[信息与通信]1_常规PID整定培训-执行器-黄永林.ppt

常规PID整定培训-执行器 主要内容 执行器 执行器 执行器分类 电动执行器 气动执行器 调节阀 调节阀的主要结构形式 调节阀的流量特性 理想流量特性 直线流量特性 直线流量特性特点 对数（等百分比）流量特性 抛物线流量特性 快开流量特性 工作流量特性 调节阀S值 调节阀的空化及其避免 调节阀的空化及其避免 避免空化和汽蚀的方法 选择调节阀的气开、气关形式 阀门定位器 例题 例题 例题 例题 例题 例题 例题 结束 谢谢大家 * * 执行器： 电动执行器 气动执行器 调节阀及其流量特性 调节阀的空化及其避免 阀门定位器 作用：控制流入或流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。 执行器组成： 执行机构（驱动） 调节机构（阀芯） 接受调节器输出的控制信号，转换成直线位移或角位移，来改变调节阀的流通截面积。 安装在生产现场，直接与介质接触； 通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作； 直接影响过程控制系统的控制质量。 分为三大类： 以压缩空气为能源的气动执行器（即气动调节阀），气动执行器的输入信号为20～100kPa； 以电为能源的电动执行器（即电动调节阀），电动执行器的输入信号为4～20mA DC； 以高压液体为能源的液动执行器（即液动调节阀）。 执行机构包括：永磁低速同步电动机、位置发送器和减速器等。 执行机构由膜片、推杆和平衡弹簧等部分组成； 接受调节器或电-气阀门定位器输出的气压信号，经膜片转换成推力，使推杆（阀杆）产生位移，同时带动阀心动作； 气动执行器的执行机构可看成一阶惯性环节（而电动执行器可看成比例环节）。 局部阻力可变的节流元件； 通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻力系数，达到控制流量的目的。 指介质流过阀门的相对流量与相对开度之间的关系 qv/qvmax——相对流量，即调节阀某一开度流量与全开流量之比； l/L——相对开度，即调节阀某一开度行程与全行程之比。 调节阀前后压差不变时，得到的流量特性； 流量特性完全取决于阀芯的形状； 理想流量特性有： 直线 对数 抛物线 快开 调节阀的相对流量与阀心的相对开度成直线关系，即调节阀相对开度变化所引起的相对流量变化是常数。 R为调节阀的可调范围，R=qvmax/qvmin 阀心相对开度变化所引起的流量变化是相等的 流量相对变化量（流量变化量与原有流量之比）是不同的： 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。 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。 相对流量与阀杆的相对开度成抛物线关系，即相对流量与相对开度成平方关系。 它介于直线与对数流量特性之间，通常可用对数流量性来代替。 在小开度时流量就比较大，随着开度的增大流量很快就达到最大 主要适用于位式控制。 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。 为衡量调节阀实际工作流量特性相对于理想流量特性的变化程度，用阻力比系数S来表示： 串联管道，流量特性发生两个变化 一是调节阀全开时流量减小，即调节阀可调范围变小； 另一个是流量特性曲线向上拱，理想直线特性变成快开特性。S值越小，畸变越严重。 并联工作时，根据现场使用经验，旁路流量只能为总流量的百分之十几，S值不能低于0.8。 闪蒸： 流体流经节流件（阀芯）时，在节流件后某处静压下降到最低，当静压力下降到甚至低于该液体所在工况下的饱和蒸汽压时，部分液体就会汽化成气体，形成汽液混合的两相流体。 空化： 闪蒸发生后，随着流体的流动，其静压力又要上升。当静压力回升到该液体所在工况下的饱和蒸汽压以上时，闪蒸形成的气泡会破裂重新转化为液体，这种气泡形成和破裂的过程称为空化。 空化的破坏作用： 材质的损坏； 振动； 噪声。 主要从压差的选择、材料、结构上考虑。 最根本的方法是使调节阀前后压差不大于最大允许压差： 可采用多级阀芯的高压调节阀； 用两个以上的调节阀相串联。 所谓气开式，即当信号压力增加时，阀门开大；气关式则相反，即信号压力增加时，阀门关小。 考虑事故状态时人身、工艺设备的安全； 考虑在事故状态下减少经济损失，保证产品质量。 气动执行器的主要附件。 利用负反馈原理来改善调节阀的定位精度和灵敏度。 实现准确定位； 改善调节阀的动态特性； 改变调节阀的流量特性； 实现分程控制。 已知阀的最大流量Qmax=100m3/h，可调范围R=30。试分别计算在理想情况下阀的相对行程为=0.1、0