在自動(dòng)化儀表行業(yè)中,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又被稱為電動(dòng)執(zhí)行器,一般由減速機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)、電氣控制裝置這三大部件組成。其中,電氣控制裝置在近10年中的發(fā)展變化最快,品種最多。國內(nèi)外各著名執(zhí)行器制造商都在積極不斷地運(yùn)用新技術(shù)、新材料、新工藝開發(fā)出順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的各具特色的新產(chǎn)品,使世界各國工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)得控制品質(zhì)得以距大的提升。而且隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中帶有微處理器的智能電氣控制裝置,已形成執(zhí)行器發(fā)展的總趨勢(shì),因此盡快了解國內(nèi)外電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展差異,對(duì)于更好地應(yīng)用國外產(chǎn)品、進(jìn)一步提升國產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行器的整體品質(zhì),非常必要。
在過程控制系統(tǒng)中,執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器的指令信號(hào),經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移,去操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),改變被控對(duì)象進(jìn)、出的能量或物料,以實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)控制。
電動(dòng)執(zhí)行器是以電能為動(dòng)力的,它的特點(diǎn)是獲取能源方便,動(dòng)作快,信號(hào)傳遞速度快,且可遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào),便于和數(shù)字裝置配合使用等。所以電動(dòng)執(zhí)行器處于發(fā)展和上升時(shí)期,是一種有發(fā)展前途的裝置。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格貴和推動(dòng)力小,同時(shí),一般來說電動(dòng)執(zhí)行器不適合防火防爆的場(chǎng)合。但如果采用防爆結(jié)構(gòu),也可以達(dá)到防火防爆的要求。
在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中,執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用,它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合儀表中的執(zhí)行單元,是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)之一。它與變送單元、調(diào)節(jié)單元等配套,接受統(tǒng)一直流標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)0~10mA(‖)或4~20mA(|||)并將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成力矩或推力,以推動(dòng)各種類型的調(diào)節(jié)閥門的開啟程度,從而達(dá)到對(duì)工藝介質(zhì)流量、壓力、溫度、液體等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。因具有動(dòng)作靈敏、能源取用方便、信號(hào)傳遞距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于電站、石油、化工、冶金、輕工等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制中。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按輸出位移的形式分為:ZKJ型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和ZKZ型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩種。
ZKJ型角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配角行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。(如蝶閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等)。
DKZ型直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。(如單座閥、雙座閥、套筒閥、三通閥等)。
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組成,其中包括伺服放大器。還可以輔助單元SFD型電動(dòng)操作器配用。
二、國際市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
自1929年LIMITORQUE公司制造出了世界上第一臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以來,國際上電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)水平發(fā)展迅速。20世紀(jì)80年代起,國外相繼推出了符合各種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的智能執(zhí)行器,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)取得了較好的應(yīng)用效果。由于高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,目前國外己開發(fā)出新一代智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)己在閥門設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。這些智能化電動(dòng)執(zhí)行器功能強(qiáng)大、簡單可靠、技術(shù)先進(jìn)。國際著名的電動(dòng)執(zhí)行器公司英國的ROTORK(羅托克)生產(chǎn)的IQ系列智能化電動(dòng)執(zhí)行器,不但具有智能通信、智能控制、支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線的功能,而且其獨(dú)有的雙密封系統(tǒng)和紅外線非侵入式設(shè)定使它可用在任何環(huán)境中,防水防暴,終身可靠,調(diào)試及故障排除簡單。德國Hartmann&Braum公司新一代產(chǎn)品智能電動(dòng)執(zhí)行器MOE700實(shí)現(xiàn)了智能式電子一體化,變頻變速定位,監(jiān)控等功能。代表著該領(lǐng)域的世界先進(jìn)水平的公司還有美國的JORDAN公司和LIMITORQUE公司等幾家國外著名的公司。JORDAN公司的智能電動(dòng)執(zhí)行器突出特點(diǎn)是動(dòng)作頻率高,其動(dòng)作頻率是2000~4000/h,而國內(nèi)的電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作頻率在2000/h以下,一般動(dòng)作頻率達(dá)到1200/h就是很高的了。
