《執(zhí)行器及安全柵上》ppt課件

1、過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章第第4 4章章 執(zhí)行器及平安柵執(zhí)行器及平安柵4.1 4.1 執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)中的重要組執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它將控制器送來的控制信號成部分，它將控制器送來的控制信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行動作，從而支配進入設(shè)備轉(zhuǎn)換成執(zhí)行動作，從而支配進入設(shè)備的能量，將被控變量維持在所要求的的能量，將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。執(zhí)行器有自動調(diào)理閥門、自動電壓執(zhí)行器有自動調(diào)理閥門、自動電壓調(diào)理器、自動電流調(diào)理器、控制電機調(diào)理器、自動電流調(diào)理器、控制電機等。其中自動調(diào)理閥門是最常見的執(zhí)等。其中自動調(diào)理閥門是最常見

2、的執(zhí)行器，種類繁多。行器，種類繁多。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章自動調(diào)理閥按照任務(wù)所用能源方式可分為：自動調(diào)理閥按照任務(wù)所用能源方式可分為：電動調(diào)理閥：電源配備方便，信號傳輸快、電動調(diào)理閥：電源配備方便，信號傳輸快、損失小，可遠間隔傳輸；但推力較小。損失小，可遠間隔傳輸；但推力較小。氣動調(diào)理閥：構(gòu)造簡單，可靠，維護方便，氣動調(diào)理閥：構(gòu)造簡單，可靠，維護方便，防火防爆；但氣源配備不方便。防火防爆；但氣源配備不方便。液動調(diào)理閥：用液壓傳送動力，推力最大；液動調(diào)理閥：用液壓傳送動力，推力最大；但安裝、維護費事，運用不多。但安裝、維護費事，運用不多。 工業(yè)中運用最多的是氣動調(diào)理閥和

3、電動調(diào)理閥。工業(yè)中運用最多的是氣動調(diào)理閥和電動調(diào)理閥。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4.1.1 氣動調(diào)理閥氣動調(diào)理閥氣動調(diào)理閥是由氣壓信號控制的閥門。氣動調(diào)理閥是由氣壓信號控制的閥門。氣動薄膜室氣動薄膜室推桿推桿閥門閥門閥位指示標(biāo)牌閥位指示標(biāo)牌閥桿閥桿過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4.1.1.1 氣動調(diào)理閥的構(gòu)造氣動調(diào)理閥的構(gòu)造與分類與分類氣動調(diào)理閥由執(zhí)行機構(gòu)和氣動調(diào)理閥由執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)閥兩部分組成。控制機構(gòu)閥兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是推進安裝，它執(zhí)行機構(gòu)是推進安裝，它是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的安裝。桿位移的安裝?？刂茩C構(gòu)

4、是閥門，它將閥控制機構(gòu)是閥門，它將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流通面積的大桿的位移轉(zhuǎn)換為流通面積的大小。小。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 1.執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 執(zhí)行機構(gòu)按調(diào)理器輸出的控制信號，驅(qū)動調(diào)執(zhí)行機構(gòu)按調(diào)理器輸出的控制信號，驅(qū)動調(diào)理機構(gòu)動作。氣動執(zhí)行機構(gòu)的輸出方式有角行程理機構(gòu)動作。氣動執(zhí)行機構(gòu)的輸出方式有角行程輸出和直行程輸出兩種。輸出和直行程輸出兩種。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章直行程輸出的氣動執(zhí)行機構(gòu)有兩類。直行程輸出的氣動執(zhí)行機構(gòu)有兩類。氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)薄膜式執(zhí)行機構(gòu)薄膜式執(zhí)行機構(gòu)P正作用執(zhí)行機構(gòu)正作用執(zhí)行機構(gòu)反作用執(zhí)行機構(gòu)反作用

