第4章上 执行器.ppt

《第4章上 执行器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章上 执行器.ppt（68页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章第第4章章 执行器及安全栅执行器及安全栅给定值给定值被控量被控量干扰干扰f控制器控制器 变送器变送器执行器执行器被控对象被控对象+e实测值实测值4.1 执行器执行器执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。一定的范围内。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章执执行行器器有有自自动动调调节节阀阀门门、自

2、自动动电电压压调调节节器器、自自动动电电流流调调节节器器、控控制制电电机机等等。其其中中自自动动调调节节阀阀门门是是最常见的执行器，种类繁多。最常见的执行器，种类繁多。自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：q电电动动调调节节阀阀：电电源源配配备备方方便便，信信号号传传输输快快、损损失小，可远距离传输；但推力较小。失小，可远距离传输；但推力较小。q气气动动调调节节阀阀：结结构构简简单单，可可靠靠，维维护护方方便便，防防火防爆；但气源配备不方便。火防爆；但气源配备不方便。q液液动动调调节节阀阀：用用液液压压传传递递动动力力，推推力力最最大大；但但安装、维护麻烦

3、，使用不多。安装、维护麻烦，使用不多。工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1 气动调节阀气动调节阀气动气动调节阀是由气压信号控制的阀门。调节阀是由气压信号控制的阀门。气动薄膜室气动薄膜室推杆推杆阀门阀门阀位指示标牌阀位指示标牌阀杆阀杆过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1.1 气气动动调调节节阀阀的的结结构构与分类与分类气气动动调调节节阀阀由由执执行行机机构构和和控制机构（阀）两部分组成。控制机构（阀）两部分组成。q执执行行机机构构是是推推动动装装置置，它它是是将将信信号

4、号压压力力的的大大小小转转换换为为阀阀杆位移的装置。杆位移的装置。q控控制制机机构构是是阀阀门门，它它将将阀阀杆杆的的位位移移转转换换为为流流通通面面积积的的大大小。小。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 1.执行执行机构机构 执执行行机机构构按按调调节节器器输输出出的的控控制制信信号号，驱驱动动调调节节机机构构动动作作。气气动动执执行行机机构构的的输输出出方方式式有有角角行行程程输输出和直行程输出两种。出和直行程输出两种。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章直行程输出的气动执行机构有两类。直行程输出的气动执行机构有两类。气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构薄膜式执行

5、机构薄膜式执行机构P正作用执行机构正作用执行机构反作用执行机构反作用执行机构过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（1）直通单座阀直通单座阀q流流体体对对阀阀芯芯的的不不平平衡衡作作用用力力大大。一一般般用用在在小小口径、低压差的场合。口径、低压差的场合。q结构简单、泄漏量小。结构简单、泄漏量小。2调节机构调节机构 调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型式很多。式很多。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章正装阀正装阀阀芯下移时，阀芯与阀阀芯下移

6、时，阀芯与阀座间的流通截面积增大座间的流通截面积增大阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。反装阀反装阀阀芯下移时，阀芯与阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小座间的流通截面积减小过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（2 2）直通双座阀直通双座阀 阀体内有两个阀芯和阀座。阀体内有两个阀芯和阀座。q流流体体流流过过时时，作作用用在在上上、下下两两个个阀阀芯芯上上的的推推力力方方向向相相反反且且大大小小相相近近，可可以以互互相相抵抵消消，所所以以不不平平衡衡力小。力小。q但是，由于加工的但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀限制，上下两个阀芯阀座不

7、易保证同时密闭，座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大。因此泄漏量较大。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（3）角形控制阀角形控制阀两两个个接接管管呈呈直直角角形形，一一般般为为底底进进侧侧出出，这这种种阀阀的的流路简单、对流体的阻力较小。流路简单、对流体的阻力较小。q适用于现场管道适用于现场管道要求直角连接，介质要求直角连接，介质为高粘度、高压差和为高粘度、高压差和含有少量悬浮物和固含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。体颗粒状的场合。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（4 4）三通控制阀三通控制阀 有三个出入口与工艺管道连接。流通方式有合流有三个出入口与工艺管道连接。流

