学习情境十执行机构的安装与检修

学习情境十执行机构的安装与检修2024/3/29学习情境十执行机构的安装与检修任务一执行机构的认知

执行器由执行机构和调节机构（调节阀）两部分组成。执行机构首先将来自调节器的信号转变成推力或位移，对调节机构产生推动作用；调节机构（调节阀）根据执行机构的推力或位移，改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积，以达到最终调节被控介质的目的。执行器工作原理学习情境十执行机构的安装与检修执行器主要特性比较

根据所使用的能源种类，执行器可分为电动执行器，气动执行器和液动执行器三种。任务一执行机构的认知

学习情境十执行机构的安装与检修任务引领：本任务通过相关知识的学习，掌握电动、液动、气动执行器的结构及工作原理。

任务一执行机构的认知

学习情境十执行机构的安装与检修试说明执行器在控制过程中起什么样的作用？执行器由哪几部分组成，描述其工作原理？执行器有哪几种类型，各具有什么特点？试述各类执行机构的使用场合？思考问题学习情境十执行机构的安装与检修知识点1：执行机构认知

电动执行机构

电动执行机构根据配用的调节机构不同，其输出有直行程和角行程两种，其电气原理完全相同，仅减速器不一样。一、电动执行机构1．工作原理电动执行机构组成框图

学习情境十执行机构的安装与检修伺服放大器原理框图

2．伺服放大器3．校正网络

校正网络原理框图

学习情境十执行机构的安装与检修4．执行机构电磁机械式制动器（a）旁磁式；（b）杠杆式（c）外加电磁线圈式（1）伺服电动机伺服电动机是执行机构的动力部件，其用途是把晶闸管开关输出的电功率变成机械转矩。工作原理是：由于分相电容的作用，两个绕组中电流的相位差为90°电角度，从而在定子绕组中产生旋转磁场，使转子绕组中产生感应电流并相应地产生旋转磁场。两个旋转磁场相互作用，使转子转动，其转动方向同旋转磁场的转动方向是一致的。学习情境十执行机构的安装与检修4．执行机构位置发送器

（2）减速器减速器的作用是把伺服电动机的高转速小转矩的机械功率转换成低转速大转矩的输出功率，以适应调节机构的工作特性。（3）位置发送器

位置发送器由差动变压器、整流电路、零点补偿电路、稳压电路和机械部分等部件组成。

位置发送器的作用是将输出轴的转角转换成0～10mA（4～20mA）直流电流信号，用以指示调节机构的开度，并送到前置磁放大器的反馈绕备组，实现中间位置的平衡。

学习情境十执行机构的安装与检修二、气动执行机构

（a）正作用式（ZMA型）1-上膜盖；2-波纹薄膜；3-下膜盖4-支架；5-推杆；6-压缩弹簧；7-弹簧座；8-调节件；9-螺母；10-行程标尺（一）气动执行机构类型1．气动薄膜执行机构（b）反作用式（ZMB型）1-上膜盖；2-波纹薄膜3-下膜盖；4-密封膜片5-密封环；6-填块；7-支架8-推杆；9-压缩弹簧学习情境十执行机构的安装与检修2．气动活塞式执行机构

气动薄膜执行机构由于膜片承受的压力较低，又加之有平衡弹簧，抵消了大部分作用力，因此输出力较小。而气动活塞式执行机构，由于这种执行机构的汽缸允许操作压力较大，其压力可达500kPa，故输出力较强，适用于高静压、高差压、快速动作的工艺场合，是一种强力的气动执行机构。

气动活塞式执行机构分为比例式和二位式两种。

气动活塞执行机构1-活塞；2-汽缸学习情境十执行机构的安装与检修3．气动长行程执行机构气动长行程执行机构结构1-反馈凸轮；2-转轴；3-杠杆；4-反馈杆；5-导槽6-输出摇臂；7-杠杆支点；8-波纹管；9-汽缸；10-针形阀；11-弧形杠杆支点；12-弧形杠杆；13-反馈弹簧14-滚轮；15-滑阀；16-平衡阀学习情境十执行机构的安装与检修4．气动长行程执行机构（a）正作用—气关（b）反作用—气开侧装式气动执行机构1-推杆；2-摇板；3-连接板；4-连杆学习情境十执行机构的安装与检修（二）气动执行器构成气动执行器开环原理框图

气动执行器主要由两种方式构成：开环和闭环。开环只能用在控制精度要求不高的场合；闭环用在控制精度要求较高的场合。气动执行器闭环原理框图

学习情境十执行机构的安装与检修（三）电/气转换器电/气转换器是电动单元组合仪表中的一个转换单元。它能将电动控制系统的标准信号（0～10mADC或4～20mADC）转换为标准气压信号（0.2×105～1.0×105Pa或0.4×105～2.0×105Pa）。

电/气转换器简化原理图1-喷嘴；2-挡板；3-导磁件4-支点；5-平衡锤；6-波纹管7-放大器；8-气阻；9-调零弹簧

电/气转换器是基于力矩平衡原理进行工作的。

学习情境十执行机构的安装与检修（四）阀门定位器阀门定位器是气动执行器的主要附件。它与气动执行机构配套使用，接受调节器的输出信号，然后产生和调节器输出信号成比例的输出信号控制气动执行器。1．阀门定位器作用

阀门定位器可用以解决以下问题：

（1）改善阀的静态特性（2）改善阀的动态特性（3）改变阀的流量特性（4）用于分程控制（5）用于阀门的反向动作

如上所述，阀门定位器的使用可以扩大调节阀的适应范围，满足于不同的工艺流程要求。阀门定位器是很重要的辅助执行机构。学习情境十执行机构的安装与检修2．阀门定位器工作原理

