误差：≤±2.5% 回差：≤2.0% 死区：≤3.0% 始终点偏差﹤±2.5% 转矩精度≤10％，行程精度≤0.5％。
控制精度≤1％。
6、外壳防护等级：IP65；绝缘等级：F级。
7、工作温度：-30℃～70℃8、电动机应有使用可靠的超温保护装置，并应为防爆、防尘和防潮型。
三、高低旁路阀配套执行机构1、执行机构型式：液动、电动（变频调速）2、输出力：90000N 180000N3、主要技术指标：额定行程偏差：+2.5% 回差：≤±2.5% 死区：±1%始终点偏差：≤±2.5%4、开关时间：阀门行程120～160mm，正常工作状态下，从全关到全开的一次行程时间为10秒；在紧急情况下，能在2秒内快速开启或快速关闭阀门。
电动、液动和气动驱动装置的优缺点
电动、液动和气动驱动装置的优缺点阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。
由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
电动装置的优点：1、适用性较强，不受环境温度影响2、输出转矩范围广3、控制方便，能自由地采用直流、交流、短波、脉冲等各种信号，适于放大、记忆、逻辑判断和计算等工作4、可实现超小型化5、具有机械自锁性6、安装方便7、维护检修方便电动装置的缺点：1、结构复杂2、机械效率低，一般只有25%-60%3、输出转速不能太低或太高4、易受电源电压、频率变化的影响液动装置是用液压力启闭或调节阀门的驱动装置。
它由控制、动力和执行机构三大部分组成。
控制部分由压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等和电气控制系统组成。
动力部分由电动机或气动马达、液压泵、油箱等件构成，是把电动或气动马达旋转轴上的有效功率转变成液压传动的流体压力能。
执行机构有两种，一种是液压缸执行机构，实现往复直线运动；另一种是液压马达执行机构，实现回转运动。
液动装置的优点：1、结构简单，体种小2、输出力大3、容易获得低速或高速，能无级变速4、能远距离自动控制5、由于液压油的黏性而效率较高，有自润滑性能和防锈性能液动装置的缺点：1、油温变化引起油粘度的变化2、液压元件和管道易渗漏3、配管，维修不方便4、不适于对于信号进行各种运算阀门气动装置安全、可靠、成本低，使用维修方便，是阀门驱动结构中的一大分支。
目前气动装置在具有防爆要求的场合应用较多。
阀门气动装置采用气源的工作压较低，一般不大于0.82MPa。
又因结构尺寸不宜过大，因而阀门气动装置的总推力不可能很大。
气动装置的优点：1、结构简单2、气源容易获得3、能得到较高的开关速度4、可安装调速器，使开关速度按需要进行调整5、气体压缩性大，关闭时有弹性气动装置的缺点：1、与液动装置相比结构较大，不适于大口径高压力的阀门2、因气体有压缩性所以速度不易均匀。
阀门执行机构的分类介绍
阀门执行机构的分类介绍阀门执行机构是指用于控制和操作阀门的设备或装置，它们可以通过不同的形式和力量来实现对阀门的开启、关闭或调节。
根据使用的能源不同，阀门执行机构可以分为气动执行机构、电动执行机构和液动执行机构三大类。
第一部分：气动执行机构气动执行机构是指通过气体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由气缸、气源、气源处理装置和配件组成。
1. 气缸：气缸是气动执行机构的核心部件，它可以将气体的压力转化为机械动力。
根据气缸的结构形式和驱动方式，气缸又可以分为单动气缸和双动气缸。
单动气缸只能实现单向推动，而双动气缸可以实现双向运动。
2. 气源：气动执行机构需要通过气源提供气体能量。
常用的气源有压缩空气和氮气，其压力范围一般在0.2～1.0MPa之间。
气源还需要进行处理，如去除水分、油雾和杂质等。
3. 气源处理装置：气源处理装置用于过滤和调节气源的压力和流量，确保气动执行机构能够正常工作。
它通常由滤波器、减压阀和润滑器组成。
4. 配件：气动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。
第二部分：电动执行机构电动执行机构是指通过电能转换为机械能来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由电动机、传动装置和配件组成。
1. 电动机：电动机是电动执行机构的核心部件，它将电能转化为机械能。
常见的电动机有直流电动机和交流电动机，其功率和转速根据阀门的使用要求而定。
2. 传动装置：传动装置用于将电动机的旋转运动转化为线性或旋转运动，从而推动阀门的开闭或调节。