5、執(zhí)行機構(gòu)過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章1 直通單座閥直通單座閥q流體對閥芯的不平流體對閥芯的不平衡作用力大。普通用在小衡作用力大。普通用在小口徑、低壓差的場所。口徑、低壓差的場所。q構(gòu)造簡單、走漏量小。構(gòu)造簡單、走漏量小。2調(diào)理機構(gòu)調(diào)理機構(gòu) 調(diào)理機構(gòu)就是閥門，是一個部分阻力可以改動調(diào)理機構(gòu)就是閥門，是一個部分阻力可以改動的節(jié)流元件。根據(jù)不同的運用要求，閥門的構(gòu)外型的節(jié)流元件。根據(jù)不同的運用要求，閥門的構(gòu)外型式很多。式很多。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章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

6、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過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章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。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，可以相互抵消，所以不平力方向相反且大小相近，可以相互抵消，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，因此走漏量較大。因此走漏

7、量較大。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章3角形控制閥角形控制閥兩個接納呈直角形，普通為底進側(cè)出，這種閥的兩個接納呈直角形，普通為底進側(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)場管道要求直角銜接，介質(zhì)要求直角銜接，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所。體顆粒狀的場所。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4 4 三通控制閥三通控制閥 有三個出入口與工藝管道銜接。流通方式有三個出入口與工藝管道銜接。流通方式有合流型兩種介質(zhì)混合成一路和分流型一種有合流型兩種介質(zhì)混合成

8、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。介質(zhì)分成兩路兩種。適用于配比控制與旁路控制。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章5隔膜控制閥隔膜控制閥 采用耐腐蝕資料作采用耐腐蝕資料作隔膜，將閥芯與流體隔隔膜，將閥芯與流體隔開。開。q構(gòu)造簡單、流阻小、流通才干比同口徑的其他構(gòu)造簡單、流阻小、流通才干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)也不會走漏。料，介質(zhì)也不會走漏。q耐腐蝕才干強，適用于強酸、強堿、強腐蝕性耐腐蝕才干強，適用于強酸、強堿、強腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高粘度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控介

9、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。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章q適用于大口徑、適用于大口徑、大流量、低壓差的場大流量、低壓差的場所，也可以用于含少所，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。構(gòu)造簡單、分量輕、流阻極小，但走漏量大。構(gòu)造簡單、分量輕、流阻極小，但走漏量大。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章7 球閥球閥閥芯與閥體都呈球形體，閥芯內(nèi)開孔。轉(zhuǎn)動閥閥芯與閥體都呈球形體，閥芯內(nèi)開孔。轉(zhuǎn)動閥芯使之與閥體處于不同的相對位置時，就有不同的芯使之與閥體處于不同的相對位置時，就有

10、不同的流通面積。流通面積。q流量變化較快，可起控制和切斷的作用，常用流量變化較快，可起控制和切斷的作用，常用于雙位式控制。于雙位式控制。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章8籠式閥籠式閥閥內(nèi)有一個圓柱形套筒籠子。套筒壁上有閥內(nèi)有一個圓柱形套筒籠子。套筒壁上有一個或幾個不同外形的孔窗口，利用套筒導(dǎo)向，一個或幾個不同外形的孔窗口，利用套筒導(dǎo)向，閥芯在套筒內(nèi)上下挪動，改動閥的節(jié)流孔面積。閥芯在套筒內(nèi)上下挪動，改動閥的節(jié)流孔面積。q可調(diào)比大，不平衡可調(diào)比大，不平衡力小，改換開孔不同的力小，改換開孔不同的套筒，就可得到不同的套筒，就可得到不同的流量特性。但不適于高流量特性。但不適于高粘度或帶

11、有懸浮物的介粘度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。質(zhì)流量控制。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章9凸輪撓曲閥凸輪撓曲閥又名偏心旋轉(zhuǎn)閥。其閥芯呈扇形球面狀，與撓又名偏心旋轉(zhuǎn)閥。其閥芯呈扇形球面狀，與撓曲臂及軸套一同鑄成，固定在轉(zhuǎn)動軸上。曲臂及軸套一同鑄成，固定在轉(zhuǎn)動軸上。q閥芯球面與閥座密封圈嚴密接觸，密封性好。閥芯球面與閥座密封圈嚴密接觸，密封性好。適用于高粘度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。適用于高粘度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。 調(diào)理閥除了構(gòu)造類調(diào)理閥除了構(gòu)造類型的不同外，其它的主型的不同外，其它的主要技術(shù)參數(shù)是流量特性要技術(shù)參數(shù)是流量特性和口徑。和口徑。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)

