执行器-华东理工大学继续教育学院.PPT

第五章 执行器 华东理工大学信息学院自动化系 快开阀：适用于迅速启闭的双位控制系统。 控制阀的理想流量特性 R=30 1——线性 2——对数 3——快开 5.3.2 工作流量特性 定义：实际上控制阀的前后压差是变化的，此时得到的控制阀的相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。 串联管道情况 串联管道控制阀压差变化 配管系数S：控制阀全开时，控制阀上压差△pv 与系统总压差△p之比。 S=1时，系统的总压差全部降在控制阀上，工作流量特性就表现为理想流量特性。 (2)流量特性畸变（0.3S0.6） S减小会带来两个不利后果： (1) 选择原则： S0.6: 认为工作特性与理想特性相同。 0.3S0.6: S0.3 （流量特性畸变很大）: 节能运行，可以进行静态非线性补偿 在实际使用中，S选得过大或过小都有不妥之处。S选得过大，在流量相同情况下，管路阻力损耗不变，但是阀上压降很大，消耗能量过多；S选得过小，则对调节不利。 一般希望S值最小不低于0.3。 配管系数S的选择： 5.3.3 动态特性 气动薄膜控制阀膜头是一个空间，它可以看作为一个气容，从控制器到气动薄膜控制阀膜头间的引压管线有气容和气阻，所以管线和膜头是一个由气阻和气容组成的一阶滞后环节，其时间常数的大小取决于气阻和气容。当信号管线太长或太粗，膜头气室太大时，气阻气容就大，控制阀的时间常数大。这样在控制阀接受控制器的控制信号时，由膜头充气到阀杆走完全行程的过程很长，增加了系统广义对象容量滞后，对控制不利。 通常减小时间常数的措施有： 尽量缩短引压管线的长度。 选用合适口径的气动管线。 加装传输滞后补偿器。 5.4 控制阀口径的确定 依据：流通能力，用流量系数KV表示。 因为：流量系数KV直接反映了流体通过控制阀的最大能力。 流通能力定义：控制阀全开时，阀前后压差为100kPa、流体密度为1g/cm2 时，每小时流经控制阀的流量值（m3/h ） 控制阀口径的确定需经过以下步骤： 根据生产能力、设备负荷确定出最大流量qvmax。 根据所选的流量特性及系统特点选定S值（S=ΔPv/ΔP），然后求出计算压差（即阀门全开时的压差）。 根据流通能力计算公式，求得最大流量时的Kvmax。 根据已求得的Kvmax，在所选用的产品型号的标准系列中选取大于Kvmax并最接近的Kv值，从而选取阀门口径。 验证控制阀开度和可调比，一般要求最大流量时阀开度不超过90%，最小流量时阀开度不小于10% 。 验证合格后，根据Kv确定控制阀的公称通径和阀座直径。 5.5 阀门定位器 功能：接受控制器的输出信号，然后将该信号成比例地输出到执行机构，当阀杆移动以后，其位移量又通过机械装置负反馈作用于阀门定位器，它与执行机构组成一个闭环系统。 采用阀门定位器，可以增加执行机构的输出功率，改善控制阀的性能。 目前较多使用电动控制器，控制阀较多使用气动控制阀 * * 本章内容 5.0 概述 5.1 执行机构 5.2 控制阀 5.4 控制阀口径的确定 5.3 气动薄膜控制阀的流量特性 5.5 阀门定位器 5.6 气动薄膜控制阀的选用 5.7 数字阀和智能控制阀 5.0 概述 作用：接收控制器输出的控制信号，改变操纵变量，使生产过程按预定要求正常进行。 简单控制系统的方块图 组成：执行机构和调节机构 执行机构：执行机构是指根据控制器控制信号产生推力或位移的装置。 调节机构：调节机构是根据执行机构输出信号去改变能量或物料输送量的装置，通常指控制阀。 现场有时就将执行器称为控制阀。 分类： 液动 电动 气动 推力最大，但较笨重，现很少使用 液动: 电动执行器的执行机构和调节机构是分开的两部分，其执行机构有角行程和直行程两种，都是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，作用是将输入的直流电流信号线性地转换为位移量。安全防爆性能较差，电机动作不够迅速，在行程受阻或阀杆被轧住时电机易受损。 电动： 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式和活塞式两类。活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合，而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。化工厂一般均采用薄膜式。（习惯称为气动调节阀)是用压缩空气为能源，结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维修方便、防火防爆、价格较低、广泛应用于化工、炼油生产。 气动： 5.1 执行机构 气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体。 ??5.1.1 气动执行机构????气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式。 薄膜式