先進的現(xiàn)代化工業(yè)是以生產(chǎn)自動化為標志的,，而在自動控制系統(tǒng)中，逐步形成了檢測,、控制,、執(zhí)行三大單元。執(zhí)行單元是過程控制工業(yè)里的終端控制單元,，通常由閥門和執(zhí)行機構(gòu)組成,。執(zhí)行機構(gòu)最廣泛的定義是：可以提供直線或者旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動裝置，利用驅(qū)動能源并在控制信號的

作用下,，對一些設(shè)備和裝置進行自動操作,，控制其開關(guān)和調(diào)節(jié)，代替人工作業(yè),。

1）驅(qū)動能源

1.1 驅(qū)動源獲得的難易程度

電動執(zhí)行機構(gòu)：驅(qū)動源是電源,，無論是三相電源還是單相電源，在工業(yè)現(xiàn)場都很方便獲取,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：驅(qū)動源是氣源,，需要專門配套氣源站、鋪設(shè)管線,，施工較為繁瑣,，增加預(yù)算。氣源種類有：壓縮空氣,、氮氣,、清潔的天然氣等。

評述：各類型工業(yè)現(xiàn)場,，電源都很容易獲取,。一些小型設(shè)備的配套執(zhí)行器，用電動方案會更方便（通常小設(shè)備是沒有壓縮氣體的,，例如：壓板機,，盾構(gòu)機等）

1.2 對驅(qū)動源的要求

電動執(zhí)行機構(gòu)：電源電壓在一定范圍內(nèi)波動時，電機可以正常工作,。一般波動范圍在額定電壓的±10%氣動執(zhí)行機構(gòu)：氣源不能含油,，含水，含雜質(zhì),。不潔凈的氣體將會影響執(zhí)行機構(gòu)和閥門定位器的正常運行和壽命,。

評述：電源更容易保證供電質(zhì)量,。氣源需使用氣體過濾裝置，維護檢測工作較多,。

1.3 節(jié)能

電動執(zhí)行機構(gòu)：僅在改變控制閥開度時,，需要驅(qū)動電機，到達所需開度時電機斷電,。待機狀態(tài)只需少量供電維持控制單元的運作,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：在整個控制閥運行和待機狀態(tài)中都需要有一定的氣壓，氣壓下降時,，壓縮機就要運行增壓,。

評述：通常來說，電動執(zhí)行機構(gòu)比氣動執(zhí)行機構(gòu)更省電節(jié)能

2）應(yīng)用范圍

2.1 動作方式

電動執(zhí)行機構(gòu)：配置靈活,，動作方式有：直行程,，角行程，多回轉(zhuǎn),?？梢杂糜诳刂扑蓄愋偷拈y門。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：通常只有直行程和角行程兩種類型,，通常用于控制直行程調(diào)節(jié)閥,，蝶閥，球閥等,，一般情況無法控制閘閥,，截止閥等閥門。

評述：電動執(zhí)行機構(gòu)可以方便的實現(xiàn)多回轉(zhuǎn)的動作方式,，其結(jié)構(gòu)形式比較靈活,，尤其是用于控制閘閥，截止閥等在工業(yè)現(xiàn)場有巨大使用量的閥門,。氣動執(zhí)行機構(gòu)通常無法控制以上閥門,。

2.2 大力矩角行程閥門控制

電動執(zhí)行機構(gòu)：可實現(xiàn)最大幾十萬Nm 力矩，且組合靈活,，體積相對較小,，容易實現(xiàn)。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：也可實現(xiàn)幾萬Nm 的扭矩,，但體積將會非常龐大,，不便于安裝使用。

評述：較大力矩（ 超過1 萬Nm）的90°回轉(zhuǎn)閥門,，通常選用電動執(zhí)行機構(gòu)更合適一些,。

2.3 防爆場合

電動執(zhí)行機構(gòu)：電機、控制單元等電子電器元件在故障狀態(tài)時有可能產(chǎn)生電火花，需要進行特殊的隔爆處理才能用于易燃易爆的場合氣動執(zhí)行機構(gòu)：驅(qū)動能源是氣源（空氣或者惰性氣體）,，不存在高壓強電原件,，不易產(chǎn)生電火花，安全性能高,。

評述：在石化,、冶金、煤化工等行業(yè)的一些主裝置設(shè)備中,，常含有石油,、天然氣、煤氣等易燃易爆介質(zhì),，出于安全考慮,，通常會選用氣動執(zhí)行機構(gòu),。而隔爆電動執(zhí)行機構(gòu)通常用于油庫,，罐區(qū)，油氣管線,，煤氣管線等不便于鋪設(shè)氣路的場合,。

