第4章执行器分解.ppt

气动执行器 气动薄膜单座 调节阀 　　 ?执行机构 ?结构：薄膜式，活塞式两种结构。 气动薄膜式执行机构分正作用（ZMA）和反作用 （ZMB）两类；或分为有弹簧和无弹簧两种。 ?作用：将控制信号压力的大小转换为阀杆的位移。 阀杆的行程规格：10、16、25、40、60、100mm等。 有弹簧气动薄膜式执行机构的输出位移与输入控制气信号 成比例关系，弹簧平衡作用。 ?控制机构： 即控制阀，局部阻力可以改变的节流元件。将阀杆的位移 转换为被控介质流量的大小。控制阀有多种结构形式，（如 图6-5~6-14所示。控制阀结构决定其流量特性。 气动执行机构（补充参考） √阀门气开气关式的选择原则 工艺生产的安全 当控制信号中断(失气、失电)时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。 当气源切断时， 调节阀是处于关闭位置安全-----选气开 FC 开启位置安全-----选气关 FO 示例： 其他一般场合 阀门的选择： 气源中断或电源中断时， 进入装置的原料、热源应切断：进料阀选气开 切断装置向外流出产品： 出料阀选气开 精馏塔回流应打开： 回流阀选气关 √说明几点 ： 简单控制系统框图中的各个信号都是增量。图中的箭头表示信号的流向，并非物流或能流的方向。 各环节的增益有正、有负。当该环节的输入增加时，其输出增加，则该环节的增益为正，反之，如果输出减小则增益为负。 对象的增益有正、有负。例如：加热系统的增益为正、冷却系统的增益为负； 气开阀的增益为正、气关阀的增益为负； 正作用控制器的增益为负，反作用控制器的增益为正； 检测变送器的增益一般为正。 通过调整控制器的正反作用来保证系统为负反馈。 控制阀的流量特性 被控介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（相对位 移）的关系，即 图6-15 不同流量特性的阀芯形状 图6-16 理想流量特性 1-快开；2-直线；3-抛物线；4-等百分比 1-快开；2-直线；3-抛物线；4-等百分比 直线流量特性 积分可得 式中C为积分常数。边界条件为：l = 0时Q=Qmin（Qmin为控制阀能控制的最小流量）；l = L时Q= Qmax。把边界条件代入上式，可分别得： 最后得到 直线流量特性特点 阀心相对开度变化所引起的流量变化是相等的 直线流量特性情况下，阀门处于不同开度时，在原来基础上阀门变化相同的行程，引起的流量相对变化量却是不同的(流量变化量与原有流量之比）。因而直线流量特性不利于控制。 ： 在小开度时，流量相对变化量大； 在大开度时，其流量相对变化最小。 直线流量特性调节阀在小开度时，控制作用强，易引起振荡；在大开度时，控制作用弱，控制缓慢。 对数（等百分比）流量特性 其数学表达式 行程变化相同的百分数，流量在原来基础上变化的相对百分数是相等的，即具有等百分比流量特性。 对数（等百分比）流量特性特点： 调节阀在小开度时，控制缓和平稳 调节阀在大开度时，控制及时有效。 2、调节阀的工作流量特性 实际应用时，调节阀两端的压差是变化的，此时调节阀的相对流量与相对开度之间的关系称为工作流量特性。 调节阀的可调比 调节阀的可调比(可调范围)R为 R=Qmax/Qmin ?理想可调比 调节阀前后压差一定时的可调比称为理想可调比，以R表示，即 式中，Kmax和Kmin分别是调节阀的最大流量系数与最小流量系数。 国产调节阀的理想可调比主要有30和50两种 。 ?实际可调比 调节阀在实际使用时，串联管路系统中管路部分的阻力变 化，将使调节阀前后压差发生变化，从而使调节阀的可调比 也发生相应的变化，这时的可调比称实际可调比，以Rr表 示。 式中，?p1max为调节阀全关时的阀前后压差，它约等于管 道系统的压差?p；?p1min为调节阀全开时的阀前后压差。 s值越小，即串联管道的阻力损失越大，实际可调比越小。 电动执行器 电动执行器 ? 角行程电动执行器：直流电流 角位移（0~90?）； 直行程电动执行器：直流电流 直线位移； 多转式电动执行器：直流电流 多转式阀门的启、闭。 阀门定位器