自動(dòng)化儀表3-(2)分解

1、第三章執(zhí)行器執(zhí)行器2智能執(zhí)行器智能執(zhí)行器第三章執(zhí)行器第三章執(zhí)行器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器概概 述述 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器3形象地稱執(zhí)行器為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的形象地稱執(zhí)行器為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的“手腳手腳”一、概述一、概述執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，直接與介質(zhì)接觸，常常在高壓、高溫執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，直接與介質(zhì)接觸，常常在高壓、高溫等惡劣的狀況下工作，因此，它是控制系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)等惡劣的狀況下工作，因此，它是控制系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié) 作用：作用：執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分. . 它的它的作用是接收控制器送來的控制

2、信號(hào)作用是接收控制器送來的控制信號(hào), , 產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作來控制被控產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作來控制被控變量。變量。控制流入或流出被控過程的物料或能量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過控制流入或流出被控過程的物料或能量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過程參數(shù)的自動(dòng)控制。程參數(shù)的自動(dòng)控制。直接影響過程控制系統(tǒng)的質(zhì)量。直接影響過程控制系統(tǒng)的質(zhì)量。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述41 1、根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的能源種類，執(zhí)行器可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。、根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的能源種類，執(zhí)行器可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。氣動(dòng)執(zhí)行器：氣動(dòng)執(zhí)行器：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火防爆等優(yōu)點(diǎn)防爆等優(yōu)點(diǎn)電動(dòng)執(zhí)行器：電動(dòng)執(zhí)行器：

3、能源取用方便，信號(hào)傳輸速度快和傳輸距離遠(yuǎn)，動(dòng)作能源取用方便，信號(hào)傳輸速度快和傳輸距離遠(yuǎn)，動(dòng)作較快；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、推力小、價(jià)格貴，適用于防較快；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、推力小、價(jià)格貴，適用于防爆要求不高及缺乏氣源的場(chǎng)所爆要求不高及缺乏氣源的場(chǎng)所液動(dòng)執(zhí)行器：液動(dòng)執(zhí)行器：推力最大，但目前使用不多推力最大，但目前使用不多注意：氣動(dòng)執(zhí)行器一般輸入控制信號(hào)不一定都是氣信號(hào)，也常注意：氣動(dòng)執(zhí)行器一般輸入控制信號(hào)不一定都是氣信號(hào)，也常用電流信號(hào)、開關(guān)信號(hào)來控制，甚至有由脈沖數(shù)控制的氣動(dòng)執(zhí)用電流信號(hào)、開關(guān)信號(hào)來控制，甚至有由脈沖數(shù)控制的氣動(dòng)執(zhí)行器。行器。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二、執(zhí)行器分類二、執(zhí)行器分類5氣動(dòng)執(zhí)行器氣

4、動(dòng)執(zhí)行器 Pneumatic actuatorPneumatic actuator第一節(jié)第一節(jié) 概述概述6電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器Electrical actuator第一節(jié)第一節(jié) 概述概述72 2、根據(jù)輸出位移的形式分、根據(jù)輸出位移的形式分轉(zhuǎn)角型：轉(zhuǎn)角型：直線型直線型: :第一節(jié)第一節(jié) 概述概述9090多圈多圈 (360(360) ) 氣動(dòng)不包括氣動(dòng)不包括短行程長行程83 3、根據(jù)動(dòng)作規(guī)律分、根據(jù)動(dòng)作規(guī)律分開關(guān)型：開關(guān)型：積分型積分型第一節(jié)第一節(jié) 概述概述全開全開全關(guān)全關(guān)正向等速運(yùn)動(dòng)反向等速運(yùn)動(dòng)停止比例型比例型:(:(輸出位移與輸入信號(hào)成正比輸出位移與輸入信號(hào)成正比) )94 4、根據(jù)輸入輸出控

5、制信號(hào)分、根據(jù)輸入輸出控制信號(hào)分第一節(jié)第一節(jié) 概述概述空氣壓力信號(hào)空氣壓力信號(hào)直流電流信號(hào)直流電流信號(hào)電接點(diǎn)通斷信號(hào)電接點(diǎn)通斷信號(hào)用于開關(guān)型、積分型用于開關(guān)型、積分型脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)數(shù)字式、智能式電動(dòng)執(zhí)行器數(shù)字式、智能式電動(dòng)執(zhí)行器10第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器 一、基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、基本結(jié)構(gòu)及工作原理11氣動(dòng)薄膜閥 氣動(dòng)活塞閥第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器12正作用薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)正作用薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)Direct acting diaphragm Direct acting diaphragm actuatoractuator第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器13第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)