常见的传动装置有蜗轮蜗杆传动、齿轮传动和链条传动等。
3. 配件：电动执行机构还需要一些配件来实现与阀门的连接和固定，如连杆、手柄、连接螺母等。
为了保证电动执行机构的安全运行，还需要安装行程开关和限位器等配件。
第三部分：液动执行机构液动执行机构是指通过液体作为动力源来实现阀门的开闭或调节的设备。
它主要由液缸、液源和配件组成。
1. 液缸：液缸是液动执行机构的核心部件，它由液体的压力转化为机械动力。
EMG电动执行机构
EMG电动执行机构EMG（Electro-Mechanical Gripping）电动执行机构是一种电动执行器的设计，用于提供精确和可靠的机械操作。
它由电动机、减速器、传感器和控制电路组成。
EMG电动执行机构与传统的液压和气动执行机构相比，具有更好的响应性能、更高的精度和更低的能耗。
EMG电动执行机构的核心部件是电动机，它通过转化电能为机械能来驱动操作机构。
电动机可以是直流电机或交流电机，根据不同的应用需求选择不同的类型。
电动机通过与减速器配合，可以提供所需的输出力和速度。
减速器主要用于降低电动机的转速并增加输出扭矩，从而适应不同的负载情况。
为了保证EMG电动执行机构的稳定性和精度，传感器是必不可少的部件。
传感器可以测量执行机构的位置、速度和力量等参数，然后将这些数据反馈给控制电路，实现对执行机构的控制和监测。
常用的传感器包括光电编码器、霍尔传感器、力传感器等。
控制电路是EMG电动执行机构的智能化核心。
控制电路根据传感器反馈的数据，通过内部的算法和逻辑判断，实现对执行机构的精确控制。
控制电路可以通过外部信号输入来实现远程控制，也可以通过程序控制实现自动化控制。
控制电路中通常包括驱动电路、信号处理电路和通信接口等。
EMG电动执行机构的应用范围非常广泛。
在工业自动化领域，EMG电动执行机构可以用于机器人、自动搬运设备、流水线等，实现物料的抓取、定位和搬运等操作。
在医疗设备领域，EMG电动执行机构可以用于手术机器人、康复设备等，实现精确的手术操作和康复训练。
在家居领域，EMG电动执行机构可以用于智能家居设备，如智能门锁、电动窗帘等，提供便捷和舒适的生活体验。
与传统的液压和气动执行机构相比，EMG电动执行机构具有以下优势：1.响应快速：EMG电动执行机构具有很高的响应速度，可以快速完成动作，提高生产效率。
2.精度高：EMG电动执行机构通过传感器反馈的数据，可以实现对执行机构的精确控制，提供高精度的操作。
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。
阀门执行机构分类
阀门执行机构分类阀门执行机构是阀门的关键组成部分，它负责控制阀门的开启和关闭，以及调节介质的流量和压力。
根据其工作原理和结构特点，阀门执行机构可以分为以下几类。
一、手动执行机构手动执行机构是最简单、最常见的一种执行机构，它通过人工操作来控制阀门的开启和关闭。
手动执行机构通常由手轮、手柄或手柄等组成，通过人工转动这些部件来实现阀门的操作。
手动执行机构的优点是结构简单、操作方便，但缺点是操作力大、响应速度慢，适用于一些流量和压力要求不高的场合。
二、电动执行机构电动执行机构是一种通过电动机驱动的执行机构，它可以实现对阀门的远程控制。
电动执行机构通常由电动机、传动装置和控制电路等部分组成，通过电动机驱动传动装置来实现阀门的开启和关闭。
电动执行机构的优点是操作力小、响应速度快、可实现远程控制，适用于一些流量和压力要求较高的场合。
电动执行机构又可以分为直接电动执行机构和间接电动执行机构两种。
直接电动执行机构是一种将电动机直接与阀门连接的执行机构，通过电动机驱动阀门的开启和关闭。
直接电动执行机构的优点是结构简单、响应速度快，但缺点是体积较大、对电源要求较高。
间接电动执行机构是一种通过传动装置将电动机与阀门连接的执行机构，通过电动机驱动传动装置来实现阀门的开启和关闭。
间接电动执行机构的优点是体积较小、对电源要求较低，但缺点是响应速度相对较慢。
三、气动执行机构气动执行机构是一种通过气源驱动的执行机构，它可以实现对阀门的远程控制。
气动执行机构通常由气动缸、气源装置和控制电路等部分组成，通过气源驱动气动缸来实现阀门的开启和关闭。
气动执行机构的优点是操作力小、响应速度快、可实现远程控制，适用于一些流量和压力要求较高的场合。
四、液动执行机构液动执行机构是一种通过液压驱动的执行机构，它可以实现对阀门的远程控制。
液动执行机构通常由液压缸、液源装置和控制电路等部分组成，通过液压驱动液压缸来实现阀门的开启和关闭。
液动执行机构的优点是操作力大、响应速度快、可实现远程控制，适用于一些流量和压力要求较高的场合。
十大类型的调节阀功能优缺点比较
