控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置執(zhí)行器ppt課件

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5.執(zhí)行器,作用：接受來(lái)自調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，通過(guò)其本身開(kāi)度的變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。,執(zhí)行器工作，使用條件惡劣， 它是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),5.1. 概述,1,,執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分構(gòu)成,,輔助裝置：閥門(mén)定位器——利用負(fù)反饋原理改 善執(zhí)行器的性能 手操機(jī)構(gòu)——用于人工直接操作執(zhí)行器,5.1.2. 執(zhí)行器的構(gòu)成,2,,(1)按使用的能源形式分類：,氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,↓,↓,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 薄膜式 活塞式,輸出直線位移l,輸出角位移θ,直行程式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),角行程式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),,長(zhǎng)行程式,5.1.3.執(zhí)行器的分類及特點(diǎn),3,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 直行程式 角行程式,輸出直線位移l,直行程式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),輸出角位移θ,角行程式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),4,,,(2)按使用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分類：,直通雙座調(diào)節(jié)閥 直通單座調(diào)節(jié)閥 蝶閥 籠式（套筒）調(diào)節(jié)閥 凸輪撓曲調(diào)節(jié)閥 角型調(diào)節(jié)閥 V型球閥 三通調(diào)節(jié)閥 O型球閥 高壓調(diào)節(jié)閥 隔膜調(diào)節(jié)閥 波紋管密封調(diào)節(jié)閥 超高壓調(diào)節(jié)閥 小流量調(diào)節(jié)閥 低噪音調(diào)節(jié)閥,直 行 程 式 調(diào) 節(jié) 機(jī) 構(gòu),角 行 程 式 調(diào) 節(jié) 機(jī) 構(gòu),同一類型的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，分別采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行器的分類,5,(3),氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠穩(wěn)定、輸出力大、 安裝維修方便、價(jià)格便宜和防火防爆 缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間大，信號(hào)不適于遠(yuǎn)傳 采用電/氣轉(zhuǎn)換器或電/氣閥門(mén)定位器，使傳送信號(hào) 為電信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)操作為氣動(dòng)信號(hào)。 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作較快、能源獲取方便 特別適于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳送 缺點(diǎn)：輸出力較小、價(jià)格貴， 一般只適用于防爆要求不高的場(chǎng)合,執(zhí)行器的特點(diǎn),6,,反作用:當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，流過(guò) 執(zhí)行器的流量減小,正作用:當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，執(zhí)行器 的開(kāi)度增大，即流過(guò)執(zhí)行器的流量增大,5.1.4. 執(zhí)行器的作用方式,執(zhí)行器的正反作用由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正反作用組合實(shí)現(xiàn)。