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執行機構講義
一、執行機構的由來
執行機構，又稱執行器，是一種自動控製領域的常用機電一體化設備（器件），是自動化儀表的三大組成部分（檢測設備、調節設備和執行設備）中的執行設備。主要是對一些設備和裝置進行自動操作，控製其開關和調節，代替人工作業。按動力類型可分為氣動、液動、電動、電液動等幾類；按運動形式可分為直行程、角行程、回轉型（多轉式）等幾類。由於用電做為動力有其它幾類介質不可比擬的優勢，所以電動型近年來發展最快，應用麵較廣。電動型按不同標準又可分為：組合式結構和機電一體化結構；電器控製型、電子控製型和智能控製型（帶HART、FF協議）；數字型和模擬型；手動接觸調試型和紅外線遙控調試型等。它是伴隨著人們對控製性能的要求和自動控製技術的發展而迅猛發展的：
1． 早期的工業領域，有許多的控製是手動和半自動的，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和輻射物質），極易造成對人的傷害，很不安全；
2． 設備壽命短、易損壞、維修量大；
3． 采用半自動特別是手動控製的控製效率很低、誤差大，生產效率低下。
基ji於yu以yi上shang原yuan因yin，執zhi行xing機ji構gou逐zhu漸jian產chan生sheng並bing應ying用yong於yu工gong業ye和he其qi它ta控kong製zhi領ling域yu，減jian少shao和he避bi免mian了le人ren身shen傷shang害hai和he設she備bei損sun壞huai，極ji大da的de提ti高gao了le控kong製zhi精jing確que度du和he效xiao率lv，同tong時shi也ye極ji大da提ti高gao了le生sheng產chan效xiao率lv。今jin年nian來lai隨sui著zhe電dian子zi元yuan器qi件jian技ji術shu、計算機技術和控製理論的飛速發展，國內外的執行機構都已跨入智能控製的時代。
二、執行機構的英文名：ACTUATORS
三、執行機構的應用領域
執行機構主要應用在以下三大領域：
1． 發電廠
典型應用有：
①火電行業應用
送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節杆 燃燒器搖擺驅動器 液壓推杆驅動器 葉輪機調速 煙氣調節閥 蒸氣調節閥 球閥和蝶閥控製 滑動門 閘門
②其它電力行業的閥門執行器應用
球閥 除塵控製噴水 葉輪機轉速控製 控製大型液壓閥 燃氣控製閥 燃燒器點火啟動 蒸氣控製閥 冷凝水再循環, 脫氧機，鍋爐給水，過熱控製 器，再加熱恒溫控製器，及其它相關閥門應用
2． 過程控製
用於化工、石化、模具、食品、醫藥、包裝等行業的生產過程控製，按照既定的邏輯指令或電腦程序對閥門、刀具、管道、擋板、滑槽、平台等進行精確的定位、起停、開合、回轉，利用係統檢測出的溫度、壓力、流量、尺寸、輻射、亮度、色度、粗糙度、密度等實時參數對係統進行調整，從而實現間歇、連續和循環的加工過程的控製。
3． 工業自動化
用於較為廣泛的航空、航天、軍工、機械、冶金、開采、交通、建材等方麵，對各類自動化設備和係統的運動點（運動部件）進行各種形式的調節和控製。
過程控製和工業自動化方麵的主要應用舉例如下：
① 在硫礦生產中的應用
注水流量控製 球閥和碟閥控製
②碳酸鉀管道閥門執行器的應用
滑動門 分流器 閘門 球閥和蝶閥 球型控製閥
③水處理閥門執行器的應用
液流流量控製 調壓閥壓力控製 酸溶液流量控製
④石灰石/水泥廠閥門執行器的應用
球或蝶閥控製 處理幹水泥，石膏，或液體 送風和引風機 調節型風門擋板 旁路風門擋板 環境汙染控製和除塵裝置 滑動門 對在料鬥和儲藏庫的原材料進行物流控製 閘門 控製原材料在進料口的流量 燃氣控製閥 調節轉爐上燃燒器進氣量 蒸氣控製閥 控製生產過程所需的蒸氣
⑤在穀物加工廠執行器的應用
閘門 分流閥 分配器 物料卸貨器/加熱器 除塵隔離擋板 氣流控製(物流幹燥) 球閥和蝶閥控製
⑥鋼廠風門擋板和閥門執行器的應用
球或蝶閥控製 控製冷卻水，廢水，或其它冷卻介質 調節型風門擋板 送風和引風機 旁路風門擋板 閘門 環境汙染控製和除塵裝置 滑動門 控製原材料在進料口的流量 對在料鬥和儲藏庫的原材料進行物流控製 燃氣控製閥 蒸氣控製閥 調節轉爐上燃燒器進氣量 控製生產過程所需的蒸氣
⑦鋁廠風門擋板和閥門執行器的應用
送風機風門擋板 一次進風風門擋板 空氣預熱風門擋板 煙氣再循環 旁路風門擋板 二次進風風門擋板 主風箱風門擋板 燃燒器調節杆 燃燒器搖擺驅動器 液壓推杆驅動器 葉輪機調速 煙氣調節閥 蒸氣調節閥 球閥和蝶閥控製 滑動門 閘門
⑧過程控製擋板的應用
