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　　儀表執(zhí)行機構(gòu)最廣泛的定義是：一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動裝置，它利用某種驅(qū)動能源并在某種控制信號作用下工作。
　　執(zhí)行機構(gòu)使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉(zhuǎn)化成驅(qū)動作用?；镜膱?zhí)行機構(gòu)用于把閥門或風門驅(qū)動至全開或全關的位置。用與控制閥的執(zhí)行機構(gòu)能夠精確的使閥門或風門走到任何位置。盡管大部分執(zhí)行機構(gòu)都是用于開關閥門，但是如今的執(zhí)行機構(gòu)的設計遠遠超出了簡單的開關功能，它們包含了位置感應裝置，力矩感應裝置，電極保護裝置，邏輯控制裝置，數(shù)字通訊模塊及PID控制模塊等，而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內(nèi)。
　　因為越來越多的工廠采用了自動化控制，人工操作被機械或自動化設備所替代，人們要求執(zhí)行機構(gòu)能夠起到控制系統(tǒng)與閥門機械運動之間的界面作用，更要求執(zhí)行機構(gòu)增強工作安全性能和環(huán)境保護性能。在一些危險性的場合，自動化的執(zhí)行機構(gòu)裝置能減少人員的傷害。某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關閉，閥門執(zhí)行機構(gòu)能阻止危險進一步擴散同時將工廠損失減至最少。對一些高壓大口徑的閥門，所需的執(zhí)行機構(gòu)輸出力矩非常大，這時所需執(zhí)行機構(gòu)必須提高機械效率并使用高輸出的電機，或電液執(zhí)行器，這樣平穩(wěn)的操作大口徑閥門。
　?。?）氣動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展概況：
　　大多數(shù)常用執(zhí)行機構(gòu)是由氣驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，因為動力源是壓縮空氣，它與人力資源或動力或液壓動力源相比較是相對便宜的，由于這個原因，現(xiàn)今幾乎所有操作的執(zhí)行機構(gòu)的90%是由壓縮空氣驅(qū)動的。與電動機械和電動液壓執(zhí)行機構(gòu)相比較，氣動執(zhí)行機構(gòu)是相對便宜和易于掌握和維護的。氣動執(zhí)行機構(gòu)將壓縮空氣排放到大氣，相比較電動執(zhí)行機構(gòu)或電液執(zhí)行機構(gòu)，是一種環(huán)保執(zhí)行機構(gòu)，氣動執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動作平穩(wěn)可靠，并且安全防爆等優(yōu)點，在發(fā)電廠、化工，煉油等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應用。
　　氣動執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)輸出方式分為直行程和角行程，根據(jù)作用方式分為單作用和雙作用兩種類型，氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式，氣動執(zhí)行機構(gòu)控制需要與不同附件組合才能達到用戶要求。目前附件特別是定位器的智能化發(fā)展，氣動執(zhí)行機構(gòu)也體現(xiàn)出智能化?，F(xiàn)在的定位器有數(shù)字式和智能式，數(shù)字式：基于微處理器技術(shù)，采用數(shù)字化技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理和定位控制。智能式：基于微處理器技術(shù)，采用數(shù)字化技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理和定位控制、狀態(tài)識別、故障診斷。使得氣動執(zhí)行機構(gòu)在自動化領域中得到最廣泛的應用。使氣動執(zhí)行器具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化通訊等特點。
　?。?）電動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展：
　　在自動化儀表行業(yè)中，電動執(zhí)行機構(gòu)又被稱為電動執(zhí)行器，一般由減速機構(gòu)、電動機、電氣控制裝置這三大部件組成。其中，電氣控制裝置在近10年中的發(fā)展變化最快，品種最多。國內(nèi)外各著名執(zhí)行器制造商都在積極不斷地運用新技術(shù)、新材料、新工藝開發(fā)出順應時代發(fā)展的各具特色的新產(chǎn)品，使世界各國工業(yè)生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)得控制品質(zhì)得以距大的提升。而且隨著微電子、計算機、通信網(wǎng)絡技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，電動執(zhí)行機構(gòu)中帶有微處理器的智能電氣控制裝置，已形成執(zhí)行器發(fā)展的總趨勢，因此盡快了解國內(nèi)外電動執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展差異，對于更好地應用國外產(chǎn)品、進一步提升國產(chǎn)電動執(zhí)行器的整體品質(zhì)，非常必要。
