儀表執行機構最廣泛的定義是：一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置，它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。
執行機構使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。基本的執行機構用于把閥門或風門驅動至全開或全關的位置。用與控制閥的執行機構能夠精確的使閥門或風門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門，但是如今的執行機構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。
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，人們要求執行機構能夠起到控制系統與閥門機械運動之間的界面作用，更要求執行機構增強工作安全性能和環境保護性能。在一些危險性的場合，自動化的執行機構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，閥門執行機構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，所需的執行機構輸出力矩非常大，這時所需執行機構必須提高機械效率并使用高輸出的電機，或電液執行器，這樣平穩的操作大口徑閥門。
（1）氣動執行機構發展概況：
大多數常用執行機構是由氣驅動的執行機構，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，現今幾乎所有操作的執行機構的90%是由壓縮空氣驅動的。與電動機械和電動液壓執行機構相比較，氣動執行機構是相對便宜和易于掌握和維護的。氣動執行機構將壓縮空氣排放到大氣，相比較電動執行機構或電液執行機構，是一種環保執行機構，氣動執行機構結構簡單，動作平穩可靠，并且安全防爆等優點，在發電廠、化工，煉油等對安全要求較高的生產過程中有廣泛的應用。
氣動執行機構根據輸出方式分為直行程和角行程，根據作用方式分為單作用和雙作用兩種類型，氣動執行器的執行機構和調節機構是統一的整體，其執行機構有薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式，氣動執行機構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展，氣動執行機構也體現出智能化。現在的定位器有數字式和智能式，數字式：基于微處理器技術，采用數字化技術進行數據處理和定位控制。智能式：基于微處理器技術，采用數字化技術進行數據處理和定位控制、狀態識別、故障診斷。使得氣動執行機構在自動化領域中得到最廣泛的應用。使氣動執行器具有數字化、智能化、網絡化通訊等特點。
（2）電動執行機構發展：
在自動化儀表行業中，電動執行機構又被稱為電動執行器，一般由減速機構、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年中的發展變化最快，品種最多。國內外各著名執行器制造商都在積極不斷地運用新技術、新材料、新工藝開發出順應時代發展的各具特色的新產品，使世界各國工業生產過程自動化控制系統得控制品質得以距大的提升。而且隨著微電子、計算機、通信網絡技術和機電一體化技術的迅速發展，電動執行機構中帶有微處理器的智能電氣控制裝置，已形成執行器發展的總趨勢，因此盡快了解國內外電動執行機構的發展差異，對于更好地應用國外產品、進一步提升國產電動執行器的整體品質，非常必要。
智能控制電動執行機構利用微機和現場總線通信技術將伺服放大器與執行機構聯系起來，實現電動執行機構與PLC的通訊。執行機構與現場總線相連，實現智能精確控制。同時執行器的操作可以使用非侵入式紅外線設定器或現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（磁性脈沖計數器）來實現，分辯率極高達到0.625‰。控制方式采用直接數字控制能保證控制靈敏度達到0.5％，而且控制不振蕩。它不僅實現了雙向通信、PID調節、在線自動標定、自校正與自診斷等多種控制技術要求的功能，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、輸出現場閥位指示和故障報警等功能，而且可實現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。
在過程控制系統中，執行器接受調節器的指令信號，經執行機構將其轉換成相應的角位移或直線位移，去操縱調節機構，改變被控對象進、出的能量或物料，以實現過程的自動控制。
電動執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，便于和數字裝置配合使用等。每臺智能型電動執行機構都設有內置的數據記錄器，可下載閥門力矩分布、執行機構事件及統計等操作數據，便于數據保存分析；同時記錄的數據也可以通過現場總線的傳感網絡傳到用戶的現場總部，經過分析，任何對電動執行機構設置的改變都可以傳回執行機構。