空氣補充 排風機旁路 熱/冷風混和 應急關斷
⑨在石油工業中的應用
注油工藝流量控製 氣舉管路主閥門壓力控製 注水工藝流量控製 油井油質采樣試驗 / 生產用閥門
⑩在天然氣生產和輸送工業的應用
氣舉氣流流量控製 氣管路主閥門壓力控製 壓縮機喘振控製 天然氣壓力控製 天然氣管路主閥門壓力控製 應急關斷 天然氣調壓器控製 壓力控製 壓縮機喘振控製 流量控製
四、現在國際上有那些知名公司
國外的執行機構出現較早，一直保持較大優勢。西門子公司於1905年生產了世界上第一台電動執行機構。從20世紀90年代初期，國外一些生產電動執行機構的廠商，又開發了新一代的產品占領市場。世界上比較知名的公司主要有以下一些：
1． 英國的羅托克（ROTORK）
從20世紀90年代初期，國外一些生產電動執行機構的廠商，就開發了新的產品占領市場。較早的是英國勞托克（ROTORK），於1995年推出了IQ型智能電動執行機構。IQ係列智能電動執行機構是英國勞托克（ROTORK）公司推出的較早一代智能型電動執行機構，它的執行機構基型是ROTORK多轉電動執行機構，在此基礎上，加上微處理器和外圍芯片電路、軟件實現智能控製。它采用紅外線手操器來設置執行機構參數，所以能實現無需“開蓋”tiaoshijishu。tadexianweijigoutongguohuoerchuanganqichanshengshuzixinhaolaisheding，lijubaohutongguoceshidianjidianliuhecichanglaihuode。zhezhongtongguohuoerchuanganqichanshengshuzixinhaolaisheding，lijubaohutongguocedingdianjidianliuhecichanglaihuode。zhezhongtongguodianzichuanganqiqudaichangguidejishuqichuandongjigoujitulunkaiguanzujianbianyujubugongkuangjianshijianquanbaozhangbingjianhuatiaoshigongzuo。
2． 美國的喬登（JORDAN）
美國喬登控製公司成立於1955年，從開始到現在一直專業生產電廠擋板電動執行機構，特別是在苛刻工況下（比如：環境溫度高，安裝位置受限製和不易維護，動作頻繁等），qiaodengdechanpinyizhishishijieshangdaduoshuyonghudeshouxuan，zheshiyouyuzhizaoshangjinwushiniandejingyanleijihexianjindeshejizhizaosixiangshiran。zaizhegelingyu，tebieshigaotiaojiepindu（每小時執行機構能動作的次數達到2000次到4000次）的調節型應用方麵，在歐美市場占有率達到70％以上，唯一能和它競爭的是德國HARTMANN& BRAUN，但後者的價格是它的三倍以上。
喬登的主要優勢在於高調節頻度（2000-4000次/小時），一體化（電機、伺服放大器和傳動機構），永久潤滑免維護，任意位置角度安裝，正齒輪和蘇格蘭軛傳動機構等。目前國內的知名品牌（如：ROTORK,SIPOS,AUMA等）無wu一yi例li外wai都dou采cai用yong分fen體ti設she計ji，特te別bie是shi減jian速su箱xiang的de壽shou命ming是shi很hen短duan的de。采cai用yong渦wo輪lun渦wo杆gan傳chuan動dong機ji構gou，磨mo損sun大da，發fa熱re量liang高gao，傳chuan動dong效xiao率lv低di，壽shou命ming短duan，調tiao節jie頻pin度du最zui高gao隻zhi能neng達da到dao1200次/小時。而且要定期潤滑維護和不能任意位置安裝。
主要係列：SM、LA、MV、VA、EH、TA-1200、MC-1100、SM/LA-3300
3． 德國的EMG
1883 德國AEG集團成立，1900年前後開始生產電動執行器。1946 AEG集團當時歐洲排名第二的電子設備集團（其電廠建設部歐洲排名第一）成立全資子公司EMG，負責電動執行機構業務.1976 EMG 開發出專利的偏心行星齒輪傳動機構 並成功應用在其執行器上。1984 AEG集團電廠建設部出售給西門子公司，成為現在西門子的電力集團KWU。 EMG開始設立獨立的全球銷售網絡。1992 在全球有十幾萬員工的AEG集團被戴姆勒-奔馳集團並購，成為戴姆勒工業部並被分拆。1996 EMG工業集團獨立。2003年EMG集團公司在中國設立中國辦事處，開始開拓中國市場。
