自动化仪表与过程控制第七讲

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1、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、

2、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QmaxC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

3、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S<1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

4、执行器（续）三、气动执行机构（薄膜式）1、结构：BP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SPP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（4~20m

5、A）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第七讲执行器（续）四、定位器（4）应用电信号Ii（4~20mA）电气阀

6、门定位器气动执行机构气动信号Pi（20~100KPa）调节阀阀杆位移气源阀位反馈第七讲执行器（续）五、电动执行机构（1）1、结构框图2、伺服放大器工作原理第七讲执行器（续）五、电动执行机构（2）3、其他伺服电机制动机构减速机构伺服放大器