第5章 过程执行仪表ppt课件.ppt

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1、课程小结过程执行仪表：了解执行器的基本组成；掌握气动执行器的气开、气关概念；理解控制阀的流量系数、可调比和流量特性的概念；了解电气转化器，阀门定位器的作用。1第5章过程执行仪表§5-1概述过程执行仪表，简称执行器。执行器是自动控制系统的终端执行部件，其作用是接受控制器送来的控制信号，并根据信号的大小直接改变操纵量，从而达到对被控变量进行控制的目的。在连续生产过程中，使用最多的执行器就是各种调节阀。2执行器由执行机构和调节机构组成。执行机构：是执行器的推动装置，根据控制信号的大小，产生相应的推力或扭矩，从而使调节机构产生相应的开度变化。调节机构：是执行器的调节部

2、件，直接与被控介质接触，当其开度发生变化时，被控介质流量将被改变，从而实现自动控制。3执行器的分类：执行器按其所使用的能源，可分为：气动执行器；电动执行器；液动执行器。在实际应用中，使用最多的是气动执行器，其次是电动执行器，最少的是液动执行器。气动执行器是以压缩空气为能源的执行器。使用最多的是气动薄膜执行器，如图所示。4这类执行器具有结构简单、动作可靠、安装方便及本质防爆等特点，而且价格较为便宜。气动薄膜执行器由气动薄膜执行机构和调节机构两部分构成。5电动执行器是以电为能源的执行器。与气动执行器比较，具有能源取用方便、信号传输速度快、传递距离远、灵敏度及精度高

3、等特点。结构复杂、不易于维护、防爆性能不如气动执行器。液动执行器是以加压液体为能源的执行器，使用较少。6§5-2执行机构一、气动执行机构气动执行机构分类：薄膜式执行机构活塞式执行机构长行程执行机构滚筒膜片式执行机构71、薄膜执行机构执行机构按动作方式可分为正作用和反作用：输入信号增大，阀杆下移，为正作用阀；输入信号增大，阀杆上移，为反作用阀。8输入信号增大，阀杆下移，为正作用阀；输入信号增大，阀杆上移，为反作用阀。9气动薄膜调节阀输入与输出关系表示为：薄膜执行机构工作原理：工作原理：行程与输入气压信号成正比。102、活塞式执行机构活塞式执行机构的最大操作压力可

4、达500kPa，因此具有较大的推力。主要做大口径、高静压、高压差阀和蝶阀等的推动装置。活塞式执行机构的结构如图所示。11活塞式执行机构正作用反作用12二、电动执行机构电动执行机构按其输出形式可分为角行程和直行程执行机构两大类。角行程将控制信号转换为输出轴的转角输出。直行程将控制信号转换为输出轴的直线位移输出。13角行程电动执行机构原理电动执行机构由伺服放大器和执行机构两部分组成。执行机构又包括两相伺服电动机、减速器和位置发送器。14§5-3调节机构调节机构，也称作阀组件，简称为阀，是一个局部阻力可以改变的节流部件。调节机构是按照节流原理来工作的。阀15阀的流量

5、特性方程可表示为：调节流量原理：当阀结构确定，接管截面积也一定，并假设阀前后压差（p1-p2）不变时，流过阀的流量Q仅随阻力系数变化。阀芯与阀座之间的流通截面积发生变化，改变了阀的阻力系数。当阀开度增大时，阻力系数减小，流量Q增大；当阀开度减小时，阻力系数增大，流量Q减小。161、直通双座阀阀体内有两个阀芯和两个阀座。17阀芯可以正装或者反装，如图所示。正装：阀芯下移，流通面积减小；反装：阀芯下移，流通面积增大．18气开：是指随着执行器输入信号的增大，阀的流通截面积也增大；气关：是指随着执行器输入信号的增大，阀的流通截面积减小。利用执行机构的正、反作用和调节机

6、构阀芯的正、反装来实现执行器的气开或气关。有四种组合方式，如图所示。气开、气关概念19四种组合反作用反作用正作用正作用气关式气关式气开式气开式反装阀反装阀正装阀正装阀P入P入P入P入QQQQ202、直通单座阀只有一个阀芯和一个阀座，其他结构与直通双座阀相似。213、其他结构形式的调节机构22二、流量系数流量系数的定义：在给定行程下，阀前后压差为100kPa，流体的密度为1000kg/m3的条件下，每小时流经阀的流体流量数。通常用Kv来表示。在工程中，常以阀全开时的最大流量系数Kmax来表示Kv值，称为额定流量系数。例：阀标注的Kv为20，则表示阀全开且阀前后压

7、差为100kPa时，每小时能通过的纯水量为20m323在实际应用时，A的单位通常取cm2，p1，p2的单位取kPa，Q的单位为m3/h，其它不变。流量方程与流量系数的关系24可调比:指阀所能控制的最大流量与最小流量之比。通常，可调比用R表示，即：三、可调比251、理想可调比：阀前后压差不变时。理性可调比等于最大流量系数与最小流量系数之比。统一设计时，R=30262、实际可调比阀在实际使用时常与管道串联或者与旁路系统并联，压差变化，此时的可调比称为实际可调比。用Rr表示。串联管道系统可调比并联管道系统可调比27对于串联管道系统可调比：△p1min：阀在最大开度时

8、的阀前后压差；△p1max：阀在最小开