⼗⼤类型的调节阀功能优缺点⽐较1 调节阀结构型式的选择1.1 从使⽤功能上选阀需注意的问题1）调节功能①要求阀动作平稳；②⼩开度调节性能好；③选好所需的流量特性；④满⾜可调⽐；⑤阻⼒⼩、流量⽐⼤（阀的额定流量参数与公称通径之⽐）；⑥调节速度。
2）泄漏量与切断压差这是不可分割、互相联系的两个因素。
3）防堵即使是⼲净的介质，也存在堵塞问题(管道内的不⼲净介质)、不⼲净介质更易堵卡。
4）耐蚀它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。
主要涉及到材料的选⽤和阀的使⽤寿命问题，同时，涉及到经济性问题。
5）耐压与耐温这涉及调节阀的公称压⼒、⼯作温度的选定。
常⽤材质的⼯作温度、⼯作压⼒与公称压⼒的关系见下表5－1。
6）重量与外观⼩型化、轻型化、仪表化7）⼗⼤类调节阀的功能优劣⽐较：详见1－1表。
1.2 综合经济效果确定阀型1) ⾼可靠性。
2）使⽤寿命长。
3）维护⽅便，备品备件有来源。
4）产品价格适宜，性能价格较好。
1.3 调节阀型式的优选次序①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏⼼旋转阀→⑦球阀→⑧⾓形阀→⑨三通阀→⑩隔膜阀。
2 执⾏机构的选择2.1 执⾏机构选择的主要考虑因素①可靠性；②经济性；③动作平稳、⾜够的输出⼒；④重量外观；⑤结构简单、维护⽅便。
2.2电动执⾏机构与⽓动执⾏机构的选择⽐较 1）可靠性⽅⾯ 2）驱动源 3）价格⽅⾯ 4）推⼒和刚度 5）防⽕防爆 2.3 推荐意见（1）在可能的情况下，建议选⽤进⼝电⼦式执⾏机构（2）薄膜执⾏机构虽存在推⼒不够、刚度⼩、尺⼨⼤的缺限，但其结构简单。
（3）活塞执⾏机构选择 3 材料的选择材料的选择主要根据介质的温度、腐蚀性、汽蚀、冲蚀四⽅⾯决定。
3.1 根据介质的腐蚀性选择 1)⾦属耐蚀材料的选择5－2。
2）氟塑料成功地⽤在耐腐蚀阀上 3.2 耐磨损材质的选择对汽蚀、冲蚀严重的阀；切断类硬密封调节阀，也必须保护密封⾯。
4 作⽤⽅式的选择⽓开、⽓闭阀的选择主要从⽣产安全⾓度考虑。
阀门控制系统气动执行器、电动执行器及执行机构术语解析
阀门控制系统气动执行器、电动执行器及执行机构术语解析一、总则：1、执行器是智能阀门控制系统中必不可少的一个重要组成部分。
2、它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的流量，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。
3、执行器按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。
4、气动执行器用压缩空气作为能源，其特点是结构简单、动作可靠、平稳、输出推力较大、维修方便、防火防爆，而且价格较低，因此广泛地应用于化工、造纸、炼油等生产过程中，它可以方便地与被动仪表配套使用。
5、即使是使用电动仪表或计算机控制时，只要经过电-气转换器或电气阀门定位器将电信号转换为20-100kPa的标准气压信号，仍然可用气动执行器。
6、电动执行器的能源取用方便，信号传递迅速，但结构复杂、防爆性能差。
7、液动执行器在化工、炼油等生产过程中基本上不使用，它的特点是输出推力很大。
二、执行器基本术语：1、执行器「终端控制元件]。
控制系统正向通路中直接改变操纵变量的仪表，由执行机构和调节机构组成。
2、控制阀[调节阀]。
过程控制系统中用动力操作去改变流体流1t的装置，由执行机构和阀组成，执行机构按照控制信号改变阀内截派件的位置。
3、电磁阀。
利用线圈通电激磁产生的电磁力来驱动阀芯开关的阀。
4、自力式调节阀。
无籍外部动力，只依靠被控流体的能夏自行操作并保持被控变量恒定的闷。
5、调节机构。
由执行机构驱动，直接改变操纵变量的机构。
6、阀。
内含控制流体流量用的截流件的压力密封壳体组件。
7、执行机构。
将控制信号转换成相应的动作以控制闷内截流件的位置或其他调节机构的装置。
信号或驱动力可为气动、电动、液动的或此三者的任惫组合。
8、气动执行机构。
利用有压气体作为动力源的执行机构。
9、电动执行机构。
利用电作为动力源的执行机构。
10、液动执行机构。
利用有压液体作为动力源的执行机构。
11、电液执行机构。
接受电信号并利用有压液体作为动力源的执行机构。
12、执行机构动力部件。
气动、电动、液动执行器的对比
气动、电动、液动执行器的对比调节阀所用执行器不外乎气动、电动、液动（电液动）这三种，其使用性能各有优劣，下面分述之。
1、气动执行机构：现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构，因为用气源做动力，相较之下，比电动和液动要经济实惠，且结构简单，易于掌握和维护。