6、行器氣動(dòng)執(zhí)行器二、調(diào)節(jié)閥二、調(diào)節(jié)閥 當(dāng)閥芯在閥體內(nèi)上、下移動(dòng)時(shí)，可改變閥座間的流通面積控制通當(dāng)閥芯在閥體內(nèi)上、下移動(dòng)時(shí)，可改變閥座間的流通面積控制通過的流量。過的流量。14、調(diào)節(jié)閥的流量特性、調(diào)節(jié)閥的流量特性閥芯相對(duì)位移和相對(duì)流量變化的關(guān)系閥芯相對(duì)位移和相對(duì)流量變化的關(guān)系 )(maxLlfQQQmax：閥門最大流量L：閥芯最大行程Q： 實(shí)際流量l：實(shí)際行程第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器15第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器PQC10C C的物理意義：在閥門全開狀態(tài)下，的物理意義：在閥門全開狀態(tài)下，p=100KPa,=1000kg/mp=100KPa,=1000kg/m3 3時(shí)的流時(shí)的流量量(m(m3 3/h)/h)。C

7、C直接反映了流體流過閥門的能力，直接反映了流體流過閥門的能力，同樣條件下同樣條件下C C大的閥門，大的閥門，Q Q大。大。、調(diào)節(jié)閥的性能指標(biāo)、調(diào)節(jié)閥的性能指標(biāo)、流通能力（流量系數(shù)）、流通能力（流量系數(shù)） 在給定開度下，閥前后施加在給定開度下，閥前后施加100KPa壓差，選用密度為壓差，選用密度為1000Kg/m3流體，則每小時(shí)流過調(diào)節(jié)閥的流體體積數(shù)，稱為調(diào)節(jié)閥在該開度下的流體，則每小時(shí)流過調(diào)節(jié)閥的流體體積數(shù)，稱為調(diào)節(jié)閥在該開度下的流量系數(shù)。流量系數(shù)。16第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器minmaxQQR R R指所能控制的最大流量和最小流量之比，它反映了閥門的調(diào)節(jié)能力。指所能控制的最大流量和最小流量之比，它

8、反映了閥門的調(diào)節(jié)能力。目前工程上常用的調(diào)節(jié)閥的理想可調(diào)比有目前工程上常用的調(diào)節(jié)閥的理想可調(diào)比有3030和和5050兩種。兩種。、調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比、調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比R R（可調(diào)范圍）（可調(diào)范圍）在調(diào)節(jié)閥前后壓差恒定的條件下，開度時(shí)，流經(jīng)閥的流量在調(diào)節(jié)閥前后壓差恒定的條件下，開度時(shí)，流經(jīng)閥的流量maxmax與開度與開度0%0%時(shí)的流量時(shí)的流量Q Qminmin之比，稱為這個(gè)調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比。之比，稱為這個(gè)調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比。173 3、理想流量特性（固有流量特性）、理想流量特性（固有流量特性） 在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定的情況下得出的流量特性稱為固有流理在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定的情況下得出的流量特性稱為固有流理特性，

9、也叫理想流量特性。特性，也叫理想流量特性。取決于閥芯的形狀。不同的閥芯形狀在同樣行程變化時(shí)引起不取決于閥芯的形狀。不同的閥芯形狀在同樣行程變化時(shí)引起不同的流量變化。同的流量變化。第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器A A、直線特性、直線特性B B、對(duì)數(shù)特性、對(duì)數(shù)特性C C、拋物線特性、拋物線特性D D、快開特性、快開特性18調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度與相對(duì)流量調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開度與相對(duì)流量(R=30)(R=30)848499.0399.0371.271.290.390.3909010010070705757454535352626181812127.37.33.33.3拋物線拋物線10010096.1396.

