自動化控制現(xiàn)場執(zhí)行系統(tǒng)ppt課件

1、現(xiàn)場執(zhí)行系統(tǒng)現(xiàn)場執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行器執(zhí)行器l執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用,就是接受調(diào)就是接受調(diào)理器發(fā)出的控制信號理器發(fā)出的控制信號,改動調(diào)理參數(shù)改動調(diào)理參數(shù),把被調(diào)參把被調(diào)參數(shù)控制在所要求的范圍內(nèi)數(shù)控制在所要求的范圍內(nèi),從而到達(dá)消費(fèi)過程從而到達(dá)消費(fèi)過程自動化自動化.l在消費(fèi)現(xiàn)場在消費(fèi)現(xiàn)場,執(zhí)行器直接控制工藝介質(zhì)執(zhí)行器直接控制工藝介質(zhì),高溫、高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、易燃、易結(jié)晶等條件下，假設(shè)高壓、強(qiáng)腐蝕、易燃、易結(jié)晶等條件下，假設(shè)選擇不當(dāng)，往往會給消費(fèi)帶來困難，甚至?xí)沁x擇不當(dāng)，往往會給消費(fèi)帶來困難，甚至?xí)浅馐鹿?。斥事故。?zhí)行器的分類執(zhí)行器的分類l執(zhí)行器按其能源方式可分為氣動

2、、電動和液動。執(zhí)行器按其能源方式可分為氣動、電動和液動。l氣動執(zhí)行器按其執(zhí)行機(jī)構(gòu)方式分為薄膜式、活氣動執(zhí)行器按其執(zhí)行機(jī)構(gòu)方式分為薄膜式、活塞式和長行程式。塞式和長行程式。l液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按運(yùn)動方式分為直行程和角行程液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按運(yùn)動方式分為直行程和角行程兩種。兩種。l電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按運(yùn)動方式可分為直行程、角行電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按運(yùn)動方式可分為直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式。程和多轉(zhuǎn)式。氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行器 氣動執(zhí)行器常稱為調(diào)理閥，又稱控制閥。它由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)理機(jī)構(gòu)組成。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)理閥的推進(jìn)部分。它按控制信號的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，經(jīng)過閥桿使調(diào)理閥閥芯產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 調(diào)理機(jī)構(gòu)是調(diào)理閥的調(diào)理部分，它與調(diào)理介質(zhì)

3、直接接觸，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推進(jìn)下，改動閥芯與閥座間的流通面積，從而到達(dá)調(diào)理的調(diào)理作用。氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)l氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種運(yùn)用最廣泛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，運(yùn)用最廣泛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受它接受0.020.1MPa或或0.040.2MPa的氣動信的氣動信號號.l按作用方式可分為正作用按作用方式可分為正作用和反作用兩種。和反作用兩種。氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)l當(dāng)信號壓力添加時推桿向下運(yùn)動的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。l當(dāng)信號壓力添加時推桿向上運(yùn)動的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工用原理氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工用原理l信號壓力經(jīng)過波紋膜片上方正作用或下方信號壓力經(jīng)過波紋膜片上方正作用

4、或下方反作用進(jìn)入氣室，在波紋膜片上產(chǎn)生一作反作用進(jìn)入氣室，在波紋膜片上產(chǎn)生一作用力，使推桿挪動并緊縮或拉伸彈簧，當(dāng)彈簧用力，使推桿挪動并緊縮或拉伸彈簧，當(dāng)彈簧的作用力和膜片上的作用力到達(dá)平衡時，推桿的作用力和膜片上的作用力到達(dá)平衡時，推桿就會穩(wěn)定在一新的位置上。信號壓力越大，作就會穩(wěn)定在一新的位置上。信號壓力越大，作用在膜片上的作用力就越大，彈簧的反作用力用在膜片上的作用力就越大，彈簧的反作用力就越大，即推桿的位移就越大。就越大，即推桿的位移就越大。氣動活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)* 氣動活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的活塞隨著兩側(cè)的壓差而挪動，它的允許氣源壓力可達(dá)0.50.7MPa，因沒有反力彈簧抵消推力，所以有很大的輸

