自动检测技术及仪表控制系统14执行单元.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第,14,章 执行单元,自动检测技术及仪表控制系统 第二版,化学工业出版社,Contents,14.1,执行器工作原理,14.2.,启动执行器,14.3,电动执行器,14.4,调节阀,14.1,执行器工作原理,（,1,）执行器分类与比较,根据所使用的能源种类，执行器可以分为气动、液动和电动三种。,气动执行器是以压缩空气为动力能源的一种自动执行器。它接受调节器的输出控制信号，直接调节被控介质（如液体、气体或蒸汽等）的流量，使被控变量控制在系统要求的范围内，以实现生产过程的自动化。气动执行器具有结构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便和防火防爆等优点，在工业控制系统中应用最为普遍。,14.1,执行器工作原理,（,1,）执行器分类与比较,电动执行器是以电动执行机构进行操作的。它接受来自调节器的输出电流,010mA,或,420mA,信号，并转换为相应的输出轴角位移或直线位移，去控制调节机构以实现自动调节。,液动执行器的最大特点是推力大，但在实际工业中的应用较少。,14.1,执行器工作原理,（,1,）执行器分类与比较,三种执行器的主要特性比较,主要特性,气动执行器,液动执行器,电动执行器,系统结构,简单,简单,复杂,安全性,好,好,较差,相应时间,慢,较慢,快,推动力,适中,较大,较小,维护难度,方便,较方便,有难度,价格,便宜,便宜,较贵,14.1,执行器工作原理,（,2,）执行器基本构成及工作原理,执行器一般由执行机构和调节机构成,执行器工作原理如下：,14.1,执行器工作原理,（,2,）执行器基本构成及工作原理,无论是气动执行器还是电动执行器，首先都需接受来自调节器的输出信号，以作为执行器的输入信号即执行器动作依据；该输入信号送入信号转换单元，转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较，其差值作为执行机构的输入，以确定执行机构的作用方向和大小；执行机构的输出结果再控制调节器的动作，以实现对被控介质的调节作用；其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需的位置信号。,14.2,气动执行器,（,1,）气动执行器基本构成,气动执行器一般由气动执行机构和调节机构组成。完整的启气动执行器工作原理图：,14.2,气动执行器,（,1,）气动执行器基本构成,薄膜式启动执行器结构,1,薄膜,2,弹簧,3,调零弹簧,4,推杆,5,阀杆,6,填料,7,阀体,8,阀芯,9,阀座,14.2,气动执行器,（,1,）气动执行器基本构成,活塞式气动执行器结构：,1,活塞,2,气缸,3,推杆,4,阀杆,5,填料,6,阀体,7,阀芯,8,阀座,14.2,气动执行器,（,2,）阀门定位器,阀门定位器是气动执行器的辅助装置，与气动执行机构配套使用。它主要用来克服流过调节阀的流体作用力，保证阀门定位在调节器输出信号要求的位置上。,14.2,气动执行器,（,2,）阀门定位器,定位器与执行器之间的关系如同一个随动驱动系统。定位器接受来自调节器的控制信号和来自执行器的位置反馈信号，对两者进行比较，当两个信号不相对应时，定位器以较大的输出驱动执行机构，直至执行机构的位移输出与来自调节器的控制信号相对应。,此外，配置阀门定位器可增大执行机构的输出功率，减少调节信号的传输滞后，加快阀杆的移动速度，提高位置输出的线性度，从而保证调节阀的正确定位。,14.2,气动执行器,（,2,）阀门定位器,气动阀门定位器结构图：,1,波纹管,2,主杠杆,3,弹簧,4,、,14,支点,5,凸轮,6,副杠杆,7,薄膜气室,8,反馈杆,9,滚轮,10,反馈弹簧,11,调零弹簧,12,喷嘴,13,放大器,14.2,气动执行器,（,2,）阀门定位器,电气阀门定位器结构图：,1,电磁线圈,2,主杠杆,3,弹簧,4,，,14,支点,5,凸轮,6,副杠杆,7,薄膜气室,8,反馈杆,9,滚轮,10,反馈弹簧,11,调零弹簧,12,喷嘴,13,放大器,14.3,电动执行器,电动执行器也有执行机构和调节阀两部分组成；,为保证电动执行机器输出与输入之间呈现严格的比例关系，采用比例负反馈构成闭环控制回路：,14.3,电动执行器,伺服放大器工作原理图,14.4,调节阀,（,1,）调节阀工作原理,调节阀是各种执行器的调节机构。它安装在流体管道上，是一个局部阻力可变的节流元件。,14.4,调节阀,（,1,）调节阀工作原理,直通单座调节阀的结构如图：,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,根据上阀盖的结构分：普通型、散热片型、长颈型、波纹管型；,根据不同的使用要求，调节阀具有不同的结构，在实际生产中应用较广的主要包括直通双座调节阀、直通单座调节阀、角型调节阀、高压调节阀、隔膜阀、蝶阀、球阀、凸轮挠曲阀、套筒调节阀、三通调节阀和小流量调节阀等。,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,直通双座调节阀的基本结构：,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,角阀的基本结构：,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,隔膜阀的基本结构：,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,几种调节阀阀芯结构示意,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,14.4,调节阀,（,2,）调节阀结构及分类,14.4,调节阀,（,3,）调节阀的流量特性,调节阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系；,阀的流量特性会直接影响到自动调节系统的调节质量和稳定性；,改变阀芯和阀座之间的节流面积，便可调节流量；,为便于分析，首先假定阀前后压差固定，然后再考虑实际情况，于是调节阀的流量特性分为理想流量特性和工作流量特性。在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性就是理想流量特性。,14.4,调节阀,（,3,）调节阀的流量特性,调节阀典型理想流量特性曲线,14.4,调节阀,（,3,）调节阀的流量特性,不同流量特性的阀芯曲面形状,14.4,调节阀,（,4,）调节阀的流量系数,流量系数,C,是直接反映流体流过调节器的能力，是调节阀的一个重要参数。流量系数犆定义为当调节阀全开、阀两端压差为,0.1MPa,、流体密度为,g/cm,，每小时流过调节阀的流量值：,Thank You!,