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第四章 过程控制装置 变送器 调节器 运算器——乘除器、开方器、积算仪 执行器——气动执行器 关键点： 执行器在自控系统中的作用 组合方式 执行机构有正反作用 阀体部件有正装和反装 气动调节阀有气开式和气关式 气关 气开 气开 气关 3、流量特性的选择 调节阀流量特性：介质流过调节阀的相对流量与相对位移（即阀的相 对开度）之间的关系 调节阀前后压差的变化，会引起流量变化。流量特性分为理想流量特性和实际流量特性 （1）调节阀的流量特性的概念 最大流量 最大位移 实际位移 实际流量 调节阀的固有特性，由阀芯的形状所决定。 1-快开特性 2-直线特性 3-抛物线特性 4-等百分比（对数）特性 （2） 理想流量特性 (ΔP 一定) 特点：a.放大系数是常数 调节阀的相对流量与相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数 b. Q ↑流量相对变化值 ↓ A、直线流量特性 l/L qv/qvmax 10% 50% 80% 特点：a. Q ↑放大系数↑ 单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系 b. 流量相对变化值是常数 B、等百分比流量特性（对数流量特性） l/L qv/qvmax 10% 50% 80% 单位相对位移的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方值的平方根成正比关系 C、抛物线流量特性 为了弥补直线特性在小开度时调节性能差的缺点，在抛物线特性基础上派生出一种修正抛物线特性，它在相对位移30%及相对流量变20%这段区间内为抛物线关系，而在此以上的范围是线性关系。 l/L qv/qvmax 在开度较小时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大；此后再增加开度，流量变化很小 有效位移一般为阀座直径的1/4 适用于迅速启闭的位式控制或程序控制系统 D、 快开流量特性 上述4种流量特性中：直线和等百分比最常用。 l/L qv/qvmax A、串联管道时 * 流量特性发生畸变 直线特性→快开特性 等百分比特性→直线特性 * 可调比减小 （3）工作流量特性 (ΔP 变化) B、并联管道时的工作流量特性 通常一般X 值不能低于0.8， 即旁路流量只能为总流量的百分数之十几。 可调比将大大下降 可调比R反映调节阀的调节能力的大小 定义:调节阀所能调节的最大流量和最小流量之比 调节阀前后压差的变化，会引起可调比变化，将可调比分为理想可调比和实际可调比。 （4） 调节阀的可调比 理想可调比由结构设计决定，通常 A、理想可调比R (ΔP 一定) ①串联管道时的可调比 设 B、实际可调比 Rr (ΔP 变化) B、并联管道时的可调比 R ＞＞1 设 （4）理想流量特性的选择 实际上是指如何选择直线特性和等百分比特性 经验准则 : 适当地选择调节阀的特性，以阀的放大系数的变化来补偿控制对象放大系数的变化，使控制系统总的放大系数保持不变或近似不变 （1）考虑系统的控制品质 调节阀在串联管道时的工作流量特性与S值的大小有关，即与工艺配管情况有关。因此，在选择其特性时，还必须考虑工艺配管情况。 （2）考虑工艺管道情况 1.根据系统的特点选择所需要的工作流量特性 2.考虑工艺配管情况确定相应的理想流量特性 P182 表5-5 具体做法: 气动调节阀选型规定(CD50A11-84) ≤0.75 ＞0.75 各种控制系统 同上 1.流量、压力、温度定值控制系统 2.主要干扰为给定值的压力控制系统 1.液位定值控制系统 2.主要干扰为给定值的流量、温度控制系统 正常流量 下的△P /没有流量负载时的△P 对数 直线 固有流量 特性 直线特性调节阀在小开度时流量相对变化值大，控制过于灵敏，易引起振荡，且阀芯、阀座也易受到破坏，因此在S值小、负荷变化大的场合，不宜采用。等百分比特性调节阀的放大系数随调节阀行程增加而增大，流量相对变化值是恒定不变的，因此它对负荷变化有较强的适应性。 （3）考虑负荷变化情况 结论：常用的调节阀流量特性为“线性”和“等百分比” 在设计过程中，当流量特性难以确定时，优先选用“等百分比”特性，它的适应性更强。 * 执行器接受来自调节器的控制信号，由执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构（调节阀），改变控制量，使被控变量符合预期要求。 4.4执行器 气开、气关 阀（芯）结构及其特点 流量系数 Kv 可调比R 流量特性 （重点2种） 阀门定位器（了解） 执行器的简单计算