過程控制系統(tǒng)課件 第五章 執(zhí)行單元

1、 第五章第五章 執(zhí)行單元執(zhí)行單元 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 執(zhí)行器由執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）兩部分組成。兩部分組成。 接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，并轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移來接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，并轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移來 改變調(diào)節(jié)閥的流通面積，以控制流入或流出被控過程的物料改變調(diào)節(jié)閥的流通面積，以控制流入或流出被控過程的物料 或能量，從而實(shí)現(xiàn)對過程參數(shù)的自動控制?；蚰芰?，從而實(shí)現(xiàn)對過程參數(shù)的自動控制。 執(zhí)行器有自動調(diào)節(jié)閥門、自動電壓調(diào)節(jié)器、自動電流調(diào)執(zhí)行器有自動調(diào)節(jié)閥門、自動電壓調(diào)節(jié)器、自動電流調(diào) 節(jié)器、控制電機(jī)等。其中自動調(diào)節(jié)閥門是最常見的執(zhí)行器，節(jié)器

2、、控制電機(jī)等。其中自動調(diào)節(jié)閥門是最常見的執(zhí)行器， 種類繁多。種類繁多。 自動調(diào)節(jié)閥按照工作所用能源形式可分為：自動調(diào)節(jié)閥按照工作所用能源形式可分為： q電動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號傳輸快、：電源配備方便，信號傳輸快、 損失小，可遠(yuǎn)距離傳輸；但推力較小。損失小，可遠(yuǎn)距離傳輸；但推力較小。 q氣動調(diào)節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡單，可靠，維護(hù)方便，：結(jié)構(gòu)簡單，可靠，維護(hù)方便， 防火防爆；但氣源配備不方便。防火防爆；但氣源配備不方便。 q液動調(diào)節(jié)閥液動調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動力，推力最大；：用液壓傳遞動力，推力最大； 但安裝、維護(hù)麻煩，使用不多。但安裝、維護(hù)麻煩，使用不多。 工業(yè)中使用最多的是氣動調(diào)

3、節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)閥。工業(yè)中使用最多的是氣動調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)閥。 第二節(jié)第二節(jié) 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)配用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同，其輸出方式有電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)配用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同，其輸出方式有 直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種類型，其電氣原理完全相同，直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種類型，其電氣原理完全相同， 僅減速器不一樣。僅減速器不一樣。 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成框圖電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成框圖 伺服放大器原理圖伺服放大器原理圖 校正網(wǎng)絡(luò)原理圖校正網(wǎng)絡(luò)原理圖 第三節(jié)第三節(jié) 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 它由膜片、閥桿和平衡彈簧等組成，是執(zhí)行器的推動裝置。它接 受氣動調(diào)節(jié)器或電/氣轉(zhuǎn)換器輸出的氣壓信號，經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換

4、成推力并 克服彈簧力后，使閥桿產(chǎn)生位移，帶動閥芯動作。 1-上蓋 2膜片 3一平衡彈簧 4一閥桿 5閥體 6閥座 7閥芯 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正作用和反作用兩種形式: : 當(dāng)輸入氣壓信號增加時閥桿向下移動時稱當(dāng)輸入氣壓信號增加時閥桿向下移動時稱正作用正作用； 當(dāng)輸入氣壓信號增加時閥桿向上移動時稱當(dāng)輸入氣壓信號增加時閥桿向上移動時稱反作用反作用。 在工業(yè)生產(chǎn)中口徑較大的調(diào)節(jié)閥通常采用正作用方式。在工業(yè)生產(chǎn)中口徑較大的調(diào)節(jié)閥通常采用正作用方式。 lKAp 氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性表示平衡狀態(tài)時輸入氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性表示平衡狀態(tài)時輸入 的氣壓的氣壓p與閥桿位移

5、與閥桿位移l的關(guān)系，即的關(guān)系，即 A為膜片的有效面積；K為平衡彈簧的彈性系數(shù) 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性可近似成一階慣性環(huán)節(jié)，其慣氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性可近似成一階慣性環(huán)節(jié)，其慣 性的大小取決于膜頭空間的大小與氣管線的長度和直徑。性的大小取決于膜頭空間的大小與氣管線的長度和直徑。 二、調(diào)節(jié)閥的分類二、調(diào)節(jié)閥的分類 （1） 直通單座閥直通單座閥 流體對閥芯的不平流體對閥芯的不平 衡作用力大。一般用在小衡作用力大。一般用在小 口徑、低壓差的場合。口徑、低壓差的場合。 q結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小。結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小。 第四節(jié)第四節(jié) 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)就是閥門，是一個局部阻力可以改變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

