自动化第五章.ppt

第五章主要讨论的是自动化系统中的执行器和控制阀的相关知识，特别是它们的构成、类型、特点以及在不同工况下的应用。执行器是自动化设备中关键的组成部分，它由执行机构和控制机构两部分组成。执行机构负责根据控制信号的压力大小产生推力，驱动控制机构动作，将信号压力转化为阀杆位移。而控制机构则直接与被控介质接触，通过改变阀杆位移来控制流体流量。 控制阀的结构种类繁多，包括直通单座阀、直通双座阀、角形控制阀、三通控制阀、隔膜控制阀、蝶阀、球阀、凸轮挠曲阀和笼式阀等。每种阀门都有其适用的场合，例如直通单座阀适合小口径、低压差的环境，直通双座阀则适用于大口径、大压差的工况。隔膜阀适用于强腐蚀性介质，而蝶阀则常用于大流量、低压差的场所。 双座阀相对于单座阀的优点在于其不平衡力较小，因为双座阀的两个阀芯和阀座在流体作用下产生的推力能相互抵消。控制阀的流量特性是指流体通过阀门时的流量与阀门开度之间的关系，常见的理想流量特性有直线、等百分比、抛物线和快开特性。等百分比特性又称对数特性，因为它在相同行程变化下，流量小的时候流量变化小，流量大的时候流量变化大，有利于实现平稳和灵敏的控制。 在实际操作中，控制阀的工作流量特性会受到前后压差的影响，这与理想流量特性有所不同。控制阀的可调范围（或可调比）是指最大流量与最小流量的比值，它会在串并联管道中发生变化，因为管道配置会影响阀门的实际流量特性。例如，串联管道中阻力比S的改变会导致理想流量特性的畸变，而并联管道中的分流比x则会影响最小可控流量，从而影响控制阀的可调范围和流量特性。 气动执行器有气开式和气关式两种，气开式在无压力信号时阀门打开，反之气关式则在有压力信号时关闭。选择哪种方式主要考虑工艺生产的安全性。若需将气开阀改为气关阀，可以通过调整阀芯或执行机构的方向来实现。控制阀的流量系数Kv是衡量阀门在一定条件下的流量能力，选择阀门口径时需要计算Kv值，然后根据制造商提供的产品目录选取合适的阀门尺寸，确保阀门能处理工艺所需的最大流量。 本章内容深入探讨了自动化系统中的执行器和控制阀的原理、结构、特性以及应用策略，对于理解和设计自动化控制流程具有重要意义。