Что такое исполнительный механизм кратко

Обновлено: 04.07.2024

Исполнительный механизм (ИМ)– устройство для преобразования управляющей информации в механическое перемещение с располагаемой мощностью, достаточной для воздействия на объект управления.

ИМ являются одними из последних звеньев систем автоматического регулирования и управления и обычно предназначены для управления регулирующими органами, непосредственно воздействующими на режимы работы объектов управления. Регулирующими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, направляющие аппараты и другие элементы, способные производить изменение количества энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления. При этом перемещение рабочих органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов.

Наиболее часто регулирующий орган является неотъемлемой частью самого ИМ и рассматривается как единое вместе с ним устройство. В других случаях регулирующий орган установлен на объекте управления и является его составной частью.

В общем случае ИМ состоит (см. рисунок ) из совокупности следующих элементов: исполнительного двигателя – источника силового воздействия на рабочий орган; передаточного или преобразовательного устройства - предназначенного для получения определенной скорости, направления и характера перемещения рабочего органа, располагающегося между исполнительным двигателем и рабочим органом; конечных выключателей - ограничивающих перемещения рабочего органа и фиксирующих его крайние положения в схемах управления и автоматического регулирования; элементов управления (пускателей, реле, золотников, клапанов и др.), защиты (предохранительных и переливных клапанов, муфт ограничения крутящего момента и др.), сигнализации и контроля (дистанционных указателей положения и др.)

Принято различать ИМ по следующим признакам:

1. По виду математического описания:

2. По виду сигналов:

3. По виду используемой энергии:

Общие требования к исполнительным механизмам в системах автоматизации

Исполнительные механизмы в системах переработки и использования технологической информации предназначены для непосредственного воздействия на регулируемый процесс или через регулирующий орган.

Исполнительные механизмы обязательно содержат исполнительные серводвигатели различных типов и различной физической природы. Кроме того, содержат также различные датчики, устройства усиления и переработки информации, переключательные устройства и устройства обратной связи.

Исполнительные механизмы или сервоприводы в общем случае включают в себя цепи усиления, переключатели и исполнительные двигатели.

Исполнительные механизмы. По виду воздействия на состояние системы автоматизации исполнительные механизмы принято подразделять на силовые и параметрические.

Силовые исполнительные механизмы создаютна своем выходе силу или момент, которые однозначно определяют соответствующее положение рабочего органа. I Параметрические исполнительные механизмы служат для изменения параметров, характеризующих данный рабочий орган.

Основными определяющими характеристиками исполнительных механизмов являются:

Исполнительный механизм — это устройство, преобразующее выходной сигнал регулятора в перемещение регулирующего органа. Исполнительные механизмы крайней распространены и используются повсеместно не только в промышленности, но и в быту.

Исполнительный механизм

Общий принцип действия исполнительных механизмов

Обычно исполнительные механизмы состоят из трех основных частей: привод, прибор для управления приводом и регулирующий орган — задвижки. Привод обеспечивает изменение положения задвижки, а задвижка корректирует величину переменной процесса.

За счет подвода энергии извне исполнительный механизм развивает усилие и мощность, достаточные для перемещения регулирующего органа в положение, соответствующее командному сигналу. Например, исполнительный механизм может использоваться, чтобы изменить степень открытия клапана для увеличения или уменьшения загрузки, или изменить положение заслонки или жалюзи.

Виды исполнительных механизмов

Существуют разные виды исполнительных механизмов, которые, в свою очередь, имеют подвиды. Их конструкция и принцип действия отличаются друг от друга. В зависимости от вида энергии, используемой для создания перестановочного усилия, исполнительные механизмы разделяют на пневматические, гидравлические и электрические.

Тип исполнительного механизма, который используется на конкретном производстве, зависит от многих факторов, включая особенности технологического процесса, действие, которое должно быть выполнено и требуемую скорость реагирования.

Гидравлический исполнительный механизм устройство, преобразующее выходной сигнал регулятора при помощи силы жидкости под давлением.

Пневматический исполнительный механизм устройство, которое использует давление сжатого воздуха, чтобы произвести механическое движение

Электрический исполнительный механизм устройство, преобразующее выходной сигнал регулятора при помощи электрической энергии, чтобы произвести механическое движение

Двухпозиционное регулирование регулирование, при котором регулирующий орган перемещается из одного крайнего положения в другое и обратно: включено или выключено

ПИД-регулятор прибор для управления технологическим процессом, основанный на трех законах регулирования: пропорциональном, интегральном и дифференциальном

сервопривод, устройство, предназначенное для перемещения регулирующего органа в системах автоматического регулирования или дистанционного управления, а также в качестве вспомогательного привода элементов следящих систем, рулевых устройств транспортных машин и т. п. Изменение положения регулирующего органа вызывает изменение потока энергии или материала, поступающих на объект, и тем самым воздействует на рабочие машины, механизмы и технологические процессы, устраняя отклонения регулируемой величины от заданного значения. И. м. не только изменяет состояние управляемого объекта, но и перемещает регулирующий орган в соответствии с заданным законом регулирования при минимально возможных отклонениях. В большинстве случаев И. м.действуют от посторонних источников энергии, так как непосредственное управление И. м. от первичных элементов регулирования (реле, датчиков и др.) невозможно вследствие их малой мощности, недостаточной для воздействия на регулирующий орган.

