过程控制第九讲 执行器基础.pptx

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1、2021/8/18第九讲执行器基础1执行器的地位及作用执行器的分类3.气动执行器3.1种类3.2流量特性3.3调节阀的选择与安装4.电动执行器5电-液动执行器本讲内容2021/8/18第九讲执行器基础21.执行器的地位及作用控制器执行器被控对象变送器单回路控制系统方框图控制系统的“手脚”执行器是自动化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。使用最多的执行器就是各种调节阀，它是由执行机构和调节机构两部分组成2021/8/18第九讲执行器基础32执行器的分类根据使

2、用能源的不同，分为以下三类：气动执行器：以气压为动力，推动机构动作。电动执行器：以电动机为动力源，推动机构动作。液动执行器：以液压为动力源，推动机构动作目前国内外使用液动的很少，不做重点讲解2021/8/18第九讲执行器基础4气动执行机构电动执行机构输入信号0.02-0.1MPa4-20mA(DC)结构简单复杂体积中小信号管线配置较复杂简单推力中小动作滞后大小维修简单复杂使用场合适用防火防爆特殊型号防爆价格便宜贵2.1电、气动执行机构特点对比2021/8/18第九讲执行器基础53气动执行器执行机构执行器的推动装置。薄膜执行机构：气压推动薄膜并

3、带动连杆运动。活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。调节机构执行器的调节部件，直接与被控介质接触，其开度发生变化时，被控变量将被改变。气气薄膜活塞2021/8/18第九讲执行器基础63.1调节结构的种类被控对象千差万别，调节机构形式多样，如：插板阀、浆液阀单座、双座控制阀隔膜控制阀蝶阀球阀旋转阀套筒阀2021/8/18第九讲执行器基础7蝶阀球阀放料阀减压阀电磁阀气动调节阀2021/8/18第九讲执行器基础83.2阀的流量特性流体体积流量阀的接管截面积阻力系数流体密度阀前后压力差流量方程：流量系数：在给定行程下，阀前后压力为100kPa,流

4、体的密度为1000kg/m3的条件下，每小时流经阀的流体数量，通常用C表示（额定流量系数=最大流量系数）流量系数表示阀所能通过的流体流量的大小，在工程设计中流量系数是确定阀公称直径的主要依据，也就是说阀的大小主要由流量系数确定。2021/8/18第九讲执行器基础9可调比阀所能控制的最大流量与最小流量之比，通常用R表示，即：阀处于最大开度时的流量阀处于最小开度时的流量理想可调比理想可调比等于最大流量系数与最小流量系数之比。设计时，通常R=30。实际可调比实际使用时，由于串联或并联，阀对整个管路系统的控制能力下降，实际可调比通常要小（<30）。2

5、021/8/18第九讲执行器基础10流量特性阀的流量特性是指介质流过阀的相对流量与阀芯相对位移（开度）之间的关系相对位移相对流量理想流量特性（阀前后压差恒定）0Q/Qmaxl/Labcda.快开特性：b.直线特性：c.抛物线特性：d.对数(等百分比)特性：2021/8/18第九讲执行器基础11控制阀的实际流量特性控制阀在调节过程中，同时将引起管道工况点的变化，进而使阀门两端压差发生变化。阀门两端压差的变化又反过来影响通过阀门流体的流量。因此，除非是简单的两端恒压（如水池放水阀），阀门的实际流量特性通常是十分复杂的。2021/8/18第九讲执行

6、器基础123.3调节阀的选择结构与流量特性结构选择：依据工艺条件（温度、压力等）和介质的物理、化学性质（腐蚀性、黏度等）进行选择。流量特性选择：依据工艺需要并结合整个管路系统的工况点（管路流量特性）选择。气开式与气关式的选择依据气源断开的安全性结合执行机构形式选择。阀门口径的选择依据实际流量调节范围选择。2021/8/18第九讲执行器基础133.4气动执行机构的安装与维修保养位置选择应注意方便安装维修；环境温度：+60ºC~-40ºC尽量直立安装在水平管道上，其它安装方式应加设支撑架；控制阀前后一般应安装手动截止阀，以便维修；安装前应进行清洗

7、；定期维护检修。注意观察密封与磨损情况。2021/8/18第九讲执行器基础144电动执行器以电动机为核心动力源，将控制器输出的直流电信号直接转换成相应的角位移或直线行程的机构。电动执行机构的分类：角行程电动执行机构：使输出轴产生0~90º角位移；直线行程电动执行机构：多转式电动执行机构2021/8/18第九讲执行器基础154.1电动执行器的结构原理伺服放大器伺服电动机减速机位置发送器4-20mA信号操作器角度0-900离合器手轮2021/8/18第九讲执行器基础164.2电动执行器的选择电动执行器与气动执行器的差异主要执行机构，其调节机构基本

8、相同。电动执行器的选择：根据控制机构选择执行机构；根据扭矩选择角行程执行器；根据轴位移选择直线行程执行器；根据阀门型号选择多转式执行器。2021/8/18第九讲执行