12、與儀表 第第4章章4.1.1.2 調(diào)理閥的流量特性調(diào)理閥的流量特性調(diào)理閥的閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對控制調(diào)理閥的閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對控制系統(tǒng)的調(diào)理質(zhì)量有很大影響。系統(tǒng)的調(diào)理質(zhì)量有很大影響。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)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度相對位移間的關(guān)系稱為調(diào)理閥的流量特性。度相對位移間的關(guān)系稱為調(diào)理閥的流量特性。)(=maxLlfQQQ/Qmax 相對流量相對流量 l/L 相對開度相對開度過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 相對流量相對流量Q/Qmax 是控制閥某是控制閥某一開度流量一開度流量Q與全開時流

13、量與全開時流量Qmax之之比；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)理閥的流量特性不僅與閥門調(diào)理閥的流量特性不僅與閥門的構(gòu)造和開度有關(guān)，還與閥前后的的構(gòu)造和開度有關(guān)，還與閥前后的壓差有關(guān)，必需分開討論。壓差有關(guān)，必需分開討論。)(=maxLlfQQLQ過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章為了便于分析，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，然后再引伸到實踐任務(wù)情況，于是有固有流量特性與再引伸到實踐任務(wù)情況，于是有固有流量特性與任務(wù)流量特性之分。任務(wù)流量特性之分。1、固有理想流量特性、固有理想流

14、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固有流量特性。它取決于閥芯的外形。稱為固有流量特性。它取決于閥芯的外形。3 21 3 43 1 421直線特性直線特性2等百分比特性等百分比特性3快開特性快開特性4拋物線特性拋物線特性過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章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：3 1 42(l / L) /%max11(1-)RRQlQL R 調(diào)理

15、閥調(diào)理閥的可調(diào)比系數(shù)。的可調(diào)比系數(shù)。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 可調(diào)比可調(diào)比R為調(diào)理閥所能為調(diào)理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)時的走漏量，而是不是指閥門全關(guān)時的走漏量，而是閥門能平穩(wěn)控制的最小流量，約為最大流量的閥門能平穩(wěn)控制的最小流量，約為最大流量的24%普通閥門的可調(diào)比普通閥門的可調(diào)比R=30。R = Q m a x / Qmin3 1 42過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章控制力：閥門開度改動時，相對流量的改動比值?？刂屏Γ洪y門開度改動時，相對流量的改動比值。 例如在不同的開度上，

16、再分別添加例如在不同的開度上，再分別添加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/Q100L/Lmaxs=1 v直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點上都是一樣直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點上都是一樣的，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。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章2 等百分比對數(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的相對流

17、量成正比關(guān)系：此點的相對流量成正比關(guān)系：3 1 42-1)(max=LlRQQv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，流量變化小；流量大小時，流量變化?。涣髁看髸r，流量變化大。時，流量變化大。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章v等百分比閥在各流量點的放大系數(shù)不同，但對等百分比閥在各流量點的放大系數(shù)不同，但對流量的控制力卻是一樣的。流量的控制力卻是一樣的。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、

18、50及及80三點為例，分別添加三點為例，分別添加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/Q100L/Lmaxs=1過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4 拋物線流量特性拋物線流量特性特性曲線為拋物線，特性曲線為拋物線，介于直線和對數(shù)曲線之間，介于直線和對數(shù)曲線之間，運用較少。運用較少。3快開特性快開特性3 1 42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，流量很快就到達最大，故稱為快開特性。適用于迅速量很快就到達最大，故稱為快開特性。適用于迅速啟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)。過程控制系統(tǒng)與儀表過程

19、控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章2、調(diào)理閥的任務(wù)流量特性、調(diào)理閥的任務(wù)流量特性實踐運用時，調(diào)理閥裝在具有阻力的管道系統(tǒng)實踐運用時，調(diào)理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。例：管道串聯(lián)時的任務(wù)流量特性例：管道串聯(lián)時的任務(wù)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。PPGQPT管路及設(shè)備管路及設(shè)備PGPT調(diào)理閥調(diào)理閥PP過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章從