智能控制電動執行機構具有標準的串行通信接口（如RS-232或RS-422接口等）和專用的局域網接口，以增強其與其它控制設備間的互聯能力。只需要一根電纜或光纜，就可以將數臺、甚至數十臺電動執行器與上位計算機連接成為整個數控系統。現場總線是安裝在生產過程區域的現場設備/儀表與控制室內的自動控制裝置/系統之間的一種串行、數字式、多點通信的數據總線。現場總線企業網作為傳感控制系統，以其所具有的開放性，網絡化等優點，與Interent網緊密結合。現場總線技術的應用，取代了傳統的4～20mA模擬信號，實現了電動執行器的遠程監控，狀態、故障、參數信息傳送，完成遠程參數化工作，提高了它的可靠性，降低了系統及工程成本。
在現代化生產過程控制中，智能型電動執行機構起著十分重要的作用，它是自動控制系統中不可缺少的組成部分。電動執行機構是電動單元組合儀表中的執行單元，是自動調節系統中的重要環節之一。它與變送單元、調節單元等配套，接受統一直流標準輸出信號0～10mA(‖)或4～20mA(|||)并將此信號轉換成力矩或推力，以推動各種類型的調節閥門的開啟程度，從而達到對工藝介質流量、壓力、溫度、液體等參數的自動調節。因具有動作靈敏、能源取用方便、節能降耗、信號傳遞距離遠等優點，廣泛用于環保、電站、石油、化工、冶金、輕工等工業生產過程的自動調節和遠程控制中。
信息時代的技術發展對測控系統提出了數字化、網絡化、信息化的要求，如數字地球、數字北京、企業的管理控制一體化等要求測量控制設備向網絡提供多方面的數字信息。
物聯網的形成實現了真正分散在現場的完整控制系統，提高了控制系統運行的可靠性。豐富了控制設備的信息內容，提供了如閥門動作次數、故障診斷等信息。為控制信息進入公用數據網絡創造了條件，溝通了現場控制設備之間及其與更高控制管理層網絡之間的聯系,便于實現管控一體化控制網絡與數據網絡的結合，便于實現信號的遠程傳送與異地遠程自動控制。
應用系統設備間的互連不只要完成數據通信，還要構成控制網絡，形成測量控制應用系統，而應用與用戶層規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議。
電動執行機構作為電動閥門的動力裝置，是工業自動化儀表中的執行單元。它接受來自調節器、工控機、DCS、計算機等儀表系統的控制信號，自動完成調節動作，直接影響著電動閥門的使用性能。作為自動化系統中自動控制的終端環節之一，電動閥門在各類自動化系統中起著至關重要的作用，因此，電動執行機構的性能直接影響整個系統的可靠性、安全性、經濟性，甚至事關系統能否正常運行。
隨著我國工業生產規模的擴大，生產過程自動化程度的提高，不僅要求電動執行機構的數量、品種、規格越來越多，而且隨著應用領域的擴展，自動控制水平的提高，對電動執行機構在功能、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，現如今電動執行機構性能越來月穩定成熟、技術自動化程度高，會是以后執行器使用的“朝陽”產品。
（3）電液執行機構發展：
液壓控制技術的歷史最早可追溯到公元前240年，當時一位古埃及人發明了人類歷史上第一個液壓伺服系統——水鐘。然而在隨后漫長的歷史階段，液壓控制技術一直裹足不前，直到18世紀末19世紀初，才有一些重大進展。在二戰前夕，隨著工業發展的需要，液壓控制技術出現了突飛猛進地發展，許多早期的控制閥原理及專利均是這一時代的產物。如：Askania調節器公司及Askania-Werke發明及申請了射流管閥原理的專利。同樣，Foxboro發明了噴嘴擋板閥原理的專利。而德國Siemens公司發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，并開創性地使用在航空領域。
當前國內在研究、生產及使用電液伺服閥方面雖然形成了一定的規模。然而生產的產品主要用于航空、航天、艦船等軍品領域和重要工業領域，在民品市場占有率不大。現國外產品在國內市場占有率最大的為Moog公司，它的產品占據了國內絕大部分的民品市場。而且生產的電液執行器，體積大，笨重，控制原理落后，需要配套控制系統，不能一體化。幾乎在特別所有重要地方，都使用國外產品。
目前，電子技術高速發展，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行器，是目前國外廠家研究方向。
新型電液執行機構技術的發展趨勢主要體現在新型結構的設計、新型材料的采用及電子化、數字化技術與液壓技術的結合等幾方面。
當前的液壓控制技術已經能將自動控制技術、液壓技術與微電子有機的結合起來，形成新一代的智能電液執行機構產品。而隨著電子設備、控制策略、軟件及材料等方面的發展與進步，電液控制技術及伺服閥產品將在機、電、液一體化獲得長足的進步。
液壓機構是以液壓油為動力源來完成預定運動要求和實現各種機構功能的機構。液壓機構與純機械機構和電力驅動機構相比，主要有以下優點：（A）在輸出同等功率的條件下，機構結構緊湊，體積小、重量輕、慣性小。（B）工作平穩，沖擊、振動和噪音都較小，易于實現頻繁的啟動、換向，能夠完成旋轉運動和各種往復運動。（C）操縱簡單、調速方便，并能在大的范圍內實現無級調速，調速比可達5000。（D）可實現低速大力矩傳動，無需減速裝置。
液壓機構的不足之處是：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。
液動執行器推力最大，現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行器，碼頭，船塢，水利閘閥也使用電液執行器。本項目目前正對電液執行機構作市場調研，實驗室側重于氣動和電動執行機構的研發。 |