,7,5.2.,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用: 根據(jù)輸入控制信號(hào)的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的 輸出力F和位移(直線位移l或角位移θ) 輸出力F用于克服調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中流動(dòng)流體對(duì) 閥芯產(chǎn)生的作用力或作用力矩，以及摩擦力等 其他各種阻力； 位移(l或θ)用于帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯動(dòng)作,執(zhí)行機(jī)構(gòu),8,,正作用: 輸入信號(hào)增加，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向下運(yùn)動(dòng),反作用: 輸入信號(hào)增加，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向上運(yùn)動(dòng),執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用方式,9,,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受氣動(dòng)調(diào)節(jié)器或閥門(mén)定 位器輸出的氣壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的 輸出力F和直線位移l，以推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為兩大類： 薄膜式（常用） 活塞式（適于要求有大推力場(chǎng)合） 薄膜式與活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)又可分為 有彈簧和無(wú)彈簧兩種,5.2.1. 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),10,結(jié)構(gòu),1-上膜蓋； 2-波紋膜片 3-下膜蓋； 4-支架 5-推桿； 6-壓縮彈簧 7-彈簧座； 8-調(diào)節(jié)件 9-連接閥桿螺母 10-行程標(biāo)尺,,( 1) 氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu),11,,當(dāng)信號(hào)壓力通入由上膜蓋1和膜片2組成的氣室時(shí)，在膜片上產(chǎn)生一個(gè)向下的推力，使推桿5向下移動(dòng)壓縮彈簧6，當(dāng)彈簧的反作用力與信號(hào)壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡時(shí)，推桿穩(wěn)定在一個(gè)對(duì)應(yīng)的位置，推桿的位移l即為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出，也稱行程。,工作原理,12,,氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力平衡方程式為,,,,,a) 靜態(tài)特性,非線性偏差小于±5％， 回差小于3～5％,氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性,13,,,,,（b)動(dòng)態(tài)特性,14,,長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu) 特點(diǎn):行程長(zhǎng) 輸出力矩大,（2）氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu),主要由活塞和氣缸構(gòu)成，活塞在氣缸內(nèi)隨活塞兩側(cè)壓差而移動(dòng)。 有兩位式和比例式二種。,15,比例式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,信號(hào)輸入,P,M1,M2,,,P1,P2,1,3,2,2 檔板 1 噴嘴1 3 噴嘴2,,推桿,活塞,,調(diào)零彈簧,16,,構(gòu)成原理,接受0~10mADC或4~20mADC的輸入信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出力F和直線位移l或輸出力矩M和角位移θ,5.2.2. 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),17,,作用:將伺服放大器輸出的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械轉(zhuǎn)矩 伺服電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)二相電容異步電機(jī)， 由一個(gè)用沖槽硅鋼片疊成的定子和鼠籠轉(zhuǎn)子組 成，定子上均勻分布著兩個(gè)匝數(shù)、線徑相同而 相隔90°電角度的定子繞組W1和W2。,(1) 伺服電機(jī),18,,作用: 將輸入信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，得到差值信號(hào)，并根據(jù)的極性和大小，控制可控硅交流開(kāi)關(guān)Ⅰ、Ⅱ的導(dǎo)通或截止?？煽毓杞涣鏖_(kāi)關(guān)Ⅰ、Ⅱ用來(lái)接通伺服電機(jī)的交流電源，分別控制伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)或停止不轉(zhuǎn),(2) 伺服放大器,19,,作用:將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移線性地 轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)，反饋到伺服放大器的輸入端。 位置發(fā)送器包括：位移檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路 位移檢測(cè)元件用于將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)換成mV 或電阻等信號(hào)，常用的位移檢測(cè)元件有差動(dòng)變壓器、塑料薄膜電位器和位移傳感器等； 轉(zhuǎn)換電路用于將位移檢測(cè)元件輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成伺服放大器所要求的輸入信號(hào)，如0-10mA或4-20mA直流電流信號(hào)。