6、就是閥門，是一個局部阻力可以改變 的節(jié)流元件。根據(jù)不同的使用要求，閥門的結(jié)構(gòu)型的節(jié)流元件。根據(jù)不同的使用要求，閥門的結(jié)構(gòu)型 式很多。式很多。 正裝閥正裝閥 閥芯下移時，閥芯與閥閥芯下移時，閥芯與閥 座間的流通截面積增大座間的流通截面積增大 閥門中的柱式閥芯可以正裝，也可以反裝。閥門中的柱式閥芯可以正裝，也可以反裝。 反裝閥反裝閥 閥芯下移時，閥芯與閥閥芯下移時，閥芯與閥 座間的流通截面積減小座間的流通截面積減小 （2 2） 直通雙座閥直通雙座閥 閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座。閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座。 q流體流過時，作用在上、下兩個閥芯上的推流體流過時，作用在上、下兩個閥芯上的推 力方向相反且大小相近

7、，可以互相抵消，所以不平力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平 衡力小。衡力小。 q但是，由于加工的但是，由于加工的 限制，上下兩個閥芯閥限制，上下兩個閥芯閥 座不易保證同時密閉，座不易保證同時密閉， 因此泄漏量較大。因此泄漏量較大。 （3）角形控制閥角形控制閥 兩個接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出，這種閥的兩個接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出，這種閥的 流路簡單、對流體的阻力較小。流路簡單、對流體的阻力較小。 q適用于現(xiàn)場管道適用于現(xiàn)場管道 要求直角連接，介質(zhì)要求直角連接，介質(zhì) 為高粘度、高壓差和為高粘度、高壓差和 含有少量懸浮物和固含有少量懸浮物和固 體顆粒狀的場合。體顆粒狀的場合。 （4

8、4） 三通控制閥三通控制閥 有三個出入口與工藝管道連接。流通方式有合有三個出入口與工藝管道連接。流通方式有合 流型（兩種介質(zhì)混合成一路）和分流型（一種介質(zhì)流型（兩種介質(zhì)混合成一路）和分流型（一種介質(zhì) 分成兩路）兩種。適用于配比控制與旁路控制。分成兩路）兩種。適用于配比控制與旁路控制。 （5）隔膜控制閥隔膜控制閥 采用耐腐蝕材料作采用耐腐蝕材料作 隔膜，將閥芯與流體隔隔膜，將閥芯與流體隔 開。開。 q結(jié)構(gòu)簡單、流阻小、流通能力比同口徑的其他結(jié)構(gòu)簡單、流阻小、流通能力比同口徑的其他 種類的閥要大。由于介質(zhì)用隔膜與外界隔離，故無填種類的閥要大。由于介質(zhì)用隔膜與外界隔離，故無填 料，介質(zhì)也不會泄漏。料

9、，介質(zhì)也不會泄漏。 q耐腐蝕能力強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性耐腐蝕能力強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性 介質(zhì)的控制，也能用于高粘度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控介質(zhì)的控制，也能用于高粘度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控 制。制。 q適用于大口徑、適用于大口徑、 大流量、低壓差的場大流量、低壓差的場 合，也可以用于含少合，也可以用于含少 量纖維或懸浮顆粒狀量纖維或懸浮顆粒狀 介質(zhì)的控制。介質(zhì)的控制。 （6）蝶閥蝶閥 又名翻板閥。又名翻板閥。 結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、流阻極小，但泄漏量大。結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、流阻極小，但泄漏量大。 三、調(diào)節(jié)閥的選擇三、調(diào)節(jié)閥的選擇 1. 調(diào)節(jié)閥的尺寸選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸選擇 通常用公稱直徑通常用公