（1）气动阀门定位器的工作原理

配薄膜执行器的阀门定位器结构原理1-波纹管；2-主杠杆；3-迁移弹簧；4-反馈凸轮支点5-反馈凸轮；6一副杠杆；7-副杠杆支点；8-薄膜室9-反馈杆；10-滚轮；11-反馈弹簧；12-调零弹簧13-挡板；14-喷嘴；15-主杠杆支点；16-单向放大器气动阀门定位器接受调节器的输出信号，然后产生与调节器输出信号成比例的气压信号去控制调节阀，其原理如图所示。它是按力矩平衡原理工作的。学习情境十执行机构的安装与检修2．阀门定位器工作原理

（2）电/气阀门定位器的工作原理

电/气阀门定位器接受电动调节器的输出为0～10mA或4～20mA直流信号，输出为气压信号，去操纵气动薄膜调节阀或活塞式调节阀。

（3）三断式自锁保护三断式自锁是指在工作气源中断、电源中断、信号中断时，执行机构输出臂转角仍保持在原来的位置上。自锁时通往上、下气缸的气路被切断，使活塞不能动作，起到保护作用。1）气源中断自锁

2）电源中断自锁

3）电信号中断自锁

开关电路学习情境十执行机构的安装与检修（五）阀位移传送器

阀位移传送器的作用是将气动执行机构输出轴的转角（0～90°）线性地转换成0～10mA或（4～20mA）的直流电流信号，用以指示阀位并实现系统的位置反馈。因此，阀位移传送器应具有一定的线性度和线性范围，才能使执行机构输出轴紧跟调节器的输出信号运转。阀位移传送器的输出电流也有正作用与反作用两种方式。正作用方式为阀位开度增加，输出电流也随之增加；阀位开度增加，而输出电流减小，则为反作用方式。正反作用方式的改变，可通过改变差动变压器二次侧绕组的两接线端子来实现。学习情境十执行机构的安装与检修三、液动执行器液动执行器在汽轮机转速控制系统中的应用如图所示。

汽轮机转速控制系统

液动执行器由液动执行机构和调节阀组成，而液动执行机构由错油门、油动机和反馈杠杆组成。液动执行器构成方框图

学习情境十执行机构的安装与检修三种执行机构的主要特点比较

：学习情境十执行机构的安装与检修◆1．启动过程检测与控制实训装置，系统投入自动，观察控制效果，分析执行器在系统中的作用。◆2．请通过查阅资料，了解过程检测与控制实训装置中所使用的执行器的类型、功能及特点。◆3．请到实习电厂进行调研，了解电动、气动和液动执行机构在电厂的应用情况，归纳这些执行机构的应用地点和应用场合。思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修知识点2：执行机构技术特性

在现代工业中，电动设备远比气动设备应用普遍，因为气动设备需要在气源上花费较大的投资，而且敷设管道也比敷设导线麻烦，气动信号的传递速度也远不如电信号快。但是在某些场合，气动设备的优越性却不可忽视。首先是在防爆安全上，气动设备不会有火花及发热问题。它排出的空气还有助于驱散易燃易爆和有毒有害气体。而且气动设备在发生管路堵塞、气流短路、机件卡涩等故障时绝不会发热损坏。在耐潮湿和恶劣环境方面，它也比电动设备强。一、气动执行机构对气动执行机构的要求是气源设备运行安全可靠，气压稳定，压缩空气无水、无灰、无油，应是干净的气体。

学习情境十执行机构的安装与检修二、电动执行机构

电动执行机构分为电磁式和电动式两类，前者以电磁阀及用电磁铁驱动的一些装置为主，后者则由电动机提供动力，输出转角或直线位移，用来驱动阀门或其他装置的执行机构。对电动式执行机构的特性要求是：（1）要有足够的转（力）矩。（2）要有自锁特性。（3）能手动操作。（4）应有阀位信号。（5）产品系列组合化。（6）功能完善且智能化。（7）具有阀位与力（转）矩限制。（8）适应性强且可靠性高。除了以上基本要求之外，为了便于和各种阀门特性配合，最好执行机构上还具有可选择的非线性特性。为了能和计算机配合，最好能直接输入数字或数字通信信号。学习情境十执行机构的安装与检修◆将调节器设置成手动状态，由调节器对现场执行器进行控制，通过盘上显示记录仪表观察被控参数的变化情况。

思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修学习情境十执行机构的安装与检修

任务一执行机构的认知下篇控制仪表任务二执行机构的检查与校验任务三执行机构的安装与故障处理学习情境十执行机构的安装与检修任务引领：执行机构是工艺生产过程自动调节系统中极为重要的环节。执行机构各组成部分，出厂时都经过调试，但为了保证正常运行，在安装使用前或检修后应根据实际需要进行必要的检查和校验。通过本任务的学习，掌握执行器的检查与校验方法及步骤。任务二执行机构的检查与校验学习情境十执行机构的安装与检修描述电动与气动执行机构检查的具体项目和校验方法。详细列出执行机构检查与校验过程中需做好的安全措施？列出执行机构检查与校验过程中需使用的工器具具，你是否能熟练使用它？执行机构校验过程完成后，如何检查安装质量？思考问题学习情境十执行机构的安装与检修知识点1：电动执行机构的检查与校验

一、电动执行机构校验1．伺服放大器的检查（1）按接线图接线。（2）合电源开关“1K”，用直流电压表跨接在前置级磁放大器输出测量点上，如电压不为零，可调“调零”电位器（1R）使U21-22为零。