8、通方式有合流型（两种介质混合成一路）和分流型（一种介质分成型（两种介质混合成一路）和分流型（一种介质分成两路）两种。适用于配比控制与旁路控制。两路）两种。适用于配比控制与旁路控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（5）隔膜控制阀隔膜控制阀 采用耐腐蚀材料作采用耐腐蚀材料作隔膜，将阀芯与流体隔隔膜，将阀芯与流体隔开。开。q结结构构简简单单、流流阻阻小小、流流通通能能力力比比同同口口径径的的其其他他种种类类的的阀阀要要大大。由由于于介介质质用用隔隔膜膜与与外外界界隔隔离离，故故无无填填料，介质也不会泄漏。料，介质也不会泄漏。q耐耐腐腐蚀蚀能能力力强强，适适用用于于强强酸酸、强强碱碱

9、、强强腐腐蚀蚀性性介介质质的的控控制制，也也能能用用于于高高粘粘度度及及悬悬浮浮颗颗粒粒状状介介质质的的控控制。制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章q适适用用于于大大口口径径、大大流流量量、低低压压差差的的场场合合，也也可可以以用用于于含含少少量量纤纤维维或或悬悬浮浮颗颗粒粒状状介质的控制。介质的控制。（6）蝶阀蝶阀又名翻板阀。又名翻板阀。结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（7）球阀球阀阀阀芯芯与与阀阀体体都都呈呈球球形形体体，阀阀芯芯内内开开孔孔。转转动动阀阀芯芯使使之之与与阀阀体体

10、处处于于不不同同的的相相对对位位置置时时，就就有有不不同同的的流流通面积。通面积。q流流量量变变化化较较快快，可可起起控控制制和和切切断断的的作作用用，常常用用于双位式控制。于双位式控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（8）笼式阀笼式阀阀阀内内有有一一个个圆圆柱柱形形套套筒筒（笼笼子子）。套套筒筒壁壁上上有有一一个个或或几几个个不不同同形形状状的的孔孔（窗窗口口），利利用用套套筒筒导导向向，阀阀芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积。芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积。q可可调调比比大大，不不平平衡衡力力小小，更更换换开开孔孔不不同同的的套套筒筒，就就可可得得到到不不同同

11、的的流流量量特特性性。但但不不适适于于高高粘粘度度或或带带有有悬悬浮浮物物的的介介质流量控制。质流量控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（9）凸轮挠曲阀凸轮挠曲阀又又名名偏偏心心旋旋转转阀阀。其其阀阀芯芯呈呈扇扇形形球球面面状状，与与挠挠曲臂及轴套一起铸成，固定在转动轴上。曲臂及轴套一起铸成，固定在转动轴上。q阀阀芯芯球球面面与与阀阀座座密密封封圈圈紧紧密密接接触触，密密封封性性好好。适用于高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。适用于高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。调调节节阀阀除除了了结结构构类类型型的的不不同同外外，其其它它的的主主要要技技术术参参数数是是流流量量特特性性和口

12、径。和口径。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1.2 调节阀的调节阀的流量特性流量特性调调节节阀阀的的阀阀芯芯位位移移与与流流量量之之间间的的关关系系，对对控控制制系统的调节品质有很大影响。系统的调节品质有很大影响。流量流量特性的定义：特性的定义：被被控控介介质质流流过过阀阀门门的的相相对对流流量量与与阀阀门门的的相相对对开开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。Q/Qmax 相对流量相对流量 l/L 相对开度相对开度过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 相相对对流流量量Q/Qmax 是是控控制制阀阀某某一一开

