自动化仪表与过程控制第7讲11.16.pptVIP

* * 第七讲 执行器 一、执行器概述 控制器 执行器 工艺装置 工业参数(T、P、F、L等) 气动执行机构 ※执行器分类： 电液 角行程 执行器 = 执行机构（附件） + 调节阀 ※终端控制仪表： （控制信号） （控制信号 阀杆L、 ） 电动执行机构 直行程 动力方便、信号处理及响应快 其它 液动 薄膜式 （区别在于减速器） 价格便宜、结构简单、防爆 多转式 活塞式 （推力大） （ 阀杆L、 介质流量Q） 电磁 执行机构 蝶阀 角形 三角阀 直通双座 直通单座 调节阀 隔膜阀 （阀位） （介质流量） 球阀 主要用在电力、冶金工业 电气阀门定位器 气动阀门定位器 电气转换器 附件 第七讲 执行器（续） 二、调节阀（1） 1、阀的结构组成：阀芯、阀座、阀杆、阀体 2、阀的种类： 第七讲 执行器（续） 二、调节阀（2） ※单座阀：结构简单、泄漏小、不平衡力大 气闭式：气压P 阀开度 双座阀：结构复杂、泄漏大、不平衡力小 3、气开式：气压P 阀开度 4、流通能力C： 定义： ΔP=100KPa、ρ=1000Kg/m3、阀门开度=100%时，？m3/h=C 从工艺安全角度出发，来确定 例：蒸汽加热器用气开式 计算： 由ρ、ΔP 、需求的Qmax C 例：锅炉进水阀用气闭式 电开式/电关式（电动调节阀） 应用：由C求得调节阀口径D（公称直径）、结构形式 第七讲 执行器（续） 二、调节阀（3） 5、流量特性 有重要影响 流量% 对阀的正确使用 对控制系统特性 阀门开度% 线性特性 对数特性 ① 理想（固有）流量特性（ΔPT一定） 快开特性 * 三种不同特性由三种不同形状阀芯 * 比较：直线特性（相对对数特性）在小开度时，相对流量变化太大，控制作用强，易超调与振荡；在大开度时，相对流量变化太小，控制作用弱不及时；快开特性常用于两位式控制；对数特性最常用。 第七讲 执行器（续） 二、调节阀（4） ② 工作流量特性（ΔPT不定） 降压比 S=1 理想流量特性 降压比S 对象特性即放大系数 S1 畸变 ? 流量特性选择 原则：使执行器和对象的总的实际工作特性接近线性 考虑因素： ∴理想流量特性歧变为实际工作流量特性 第七讲 执行器（续） 三、气动执行机构（薄膜式） 1、结构： B P 薄膜变形 推杆位移 ? 弹簧平衡 2、工作原理： 其中，A为薄膜面积，K为弹簧弹性系数 第七讲 执行器（续） 四、定位器（1） 1、I/P转换器 组成 喷嘴挡板机构 工作原理 动态： I 杆杠左端向下转动 S P P 平衡 杆杠中端向上转动 波纹管推力 稳态：P=K*I ， K为常数 第七讲 执行器（续） 四、定位器（2） 应用 电信号Ii（4~20mA） 电气 转换器 气动 执行机构 气动信号Pi（20~100KPa） 调节阀 阀杆位移? 气源 2、气动阀门定位器 ※缺点：开环控制定位精度底、响应速度慢、不能用于大压差和摩擦力场合 电信号Ii（4~20mA） 电气 转换器 气动信号Pi（20~100KPa） 气动阀门 定位器 气动 执行机构 气动信号Pi（20~100KPa） 调节阀 阀杆位移? 气源 阀位反馈 流体压差形成的反作用力 提高动态响应速度 克服阀杆摩擦力（因为防止泄漏要求密封填料压得很紧） ※定位器使用的必要性： 第七讲 执行器（续） 四、定位器（3） 3、电气阀门定位器 动态： I 主杆杠顺时针旋转 喷嘴挡板间隙 S 背压 P ? 平衡 主杆杠逆时针旋转 反馈弹簧反馈力 反馈凸轮顺时针转 稳态：?=K*I ， K为常数 组成： I/P+气动阀门定位器 工作原理 动画演示