伺服放大器校验接线图

学习情境十执行机构的安装与检修1．伺服放大器的检查（4）断开“2K”，合上“4K”，此时灯泡1T，2T均应不亮。（5）合“2K”，输入端依次加±l50μA（或240μA）和±10mA（或20mA）信号，加正信号时1T发亮，按下“5K”1T应熄灭。加负信号时2T发亮，按下“6K”，2T应熄灭。用3K突然改变输入信号极性时，1T，2T应迅速交替发亮，不应有同时发亮的现象。同时用交流电压表测量灯泡两端的电压，均应接近电源电压值。伺服放大器校验接线图

学习情境十执行机构的安装与检修2．执行机构的检查

（1）按接线图接线。（2）合电源开关“1K”，将电机“把手”放在“手动”位置，摇动手轮使出轴转到出厂时调整好的零位，此时毫安表指示应为零（或4mA）。（3）摇动手轮，使输出轴顺时针旋转90°，毫安表指示应相应地从0～10mA或（4～20mA）输出轴转角和位置发送器的输出电流应符合要求。（4）操作按钮“2K”，输出轴应顺时针旋转，操作按钮“3K”，输出轴应逆时针旋转，同时位置发送器的输出电流应能和转角一一对应。

学习情境十执行机构的安装与检修3．电动执行器系统检查（1）按接线图接线。电动执行器电气安装接线图学习情境十执行机构的安装与检修3．电动执行器系统检查（2）操作器切换开关放在手动位置，接通电源，“手动”指示灯亮，向“开”方向拨动操作开关，输出轴转角顺时针方向增大。同时阀位开度表指计向0～10mA或4～20mA变化，向“闭”方向扳动操作开关，输出轴转角逆时针方向减少，阀位开度表指针向0或4mA变化。（3）轴处于任意转角位置时，将切换开关拨动“自动”，自动指示灯亮，同时输出轴应向预选的零位方向运转。如转角反而顺时针方向增加，说明位置反馈极性接反，需要换⑦、⑧端子接线。如发现在零位有振荡现象，可调整“稳定”电位器消除，若仍不能稳定，可将伺服放大器R13Rl4阻值适当增加。（4）在伺服放大器输入端依次加1～l0mA或8、12、16、20mA（直流信号），输出轴应顺时针方向运转，输入信号和输出轴的转角应符合要求。学习情境十执行机构的安装与检修◆请正确校验一台DKJ电动执行机构。要求：（1）制定校验方案，选择校验方法和校验设备。（2）绘制校验接线图，按接线图正确接线。（3）进行必要的外观和绝缘检查。（4）按照步骤进行校验（包括伺服放大器和执行器两部分校验），记录数据。做一做学习情境十执行机构的安装与检修知识点2：气动执行机构的检查与校验一、校验准备及外观检查1．所有测试用仪器均须提前30分钟通电预热；2．试验气源压力要满足0.6±0.1Mpa

；3．执行机构外观无明显损伤，导气铜管无明显瘪痕且装配牢固；4．位置变送器连接螺杆长度必须符合被检执行机构型号的技术要求；紧固在变送器轴上的连杆与连接螺杆所构成的平面应垂直于水平面。二、检验标准和方法1．将气动执行机构固定于校验台上，分别接好气源、控制气源和位移检测连杆；将校验台上仪表调校准确。2．机械零点校准：输入4mA电流信号（0%），控制气信号应为0.02Mpa，此时气缸活塞行程应为零；如果不为零，可通过调整调零螺杆上的螺帽调整零点（零点高了紧螺帽）；零点和量程需要反复调整；零点误差要≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法3．

机械满量程校准：输入20mA电流信号（100%），控制气信号应为0.10Mpa，此时气缸活塞行程应为上限值；如果不为上限值，可通过调整量程拉簧的松紧来调整量程（量程小了松拉簧，量程大了紧拉簧）；零点和量程需要反复调整；满量程误差要≤1%。4．机械量程中点定位：零点和量程调准后，输入12mA电流信号，调整位置变送器连接杆的位置，使其在该点要保持与水平面垂直。5．

全行程偏差校准：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号0.036

Mpa（20%）、0.052

Mpa（20%）、0.068

Mpa（60%）、0.084

Mpa（80%）、0.1

Mpa（100%），使气缸活塞走完全行程，各点偏差均要≤1.5%。6．非线性偏差测试：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号直至0.10Mpa（100%），再将信号降至为0.02Mpa（0%），使执行机构走完全行程，并记录下每增减0.008Mpa信号压力对应的行程值，其实际压力━行程关系与理论值之间的非线性偏差要≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法7．正反行程变差测试：与非线性偏差测试方法相同，实际正反压力━行程关系中，同一气压值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%。8．

灵敏度测试：分别在信号压力0.03、0.06、0.09Mpa的行程处，增加和降低气压，测试在气缸活塞杆开始移动0.1mm时所需要的信号压力变化值，其最大变化要≤0.2%。9．活塞气缸的密封性测试：将0.5

Mpa的压力接入气缸的任一气室中，然后切断气源，在10分钟内，气缸内压力的下降值不应超过0.01

Mpa。10．位置变送器电气零点检测：打开位置变送器上盖，接好电线；输入12mA电流信号（0.06Mpa），此时调整变送器内圆形偏心轮，使其上面的黑线与线路板上面的白线对齐；然后再输入4mA电流（0.02Mpa），此时可调整变送器内调零电位器使输出电流为4mA；电气零点误差应≤1%。11．位置变送器电气满量程检测：输入20mA电流信号（0.1