10、稱直徑Dg和閥座直徑和閥座直徑dg表示，它們的確定是合理應(yīng)用執(zhí)表示，它們的確定是合理應(yīng)用執(zhí) 行器的前提條件。確定調(diào)節(jié)閥尺寸的主要依據(jù)是流通能力行器的前提條件。確定調(diào)節(jié)閥尺寸的主要依據(jù)是流通能力C，定義為，定義為 調(diào)節(jié)閥全開、閥前后壓差為調(diào)節(jié)閥全開、閥前后壓差為0.1MPa、流體密度為、流體密度為1g/cm3時，每小時時，每小時 通過閥門的流體流量（通過閥門的流體流量（m3或或kg）。）。 當(dāng)流體為不可壓縮時，通過調(diào)節(jié)閥的體積流量為當(dāng)流體為不可壓縮時，通過調(diào)節(jié)閥的體積流量為: 式中各參數(shù)的單位變化時，注意進(jìn)行修正。 p AQ 2 max q p max C max C 調(diào)節(jié)閥尺寸的確定過程為：

11、根據(jù)通過調(diào)節(jié)閥的最大流量 ，流體密度 以及調(diào)節(jié)閥的前后壓差 ，先由上式求得最大的流通能力 ，然后選取大于 即可依據(jù)表52確定出Dg和dg的大小。 的最低級別的C值， 公稱直徑Dg(mm)202532405065 閥門直徑dg(mm)245678101215202532405065 流通能力C 單座閥0.080.120.200.320.500.801.22.03.25.0812203256 雙座閥1016254063 公稱直徑Dg(mm)80100125150200250300 閥門直徑dg(mm)80100125150200250303 流通能力C 單座閥80120200280450 雙座閥1

12、0016025040063010001600 表5-2 調(diào)節(jié)閥流通能力C與其尺寸的關(guān)系 2、執(zhí)行器的“氣開、氣關(guān)”有四種構(gòu)成方式 序號序號 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 作用方式作用方式 閥體作用閥體作用 方式方式 執(zhí)行器氣開、執(zhí)行器氣開、 氣關(guān)形式氣關(guān)形式 a正正正正氣關(guān)氣關(guān) b正正反反氣開氣開 c反反正正氣開氣開 d反反反反氣關(guān)氣關(guān) 4、 調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性 調(diào)節(jié)閥的閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對控制調(diào)節(jié)閥的閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對控制 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)有很大影響。系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)有很大影響。 流量特性的定義：流量特性的定義： 被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開被控介質(zhì)流過閥門的相對

13、流量與閥門的相對開 度（相對位移）間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。度（相對位移）間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。 max () ql f qL q/qmax 相對流量相對流量 l/L 相對開度相對開度 相對流量相對流量q/qmax 是控制閥某一開是控制閥某一開 度流量度流量q與全開時流量與全開時流量qmax之比；之比； 相對開度相對開度l/L 是控制閥某一開度是控制閥某一開度 行程行程l與全開行程與全開行程L之比。之比。 調(diào)節(jié)閥的流量特性不僅與閥門調(diào)節(jié)閥的流量特性不僅與閥門 的結(jié)構(gòu)和開度有關(guān)，還與閥前后的的結(jié)構(gòu)和開度有關(guān)，還與閥前后的 壓差有關(guān)，必須分開討論。壓差有關(guān)，必須分開討論。 max ()

14、 ql f qL l q 為了便于分析，先將閥前后壓差固定，然后為了便于分析，先將閥前后壓差固定，然后 再引伸到實(shí)際工作情況，于是有再引伸到實(shí)際工作情況，于是有理想流量特性理想流量特性與與 工作流量特性工作流量特性之分。之分。 (1) 固有（固有（理想）理想）流量特性流量特性 在將控制閥前后壓差固定時得到的流量特性在將控制閥前后壓差固定時得到的流量特性 稱為稱為固有固有流量特性。它取決于閥芯的形狀。流量特性。它取決于閥芯的形狀。 （a）快開特性）快開特性（b）直線特性直線特性（c）等百分比特性等百分比特性 1）直線流量特性直線流量特性 控制閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系，即控制閥的相對流量與

15、相對開度成直線關(guān)系，即 單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。用數(shù)學(xué)式單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。用數(shù)學(xué)式 表示為：表示為： K l l d q q d max max maxmax ql KC ql 積分 C為積分常數(shù) 可調(diào)比可調(diào)比R為調(diào)節(jié)閥所能為調(diào)節(jié)閥所能 控制的最大流量與最小流量控制的最大流量與最小流量 的比值。的比值。 其中其中qmin不是指閥門全關(guān)時的泄漏量，而是閥不是指閥門全關(guān)時的泄漏量，而是閥 門能平穩(wěn)控制的最小流量，約為最大流量的門能平穩(wěn)控制的最小流量，約為最大流量的24% 一般閥門的可調(diào)比一般閥門的可調(diào)比R=30。 maxmax 11 (1) ql qRlR max m