5、出力，幫特別適用于高靜壓、高差壓的工藝場所。氣動長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)l氣動長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有行程長氣動長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有行程長200400mm)、轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，、轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，適用于輸出轉(zhuǎn)角和力矩大的場所。適用于輸出轉(zhuǎn)角和力矩大的場所。如蝶閥、風(fēng)門等。如蝶閥、風(fēng)門等。側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)l側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)：這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)交融了氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，采用杠桿傳動進(jìn)展力矩放大，可使輸出力放大35倍。側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)裝式氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)l但這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出和輸入信號壓力間呈非線性關(guān)系，可以經(jīng)過運(yùn)用公用的閥門定位器后，可使輸出和輸入信號壓力間呈線性關(guān)系

6、。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)通用性好，實(shí)現(xiàn)正、反作用很方便，只需將連桿與轉(zhuǎn)板的銜接做相應(yīng)的變卦即可。調(diào)理機(jī)構(gòu)調(diào)理機(jī)構(gòu)l調(diào)理機(jī)構(gòu)又簡稱閥。根據(jù)閥的構(gòu)造、用途來分，可分為直通單座閥、直通雙座閥、蝶閥、三通閥等。隨著工業(yè)自動化安裝向大型化、高性能開展，出現(xiàn)了偏心旋轉(zhuǎn)閥、套筒閥、O形球閥、V形球閥等。直通單座閥直通單座閥l直通單座閥閥體內(nèi)有一閥芯和閥座，由閥桿帶動閥芯上、下挪動來改動閥芯和閥座之間的相對位置，從而改動流過閥的流量。直通雙座閥直通雙座閥l直通雙座閥閥體內(nèi)有兩個閥芯和閥座，由閥桿帶動閥芯上、下挪動來改動閥芯和閥座之間的相對位置，從而改動流過閥的流量。角形閥角形閥l角形閥除閥體為直角形之外，其它構(gòu)造與直通

7、閥類似。角形閥的閥芯為單導(dǎo)向構(gòu)造，故只能正裝構(gòu)造，因此，氣開式閥門只能采用反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。高壓閥高壓閥l高壓閥，上、下閥體為鍛造構(gòu)造方式，填料箱與閥體做成一體，閥座與下閥體分開。只能正裝構(gòu)造，因不平衡力大，普通要配用閥門定位器。三通閥三通閥蝶閥蝶閥l蝶閥又稱翻板閥，由于閥板在閥體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度不同，使閥的流通面積不通，從而調(diào)理經(jīng)過閥的流量。偏心旋轉(zhuǎn)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥l偏心旋轉(zhuǎn)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥 偏心旋轉(zhuǎn)閥又稱凸輪撓偏心旋轉(zhuǎn)閥又稱凸輪撓曲閥，簡稱偏旋閥它的閥芯構(gòu)造曲閥，簡稱偏旋閥它的閥芯構(gòu)造方式如圖，動作過程可以用偏心旋方式如圖，動作過程可以用偏心旋轉(zhuǎn)閥動作表示闡明球面閥芯連轉(zhuǎn)閥動作表示闡明球面閥芯連在揉臂上

8、輪轂相接，輪轂與轉(zhuǎn)在揉臂上輪轂相接，輪轂與轉(zhuǎn)軸用鍵滑配，球面閥芯的中心線軸用鍵滑配，球面閥芯的中心線與轉(zhuǎn)軸中心偏離，轉(zhuǎn)軸帶動閥芯偏與轉(zhuǎn)軸中心偏離，轉(zhuǎn)軸帶動閥芯偏心旋轉(zhuǎn)由于這種偏心旋轉(zhuǎn)，使閥心旋轉(zhuǎn)由于這種偏心旋轉(zhuǎn)，使閥芯向前下方旋進(jìn)入閥座任務(wù)時轉(zhuǎn)芯向前下方旋進(jìn)入閥座任務(wù)時轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動是由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動的，軸的運(yùn)動是由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動的，推桿的運(yùn)動經(jīng)過曲柄傳給轉(zhuǎn)軸推桿的運(yùn)動經(jīng)過曲柄傳給轉(zhuǎn)軸套筒閥套筒閥l套筒閥也叫籠式閥，是一種新型的調(diào)理閥，它的閥體與普通直通單座閥類似，閥內(nèi)有一個圓柱形套筒，也叫籠子閥芯可在套筒中上下挪動，利用套筒導(dǎo)向，閥芯在閥座中挪動，改動節(jié)流面積調(diào)理閥調(diào)理閥l調(diào)理閥正反作用的選

