自动化仪表3(2).ppt
《自动化仪表3(2).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动化仪表3(2).ppt(68页珍藏版)》请在一课资料网上搜索。
1、2024-3-271第三章执行器执行器2智能执行器智能执行器第三章执行器第三章执行器转换器及阀门定位器转换器及阀门定位器 电动执行器电动执行器概概 述述 气动执行器气动执行器3形象地称执行器为实现生产过程自动化的形象地称执行器为实现生产过程自动化的“手脚手脚”一、概述一、概述执行器安装在生产现场,直接与介质接触,常常在高压、高温执行器安装在生产现场,直接与介质接触,常常在高压、高温等恶劣的状况下工作,因此,它是控制系统的薄弱环节等恶劣的状况下工作,因此,它是控制系统的薄弱环节 作用:作用:执行器是自动控制系统中的一个重要的组成部分执行器是自动控制系统中的一个重要的组成部分.它的它的作用是接收控
2、制器送来的控制信号作用是接收控制器送来的控制信号,产生相应动作来控制被控产生相应动作来控制被控变量。变量。控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现对过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。程参数的自动控制。直接影响过程控制系统的质量。直接影响过程控制系统的质量。第一节第一节 概述概述41 1、根据执行机构使用的能源种类,执行器可分为气动、电动、液动三种。、根据执行机构使用的能源种类,执行器可分为气动、电动、液动三种。气动执行器:气动执行器:结构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便、防火结构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便、防火防爆等优点防爆等优点电动执行器:电动
3、执行器:能源取用方便,信号传输速度快和传输距离远,动作能源取用方便,信号传输速度快和传输距离远,动作较快;缺点是结构复杂、推力小、价格贵,适用于防较快;缺点是结构复杂、推力小、价格贵,适用于防爆要求不高及缺乏气源的场所爆要求不高及缺乏气源的场所液动执行器:液动执行器:推力最大,但目前使用不多推力最大,但目前使用不多注意:气动执行器一般输入控制信号不一定都是气信号,也常注意:气动执行器一般输入控制信号不一定都是气信号,也常用电流信号、开关信号来控制,甚至有由脉冲数控制的气动执用电流信号、开关信号来控制,甚至有由脉冲数控制的气动执行器。行器。第一节第一节 概述概述二、执行器分类二、执行器分类5气动
4、执行器气动执行器 Pneumatic actuatorPneumatic actuator第一节第一节 概述概述6电动执行器电动执行器Electrical actuator第一节第一节 概述概述72 2、根据输出位移的形式分、根据输出位移的形式分转角型:转角型:直线型直线型:第一节第一节 概述概述9090多圈多圈 (360(360)气动不包括气动不包括短行程长行程83 3、根据动作规律分、根据动作规律分开关型:开关型:积分型积分型第一节第一节 概述概述全开全开全关全关正向等速运动反向等速运动停止比例型比例型:(:(输出位移与输入信号成正比输出位移与输入信号成正比)94 4、根据输入输出控制信号
5、分、根据输入输出控制信号分第一节第一节 概述概述空气压力信号空气压力信号直流电流信号直流电流信号电接点通断信号电接点通断信号用于开关型、积分型用于开关型、积分型脉冲信号脉冲信号数字式、智能式电动执行器数字式、智能式电动执行器10第二节第二节 气动执行器气动执行器 一、基本结构及工作原理一、基本结构及工作原理11气动薄膜阀 气动活塞阀第二节第二节 气动执行器气动执行器12正作用薄膜执行机构正作用薄膜执行机构Direct acting diaphragm Direct acting diaphragm actuatoractuator第二节第二节 气动执行器气动执行器13第二节第二节 气动执行器气
6、动执行器二、调节阀二、调节阀 当阀芯在阀体内上、下移动时,可改变阀座间的流通面积控制通当阀芯在阀体内上、下移动时,可改变阀座间的流通面积控制通过的流量。过的流量。14、调节阀的流量特性、调节阀的流量特性阀芯相对位移和相对流量变化的关系阀芯相对位移和相对流量变化的关系)(maxLlfQQQmax:阀门最大流量L:阀芯最大行程Q:实际流量l:实际行程第二节 气动执行器15第二节 气动执行器PQC10C C的物理意义:在阀门全开状态下,的物理意义:在阀门全开状态下,p=100KPa,=1000kg/mp=100KPa,=1000kg/m3 3时的流时的流量量(m(m3 3/h)/h)。C C直接反映