13、度流量开度流量Q与全开时流量与全开时流量Qmax之比；之比；相相对对开开度度l/L 是是控控制制阀阀某某一一开开度度行程行程l与全开行程与全开行程L之比。之比。调节阀的流量特性不仅与阀门调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的的结构和开度有关，还与阀前后的压差有关，必须分开讨论。压差有关，必须分开讨论。LQ过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章为为了了便便于于分分析析，先先将将阀阀前前后后压压差差固固定定，然然后后再再引引伸伸到到实实际际工工作作情情况况，于于是是有有固固有有流流量量特特性性与与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

14、量特性在在将将控控制制阀阀前前后后压压差差固固定定时时得得到到的的流流量量特特性性称为称为固有固有流量特性。它取决于阀芯的形状。流量特性。它取决于阀芯的形状。3 21 3 43 1 42（1）直线特性直线特性（2）等百分比特性等百分比特性（3）快开特性快开特性（4）抛物线特性抛物线特性过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（1）直线流量特性直线流量特性控控制制阀阀的的相相对对流流量量与与相相对对开开度度成成直直线线关关系系，即即单单位位位位移移变变化化所所引引起起的的流流量量变变化化是是常常数数。用用数数学学式式表示为：表示为：3 1 42(l/L)/%R 调节阀调节阀的可调比系数。

15、的可调比系数。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 可调比可调比R为调节阀所能为调节阀所能控制的最大流量与最小流量控制的最大流量与最小流量的比值。的比值。其中其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的24%一般阀门的可调比一般阀门的可调比R=30。R=Qmax/Qmin3 1 42过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。例如在不同的开度上，再分别增加例如在不同的开度上，再分别增加

16、10%开度，开度，相对流量的变化比值为相对流量的变化比值为10时：时：（20-10）/10100%=100%50时：时：（60-50）/50100%=20%80时：时：（90-80）/80100%=12.5%Q/Q100L/Lmaxs=1 v直直线线阀阀的的流流量量放放大大系系数数在在任任何何一一点点上上都都是是相相同同的，但其对流量的控制力却是不同的。的，但其对流量的控制力却是不同的。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（2）等百分比（对数）流量特性等百分比（对数）流量特性单单位位相相对对行行程程变变化化所所引引起起的的相相对对流流量量变变化化与与此点的相对流量成正比关系：此点的

17、相对流量成正比关系：3 1 42v曲曲线线斜斜率率（放放大大系系数数）随随行行程程的的增增大大而而增增大大。流流量量小小时时，流流量量变变化化小小；流流量量大大时，流量变化大。时，流量变化大。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章v等等百百分分比比阀阀在在各各流流量量点点的的放放大大系系数数不不同同，但但对对流量的控制力却是相同的。流量的控制力却是相同的。10%处：处：（6.58%-4.68%）/4.68%41%50%处：处：（25.7%-18.2%）/18.2%41%80%处：处：（71.2%-50.6%）/50.6%41%同样以同样以10、50及及80三点为例，分别增加三点为例，

18、分别增加10%开度，相对流量变化的比值为：开度，相对流量变化的比值为：Q/Q100L/Lmaxs=1过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（4）抛物线流量特性抛物线流量特性特特性性曲曲线线为为抛抛物物线线，介介于于直直线线和和对对数数曲曲线线之之间间，使用较少。使用较少。（3）快开特性快开特性3 1 42开开度度较较小小时时就就有有较较大大流流量量，随随开开度度的的增增大大，流流量量很很快快就就达达到到最最大大，故故称称为为快快开开特特性性。适适用用于于迅迅速速启闭的切断阀或双位控制系统。启闭的切断阀或双位控制系统。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章2、调节阀的工作流量

