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第七讲 执行器/防爆栅/显示仪表 一、执行器 是调节系统四个基本组成部分之一，形象称为自动化的手脚。 （四个基本组成部分：调节对象、检测仪表、调节器、执行器） 作用：根据调节器的命令控制传送、调节温度、压力、流量等工艺参数。 执行器的组成（分为两部分） （1）执行结构--驱动部分，按照调节器的信号产生推力或位移； （2）调节机构--调节部分，常见有调节阀等，在执行机构操纵下调节工艺介质的流量。 执行器是控制系统必不可少的环节。 使用条件恶劣，它也是控制系统最薄弱的环节 原因：与介质直接接触 【腐蚀性、粘度、结晶、高温、深冷、高压、高差压……】 气动执行器 调节阀的形式 流量特性 在前后压差不变的情况下得出的流量特性或称为理想流量特性，通常有三种典型形式： （1）直线特性—流量与阀芯位移成直线关系； （2）对数特性—流量与阀芯位移成对数关系，即引起的流量变化的百分比相等； （3）快开特性—开度较小时流量变化较大，随开度增大很快达到最大值。 三种典型固有流量特性的比较： 调节阀的优缺点及适用场合 单座：易改装、结构简单、无同步问题；被调气流对阀芯有作用力，可能影响正常工作。 双座：作用力可大致抵消，不平衡力小；两组阀芯不易同时关闭，关闭泄漏量比单座阀大。 选用气开、气关的原则：主要从安全角度考虑。事故状态下阀门打开危险性小，选启闭；反之选气开。 调节阀的重要性：调节阀的特性对整个自动调节系统的调节品质有何大影响。 调节阀的流量：与阀的开度和阀的前后压差均有关。 阀特性研究：分两种方法—阀前后压差固定和实际工作变压差。 电动执行器 电-气阀门定位器的安全防爆 二、防爆栅 安全火花防爆系统的概念 传统--包括充油型、充气型、隔爆型等，将可能产生火花的电路从结构上与爆炸性气体隔开； 新型--（安全火花型）电路设计上考虑防爆，将电路在短路、开断及误操作下产生的火花限制在爆炸性气体的点燃能量之下。 归类：属于本质安全防爆仪表，比结构防爆仪表高一等级。 防爆栅的定义及局限性 防爆栅：安全保持器，用途--限制送往现场单元的电压、电流，保证进入现场的电功率在安全范围之内。 防爆栅的局限性：只能限制进入现场的瞬时功率，必须与安全火花型仪表配合。 安全火花防爆系统的充分必要条件： （1）在危险现场的仪表必须是安全火花型； （2）现场仪表与非危险场所之间的电路连接必须经过防爆栅。 防爆仪表与防爆系统 性质--安全火花防爆仪表和安全火花防爆系统属于两个不同的概念 内容--防爆仪表只保证仪表内部不产生危险火花，不包括外部引线 定义--由安全火花仪表和经过防爆栅连接组成的工业控制系统 现场总线在危险区的应用 * * 2012春夏自动化技术概论 控制系 冯毅萍 执行器通常专指阀门 ---以压缩空气为动力的执行器，由气动执行结构和调节阀组成。 类型原理： （1）薄膜式，弹性膜片将输入气压转变为推力，结构简单、价格便宜、应用广； （2）活塞式，由气缸活塞输出推力，允许压力高、有较大推力、行程长。 薄膜式原理说明 活塞式现场应用演示 下半部分为调节阀 上半部分是产生推力的薄膜式执行机构 P ? 膜片 ? 推杆 关闭阀芯 （气闭式） ? 直通单座阀 直通双座阀 流体对阀芯的作用力 执行器的作用方式 反作用：当输入信号↑，流过执行器的流量↓ 气动调节阀通常称为气关阀 正作用：当输入信号↑，执行器开度↑，即流过执行器的流量↑ 气动调节阀通常称为气开阀 H 如果，介质是由强腐蚀性的，在生产过程中不允许溢出，调节阀的作用形式？ 如果后面的环节不允许没有物料，调节阀的作用形式？ 从安全生产的角度来确定正反作用 作用：将调节器输出的4~20mA信号转换成直线或角度位移。 组成：执行机构和调节阀（同一般执行器） 特点：执行器使用电动执行机构---利用电动机等启闭调节阀。 电动执行器方案及配用类型： 直行程---直线电磁阀； 角行程---旋转蝶阀； 多转式---多转感应调压器。 电动执行器原理框图 常用电动执行器的要求：能够频繁启动、能长期处于过载状态。 具体措施：采用专用异步机，转子电阻大---启动电小、堵转时温升不超限。 防爆工作原理说明（目的--断线时对高储能元件进行隔爆处理） （1）限制力线圈的储能， （2）限制力线圈的电流输出， （3）硅橡胶灌封。 安全火花防爆系统的基本结构（注意：防爆栅的作用） 现场 控制室 24Vdc 控制系统 危险区 基金会现场总线设备 现场接线器 ? 保护 ? 三、显示仪表 显示仪表用于各种检测参数指示、记录，以使操作人员能够准确、直观地把握系统的实际运行状态。显示仪表种类繁多，按照显示的方式来分，通常可分为三大类： 传统模拟式显示记录仪