7、了流体流过阀门的能力,直接反映了流体流过阀门的能力,同样条件下同样条件下C C大的阀门,大的阀门,Q Q大。大。、调节阀的性能指标、调节阀的性能指标、流通能力(流量系数)、流通能力(流量系数)在给定开度下,阀前后施加在给定开度下,阀前后施加100KPa压差,选用密度为压差,选用密度为1000Kg/m3流体,则每小时流过调节阀的流体体积数,称为调节阀在该开度下的流体,则每小时流过调节阀的流体体积数,称为调节阀在该开度下的流量系数。流量系数。16第二节 气动执行器minmaxQQR R R指所能控制的最大流量和最小流量之比,它反映了阀门的调节能力。指所能控制的最大流量和最小流量之比,它反映了阀门的
8、调节能力。目前工程上常用的调节阀的理想可调比有目前工程上常用的调节阀的理想可调比有3030和和5050两种。两种。、调节阀的可调比、调节阀的可调比R R(可调范围)(可调范围)在调节阀前后压差恒定的条件下,开度时,流经阀的流量在调节阀前后压差恒定的条件下,开度时,流经阀的流量maxmax与开度与开度0%0%时的流量时的流量Q Qminmin之比,称为这个调节阀的可调比。之比,称为这个调节阀的可调比。173 3、理想流量特性(固有流量特性)、理想流量特性(固有流量特性)在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流理在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流理特性,也叫理想流量特
9、性。特性,也叫理想流量特性。取决于阀芯的形状。不同的阀芯形状在同样行程变化时引起不取决于阀芯的形状。不同的阀芯形状在同样行程变化时引起不同的流量变化。同的流量变化。第二节第二节 气动执行器气动执行器A A、直线特性、直线特性B B、对数特性、对数特性C C、抛物线特性、抛物线特性D D、快开特性、快开特性18调节阀的相对开度与相对流量调节阀的相对开度与相对流量(R=30)(R=30)848499.0399.0371.271.290.390.3909010010070705757454535352626181812127.37.33.33.3抛物线抛物线10010096.1396.1391.39
10、1.384.584.575.875.865.265.252.652.638.138.121.721.73.33.3快开快开10010050.850.836.236.225.625.618.318.313.013.09.269.266.586.584.674.673.33.3对数对数10010080.680.671.071.061.361.351.751.742.042.032.332.322.722.713.013.03.33.3直线直线100100808070706060505040403030202010100 0b b a a a:l/L(%)b:q/qmax(%)第二节第二节 气动执行
11、器气动执行器19A A、直线流量特性曲线:、直线流量特性曲线:KLldqqd)/()/(maxK K:常数,即执行器的放大系数:常数,即执行器的放大系数调节阀的相对流量与相对开度成直线关系,即单位位移变化所引起的流量变调节阀的相对流量与相对开度成直线关系,即单位位移变化所引起的流量变化是一个常数。化是一个常数。maxminmaxminmaxqqLl)qq(qq1边界条件:当边界条件:当l l=0=0时,时,q q=q qminmin当当l l=L=L时,时,q q=q qmaxmax调节阀的可调比调节阀的可调比 ,R=30 R=30 minmaxqqR Ll)R(R111第二节第二节 气动执行
12、器气动执行器20只要阀芯位移量相同,则流量变化也总是相同的,即单位行程变换所引起只要阀芯位移量相同,则流量变化也总是相同的,即单位行程变换所引起的流量变化是相等的。的流量变化是相等的。在在10%10%开度时:开度时:%75%10013137.22在在50%50%开度时:开度时:%19%1007.517.513.61在80%开度时:%11%1006.806.803.90相对流量的相对于当前值的相对变化量为:相对流量的相对于当前值的相对变化量为:直线流量特性调节阀在小开度时,控制作用强,易产生振荡;大开度时,直线流量特性调节阀在小开度时,控制作用强,易产生振荡;大开度时,调节缓慢,不够及时。调节缓