19、特性调节阀的工作流量特性实实际际使使用用时时，调调节节阀阀装装在在具具有有阻阻力力的的管管道道系系统统中中。管管道道对对流流体体的的阻阻力力随随流流量量而而变变化化，阀阀前前后后压压差差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。也是变化的，这时流量特性会发生畸变。例：管道串联时的工作流量特性例：管道串联时的工作流量特性如如图图，管管道道系系统统总总压压力力P等等于于管管路路系系统统的的压压降降PG与控制阀的压降与控制阀的压降PT之和。之和。PPGQPT管路及设备管路及设备PGPT调节阀调节阀PP过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章从从串串联联管管道道中中调调节节阀阀两两端端压压差差PT的

20、的变变化化曲曲线线可可看看出出，调调节节阀阀全全关关时时阀阀上上压压理理最最大大，基基本本等等于于系系统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小。为为了了表表示示调调节节阀阀两两端端压压差差PT的的变变化化范范围围，以以阀阀权权度度s表表示示调调节节阀阀全全开开时时，阀阀前前后后最最小小压压差差PTmin与总压力与总压力 P之比。之比。s=PTmin/PPPGQPT管路及设备管路及设备PGPT调节阀调节阀PP过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章v流量特性畸变：流量特性畸变：以以Qmax表表示示串串联联管管道道阻阻力力为为零零时时(s=1)，阀阀全

21、全开开时时达达到到的的最最大大流流量量。可可得得串串联联管管道道在在不不同同s值值时时，以自身以自身Qmax作参照的工作流量特性。作参照的工作流量特性。对数阀变为直线阀对数阀变为直线阀 直线阀变为快开阀直线阀变为快开阀s 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章结论结论q串联管道使调节阀的流量特性发生畸变。串联管道使调节阀的流量特性发生畸变。q串串联联管管道道使使调调节节阀阀的的流流量量可可调调范范围围降降低低，最最大大流量减小。流量减小。q串串联联管管道道会会使使调调节节阀阀的的放放大大系系数数减减小小，调调节节能能力降低，力降低，s值低于值低于0.3时，调节阀能力基本丧失。时，调节

22、阀能力基本丧失。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1.2调节阀的选择调节阀的选择 选用调节阀时，一般应考虑以下几个方面。选用调节阀时，一般应考虑以下几个方面。1调节阀结构的选择调节阀结构的选择 通常根据工艺条件，如使用温度、压力，介通常根据工艺条件，如使用温度、压力，介质的物理、化学特性（如腐蚀性、粘度等），对流质的物理、化学特性（如腐蚀性、粘度等），对流量的控制要求等，来选择调节阀的结构形式。量的控制要求等，来选择调节阀的结构形式。例如，一般介质条件选用直通单座阀或直通例如，一般介质条件选用直通单座阀或直通双座阀；高压介质选用高压阀；强腐蚀介质采用隔双座阀；高压介质选用

23、高压阀；强腐蚀介质采用隔膜阀等。膜阀等。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章气气动薄膜三通薄膜三通调节阀气气动薄膜精薄膜精小型小型调节阀气气动薄膜式隔膜薄膜式隔膜阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章V型型O型型对夹薄型薄型气气动调节球球阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章气气动法法兰调节蝶蝶阀气气动对夹式式调节蝶蝶阀气气动精小型精小型调节阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章2气开式与气关式的选择气开式与气关式的选择 气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。无压力信号时阀全开，随着信号增大，阀门逐无压力信号

24、时阀全开，随着信号增大，阀门逐渐关小的称为渐关小的称为气关式气关式。反之，无压力信号时阀全闭，。反之，无压力信号时阀全闭，随着信号增大，阀门逐渐开大称的为随着信号增大，阀门逐渐开大称的为气开式气开式。如气动薄膜调节阀的气开式与气关式：如气动薄膜调节阀的气开式与气关式：气关式气关式气关式气关式气开式气开式气开式气开式过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章给水阀给水阀燃气阀燃气阀蒸汽蒸汽例如：例如：选选择择蒸蒸汽汽锅锅炉炉的的控控制制阀阀门门时时，为为保保证证失失控控状态下锅炉的安全：状态下锅炉的安全：给水阀应选气关式给水阀应选气关式 燃气阀应选气开式燃气阀应选气开式v阀门气开气关式的选