20、串聯(lián)管道中調(diào)理閥兩端壓差從串聯(lián)管道中調(diào)理閥兩端壓差PT的變化曲線的變化曲線可看出，調(diào)理閥全關(guān)時閥上壓理最大，根本等于系可看出，調(diào)理閥全關(guān)時閥上壓理最大，根本等于系統(tǒng)總壓力；調(diào)理閥全開時閥上壓力降至最小。統(tǒng)總壓力；調(diào)理閥全開時閥上壓力降至最小。為了表示調(diào)理閥兩端壓差為了表示調(diào)理閥兩端壓差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)理閥全開時，閥前后最小壓差表示調(diào)理閥全開時，閥前后最小壓差PTmin與總壓力與總壓力 P之比。之比。s =PTmin / PPPGQPT管路及設(shè)備管路及設(shè)備PGPT調(diào)理閥調(diào)理閥PP過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章v流量特性畸變：流量特性畸變：以以

21、Qmax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，閥全開時到達的最大流量?？傻么?lián)管道在不同開時到達的最大流量?？傻么?lián)管道在不同s值時，值時，以本身以本身Qmax作參照的任務(wù)流量特性。作參照的任務(wù)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 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章結(jié)論結(jié)論串聯(lián)管道使調(diào)理閥的流量特性發(fā)生畸變。串聯(lián)管道使調(diào)理閥的流量特性發(fā)生畸變。串聯(lián)管道使調(diào)理閥的流量可調(diào)范圍降低，最大串聯(lián)管道使調(diào)理閥的流量可調(diào)范圍降低，最大流量減小。流量減小。串聯(lián)管道會使調(diào)理閥的放大系數(shù)減小，調(diào)理才串聯(lián)管道會使調(diào)理閥的放大系數(shù)減小，

22、調(diào)理才干降低，干降低，s s值低于值低于0.30.3時，調(diào)理閥才干根本喪失。時，調(diào)理閥才干根本喪失。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4.1.1.2調(diào)理閥的選擇調(diào)理閥的選擇 選用調(diào)理閥時，普通應(yīng)思索以下幾個方面。選用調(diào)理閥時，普通應(yīng)思索以下幾個方面。1調(diào)理閥構(gòu)造的選擇調(diào)理閥構(gòu)造的選擇 通常根據(jù)工藝條件，如運用溫度、壓力，介通常根據(jù)工藝條件，如運用溫度、壓力，介質(zhì)的物理、化學(xué)特性如腐蝕性、粘度等，對流質(zhì)的物理、化學(xué)特性如腐蝕性、粘度等，對流量的控制要求等，來選擇調(diào)理閥的構(gòu)造方式。量的控制要求等，來選擇調(diào)理閥的構(gòu)造方式。 例如，普通介質(zhì)條件選用直通單座閥或直通例如，普通介質(zhì)條件選用直

23、通單座閥或直通雙座閥；高壓介質(zhì)選用高壓閥；強腐蝕介質(zhì)采用隔雙座閥；高壓介質(zhì)選用高壓閥；強腐蝕介質(zhì)采用隔膜閥等。膜閥等。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章氣動薄膜三通調(diào)理閥氣動薄膜三通調(diào)理閥氣動薄膜精氣動薄膜精小型調(diào)理閥小型調(diào)理閥氣動薄膜式隔膜閥氣動薄膜式隔膜閥過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章V型型O型型對夾薄型對夾薄型氣動調(diào)理球閥氣動調(diào)理球閥過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章氣動法蘭調(diào)理蝶閥氣動法蘭調(diào)理蝶閥氣動對夾式調(diào)理蝶閥氣動對夾式調(diào)理蝶閥氣動精小型調(diào)理閥氣動精小型調(diào)理閥過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章2氣開式與氣關(guān)式的選擇氣開式與