13、慢,不够及时。对过程控制系统来说,要求在小负荷时控制作用小一些,大负荷时控制作对过程控制系统来说,要求在小负荷时控制作用小一些,大负荷时控制作用加强一些,这需要由调节阀的流量特性来补偿。直线流量特性调节阀时用加强一些,这需要由调节阀的流量特性来补偿。直线流量特性调节阀时不能满足这一要求的。不能满足这一要求的。第二节 气动执行器21B B、对数(等百分比)流量特性:、对数(等百分比)流量特性:maxmax)/()/(qqKLldqqd代入边界条件:代入边界条件:)1/(maxLlRqq单位相对行程的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。单位相对行程的变化所引起的相对流量变化与此点的
14、相对流量成正比关系。在在10%10%开度时:开度时:%40%10067.467.458.6在在50%50%开度时开度时:%40%1003.183.186.25在在80%80%开度时:开度时:%40%1008.508.502.71从过程控制工程来看,利用对数(等百分比)流量特性是有利的。调节阀从过程控制工程来看,利用对数(等百分比)流量特性是有利的。调节阀在小开度时,调节阀的放大系数小,控制平稳缓和;调节阀在大开度时,在小开度时,调节阀的放大系数小,控制平稳缓和;调节阀在大开度时,其放大系数大,控制作用灵敏有效。其放大系数大,控制作用灵敏有效。第二节第二节 气动执行器气动执行器22C C、抛物线
15、流量特性:、抛物线流量特性:maxmax)/()/(qqKLldqqd将边界条件代入可得:将边界条件代入可得:2max)1(11LlRRqq它介于直线流量特性和对数流量特性之间,通常可用对数流量特性来代替它介于直线流量特性和对数流量特性之间,通常可用对数流量特性来代替。单位相对行程(开度)的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量的单位相对行程(开度)的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量的平方根成正比关系。平方根成正比关系。D D、快开流量特性:、快开流量特性:在小开度时流量就已很大,随着行程的增大,其流量就很快达到最大,故称在小开度时流量就已很大,随着行程的增大,其流量就很快达到最大,
16、故称为快开特性。为快开特性。当阀的行程大时,阀的流通面积不再增大,不能起控制作用。这种调节阀通当阀的行程大时,阀的流通面积不再增大,不能起控制作用。这种调节阀通常用于二位式控制或程序控制。常用于二位式控制或程序控制。第二节第二节 气动执行器气动执行器23第二节 气动执行器24常见的直行程阀常见的直行程阀阀体阀芯阀座推杆第二节第二节 气动执行器气动执行器25常见的直行程阀常见的直行程阀阀体阀芯阀座推杆第二节第二节 气动执行器气动执行器26角阀、三通阀角阀、三通阀第二节第二节 气动执行器气动执行器27第二节 气动执行器取决于阀芯的形状和配管的状况取决于阀芯的形状和配管的状况实际管路系统中其它设备对
17、实际管路系统中其它设备对流量特性的影响流量特性的影响4 4、工作流量特性、工作流量特性 调查节阀在实际使用中,其前后压差是变化的,在各种具体使用条件调查节阀在实际使用中,其前后压差是变化的,在各种具体使用条件下,阀芯位移对流量的控制特性,称为工作流量特性。下,阀芯位移对流量的控制特性,称为工作流量特性。28A A、串联管道工作流量特性、串联管道工作流量特性 TggTgTppQpppQppp,0,000第二节第二节 气动执行器气动执行器29管道串联时调节阀的工作特性管道串联时调节阀的工作特性 第二节第二节 气动执行器气动执行器30全开阀阻比全开阀阻比0minPPsT由于由于ppg g的存在,使理
18、的存在,使理想特性变为工作特性想特性变为工作特性第二节第二节 气动执行器气动执行器31串联管道调节阀工作特性第二节 气动执行器32 在在S S1 1时,管道阻力损失为零,系统的总压差全部降在调节时,管道阻力损失为零,系统的总压差全部降在调节阀上,实际工作流量特性与理想特性是一样的;阀上,实际工作流量特性与理想特性是一样的;随着随着S S值的减小,管道阻力损失增加,结果不仅调节阀全开时值的减小,管道阻力损失增加,结果不仅调节阀全开时的流量减小,而且流量特性也发生了很大的畸变:的流量减小,而且流量特性也发生了很大的畸变:直线特性趋向于快开特性;直线特性趋向于快开特性;等百分比特性趋向于直线特性等百
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动化 仪表