25、择原则：阀门气开气关式的选择原则：当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。设备处于安全状态。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章3.调节阀流量特性的选择调节阀流量特性的选择保保证证控控制制品品质质的的重重要要因因素素之之一一是是：保保持持控控制制系统的总放大倍数在工作范围内尽可能恒定。系统的总放大倍数在工作范围内尽可能恒定。给定值给定值被控量被控量干扰干扰f控制器控制器 传感器传感器执行器执行器被控对象被控对象+eW c(s)W3(s)W1(s)W2(s)K=K1K2K3Kc有的被控对象的有的被控对象的放大倍数，在不同的工艺

26、点不同。放大倍数，在不同的工艺点不同。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章如热水加热器的热水流量与送风温度的静特性如热水加热器的热水流量与送风温度的静特性MTT热水热水Q/maxQ/Qmax050%50%100%100%K 由图可见，随着热水流量增大，对送风的加热效由图可见，随着热水流量增大，对送风的加热效果越来越差。因为热交换需要时间，热水很快流走，果越来越差。因为热交换需要时间，热水很快流走，不能充分热交换所致。但若用蒸汽加热，由于冷凝放不能充分热交换所致。但若用蒸汽加热，由于冷凝放热很快，该特性为直线特性。热很快，该特性为直线特性。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4

27、章章很很多多对对象象在在工工作作区区域域内内稳稳态态放放大大倍倍数数K不不是是常常数数，在在不不同同的的工工艺艺负负荷荷点点，K不不相相同同。因因此此希希望望调调节阀的流量特性能补偿对象的静特性。节阀的流量特性能补偿对象的静特性。（1 1）若若调调节节对对象象的的静静特特性性是是非非线线性性的的，工工艺艺负负荷荷变变化又大，化又大，用等百分比特性补偿。用等百分比特性补偿。（3）配配管管阻阻力力大大、s值值低低，等等百分比阀会畸变成直线阀。百分比阀会畸变成直线阀。（2）若若调调节节对对象象的的静静特特性性是是线线性性的的，或或工工艺艺负负荷荷变变化化不不大大，用用直线直线阀。阀。过程控制系统与仪

28、表过程控制系统与仪表 第第4章章4.调节阀口径的选择调节阀口径的选择 为保证工艺的正常进行，必须合理选择调节阀的为保证工艺的正常进行，必须合理选择调节阀的尺寸。如果调节阀的口径选得太大，使阀门经常工作尺寸。如果调节阀的口径选得太大，使阀门经常工作在小开度位置，造成调节质量不好。如果口径选得太在小开度位置，造成调节质量不好。如果口径选得太小，阀门完全打开也不能满足最大流量的需要，就难小，阀门完全打开也不能满足最大流量的需要，就难以保证生产的正常进行。以保证生产的正常进行。调调节节阀阀的的口口径径决决定定了了调调节阀的流通能力。节阀的流通能力。调调节节阀阀的的流流通通能能力力用用流流量系数量系数C

29、值表示。值表示。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章流量系数流量系数C的定义：的定义：在阀两端压差在阀两端压差100kPa，流体为水（，流体为水（103Kgm3）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（量（m3/h）。）。例如，某一阀门全开、阀两端压差为例如，某一阀门全开、阀两端压差为100kPa时，时，流经阀的水流量为流经阀的水流量为20 m3/h，则该调节阀的流量系数为：，则该调节阀的流量系数为：C=20。在调节阀技术手册上，在调节阀技术手册上，给出了各种阀门的口径和流给出了各种阀门的口径和流通能力通能力 C，供用户查阅。

