气动阀门定位器PPT学习教案.pptx

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1、会计学1气动阀门定位器气动阀门定位器第一页，共29页。第一节第一节第一节第一节 气动气动气动气动(q dn(q dn)元器件元器件元器件元器件p0p0Sp1Sp1123 (a)喷嘴挡板机构；(b)喷嘴挡板静特性1节流孔；2喷嘴；3挡板1.喷嘴挡板机构(jgu)结构第1页/共29页第二页，共29页。原理原理原理原理(yunl(yunl(yunl(yunl)气源p0由节流孔1流入，经背压室后，由喷嘴2流出。当挡板(dn bn)3盖住喷嘴2时，背压室压力p1增到气源压力，但由于挡板(dn bn)不能全部盖住喷嘴，所以p1只能接近气源压力；当挡板(dn bn)3离开喷嘴2时，由于喷嘴直径大于节流孔直径

2、，所以空气全部由喷嘴排出，背压室压力p1为大气压力，但实际上喷嘴多少有一点阻力，所以p1只能接近大气压力；当挡板(dn bn)3和喷嘴2有一定距离时，则背压室压力p1和挡板(dn bn)S有一定的对应关系。补充(bchng)第2页/共29页第三页，共29页。2.2.气动气动(q(q dn)dn)放大器放大器结构结构 AP0P出123765位移平衡式放大器结构图1-节流孔 2喷嘴 3挡板 4金属膜片 5阀杆6钢珠 7弹簧片补充(bchng)第3页/共29页第四页，共29页。原理原理(yunl)当挡板3靠近喷嘴2时，背压室C的压力增加，金属片4压向阀杆5，于是钢珠气阀6开大，阀杆5上部的排气间隙关

3、小，输出压力p出增加。但是气室B和大气相通，所以(suy)压力pB始终为0，气室C内的压力由膜片4因位移而产生的弹力平衡，故称位移平衡式放大器。这种放大器的特点是既放大流量，也放大压力。补充(bchng)第4页/共29页第五页，共29页。第二节概述第二节概述第二节概述第二节概述一、执行器在自动控制系统一、执行器在自动控制系统一、执行器在自动控制系统一、执行器在自动控制系统(kn(kn zh x t zh x t n n)中的作用中的作用中的作用中的作用控制信号工艺管道介质流量图6-1 阀的作用接受(jishu)控制器送来的控制信号，去改变生产工艺中调节剂的流量，使生产过程按预定的要求正常进行，

4、实现生产过程的自动化，所以执行器被称为生产过程自动化的“手和脚”。第5页/共29页第六页，共29页。二、执行器的分类二、执行器的分类二、执行器的分类二、执行器的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)执行器按能源或驱动力可分为气动、电动、液动三大类，以气动调节阀和电动调节阀为主体。电动执行器以电源为动力驱动的，具有快速，便于集中控制等优点，但结构复杂，防火防爆性能不好。液动执行器是利用(lyng)液压原理推动执行机构，它的推力大，适用于负荷较大的场合，但其辅助设备大而笨重。气动执行器利用(lyng)压缩空气作为能源，具有结构简单、动作可靠、维修方便、性能稳定、价格低廉、防火

5、防爆等优点。气动执行器也称为气动调节阀，下面以气动执行器的典型产品气动薄膜调节阀为例介绍其结构和工作原理。第6页/共29页第七页，共29页。三、气动三、气动(q dn)薄膜调节阀薄膜调节阀的组成的组成第7页/共29页第八页，共29页。图6-2 气动薄膜调节阀外形图1一气动执行机构；2一阀图6-3 气动薄膜调节阀结构示意图1-薄膜；2-平衡弹簧；3-推杆；4-阀芯；5-阀座有两部分组成：上部是气动执行机构，下部是调节(tioji)机构。第8页/共29页第九页，共29页。四、调节阀工作四、调节阀工作四、调节阀工作四、调节阀工作(gngzu)(gngzu)过程过程过程过程 执行机构是调节阀的推动装置

6、，它按控制气压信号的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动阀芯动作。阀（阀体部件）是调节阀的调节机构，其内腔直接与工艺介质接触，阀芯在执行机构的带动下，改变了阀芯与阀座间的流通面积，引起流体(lit)通过阀的阻力的变化，达到改变介质流量的目的。第9页/共29页第十页，共29页。五、调节阀的作用五、调节阀的作用五、调节阀的作用五、调节阀的作用(zuyng)(zuyng)形式形式形式形式分四种：(a)正作用气关阀：控制信号从上方来，流量减小。(b)正作用气开阀：控制信号从上方来，流量增大(znd)。(c)反作用气开阀：控制信号从下方来，流量增大(znd)。(d)反作用气关阀：控制信号从