由维护观点来看，气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定，在现场也可以很容易实现正反左右的互换。
它最大的优点是安全，当使用定位器时，对于易燃易爆环境是理想的，而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。
所以，虽然现在电动调节阀应用范围越来越广，但是在化工领域，气动调节阀还是占据着绝对的优势。
气动执行机构的主要缺点就是：响应较慢，控制精度欠佳，抗偏离能力较差，这是因为气体的可压缩性，尤其是使用大的气动执行机构时，空气填满气缸和排空需要时间。
但这应该不成问题，因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。
2、电动执行机构：电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂，因为在高压水系统需要一个平滑、稳定和缓慢的过程。
电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用户可应用的恒定的推力，最大执行器产生的推力可高达225000kgf，能达到这么大推力的只有液动执行器，但液动执行器造价要比电动高很多。
电动执行器的抗偏离能力是很好的，输出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介质的不平衡力，达到对工艺参数的准确控制，所以控制精度比气动执行器要高。
如果配用伺服放大器，可以很容易地实现正反作用的互换，也可以轻松设定断信号阀位状态（保持/全开/全关），而故障时，一定停留在原位，这是气动执行器所作不到，气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。
电动执行机构的缺点主要有：结构较复杂，更容易发生故障，且由于它的复杂性，对现场维护人员的技术要求就相对要高一些；电机运行要产生热，如果调节太频繁，容易造成电机过热，产生热保护，同时也会加大对减速齿轮的磨损；另外就是运行较慢，从调节器输出一个信号，到调节阀响应而运动到那个相应的位置，需要较长的时间，这是它不如气动、液动执行器的地方。
气动执行机构、电动执行机构及执行器优缺点与选择方法
气动执行机构、电动执行机构及执行器优缺点与选择方法（一）、执行机构选择方法：1、执行机构选择的主要考虑因素：1.1可靠性；1.2经济性；1.3动作平稳、足够的输出力矩；1.4结构简单、维护方便。
2、电动执行机构与气动执行机构的选择比较：2.1气动执行机构简单可靠：老式电动执行机构可靠性差是它过去的一贯弱点，现电子式执行机构的发展彻底解决了这一问题，可以在5~10年内免维修，它的可靠性甚至超过了气动执行机构。
2.2驱动源：气动执行机构的最大不足就是需别设置气源站，增加了费用；电动阀的驱动源随地可取。
2.3价格方面：气动执行机构必须附加阀门定位器，再加上气源，其费用与电动阀不相上下（进口电气阀门定位器与进口电子式执行机构价格相当；国产定位器与国产电动执行器不相上下）。
2.4推力和刚度：两者相当。
2.5防火防爆：“气动执行机构+电气阀门定位器”略好于电动执行机构。
3、选择方法：3.1在可能的情况下，建议选用进口电子式执行机构配国产阀，以用于国产化场合、新建项目等。
3.2薄膜执行机构虽存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺陷，但其结构简单，所以，目前仍是使用最多的执行机构。
3.3活塞执行机构选择注意方面：①、气动薄膜执行机构推力不够时，选用活塞执行机构来提高输出力；对大压差的调节阀（如中压蒸汽切断），当DN≥200时，甚至要选双层活塞执行机构；②、对普通调节阀，还可选用活塞执行机构去代替薄膜执行机构，使执行机构的尺寸大大减小，就此观点而言，气动活塞调节阀使用会更多；③、对角行程类调节阀，其角行程执行机构，典型的结构是双活塞齿轮齿条转动式。
值得强调的是，传统的“直行程活塞执行机构+角铁+曲柄连杆”方式。
（二）、电动和气动执行器的对比：1、抗过载能力和使用寿命：1.1电动执行器只能用于间断性操作，因此不适用于持续的闭环操作。
1.2而气动执行器具有抗过载能力且在其整个使用寿命中是免维护的。
1.3不需要换油也不需要其它润滑。
电动、气动、液动执行机构比较
电动、气动、液动执行机构比较执行机构比较液动执行器推力最大，现在一般都是机电一体化的，但比较笨重，所以现在很少使用，比如三峡的船阀用的就是液动执行器。