Mpa），此时可调整变送器内调量程电位器使输出电流为20mA；电气满量程误差应≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法12．位置反馈电流全行程偏差校准：输入4mA电流（0%），然后逐渐增加输入信号8mA电流（25%）、12mA电流（50%）、16mA电流（75%）、20mA电流（100%），考虑到直线位移转换成角度变化的非线性误差，0%、50%、100%点反馈电流误差应≤1%，25%、75%点反馈电流误差应≤2%；13．

位置反馈电流正反行程变差测试：同气缸正活塞反行程变差测试方法相同，实际正反位置反馈电流━行程关系中，同一反馈电流值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%；14．作好校验记录，按校验记录表上的内容逐项认真填写；15．上述各项测试做完合格后，应将位置变送器内接线端子插好，拧紧后盖，然后将阀门定位器气源入口用塑料堵头堵好。学习情境十执行机构的安装与检修◆请正确校验一台气动薄膜执行机构。要求：

（1）制定校验方案，选择校验方法和校验设备。（2）绘制校验接线图，按接线图正确接线。（3）进行必要的外观检查和性能测试。（4）按照步骤进行校验，记录数据。做一做学习情境十执行机构的安装与检修学习情境十执行机构的安装与检修

任务一执行机构的认知下篇控制仪表任务二执行机构的检查与校验任务三执行机构的安装与故障处理学习情境十执行机构的安装与检修任务引领：执行机构应按照规程正确安装，否则影响系统的控制质量,本任务将完成常用的气动、电动执行机构及主要附件的安装;掌握执行器的常见故障和排除方法。任务三执行机构的安装与故障处理学习情境十执行机构的安装与检修电动与气动执行机构安装的具体要求有哪些？执行机构安装完成后，如何检查安装质量？描述电动与气动执行机构常见故障和处理方法。思考问题学习情境十执行机构的安装与检修任务引领：执行机构应按照规程正确安装，否则影响系统的控制质量，本任务将完成常用的气动、电动执行机构及主要附件的安装。通过本任务的学习，掌握执行机构及其附件的安装方法。子任务一执行机构的安装

学习情境十执行机构的安装与检修知识点：执行机构的安装

1．执行器安装位置应方便操作和维修，必要时应设置平台。执行器的上、下方应留有足够的空间，以便进行阀的拆装和维修。2．执行器应垂直、正立安装在水平管道上。DN大于50mm的阀，应设置永久性支架。3．一些重要场合，如执行器检修时不允许工艺停车时，应安装切断阀和旁路阀。一、气动执行器安装的一般要求控制阀组合安装形式学习情境十执行机构的安装与检修4．阀的工作环境温度一般不高于60℃，不低于-30℃，相对湿度不大于95%。环境温度太低，执行器的薄膜和密封环等橡胶制品零件易硬化变脆；环境温度太高，这些橡胶制品零件易老化。5．应远离振动的设备，必要时采取防振措施。6．用于高黏度、易结晶、易汽化及低温介质，应采取保温和防冻措施。7．执行器的口径与工艺管道不同时，应采用异径管。执行器一般采用法兰与工艺管道连接，对于小口径执行器安装也可采用螺纹连接。8．用于浆料和高黏度流体时，应配冲洗管线。9．凡未装阀门定位器的执行器，膜头上应安装控制信号的小型压力表。10．执行器在安装前应彻底清除管道内的异物，如杂质、焊渣等，安装后启用时应注意不能让杂质堵住或损伤执行器，必要时可把阀门拆下，用短节代替。11．执行器使用的气源及气路要进行净化处理，空气管路为φ8×1和φ6×1的铜管，管路连接要保证气密性。一、气动执行器安装的一般要求学习情境十执行机构的安装与检修

控制阀分为气开和气关两种，气开阀即有气便开，无气关闭。在工艺配管时，控制阀安装完毕，因当时尚无供气，对气开阀来说是关闭的。当工艺管线要试压查漏与吹扫时，因没有供气，打不开阀门，此时只能把控制阀拆下，换上等长度的短节，以避免控制阀处结存铁锈、焊渣等污物，损坏阀门。

二、气动执行器结构与安装1．控制阀的安装

用得最多的气缸式气动执行器是快速启闭阀，多用在易爆易燃的环境，如炼油厂的油罐的进出口阀门。它可以手动开启和关闭，也可以到现场按手动按钮快速启闭。安装时要注意的是气罐的垂直度（立式）或水平度（卧式）的控制。气缸上下必须自如，不能有卡涩现象。

2．气缸式气动执行器的安装学习情境十执行机构的安装与检修电磁阀的安装位置很重要。通常电磁阀是水平安装的，因为要考虑铁芯的质量，若垂直安装，线圈的磁吸力不能克服铁芯的重力，电磁阀不能正常工作。因此，安装前，要仔细阅读说明书，弄清它的安装方式。3．电磁阀的安装

电磁阀的安装要用支架固定，有些阀在线圈动作时，振动过大，更要注意牢固地固定。固定的方法通常是用角铁做成支架，用扁钢固定。电磁阀的气源管是采用1/2英寸镀锌水煤气管，有时也用φ18×3或φ14×2的无缝钢管。1/2英寸镀锌水煤气管采用螺纹连接，φ18×3或φ14×2的无缝钢管采用焊接。不管采用什么连接方法，管道配好后要进行试压与吹扫，要保持气源管的干净。

在安装电磁阀之前，要测量其接线端子间的绝缘电阻，也要测量它们与地的绝缘电阻，并做好记录。学习情境十执行机构的安装与检修阀门定位器是气动调节阀的主要附件，与气动执行机构配套使用，其功能结构图如右图所示。