10、1391.391.384.584.575.875.865.265.252.652.638.138.121.721.73.33.3快開快開10010050.850.836.236.225.625.618.318.313.013.09.269.266.586.584.674.673.33.3對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)10010080.680.671.071.061.361.351.751.742.042.032.332.322.722.713.013.03.33.3直線直線100100808070706060505040403030202010100 0b b a a a：l/L(%)b：q/qmax(%)第二節(jié)第

11、二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器19A A、直線流量特性曲線：、直線流量特性曲線：KLldqqd)/()/(maxK K：常數(shù)，即執(zhí)行器的放大系數(shù)：常數(shù)，即執(zhí)行器的放大系數(shù)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是一個(gè)常數(shù)?；且粋€(gè)常數(shù)。 maxminmaxminmaxqqLl)qq(qq1邊界條件：當(dāng)邊界條件：當(dāng)l l=0=0時(shí)，時(shí)，q q= =q qminmin當(dāng)當(dāng)l l=L=L時(shí)，時(shí)，q q= =q qmaxmax調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比 ，R=30 R=30 minmaxqqR Ll)R(R11

12、1第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器20只要閥芯位移量相同，則流量變化也總是相同的，即單位行程變換所引起只要閥芯位移量相同，則流量變化也總是相同的，即單位行程變換所引起的流量變化是相等的。的流量變化是相等的。 在在10%10%開度時(shí)：開度時(shí)： %75%10013137 .22在在50%50%開度時(shí)：開度時(shí)： %19%1007 .517 .513 .61在80%開度時(shí)： %11%1006 .806 .803 .90相對(duì)流量的相對(duì)于當(dāng)前值的相對(duì)變化量為：相對(duì)流量的相對(duì)于當(dāng)前值的相對(duì)變化量為：直線流量特性調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)，控制作用強(qiáng)，易產(chǎn)生振蕩；大開度時(shí)，直線流量特性調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)，控制作用強(qiáng)，易

13、產(chǎn)生振蕩；大開度時(shí)，調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時(shí)。調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時(shí)。 對(duì)過程控制系統(tǒng)來說，要求在小負(fù)荷時(shí)控制作用小一些，大負(fù)荷時(shí)控制作對(duì)過程控制系統(tǒng)來說，要求在小負(fù)荷時(shí)控制作用小一些，大負(fù)荷時(shí)控制作用加強(qiáng)一些，這需要由調(diào)節(jié)閥的流量特性來補(bǔ)償。直線流量特性調(diào)節(jié)閥時(shí)用加強(qiáng)一些，這需要由調(diào)節(jié)閥的流量特性來補(bǔ)償。直線流量特性調(diào)節(jié)閥時(shí)不能滿足這一要求的。不能滿足這一要求的。 第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器21B B、對(duì)數(shù)（等百分比）流量特性：、對(duì)數(shù)（等百分比）流量特性：maxmax)/()/(qqKLldqqd代入邊界條件：代入邊界條件： )1/(maxLlRqq單位相對(duì)行程的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比

14、關(guān)系。單位相對(duì)行程的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。在在10%10%開度時(shí)：開度時(shí)： %40%10067. 467. 458. 6在在50%50%開度時(shí)開度時(shí)： %40%1003 .183 .186 .25在在80%80%開度時(shí)：開度時(shí)： %40%1008 .508 .502 .71從過程控制工程來看，利用對(duì)數(shù)（等百分比）流量特性是有利的。調(diào)節(jié)閥從過程控制工程來看，利用對(duì)數(shù)（等百分比）流量特性是有利的。調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)小，控制平穩(wěn)緩和；調(diào)節(jié)閥在大開度時(shí)，在小開度時(shí)，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)小，控制平穩(wěn)緩和；調(diào)節(jié)閥在大開度時(shí)，其放大系數(shù)大，控制作用靈敏有效。其放大系

15、數(shù)大，控制作用靈敏有效。 第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器22C C、拋物線流量特性：、拋物線流量特性：maxmax)/()/(qqKLldqqd將邊界條件代入可得：將邊界條件代入可得： 2max) 1(11LlRRqq它介于直線流量特性和對(duì)數(shù)流量特性之間，通常可用對(duì)數(shù)流量特性來代替它介于直線流量特性和對(duì)數(shù)流量特性之間，通?？捎脤?duì)數(shù)流量特性來代替。 單位相對(duì)行程（開度）的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量的單位相對(duì)行程（開度）的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量的平方根成正比關(guān)系。平方根成正比關(guān)系。D D、快開流量特性：、快開流量特性：在小開度時(shí)流量就已很大，隨著行程的增大，其流