　　智能控制電動執(zhí)行機構(gòu)利用微機和現(xiàn)場總線通信技術(shù)將伺服放大器與執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)系起來，實現(xiàn)電動執(zhí)行機構(gòu)與PLC的通訊。執(zhí)行機構(gòu)與現(xiàn)場總線相連，實現(xiàn)智能精確控制。同時執(zhí)行器的操作可以使用非侵入式紅外線設定器或現(xiàn)場磁控按鈕就地操作。閥位測試采用非接觸式反饋信號采集，位置的檢測通過與機械連動的磁鐵感應與霍爾元器件（磁性脈沖計數(shù)器）來實現(xiàn)，分辯率極高達到0.625‰?？刂品绞讲捎弥苯訑?shù)字控制能保證控制靈敏度達到0.5％，而且控制不振蕩。它不僅實現(xiàn)了雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動標定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能，有效地提高了控制水平，另外它還增設了行程保護、過力矩保護、電動機過熱保護、斷電信號保護、輸出現(xiàn)場閥位指示和故障報警等功能，而且可實現(xiàn)閥門電機的柔性啟動和關斷，保護閥門機械裝置，自由設定開關速度，設定故障時自動運行至預先設置好的保護點，提高了控制精度和設備安全性。
　　在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器的指令信號，經(jīng)執(zhí)行機構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應的角位移或直線位移，去操縱調(diào)節(jié)機構(gòu)，改變被控對象進、出的能量或物料，以實現(xiàn)過程的自動控制。
　　電動執(zhí)行器是以電能為動力的，它的特點是獲取能源方便，動作快，信號傳遞速度快，且可遠距離傳輸信號，便于和數(shù)字裝置配合使用等。每臺智能型電動執(zhí)行機構(gòu)都設有內(nèi)置的數(shù)據(jù)記錄器，可下載閥門力矩分布、執(zhí)行機構(gòu)事件及統(tǒng)計等操作數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)保存分析；同時記錄的數(shù)據(jù)也可以通過現(xiàn)場總線的傳感網(wǎng)絡傳到用戶的現(xiàn)場總部，經(jīng)過分析，任何對電動執(zhí)行機構(gòu)設置的改變都可以傳回執(zhí)行機構(gòu)。
　　智能控制電動執(zhí)行機構(gòu)具有標準的串行通信接口（如RS-232或RS-422接口等）和專用的局域網(wǎng)接口，以增強其與其它控制設備間的互聯(lián)能力。只需要一根電纜或光纜，就可以將數(shù)臺、甚至數(shù)十臺電動執(zhí)行器與上位計算機連接成為整個數(shù)控系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通信的數(shù)據(jù)總線。現(xiàn)場總線企業(yè)網(wǎng)作為傳感控制系統(tǒng)，以其所具有的開放性，網(wǎng)絡化等優(yōu)點，與Interent網(wǎng)緊密結(jié)合。現(xiàn)場總線技術(shù)的應用，取代了傳統(tǒng)的4～20mA模擬信號，實現(xiàn)了電動執(zhí)行器的遠程監(jiān)控，狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送，完成遠程參數(shù)化工作，提高了它的可靠性，降低了系統(tǒng)及工程成本。
在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中，智能型電動執(zhí)行機構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。電動執(zhí)行機構(gòu)是電動單元組合儀表中的執(zhí)行單元，是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)之一。它與變送單元、調(diào)節(jié)單元等配套，接受統(tǒng)一直流標準輸出信號0～10mA(‖)或4～20mA(|||)并將此信號轉(zhuǎn)換成力矩或推力，以推動各種類型的調(diào)節(jié)閥門的開啟程度，從而達到對工藝介質(zhì)流量、壓力、溫度、液體等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)。因具有動作靈敏、能源取用方便、節(jié)能降耗、信號傳遞距離遠等優(yōu)點，廣泛用于環(huán)保、電站、石油、化工、冶金、輕工等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)和遠程控制中。
　　信息時代的技術(shù)發(fā)展對測控系統(tǒng)提出了數(shù)字化、網(wǎng)絡化、信息化的要求，如數(shù)字地球、數(shù)字北京、企業(yè)的管理控制一體化等要求測量控制設備向網(wǎng)絡提供多方面的數(shù)字信息。
　　物聯(lián)網(wǎng)的形成實現(xiàn)了真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性。豐富了控制設備的信息內(nèi)容，提供了如閥門動作次數(shù)、故障診斷等信息。為控制信息進入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡創(chuàng)造了條件，溝通了現(xiàn)場控制設備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡之間的聯(lián)系,便于實現(xiàn)管控一體化控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的結(jié)合，便于實現(xiàn)信號的遠程傳送與異地遠程自動控制。