И. м. обычно состоит из двигателя, передачи и элементов управления, а также элементов обратной связи, сигнализации, блокировки, выключения. И. м. для регулирования потока жидкостей и газов представляет собой клапан, задвижку или затвор, перемещаемые гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом. В пневматических системах автоматики применяют мембранные и поршневые Пневмоприводы. Электромеханические И. м. широко используют в промышленной автоматике; они имеют обычно привод от асинхронного электродвигателя (См. Асинхронный электродвигатель), иногда от электромагнита (соленоида), применение которого ограничено из-за резких (рывком) воздействий на управляемый орган. Гидравлические И. м. работают при давлении до 3 Мн/м 2 (30 кгс/см 2 ), пневматические до 0,6 Мн/м 2 (6 кгс/см 2 ). Большинство электрических И. м. имеют мощность электродвигателей от 10 вт до одного, а в отдельных случаях до нескольких квт.

Лит.: Основы автоматического регулирования, под ред. В. В. Солодовникова, т. 2, ч. 1, М., 1959; Миронов К. А., Шипетин Л. И., Автоматические регуляторы-Справочные материалы, М., 1961; Автоматические приборы, регуляторы и управляющие машины, 2 изд., М., 1968.

Исполнительный механизм — это электромеханическая система, основное предназначение которой — запуск в рабочее положение запорно-регулирующей арматуры в системах авторегуляции техническими процессами.

Принцип работы элементов исполнительных механизмов

Принцип функционирования исполнительных механизмов состоит в преобразовании электроэнергии во вращательное передвижение выходного вала. Процесс происходит на основании подачи сигналов, которые поступают от автоматических регулирующих и управляющих устройств, а также посредством команд с элементов управления.

Исполнительный механизм монтируется в непосредственной близости с регулирующими устройствами и прочно соединен с ними с помощью тяг и рычагов. Также он может соединяться с валом регулирующего органа с помощью переходной муфты.

Исполнительный механизм функционирует в регулирующих органах через систему автоуправления или ручного управления. Рабочее положение может быть разным, оно определяется регулирующим органом привода или трубопроводной арматуры.

Основные функции и возможности исполнительных механизмов

С помощью электромагнитных исполнительных механизмов можно автоматически или в дистанционном режиме осуществлять перемещение рабочего органа. Также получится открыть или закрыть арматуру, осуществлять остановку рабочего органа, а также создавать и посылать электромагнитный информационный сигнал о промежуточных или итоговых положениях регулирующего органа.

Исполнительный механизм функционирует в режиме кратковременного или повторно-кратковременного реверса. В нём выходной вал осуществляет перемещение с небольшими остановками. Между запуском и прекращением работы при реверсе временной интервал на обратное направление не меньше 50 мс.

Основные режимы работы исполнительных электродвигательных приводов

Режимы работы механизмов регулируются требованиями ГОСТ и бывают следующими:

кратковременный S2 (в работе установившийся температурный режим нагрева не достигается, после остановки имеется длинная пауза, номинальная мощность продолжается на срок от 10 до 90 минут);
повторно-кратковременный S3 (характеризуется тем, что запуск и остановка двигателя повторяется, хотя ПВ в процентном соотношении длительности типичного цикла достаточно продолжительна и составляет не менее 10 минут);
повторно-кратковременный S4 (имеет частые пуски, остановки, продолжительность запуска ПВ в процентном соотношении и дополнительном количестве запуска за час).

Как выбрать исполнительный механизм?

Каждый элемент управления снабжён небольшим указателем положения выходящего вала. Он состоит из стрелки и шкалы, что является очень удобным для измерения. Чтобы подобрать электромагнитное устройство, необходимо определиться, в каком исполнении оно вас интересует: простом или взрывозащищенном. Также необходимо подобрать значение номинального крутящего момента на выходном валу, напряжение питания и частот электротока, климатическое исполнение и категорию расположения. В конце необходимо определить показатель полного хода в оборотах, а также рассчитать номинальное значение времени для него.Где используются гидравлические механизмы?Однооборотные исполнительные механизмы на сегодняшний день успешно используются почти во всех сферах промышленности. К ним относится энергетика, нефтегазовая и химическая промышленность, металлургия и жилищно-коммунальное хозяйство.

Читайте также: