一、前言

    執行器，又稱執行機構，是一種自動控制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，控制其開關和調節，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。由于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，應用面較廣。

    電動型按不同標準又可分為：組合式結構、機電一體化結構，電器控制型、電子控制型、智能控制型（帶HART、FF協議），數字型、模擬型、手動接觸調試型、紅外線遙控調試型等。它是伴隨著人們對控制性能的要求和自動控制技術的發展而迅猛發展的，越來越廣泛地應用到企業的生產中。

    作為自動化維護人員要徹底地摸清執行器控制方法與工作的基本原理，才可根據生產現場的具體情況作出相應的故障判斷，及時排除故障保證生產不受其影響或少受影響。由于電動執行器廠家配置的說明書只是介紹執行器怎樣接線、報警設置等，未對執行器與閥門怎樣連接安裝做指導說明，遇到出現異常工作狀態不知所措。下面通過一個實例來談談電動執行機構的故障查找、處置、調校，為今后維護調校電動執行機構提供參考。

    二、更換風門窗型百葉閥后出現現象簡介

    重鋼一號燒結機1#環冷鼓風機風門電動執行器如圖1所示，因閥軸經室外雨淋少轉動銹蝕，當調節風門位置轉動時常常卡阻，更換窗型百葉閥后，重新連接好連桿試用，計算機上給定100%全開輸出，執行器反饋值顯示為0%；而給定0%全關時反饋值卻顯示100%全開。半開50%時，反饋顯示50%。電動執行器雖然能操控使用，但不適合生產操作人員的操作習慣，要求儀表維修人員將執行器調校恢復到之前的操作模式。即計算機給定0%（全關）時，閥門反饋顯示0%（全關），給定100%（全開）時，反饋顯示100%（全開）。

    圖1一號燒結機1#環冷鼓風機風門電動執行器

    三、現象原因分析、處理及解決方案

    1、原因分析、處理

    維護人員到生產現場檢查，執行器接受的控制信號全開時20mA，全關時4mA，計算機輸出正向信號；伺服電路在執行器全關時輸出20mA，全開時伺服電路輸出4mA，說明伺服電路工作是正常的。這種現象顯示閥門處于反向工作狀態。

    執行機構要達到全關時輸出4mA—計算機反饋顯示0%，全開時輸出20mA—計算機反饋顯示100%的控制要求，為滿足生產控制要求實現正作用控制，根據與邏輯控制關系得知，要使一個事物（事件）得到正的結果就必須使構成該事物的各種要素全部為正的作用。這里執行器受控制為關狀態時，連桿卻帶動閥門處于開狀態；當執行器為開狀態連桿帶動閥門處于關狀態，所以必須確保閥的零位與電動執行器的零位在安裝時重合。

    2、解決方案

    給電動執行器輸入4mA信號，在風門的進風口方向看見窗型百葉閥處在全打開位置，這時取下執行器與百葉閥間的連桿，將百葉閥調整到全關閉位置，使閥門臂與執行器臂平行且在一個平面上，裝上連桿。然后檢查確認執行機構轉動方向是否正確，再對行程位置控制、零位（0%）調整、滿度位置（100%）調整、死區的檢查調整。投入遠程控制試用達到正常使用要求。

    通過分析以上實例應用與邏輯分析，查找到電動執行機構閥位不能控制自如現象的根源，證明了理論知識指導實際工作重要性。這個分析思路方法還可以延伸應用到氣動薄膜調節閥的正反作用的確定上。對生產工藝控制要求運用反作用的執行機構的地方，如控制信號4mA要求閥打開，20mA要求閥關閉，就可以參照此分析安裝調校執行機構。

    四、電動執行器主要故障現象及解決方案

    1、電動執行器主要故障

    電動執行機構在使用中出現的故障主要表現為機械類故障和電氣類故障。

    2、機械類故障

    電動執行器在現場進行安裝和調試時，必須嚴格按使用說明要求，第一次安裝在廠家指導下，尤其是執行器限位行程調整中，應在滿足使用條件下保證機構不至于關得過嚴或開得過大，引起卡滯。在實際使用中，常會受現場復雜工況影響，如高溫引起的結構變形、差壓過大，腐蝕磨損而使閥門卡滯，引起電動執行機構電動機過熱或保護動作。

    對于這類故障，首先將電動執行器控制模式用手操器切入到“手動操作”控制狀態，見圖2即直接手動給定，看電動機構是否正確執行。如果“手動操作”正常，則再轉入“自動操作”，即輸入4～20mA信號來操作，看是否正常；如果“手動操作”不正常，則應檢查執行機構電氣控制部分是否正常，調節機構是否卡滯等，取下風門連桿，在不帶負載的情況下，看執行器能否正常動作。

    圖2手動操作狀態

    3、電氣類故障

    電氣類故障依據內部結構，分為電動機電路類故障、電位器和行程控制類故障、控制模塊類故障、信號干擾等，可分別按一下方法查找和排除故障。

    （1）電動機電路類

    功率較大的電動執行機構采用三相交流電動機驅動，由于電動執行器現場環境差和動作頻繁，很容易造成交流接觸器的接點燒毀，接觸不良等狀況，從而產生電動機缺相過熱，正向或反向不動作的故障。這就要求檢修時，加強對交流接觸器的檢查，防止故障的發生；對于功率較小的電動執行機構，采用單相交流電動機驅動，直接利用固態繼電器來控制電動機，比較容易出現的故障是啟動電容變質或損壞，固態繼電器燒毀導致的電動機不動作或某個方向不動作。

    （2）電位器和行程控制類

    因電位器和行程控制環節是與電動執行器的轉動部分相連的，時常同轉動部分連接不好而發生故障。如果電位器與轉動部分連接松脫，則位置發送模塊輸出不能反映機構的實際位置，造成電動執行器控制失靈；行程控制部分如果因連接不好，不能反映執行器運行位置，導致保護不起作用，直至執行器機械受損。

    （3）控制模塊類

    現階段電動執行器普遍把控制功能集中在主控模塊、位置發送模塊及電源模塊上。位置發送模塊和電源模塊的故障判斷較為簡單，通過萬用表測量位置發送模塊的反饋信號是否處于正常范圍內，電源模塊輸出電壓是否正常。