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执行机构类设备在工业中的应用有哪些?

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  • 发布时间: 2025-06-06

执行机构类设备是工业自动化系统中的关键组成部分,它能根据控制信号完成各种动作,实现对工业过程的精准操控。以下是其在工业中的主要应用领域及具体应用场景:

一、石油和天然气行业

阀门控制

应用场景:在油气管道的压力调节、流量控制及安全截断等环节中发挥重要作用。

具体设备:电动执行器、气动执行器用于驱动球阀、闸阀、调节阀等,可根据管道内的压力、流量信号自动调节阀门开度,确保油气输送的稳定与安全。例如,当管道压力超过设定值时,执行机构驱动安全阀快速开启泄压。

井口装置操作

应用场景:控制井口的采油树、防喷器等设备。

具体设备:液压执行机构用于驱动防喷器的开关,在钻井过程中遇到井喷风险时,能迅速关闭防喷器,防止事故扩大。

二、化工行业

反应釜控制

应用场景:调节反应釜内的温度、压力、搅拌速度等参数,确保化学反应的顺利进行。

具体设备:电动执行机构驱动搅拌器,根据工艺要求调整搅拌速度;气动执行机构控制进料阀和出料阀,精确控制物料的投入和产出量。

精馏塔操作

应用场景:控制精馏塔的回流比、进料量等,以实现混合物的分离提纯。

具体设备:通过电动或气动执行器调节精馏塔的回流阀和进料阀,维持塔内的液位、压力和温度稳定,提高产品的纯度和收率。

三、电力行业

发电设备调节

应用场景:在火力发电中,控制锅炉的燃烧系统、汽轮机的进汽量等;在水力发电中,调节水轮机的导叶开度。

具体设备:电液伺服执行机构用于汽轮机的调速系统,根据电网频率的变化自动调节进汽量,保持机组的转速稳定;电动执行器控制锅炉的送风阀和引风阀,优化燃烧效率。

电网开关控制

应用场景:操作变电站的断路器、隔离开关等电力设备。

具体设备:电动执行机构实现断路器的分合闸操作,确保电网的安全运行和电能的可靠输送。

四、冶金行业

轧钢生产线

应用场景:控制轧机的辊缝、轧制速度等参数,以生产出符合要求的钢材。

具体设备:液压执行机构驱动轧机的压下装置,精确调整辊缝大小,保证钢材的厚度精度;电动执行器控制轧机的传动系统,实现轧制速度的调节。

高炉炼铁

应用场景:调节高炉的进料量、鼓风量等,维持高炉的正常冶炼过程。

具体设备:气动执行器控制高炉的进料阀和送风阀,根据炉内的温度、压力等信号实时调整物料和空气的输入量。

五、食品和制药行业

包装生产线

应用场景:完成物料的计量、充填、封口等包装工序。

具体设备:伺服电动执行机构驱动包装机的各个运动部件,如输送带、封口装置等,实现高速、精准的包装操作,确保产品的包装质量和生产效率。

制药设备控制

应用场景:在制药过程中,控制反应釜、离心机、灌装机等设备的运行。

具体设备:电动执行器用于调节灌装机的灌装量,保证每瓶药品的剂量准确;气动执行机构控制离心机的转速,实现药液的分离和提纯。

六、水处理行业

污水处理厂

应用场景:控制污水处理过程中的阀门、水泵、刮泥机等设备。

具体设备:电动执行器驱动阀门,控制污水的流入、流出和处理药剂的投加;气动执行机构操作刮泥机,定期清除沉淀池底部的污泥。

自来水厂

应用场景:调节水处理工艺中的流量、压力等参数,保证供水的质量和稳定性。

具体设备:通过电动执行器调节清水池的出水阀,根据用户的用水量实时调整供水量;气动执行机构控制过滤设备的反冲洗阀,定期对滤料进行清洗。

七、其他工业领域

造纸行业:控制造纸机的车速、卷取张力等,确保纸张的质量和生产效率。例如,电动执行机构驱动卷取机,保持卷取张力的恒定。

水泥行业:调节水泥窑的燃烧器、原料进料量等,优化水泥的煅烧过程。液压执行机构用于驱动水泥窑的筒体转动,气动执行器控制原料的进料阀。

自动化仓储系统:在立体仓库中,执行机构驱动堆垛机、输送机等设备,实现货物的自动存取和搬运。伺服电动执行机构确保堆垛机的定位精度和运行速度。

执行机构的主要类型及特点

类型

特点

典型应用场景

电动执行机构

控制精度高、响应速度快、安装方便,可实现远程控制和智能化管理,但在防爆环境中需特殊设计。

化工、电力、食品等对控制精度要求较高的场合。

气动执行机构

结构简单、维护方便、安全性高,适用于防爆环境,但响应速度相对较慢,需要气源系统。

石油、天然气、化工等存在易燃易爆气体的场合。

液压执行机构

输出力大、动作平稳,适用于大负荷、高精度的控制场合,但系统复杂、维护成本高。

冶金、轧钢、注塑等需要大推力的工业领域。

电液伺服执行机构

结合了电动和液压执行机构的优点,具有高精度、高响应速度和大输出力的特点。

汽轮机调速、航空航天等对控制性能要求极高的场合。

 

执行机构类设备的应用贯穿了工业生产的各个环节,随着工业自动化技术的不断发展,其智能化、数字化程度也在不断提高,为工业生产的高效、安全、稳定运行提供了有力保障。

 

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