24、氣關(guān)式的選擇 氣動調(diào)理閥在氣壓信號中斷后閥門會復(fù)位。氣動調(diào)理閥在氣壓信號中斷后閥門會復(fù)位。 無壓力信號時閥全開，隨著信號增大，閥門無壓力信號時閥全開，隨著信號增大，閥門逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無壓力信號時閥全逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無壓力信號時閥全閉，隨著信號增大，閥門逐漸開大稱的為氣開式。閉，隨著信號增大，閥門逐漸開大稱的為氣開式。 如氣動薄膜調(diào)理閥的氣開式與氣關(guān)式：如氣動薄膜調(diào)理閥的氣開式與氣關(guān)式：氣關(guān)式氣關(guān)式氣關(guān)式氣關(guān)式氣開式氣開式氣開式氣開式過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 給水閥給水閥燃氣閥燃氣閥蒸汽蒸汽例如：例如： 選擇蒸汽鍋爐的控選擇蒸汽鍋爐的控制閥門時，

25、為保證失控制閥門時，為保證失控形狀下鍋爐的平安：形狀下鍋爐的平安： 給水閥應(yīng)選氣關(guān)式給水閥應(yīng)選氣關(guān)式 燃氣閥應(yīng)選氣開式燃氣閥應(yīng)選氣開式v閥門氣開氣關(guān)式的選擇原那么：閥門氣開氣關(guān)式的選擇原那么：v當(dāng)控制信號中斷時，閥門的復(fù)位位置能使工藝當(dāng)控制信號中斷時，閥門的復(fù)位位置能使工藝設(shè)備處于平安形狀。設(shè)備處于平安形狀。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章3. 調(diào)理閥流量特性的選擇調(diào)理閥流量特性的選擇保證控制質(zhì)量的重要要素之一是：堅持控制保證控制質(zhì)量的重要要素之一是：堅持控制系統(tǒng)的總放大倍數(shù)在任務(wù)范圍內(nèi)盡能夠恒定。系統(tǒng)的總放大倍數(shù)在任務(wù)范圍內(nèi)盡能夠恒定。給定值給定值被控量被控量干擾干擾f 控制

26、器控制器 傳感器傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象+eW c(s)W3(s)W1(s)W2(s)K=K1K2K3Kc有的被控對象的放大倍數(shù)，在不同的工藝點不同。有的被控對象的放大倍數(shù)，在不同的工藝點不同。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章如熱水加熱器的熱水流量與送風(fēng)溫度的靜特性如熱水加熱器的熱水流量與送風(fēng)溫度的靜特性MTT熱水熱水Q/max/maxQ/ Qmax050%50%100%100%K 由圖可見，隨著熱水流量增大，對送風(fēng)的加熱效由圖可見，隨著熱水流量增大，對送風(fēng)的加熱效果越來越差。由于熱交換需求時間，熱水很快流走，果越來越差。由于熱交換需求時間，熱水很快流走，不能充分熱交

27、換所致。但假設(shè)用蒸汽加熱，由于冷凝不能充分熱交換所致。但假設(shè)用蒸汽加熱，由于冷凝放熱很快，該特性為直線特性。放熱很快，該特性為直線特性。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章很多對象在任務(wù)區(qū)域內(nèi)穩(wěn)態(tài)放大倍數(shù)很多對象在任務(wù)區(qū)域內(nèi)穩(wěn)態(tài)放大倍數(shù)K不是常不是常數(shù)，在不同的工藝負荷點，數(shù)，在不同的工藝負荷點，K不一樣。因此希望調(diào)不一樣。因此希望調(diào)理閥的流量特性能補償對象的靜特性。理閥的流量特性能補償對象的靜特性。1 1假設(shè)調(diào)理對象的靜特性是非線性的，工藝負荷假設(shè)調(diào)理對象的靜特性是非線性的，工藝負荷變化又大，用等百分比特性補償。變化又大，用等百分比特性補償。3配管阻力大、配管阻力大、s值低，等值