,(3) 位置發(fā)送器,20,,作用：將伺服電機(jī)高轉(zhuǎn)速、小力矩的輸 出功率轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的低轉(zhuǎn)速、大 力矩的輸出功率，以推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 直行程式的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，減速器還起 到將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu) 輸出軸的直線運(yùn)動(dòng)的作用。 減速器一般由機(jī)械齒輪或齒輪與皮帶輪構(gòu)成。,(4) 減速器,21,,伺服放大器是一個(gè)具有繼電特性的非線性環(huán)節(jié)， 為不靈敏區(qū),,無(wú)輸出；,,輸出～215V,,,,伺服電機(jī)接通電源：伺服電機(jī)工作在恒速狀態(tài)，故為一個(gè)積分環(huán)節(jié)，減速器和位置發(fā)送器為比例環(huán)節(jié)。因此，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性主要取決于伺服電機(jī)的特性，即具有積分特性,伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：,或,為比例特性,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性,22,智能式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)：定位精度高； 推桿行程的非接觸式檢測(cè)； 更快的響應(yīng)速度，無(wú)爬行、超調(diào) 和震蕩現(xiàn)象； 具有通訊功能； 具有數(shù)據(jù)診斷和處理功能,23,,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，在執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的輸出力和輸出位移作用下，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)閥芯 的運(yùn)動(dòng)，改變了閥芯與閥座之間的流通截面積， 即改變了調(diào)節(jié)閥的阻力系數(shù)，使被控介質(zhì)流體 的流量發(fā)生相應(yīng)變化。,5.3. 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),24,正作用：閥芯向下位移時(shí)，閥芯與閥座間流通面積增大。 習(xí)慣上按閥芯安裝形式稱為反裝。 反作用：閥芯向下位移時(shí)，閥芯與閥座間流通面積減小。 習(xí)慣上按閥芯安裝形式稱為正裝。,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正反作用：,25,正裝閥與反裝閥,正裝閥,反裝閥,閥是一個(gè)局部阻力可變的節(jié)流元件。當(dāng)閥桿移動(dòng)時(shí)，閥芯和閥座間的流通面積發(fā)生變化，即閥的開(kāi)度發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)管道中流體的流量。,26,執(zhí)行器氣開(kāi)與氣關(guān)工作方式,氣開(kāi)式：信號(hào)壓力P＞20KPa時(shí)，閥開(kāi)始打開(kāi)。也就是有氣時(shí)閥開(kāi)，開(kāi)度隨P的增大而開(kāi)大。 氣關(guān)式：信號(hào)壓力P增大閥反而關(guān)小，至100KPa，全部關(guān)閉。,氣開(kāi)、氣關(guān)工作方式由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正反作用組合實(shí)現(xiàn)。,27,,,,,,,,(a),(b),?,(d),執(zhí)行 調(diào)節(jié) 氣開(kāi)： 正 反 b 反 正 c 氣關(guān)： 正 正 a 反 反 d,正,反,反,正,正,正,反,反,28,,,1—執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2—閥桿 3—閥芯 4—閥座 5—閥體 6—轉(zhuǎn)軸 7—閥板,主要構(gòu)成：閥體、閥座、閥心、和閥桿或轉(zhuǎn)軸,5.3.1. 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),29,,直通單座調(diào)節(jié)閥 直通雙座調(diào)節(jié)閥,特點(diǎn):泄漏量小 允許壓差小,特點(diǎn):泄漏量大 允許壓差大,常用調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖及特點(diǎn),30,常用調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖及特點(diǎn),角形調(diào)節(jié)閥 三通閥,特點(diǎn):流路簡(jiǎn)單 阻力小,特點(diǎn):有三個(gè)接管口,31,常用調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖及特點(diǎn),蝶閥 套筒閥 偏心旋轉(zhuǎn)閥,特點(diǎn):成本低 泄漏較大 流通能力大,特點(diǎn): 流路阻力小,特點(diǎn):穩(wěn)定性好 拆裝維修方便,32,,流體經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)的能量損失H為,,單位質(zhì)量流體經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)的能量損失與流體的動(dòng)能成正比,,流體在調(diào)節(jié)閥的平均流速W為,,,,,,,5.3.2. 