Исполнительные устройства

Исполнительные устройства в системах автоматизации переводят команды контроллера в физическое воздействие на объект управления: клапаны регулируют поток жидкости или газа, приводы перемещают механизмы, нагреватели изменяют температуру, частотные преобразователи управляют скоростью двигателей. Если датчик — «орган чувств» системы, то исполнительное устройство — её «мышца».

Электропневматические позиционеры клапанов: управляющий сигнал 4–20 мА преобразуется в давление сжатого воздуха 0,2–1,0 бар (20–100 кПа), перемещающее шток клапана на 0–100% хода. Точность позиционирования: ±0,5–1,0% от хода; гистерезис — разность положения при открытии и закрытии при одинаковом сигнале — нормируется ≤ 1%. Для регулирования давления и расхода точность позиционирования клапана напрямую определяет точность регулирования технологического параметра.

Частотные преобразователи (ЧП) позволяют управлять асинхронными двигателями с плавной регулировкой скорости и крутящего момента. Снижение скорости насоса или вентилятора на 20% снижает потребляемую мощность на 50% (закон подобия: P ∝ n³). В насосных станциях водоснабжения применение ЧП вместо дросселирования задвижкой экономит 30–60% электроэнергии. Важный аспект: ЧП генерирует высокочастотные гармоники (THD), которые вызывают дополнительный нагрев двигателя — двигатели под управлением ЧП нередко класса IE3 с усиленной изоляцией класса F/H и дополнительным охлаждением.