7、上方来，流量减小。第10页/共29页第十一页，共29页。六、调节阀的种类六、调节阀的种类六、调节阀的种类六、调节阀的种类(zh(zh ngli)ngli)在各类调节阀中，虽然执行机构不相同，但其阀是通用(tngyng)的。根据不同的使用要求，调节阀结构有不同种类，如（a）直通单座、(b)直通双座、(c)角型、(d/e)三通阀、(f)蝶阀、(g)隔膜阀、(h)笼式阀、(i)凸轮挠曲阀、(j)球阀等。第11页/共29页第十二页，共29页。七、调节阀的型号七、调节阀的型号七、调节阀的型号七、调节阀的型号(xngho)(xngho)(xngho)(xngho)命名命名命名命名 第一节第二节图6-4 气

8、动调节阀型号命名第一节以四个大写汉语拼音字母表示执行器的分类、能源和结构形式：I执行器类，以字母“Z”表示。执行机构种类，“M”表示薄膜式；“H”薄膜多弹簧式；“N”深波纹式；“S”活塞式；“L”长行程式等。执行机构结构特征，有弹簧直程正作用为“A”，有弹簧直程反作用为“B”。调节阀的结构形式，直通双座为“N”；直通单座为“P”；角形为“S”；套筒式为“M”；三通分流、合流分别(fnbi)为“X”、“Q”；隔膜式为“T”；偏心旋转式为“Z”等。第12页/共29页第十三页，共29页。第二节以阿拉伯数字表示产品的主要参数范围：表示公称压力PN（MPa），分别以“16”、“40”、“60”、“100

9、”、“160”、“320”等。第二节、以大写汉语拼音字母表示作用(zuyng)方式与上阀盖结构形式。尾注的一部分，表示整机作用(zuyng)方式，气开为“K”，气关为“B”。表示适用的介质温度，普通型空白，长颈型为“D”，散（吸）热型为 G，波纹管密封型为“V”等。如：ZNAS-64BD表示气关式偏心旋转调节阀，正作用(zuyng)深波纹式执行机构，PN为6.4MPa，低温长颈型。第13页/共29页第十四页，共29页。第三节第三节 阀门阀门(f mn)定位定位器器一、概述一、概述 1.结构(jigu)第14页/共29页第十五页，共29页。第15页/共29页第十六页，共29页。第16页/共29页

10、第十七页，共29页。阀门定位器接受来自控制器（调节器）的控制信号（电流信号或气压信号），成正比地转换成气压信号输出(shch)到气动调节阀的执行机构，使阀杆产生位移，而位移量通过机械机构反馈到阀门定位器，当位移反馈信号与输入的控制信号相平衡时，阀杆停止动作，调节阀的开度与控制信号相对应。2.原理原理(yunl)第17页/共29页第十八页，共29页。与气动执行机构构成了反馈机构，所以提高了执行机构的线性度，实现准确定位，并且可以改变执行机构的特性，从而改善执行器的特性；如果采用更高气源压力，可增大执行机构的输出力、克服阀杆的摩擦力、消除不平衡力的影响，加快了阀杆移动速度，并提高调节阀精度；阀门定

11、位器可减少控制信号的传输滞后；实现分程控制；可用标准(biozhn)气信号通过定位器去驱动不同弹簧范围的调节阀。3.阀门(f mn)定位器有如下作用第18页/共29页第十九页，共29页。二、电二、电二、电二、电/气阀门气阀门气阀门气阀门(f mn)(f mn)定位定位定位定位器器器器1.1.电电电电/气阀门气阀门气阀门气阀门(f mn)(f mn)定位器定位器定位器定位器的结构的结构的结构的结构第19页/共29页第二十页，共29页。2.2.电电电电/气阀门气阀门气阀门气阀门(f mn)(f mn)定位器的工作原理定位器的工作原理定位器的工作原理定位器的工作原理n从控制器来的电流信号 I0输入力

12、矩马达1的电磁线圈时，与永久磁场作用，使主杠杆受到一个向左的作用力，主杠杆绕支点16反时针方向偏转，使挡板 13靠近喷嘴15，挡板的位移经气动放大器 14转换成压力信号 p0引入到气动执行机构 8的薄膜气室，因 p0增加而使阀杆向下移动，并带动反馈杆 9绕支点4偏转，反馈凸轮 5也随之逆时针方向偏转，通过滚轮 10使副杠杆6绕支点7顺时针偏转，从而使反馈弹簧 11拉伸，反馈弹簧对主杠杆 2的拉力与电流信号 I0通过力矩马达1作用到杠杆2的推力达到力矩平衡(pnghng)时，阀门定位器达到平衡(pnghng)状态。此时，一定的信号电流就对应于一定的阀杆位移，即对应于一定的阀门开度。第20页/共2