28、低，等百分比閥會畸變成直線閥。百分比閥會畸變成直線閥。2假設(shè)調(diào)理對象的靜特性假設(shè)調(diào)理對象的靜特性是線性的，或工藝負荷變化不是線性的，或工藝負荷變化不大，用直線閥。大，用直線閥。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4. 調(diào)理閥口徑的選擇調(diào)理閥口徑的選擇 為保證工藝的正常進展，必需合理選擇調(diào)理閥的為保證工藝的正常進展，必需合理選擇調(diào)理閥的尺寸。假設(shè)調(diào)理閥的口徑選得太大，使閥門經(jīng)常任務(wù)尺寸。假設(shè)調(diào)理閥的口徑選得太大，使閥門經(jīng)常任務(wù)在小開度位置，呵斥調(diào)理質(zhì)量不好。假設(shè)口徑選得太在小開度位置，呵斥調(diào)理質(zhì)量不好。假設(shè)口徑選得太小，閥門完全翻開也不能滿足最大流量的需求，就難小，閥門完全翻開也不能

29、滿足最大流量的需求，就難以保證消費的正常進展。以保證消費的正常進展。 調(diào)理閥的口徑?jīng)Q議了調(diào)調(diào)理閥的口徑?jīng)Q議了調(diào)理閥的流通才干。理閥的流通才干。 調(diào)理閥的流通才干用流調(diào)理閥的流通才干用流量系數(shù)量系數(shù)C值表示。值表示。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章流量系數(shù)流量系數(shù)C的定義：的定義：在閥兩端壓差在閥兩端壓差100kPa，流體為水，流體為水103Kgm3的條件下，閥門全開時每小時能經(jīng)過調(diào)理閥的流體流的條件下，閥門全開時每小時能經(jīng)過調(diào)理閥的流體流量量m3 /h。例如，某一閥門全開、閥兩端壓差為例如，某一閥門全開、閥兩端壓差為100kPa時，時，流經(jīng)閥的水流量為流經(jīng)閥的水流量為20 m3

30、 /h，那么該調(diào)理閥的流量系，那么該調(diào)理閥的流量系數(shù)為：數(shù)為：C=20。 在調(diào)理閥技術(shù)手冊上，給出了各種閥門的口徑和流通才干 C ，供用戶查閱。CDg過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 將流量系數(shù)的定義條件代入根本流量公式：將流量系數(shù)的定義條件代入根本流量公式：0022CA100A100010 實踐運用中閥門兩端壓差不一定是實踐運用中閥門兩端壓差不一定是100kPa，流，流經(jīng)閥門的流體也不一定是水，因此必需換算。經(jīng)閥門的流體也不一定是水，因此必需換算。02APQ1液體流量系數(shù)液體流量系數(shù)C值的計算值的計算 根據(jù)根本流量公式根據(jù)根本流量公式兩式相除得兩式相除得QDgPCQ10P過程

31、控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 2氣體、蒸汽氣體、蒸汽C值的計算值的計算 氣體、蒸汽都具有可緊縮性，其氣體、蒸汽都具有可緊縮性，其C值的計算必需值的計算必需思索氣體的可緊縮性和二相流問題，計算時進展相思索氣體的可緊縮性和二相流問題，計算時進展相應(yīng)的修正。應(yīng)的修正。 CkQ10P 根據(jù)實踐的工藝流量和管根據(jù)實踐的工藝流量和管道壓力換算出道壓力換算出C值后，查閥門值后，查閥門手冊確定口徑。手冊確定口徑。QDgP過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章例例 某供暖系統(tǒng)，流過加熱盤管的水流量為某供暖系統(tǒng)，流過加熱盤管的水流量為Q=31m3/h熱水為熱水為80，Pm-Pr=1.71

32、00kPa，所裝閥門取多大？，所裝閥門取多大？ 解：解：Pm-Pr是管網(wǎng)入口壓差，設(shè)配管是管網(wǎng)入口壓差，設(shè)配管S=0.50.7， P=0.50.71.7100kPa 100kPa80熱水的密度熱水的密度=971Kg/m3代入代入給水泵給水泵熱水鍋爐熱水鍋爐盤管盤管PmPrMCQ10P得得C31 ，取規(guī)范，取規(guī)范C=32在在此檔中，選取和管道直徑此檔中，選取和管道直徑相配的口徑。相配的口徑。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章將將420mA的電的電流信號轉(zhuǎn)換成流信號轉(zhuǎn)換成20100KPa的規(guī)范氣壓的規(guī)范氣壓信號。信號。4.1.2 4.1.2 電電/ /氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器 為了使氣動調(diào)理