16、in 1q R qC 控制力：閥門開度改變時，相對流量的改變比值?？刂屏Γ洪y門開度改變時，相對流量的改變比值。 例如在不同的開度上，再分別增加例如在不同的開度上，再分別增加10%開度，開度， 相對流量的變化比值為相對流量的變化比值為 10時：時： （20-10）/10100%=100% 50時：時： （60-50）/50100%=20% 80時：時： （90-80）/80100%=12.5% Q/Q100 L/Lmax s=1 v直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點(diǎn)上都是相同直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點(diǎn)上都是相同 的，但其對流量的控制力卻是不同的。的，但其對流量的控制力卻是不同的。 2） 等百分比

17、（對數(shù)）流量特性等百分比（對數(shù)）流量特性 單位相對行程變化所引起的相對流量變化與單位相對行程變化所引起的相對流量變化與 此點(diǎn)的相對流量成正比關(guān)系：此點(diǎn)的相對流量成正比關(guān)系： v曲線斜率（放大系數(shù)）曲線斜率（放大系數(shù)） 隨行程的增大而增大。流量隨行程的增大而增大。流量 小時，流量變化??；流量大小時，流量變化??；流量大 時，流量變化大。時，流量變化大。 V K q q K l l d q q d max 1 max max 1 max 1 max lnC l l K q q 1 max max l l R q q v等百分比閥在各流量點(diǎn)的放大系數(shù)不同，但對等百分比閥在各流量點(diǎn)的放大系數(shù)不同，但對

18、流量的控制力卻是相同的。流量的控制力卻是相同的。 10%處：處： （6.58%-4.68%）/4.68%41% 50%處：處： （25.7%-18.2%）/18.2%41% 80%處：處： （71.2%-50.6%）/50.6%41% 同樣以同樣以10、50及及80三點(diǎn)為例，分別增加三點(diǎn)為例，分別增加 10%開度，相對流量變化的比值為：開度，相對流量變化的比值為： Q/Q100 L/Lmax s=1 3）快開特性快開特性 開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流 量很快就達(dá)到最大，故稱為快開特性。適用于迅速量很快就達(dá)到最大，故稱為快開特性。適用于迅速 啟

19、閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。 1 max 2 max max q q K l l d q q d 2/1 max 2 max 1) 1( 1 l l R Rq q 積分 (2) 調(diào)節(jié)閥的工作流量特性調(diào)節(jié)閥的工作流量特性 實(shí)際使用時，調(diào)節(jié)閥裝在具有阻力的管道系統(tǒng)實(shí)際使用時，調(diào)節(jié)閥裝在具有阻力的管道系統(tǒng) 中。管道對流體的阻力隨流量而變化，閥前后壓差中。管道對流體的阻力隨流量而變化，閥前后壓差 也是變化的，這時流量特性會發(fā)生畸變。也是變化的，這時流量特性會發(fā)生畸變。 1) 管道串聯(lián)時的工作流量特性管道串聯(lián)時的工作流量特性 如圖，管道系統(tǒng)總壓力如圖，管道系統(tǒng)總壓力P等于管路系

20、統(tǒng)的壓降等于管路系統(tǒng)的壓降 PG與控制閥的壓降與控制閥的壓降PT之和。之和。 從串聯(lián)管道中調(diào)節(jié)閥兩端壓差從串聯(lián)管道中調(diào)節(jié)閥兩端壓差PT的變化曲線的變化曲線 可看出，調(diào)節(jié)閥全關(guān)時閥上壓可看出，調(diào)節(jié)閥全關(guān)時閥上壓降最大，基本等于系最大，基本等于系 統(tǒng)總壓力；調(diào)節(jié)閥全開時閥上壓力降至最小。統(tǒng)總壓力；調(diào)節(jié)閥全開時閥上壓力降至最小。 為了表示調(diào)節(jié)閥兩端壓差為了表示調(diào)節(jié)閥兩端壓差PT的變化范圍，以的變化范圍，以 閥權(quán)度閥權(quán)度s表示調(diào)節(jié)閥全開時，閥前后最小壓差表示調(diào)節(jié)閥全開時，閥前后最小壓差PTmin 與總壓力與總壓力 P之比。之比。 s = PTmin / P v流量特性畸變：流量特性畸變： 以以qmax