主要係列：德瑞摩DREHMO（Standard、Matic I、Matic C）
4． ABB
於1988年由分別成立於1883年和1891年的瑞典阿西亞公司和瑞士BBC公司合並成立，總部位於瑞士蘇黎世。是電力和自動化技術領域的全球領先公司，ABB集團在全球100多個國家擁有上千家企業，員工139, 000人。
ABB與中國的往來可追溯到本世紀初：早在1907年，ABB就向中國政府提供了一套蒸汽鍋爐。隨著業務的不斷發展，集團於1974年在香港創立了中國地區總部。1994年底把中國地區總部遷至北京。1995年，ABB公司在北京注冊了獨資的控股公司：阿西亞.布朗. 勃法瑞（中國）投資有限公司，負責中國地區的所有投資活動。目前，ABB中國在上海、廣州、重慶、沈陽、武漢、青島、南京、西安、成都、福州、哈爾濱、天津、大連、濟南、杭州、昆明、南寧、深圳、鄭州、長春、長沙和香港等地擁有23家銷售機構，在北京、上海、廣州、重慶、廈門、合肥、新會、中山、香港等地擁有27家合資/獨資企業，員工人數達到6000多名。
主要係列：ONTRAC（MOE700、MME 800）
Ontrac係列智能電動執行機構是ABBgongsijinniantuichudezhinengdiandongzhixingjigouchanpin。tadezhixingjigoujixingyeshiduozhuandiandongzhixingjigou，tadezhinengkongzhiqianzhuangzaizhixingjigounei，youcaozuomianbanzhijiecaozuo，LCD顯示，通過菜單式操作，設置執行機構參數。它采用霍爾傳感器來獲得位置信號。通過微處理器對電機轉差S推(tui)算(suan)出(chu)力(li)矩(ju)，並(bing)與(yu)用(yong)戶(hu)設(she)定(ding)的(de)力(li)矩(ju)超(chao)限(xian)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，一(yi)旦(dan)超(chao)限(xian)電(dian)機(ji)被(bei)迫(po)停(ting)止(zhi)運(yun)動(dong)，微(wei)處(chu)理(li)器(qi)發(fa)出(chu)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)。這(zhe)種(zhong)電(dian)子(zi)式(shi)力(li)矩(ju)保(bao)護(hu)方(fang)式(shi)，省(sheng)去(qu)過(guo)程(cheng)傳(chuan)統(tong)的(de)彈(dan)簧(huang)、機械式開關，調試很方便。該執行機構還能進行變頻調速控製及閥門特性修正。除傳統控製信號4-20mA可選外，還提供PROFIBUS DP/V1，通訊接口。
5． 德國的哈特曼-布朗（HARTMAN&BRAUN）
主要係列：PME 120
6． 德國的奧馬（AUMA）
7．德國的西門子（SIEMENS）
西門子公司是世界自動化行業的“老大”，SIPOS是SIEMENS Positioner的縮寫。於一九零五年生產出世界上第一台電動執行機構，至今已有近百年的研究、開發、生產和銷售電動執行機構的經驗。SIPOS（西博思）為其電動執行機構的注冊商標。
SIPOS已被廣泛應用於全球各個工業生產領域。中國電廠的所有電動汽機旁路上使用的執行機構幾乎全部為原裝進口SIPOS。西門子公司還分別於1987年和1992年向中國的兩家製造廠出售其SIPOS1係列和SIPOS 3係列的生產技術。西門子公司不斷更新技術，相繼淘汰了SIPOS 1和SIPOS 3，在(zai)全(quan)球(qiu)範(fan)圍(wei)內(nei)首(shou)次(ci)創(chuang)造(zao)性(xing)地(di)將(jiang)先(xian)進(jin)而(er)又(you)成(cheng)熟(shu)的(de)電(dian)機(ji)變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)中(zhong)，采(cai)用(yong)內(nei)置(zhi)一(yi)體(ti)化(hua)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)控(kong)製(zhi)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)的(de)電(dian)機(ji)，並(bing)於(yu)一(yi)九(jiu)九(jiu)七(qi)年(nian)向(xiang)市(shi)場(chang)推(tui)出(chu)麵(mian)向(xiang)新(xin)世(shi)紀(ji)的(de)新(xin)一(yi)代(dai)SIPOS 5 係列電動執行機構。