4．阀门定位器的结构与安装

阀门定位器的功能示意图

左图为配气动薄膜执行机构的电/气阀门定位器结构示意图，是按力矩平衡原理工作的。

1-永久磁钢；2-主杠杆；3-迁移弹簧4-支点：5-反馈凸轮；6-副杠杆7-副杠杆支点；8-气动执行机构9-反馈杆；10-滚轮；11-反馈弹簧12-调零弹簧：13-喷嘴挡板机构14-气动放大器；15-主杠杆支点学习情境十执行机构的安装与检修由钢板和型钢组成的底座由上、下钢板和支柱组成。电动执行机构固定在上钢板上，下钢板与地板或基础固定。三、电动执行机构底座制作与安装型钢制成的底座由角钢或槽钢制成，型钢一般直接焊在金属构件或预埋铁件上，电动执行机构直接固定在其上。

电动执行机构安装在型钢底座上安装示意图学习情境十执行机构的安装与检修1．执行机构一般安装在调节机构的附近，不得有碍通行和调节机构的检修，并应便于操作和维护。2．执行机构和调节机构连杆不宜过长，否则应加大连杆连接管的直径。3．执行机构和调节机构的转臂应在同一平面内动作（否则应加装中间装置或换向接头）。一般在1/2开度时，转臂应与连杆近似垂直。4．执行机构与调节机构用连杆连接后，应使执行机构的操作手轮顺时针转动时调节机构关小，逆时针转动时调节机构开大。如与此不符，应在执行机构上标明开关的手轮方向。5．当调节机构随主设备产生热态位移时，执行机构的安装应保证其和调节机构的相对位置不变，如二次风调节闸其执行机构可固定在二次风筒上，以便随调节机构一起移动。四、电动执行机构安装注意事项学习情境十执行机构的安装与检修◆请正确安装管道1电动执行机构和管道2气动执行机构及主要配件。◆通过查阅使用说明书和相关技术资料，比较电动执行机构和气动执行机构安装上有什么不同？思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修任务引领：对各类执行机构进行调试及投运，对出现的故障进行排查并正确处理。

子任务二执行机构的故障检查与处理

学习情境十执行机构的安装与检修知识点1：电动执行机构的故障检查与排除

一、指示灯故障

1．故障现象：给电动执行机构通电后发现电源指示灯不亮，伺放板无反馈，给信号不动作。故障判断和检修过程：

因电源指示灯不亮，首先检查保险管是否开路，经检查保险管完好，综合故障现象，可以推断故障有可能发生在伺放板的电源部分，接着检查电源指示灯，用万用表检测发现指示灯开路，更换指示灯故障排除。

结论：电源指示灯开路会造成整个伺放板不工作。学习情境十执行机构的安装与检修2．故障现象：(调试中发现)电动执行器的执行机构通电后，给信号开可以，关不动作。故障判断和检修过程：

先仔细检查反馈线路，确认反馈信号无故障，给开信号时开指示灯亮，说明开正常，给关信号时关指示灯不亮，说明关可控硅部分有问题，首先检查关指示灯，用万用表检测发现关指示灯开路，将其更换后故障排除。一、指示灯故障

结论：关和开指示灯不亮(开路)时可控硅不动作。学习情境十执行机构的安装与检修1．故障现象：电动执行机构通电后，给定一个信号(例75%)，执行机构会全开到底，然后回到指定位置(75%)。故障判断和检修过程：

首先要判断是伺放板和执行机构哪一个有问题。将伺放板从执行机构上拆下，直接将电源线接到X5/1和X5/4端子上，执行机构关方向动作，将电源线接到X5/1和X5/2端子上，执行机构开方向动作，如果执行机构动作不正常，说明故障在执行器上。用万用表测电机绕组正常，再测电容两边的电阻发现有一个开路，将其更换后故障排除。

二、电阻电容

结论：遇到以上故障现象时，首先要判断故障发生在哪一个部分上，最后确定根源。学习情境十执行机构的安装与检修2．故障现象：执行机构通电后给关信号(4mA)执行机构先全开后再全关。故障判断和检修过程：

先拆除伺放板，直接给执行机构通电发现仍然存在原故障，检查电阻，电阻阻值正常，说明电阻没问题，检查电机绕组，发现阻值正常，电机没问题。由此故障推断有可能电容坏，重新更换电容，故障排除。二、电阻电容

结论：出现该问题时首先怀疑电阻和电容。

学习情境十执行机构的安装与检修1．故障现象：现场只要送AC220V电源，保护开关立即动作(跳闸)执行机构伺放保险已烧。故障判断和检修过程：

首先用万用表检测执行机构上的电机绕组，发现电机绕组的电阻趋向于零，说明电机已短路，再检测抱闸两端电阻，电阻趋向于无穷大，说明抱闸已坏，正常应是1.45K左右。最终的处理办法是：更换新的抱闸和电机，把伺放板的保险管装上，重新调试，恢复正常运作。三、其它

结论：此情况应是由于抱闸坏了之后把电机抱死而现场没有及时发现，使电机长期处于堵转发热，工作最终使电机相间绝缘破坏所导致的。学习情境十执行机构的安装与检修2．故障现象：执行机构的动作方向不受输入信号的控制。故障判断和检修过程：

先检查两个限流电阻和移相电容均没有异常，用万用表检查电机的绕组阻值，发现电机的电阻值为1.45MΩ(且不时地发生变化)，说明电机绕组不对,最终的办法是更换电机。三、其它

3．故障现象：电动执行器构的动作方向不受伺放板的控制。故障判断和检修过程：

影响执行机构转向的三个因素：①电机本身的绕组；②限流电阻；③移相电容。学习情境十执行机构的安装与检修4．故障现象：无论现场给什么信号电机都不动作。故障判断和检修过程：