21、表示串聯(lián)管道阻力為零時表示串聯(lián)管道阻力為零時(s=1)，閥全，閥全 開時達(dá)到的最大流量。可得串聯(lián)管道在不同開時達(dá)到的最大流量?？傻么?lián)管道在不同s值時，值時， 以自身以自身qmax作參照的工作流量特性。作參照的工作流量特性。 對數(shù)閥變?yōu)橹本€閥對數(shù)閥變?yōu)橹本€閥 直線閥變?yōu)榭扉_閥直線閥變?yōu)榭扉_閥 s 圖圖3 333 33 調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線 a)a)直線；直線；b)b)對數(shù)（等百分比）對數(shù)（等百分比） 結(jié)論結(jié)論 q串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量特性發(fā)生畸變。串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量特性發(fā)生畸變。 q串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量可調(diào)范圍降低，最串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量可調(diào)范圍降低，最 大流量減小

22、。大流量減小。 q串聯(lián)管道會使調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)減小，調(diào)節(jié)串聯(lián)管道會使調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)減小，調(diào)節(jié) 能力降低，能力降低，s值低于值低于0.3時，調(diào)節(jié)閥能力基本喪失。時，調(diào)節(jié)閥能力基本喪失。 2) 與管道并聯(lián)工作時的流量特性與管道并聯(lián)工作時的流量特性 圖中 圖中S=1時，旁路閥關(guān)閉，工時，旁路閥關(guān)閉，工 作流量特性即為理想流量特性。作流量特性即為理想流量特性。 隨著旁路閥逐漸打開，值逐漸隨著旁路閥逐漸打開，值逐漸 減小，調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍也將減小，調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍也將 大大降低，從而使調(diào)節(jié)閥的控大大降低，從而使調(diào)節(jié)閥的控 制能力大大下降，影響控制效制能力大大下降，影響控制效 果。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，值不能低

23、果。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，值不能低 于于0.8。 圖圖3 337 37 并聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥工作流量特性并聯(lián)管道時調(diào)節(jié)閥工作流量特性 a)直線閥直線閥 b)對數(shù)閥對數(shù)閥 （3）流量特性的選擇）流量特性的選擇 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇有理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法。前者還在研究中，調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇有理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法。前者還在研究中， 目前較多采用經(jīng)驗(yàn)法。一般可從以下幾方面考慮。目前較多采用經(jīng)驗(yàn)法。一般可從以下幾方面考慮。 1）依據(jù)過程特性選擇。）依據(jù)過程特性選擇。 一個過程控制系統(tǒng)，在負(fù)荷變動的情況下，要使系統(tǒng)保一個過程控制系統(tǒng)，在負(fù)荷變動的情況下，要使系統(tǒng)保 持期望的控制品質(zhì)，則必須要求持期望的控制品質(zhì)，則必須要

24、求系統(tǒng)總的放大系數(shù)在整個系統(tǒng)總的放大系數(shù)在整個 操作范圍內(nèi)保持不變。操作范圍內(nèi)保持不變。一般變送器、已整定好的調(diào)節(jié)器、一般變送器、已整定好的調(diào)節(jié)器、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)等放大系數(shù)基本上是不變的，但過程特性則往往執(zhí)行機(jī)構(gòu)等放大系數(shù)基本上是不變的，但過程特性則往往 是非線性的，其放大系數(shù)隨負(fù)荷而變。因此，必須通過合是非線性的，其放大系數(shù)隨負(fù)荷而變。因此，必須通過合 理選擇調(diào)節(jié)閥的工作特性，以補(bǔ)償過程的非線性，其選擇理選擇調(diào)節(jié)閥的工作特性，以補(bǔ)償過程的非線性，其選擇 原則為原則為 0v K K 常數(shù) 調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù) 被控過程的放大系數(shù) 2）依據(jù)配管情況選擇。）依據(jù)配管情況選擇。 在根據(jù)過程特性進(jìn)行選擇之后，

