自动化仪表及过程控制教材

自动化仪表及过程控制(7)AutomationInstrumentationsandProcessControlTANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅ActuatorandExplosion-proofFence执行器是是自动控控制系统统中的一一个重要要的组成成部分..它的的作用是是接收控控制器送送来的控控制信号号,产产生相应应动作来来控制被被控变量量。执行器按按其使用用能源形形式可分分为气动动、电动动、液动动三大类类。气动执行行器用压压缩空气气做为能能源，简简单、可可靠、推推力大、、防火防防爆、价价格低廉廉，电动执行行器的能能源取用用方便，，信号传传递迅速速。TANGNAN气动执行行器TANGNAN气动执行行器TANGNAN气动执行行器PneumaticactuatorTANGNAN带阀门定定位器的的气动调调节阀TANGNAN电动执行行器ElectricalactuatorTANGNAN调节阀的的执行机机构气动薄膜膜阀气气动活活塞阀TANGNAN正作用薄薄膜执行行机构DirectactingdiaphragmactuatorTANGNAN执行机构构的作用用型式正作用反作用TANGNAN调节阀的的调节机机构TANGNAN调节阀的的调节机机构TANGNAN工业调节节阀调节节机构的的型式结构型式特点直通单座压降低，泄漏量小直通双座压降大，泄漏量大角阀高压降、高粘度、含杂质介质高压阀高压场合蝶阀大流量、低压差、大泄漏量、含杂质隔膜阀腐蚀性介质三通阀分流、合流TANGNAN蝶阀TANGNAN角阀、三三通阀TANGNAN常见的直直行程阀阀阀体阀芯阀座推杆TANGNAN常见的直直行程阀阀阀体阀芯阀座推杆TANGNAN调节机构构作用型型式例：直通通单座阀阀正作用反作用TANGNAN调节机构构作用型型式例：直通通单座阀阀正作用反作用TANGNAN气动调节节阀气开开气关型型式AO:air--to--openAC:air--to--closeTANGNAN气开气关关组合方方式表序号执行机构调节机构执行器1+/正+/正+/气关2+/正-/反-/气开3-/反+/正-/气开4-/反-反/+/气关TANGNAN控制系统统气动执执行器AO/AC选择择原则：：安全－－在事事故条件件下（如如气动阀阀门气源源中断）），应尽尽量使其其动作不不会引起起严重事事故。TANGNAN例1：加加热炉燃燃油系统统供油阀阀为防止高高温事故故，应选选气开式式TANGNAN例2：工工业锅炉炉汽包水水位给水水阀在事故条条件下需需保证有有冷水进进入汽包包，应选选气关（（闭）式式TANGNAN调节阀的的流量特特性阀芯相对对位移和和相对流流量变化化的关系系Qmax：阀门最最大流量量L：阀阀芯最大大行程Q：实实际流量量l：实实际行程程TANGNAN理想流量量特性（（固有流流量特性性）取决于阀阀芯的形形状。不同的阀阀芯形状状在同样样行程变变化时引引起不同同的流量量变化例：直线线阀理想想流量特特性TANGNAN理想流量量特性TANGNAN工作流量量特性取决于阀阀芯的形形状和配配管的状状况实际管路路系统中中其它设设备对流流量特性性的影响响TANGNAN串联管道道工作流流量特性性TANGNAN全开阀阻阻比由于Δpg的存在，，使理想想特性变变为工作作特性TANGNAN管道串联联时调节节阀的工工作特性性TANGNAN工程中调调节阀口口径的确确定基本步骤骤确定工艺艺最大流流量Qmax确定最大大流量时时的阀压压降ΔPTmin并计算S值计算流量量系数C进行必要要的修正正查找合适适的Cg（保证Cg≥C）代入Cg验算由Cg查找相应应公称通通经Dg和阀座直直径Dg产品TANGNAN流通能力力（流量量系数））CC的物理意意义：在在阀门全全开状态态下，Δp=100KPa,,ρ=1000kg//m3时的流量量(m3/h)。C直接反映映了流体体流过阀阀门的能能力，同样条件件下C大的阀门门，Q大。TANGNAN调节阀的的可调比比R（可可调范围围）R指所能控控制的最最大流量量和最小小流量之之比，它它反映了了阀门的的调节能能力。目前工程程上常用用的调节节阀的理理想可调调比有30和50两种。TANGNAN直通双座座直线阀阀选型例例已知Qmax=100m3/h，Δp=50KPa，Qmin=20m3/h，s=0..5，介质为水水，试确确定阀门门口径Dg。解：1.2.查表得合合适的Cg=160TANGNAN直通双座座直线阀阀选型例例3.验算：阀门开度度100%%时有4.按Cg=160查表得合合适的选选型口径径Dg=100mm且有Q=100,l/L==79%%,Q==20,,l/L=10%………TANGNAN电气转换换器ElectrictoPneumaticConverterTANGNAN电气转换换器原理理TANGNAN阀门定位位器ValuePositionerTANGNAN阀门定位位器TANGNAN气动阀控控制信号号形式TANGNAN电动调节节阀TANGNAN电动阀执执行机构构直行程调调节阀角行程调调节阀多圈行程程调节阀阀电磁阀TANGNAN电动阀工工作原理理框图TANGNAN电动阀两两相电机机伺服电电路TANGNAN变频电动动阀原理理框图TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：控控制阀的的工作流流量特性性与下列列哪几项项有关？？（A）阀门的流流量系数数；（B）阀芯的形形状；（C）阀门的口口径；（D）阀门两端端的配管管情况。。

TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：控控制阀的的工作流流量特性性与下列列哪几项项有关？？（A）阀门的流流量系数数；（B）阀芯的形形状；（C）阀门的口口径；（D）阀门两端端的配管管情况。。答：B,D

TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：调调节阀串串联管路路中，管管路中其其它阻力力件的阻阻力增加加会导致致全开阀阀阻比s发生什么么变化？？（A）增加；（B）减少；（C）＝1；（D）不变。TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：调调节阀串串联管路路中，管管路中其其它阻力力件的阻阻力增加加会导致致全开阀阀阻比s发生什么么变化？？（A）增加；（B）减少；（C）＝1；（D）不变。答：bTANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：图为贮罐罐液位控控制系统统，为安安全起见见，贮罐罐内液体体严禁溢溢出。当当选择流流出量Q为操纵变变量时，，其控制制阀和控控制器分分别应如如何选择择作用方方向？（A）气关式、、正作用用（（B）气开式、、正作用用（C）气关式、、反作用用（（D）气开式、、反作用用TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅练习：图为贮罐罐液位控控制系统统，为安安全起见见，贮罐罐内液体体严禁溢溢出。当当选择流流出量Q为操纵变变量时，，其控制制阀和控控制器分分别应如如何选择择作用方方向？（A）气关式、、正作用用（（B）气开式、、正作用用（C）气关式、、反作用用（（D）气开式、、反作用用答：（C）TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅题解：在系统中中，贮罐罐是被控控对象，，流出量量是操纵纵变量，，贮槽液液位高度度是被控控变量。。①当操操纵变量量流出量量增加时时，被控控变量液液位高度度下降，，因此对对象是反反作用（（-）。。②从工工艺安全全条件出出发，为为避免当当控制信信号中断断时，控控制阀全全关而导导致液体体溢出，，执行器器应选气气关式，，即反作作用（--）。③为保证证系统负负反馈，，使各环环节符号号乘积为为“负””，控制制器须选选用反作作用（--）。才才能当液液位上升升时，控控制器的的输出减减小，开开大输出出阀门，，使液位位降下来来。TANGNAN第4章执执行器和和防爆栅栅小结：熟炼掌握握气动调调节阀