3）產(chǎn)品性能

3.1 耐高溫

電動執(zhí)行機構(gòu)：即使控制器分體安裝，但主傳動結(jié)構(gòu)中因為電機,、傳感器等元器件的正常運行受環(huán)境溫度的限制,，耐環(huán)境溫度一般不超過80℃。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：閥門定位器分體安裝后,，主體（氣缸）可以選用耐高溫型產(chǎn)品,，耐環(huán)境高溫可達100℃以上或更高。

評述：智能一體化的電動和氣動執(zhí)行機構(gòu)的工作環(huán)境溫度差不多,。

但控制單元與主體分體安裝后,，氣動執(zhí)行機構(gòu)比電動執(zhí)行機構(gòu)更耐高溫一些。

3.2 抗震性能

電動執(zhí)行機構(gòu)：有大量機械,、電子元件構(gòu)成,，其正常運行和壽命受震動影響較大。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)簡單,，可動部件少,，對震動不敏感。

評述：氣動執(zhí)行機構(gòu)抗震性更強

3.3 運行速度

電動執(zhí)行機構(gòu)：通過不同類型的齒輪箱減速后,，不同型號產(chǎn)品具有快慢不等的輸出速度,，運行速度一般不可調(diào)。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：通過氣源信號根據(jù)使用需求調(diào)節(jié)運行速度的快慢,，并且可以達到較快的運行速度

評述：氣動執(zhí)行機構(gòu)可實現(xiàn)快速動作響應(yīng),，并且速度可調(diào)，提高調(diào)節(jié)效率。

電動執(zhí)行機構(gòu)需要采用特殊電機和變速控制模塊才可實現(xiàn)調(diào)速運行,。

3.4 過載能力及壽命

電動執(zhí)行機構(gòu)：電機超出使用條件的頻繁動作或過載時,，容易發(fā)熱，導(dǎo)致產(chǎn)生熱保護并中途停機,，長期大負荷也會加大對傳動齒輪的磨損,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：適應(yīng)頻繁滿負載動作，運行壽命長,。

閥門因為介質(zhì)沉積可能會加大啟動扭距,，使用氣動元件，可以在一定范圍內(nèi)增加工作壓力以及作用力,。

評述：氣動執(zhí)行機構(gòu)更加適應(yīng)頻繁大負荷的調(diào)節(jié)動作,，調(diào)節(jié)型氣動執(zhí)行機構(gòu)使用周期更長些，最高可達200萬次動作,。調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行機構(gòu)運行周期最高可達180 萬次動作,。

3.5 保位功能

電動執(zhí)行機構(gòu)：在斷電、斷信號等故障情況下,，可以通過自身的機械自鎖實現(xiàn)保位,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：因為氣源的可壓縮性，在斷電,、斷氣,、斷信號等故障情況下，很難實現(xiàn)保位,。必須要加一套保位閥的組合系統(tǒng),。

評述：大多數(shù)電動執(zhí)行機構(gòu)都可以實現(xiàn)保位。氣動執(zhí)行機構(gòu)需要配置帶有保位功能的定位器或外加保位閥,，增加一定成本才能實現(xiàn)保位,。

3.6 控制精度

電動執(zhí)行機構(gòu)：抗偏離能力好，輸出的推力或力矩穩(wěn)定,，可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力,，達到對工藝參數(shù)的準確控制。通常智能電動執(zhí)行機構(gòu)的控制精度為1%,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：因為氣源的可壓縮性和要克服閥門填料,、閥桿、工藝介質(zhì)的摩擦力,， 可能導(dǎo)致閥位的階躍變化,，影響執(zhí)行機構(gòu)的定位精度。在氣源穩(wěn)定的情況下,，國產(chǎn)智能閥門定位器的控制精度可達1%,，而一些進口定位器精度可實現(xiàn)0.1%,。

3.7 故障安全

電動執(zhí)行機構(gòu)：在失去電源的情況下，如果要實現(xiàn)關(guān)閉或打開閥門,，需要選擇電容復(fù)位或彈簧復(fù)位型產(chǎn)品,。

目前國際上，奧地利SCHIEBEL 可以實現(xiàn)彈簧復(fù)位,，角行程最大力矩可達30000Nm,，而rotork 等少數(shù)品牌采用的是電容復(fù)位技術(shù)，最大只能實現(xiàn)2000Nm,。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：在失去氣源的情況下,，可以實現(xiàn)彈簧復(fù)位功能，比電動更容易實現(xiàn),。