SIPOS 5 於一九九七年底進入中國市場，因其結構簡單、技術先進、性能可靠、可進行故障自診斷、智能化程度高且價格適中而備受市場青睞。在短短三年的時間內，中國的七十多家用戶相繼購買了三千餘台，其質量、性能和高性能價格比得到了所有用戶的一致讚賞和認同。
為適應市場需要，自一九九九年十月一日起，西門子公司電動執行機構部門從西門子公司龐大的機構中獨立出來，以原有注冊商標SIPOS為公司名，在德國成為具有獨立法人地位的電動執行機構專業性公司：SIPOS AktorikGmbh（西博思電動執行機構有限公司）。西博思公司的總部及生產廠位於德國的紐倫堡市，並已在全球主要國家和地區設有銷售和服務機構。
自zi一yi九jiu九jiu九jiu年nian十shi月yue一yi日ri起qi，西xi門men子zi公gong司si所suo有you於yu電dian動dong執zhi行xing機ji構gou有you關guan的de業ye務wu已yi全quan部bu轉zhuan至zhi西xi博bo思si公gong司si，且qie西xi門men子zi公gong司si不bu再zai生sheng產chan電dian動dong執zhi行xing機ji構gou。獨du立li後hou的de西xi博bo思si公gong司si仍reng以yiSIPOS作zuo為wei其qi電dian動dong執zhi行xing機ji構gou產chan品pin的de注zhu冊ce商shang標biao，但dan不bu再zai屬shu於yu西xi門men子zi公gong司si。西xi門men子zi公gong司si現xian在zai是shi西xi博bo思si公gong司si的de主zhu要yao用yong戶hu之zhi一yi，西xi博bo思si公gong司si繼ji續xu想xiang西xi門men子zi公gong司si提ti供gong產chan品pin和he服fu務wu。
主要係列：SIPOS1、 SIPOS3 、SIPOS 5 Flash
8.法國的伯納德
法國伯納德股份有限公司是法中電力協會成員之一，成立於1946年，是世界知名的閥門電動執行器（SERVOMOTEUR）專業生產廠商，其生產的核級閥門電動執行器符合國際標準。自1950年起，法國核電站開始采用該公司的產品。世界上有60多座核電站使用伯納德的電動執行器。1996年該公司產品開始進入中國市場，為中國的大亞灣、嶺澳、秦山、田灣等核電站提供過設備。目前，該公司年產35000多套控製設備，70%銷往國外，廣泛應用於核電、石油、天然氣和水處理等領域。
主要係列：SERVOMOTEUR
9. 意大利的BIFFI
10．美國的柏勒夫（BELLOFRAM）
11．德國PS
12．日本光榮（Unic）
五、JORDAN公司的曆史
1955由Chuck Jordan先生創立，1960向電力用戶推出風門擋板執行機構，1964推出固態電路控製器，1968推出直行程電動執行機構，1970推出角行程和直行程閥門電動執行機，1978由美國成套供應商配用進入中國市場，1979 ~1990成為並作為Foxboro公司的執行機構分公司，1987首次開發彈簧複位電動執行機構，1990成為獨立公司，1991開發並生成采用步進電機的電動執行機構，1992該設計贏得政府設計獎，1995推出智能型數字式伺服控製器，1996通過ISO-9001論證，1997建立公司網站（www.jordancontrols.com），1998推出 HART & Fieldbus 接口，1999推出快速大推力液壓電動執行機構，2000推出具有連續調節能力的 SM-6000係列電動執行機構，2001 – 成為獨立運作的ROTORK公司。在北京、上海和洛陽有服務和備件中心。
六、JORDAN進入中國的情況簡述
從1978年(nian)山(shan)東(dong)石(shi)橫(heng)電(dian)廠(chang)開(kai)始(shi)進(jin)入(ru)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)，到(dao)現(xian)在(zai)在(zai)國(guo)內(nei)已(yi)經(jing)有(you)了(le)數(shu)十(shi)家(jia)電(dian)力(li)用(yong)戶(hu)，而(er)且(qie)從(cong)未(wei)出(chu)過(guo)任(ren)何(he)問(wen)題(ti)。從(cong)中(zhong)國(guo)的(de)市(shi)場(chang)來(lai)看(kan)，目(mu)前(qian)在(zai)電(dian)廠(chang)的(de)煙(yan)風(feng)係(xi)統(tong)（送引風機，磨煤機，排粉機，一次風，二次風等）的擋板，調節閥電動頭（給水，凝結水，再循環等）和燃油係統快開閥等方麵應用非常廣泛。