30、，供用户查阅。CDg过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 将流量系数的定义条件代入基本流量公式：将流量系数的定义条件代入基本流量公式：实际应用中阀门两端压差不一定是实际应用中阀门两端压差不一定是100kPa，流，流经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。（1）液体）液体流量系数流量系数C值值的计算的计算 根据基本流量公式根据基本流量公式两式相除得两式相除得QDgP过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 （2）气体、蒸汽）气体、蒸汽C值的计算值的计算 气气体体、蒸蒸汽汽都都具具有有可可压压缩缩性性，其其C值值的的计计算算必必须须考考虑

31、虑气气体体的的可可压压缩缩性性和和二二相相流流问问题题，计计算算时时进进行行相相应应的修正。的修正。根根据据实实际际的的工工艺艺流流量量和和管管道道压压力力换换算算出出C值值后后，查查阀阀门门手册确定口径。手册确定口径。QDgP过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章例例 某供暖系统，流过加热盘管的水流量为某供暖系统，流过加热盘管的水流量为Q=31m3/h热水为热水为80，Pm-Pr=1.7100kPa，所装阀门取多大？，所装阀门取多大？解：解：Pm-Pr是管网入口压差，设配管是管网入口压差，设配管S=0.50.7，P=（0.50.7）1.7100kPa 100kPa80热水的密度热水

32、的密度=971Kg/m3代入代入给水泵给水泵热水锅炉热水锅炉盘管盘管PmPrM得得C31，取取标标准准C=32在在此此档档中中，选选取取和和管管道道直直径径相配的口径。相配的口径。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章将将420mA的的电电流流信信号号转转换换成成20100KPa的的标标准准气气压压信号。信号。4.1.2 4.1.2 电电/气转换器气转换器 为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出信号，必须把标准电流信号转换为标准气压信号。信号，必须把标准电流信号转换为标准气压信号。电电/气转换器作用：气转换器作用：过程控制系统与仪表过程控制系

33、统与仪表 第第4章章 I 吸吸力力Fi 杠杠杆杆偏偏转转 挡挡板板与与喷喷嘴嘴间间隙隙 背背压压 放放大大器器输输入入 输输出出压压力力P 杠杠杆杆的反馈力的反馈力Ff 杠杆平衡杠杆平衡 PI工作原理工作原理负反馈负反馈磁铁磁铁调零调零FiFf背压背压过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.3 4.1.3 阀门定位器阀门定位器气气动动调调节节阀阀中中，阀阀杆杆的的位位移移是是由由薄薄膜膜上上气气压压推推力力与与弹弹簧簧反反作作用用力力平平衡衡确确定的。定的。为为了了防防止止阀阀杆杆处处的的泄泄漏漏要要压压紧紧填填料料，使使阀阀杆杆摩摩擦擦力力增增大大，且且个个体体差差异异较较大

34、大，这这会会影影响响输输入入信信号号P P的的执行精度。执行精度。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 解决措施解决措施 在在调调节节阀阀上上加加装装阀阀门门定定位位器器，引引入入阀阀杆杆位位移移负负反反馈馈。使使阀阀杆杆能能按按输输入入信信号号精精确确地地确确定定自自己的开度。己的开度。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 4.1.44.1.4 电电/气阀门定位器气阀门定位器 实际应用中，常把电实际应用中，常把电/气转换器和阀门定位器结气转换器和阀门定位器结合成一体，组成电合成一体，组成电/气阀门定位器。气阀门定位器。I杠杆上端右移杠杆上端右移挡板挡板靠近喷嘴靠近喷嘴

35、 P压力压力阀杆下移阀杆下移反馈凸轮反馈凸轮右转右转 反馈弹簧右拉反馈弹簧右拉杠杆平衡杠杆平衡过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章气气动薄膜薄膜单座座(套筒套筒)调节阀气气动薄膜薄膜双双座座调节阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章气动调节阀气动调节阀气动调节蝶阀气动调节蝶阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.5 电动调节阀电动调节阀电电动动调调节节阀阀接接受受来来自自调调节节器器的的电电流信号，阀门开度连续可调。流信号，阀门开度连续可调。电电磁磁阀阀也也接接受受来来自自调调节节器器的的电电流流信号，但阀门开度是位式调节。信号，但阀门开度是位式调节。