16、量就很快達(dá)到最大，故稱在小開度時(shí)流量就已很大，隨著行程的增大，其流量就很快達(dá)到最大，故稱為快開特性。為快開特性。當(dāng)閥的行程大時(shí)，閥的流通面積不再增大，不能起控制作用。這種調(diào)節(jié)閥通當(dāng)閥的行程大時(shí)，閥的流通面積不再增大，不能起控制作用。這種調(diào)節(jié)閥通常用于二位式控制或程序控制。常用于二位式控制或程序控制。 第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器23第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器24常見的直行程閥常見的直行程閥閥體閥芯閥座推桿第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器25常見的直行程閥常見的直行程閥閥體閥芯閥座推桿第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器26角閥、三通閥角閥、三通閥第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器27第二節(jié) 氣動(dòng)

17、執(zhí)行器取決于閥芯的形狀和配管的狀況取決于閥芯的形狀和配管的狀況實(shí)際管路系統(tǒng)中其它設(shè)備對(duì)實(shí)際管路系統(tǒng)中其它設(shè)備對(duì)流量特性的影響流量特性的影響4 4、工作流量特性、工作流量特性 調(diào)查節(jié)閥在實(shí)際使用中，其前后壓差是變化的，在各種具體使用條件調(diào)查節(jié)閥在實(shí)際使用中，其前后壓差是變化的，在各種具體使用條件下，閥芯位移對(duì)流量的控制特性，稱為工作流量特性。下，閥芯位移對(duì)流量的控制特性，稱為工作流量特性。28A A、串聯(lián)管道工作流量特性、串聯(lián)管道工作流量特性 TggTgTppQpppQppp,0, 000第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器29管道串聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)閥的工作特性管道串聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)閥的工作特性 第二節(jié)第二節(jié) 氣

18、動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器30全開閥阻比全開閥阻比0minPPsT由于由于ppg g的存在，使理的存在，使理想特性變?yōu)楣ぷ魈匦韵胩匦宰優(yōu)楣ぷ魈匦缘诙?jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器31串聯(lián)管道調(diào)節(jié)閥工作特性第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器32 在在S S1 1時(shí)，管道阻力損失為零，系統(tǒng)的總壓差全部降在調(diào)節(jié)時(shí)，管道阻力損失為零，系統(tǒng)的總壓差全部降在調(diào)節(jié)閥上，實(shí)際工作流量特性與理想特性是一樣的；閥上，實(shí)際工作流量特性與理想特性是一樣的； 隨著隨著S S值的減小，管道阻力損失增加，結(jié)果不僅調(diào)節(jié)閥全開時(shí)值的減小，管道阻力損失增加，結(jié)果不僅調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的流量減小，而且流量特性也發(fā)生了很大的畸變：的流量減小，而且流量特性也發(fā)生了

19、很大的畸變： 直線特性趨向于快開特性；直線特性趨向于快開特性； 等百分比特性趨向于直線特性等百分比特性趨向于直線特性 并且并且S S值越小，影響越大。因此在實(shí)際使用中，值越小，影響越大。因此在實(shí)際使用中，S S值不能太小，值不能太小，通常希望通常希望S S值不低于值不低于0.30.3。 第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器33B B、并聯(lián)管道的工作流量特性、并聯(lián)管道的工作流量特性pQiQoQ1Q2并聯(lián)的目的：冗余措施；增大產(chǎn)量并聯(lián)的目的：冗余措施；增大產(chǎn)量( (流量流量) )令令SS為調(diào)節(jié)閥全開流量與總管最大流量之比，即：為調(diào)節(jié)閥全開流量與總管最大流量之比，即：1maxiQSQ 第二節(jié)第二節(jié) 氣

20、動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器34S=1.0S=0.8S=0.5S=0.2l/L100%直線直線S=1.0S=0.8S=0.5S=0.2l/L100%對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍大大降低。雖然閥本身的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍大大降低。第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器35 當(dāng)當(dāng)s=1s=1時(shí)，即關(guān)閉旁路，調(diào)節(jié)閥工作流量特性西即為理想時(shí)，即關(guān)閉旁路，調(diào)節(jié)閥工作流量特性西即為理想流量特性。流量特性。 隨著旁路閥打開，即隨著旁路閥打開，即ss值逐漸減小時(shí)，系統(tǒng)可調(diào)范圍大大值逐漸減小時(shí)，系統(tǒng)可調(diào)范圍大大下降，這將使調(diào)節(jié)閥所能控制的流量變化很小。下降，這將使調(diào)節(jié)閥所能控制的流量變化很小。 一