總之,國際上智能電動(dòng)執(zhí)行器有以下特點(diǎn):(1)智能通信,智能控制智能電動(dòng)執(zhí)行器利用微機(jī)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動(dòng)標(biāo)定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能,有效提高控制水平。(2)機(jī)電一體化新型智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合為一體,驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用功能強(qiáng)大的集成模
我國電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)處在一個(gè)非常有利的發(fā)展時(shí)期,面臨著良好的發(fā)展機(jī)遇。但是,除了能夠滿足國際市場(chǎng)需求的低壓電動(dòng)執(zhí)行器外,高壓電動(dòng)執(zhí)行器仍然依靠進(jìn)口。在宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)看好的形勢(shì)下,我國電動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品的進(jìn)出口有所增長,但國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在不斷加劇,使電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)的銷售收入和利潤大幅下降。這是由于國內(nèi)的電動(dòng)執(zhí)行器企業(yè)與國外的存在一定的差距,電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)起點(diǎn)低,規(guī)模小,專業(yè)化程度低,市場(chǎng)化程度低等因素制約著我國電動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品的發(fā)展。
、惡性競(jìng)爭(zhēng)
整個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)的不景氣,導(dǎo)致了我國電動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品的落后,由于我國電動(dòng)執(zhí)行器市場(chǎng)已基本形成國營、集體、合資、股份及個(gè)體民營并存的局面。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,那些以贏利為目的的廠商,不惜損害他人利益以次充好,擾亂了正常的電動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展。
、起點(diǎn)低、規(guī)模小
目前,我國電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)約有5000多家,年銷售收入超過5千萬的僅有7家,超過一個(gè)億的3家,2億元以上的企業(yè)一家沒有。這種小規(guī)模的企業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)差,競(jìng)爭(zhēng)能力薄弱,難以在市場(chǎng)上產(chǎn)生震撼力,與同行業(yè)國際知名企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)就更加困難。
、產(chǎn)品技術(shù)含量低
我國電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)目前已經(jīng)能生產(chǎn)十幾大類產(chǎn)品。盡管這些產(chǎn)品有力支援了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè),但是應(yīng)該清楚的看到這些產(chǎn)品大都屬于一般技術(shù)含量或勞動(dòng)密集型產(chǎn)品,很少具有國際領(lǐng)先水平,更別說是競(jìng)爭(zhēng)力了。
、銷售渠道單一
目前我國電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩,約有40%的生產(chǎn)能力放空。由于國內(nèi)電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)銷售渠道普遍的同質(zhì)化,產(chǎn)品高度飽和,使得銷售成本較高、利潤低,缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
、管理水平低下
我國電動(dòng)執(zhí)行器企業(yè)機(jī)制不活、技術(shù)管理水平低、管理人才短缺,很難跟上國際標(biāo)準(zhǔn)的步伐。在這種情況下,國內(nèi)電動(dòng)執(zhí)行器企業(yè)引進(jìn)國外的先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)管理,培養(yǎng)人才以此武裝自己,對(duì)抗外企,已勢(shì)在必行。
國內(nèi)電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)要擺脫目前的困境,突破瓶頸的束縛,尋求新的發(fā)展空間,在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中站住自己的位置,勢(shì)必要采取相應(yīng)的措施,提高競(jìng)爭(zhēng)力,振興我國電動(dòng)執(zhí)行器行業(yè)。
現(xiàn)有的國產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問題。而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全程運(yùn)行速度取決于其電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速和其內(nèi)部減速齒輪的減速比,一旦出廠,這一速度固定不可調(diào)整,其通用性較弱。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診斷措施以及必要的通信手段,系統(tǒng)的安全性較差,不便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因,采用傳統(tǒng)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng),可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)在工業(yè)過程中的應(yīng)用,這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。