过程控制仪表及装置课件.ppt

《过程控制仪表及装置课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§4.1概述§4.2执行器§4.3PID调节器§4.4数字PID控制算法第四章过程控制仪表与装置返回如控制系统：§4.1概述过程控制仪表与装置包括：控制器、执行器、运算器、可编程控制器等分类：根据信号类型分：模拟式：传输信号为连续变化的模拟量数字式：传输信号为断续变化的数字量基地式、单元组合式、组建组装式以微型计算机为核心，功能完善、性能优越供应基地式气动液位指示调节仪供应基地式气动温度指示调节仪根据动力能源形式的不同，分三大类：气动执行仪表：（以压缩空气为能源）电动执行仪表：（以电为能源）液动执行仪表：（以

2、高压液体为能源）特点：结构简单，维修方便，价格便宜，防火防爆。优点：能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于信号处理。缺点：结构复杂，推力小，不太适用于防爆场合（Ⅲ型仪表已采用了安全防爆措施）。优点：推力最大，动作可靠，精度高。缺点：高压液源价格高。信号：过程控制仪表均采用统一、标准的联络信号返回供电方式：对气动控制仪表：国际统一使用0.02～0.1MPa的模拟气压信号。对电动控制仪表：国际电工委员会（IEC）规定Ⅱ型电动仪表：0～10mA(DC)Ⅲ型电动仪表：4～20mA(DC)和1～5V(DC)交流供

3、电和直流集中供电体积大、安全性差直流低电压电源箱§4.2执行器作用：接受调节器输出的控制信号，经执行机构将其转换为相应的角位移或直线位移，来改变调节机构（调节阀）的流通截面积，以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。执行器执行机构调节机构（调节阀）组成：气动执行器、电动执行器、液动执行器一、气动执行器1气动执行机构1、上盖；2、膜片；3、平衡弹簧；4、阀杆；5、阀体；6、阀座；7、阀芯；工作原理：阀杆的受力平衡其中：气动执行机构的正作用和反作用：正作用：当输入气压信号增加时，执行机构

4、的阀杆向下移动；反作用：当输入气压信号增加时，执行机构的阀杆向上移动；2调节机构（调节阀）a分类局部阻力可变的节流元件大口径的调节阀一般选用双座阀，其所需推力较小，动作灵活，但泄漏较大。小口径的调节阀一般选用单座阀，其泄漏较小。直行程电动套筒调节阀气动蝶阀电动调节蝶阀电动三通合流(分流)调节阀三通球阀电动Ｖ型球阀b流通能力C对于不可压缩流体的流量，有：——差压流量计中已作介绍根据计算所得调节阀的流通能力确定其尺寸参数公称直径与阀座直径。（参见P114表4-2）c阀的气开、气关方式正装阀与反装阀气开阀与气关阀气开

5、式：气关式：气开、气关方式的选择原则：保证工艺生产的安全。即：当气源一旦中断时，阀门处于全开还是全关状态，要依首先能够保证设备和人身安全的原则而定。冷水阀：燃料阀：气关式气开式以加热炉为例（见右图）实现调节阀气开、气关的四种方式：d调节阀的流量特性调节阀的流量特性：指介质流过阀门的相对流量与阀芯相对位移之间的关系。式中：理想流量特性工作流量特性⑴理想流量特性调节阀前后压差一定的情况下得到的流量特性，调节阀的理想流量特性仅取决于阀芯的形状。①直线流量特性指调节阀的相对流量与阀芯的相对位移成线性关系。调节阀的放大系

6、数对上式求解，得：特点：阀芯位移变化量相同，则流量变化量也相同；但相对流量的变化率却不同。例：某调节阀的相对位移与相对流量的关系如下表（R=30）相对位移相对流量0102030405060708090100直线流量特性3.313.022.732.342.051.761.371.080.690.3100等百分比流量特性3.34.676.589.2613.018.325.636.250.871.2100快开流量特性3.321.738.152.665.275.884.591.396.1399.03100抛物线流量特性

7、3.37.31218263545577084100[说明]：直线流量特性调节阀在小开度工作时，其相对流量的变化率太大，控制作用太强，易引起超调，产生振荡；而在大开度工作时，相对流量的变化率较小，控制作用太弱，造成控制作用不够及时。（P117）所引起的相对流量的变化率为（以下面几点为例）：对上式求积分，并代入边界条件得：②对数（等百分比）流量特性特点：阀芯位移变化量相同时，对应的流量变化量不同；但相对流量的变化率却相同。指阀芯的单位相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比。[说明]：对数（等百分比）

8、流量特性调节阀在小开度时小，控制缓和平稳；在大开度时大，控制及时有效。（P118）仍以上面三点为例，计算其相对流量的变化率：③抛物线流量特性指阀芯的单位相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量的平方根成正比。④快开流量特性特点：行程较小时，流量就比较大，随着行程的增大，流量很快就达到最大。适于要求快速开、闭的控制系统。四种理想流量特性曲线如右图所示：1—快开流量特性；2—直