21、般認(rèn)為采用旁路閥的控制方案是不好的，希望旁路流量一般認(rèn)為采用旁路閥的控制方案是不好的，希望旁路流量最多只能是總流量的百分之十幾，所以最多只能是總流量的百分之十幾，所以SS值最小不低于值最小不低于0.80.8。第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器36 串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管理的影響尤為串、并聯(lián)管道都會(huì)使閥的理想流量特性發(fā)生畸變，串聯(lián)管理的影響尤為 嚴(yán)重；嚴(yán)重； 串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重；串、并聯(lián)管道都會(huì)使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重； 串聯(lián)管理使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總流量增加；串聯(lián)管理使系統(tǒng)總流量減少，并聯(lián)管道使系統(tǒng)總

22、流量增加； 串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減少，即輸入信號(hào)變化引起的流量串、并聯(lián)管道會(huì)使控制閥的放大系數(shù)減少，即輸入信號(hào)變化引起的流量 變化值減小，串聯(lián)管理時(shí)控制閥若處于大開度，則變化值減小，串聯(lián)管理時(shí)控制閥若處于大開度，則S S值降低，對(duì)放大系數(shù)值降低，對(duì)放大系數(shù) 影響更為嚴(yán)重；并聯(lián)管理時(shí)，控制閥若處于小開度，則影響更為嚴(yán)重；并聯(lián)管理時(shí)，控制閥若處于小開度，則SS值降低時(shí)，放值降低時(shí)，放 大系數(shù)影響更為嚴(yán)重。大系數(shù)影響更為嚴(yán)重。第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器5、小結(jié)：、小結(jié)：37三、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開氣關(guān)型式三、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開氣關(guān)型式AO:air-to-openAC:air-to-clos

23、e第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器38氣關(guān)型氣開型氣開型氣關(guān)型第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器1 1、概念、概念39氣開閥：在有信號(hào)壓力輸入時(shí)閥打開、無信號(hào)壓力時(shí)閥全關(guān)氣開閥：在有信號(hào)壓力輸入時(shí)閥打開、無信號(hào)壓力時(shí)閥全關(guān)第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器氣關(guān)閥：在有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)閉，無信號(hào)壓力時(shí)閥全開氣關(guān)閥：在有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)閉，無信號(hào)壓力時(shí)閥全開 從控制系統(tǒng)角度出發(fā)，氣開閥為正作用，氣關(guān)閥為反作用從控制系統(tǒng)角度出發(fā)，氣開閥為正作用，氣關(guān)閥為反作用40正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：當(dāng)輸入氣壓信號(hào)增大時(shí)，閥桿向下移動(dòng)正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：當(dāng)輸入氣壓信號(hào)增大時(shí)，閥桿向上移動(dòng)第二節(jié)第二節(jié)

24、 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器41正體閥反體閥正體閥：閥桿下移時(shí)流量減小反體閥：閥桿下移時(shí)流量增大422 2、選擇、選擇基本原則：根據(jù)安全生產(chǎn)的要求選擇調(diào)節(jié)閥的氣開和氣關(guān)基本原則：根據(jù)安全生產(chǎn)的要求選擇調(diào)節(jié)閥的氣開和氣關(guān) 即即在事故條件下（如氣動(dòng)閥門氣源中斷），應(yīng)盡量使其動(dòng)作不會(huì)引起在事故條件下（如氣動(dòng)閥門氣源中斷），應(yīng)盡量使其動(dòng)作不會(huì)引起嚴(yán)重事故嚴(yán)重事故?？紤]事故狀態(tài)時(shí)人身、工藝設(shè)備的安全。考慮事故狀態(tài)時(shí)人身、工藝設(shè)備的安全。當(dāng)過程控制系統(tǒng)發(fā)生故障（如氣源中斷，控制器損壞或調(diào)節(jié)閥壞了）時(shí)，調(diào)節(jié)當(dāng)過程控制系統(tǒng)發(fā)生故障（如氣源中斷，控制器損壞或調(diào)節(jié)閥壞了）時(shí)，調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)不致影響人身和工藝設(shè)備的安全

