第4章1过程控制

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1、过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章第第4 4章章 执行器及安全栅执行器及安全栅4.1 执行器执行器执行器是自动控制系统中的重要组成部分，执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将它将控制器送来的控制信号转换成控制器送来的控制信号转换成执行动作执行动作，从，从而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。求的数值上或一定的范围内。执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀门是最常见的执行器，种类繁多。门

2、是最常见的执行器，种类繁多。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：q电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但推力较小。损失小，可远距离传输；但推力较小。q气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，防火防爆；但气源配备不方便。防火防爆；但气源配备不方便。q液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。但安装、维护麻烦，使用不多。 工业中使用最多的是气动调节阀和电

3、动调节阀。工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1 气动调节阀气动调节阀气动气动调节阀是由气压信号控制的阀门。调节阀是由气压信号控制的阀门。气动薄膜室气动薄膜室推杆推杆阀门阀门阀位指示标牌阀位指示标牌阀杆阀杆过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章4.1.1.1 气动调节阀的结构气动调节阀的结构与分类与分类气动气动调节阀调节阀由执行机构和由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。控制机构（阀）两部分组成。q执行机构是推动装置，它执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。杆位移的装置。

4、q控制机构是阀门，它将阀控制机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大杆的位移转换为流通面积的大小。小。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章 1.执行执行机构机构 执行机构按调节器输出的控制信号，驱动调执行机构按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作。气动执行机构的输出方式有角行程节机构动作。气动执行机构的输出方式有角行程输出和直行程输出两种。输出和直行程输出两种。 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章直行程输出的气动执行机构有两类。直行程输出的气动执行机构有两类。气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构薄膜式执行机构薄膜式执行机构P正作用执行机构正作用执行机构反作用执行

5、机构反作用执行机构过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（1） 直通单座阀直通单座阀q流体对阀芯的不平流体对阀芯的不平衡作用力大。一般用在小衡作用力大。一般用在小口径、低压差的场合。口径、低压差的场合。q结构简单、泄漏量小。结构简单、泄漏量小。2调节机构调节机构 调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型式很多。式很多。 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章正装阀正装阀阀芯下移时，阀芯与阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积增大座间的流通截面积增大

6、阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。 反装阀反装阀阀芯下移时，阀芯与阀阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小座间的流通截面积减小过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（2 2） 直通双座阀直通双座阀 阀体内有两个阀芯和阀座。阀体内有两个阀芯和阀座。q流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。衡力小。q但是，由于加工的但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时密闭，座不易保证同时密闭，因此

7、泄漏量较大。因此泄漏量较大。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（3）角形控制阀角形控制阀两个接管呈直角形，一般为底进侧出，这种阀的两个接管呈直角形，一般为底进侧出，这种阀的流路简单、对流体的阻力较小。流路简单、对流体的阻力较小。q适用于现场管道适用于现场管道要求直角连接，介质要求直角连接，介质为高粘度、高压差和为高粘度、高压差和含有少量悬浮物和固含有少量悬浮物和固体颗粒状的场合。体颗粒状的场合。 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（4 4） 三通控制阀三通控制阀 有三个出入口与工艺管道连接。流通方式有合有三个出入口与工艺管道连接。流通方式有合流型（两种介质混合成一路

8、）和分流型（一种介质流型（两种介质混合成一路）和分流型（一种介质分成两路）两种。适用于配比控制与旁路控制。分成两路）两种。适用于配比控制与旁路控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（5）隔膜控制阀隔膜控制阀 采用耐腐蚀材料作采用耐腐蚀材料作隔膜，将阀芯与流体隔隔膜，将阀芯与流体隔开。开。q结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他结构简单、流阻小、流通能力比同口径的其他种类的阀要大。由于介质用隔膜与外界隔离，故无填种类的阀要大。由于介质用隔膜与外界隔离，故无填料，介质也不会泄漏。料，介质也不会泄漏。q耐腐蚀能力强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性耐腐蚀能力强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性

9、介质的控制，也能用于高粘度及悬浮颗粒状介质的控介质的控制，也能用于高粘度及悬浮颗粒状介质的控制。制。 过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章q适用于大口径、适用于大口径、大流量、低压差的场大流量、低压差的场合，也可以用于含少合，也可以用于含少量纤维或悬浮颗粒状量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。介质的控制。（6）蝶阀蝶阀又名翻板阀。又名翻板阀。结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（7） 球阀球阀阀芯与阀体都呈球形体，阀芯内开孔。转动阀阀芯与阀体都呈球形体，阀芯内开孔。转动阀芯使之芯使之与阀体处于不同

10、的相对位置时，就有不同的与阀体处于不同的相对位置时，就有不同的流通面积。流通面积。q流量变化较快，可起控制和切断的作用，常用流量变化较快，可起控制和切断的作用，常用于双位式控制。于双位式控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（8）笼式阀笼式阀阀内有一个圆柱形套筒（笼子）。套筒壁上有阀内有一个圆柱形套筒（笼子）。套筒壁上有一个或几个不同形状的孔（窗口），利用套筒导向，一个或几个不同形状的孔（窗口），利用套筒导向，阀芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积。阀芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积。q可调比大，不平衡可调比大，不平衡力小，更换开孔不同的力小，更换开孔不同的套筒，就可得

11、到不同的套筒，就可得到不同的流量特性。但不适于高流量特性。但不适于高粘度或带有悬浮物的介粘度或带有悬浮物的介质流量控制。质流量控制。过程控制系统与仪表过程控制系统与仪表 第第4章章（9）凸轮挠曲阀凸轮挠曲阀又名偏心旋转阀。其阀芯呈扇形球面状，与挠又名偏心旋转阀。其阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及轴套一起铸成，固定在转动轴上。曲臂及轴套一起铸成，固定在转动轴上。q阀芯球面与阀座密封圈紧密接触，密封性好。阀芯球面与阀座密封圈紧密接触，密封性好。适用于高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。适用于高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。 调节阀除了结构类调节阀除了结构类型的不同外，其它的主型的不同外，其它的主要技术