25、再按照配管情況進(jìn)在根據(jù)過程特性進(jìn)行選擇之后，再按照配管情況進(jìn) 行進(jìn)一步的選擇，其選擇原則可參照表行進(jìn)一步的選擇，其選擇原則可參照表3-4進(jìn)行。進(jìn)行。 配管狀況配管狀況S=1-0.6S=0.6-0.3 工作特性工作特性直線直線等百分比等百分比直線直線等百分比等百分比 理想特性理想特性直線直線等百分比等百分比等在分比等在分比等百分比等百分比 3）依據(jù)負(fù)荷變化情況選擇。）依據(jù)負(fù)荷變化情況選擇。 在負(fù)荷變化較大的場合，宜選用對數(shù)調(diào)節(jié)閥，因?yàn)樵谪?fù)荷變化較大的場合，宜選用對數(shù)調(diào)節(jié)閥，因?yàn)?對數(shù)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)可隨閥芯位移的變化而變化，對數(shù)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)可隨閥芯位移的變化而變化， 但它的相對流量變化率則是

26、不變的，所以能適應(yīng)負(fù)荷但它的相對流量變化率則是不變的，所以能適應(yīng)負(fù)荷 變化大的情況；此外，當(dāng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度時，變化大的情況；此外，當(dāng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常工作在小開度時， 則宜選用對數(shù)調(diào)節(jié)閥。因?yàn)橹本€調(diào)節(jié)閥工作在小開度則宜選用對數(shù)調(diào)節(jié)閥。因?yàn)橹本€調(diào)節(jié)閥工作在小開度 時，其相對流量的變化率很大，不宜進(jìn)行微調(diào)。時，其相對流量的變化率很大，不宜進(jìn)行微調(diào)。 將將420mA的電流的電流 信號信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成20100KPa 的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號。的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號。 一、一、 電電/ /氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器 為了使氣動調(diào)節(jié)閥能夠接收電動調(diào)節(jié)器的輸出信號，必為了使氣動調(diào)節(jié)閥能夠接收電動調(diào)節(jié)器的輸出信號，必 須把標(biāo)準(zhǔn)電流信號

27、轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號。須把標(biāo)準(zhǔn)電流信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號。 電電/氣轉(zhuǎn)換器作用：氣轉(zhuǎn)換器作用： 第五節(jié)第五節(jié) 電電/氣轉(zhuǎn)換器與閥門定位器氣轉(zhuǎn)換器與閥門定位器 I 吸力吸力Fi 杠桿偏轉(zhuǎn)杠桿偏轉(zhuǎn) 擋板與噴嘴間隙擋板與噴嘴間隙 背壓背壓 放大器輸入放大器輸入 輸出壓力輸出壓力P 杠桿杠桿 的反饋力的反饋力Ff 杠桿平衡杠桿平衡 PI 力平衡式電力平衡式電/氣轉(zhuǎn)換器的原理圖氣轉(zhuǎn)換器的原理圖 負(fù)反饋負(fù)反饋 磁鐵磁鐵 調(diào)零調(diào)零 Fi Ff 背壓背壓 二、電二、電- -氣閥門定位器氣閥門定位器 氣動調(diào)節(jié)閥中，閥桿的位氣動調(diào)節(jié)閥中，閥桿的位 移是由薄膜上氣壓推力與彈簧移是由薄膜上氣壓推力與彈簧 反作用力平衡確

28、定的。反作用力平衡確定的。 為了防止閥桿處的泄漏要為了防止閥桿處的泄漏要 壓緊填料，使閥桿摩擦力增大，壓緊填料，使閥桿摩擦力增大， 且個體差異較大，這會影響輸且個體差異較大，這會影響輸 入信號入信號P P的執(zhí)行精度。的執(zhí)行精度。 解決措施解決措施 在調(diào)節(jié)閥上加裝閥在調(diào)節(jié)閥上加裝閥 門定位器，引入閥桿位門定位器，引入閥桿位 移負(fù)反饋。使閥桿能按移負(fù)反饋。使閥桿能按 輸入信號精確地確定自輸入信號精確地確定自 己的開度。己的開度。 電電/ /氣閥門定位器氣閥門定位器 實(shí)際應(yīng)用中，常把電實(shí)際應(yīng)用中，常把電/氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器結(jié)氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器結(jié) 合成一體，組成電合成一體，組成電/氣閥門定位器。氣閥門定位器。 I杠桿上端右移杠桿上端右移 擋板擋板靠近噴嘴靠近噴嘴 P壓力壓力 閥桿下移閥桿下移反饋凸輪反饋凸輪 右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn) 反饋彈簧右拉反饋彈簧右拉 杠桿平衡杠桿平衡 1. 智能電動執(zhí)行器的特