电动执行机构安全防爆性能差，电机动作不够迅速，且在行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。
尽管近年来电动执行器在不断改进并有扩大应用的趋势，但从总体上看不及气动执行机构应用得普遍。
气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式和活塞式两类。
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。
由于气动执行机构有结构简单，输出推力大，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。
液压、气动机构的工作原理和特点1.液压机构液压机构是以液压油为动力源来完成预定运动要求和实现各种机构功能的机构。
液压机构与纯机械机构和电力驱动机构相比，主要有以下优点：（1）在输出同等功率的条件下，机构结构紧凑，体积小、重量轻、惯性小。
（2）工作平稳，冲击、振动和噪音都较小，易于实现频繁的启动、换向，能够完成旋转运动和各种往复运动。
（3）操纵简单、调速方便，并能在大的范围内实现无级调速，调速比可达5000。
（4）可实现低速大力矩传动，无需减速装置。
液压机构的不足之处是：油液的粘性受温度变化的影响大，不宜用于低温和高温的环境中；液压组件的加工和配合要求精度高，加工工艺困难，成本高。
2.气动机构气动机构是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的机构。
与液压机构相比有以下优点：（1）以空气为工作介质，用后可直接排到大气中，处理方便。
（2）动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质问题。
（3）工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强振、潮湿、有辐射和温度变化大的恶劣环境中工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气机构。
气动机构的不足之处是：由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差，但采用气液动联动装置会得到较满意的结果；工作压力低（一般为0.3～1.0MPa），难以获得很大的输出力；噪声大，在高速排气时要加消声器。
气动与电动执行机构比较
气动，电动执行机构的对比
一、气动执行机构：
优势:
1、结构简单可靠；
2、使用简便，易于掌握和维护；
3、能源供应切断时，可设定断信号状态（保持/全开/全关）；
4、安全，对于易燃易爆环境是理想的；
缺点：
1、控制精度不如电动机构（位置，速度）；
2、变量控制难（速度、节拍、正反作用、距离变化等）；
3、执行稳定性和抗偏离能力较差（因为气体的可压缩性，尤其是使用大的气动执行机构时，空气填满气缸和排空需要时间）；
4、需独立配备能源站（气站或气泵）；
5、将电能转化为势能利用，能源要二次转化，消耗大；
6、噪音大；
二、电动执行机构：
优势：
1、执行精度高；
2、易实现变量控制（速度、节拍、正反作用、距离变化等）
3、可实现精密控制；
4、执行稳定性和抗偏离能力好，输出的推力或力矩基本恒定；
5、噪音小；
缺点：
1、造价高；
2、结构复杂，易发生故障；
3、易受干扰；
4、对现场维护人员的技术要求就相对较高；
5、安全性不如气动机构；。
执行机构(电动、气动、液压三者的优缺点比较)
执行机构（电动、气动、液压三者的优缺点比较）一、电动的优缺点优点：1）精确度高2）节省能源3）精密控制4）改善环保水平5）降低噪音6）节约成本。
缺点：1）机械特性硬度小，稳定性差2）传递功率小3）只适用于调速方式要求不高场合二、气动的优缺点优点：1）精确度高2）空气作为工作介质，来源方便，不污染环境。
3）工作环境适应性好。
4）空气粘度小，远距离输送能量损失少。
5）气动控制动作迅速，反应快，可在较短的时间内达到所需的压力和速度。
缺点：1）稳定性较差，位置控制和速度控制精度不高。
2）压力级不高，总的输出力不太大。
3）系统中必须采取措施进行给油润滑。
4）噪声大，超声速排气时，需要加装消声器。
