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电动执行机构是以电能为驱动能源的执行机构，广泛应用于各种工业自动化过程控制系统，它由电动机、电磁执行机构、控制器、减速器、限位机构、转矩保护机构、位置反馈装置、丝杠、蜗轮蜗杆等构件组成。对于电动机，有异步电动机(可靠性高、成本低、成熟可控、效率较低)、永磁交流同步电动机(可靠性高、成本高、效率高)、直流电动机(体积小、成本高、可控性好)、步进电动机(可靠性高、开环控制结构简单且成本低、调速范围宽、没有积累误差、位置控制精度高、起停和反转响应快)、直线电动机(速度范围宽、加速度大、行程不受限制、结构简单、运动平稳)、伺服电动机(闭环控制精度高、高速性能好、抗过载能力强、稳定可靠)等。对于控制器，它接受和输出4~20mA模拟信号和数字信号，实现对于执行机构的自动控制。新近发展的智能化技术还可以实现对执行机构的功能设定、故障自诊断、状态报警和记录、显示和通信功能。对于减速机，有正齿轮传动、蜗轮蜗杆齿轮传动、行星齿轮传动、滚珠丝杠传动等方式。执行机构的辅助部件包含手轮(断电和调试时操作执行机构)、阀位显示(现场显示执行机构阀位情况)、电气及机械限位装置(双重保护，智能型产品采用电流传感器技术来实现限位和转矩保护功能)、转矩保护开关(过转矩时对执行机构的减速机构进行保护)、加热电阻(保持电气盒空间一定的温度，在低温时不会结露，使电气部件受潮)、附加限位开关和转矩开关(提供一些附加的信号点)等。
电动机把电能转化为机械能，从而驱动执行机构动作减速器是将电动机的高转速、小转矩的机械能输出转换为低转速、大转矩的机械能输出。电动执行机构连接上各种阀体，就形成了各种电动调节阀。随着集成电路和数字技术的发展，继电开关和模拟运算放大电路已开始被微型芯片取代，出现了智能型电动执行机构。新型的智能型电动执行机构电机普遍采用蜗杆蜗轮减速。
**的电动执行机构品牌有英国Rotork电动执行机构、美国JORDAN电动执行机构、法国的伯纳德、ABB的ONTRAC系列和德国AUMA、SEMENS、SIPOS5电动执行机构等。英国Rotork 公司电动执行机构结构如图2.2所示，德国AUMA公司电动执行机构结构如图2.3所示。
1. 电动执行机构按照位移分类
1)角行程电动执行机构输出转矩和90°转角，用于控制蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。转矩不大于600N·m时，减速器高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗杆传动。转矩不小于1000N·m时，减速器由多转执行机构减速器配蜗杆减速器组成。
2)直行程电动执行机构输出推力和直线位移，用于单、双座调节阀、套筒阀、高温高压给水阀、减温水调节阀等。减速器由多转执行机构配接丝杠螺母传动装置组成。
3)多转式电动执行机构输出转矩和超过360°的转动，用于控制各类闸板阀、截止阀、高温高压阀、减温水阀及需要多圈转动的其他调节阀。减速器高速级为行星齿轮传动，输出轴为交错轴斜齿轮传动。
2.电动执行机构按照调节方式分类
1)开关型电动执行机构执行机构接收开关信号控制输出，即使开关复位，输出件继续移动，直到极限位置停止。执行机构除非紧急按停，不能停在中间位置。原理与远控调节型相同，区别是能自动保持开关信号。
2)远控开关型(调节型)电动执行机构执行机构接收开关(继电)信号控制输出位移，开关复位，输出件停止运动。这是一种开环的可间断调节的控制系统。
3)比例调节型电动执行机构执行机构接收系统的控制信号自动实现工业过程调节控制，控制行程与输入信号成正比。这是一种带负反馈的偏差控制系统。
3. 电动执行机构按照结构分类
1)紧凑型将电动机、减速器和控制器集成在一起，也称一体化结构，一般的轻载型执行机构都是这种结构。
2)重载型由多转式执行机构配以不同的减速器构成。其电动机、减速器和控制器封装在不同的壳体内。
4. 电动执行机构选型的关键参数
1)输出转矩(角行程和旋转式)、输出推力(直行程)。输出力(转矩)应大于它所受到的负荷力(转矩)，输出转速应满足调节机构的调节时间。
