電動執行器由電動執行機構和調節機構兩部分組成，它根據自動化儀表輸入的4mA~20mA信號，轉換為力或力矩以推動各類調節閥或其他執行機構，從而達到自動控制完成壓力、溫度、流量的檢測，在調節過程中進行實時故障診斷，必要時進行調整和校準。本文講述了電動執行機構調節工作原理及智能調節閥的功能特點，總結現代化工業生產過程安全、優質運行的電動調節規律。
一、電動執行器的組成和工作原理
電動執行器由電動執行機構和調節機構兩部分組成，其中將調節控制信號轉換成為力或力矩的部分叫做電動執行機構，各種調節閥統稱為調節機構。電動執行機構是使用調電動機或推動器電動元件轉換為力或力矩以推動各類調節閥開關。電動執行器主要由伺服放大器DFC、電動操作器DFD、位置發送器WF，伺服電動機SM、減速器J等組成。
電動執行器的工作過程是：來自PLC調節信號輸出送到伺服放大器DFC，與位置傳感器WF發送的反饋信號相比較，經微處理器運算后將其差值經電路放大后去控制伺服電動機正轉或反轉，經過減速器減速后驅動輸出軸產生直線移動或角旋轉。輸出結果再次經位置傳感器定位發出位置指示和4mA~20mA的反饋信號送到伺服放大器的輸入端。微處理器再次比較反饋信號和儀表調節信號，若反饋信號和輸入信號相等時，控制電動執行機構停止使閥門穩定在儀表輸出的位置上，電動執行器也可以通過電動操作器進行手動操作。一般是通過現場調節儀表旋鈕，輸出位置控制信號控制電動機正轉或反轉驅動執行機構調節閥門開度等。伺服電動機是執行機構的動力部分，它具有啟動轉矩大和啟動電流較小的特點，位置傳感器是根據差動變送器的工作原理，利用輸出軸的位移改變鐵芯在差動線圈中的位置，以產生反饋信號和位置信號。
二、手動操作器
手操器主要用在啟動或電動執行器系統中實現手動操作，它與調節器配合，完成從自動到手動或手動到自動的無干擾切換，也可以在控制系統出故障時或系統投運時用它進行手動遙控。與氣動執行器配合使用的叫Q型操作器，與電動執行器配合使用的叫D型操作器。
Q型操作器的工作過程是：當操作器處于自動狀態時，來自調節器的輸出電流通過負載R，并由操作器中一個電流顯示其大小，其中負載R可以是電氣轉換器，也可以是電氣閥門定位器或電動執行器的輸入阻抗，在復雜控制系統中也可以是串級控制系統中的副調節器的輸入阻抗。當操作器處于手動狀態時，來自調節器的電流不流過負載R，而由操作器中的可調恒流源向負載提供手動操作電流，其大小可由手操電位器調節，并通過另一個電流表顯示。與此同時，通過調節器背面的跟蹤電壓輸出的接線端子向調節器中積分電容兩端提供直流跟蹤電壓，大小與手動操作電流的大小相對應，當調節器中的積分電容兩端收到跟蹤電壓后，調節器的輸出電流就隨跟蹤電壓做出相應改變。從自動到手動，要先調節手操作器，使其輸出電流與調節器輸出電流相等，即能進行切換。
三、智能電動執行器
智能電動執行器控制電源有單相和三相兩類，三相智能電動執行器主體和單相智能電動執行器的主體相同，以單相智能電動執行器的工作過程分析智能電動執行器的工作原理。
工作過程是PLC或變送器的4mA~20mA信號傳給智能伺服放大器，經伺服微處理器掃描監測該輸入信號和位置反饋信號，定時比較。微處理器比較這兩個信號，若信號不相等，正負差值超過平衡位置值，即發出控制信號調整智能伺服放大器中的功率晶閘管的導通角，使晶閘管導通驅動伺服電動機轉動，調節閥門開度；同時伺服微處理器將調節閥位置信號轉換成相應的脈沖量發往操作器，顯示閥門的開度百分數。當接受變送器信號進入PI調節工作方式時，微處理器將變送器信號與給定值進行比較，并按預先設置好的參數PI進行計算并發出控制信號調節閥門開度，直到兩個信號平衡。
圖1 單相智能電動執行機構框圖
四、智能調節閥
智能調節閥由控制器、傳感器、信號變換器、I/O及通信接口、執行機構、調節閥組成，具有以下特點：
1.具有智能控制功能。可按給定值自動進行PID調節，控制流量、壓力、壓差和溫度等過程變量，還可支持串級控制方式等。
2.具有保持功能。無論電源、機械部件、控制信號等出現故障都會自動采取保護措施，以保證本身及生產過程安全可靠。
3.具有通信功能。與上位機控制系統連接，操作人員可在遠方對其進行檢測、整定、修改參數等。
4.具有診斷功能。智能調節閥的閥體和執行機構上裝有傳感器專門用于故障診斷，發現問題立即執行預先設定的程序，自動采取措施并報警，實現安全運行。
5.一體化結構。智能調節閥把閥體、控制電路、傳感器、執行機構全部裝在一個現場儀器中。
五、結語
電動執行機構與調節機構的鏈接有多種方式，一般是將兩者固定安裝在一起，構成一個完整執行器，也有用機械連桿把兩者就地連接起來。隨著電子技術的迅速發展，微處理器被引入到儀表中，出現了智能式執行器，把常規儀表的檢測、控制、調節等功能有機組合在一起，具備了多種功能并被廣泛應用于生產和生活中。