直接在电机绕组间通电，电机也不转，抱闸拆下通电电机还是不转，检测电机绕组阻值均正常，手轮摇执行机构动作正常。检测的结果都正常就是通电时电机不转，把电机拆开，发现转子用手都拧不动，原来转子和电机端盖之间已有一层坚固的灰，把这层灰清除之后，加上一点润滑油，用手就可以拧动了。重新把电机装好并与执行机构配合装上，通电正常，重新调试。

三、其它

学习情境十执行机构的安装与检修◆请正确校验一台DKJ电动执行机构。要求：（1）制定校验方案，选择校验方法和校验设备。（2）绘制校验接线图，按接线图正确接线。（3）进行必要的外观和绝缘检查。（4）按照步骤进行校验（包括伺服放大器和执行器两部分校验），记录数据。思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修知识点2：气动执行机构的检查与校验一、校验准备及外观检查1．所有测试用仪器均须提前30分钟通电预热；2．试验气源压力要满足0.6±0.1Mpa

；3．执行机构外观无明显损伤，导气铜管无明显瘪痕且装配牢固；4．位置变送器连接螺杆长度必须符合被检执行机构型号的技术要求；紧固在变送器轴上的连杆与连接螺杆所构成的平面应垂直于水平面。二、检验标准和方法1．将气动执行机构固定于校验台上，分别接好气源、控制气源和位移检测连杆；将校验台上仪表调校准确。2．机械零点校准：输入4mA电流信号（0%），控制气信号应为0.02Mpa，此时气缸活塞行程应为零；如果不为零，可通过调整调零螺杆上的螺帽调整零点（零点高了紧螺帽）；零点和量程需要反复调整；零点误差要≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法3．

机械满量程校准：输入20mA电流信号（100%），控制气信号应为0.10Mpa，此时气缸活塞行程应为上限值；如果不为上限值，可通过调整量程拉簧的松紧来调整量程（量程小了松拉簧，量程大了紧拉簧）；零点和量程需要反复调整；满量程误差要≤1%。4．机械量程中点定位：零点和量程调准后，输入12mA电流信号，调整位置变送器连接杆的位置，使其在该点要保持与水平面垂直。5．

全行程偏差校准：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号0.036

Mpa（20%）、0.052

Mpa（20%）、0.068

Mpa（60%）、0.084

Mpa（80%）、0.1

Mpa（100%），使气缸活塞走完全行程，各点偏差均要≤1.5%。6．非线性偏差测试：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号直至0.10Mpa（100%），再将信号降至为0.02Mpa（0%），使执行机构走完全行程，并记录下每增减0.008Mpa信号压力对应的行程值，其实际压力━行程关系与理论值之间的非线性偏差要≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法7．正反行程变差测试：与非线性偏差测试方法相同，实际正反压力━行程关系中，同一气压值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%。8．

灵敏度测试：分别在信号压力0.03、0.06、0.09Mpa的行程处，增加和降低气压，测试在气缸活塞杆开始移动0.1mm时所需要的信号压力变化值，其最大变化要≤0.2%。9．活塞气缸的密封性测试：将0.5

Mpa的压力接入气缸的任一气室中，然后切断气源，在10分钟内，气缸内压力的下降值不应超过0.01

Mpa。10．位置变送器电气零点检测：打开位置变送器上盖，接好电线；输入12mA电流信号（0.06Mpa），此时调整变送器内圆形偏心轮，使其上面的黑线与线路板上面的白线对齐；然后再输入4mA电流（0.02Mpa），此时可调整变送器内调零电位器使输出电流为4mA；电气零点误差应≤1%。11．位置变送器电气满量程检测：输入20mA电流信号（0.1

Mpa），此时可调整变送器内调量程电位器使输出电流为20mA；电气满量程误差应≤1%。学习情境十执行机构的安装与检修二、检验标准和方法12．位置反馈电流全行程偏差校准：输入4mA电流（0%），然后逐渐增加输入信号8mA电流（25%）、12mA电流（50%）、16mA电流（75%）、20mA电流（100%），考虑到直线位移转换成角度变化的非线性误差，0%、50%、100%点反馈电流误差应≤1%，25%、75%点反馈电流误差应≤2%；13．

位置反馈电流正反行程变差测试：同气缸正活塞反行程变差测试方法相同，实际正反位置反馈电流━行程关系中，同一反馈电流值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%；14．作好校验记录，按校验记录表上的内容逐项认真填写；15．上述各项测试做完合格后，应将位置变送器内接线端子插好，拧紧后盖，然后将阀门定位器气源入口用塑料堵头堵好。学习情境十执行机构的安装与检修◆请正确校验一台薄膜式气动执行机构。要求：（1）制定校验方案，选择校验方法和校验设备。（2）绘制校验接线图，按接线图正确接线。（3）进行必要的外观和绝缘检查。（4）按照步骤进行校验（包括电气转换器、气动阀门定位器两部分），记录数据。思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修知识点2：气动执行机构的故障检查与排除