9、擇，主要從工藝消費(fèi)需求和平安要求思索，原那么是當(dāng)信號壓力中斷時，應(yīng)保證工藝設(shè)備和消費(fèi)的平安如閥門處于全開位置時危險(xiǎn)小時，應(yīng)選氣關(guān)閥，反之選氣開閥l在確定了調(diào)理閥的氣開和氣關(guān)之后，必需根據(jù)閥的這一方式來確定調(diào)理器的正反作用調(diào)理閥的正反作用調(diào)理閥的正反作用調(diào)理閥的流量特性調(diào)理閥的流量特性l、快開l、直線l、拋物線l、等百分比l、比曲線l、修正拋物線閥門定位器閥門定位器l閥門定位器是調(diào)理閥的主要附件，可分為氣動閥門定位器和電氣閥門定位器。l閥門定位器接受調(diào)理器輸出的控制信號，去驅(qū)動調(diào)理閥動作，并利用閥桿的位移進(jìn)展反響，將位移信號直接與閥位比較，改善閥桿行程的線性度，抑制閥桿的各種摩擦力，消除被調(diào)介質(zhì)

10、在閥上產(chǎn)生的不平衡力的影響，從而使閥位對應(yīng)打動調(diào)理器的控制信號，實(shí)現(xiàn)正確定位控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)l控制系統(tǒng)由被控對象、檢測元件、調(diào)理器和調(diào)理閥四部分組成?？煞譃殚_環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)l控制系統(tǒng)的輸出信號不反響到輸入端，因此也不對控制造用產(chǎn)生影響的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)l系統(tǒng)的輸出經(jīng)過丈量變送環(huán)節(jié)，又前往到系統(tǒng)的輸入端，與給定信號相比較，以偏向的方式進(jìn)入調(diào)理器，對系統(tǒng)起控制造用，整個系統(tǒng)構(gòu)成一個封鎖的反響回路，這種控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，或稱反響控制系統(tǒng)。調(diào)理系統(tǒng)的過渡過程調(diào)理系統(tǒng)的過渡過程簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)l簡單控制系統(tǒng)是指由一個被控對象、一個

11、丈量參數(shù)、一個調(diào)理器和一臺調(diào)理閥組成的控制系統(tǒng)。l它是最常用的控制系統(tǒng)，適用于被控對象純滯后小，時間常數(shù)小、負(fù)荷和干攏變化比較平緩的控制系統(tǒng)。常見有溫度、壓力、流量、液位等系統(tǒng)。復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)l復(fù)雜控制是相對簡單控制系統(tǒng)來說的，凡是具有兩個以上參數(shù)，兩個以上調(diào)理器或兩個以調(diào)理閥組成的多回路系統(tǒng)都叫復(fù)雜控制系l主要有串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)和選擇性控制系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)的投運(yùn)控制系統(tǒng)的投運(yùn)l、先現(xiàn)場手動操作，就是把調(diào)理閥隔離，先用旁路操作。l、待穩(wěn)定后，改用手動遙控操作。l、待被調(diào)參數(shù)接近設(shè)定值時，調(diào)理器的參數(shù)設(shè)置好后，將系統(tǒng)打入自動運(yùn)轉(zhuǎn)。氣動調(diào)理閥常見缺點(diǎn)氣動調(diào)理閥常見缺點(diǎn)閥不動作閥不動作1、：定位器有氣流、但沒有輸出定位器中放大器的恒節(jié)流孔堵塞緊縮空氣中有水分聚積于放大器球閥處2、有信號而無動作閥芯與襯套或閥座卡死閥芯零落銷子斷了閥桿彎曲或折斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)2、閥的動作不穩(wěn)定、閥的動作不穩(wěn)定1、氣源信號壓力一定，但調(diào)理閥動作仍不穩(wěn)定定位器有缺陷輸出管線漏氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛度太小，液體壓力變化呵斥推力缺乏閥門摩擦力大閥振落有鳴聲閥振落有鳴聲1、調(diào)理閥接近全閉位置時振動調(diào)理閥選大了，常在小開度時運(yùn)用介質(zhì)流動方向與閥門封鎖方向一樣2、調(diào)理閥任何開度都振動支撐不穩(wěn)附近有振源閥芯與襯套磨損閥的動作愚鈍閥的動作愚鈍1、閥桿往復(fù)行程動作愚鈍閥體內(nèi)有泥漿或粘性大的介質(zhì)，有堵塞