36、执执行行机机构构过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章如直动式电磁阀：如直动式电磁阀：线圈通电时，产生电线圈通电时，产生电磁力，吸引阀芯柱上移，磁力，吸引阀芯柱上移，阀门打开。阀门打开。线圈断电后，电磁力线圈断电后，电磁力消失，阀芯落下。在弹簧消失，阀芯落下。在弹簧压力下阀门紧闭。压力下阀门紧闭。电磁阀是位式阀，只电磁阀是位式阀，只有全开和全关两个位置。有全开和全关两个位置。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章电电动动调调节节阀阀也也由由执执行行机机构构和阀门两部分组成。和阀门两部分组成。q执执行行机机构构是是调调节节阀阀的的推推动动装装置置，它它将将输输入入信信号号转转

37、换换成成相相应应的动力，带动控制机构动作。的动力，带动控制机构动作。q阀阀门门是是调调节节阀阀的的控控制制机机构构，它与气动调节阀的阀门是通用的。它与气动调节阀的阀门是通用的。执执行行机机构构控控制制机机构构过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章电动执行机构电动执行机构用控制电机作动力装置。用控制电机作动力装置。输出形输出形式有：式有：角行程角行程：电机转动经减速器后输出。：电机转动经减速器后输出。直行程：电机转动经减速器减速并转换为直线直行程：电机转动经减速器减速并转换为直线位移输出。位移输出。多转式：转角输出，功率比较大，主要用来控多转式：转角输出，功率比较大，主要用来控制闸阀、

38、截止阀等多转式阀门。制闸阀、截止阀等多转式阀门。这几种执行机构在电气原理上基本相同，这几种执行机构在电气原理上基本相同，只是减速器不一样。只是减速器不一样。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章电动执行机构电动执行机构 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章输输入入信信号号与与位位置置反反馈馈信信号号进行比较，将差值放大。进行比较，将差值放大。驱动驱动电机电机经减速输出，经减速输出，带动阀门带动阀门直直到到位位置置发发送送器器检检测测到到的的位位置置信信号号与与输输入入信信号号相相等等时，放大器输出为零。时，放大器输出为零。电动执行机构电动执行机构原理方框图原理方框图 过程

39、控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章两相电机伺服驱动电路两相电机伺服驱动电路 线圈线圈、CF例例 a（+）b（-）时时 触发电路触发电路1工作工作 SCR1导通导通c、d间短接间短接线圈线圈电机正转电机正转220V通路通路 90 相移相移过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.5 智能式

40、调节阀智能式调节阀 随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到调节阀中，出现了智能式调节阀。主要功能如下：调节阀中，出现了智能式调节阀。主要功能如下：1控制及执行功能控制及执行功能2补偿及校正功能补偿及校正功能3通信功能通信功能4诊断功能诊断功能5保护功能保护功能 智能电动执行机构智能电动执行机构过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章电动电动V形球阀形球阀电动电动O形球阀形球阀电动三通球阀电动三通球阀电动蝶阀电动蝶阀电动高温蝶阀电动高温蝶阀智能电动蝶阀智能电动蝶阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章电动小型调节阀电动小型调节阀电动直角调节阀电动直角调节阀电动双座调节阀电动双座调节阀电动浆液阀电动浆液阀电动刀型闸阀电动刀型闸阀电动闸阀电动闸阀过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章小结小结结构结构工作原理工作原理电动调节阀电动调节阀 电电/气阀门定位器气阀门定位器电电/气转换器气转换器调节阀的调节阀的选择与计算选择与计算调节阀的流量特性调节阀的流量特性调节阀的流通能力调节阀的流通能力调节阀的作用方向调节阀的作用方向气动调节阀气动调节阀 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章本章作业本章作业P124 思考题与习题思考题与习题 4-14-54-8，4-9，4-114-15