一、气动执行机构的常见故障

故障现象故障原因无信号无气源

压缩机无输出气源总管泄露有气源无信号

调节器无输出信号管线漏执行机构膜片或活塞密封环漏有信号不动作阀芯与衬套或阀座卡死阀芯与阀杆脱开阀杆弯曲或折断执行机构有故障气源压力不稳

压缩机容量太小减压器有故障学习情境十执行机构的安装与检修一、气动执行机构的常见故障

故障现象故障原因气源信号稳定阀动作不稳

输出管线漏执行机构刚度太小阀杆摩擦力太大

调节阀接近全闭位置时震动

阀口径太大，常在小开度工作单座阀采用闭流状态任何开度震动

支撑不稳附近有振动源阀芯与衬套磨损往复动作迟钝

阀被粘度大的介质或泥浆堵塞结焦填料硬化干涸活塞密封环磨损学习情境十执行机构的安装与检修一、气动执行机构的常见故障

故障现象故障原因单方向动作迟钝

执行机构膜片破裂执行机构O形环泄露

伐全闭但泄漏量大

阀芯坏阀座外围螺丝被腐蚀阀达不到全闭位置

介质压差很大，执行机构刚度不足阀体有异物衬套烧结渗漏填料盖未压紧填料润滑油干燥聚四氟填料老化密封垫被腐蚀

可调比小

阀芯被腐蚀，使Qmin变大

学习情境十执行机构的安装与检修二、电气转换器的常见故障与处理方法

学习情境十执行机构的安装与检修三、阀门定位器的常见故障与处理方法

学习情境十执行机构的安装与检修1.

将已校验、安装好的执行机构投入运行，观察能否正常工作，若有故障，请分析原因并制定解决方案。2.按照制定好的解决方案，进行检修，并填写检修报告单。3．归纳总结执行机构使用过程中常出现的故障和解决措施。思考与训练学习情境十执行机构的安装与检修应用实例1：DKJ型电动执行机构DKJ型电动执行机构是DDZ型电动单元组合仪表中的执行单元。在自动控制系统中。它接收来自调节单元的自动调节信号（4～20mADC）或来自操作器的远方手动操作信号，并将其转换成相应的角位移（0°～90°）或直行程位移，以一定的机械转矩（或推力）和旋转（或直线）速度操纵调节机构（阀门、风门或挡板），完成调节任务。DKJ型电动执行机构

学习情境十执行机构的安装与检修一、基本结构及工作原理

当电动执行机构与电动操作器配合使用时，可实现远方操作和自动调节：切换开关切至手动位置时，通过三位（开、停、关）操作开关将220V电源直接加到伺服电动机的绕组上，驱动伺服电动机转动，实现远方操作；切换开关切至自动位置时，伺服放大器和执行机构直接接通，由输入信号Ii控制两相伺服电动机转动，实现自动调节。DKJ型角行程电动执行机构原理方框图学习情境十执行机构的安装与检修二、伺服放大器

伺服放大器的作用是将多个输入信号与反馈信号进行综合并加以放大，根据综合信号极性的不同，输出相应的信号控制伺服电动机正转或反转。当输入信号与反馈信号相平衡时，伺服电动机停止转动，执行机构输出轴便稳定在一定位置上。伺服放大器原理方框图学习情境十执行机构的安装与检修三、执行机构

执行机构由两相电动机、减速器及位置发送器等部分组成。它的任务是接受晶闸管交流开关或电动操作器的信号，使两相电动机顺时针或逆时针方向转动，经减速器减速后，变成输出力矩去控制阀门；与此同时，位置发送器根据阀门的位置，发出相应数值的直流电流信号反馈至前置磁放大器的输入端，与来自调节器的输出电流相平衡。1．两相电动机

两相电动机的作用，是把晶闸管交流开关输出的电功率转变成机械的转矩。它是个感应电动机，其定子具有两个绕组N1和N2，相位差为90°。跟三相感应电动机一样，它也是依靠定子绕组产生的旋转磁场，在转子中感应出电流并产生转子磁场，两个磁场相互作用，使转子旋转。学习情境十执行机构的安装与检修1．两相电动机2．机械减速器两相电动机逆时针旋转磁场的产生

机械减速器的结构示意图1-电动机；2-平齿轮；3-齿轮；4-摆轮5-销轴、销套；6-偏心轴；7-联轴器；8-轴承9-输出轴；10-内齿轮；11-齿轮；12-盘簧13-凸轮；14-手轮；15-限位销；16-差动变压器学习情境十执行机构的安装与检修2．机械减速器内行星齿轮传动原理示意图

摆轮与内齿轮的啮合如图所示。由于摆轮的齿数比内齿轮少，因此，摆轮与内齿轮的啮合点变化的齿数为内齿轮齿数与摆轮齿数之差。3．位置发送器

位置发送器的作用是将执行机构输出轴转角0°～90°转变成4～20mADC电流信号，再反馈到电动执行机构的输入端。输出轴转角到电压的转换是由差动变压器完成的。学习情境十执行机构的安装与检修应用实例2：伯纳德电动执行机构

法国伯纳德电动执行机构是组合结构，它可通过不同的减速器零部件及不同规格电动机的组合，构成不同品种和规格的执行机构。伯纳德电动执行机构按输出方式可分成三种，即角行程（输出力矩和90°转角）、直行程（输出推力和直线位移）、多转式（输出力矩和超过360°的多圈转动）。伯纳德电动执行机构按安装方式可分成两种，即直联式（通过执行机构输出部位的法兰与阀门等直接连接，这样执行机构可直接安装在管道上）、底座式（执行机构通过输出臂及杠杆与阀门等连接，此时，执行机构需要安装在一个基础台座上，仅角行程采用这种方式安装）。伯纳德电动执行机构按调节方式可分为比例调节型、远控调节型和远控开关型。学习情境十执行机构的安装与检修一、用途

伯纳德电动执行机构是自动调节系统的终端控制装置，它接收来自调节器或计算机的4～20mA（或1～5Ⅴ）模拟量信号及断续接点控制信号，输出力矩或力，自动地操纵调节机构，完成自动调节任务。它也可以通过操作器实现手动一自动转换，切换到手动时，用操作器可对执行机构进行远方控制。