七、在中國JORDAN主要有哪幾種執行機構的業績
在中國JORDAN主要有角行程（SM）；直行程（LA）；短直行程（MV、VA）的業績。
八、在中國執行機構的主要現狀
我國的執行機構和伺服放大器是六十年代統一設計的，三十多年來在技術上沒有多大創新，最早的型號有DTZ和DTJ。但近幾年（基本是在“九五”期間進行），suizheguoneiduikongzhiyaoqiudebuduantigao，gexiangguanyanjiujigouhebumenyekaifachuxinyidaidezhinengxingdiandongzhixingjigou，xingnengyouhendatigao，jiagezaijinkouchanpindeyibanyixia。
開發機構主要有：上海自動化儀表股份有限公司、四川儀表集團公司、海萬迅儀表有限公司、上海銳凱儀表有限公司等。
型號主要有：QSL、QSQ、DKZ-Z、ZKJ-Z、ZILJ、IKJ等。
目前，在中國，執行機構的品牌（含國內品牌和國外品牌）較(jiao)多(duo)，市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)較(jiao)大(da)。國(guo)外(wai)產(chan)品(pin)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)中(zhong)高(gao)端(duan)市(shi)場(chang)，而(er)國(guo)內(nei)產(chan)品(pin)則(ze)集(ji)中(zhong)在(zai)低(di)端(duan)市(shi)場(chang)。國(guo)外(wai)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)較(jiao)優(you)，但(dan)價(jia)格(ge)往(wang)往(wang)是(shi)國(guo)產(chan)品(pin)牌(pai)的(de)幾(ji)倍(bei)甚(shen)至(zhi)十(shi)倍(bei)以(yi)上(shang)，其(qi)在(zai)技(ji)術(shu)和(he)商(shang)務(wu)方(fang)麵(mian)的(de)投(tou)資(zi)和(he)努(nu)力(li)明(ming)顯(xian)高(gao)於(yu)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)；國內現以有一些產品已能達到較高的性價比，但總體來講需要加快技術進步和行業激勵，加大商務努力。
國產執行機構在各行業應用已比較普遍。但進口執行機構從行業來看，則主要集中在軍工、電力、石化、化工、冶金、建材、環保等領域和自動化程度較高的生產線上。從投資來看，進口執行機構應用較多的地方主要是國家投資的大中型企業和支柱產業、外商投資企業、資金充足和融資能力強的民營企業。
中國經濟正在騰飛，做為現今世界第一大製造基地，執行機構的市場潛力仍是非常大的：西部大開發、中部開發、東北老工業基地的振興等國家重大舉措；外資投入的不斷加大；老企業的技術更新和改造等都帶來了很大的機遇。
現(xian)在(zai)中(zhong)國(guo)的(de)企(qi)業(ye)用(yong)戶(hu)已(yi)擺(bai)脫(tuo)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)的(de)盲(mang)目(mu)，變(bian)得(de)理(li)性(xing)化(hua)，既(ji)不(bu)盲(mang)目(mu)崇(chong)洋(yang)，也(ye)不(bu)再(zai)一(yi)味(wei)追(zhui)求(qiu)低(di)價(jia)。國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)在(zai)緊(jin)追(zhui)和(he)趕(gan)超(chao)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)，力(li)爭(zheng)提(ti)高(gao)知(zhi)名(ming)度(du)；而外國廠商則瞄準中國巨大的市場，在降低價格方麵不斷的努力，以提高在中國市場的競爭力
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