評述：雖然氣動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)彈簧復(fù)位功能較為容易,，但石化管線等長距離傳輸場合，因其要求的特殊性,，使得彈簧復(fù)位型電動執(zhí)行機構(gòu)具有更廣泛的應(yīng)用范圍,。

4）使用維護

4.1 后期維護

電動執(zhí)行機構(gòu)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機電一體化程度高,，包含許多運動部件,、齒輪,、電路板等,，對設(shè)備維護人員的技術(shù)要求較高

氣動執(zhí)行機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，只有一個運動部件,，對維護人員要求不高

4.2 操作安全性

電動執(zhí)行機構(gòu)：一般是380V 或220V 電壓,，有一定危險。

氣動執(zhí)行機構(gòu)：沒有高電壓

5）常見認識誤區(qū)

5.1 電動執(zhí)行機構(gòu)運行速度慢,，有快開快關(guān)要求的閥門要選用氣動執(zhí)行機構(gòu),？

評述：一般認為對于角行程電動執(zhí)行機構(gòu)，無法達到小于10s/90°的運行時間,。實際上,，通過配置大功率高轉(zhuǎn)速電機和適當?shù)臏p速機構(gòu)，可以實現(xiàn)快速運行的功能,。

例如：SCHIEBEL（西貝）電動執(zhí)行機構(gòu),，可以輕松實現(xiàn)輸出力矩600Nm，3s/90°快開快關(guān),；輸出力矩20000Nm 以下,，6s/90°快開快關(guān)。

5.2 氣動執(zhí)行機構(gòu)比電動執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,，更經(jīng)濟,？

評述：一般認為電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括電機、伺服控制,、減速機等,，價格更高。盡管氣動執(zhí)行機構(gòu)單機價格確實不高,，但對于一臺閉環(huán)控制回路的氣動執(zhí)行機構(gòu),，包括氣動執(zhí)行機構(gòu)、閥門定位器,、伺服放大器,、電磁閥、保位閥,、空氣過濾減壓器,、位置反饋系統(tǒng)等，再加上需要配置氣源,，建設(shè)壓縮機站,，鋪設(shè)管路，整體成本并不低,。

5.3 氣動執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)成熟,，可靠性遠優(yōu)于電動執(zhí)行機構(gòu)？

評述：產(chǎn)品可靠性的保障除了產(chǎn)品本身技術(shù)環(huán)節(jié)的成熟外,，跟產(chǎn)品選型,，現(xiàn)場應(yīng)用工況，產(chǎn)品質(zhì)量控制體系等因素也是密切相關(guān)的,。

現(xiàn)代智能電動執(zhí)行機構(gòu)無論傳動技術(shù)還是控制技術(shù)都非常成熟,，軟硬件的配套也都有成熟技術(shù)的保證，尤其國外知名品牌廠家的產(chǎn)品其可靠性是比較高的,。

現(xiàn)代氣動執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)成熟,，運動部件少，結(jié)構(gòu)簡單,，在配合適當?shù)拈y門定位器之后,，總體來說有很高的可靠性。

5.4 氣動執(zhí)行機構(gòu)容易實現(xiàn)停氣,、停電復(fù)位,。電動執(zhí)行機構(gòu)只能保位?

評述：在系統(tǒng)故障停電、停氣時,，從系統(tǒng)的安全角度要求閥門要處在全開或保位或全關(guān)的位置,。單作用氣動執(zhí)行機構(gòu)可以通過彈簧復(fù)位功能，使得閥門處于任一安全位置,。對于電動執(zhí)行機構(gòu),，也可以通過一體化的彈簧復(fù)位功能,，或自備電源功能來實現(xiàn)開閥或者關(guān)閥。應(yīng)用場合：高壓加熱器緊急放散閥,，油氣管線緊急關(guān)閉球閥等,。

5.5 電動執(zhí)行機構(gòu)智能化程度比氣動要更高？

評述：兩種類型的產(chǎn)品智能化程度相當,，不論是智能電動執(zhí)行機構(gòu)還是智能氣動閥門定位器都在持續(xù)的向前發(fā)展：人機界面,、故障診斷、現(xiàn)場總線,、無線通信,。因此不能說電動代表高科技，氣動代表落后生產(chǎn)力

綜述：不論電動還是氣動執(zhí)行機構(gòu),，兩者都有自身的產(chǎn)品特點,，選型時，需要結(jié)合現(xiàn)場工況,，考慮多方面因素,，破除認識誤區(qū)，選擇適合自身條件的產(chǎn)品,，才是實現(xiàn)閥門自動化控制的最佳途徑,。