13、9页第二十一页，共29页。正作用正作用正作用正作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)电电电电/气阀门定位器与正、反作用气阀门定位器与正、反作用气阀门定位器与正、反作用气阀门定位器与正、反作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)薄膜薄膜薄膜薄膜执行机构的组合执行机构的组合执行机构的组合执行机构的组合 第21页/共29页第二十二页，共29页。三、气动阀门定位器三、气动阀门定位器三、气动阀门定位器三、气动阀门定位器 1 1 1 1、结构、结构、结构、结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)力矩(l j)平衡式气动阀门定位器原理图1波纹管 2主杠杆

14、 3迁移弹簧 4支点 5反馈凸轮 6副杠杆 7副杠杆支点 8气动执行机构 9反馈杆 10滚轮 11反馈弹簧 12调零弹簧 13挡板 14气动放大器 15喷嘴 16主杠杆支点第22页/共29页第二十三页，共29页。2 2 2 2、工作、工作、工作、工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)原原原原理理理理 当输入波纹管1的信号压力p0增加，主杠杆2绕支点16偏转，挡板13靠近喷嘴15，喷嘴背压升高。背压经放大器 14放大后的压力pa引入至气动执行机构 8的薄膜气室，因其压力增加而使阀杆向下移动，并带动反馈杆9支点4偏转，反馈凸轮 5也跟着逆时针方向转动，通过滚轮 10使副杠杆6

15、绕支点7顺时针偏转，从而使反馈弹簧 11拉伸，反馈弹簧对主杠杆 2的拉力与信号压力 p1通过波纹管1作用到杠杆2的推力达到力矩平衡时，阀门(f mn)定位器达到平衡状态。此时，一定的信号压力就对应于一定的阀杆位移，即对应于一定的开度。调零弹簧12起零点调整作用；迁移弹簧 3用于分程控制调整。第23页/共29页第二十四页，共29页。四、智能阀门四、智能阀门四、智能阀门四、智能阀门(f mn)(f mn)定位定位定位定位器器器器1.1.智能阀门智能阀门智能阀门智能阀门(f mn)(f mn)定位器定位器定位器定位器的构成的构成的构成的构成 智能阀门定位器由硬件(yn jin)和软件两部分构成。第2

16、4页/共29页第二十五页，共29页。（1 1）硬件）硬件）硬件）硬件(yn jin)(yn jin)构成构成构成构成信号调理部分 将输入的气压信号与阀位反馈信号转换成数字信号后送入微处理器。根据接受的输入信号或通讯协议(xiy)不同，信号调理部分的具体电路将有所不同；微处理机将这两个数字信号按预选设定的特性关系进行比较，判断阀门开度是否与输入信号对应，并输出控制信号到电气转换控制部分。微处理机包括微处理器、EPROM、RAM及各种接口电路；电气转换控制部分将这一信号转换为气压信号送到气动执行机构，推动调节机构动作；阀位检测反馈装置检测执行机构的阀杆位移并将其转换为电信号反馈到阀门定位器的信号调

17、理部分。第25页/共29页第二十六页，共29页。（2 2）软件）软件）软件）软件(run jin)(run jin)部部部部分分分分 智能阀门定位器的软件由监控程序和功能模块两部分组成，前者使阀门定位器各硬件电路能正常(zhngchng)工作并实现所规定的功能；后者提供了各种功能，供用户组态。各种智能阀门定位器，由于其生产厂家或具体用途和硬件结构不同，所包含的功能模块在内容和数量上有较大差异。第26页/共29页第二十七页，共29页。2.2.2.2.智能智能智能智能(zh nn)(zh nn)(zh nn)(zh nn)智能智能智能智能(zh nn)(zh nn)(zh nn)(zh nn)智能

18、智能智能智能(zh nn)(zh nn)(zh nn)(zh nn)智能智能智能智能(zh nn)(zh nn)(zh nn)(zh nn)阀门定位器的特点阀门定位器的特点阀门定位器的特点阀门定位器的特点（1）定位精度高和可靠性高（2）流量特性修改方便（3）零点、量程等设置方便 （4）自诊断与监测(jin c)功能 第27页/共29页第二十八页，共29页。3.3.3.3.组态组态组态组态(z(z(z(z ti)ti)ti)ti)一般智能阀门定位器可以在组态模式下对如下设置进行组态：输入电流范围0至20mA或4至20mA；设定(shdn)点上升或下降特性；定位速度限值(给定值斜率)；分程;可调整起始值和满刻度值；响应阈值(死区)：自动设定(shdn)或人工设定(shdn)；第28页/共29页第二十九页，共29页。