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理,33,,A——cm2 ——g/cm3 (10-5 N s2 / cm4) —— 100kPa (10N/ cm2) Q —— m3/ h,,,,,設(shè),,則,,,,,,(m3/ h),K 為調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù),調(diào)節(jié)閥實(shí)際應(yīng)用的流量方程式,34,,——反映調(diào)節(jié)閥口徑大小,,,,的定義 : 在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100KPa，流體 密度為1g/cm3 （即5～40℃的水）的條件下， 調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，每小時(shí)通過(guò)閥門(mén)的流體量（m3）,,,,因,故,規(guī)定條件下的流量系數(shù)K 以 表示,5.3.3. 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)K,35,,,取 的單位為kPa,,1.流體的種類和性質(zhì)將影響K 的大小，因此對(duì)不同的流體必須考慮其對(duì)流量系數(shù)的影響,2.流體的流動(dòng)狀態(tài)也將影響K 的大小，因此要考慮阻塞流與非阻塞流的情況,,由,可得：,適用于一般液體,流量系數(shù)計(jì)算公式匯總表見(jiàn)p171表5-1,流量系數(shù)的計(jì)算,36,,——反映調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)能力的大小,定義:調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量和最小流量之比,,調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起可調(diào)比變化，將可調(diào)比分為理想可調(diào)比和實(shí)際可調(diào)比。,5.3.4. 調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比,37,,,由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定,R=30 ; 50,(1) 理想可調(diào)比 (ΔP 一定),38,,,①串聯(lián)管道時(shí)的可調(diào)比,,設(shè),,,,則,(2)實(shí)際可調(diào)比 Rr (ΔP 變化),39,,,,,R ＞＞1,,設(shè),則,②并聯(lián)管道時(shí)的可調(diào)比,40,,介質(zhì)流過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移（即閥的相對(duì)開(kāi)度）之間的關(guān)系,,調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起流量變化。流量特性分為理想流量特性和實(shí)際流量特性,,5.3.5. 調(diào)節(jié)閥的流量特性,41,,調(diào)節(jié)閥的固有特性，由閥芯的形狀所決定。,理想流量特性主要有直線特性、等百分比（對(duì)數(shù)）特性、拋物線特性及快開(kāi)特性等四種,① 理想流量特性 (ΔP 一定),42,調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)位移成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù),,,特點(diǎn)：a.放大系數(shù)是常數(shù) b. Q 流量相對(duì)變化值,,,(1) 直線流量特性,43,單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系,,,特點(diǎn)：a. Q 放大系數(shù) b. 流量相對(duì)變化值是常數(shù),,,(2) 等百分比流量特性（對(duì)數(shù)流量特性）,44,單位相對(duì)位移的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量值的平方值的平方根成正比關(guān)系,,,(3) 拋物線流量特性,45,在開(kāi)度較小時(shí)就有較大的流量，隨著開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大；此后再增加開(kāi)度，流量變化很小,有效位移一般為閥座直徑的1/4,適用于迅速啟閉的位式控制或程序控制系統(tǒng),(4) 快開(kāi)流量特性,46,,,(1)串聯(lián)管道時(shí),,* 可調(diào)比減小 * 流量特性發(fā)生畸變 直線特性→快開(kāi)特性 等百分比特性→直線特性,② 工作流量特性 (ΔP 變化),47,,可調(diào)比將大大下降 通常一般X值不能低于0.8， 即旁路流量只能為總流量的百分?jǐn)?shù)之十幾。,(2)并聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性,48,,執(zhí)行器的選用是否得當(dāng)，將直接影響 控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量、安全性和可靠性,執(zhí)行器的選擇，主要是從以下三方面考慮： 1.執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式； 2.調(diào)節(jié)閥的流量特性； 3.調(diào)節(jié)閥的口徑。,5.4. 