　　應用系統(tǒng)設備間的互連不只要完成數(shù)據(jù)通信，還要構(gòu)成控制網(wǎng)絡，形成測量控制應用系統(tǒng)，而應用與用戶層規(guī)范與設備間的互可操作性直接相關。設備間的互操作依靠應用層協(xié)議。
　　電動執(zhí)行機構(gòu)作為電動閥門的動力裝置，是工業(yè)自動化儀表中的執(zhí)行單元。它接受來自調(diào)節(jié)器、工控機、DCS、計算機等儀表系統(tǒng)的控制信號，自動完成調(diào)節(jié)動作，直接影響著電動閥門的使用性能。作為自動化系統(tǒng)中自動控制的終端環(huán)節(jié)之一，電動閥門在各類自動化系統(tǒng)中起著至關重要的作用，因此，電動執(zhí)行機構(gòu)的性能直接影響整個系統(tǒng)的可靠性、安全性、經(jīng)濟性，甚至事關系統(tǒng)能否正常運行。
　　隨著我國工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，生產(chǎn)過程自動化程度的提高，不僅要求電動執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)量、品種、規(guī)格越來越多，而且隨著應用領域的擴展，自動控制水平的提高，對電動執(zhí)行機構(gòu)在功能、性能、適用范圍等方面也要求進一步提高。電能作為能源的普及性，現(xiàn)如今電動執(zhí)行機構(gòu)性能越來月穩(wěn)定成熟、技術(shù)自動化程度高，會是以后執(zhí)行器使用的“朝陽”產(chǎn)品。
　?。?）電液執(zhí)行機構(gòu)發(fā)展：
　　液壓控制技術(shù)的歷史最早可追溯到公元前240年，當時一位古埃及人發(fā)明了人類歷史上第一個液壓伺服系統(tǒng)——水鐘。然而在隨后漫長的歷史階段，液壓控制技術(shù)一直裹足不前，直到18世紀末19世紀初，才有一些重大進展。在二戰(zhàn)前夕，隨著工業(yè)發(fā)展的需要，液壓控制技術(shù)出現(xiàn)了突飛猛進地發(fā)展，許多早期的控制閥原理及專利均是這一時代的產(chǎn)物。如：Askania調(diào)節(jié)器公司及Askania-Werke發(fā)明及申請了射流管閥原理的專利。同樣，F(xiàn)oxboro發(fā)明了噴嘴擋板閥原理的專利。而德國Siemens公司發(fā)明了一種具有永磁馬達及接收機械及電信號兩種輸入的雙輸入閥，并開創(chuàng)性地使用在航空領域。
　　當前國內(nèi)在研究、生產(chǎn)及使用電液伺服閥方面雖然形成了一定的規(guī)模。然而生產(chǎn)的產(chǎn)品主要用于航空、航天、艦船等軍品領域和重要工業(yè)領域，在民品市場占有率不大?，F(xiàn)國外產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有率最大的為Moog公司，它的產(chǎn)品占據(jù)了國內(nèi)絕大部分的民品市場。而且生產(chǎn)的電液執(zhí)行器，體積大，笨重，控制原理落后，需要配套控制系統(tǒng)，不能一體化。幾乎在特別所有重要地方，都使用國外產(chǎn)品。
　　目前，電子技術(shù)高速發(fā)展，信息化程度越來越高，通過采用新型的傳感器和計算機技術(shù)研制出機械、電子、傳感器及計算機自我管理（故障診斷、故障排除）為一體的智能化新型智能電液執(zhí)行器，是目前國外廠家研究方向。
　　新型電液執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在新型結(jié)構(gòu)的設計、新型材料的采用及電子化、數(shù)字化技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合等幾方面。
　　當前的液壓控制技術(shù)已經(jīng)能將自動控制技術(shù)、液壓技術(shù)與微電子有機的結(jié)合起來，形成新一代的智能電液執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)品。而隨著電子設備、控制策略、軟件及材料等方面的發(fā)展與進步，電液控制技術(shù)及伺服閥產(chǎn)品將在機、電、液一體化獲得長足的進步。
　　液壓機構(gòu)是以液壓油為動力源來完成預定運動要求和實現(xiàn)各種機構(gòu)功能的機構(gòu)。液壓機構(gòu)與純機械機構(gòu)和電力驅(qū)動機構(gòu)相比，主要有以下優(yōu)點：（A）在輸出同等功率的條件下，機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、慣性小。（B）工作平穩(wěn)，沖擊、振動和噪音都較小，易于實現(xiàn)頻繁的啟動、換向，能夠完成旋轉(zhuǎn)運動和各種往復運動。（C）操縱簡單、調(diào)速方便，并能在大的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速比可達5000。（D）可實現(xiàn)低速大力矩傳動，無需減速裝置。
　　液壓機構(gòu)的不足之處是：油液的粘性受溫度變化的影響大，不宜用于低溫和高溫的環(huán)境中；液壓組件的加工和配合要求精度高，加工工藝困難，成本高。
　　液動執(zhí)行器推力最大，現(xiàn)在一般都是機電一體化的，但比較笨重，很少使用，象塞閥，滑閥，三峽的船閥用的就是液動執(zhí)行器，碼頭，船塢，水利閘閥也使用電液執(zhí)行器。本項目目前正對電液執(zhí)行機構(gòu)作市場調(diào)研，實驗室側(cè)重于氣動和電動執(zhí)行機構(gòu)的研發(fā)。