过程控制--第五讲：执行器(lyz)

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1、第五讲：执行器ProcessControlSystem主讲老师：廉迎战副教授重点内容执行器=执行机构+调节器执行机构：根据控制器信号产生推力和位移的装置调节器：根据执行机构信号去改变能量或物料输送量的装置气动薄膜执行器执行器分类：按照能源划分：气动、电动、液动气动执行器：薄膜式、活塞式电动执行器：单相电机液动执行器：最大特点推力大7/13/20212过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀1、组成：执行器（膜头）产生推力调节机构（阀体）控制介质流量2、结构：3、原理：P—膜片产生推力—弹簧力—位移—阀芯动作正作用：P信号增加，推杆向下移动负作用：P信号增加，推杆

2、向上移动静态特性P*A=K*L（P-压力，A-膜片面积，K-系数，L-杆位移）动态特性表示动态平衡时调节输出信号，P与L成正比7/13/20213过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀4、分类：阀座分类：直通单座阀、直通双座阀、三通阀形状分类：角形、碟阀、球阀5、选用：尺寸：流通能力C：阀全开，P=0.2MPA，流体重度为1g/cm时，每小时通过阀门的流体流量大小。根据C的大小，选择工称直径Dg和阀座直径dg单双座：单座：小口径（Dg<25mm）双座：大口径（Dg>25mm）7/13/20214过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：气开气关：执行机构有正，

3、反作用形式调节阀有正装和反装形式注意：气开、气关形式的选择，主要从生产工艺的安全来考虑。当气源一旦中断时，阀门处于全开或全关状态，应能保证生产过程的设备和人身安全。7/13/20215过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：流量特性：定义：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相对开度之间的关系调节阀的流量特性会直接影响到自动控制系统的控制质量和系统的稳定性，必须合理选择。类型：直线流量特性对数流量特性快开流量特性抛物线流量特性流量特性：理想流量特性、工作流量特性、流量特性选择7/13/20216过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用

4、：流量特性：理想流量特性（∆P=CONST）在调节阀前后压差不变条件下得到的流量特性理想特性取决于阀芯形状7/13/20217过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：流量特性：理想流量特性直线流量特性直线流量特性是指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流量变化是常数特点：无论工作在曲线的那一点，只要相对位移变化量相同，相对流量变化量也总是相同的系统影响：直线流量特性调节阀在小开度工作时，其相对流量变化太大，控制作用太强，容易引起超调，使系统产生激烈振荡；而在大开度工作时，其相对流量变化大小，控制作用太弱，造成控制不及时，系统反应迟

5、钝，过渡过程时间长。7/13/20218过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：流量特性：理想流量特性对数流量特性定义：对数流量特性指单位相对位移所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系。即调节阀的放大系数Kv是变化的，随着对数流量的增加，K增大。用数学表达式为特点：当相对开度变化相同时，其流量变化的增量与该点流量之比的百分数，即相对流量总是相等的。系统影响：利用对数流量特性调节阀，在小开度时，Kv放大系数较小，控制作用缓和平稳，而在大开度时，Kv较大，控制作用及时有效。因此，对数流量特性调节阀是最常用的。7/13/20219过程控制与仪表一、气

6、动薄膜调节阀5、选用：流量特性：理想流量特性快开流量特性定义：这种流量特性调节阀，在小开度时，流量已很大，随着开度增大，流量很快达到最大值（全开流量），故称为快开流量特性特点：快开特性的阀芯形状是采用平板形的，见图5-9a)，其有效行程一般在以内D/4（D为阀座直径）。当位移开始增大时，阀的流通面积就不再增大，失去调节作用。所以快开特性调节阀主要用于位式控制或程序控制中。7/13/202110过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：流量特性：理想流量特性抛物线流量特性定义：抛物线流量特性是指调节阀的放大系数K与该点的相对流量值的平方根成正比。特点：介于

7、直线特性与对数特性之间。通常，抛物线流量特性调节阀可用对数流量特性代替，工程上很少用。7/13/202111过程控制与仪表一、气动薄膜调节阀5、选用：流量特性：工作流量特性调节阀可调范围：定义是指调节阀所能控制的最大流量Qmax与最小流量Mmin之值，以R表示直线流量特性。注意：Mmin是调节阀可调流量的下限值，并不等于调节阀全关时的泄漏量。通常，Mmin最小可调流量为最大流量的(2~4)%；而泄漏量仅为最大流量的(0.1~0.01)%。①理想可调范围在调节阀前后差压恒定条件下，调节阀的可调范围称为理想可调范围。7/13/202112过程控制与仪表一、气

8、动薄膜调节阀5、选用：流量特性：工作流量特性调节阀可调范围：①理想可调范围调节阀