33、閥可以接納電動調(diào)理器的輸出為了使氣動調(diào)理閥可以接納電動調(diào)理器的輸出信號，必需把規(guī)范電流信號轉(zhuǎn)換為規(guī)范氣壓信號。信號，必需把規(guī)范電流信號轉(zhuǎn)換為規(guī)范氣壓信號。 電電/氣轉(zhuǎn)換器作用：氣轉(zhuǎn)換器作用：過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 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 杠桿的反杠桿的反響力響力Ff 杠桿平衡杠桿平衡 PI任務(wù)原理任務(wù)原理負反響負反響磁鐵磁鐵調(diào)零調(diào)零FiFf背壓背壓過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章4.1.3 4.1.3 閥門定位器閥門定位器氣動調(diào)理閥中，閥桿氣動調(diào)理閥中，閥桿的

34、位移是由薄膜上氣壓推的位移是由薄膜上氣壓推力與彈簧反作用力平衡確力與彈簧反作用力平衡確定的。定的。為了防止閥桿處的走為了防止閥桿處的走漏要壓緊填料，使閥桿摩漏要壓緊填料，使閥桿摩擦力增大，且個體差別較擦力增大，且個體差別較大，這會影響輸入信號大，這會影響輸入信號P P的的執(zhí)行精度。執(zhí)行精度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 處理措施處理措施 在調(diào)理閥上加裝在調(diào)理閥上加裝閥門定位器，引入閥桿閥門定位器，引入閥桿位移負反響。使閥桿能位移負反響。使閥桿能按輸入信號準確地確定按輸入信號準確地確定本人的開度。本人的開度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 4.1.4 4.1

35、.4 電電/ /氣閥門定位器氣閥門定位器 實踐運用中，常把電實踐運用中，常把電/ /氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器結(jié)合成一體，組成電器結(jié)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接近噴嘴擋板接近噴嘴 P壓力壓力閥桿下移閥桿下移反響凸輪反響凸輪右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn) 反響彈簧右拉反響彈簧右拉杠桿平衡杠桿平衡過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章氣動薄膜單座氣動薄膜單座(套筒套筒)調(diào)理閥調(diào)理閥氣動薄膜雙座調(diào)理閥氣動薄膜雙座調(diào)理閥過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章 氣動調(diào)理閥氣動調(diào)理閥氣動調(diào)理蝶閥氣動調(diào)理蝶閥過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀

36、表 第第4章章4.1.5 電動調(diào)理閥電動調(diào)理閥電動調(diào)理閥接受來自調(diào)理器的電電動調(diào)理閥接受來自調(diào)理器的電流信號，閥門開度延續(xù)可調(diào)。流信號，閥門開度延續(xù)可調(diào)。電磁閥也接受來自調(diào)理器的電流電磁閥也接受來自調(diào)理器的電流信號，但閥門開度是位式調(diào)理。信號，但閥門開度是位式調(diào)理。執(zhí)執(zhí)行行機機構(gòu)構(gòu)過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章如直動式電磁閥：如直動式電磁閥： 線圈通電時，產(chǎn)生電線圈通電時，產(chǎn)生電磁力，吸引閥芯柱上移，磁力，吸引閥芯柱上移，閥門翻開。閥門翻開。 線圈斷電后，電磁力線圈斷電后，電磁力消逝，閥芯落下。在彈簧消逝，閥芯落下。在彈簧壓力下閥門緊閉。壓力下閥門緊閉。 電磁閥是位式閥，只電磁閥是位式閥，只需全開和全關(guān)兩個位置。需全開和全關(guān)兩個位置。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第4章章電動調(diào)理閥也由執(zhí)行機構(gòu)電動調(diào)理閥也由執(zhí)行機構(gòu)和閥門兩部分組成。和閥門兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)理閥的推進執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)理閥的推進安裝，它將輸入信號轉(zhuǎn)換成相安裝，它將輸入信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動力，帶動控制機構(gòu)動作。應(yīng)的動力，帶動控制機構(gòu)動作。閥門是調(diào)理閥的控制機