《过程控制》 第七讲 执行器

Process Control Instrumentation Technology 主要内容 ◆执行器: ◆电动执行器 ◆气动执行器 ◆调节阀及其流量特性 ◆阀门定位器 变频器应用

Process Control & Instrumentation Technology 主要内容 ⧫执行器： ⧫电动执行器 ⧫气动执行器 ⧫调节阀及其流量特性 ⧫阀门定位器 ⧫变频器应用

Process Control Instrumentation Technology 执行器 ◆作用: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。 ◆执行器组成: ◆执行机构(驱动) ◆调节机构(阀芯) ◆接受调节器输出的控制信号,转换成直线 位移或角位移,来改变调节阀的流通截面 积

Process Control & Instrumentation Technology 执行器 ⧫作用：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。 ⧫执行器组成： ⧫执行机构（驱动） ⧫调节机构（阀芯） ⧫接受调节器输出的控制信号，转换成直线 位移或角位移，来改变调节阀的流通截面 积

Process Control Instrumentation Technology 执行器 Er ◆安装在生产现场,直接与介质接触; ◆通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易 结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作: ◆直接影响过程控制系统的控制质量

Process Control & Instrumentation Technology 执行器 ⧫安装在生产现场，直接与介质接触； ⧫通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易 结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作； ⧫直接影响过程控制系统的控制质量

Process Control Instrumentation Technology 执行器分类 ◆分为三大类: ◆以压缩空气为能源的气动执行器(即气动调 节阀),气动执行器的输入信号为20~ 100kPa ◆以电为能源的电动执行器(即电动调节阀), 电动执行器的输入信号为4~20mADC; ◆以高压液体为能源的液动执行器(即液动调 节阀)

Process Control & Instrumentation Technology 执行器分类 ⧫分为三大类： ⧫以压缩空气为能源的气动执行器（即气动调 节阀），气动执行器的输入信号为20～ 100kPa； ⧫以电为能源的电动执行器（即电动调节阀）， 电动执行器的输入信号为4～20mA DC； ⧫以高压液体为能源的液动执行器（即液动调 节阀）

Process Control Instrumentation Technology 电动执行器 ◆执行机构包括:永磁低速同步电动机、位置发 送器和减速器等。 电动 操作器 伺服 伺服 放大器 电动机 减速器 位置 发送器 放大器 mA 执行机构

Process Control & Instrumentation Technology 电动执行器 ⧫执行机构包括：永磁低速同步电动机、位置发 送器和减速器等

Process Control Instrumentation Technology 气动执行器 ◆执行机构由膜片、推杆和平衡弹簧等部分 组成; ◆接受调节器或电-气阀门定位器输出的气 压信号,经膜片转换成推力,使推杆(阀 杆)产生位移,同时带动阀心动作 ◆气动执行器的执行机构可看成一阶惯性环 节(而电动执行器可看成比例环节)

Process Control & Instrumentation Technology 气动执行器 ⧫执行机构由膜片、推杆和平衡弹簧等部分 组成； ⧫接受调节器或电-气阀门定位器输出的气 压信号，经膜片转换成推力，使推杆（阀 杆）产生位移，同时带动阀心动作； ⧫气动执行器的执行机构可看成一阶惯性环 节（而电动执行器可看成比例环节）

Process Control Instrumentation Technology 调节阀 ◆局部阻力可变的节流元件; ◆通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻 力系数,达到控制流量的目的

Process Control & Instrumentation Technology 调节阀 ⧫局部阻力可变的节流元件； ⧫通过改变阀芯的行程可以改变调节阀的阻 力系数，达到控制流量的目的

Process Control Instrumentation Technology 调节阀的主要结构形式 特点 主要使用场合 直通单座控制阀結构简单、泄漏量小、易于保证关小口径、低压差 闭、不平衡力大 直通双座控袆阀不平衡力小泄漏童较大最为常用 角形控制 流路简单、阻力较小 现场管道要求直角联接、高压差 介质粘度大、含有少量悬浮物和颗 粒状固体 三通控制阀有三个出入与工艺管道联接,可组配比控制域旁路控制 成分流与合流两种型式 隔膜控制阀結构简单、巅阻小、流通能力大、强酸、强碱、强腐蚀性、高粘度、 耐腐蚀性强 含悬浮颗粒状的介质 蝶阀 结构简单、重童轻、价格便宜、流大口径、大流量、低压差,含少量 阻极小、泄漏量大 纤维或悬浮颗粒状介质 球阀阀芯与阀体都呈球形体流体的粘度高、污秽、双位控制 凸轮挠曲阀密闭性好、重量轻、体积小、安装介质粘度高、含悬浮颗粒状 方便 笼式阀 可调范围大、振动小、不平衡力小、「压差大,要求噪音小的场合。对高 结构简单、套筒互换性好、汽蚀温、高粘度及含固体颗粒的介质不 噪音小 适用

Process Control & Instrumentation Technology 调节阀的主要结构形式

Process Control Instrumentation Technology 调节阀的流量特性 ◆指介质流过阀门的相对流量与相对开度之 间的关系 q q v max q/max相对流量,即调节阀某一开度流 量与全开流量之比; 4相对开度,即调节阀某一开度行程与 全行程之比

Process Control & Instrumentation Technology 调节阀的流量特性 ⧫指介质流过阀门的相对流量与相对开度之 间的关系 ⧫qv /qvmax——相对流量，即调节阀某一开度流 量与全开流量之比； ⧫l/L——相对开度，即调节阀某一开度行程与 全行程之比。       = L l f q q v v max

Process Control Instrumentation Technology 理想流量特性 ◆调节阀前后压差不变时,得到的流量特性; ◆流量特性完全取决于阀芯的形状; ◆理想流量特性有: ◆直线 ◆对数 ◆抛物线 ◆快开

Process Control & Instrumentation Technology 理想流量特性 ⧫调节阀前后压差不变时，得到的流量特性； ⧫流量特性完全取决于阀芯的形状； ⧫理想流量特性有： ⧫直线 ⧫对数 ⧫抛物线 ⧫快开