25、。閥所處的狀態(tài)不致影響人身和工藝設(shè)備的安全?？紤]事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量?？紤]事故狀態(tài)下減少經(jīng)濟(jì)損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量。考慮介質(zhì)的性質(zhì)：考慮介質(zhì)的性質(zhì)：對(duì)裝有易結(jié)晶、易凝固物料的裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥需選用氣關(guān)式，一旦對(duì)裝有易結(jié)晶、易凝固物料的裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥需選用氣關(guān)式，一旦事故發(fā)生，使其處于全開狀態(tài)，以防止物料結(jié)晶、凝固和堵塞給重新開工事故發(fā)生，使其處于全開狀態(tài)，以防止物料結(jié)晶、凝固和堵塞給重新開工帶來麻煩，甚至損壞設(shè)備。帶來麻煩，甚至損壞設(shè)備。第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器433 3、氣開氣關(guān)組合方式表、氣開氣關(guān)組合方式表序號(hào)序號(hào)執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)執(zhí)行器執(zhí)行器

26、1 1+/+/正正+/+/正正+/+/氣關(guān)氣關(guān)2 2+/+/正正-/-/反反-/-/氣開氣開3 3-/-/反反+ /+ /正正-/-/氣開氣開4 4-/-/反反- -反反/ /+/+/氣關(guān)氣關(guān)第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器44例例1 1：加熱爐燃油系統(tǒng)供油閥：加熱爐燃油系統(tǒng)供油閥為防止高溫事故，應(yīng)選氣開為防止高溫事故，應(yīng)選氣開式式第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器45例例2 2：工業(yè)鍋爐汽包水位給水閥：工業(yè)鍋爐汽包水位給水閥在事故條件下需保證有冷水進(jìn)入在事故條件下需保證有冷水進(jìn)入汽包，應(yīng)選氣關(guān)（閉）式汽包，應(yīng)選氣關(guān)（閉）式第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器46四、調(diào)節(jié)閥口徑的確定四、調(diào)節(jié)閥

27、口徑的確定基本步驟基本步驟 確定工藝最大流量確定工藝最大流量QmaxQmax確定最大流量時(shí)的閥壓降確定最大流量時(shí)的閥壓降PTminPTmin并計(jì)算并計(jì)算S S值值計(jì)算流量系數(shù)計(jì)算流量系數(shù)C C進(jìn)行必要的修正進(jìn)行必要的修正查找合適的查找合適的CgCg（保證（保證CgCCgC）代入代入CgCg驗(yàn)算驗(yàn)算由由CgCg查找相應(yīng)公稱通經(jīng)查找相應(yīng)公稱通經(jīng)DgDg和閥座直徑和閥座直徑DgDg產(chǎn)品產(chǎn)品第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器47例：直通雙座直線閥選型例：直通雙座直線閥選型141510100010010maxpQC已知已知Q Qmaxmax=100m=100m3 3/h/h，p=50KPap=50KPa

28、，Q Qminmin=20m=20m3 3/h/h，s=0.5s=0.5，介，介質(zhì)為水，試確定閥門口徑質(zhì)為水，試確定閥門口徑DgDg。解：解： 1.1.2. 2. 查表找合適的查表找合適的Cg=160Cg=160第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器4811310005010160maxQ3.3.驗(yàn)算：驗(yàn)算：閥門開度閥門開度100%100%時(shí)有時(shí)有4. 4. 按按Cg=160Cg=160查表得合適的選型口徑查表得合適的選型口徑Dg=100mmDg=100mm且有且有Q=100,l/L=79%,Q=20,l/L=10%Q=100,l/L=79%,Q=20,l/L=10% 第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)

29、執(zhí)行器49五、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝、維護(hù)五、氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝、維護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器1 1、安裝在靠近地面或樓板的地方，當(dāng)裝有閥門定位器或手柄機(jī)構(gòu)時(shí)，要、安裝在靠近地面或樓板的地方，當(dāng)裝有閥門定位器或手柄機(jī)構(gòu)時(shí)，要 保證觀察、調(diào)整和操作保證觀察、調(diào)整和操作 方便；方便；2 2、安裝在環(huán)溫為六十至零下四十?dāng)z氏度的地方，遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備，、安裝在環(huán)溫為六十至零下四十?dāng)z氏度的地方，遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備， 為避免膜片受熱老化，控制閥的上膜蓋與載熱管道或設(shè)備之間的距離為避免膜片受熱老化，控制閥的上膜蓋與載熱管道或設(shè)備之間的距離 大于大于200mm200mm；3 3、閥的公稱通徑與管道公稱通徑

