调节阀又称为调节机构,它和执行机构一起构成执行器,是过程控制系统中一个重要的组威部分。它依据来自调节仪表的控制信号而改变执行机构输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量,保持生产过程满足预定的要求。

  按照能源形式的不同,执行器分为电动执行器气动执行器和液动执行器。其中,气动和电动执行机构应用广泛，且电动执行器的使用比例亦越来越大。

a.用计算机输出的数字信号直接控制电动执行器动作与传统模拟信号控制相比有如下特点:

①省掉笨重,线路复杂而又极容易出故障的问服放大器,提高了控制系统的可靠性。

②在计算机控制系统中,AD输人接口板输人通道往往很多,且性能好，价格便宜;而D/A输出接口板输出通道一般很少, 且功耗大、价格费。在需输出通道较多的情况下,通常要求配置扩展箱和外接电源。而采用开关量输出板后,计算机所富功率小,结构更紧凑,故障率更小。

③可以很方便地改变阀的工作特性.以适应对象特性的变化.提高调节系统的湖节质量,如可根据要求将阀的工作特性通过控制软件改为直线等百分比.对数等各种形式.今后可开发成新型的智能型调节阀。

④可以方便,灵活地组成各种复杂控制系统(如分程控制)而不需增加额外的投资。

⑤系统投资大大减少,结构更加简单(所有接口板、调理板均可直接插人计算机的空余精口中),使用户负担减轻.维护更方便。

b.系统安全性的考虑

①采用双机备份方式工作。一台作为主机投人系统运行,另一台作为备份机也处于通电工作状态,作为系统的热备份机。当主机出现故障时,专用程序切换装置自动地把备份机切人系统运行,承担起主机的任务;而故障排除后的原主机,则转为备份机,处于待命状态。

②设立常规控制系统,当系统完全失效时,投人:常规仪表自控或手动控制状态。此时须注意的一点是无扰动切换问题,可考虑设置阀位显示仪表。

  在以电动执行器作为最终执行装置的自动控制系统中,传统的方法是以调节仅表输出的模报信号去控制电动执行器动作。在计算机控制系统中.人们也是将计算机输出的数字信号经过数模转换器(D/A)转换成模报信号后再去控制电动执行器动作。实际上,不管是用普通繼电器来实现的有触点开关信号还是用可控硅或國态维电器来实现的无融点开关信号,由调节仪表输出的模报信号加到伺服放大器进行比较放大后,最终加到执行器电机上的仍然是开关信号(数字信号),如图1所示。

  能否去掉中间环节数模转换器(D/A)和伺服放大器,而直接由计算机输出的数字信号去控制电动执行器动作呢?回答是肯定的。图2是同服放大器的工作原理图

    当输人端有0~ 10 mA模报信号输人时,该信号与执行器位置反债信号进行比较,若输入信号比位置反馈信号大就产生正偏差,信号经IC放大器放大后使开关电路K导通,J动作接通电源，电动执行器“正转"。当电机驱动到某- - 位置,使位置反债信号与输人信号相等时偏差为等,电机停止转动。反之,如果输人端信号小于位置反馈信号时就产生负偏差,信号经IC放大后使开关电路K导通h动作接通电源，电动执行器“反转”。

   新方法是将位置反债信号(-般是模拟信号如电阻或电压)经由模数转换器(A/D)转换成数字信号后输人到计算机,在计算机内与输出信号(数字信号)直接比较,比较后输出开关信号,经放大器(或中同继电器放大后推动电动执行器动作。图3为新方法示意框图。

   此新方法曾应用于木废料能源木材联合干燥技术"的木材干燥窑计算机控制系统(以下简称系统)中。系统共有ZAJ型角行程执行机构9个(其中4个用来调节排湿口开度.2个用来;调节空气进气口开度,2个用来调节烟气进气口开度，1个用来调节废木料燃烧炉鼓风量)。采用新方法有3个同题必须解决:

1.如何输出满足执行机构要求的数字信号(开关量)
  系统选用光隔离开关量输出板(CS20),该输出板是为采用PC/XT/AT标准的微机配套的接口板,适用:于驱动继电器.电磁阀等执行器,接口具有最大200mA的驱动电流以及安全可靠的隔离功能。系统按输出板设定的口地址在实时采样子程序中定时向數据锁存器送数据(端口开关值) ,控制光电糊合器的“导通”和“截止”,此信号经隔离后送人现场控制执行器的“开”与“关"。因执行机构可道电机运转所需电流大于输出板接口驱动电流，输出板的输出信号须经中间继电器放大后再控制执行机构,面且中间继电器的采用也起到将现场与微机隔离的作用。图4为接口板程序框图。

2.如何测量执行机构位置信号
    电动执行机构配置有位置反馈螺旋电位器,在与伺服放大器配合使用时,接受0~10mA或420mA直流信号.作为位置反馈信号与输人信号相比较组成比!例调节环节。面在新方法下,系统可采用两种方法接受位置反馈信号。第1种是在位置反馈电位器上加一恒定电流使之对应位置信号0~ 100%产生0~5V电压信号,然后经ND模数转换接口板(MS- 0812B)与计算机相连;第2种方法是直接将位置反馈电位器的电阻信号接至热电阻信号调理端子板(HY813),该端子板将电阻信号转换成数字信号送至计算机。图5为端子板程序框图。笔者采用第2种方法,因本系统温度测量选用热电阻,温度测量点共有5个,而调理板(HY - 813)可有16路测量输人,尚余11路输人通道,这样可将9个执行机构的位置反馈电阻信号直接联至调理板。需注意的一点是:位置反馈电位器的电阻信;号大小要对应相应热电阻的温度量程范围,以保证调理板转换正确。本系统中位置反馈电位器的电阻值为20- 2800,对应调理板输人通道量程应调整为一190~+490C。当然不同类型的执行机构其位置反馈电位器的电阻值是不相同的.在使用时要注意。某些型号的执行机构的位置反馈电位器的电阻值偏大,可采用并联一个电阻或更换电位器的办法来解决。采用并联电阻的方法解决位置反馈电位器电阻值偏大的优点是方便,容易,但电阻值的变化是非线性的，在程序设计时须加以考虑。

3.如何控制合适的阀门开度（即执行机构行程)

  该问题的解决主要是程序编制。通过执行机构的位置测量.开关量输出以及阀位给定计算程序均安排在定时采样子程序中,系统每隔1s采样、输出1次。图6为实时采样子程序框图。

    图6中采样方框包括阀位值、温度值、湿度值等敷据的采集。∈值是为防止执行器动作频繁甚至产生振酱而设。由于电机动作的惯性以及测最滞后,阁位给定信号与测量信号之间总存在一. 定的差值,当差值信号小于e值时,输出停止信号.执行机构不动作。实际运行时.正是由于电机运行时产生的惯性而使实际偏差小于:值。也就是说,.值表面上看起来是偏差值，而实际上是为克服惯性引起的偏差和振葛而设立的-个控制提前量。只要在实际调试中选择合适的E值，就不但可以克服可能产生的振荡,而且可以做到无偏差或使偏差小到允许范围之内。