2)速度角行程为多少(s)旋转式为多少(r/min)直行程为多少(mm/s)。3)行程角行程为90°、120°，旋转式为多少(r)，直行程为多少(mm)。4)执行机构的运行模式开关型还是调节型。
5)其他辅助功能控制输入模式，附件开关输出，阀位反馈输出，通信功能，就地手动功能，信号隔离功能。
6)电源单相AC220V/230V三相AC380V/400VDC24V/48V是否需要防爆。7)连接方式及尺寸直联式与连杆连接方式，传动轴的结构与尺寸。
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可编程序控制器的通信联网功能使它能与个人计算机和其他智能控制设备交换数字信息,使系统形成一个统一的整体,实现分散控制和集中管理。通过双绞线、同轴电缆或光纤联网,信息可以传送到几十公里远的地方,通过Modem和互联网可以与世界上其他地方的计算机装置通信。
目前有的厂商的可编程序控制器使用专用的通信协议来通信,或使用有较客厂商支持的通信协议和通信标准,如使用现场总线。
为了尽量减少用户在通信编程方面的负担,可编程序控制器厂商做了大量的工作,使设备之间的通信自动地周期性地进行,不需要用户为通信编程,用户的工作只是在组成系统时作一些硬件或软件上的初始化设置。以欧姆龙公司的两台CPM1A型可编程序控制器之间的1对1链接通信为例,只需用3根线将它们的RS-232C通信接口连在一起,将与通信有关的参数写人5个指定的数据存储器中。运行时主站的8个链接继电器通道LR0~7CH内的数据自动传送给从站的LR0~7CH,从站的LR8-15CH中的数据自动传送给主站的LR8~15CH,传送周期为21ms。通过上述链接继电器之向信息的传送和各可编程序控制器内部的数据传送,就可以方便地实现两台可编程序控制器之间的通信。
可编程序控制器与计算机通信时,如采用可编程序控制器厂家提供的通信协议,可编程序控制器的编程工作量很小。例如采用GE-Fanue公司的RTU协议时,可编程序控制器作从站,计算机作主站,计算机发出命令帧,可直接对可编程序控制器的存储区进行读写操作,可编程序控制器收到后自动生成并返回响应帧,响应帧中的CRC校验字也是白动生成的,计算机发出的命令帧则需要用户编程。
个人计算机(PC)的价格便宜,有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。过去个人计算机主要用作可编程序控制器的编程器、操作站或人机接口终端,如果用于工业控制现场,必须使用加固型的工业控制计算机。
日前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现可编程序控制器功能的软件包。如北京同拓公司等推出的Mbiz低成本开放式控制与自动化方案套装软件,包含通用及嵌人式人机界面、符合IEC1131-3标准的软逻辑控制及Internet功能，北京俄华通仪表技术有限公司的TRANCE MODE工控组态软件的逻辑控制(即开关量控制)部分、亚控公司的KingPLC.研华公司的基于PC的软逻辑控制器ADAM-5501/P31,均是按1EC1131-3标准设计的软件PLC,后者可在PC上用梯形图、顺序功能图和功能块图这3种IEC1131-3标准的图形语言来编程。
程序输人后，可作过程模拟仿真,以减少试车时的风险。
CEFanue公司推出了一种外形上类似于笔记本电脑的个人计算机,它用液晶显示裂(LCD)作为人机界面,以WindowsCE为操作系统,可实现可编程序控制器的CPU模块的功能,可与以太刚和IO模块通信,可用于工业现场，这可能是今后高档可编程序控制器的发展方向。目前可编程序控制器的以太网通信模块和LCD触摸屏的价格都很高,而计算机的以太网卡仅需数十元,其显示器的价格也使宜，显示效果比一般的触摸屏要好得多“软PLC”的性能价格比要比传统的“硬PLC"加触摸屏高得多.如果允许交装在控制室内,“软PLC”是不错的选择。
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