过程装备控制技术及应用第四章过程控制装置.ppt

第四章 过程控制装置 变送器 调节器 运算器——乘除器、开方器、积算仪 执行器——气动执行器 调节器的初步认识 关键点： 执行器在自控系统中的作用 6.5 电气转换器/阀门定位器 阀门定位器 电／气阀门定位器 特性 气动阀门定位器 智能式阀门定位器 智能式阀门定位器 （6）验算调节阀实际可调比 须满足 根据值决定调节阀的公称直径Dg和阀座直径dg （7）确定调节阀口径 （P.169表6-3) qv单位=m3/h ρ单位=g/cm3 △P单位=100kPa C=qv(ρ/△P)1/2 △PT单位=kPa Pv单位=kPa C=10qv(ρ/△PT)1/2 △PT=FL2(P1-FFPv) 闪蒸及空化液体 △P ＞△PT C=ψ10qv(ρ/△P)1/2 高粘度液体 qv单位=m3/h ρ单位=g/cm3 △P单位=kPa C=10qv(ρ/△P)1/2 一般液体 6、调节阀附件的选择 电气转换器 电气阀门定位器 压缩空气过滤器 3、流量特性的选择 调节阀流量特性：介质流过调节阀的相对流量与相对位移（即阀的相 对开度）之间的关系 调节阀前后压差的变化，会引起流量变化。流量特性分为理想流量特性和实际流量特性 （1）调节阀的流量特性的概念 最大流量 最大位移 实际位移 实际流量 调节阀的固有特性，由阀芯的形状所决定。 1-快开特性 2-直线特性 3-抛物线特性 4-等百分比（对数）特性 （2） 理想流量特性 (ΔP 一定) 特点：a.放大系数是常数 调节阀的相对流量与相对位移成直线关系，即单位位移变化所引起的流量变化是常数 b. Q ↑流量相对变化值 ↓ A、直线流量特性 l/L qv/qvmax 10% 50% 80% 相对流量的变化率的定义: 曲线上某一点的相对流量的变化量和该点的相对流量之比 q%=(△qv/qvmax)／(qv/qvmax)100% q%= △qv/qv 100% 在曲线上选择3个点 在I/L%=10%处， I/L%变化10%， 计算的q%= 100% 在I/L%=50%处， I/L%变化10%， 计算的q%= 20% 在I/L%=80%处， I/L%变化10%， 计算的q%= 12.5% 结论： 用相对流量的变化率表征阀体部件的灵敏度， 小开度时，灵敏度高，容易震荡； 大开度时，灵敏度低，调节迟缓。 用放大系数表征阀体部件的斜率， 斜率＝常量。 特点：a. Q ↑放大系数↑ 单位相对位移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 b. 流量相对变化值是常数 B、等百分比流量特性（对数流量特性） l/L qv/qvmax 10% 50% 80% 在曲线上选择3个点： 在I/L%=10%处， I/L% 变化10%，计算的q%=（6.58-4.67）/4.67× 100%≈40% 在I/L%=50%处， I/L% 变化10%，计算的q%=（25.6-18.3）/18.3×100%≈40% 在I/L%=80%处， I/L% 变化10%，计算的q%=(71.2-50.8)/50.8×100%≈40% 结论： 用相对流量的变化率表征阀体部件的灵敏度， 小开度时和大开度时，灵敏度相同。 用放大系数表征阀体部件的斜率， 斜率≠常量。 单位相对位移的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方值的平方根成正比关系 C、抛物线流量特性 为了弥补直线特性在小开度时调节性能差的缺点，在抛物线特性基础上派生出一种修正抛物线特性，它在相对位移30%及相对流量变20%这段区间内为抛物线关系，而在此以上的范围是线性关系。 l/L qv/qvmax 在开度较小时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大；此后再增加开度，流量变化很小 有效位移一般为阀座直径的1/4 适用于迅速启闭的位式控制或程序控制系统 D、 快开流量特性 上述4种流量特性中：直线和等百分比最常用。 l/L qv/qvmax A、串联管道时 * 流量特性发生畸变 直线特性→快开特性 等百分比特性→直线特性 * 可调比减小 （3）工作流量特性 (ΔP 变化) B、并联管道时的工作流量特性 通常一般X 值不能低于0.8， 即旁路流量只能为总流量的百分数之十几。 可调比将大大下降 可调比R反映调节阀的调节能力的大小 定义:调节阀所能调节的最大流量和最小流量之比 调节阀前后压差的变化，会引起可调比变化，将可调比分为理想可调比和实际可调比。 （4） 调节阀的可调比 理想可调比