執(zhí)行器的選擇計(jì)算,49,,1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇,比較項(xiàng)目 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),可靠性 驅(qū)動(dòng)能源 價(jià)格 輸出力 剛度 防爆性能 環(huán)境溫度范圍,高（簡(jiǎn)單、可靠） 需另設(shè)氣源裝置 低 小 小 好 （-40～+80℃）,較低 簡(jiǎn)單、方便 高 大 大 差 （-10～+55℃）,,,,,,,,,,,5.4.1. 執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇,50,,選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 輸出力（力矩）應(yīng)大于它所受到的負(fù)荷力（力矩）,,負(fù)荷力（力矩）包括流體對(duì)閥芯產(chǎn)生的作用力（不平衡力）或作用力矩（不平衡力矩）,閥桿的摩擦力、重量以及壓縮彈簧的預(yù)緊力,對(duì)于氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu): 工作壓差小于最大允許壓差,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇,51,,氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥:有信號(hào)壓力輸入時(shí)閥打開(kāi) 無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全關(guān) 氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥:有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)閉 無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全開(kāi) 氣開(kāi)氣關(guān)的選擇考慮原則是： 信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員 的安全，如閥門(mén)處于打開(kāi)位置時(shí)危害性小，則 應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則用氣開(kāi)式。,確定整個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的作用方式,52,,確定氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作用方式實(shí)例,53,,主要依據(jù)是： （1） 流體性質(zhì) 如流體種類、粘度、腐蝕性、是否含懸浮顆粒 （2） 工藝條件 如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量 （3） 過(guò)程控制要求 控制系統(tǒng)精度、可調(diào)比、噪音 根據(jù)以上各點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，并參照各種 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì) 性，來(lái)選擇滿足工藝要求的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。,(2) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇,54,,實(shí)際上是指如何選擇直線特性和等百分比特性,經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則 :,（1）考慮系統(tǒng)的控制品質(zhì) 適當(dāng)?shù)剡x擇調(diào)節(jié)閥的特性，以閥的放大系數(shù)的變化來(lái)補(bǔ)償控制對(duì)象放大系數(shù)的變化，使控制系統(tǒng)總的放大系數(shù)保持不變或近似不變,5.4.2. 執(zhí)行器流量特性的選擇,K5,K4,K3,K1,K2,55,（2）考慮工藝管道情況 調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時(shí)的工作流量特性與S值的大小有關(guān)，即與工藝配管情況有關(guān)。因此，在選擇其特性時(shí)，還必須考慮工藝配管情況。 具體做法是先根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇所需要的工作流量特性，再考慮工藝配管情況確定相應(yīng)的理想流量特性。,56,（3）考慮負(fù)荷變化情況 直線特性調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度時(shí)流量相對(duì)變化 值大，控制過(guò)于靈敏，易引起振蕩，且閥芯、 閥座也易受到破壞，因此在S值小、負(fù)荷變化 大的場(chǎng)合，不宜采用。等百分比特性調(diào)節(jié)閥的 放大系數(shù)隨調(diào)節(jié)閥行程增加而增大，流量相對(duì) 變化值是恒定不變的，因此它對(duì)負(fù)荷變化有較 強(qiáng)的適應(yīng)性。,57,根據(jù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行選擇：,表5-5 調(diào)節(jié)閥工作流量特性的選擇表 (見(jiàn)教材）,58,,——依據(jù)流量系數(shù) 首先必須要合理確定調(diào)節(jié)閥流量和壓差的數(shù)據(jù)。通常把代入計(jì)算公式中的流量和壓差分別稱為計(jì)算流量和計(jì)算壓差。,5.4.3.