角行程电动执行机构可用于控制各类转角为90°的阀门，如蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀、挡板周等。

多转式电动执行机构是输出转角超过360°的电动执行机构，可用于控制各类闸板阀、截止阀、高温高压阀、减温水调节阀及需要多圈转动的其他调节阀等。

直行程电动执行机构是输出直线位移的电动执行机构，可用于控制各种需要直线位移的调节阀，如单、双座调节阀，套筒阀，高温高压给水阀，减温水调节阀等。学习情境十执行机构的安装与检修二、结构及特点

（一）执行机构

1.电动机

执行机构上的电动机是执行机构的动力装置，电动机为单相或三相交流异步电动机。执行机构上用的电动机是特种电动机，它具有高起动力矩倍数、低起动电流和较小的转动惯量。2．减速器

减速器一般由三级减速组成（多转式一般只有两级），第一、二级采用体积小、传动比大，效率高的行星齿轮减速，部分减速器第二级为斜齿轮传动，第三级采用减速比大并具有自锁功能的蜗轮蜗杆传动，传动结构示意图如图所示。传动结构示意图学习情境十执行机构的安装与检修（一）执行机构

3．力矩行程限制器

力矩行程限制器是一个标准单元，但它在结构上与减速器机壳是一个整体。它由力矩限制机构、行程控制机构、位置传感器及接线端子等组成。4．开关控制箱

开关控制箱是一个独立的箱体，但是在结构上，它通过连接螺套与减速器安装在一起。开关控制箱由继电器、交流接触器、力矩限制微动开关（S3、S4）组成保护电路。当执行机构过力矩时，可立即使电动机在运转这一方向上断电，从而保护传动机构。5．手轮在故障状态和调试过程中，手动操作可通过转动手轮来实现。操作前应先确认已断电，然后方能进行操作。学习情境十执行机构的安装与检修（一）执行机构

6．机械限位装置

机械限位主要用于故障时和极限位置保护，以及防止手动操作时超过极限位置。直行程在直线位移机构中设置机械限位装置。多转式电动执行机构无机械限位。（二）位置定位器

位置定位器实质上是一个接受调节单元或计算机送来的弱电信号或开关量信号，并可与位置反馈信号综合比较后进行放大输出的一种多功能大功率放大器。它与执行机构相连，以控制执行机构按要求准确定位。

位置定位器主要由比较电路、逻辑保护、放大驱动及功率放大电路组成。

学习情境十执行机构的安装与检修（二）位置定位器

1.电子式位置定位器GAMX-D是装在执行机构上的，构成调节型整体式电动执行机构。2.独立安装的位置定位器GAMX（分立式配用）作为独立单元与执行机构分别安装。GAMX位置定位器原理方框图

调节型整体式电动执行机构原理方框图

学习情境十执行机构的安装与检修应用实例3：气动薄膜执行机构气动执行机构主要有薄膜式和活塞式两大类，并以薄膜式执行机构应用最广，在电厂气动基地式自动控制系统中，常采用这类执行机构。气动薄膜执行机构以清洁、干燥的压缩空气为动力能源，它接收DCS或调节器或人工给定的20～100kPa压力信号，并将此信号转换成相应的阀杆位移（或称行程），以调节阀门、闸门等调节机构的开度。气动薄膜执行机构气动薄膜执行器主要由气动薄膜执行机构、控制机构和气动阀门定位器（辅助设备）三大部分组成。学习情境十执行机构的安装与检修应用实例3：气动薄膜执行机构

气动阀门定位器与气动薄膜执行器的配合1-波纹膜片；2-压缩弹簧；3-调节件；4-推杆5-阀杆；6-压板；7-上阀盖；8-阀体；9-下阀盖10-阀座；11-阀芯；12-填料；13-反馈连杆14-反馈凸轮；15-挡板；16-喷嘴；17-气动放大器18-托板；19-波纹管；20-拉紧弹簧学习情境十执行机构的安装与检修一、气动薄膜执行机构气动薄膜执行机构的主要工作部件由波纹膜片1、压缩弹簧2和推杆4组成。二、气动阀门定位器

在执行机构工作条件差而要求调节质量高的场合，常把气动阀门定位器与气动薄膜执行机构配套使用，组成闭环回路，利用负反馈原理来改善调节质量，提高灵敏度和稳定性，使阀门能按输入的调节信号准确地确定自己的开度。三、工作特性

常把若忽略机械系统的惯性及摩擦影响，则可画出气动阀门定位器与气动薄膜执行机构配合使用时的方框图。学习情境十执行机构的安装与检修三、工作特性

图中，Pi为输入信号；s为阀杆行程；Ai为波纹管19的有效面积；Ci为波纹管19的位移刚度；Ki为波纹管19的顶点到喷嘴16之间的位移转换系数；K为放大器17的转换放大系数；AS为波纹膜片的有效面积；CS为波纹膜片及压缩弹簧组的位移刚度；Kf为阀杆5到挡板15之间的位移转换系数；Fi为波纹管所产生的输入力；Si为波纹管顶点所产生的输出位移；hi

为输入信号使挡板15产生的位移；hf为阀杆5的行程使挡板15产生的位移；FS为波纹膜片产生的推力。气动薄膜执行机构方框图（4-2）可得出该系统的传递函数为学习情境十执行机构的安装与检修三、工作特性

（4-3）

当，上式可化简为式（4-3）所表示的是气动薄膜执行机构与气动阀门定位器配合使用时的输入气压信号与输出阀杆位移（或行程）之间的关系。由该式可知，该执行机构具有以下几个特性。（1）该执