过程控制第五章讲义.ppt

主编 倪志莲 龚素文;第5章　过程控制装置;5.1　控制器;5.1.1　基地式调节器和自力式调节器;XCT系列指示调节仪表主要结构示意图;2.自力式调节器　;;5.1.2　电动单元式调节器;1.DDZ-Ⅲ型仪表概述 DDZ-Ⅲ型仪表是模拟式控制器中较为常见的一种，它用来自变送器或转换器的1～5V直流测量信号作为输入信号，与1～5V直流设定信号相比较得到偏差信号，然后对此信号进行PID运算后，输出1～5V或4～20mA的直流控制信号，从而实现对工艺变量的控制。;2.分类与型号 （1） 分类　 根据单元功能及结构特点，DDZ-Ⅲ型仪表大体有八个基型品种：①差压型二线制变送器；②温度变送器；③安全栅；④调节器；⑤指示记录仪；⑥计算单元；⑦电-气转换器；⑧电源箱。 按使用场所分为危险场所和安全场所两种仪表：按安装方式可分为现场安装、盘面安装和盘后安装三种仪表。 按仪表在系统中的作用和特点可分为变送单元、转换单元、显示单元、调节单元、计算单元及辅助单元等。 （2） 型号　 Ⅲ型电动仪表以电（Dian）、单（Dan）、组（Zu） 三字的汉语拼音字母标志，即DDZ，整套仪表取名为DDZ-Ⅲ型电动单元组合式控制仪表。;3.调节单元结构原理;4.DDZ-Ⅲ型电动单元调节器的基本使用方法 （1）通电准备 （2）用手动操作启动 （3）由手动切换到自动　 （4）自动控制　 （5）由“自动” 切换到“手动” （6）“内” 给定与“外” 给定的切换;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.1.3　数字式控制器;5.2　执行器;5.2.1　气动执行器;１.气动执行器的结构与分类 （1）执行机构　气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式两种。 （2）控制机构　控制机构即调节阀、控制阀，是一个局部阻力可以改变的节流元件。;控制阀的结构类型 ;控制阀的结构类型;控制阀的结构类型;2.调节阀的流量特性 调节阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）之间的关系，即;（1）调节阀的理想流量特性　 在不考虑调节阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。它取决于阀芯的形状，主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开等几种。;（2）调节阀的工作流量特性 在实际生产中，调节阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性。 １）串联管道的工作流量特性。;;2） 并联管道的工作流量特性。;综合串、并联管道的情况，可得如下结论： 1）串、并联管道都会使阀的理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为严重。 2）串、并联管道都会使调节阀的可调范围降低，并联管道尤为严重。 3）串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加。 4）串、并联管道会使调节阀的放大倍数减小，即输入信号变化引起的流量变化值减少。串联管道时调节阀若处于大开度，则Ｓ值的降低对放大倍数影响更为严重；并联管道时调节阀若处于小开度，则ｘ值降低对放大倍数影响更为严重。;3.调节阀的选择 （1）调节阀结构与特性的选择　 调节阀的结构形式主要根据工艺条件，如温度、压力及介质的物理、化学特性（如腐蚀性、粘度等） 来选择。 （2）气开式与气关式的选择　 气动执行器有气开式与气关式两种形式。;（3） 调节阀口径的选择　 调节阀口径选择是否合适将直接影响到控制效果。 调节阀口径的选择是由调节阀流量系数Ｃ决定的。 流量系数Ｃ的定义为：在给定的行程下，当阀两端压差为100kPa，流体密度为1g/cm3时，流经调节阀的流体流量（以m3/h表示）。 调节阀的流量系数C表示调节阀容量的大小，是表示调节阀流通能力的参数。;4.气动执行器的安装和维护 １）为便于维护检修，气动执行器应安装在靠近地面或楼板的地方。 ２）气动执行器应安装在环境温度不高于＋60℃和不低于－40℃的地方，并应远离振动较大的设备。 ３）阀的公称通径与管道公称通径不同时，两者之间应加一段异径管。 ４）气动执行器应该是正立垂直安装于水平管道上。 ５）通过调节阀的流体方向在阀体上有箭头标明，不能装反，正如孔板不能反装一样。 ６）调节阀前后一般应各装一只切断阀，以便修理时拆下调节阀。考虑到调节阀发生故障或维修时，不影响工艺生产的继续进行，一般应装旁路阀。 ７）调节阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊渣。 ８）在日常使用中，要对调节阀经常维护和定期检修。;5.2.2　电动执行器;1.基本结构 （1） 执行机构的基本结构 ;（2） 调节阀的基本结构 电动执行器中的调节阀与气动执行器基本相同。最常用的是直通单座阀和直通双座阀两种。 （3） 控制器的结构 ;2.执行机构的工作原理 电动执行机构是以伺服电动机为驱动源、以直流电流为控制