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    選用以DA系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例，美國HONEYWELL霍尼韋爾執(zhí)行器的原理

HONEYWELL執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。它的作用是接受控制器送來的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)的大小，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。HONEYWELL執(zhí)行器按其能源形式可分為氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)三大類。氣動(dòng)HONEYWELL執(zhí)行器用壓縮空氣作為能源，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠、平穩(wěn)、輸出推力較大、維修方便、防火防爆，而且價(jià)格較低，因此廣泛地應(yīng)用于化工、造紙、煉油等生產(chǎn)過程中，它可以方便地與被動(dòng)儀表配套使用。即使是使用電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)控制時(shí)，只要經(jīng)過電-氣轉(zhuǎn)換器或電-氣閥門定位器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為20-100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)，仍然可用氣動(dòng)HONEYWELL執(zhí)行器。電動(dòng)HONEYWELL執(zhí)行器的能源取用方便，信號(hào)傳遞迅速，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、防爆性能差。液動(dòng)HONEYWELL執(zhí)行器在化工、煉油等生產(chǎn)過程中基本上不使用，它的特點(diǎn)是輸出推力很大。

HONEYWELL執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥組合體。它在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的作用是接受來自調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)（DCS、PLC等）發(fā)出的信號(hào)，以其在工藝管路的位置和特性，調(diào)節(jié)工藝介質(zhì)的流量，從而將被控自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)過程所要求的范圍內(nèi)。

類型

在過程控制系統(tǒng)中，HONEYWELL執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。自動(dòng)化調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過執(zhí)行元件直接改變生產(chǎn)過程的參數(shù)，使生產(chǎn)過程滿足預(yù)定的要求。執(zhí)行機(jī)構(gòu)則接受來自控制器的控制信號(hào)把它轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的輸出（如角位移或直線位移輸出）。它也采用適當(dāng)?shù)膱?zhí)行元件，但要求與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同。HONEYWELL執(zhí)行器直接安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，有時(shí)工作條件嚴(yán)苛。能否保持正常工作直接影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化控制技術(shù)工具中接受控制信號(hào)并對受控對象施加控制運(yùn)行作用的裝置。HONEYWELL執(zhí)行器按所用驅(qū)動(dòng)能源分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液壓HONEYWELL執(zhí)行器3類。

（1）HONEYWELL執(zhí)行器按所用驅(qū)動(dòng)能源分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液壓HONEYWELL執(zhí)行器三種。

（2）按輸出位移的形式，HONEYWELL執(zhí)行器有轉(zhuǎn)角型和直線型兩種。

（3）按動(dòng)作規(guī)律，HONEYWELL執(zhí)行器可分為開關(guān)型、積分型和比例型三類。

（4）按輸入控制信號(hào)，HONEYWELL執(zhí)行器分為可以輸入空氣壓力信號(hào)、直流電流信號(hào)、電接點(diǎn)通斷信號(hào)、脈沖信號(hào)等幾類。

在齒輪級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過兩套齒輪傳送到輸出桿上。主減速器由行星齒輪完成，副減速器由蝸輪實(shí)現(xiàn)，它被一套繃緊的彈簧固定在中心位置。在發(fā)生過載的情況下，也就是輸出桿超過了彈簧的設(shè)定轉(zhuǎn)矩時(shí)，中央蝸輪會(huì)發(fā)生軸向位移，對開關(guān)及信號(hào)裝置進(jìn)行微調(diào)，為系統(tǒng)提供保護(hù)。 受由外部變化控制桿操縱的耦合的作用，輸出桿在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)與蝸輪耦合，在手動(dòng)操作時(shí)與手輪耦合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，可以很容易地?cái)嗟綦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，并且只需壓一下控制桿即可連上手輪。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)優(yōu)先于手動(dòng)操作，因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)生反向動(dòng)作。這樣就可以避免當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還開啟手輪，有利于保護(hù)系統(tǒng)。

由于手輪直接與輸出桿耦合，因此可以保證在內(nèi)部齒輪失靈或損壞時(shí)閥門的正常手動(dòng)操作。

安裝在齒輪上的開關(guān)與信號(hào)裝置是一個(gè)密封外殼，保護(hù)其內(nèi)部的元件實(shí)現(xiàn)以下功能：

l 本地或遠(yuǎn)程顯示閥門位置

l HONEYWELL執(zhí)行器/閥門的過載保護(hù)

l 限定閥門行程范圍

l 電氣接口

HONEYWELL執(zhí)行器在不同型號(hào)閥門上的安裝是通過輸出桿來完成的，它可適用于現(xiàn)有的多種閥桿組態(tài)。

雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用以DA系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例。齒輪條式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節(jié)圓半徑(力臂)所得。且磨擦阻力小效率高。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出力矩都是線性的。在正常操作條件下，雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推薦安全系數(shù)為25-50%

單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用以SR系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例在彈簧復(fù)位的應(yīng)用中，輸出力矩是在兩個(gè)不同的操作過程中所得，根據(jù)行程位置，每一次操作產(chǎn)生兩個(gè)不同的力矩值。彈簧復(fù)位執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得第一種狀況：輸出力矩是由空氣壓力進(jìn)入中腔壓縮彈簧后所得，稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下，氣源壓力迫使活塞從0度轉(zhuǎn)向90度位置，由于彈簧壓縮產(chǎn)生反作用力，力矩從起點(diǎn)時(shí)最大值逐漸遞減直至到第二種狀況：輸出力矩是當(dāng)中腔失氣時(shí)彈簧恢復(fù)力作用在活塞上所得，稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下，由于彈簧的伸長，輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述，單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)在兩種狀況下產(chǎn)生一個(gè)平衡力矩的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。

1、直通單座閥

所謂單座是指閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小(甚至可以切斷)和允許壓差小。因此，它適用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質(zhì)的場合。在應(yīng)用中應(yīng)特別注意其允許壓差，防止閥門關(guān)不死。

2、直通雙座閥

直通雙座調(diào)節(jié)閥的閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通能力約大20%～25%。因?yàn)榱黧w對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，但上、下兩閥芯不易同時(shí)關(guān)閉，因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點(diǎn)。故適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質(zhì)場合，不適用于高粘度和含纖維的場合。

3、角形閥

角形調(diào)節(jié)閥的閥體為直角形，其流路簡單，服力小，適用于高壓差、高粘度、含懸浮物和顆粒狀物料流量的控制。一般使用于底進(jìn)側(cè)出、此種調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性較好。在高壓場合下，為了延長閥芯使用壽命，可采用側(cè)進(jìn)底出，但在小開度才容易發(fā)生振蕩。