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过程自动化仪表 主讲：王红旗 电气工程与自动化学院 wanghongqi@hpu.edu.cn 电话 1、20世纪40年代 手工操作状态，只有少量的检测仪表用于生产过程。 2、20世纪40年代末～50年代 自动化仪表：采用基地式仪表和部分单元组合仪表（气动Ⅰ型和电动Ⅰ型） 控制理论：以反馈为中心的经典控制理论 控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统 3、20世纪50年代～ 70年代 自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）。60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控制系统和监督计算机控制系统开始应用。 控制理论：现代控制理论。 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。 4、20世纪70～80年代 自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主智能控制装置。集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器 (PLC) 、工业PC机等成为控制装置的主流。 控制理论：现代控制理论，多输入多输出系统领域。 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。 5、20世纪90年代至今 自动化仪表：信息技术和现场总线控制系统（FCS）使过程控制系统体系结构发生重大变革。全数字过程控制系统。各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪。 控制理论：人工智能、神经网络控制。 控制系统：管控一体化，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。 涡街流量计 质量流量计 质量流量计 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 二、控制阀的流量特性 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 三、控制阀的选择 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 四、控制阀的安装和维护 第一节 气动执行器 第一节 气动执行器 第二节 阀门定位器与电-气转换器 一、气动阀门定位器 第二节 阀门定位器与电-气转换器 第二节 阀门定位器与电-气转换器 二、电-气阀门定位器 第二节 阀门定位器与电-气转换器 第二节 阀门定位器与电-气转换器 三、电-气转换器 第三节 电动执行器 第三节 电动执行器 一、概述 第三节 电动执行器 第三节 电动执行器 二、角行程电动执行机构 第三节 电动执行器 三、直行程电动执行机构 例题分析 例题分析 控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系，即 19 20 1.控制阀的理想流量特性 在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。它取决于阀芯的形状。 （1）直线流量特性　 指控制阀的相对流量与相对开度成直线关系。 理想流量特性( R= 30) 1—直线；2—等百分比(对数) ；3—快开 ； 4—抛物线 （1） 21 （1）式积分可得 （2） 边界条件：l=0时，Q=Qmin; l=L时Q=Qmax 把边界条件代入式（2），得 （3） R 为控制阀的可调范围或可调比。 Qmin不等于控制阀全关时的泄漏量，一般是Qmax的2％～4％。 注意！ 将式（3）代入式（2），可得 （4） 注意：可调比R不同时，特性曲线在纵坐标上的起点是不同的。 22 24 （2）等百分比（对数）流量特性 等百分比流量特性是指单位相对行程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。 （5） 将（15）积分 将前述边界条件代入 （6） 25 （4）抛物线流量特性 （3）快开流量特性 这种流量特性在开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就达到最大。 快开特性的阀芯形式是平板形的，适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。 26 ２.工作流量特性 在实际生产中，控制阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性。 （1）串联管道的工作流量特性 串联管道的情形 工作流量特性 27 管道串联时控制阀的工作流量特性 28 （2）并联管道的工作流量特性　 控制阀一般都装有旁路，以便手动操作和维护。当