30、不同時(shí)要加一段異徑管；、閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)要加一段異徑管；4 4、氣動(dòng)執(zhí)行器要正立垂直安裝在水平管道上，氣動(dòng)執(zhí)行器要正立垂直安裝在水平管道上，特殊情況下需要水平或傾特殊情況下需要水平或傾 斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般要加支撐，即使正立垂直安裝，當(dāng)閥斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般要加支撐，即使正立垂直安裝，當(dāng)閥 的自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐；的自重較大和有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐；5 5、流體方向不能裝反；、流體方向不能裝反；6 6、檢修閥或裝旁路閥，可以在檢修時(shí)方便并不影響正常工藝生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行。、檢修閥或裝旁路閥，可以在檢修時(shí)方便并不影響正常工藝生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行。50第三節(jié)第三節(jié) 電

31、動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器 一、概述一、概述電動(dòng)執(zhí)行器也由電動(dòng)執(zhí)行器也由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。兩部分組成。最簡單的電動(dòng)執(zhí)行器稱為電磁閥最簡單的電動(dòng)執(zhí)行器稱為電磁閥其它連續(xù)動(dòng)作的電動(dòng)執(zhí)行器都使用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力元件，將調(diào)節(jié)閥的信號(hào)其它連續(xù)動(dòng)作的電動(dòng)執(zhí)行器都使用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力元件，將調(diào)節(jié)閥的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的開度轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的開度 伺服放大器伺服電動(dòng)機(jī)減速器位置發(fā)生器+其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)執(zhí)行器是通用的，不同的只是電動(dòng)執(zhí)行器使用電動(dòng)執(zhí)行其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)執(zhí)行器是通用的，不同的只是電動(dòng)執(zhí)行器使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即使用電動(dòng)機(jī)等電的動(dòng)力啟閉調(diào)節(jié)閥。機(jī)構(gòu)，即使用電動(dòng)機(jī)等電的動(dòng)力啟閉調(diào)節(jié)閥。 51第三節(jié)第三

32、節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器直行程調(diào)節(jié)閥直行程調(diào)節(jié)閥角行程調(diào)節(jié)閥角行程調(diào)節(jié)閥多圈行程調(diào)節(jié)閥多圈行程調(diào)節(jié)閥電磁閥電磁閥二、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)二、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)52電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器53電動(dòng)閥工作原理框圖電動(dòng)閥工作原理框圖第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器54執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器輸出p0,I0推力、位移操縱變量流量接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，來改接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，來改變調(diào)節(jié)閥的流通截面積。變調(diào)節(jié)閥的流通截面積。第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器55附：變頻電動(dòng)閥原理框圖附：變頻電動(dòng)閥原理框圖第三節(jié)第三節(jié) 電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)

33、執(zhí)行器56第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器57閥門定位器閥門定位器Value Positioner第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器58第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器一、電氣轉(zhuǎn)換器的工作原理一、電氣轉(zhuǎn)換器的工作原理59二、閥門定位器工作原理二、閥門定位器工作原理第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器60帶閥門定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥帶閥門定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器61閥門定位器是氣動(dòng)執(zhí)行器的主要附件，它利用負(fù)反饋原閥門定位器是氣動(dòng)執(zhí)行器的主要附件，它利用負(fù)反饋原理來改善調(diào)節(jié)閥的定位精度和靈敏度

34、，理來改善調(diào)節(jié)閥的定位精度和靈敏度， 實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位； 改善調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)特性；改善調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)特性； 改變調(diào)節(jié)閥的流量特性；改變調(diào)節(jié)閥的流量特性； 實(shí)現(xiàn)分程控制。實(shí)現(xiàn)分程控制。第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)換器及閥門定位器轉(zhuǎn)換器及閥門定位器62智能電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)：智能電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)：1 1、具有智能能化和高精度的控制功能；、具有智能能化和高精度的控制功能；2 2、一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想；、一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想；3 3、具有智能化的通信功能；、具有智能化的通信功能；4 4、具有智能化的自診斷與保護(hù)功能；、具有智能化的自診斷與保護(hù)功能；5 5、具有靈活的組態(tài)功能，、具有靈活的組態(tài)功能，“一機(jī)多用一機(jī)多用”，提高了經(jīng)濟(jì)，提高了經(jīng)濟(jì)效效 益。益。第五節(jié)第五節(jié) 智能電動(dòng)執(zhí)行器智能電動(dòng)執(zhí)行器63執(zhí)行器的選擇：執(zhí)行器的選擇： 執(zhí)行器