三、液压传动的优缺点优点：1)体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；2)能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；3)换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；4)液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；5)由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；6)操纵控制简便，自动化程度高；7)容易实现过载保护。
缺点：1)使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；2)对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；3)液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；4)用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患；(5)传动效率低。
08机制5班李攀200810601063。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动执行机构和气动执行机构的比较
江苏凯茂石化科技有限公司李洪伟
重庆川仪自动化股份有限公司执行器分公司吕金阳
关键词：电动阀、气动阀、安全性、可靠性。
当今在现阶段的工业领域，无论是石油化工、冶金、电力还是建材，生产的安全和发展的稳定至关重要。
自动化仪器仪表在其中扮演着重要的角色，无论是介质成分分析，还是流量、温度、液位、压力监测调控，都离不开远程调节阀门的作用，在线仪表起到了不可或缺的作用。
其中，管道介质的输送需要依靠阀门的开闭或调节，控制阀门的阀芯动作是依靠执行机构来完成。
执行机构按照阀门的类型不同可以分为多回转执行机构、部分回转执行机构和直行程执行机构三种。
多回转执行机构是控制闸阀和截止阀的开关和调节，部分回转执行机构是控制蝶阀、球阀、风门挡板等阀门的开关和调节，直行程执行机构是控制直通类调节阀（单座阀类）的开关和调节。
按照动力源的不同，执行机构可以分为电动执行机构、气动执行机构、电液执行机构、气液执行机构四类。
现在到处可见调节阀，正可谓“有管道的地方就可见阀门和执行机构”。
那么阀门应用的好与坏直接影响到产品质量的好坏以及工厂的安全。
下面将针对电动执行机构与气动执行机构的选择原则、优缺点的比较做一简单分析和阐述。
1、执行机构选择的主要考虑因素
执行机构选择的主要考虑因素是：①可靠性；②经济性；③动作平稳、足够的输出力矩；④结构简单、维护方便等。
2.电动执行机构与气动执行机构的选择比较：
（1）可靠性和维护性
智能一体化电动执行机构免开盖调试，产品优越性能明显，不论是引进国外技术型还是进口执行机构的稳定性和可靠性都非常高，甚至可以在 3-5年内免维修，它的可靠性甚至远远超过了气动执行机构。
（2）驱动源
气动执行机构的最大不足就是需要设置气源站，增加了巨额费用；电动执行机构的驱动源随地可取。
一般需要380V或220V电源即可。
（3）价格方面
气动执行机构必须附加阀门定位器，再加上气源，其费用将远高于电动阀的价格（进口气动阀门定位器与进口电动执行机构价格相当；国产定位器与国产电动执行器比较价格略低，但是加上气源，气动阀的价格将高于电动阀）。
（4）推力和刚度
推力上电动执行机构的推力范围略大于气动执行机构。
刚度两者相当。
（5）行程时间
气动执行机构反应时间略快于电动执行机构，即行程时间略短与电动执行机构。
（6）防爆等级
“气动执行机构 + 阀门定位器”的防爆等级为本安型，最高等级为Exdib II CT6；电动执行机构防爆等级为隔爆型，最高等级为E xdib II CT4。
综上：气动执行机构略高于电动执行机构。
在冶金、电力、水利、建材领域多使用电动执行机构，在化工、石油石化管道领域以前用气动为主，目前电动为主。
重庆川仪执行机构取得了中石油、中海油、中石化的甲级A类供应商资格认证，在温家宝总理提出的仪器仪表国产化的政策引导下，重庆川仪在西气东输“西三线”的江西段、广西段、徐州段等均中标并应用良好。
2、应用综述
电动调节阀于2000年8月已应用在甲醛行业，在配料蒸汽流量、甲醇流量、甲醛采出、汽包加水流量控制单元使用情况证明切实可行。
2013年在尾气循环法甲醛工艺中，再沸器蒸发后甲醇气流量的蝶式调节阀也使用了电动执行器，同时为安全联锁紧急停车提供了方便性。
从目前情况来看，电动阀的使用寿命已超过10年。
电动执行机构在各行业领域的应用数量和范围占有主导地位。
而在石油石化领域的管道应用数量也日趋增长，相信在动力源、行程时间和对防爆等级允许的情况下，电动执行机构（包括电磁阀）在不久的将来将成为石油石化领域中阀门控制仪表的重要组成部分。
2014/6/15。