調(diào)節(jié)閥的口徑選擇,59,（1）確定計(jì)算流量 最大計(jì)算流量是指通過(guò)調(diào)節(jié)閥的最大流量，其值應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)備的生產(chǎn)能力、對(duì)象負(fù)荷的變化、操作條件變化以及系統(tǒng)的控制質(zhì)量等因素綜合考慮，合理確定。,避免兩種傾向：過(guò)多考慮余量,只考慮眼前生產(chǎn),,選擇調(diào)節(jié)閥口徑的步驟,60,（2）確定計(jì)算壓差 計(jì)算壓差是指最大流量時(shí)調(diào)節(jié)閥上的壓差，即調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的壓差。 確定計(jì)算壓差時(shí)必須兼顧調(diào)節(jié)性能和動(dòng)力消耗兩方面，即應(yīng)合理選定S值。,61,2) 在最大流量的條件下，分別計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)閥之外的各項(xiàng)局部阻力所引起的壓力損失，再求出它們的總和△PF 。,3) 選取S值 S值一般希望不小于0.3，常選,,4) 求取調(diào)節(jié)閥計(jì)算壓差△PV,,,計(jì)算壓差確定步驟如下：,1) 選擇調(diào)節(jié)閥前后最近的壓力基本穩(wěn)定的兩個(gè)設(shè)備作為系統(tǒng)的計(jì)算范圍。,62,（4）選取流量系數(shù) 根據(jù)已求得的 ，在所選用的產(chǎn)品 型式的標(biāo)準(zhǔn)系列中，選取大于 并與其最接近的那一擋 值,,（3）計(jì)算流量系數(shù) 選擇合適的計(jì)算公式，根據(jù)已決定的計(jì)算流量和計(jì)算壓差，求得最大流量時(shí)的流量系數(shù),,63,（5）驗(yàn)算調(diào)節(jié)閥開(kāi)度 最大計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不大于90% 最小計(jì)算流量時(shí)的開(kāi)度不小于10%,,,直線特性調(diào)節(jié)閥,等百分比特性的調(diào)節(jié)閥,64,（6）驗(yàn)算調(diào)節(jié)閥實(shí)際可調(diào)比,,,須滿足,65,（7）確定調(diào)節(jié)閥口徑 根據(jù)Kv值決定調(diào)節(jié)閥的公稱直徑 和閥座直徑,,,66,閥門(mén)定位器,,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輔助裝置,與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用,5.5 閥門(mén)定位器,67,5.5.1 電/氣動(dòng)閥門(mén)定位器,接受4~20mA或0~10mA的直流電流信號(hào),用以控制薄膜式或活塞式氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,5.5.1.1電/氣動(dòng)閥門(mén)定位器的工作原理,,,Io,68,5.5.1.2. 電/氣閥門(mén)定位器的特性,,電/氣閥門(mén)定位器和啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成的系統(tǒng)方塊圖,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出與輸入信號(hào)間的關(guān)系:,69,,5.5.2 氣動(dòng)閥門(mén)定位器,按工作原理不同,分為位移平衡式和力矩平衡式,力矩平衡式氣動(dòng)閥門(mén)定位器原理圖,70,5.5.3. 智能式閥門(mén)定位器,,5.5.3.1. 智能式閥門(mén)定位器的構(gòu)成 (1)智能式閥門(mén)定位器的硬件構(gòu)成,,智能式閥門(mén)定位器的構(gòu)成原理圖,71,(2)智能式閥門(mén)定位器的軟件部分,監(jiān)控程序:使閥門(mén)定位器各電路能正常工作并使 現(xiàn)所規(guī)定的功能,功能模塊:提供各種功能組態(tài),72,本章概要,執(zhí)行器概述－構(gòu)成、分類及特點(diǎn)、作用方式 執(zhí)行機(jī)構(gòu)－氣動(dòng)、電動(dòng)、智能式 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)－結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理 －流量系數(shù)、可調(diào)比、流量特性 執(zhí)行器的選擇計(jì)算－執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇 －調(diào)節(jié)閥流量特性、口徑的選擇 閥門(mén)定位器－電/氣閥門(mén)定位器 －氣動(dòng)閥門(mén)定位器 －智能式閥門(mén)定位器,73,5.5.3.2.智能式閥門(mén)定位器的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn): 定位精度和可靠性高 流量特性修改方便 零點(diǎn)、量程調(diào)整簡(jiǎn)單 具有診斷和監(jiān)測(cè)功能,74,課堂作業(yè),如圖為加熱爐溫度控制系統(tǒng)。 1、確定檢測(cè)元件、變送器、控制器、執(zhí)行器的型號(hào)。寫(xiě)出各儀表的輸入輸出信號(hào)類型。 2、控制器的正、反作用方式選擇，確定控制規(guī)律。 3、執(zhí)行器氣開(kāi)、氣關(guān)方式選擇，請(qǐng)畫(huà)草圖。 4、若串聯(lián)管道的S=0.5，且最大流量條件下，,流體為非阻塞流，確定閥的結(jié)構(gòu)形式、選擇流量特性、確定閥的口徑(不用驗(yàn)算）。,75,