控制仪表与计算机控制装置第五章执行器

1、1、5 .执行机构、作用：接收来自调节器的控制信号，根据其自身的开度变化，达到调节产水量的目的。传动装置的工作、使用条件差，是调节系统的弱点，5.1、概要、2、传动装置由传动装置和调节机构两部分组成，辅助装置：阀门定位器使用负反馈原理改善传动装置性能手动操动机构用于手动直接操作传动装置， 5.1.2 .执行机构的构成空气执行机构、电动执行机构和液动执行机构、空气调节阀电动调节阀、空气调节阀采用空气执行机构：薄膜式活塞式、输出直线位移l、输出角位移、直线前进柱塞调节机构、角行程式调节机构、长行程式、 5.1.3 .致动器的分类和特征直线前进柱塞调节机构、输出角位移、角行程式调节机构，5，(2)使

2、用的调节机构别：直通二座调节阀直通单座调节阀蝶形阀笼式(套筒) 调节阀抢先版弯曲调节阀方形调节阀v型球阀三通调节阀o型球阀高压调节阀隔膜调节阀伸缩软管密封调节阀超高压调节阀低噪声调节阀直行式调节机构、角型调节机构、同一类型的气压调节阀和电动调节阀分别采用气动执行元件和电动执行机构，执行机构的分类、6、(3) 气压调节阀的优点：结构简单，工作稳定，输出功率大，安装维护方便，价格低廉防火防爆的缺点电动调节阀的优点：工作快，能量采集方便，特别适合远距离信号传输的缺点：输出功率小，价格高，一般防爆要求高致动器的特征，7，反作用力33-360中的每一个随着输入信号的增加而减小流过致动器的产水量，而正作用

3、33-60中的每一个随着输入信号的增加而增加致动器的开度，8，5.2 .致动器的作用33-360根据输入控制信号的大小，与相应的输出力f和产生输出力f，克服调节机构的流动流体对阀体的作用力或作用力矩、摩擦力等其他各种阻力的位移(l或)用于使调节机构的阀体移动，致动器，9，正作用3360输入信号增加，致动器云推送杆下降，反作用3360 致动器云推送杆向上运动，致动器作用方式，10，气动执行元件接受气压调节器或阀定位器输出的气动信号的气动执行元件主要分为2种：膜式(常用)活塞式(适用于要求较大推力的情况) 薄膜式和活塞式驱动器有弹簧和无弹簧两种，5.2.1 .气动执行元件，11，结构，1-上薄膜盖

4、2-科尔男同性恋薄膜3-下薄膜盖4-包围曝光5-云推送杆； 6-压缩弹簧7-弹簧座8-调整星空卫视9-杆螺母柱10-行程标度，(1)气膜式致动器，12是如下的致动器：当在上膜罩1和膜片2构成的空气室中流过信号压力时，在上膜罩1和膜片2上工作原理、13、气动薄膜式传动装置的力平衡方程有：a )静特性、非线性偏差小于5、回差小于35、气动薄膜式传动装置的特性、14、(b )动态特性，两个公式和比例公式。 活塞执行机构，比例式活塞执行机构，比例式活塞执行机构，比例式活塞执行机构，比例式活塞执行机构，比例式活塞执行机构，比例式活塞执行机构将它们变换为对应的输出输入f和直线位移l或者输出转矩m和角位移，

5、5.2.2 .电动执行机构，18、作用：是将伺服放大器输出的电力变换为机械转矩的伺服电动机，实际上是二相容量鼠笼式电机， 由打孔机硅钢片叠成的定子和篮子转子组成，在定子上分布2圈，均匀(1)伺服电机，19，将作用：输入信号与种子文件反馈信号进行比较，得到差分信号，根据的极性和大小，控制晶体闸流管交流开关的通断。 用于接通晶体闸流管交流开关、伺服电动机的交流电源分别控制伺服电动机的正、反转或停止，(2)伺服放大器、20、作用部：将电动执行机构的输出轴的位移转换为线性种子文件反馈信号，并种子文件反馈到伺服放大器的输入端。 位置信号发生器具备用于将电动执行机构输出轴的位移转换为mV或电阻等信号的位移

6、检测元件、差动变压器、塑料薄膜卷、位移传感器等位移检测元件，电路变换对伺服放大器请求位移检测元件的输出信号的输入信号，例如0-10mA或4-20mA (3)位置变送器，21，作用：伺服电机的高转速，小扭矩的输出电力变换为执行机构输出轴的低转速，大扭矩的输出电力，推进调节机构。 在直进计程仪柱的电动执行机构中，减速机还发挥将伺服电动机的转子的旋转运动转换为致动器输出轴的直线运动的作用。 减速机一般由机械齿轮或齿轮和滑轮构成。 (4)减速机、22、伺服放大器是具有继电器特性的非线性环节，为死区，无输出，输出215V、伺服电动机电源接通：伺服电动机在定速状态下动作，因此是积分网络链接，减速机和位置信

7、号发生器是比例网络链接。 因此，电动执行机构的动态特性主要有伺服电机的特性、即积分特性，在伺服电机停止旋转时：或者是比例特性，是电动执行机构的特性、23、智能二烯烃电动执行机构，定位精度比非接触检测高的云推送杆行程更高速的响应速率、蠕变， 具有超调量、无振动通讯功能的数据诊断和处理功能，24、调节机构是致动器的调节部分，根据致动器的输出力和输出位移，调节机构的阀体运动改变阀体和阀座之间的流通截面积，即改变调节阀的阻力系数，使被控制介质流体的产水量相应地变化。 5.3、调节机构、25、正作用：阀体向下移位时，阀体与阀座之间的流通面积增大。 以往，阀体的安装形式称为逆装。 反作用力：阀体向下方位移

8、时，阀体和阀座之间的流通面积减少。 习惯用阀柱安装形式称为正装。调节机构的正反作用：26、正装阀和逆装阀、正装阀、逆装阀、阀是局部阻力可变的节流元件。 当阀杆移动时，阀芯与阀座之间的流通面积发生变化，即阀的开度发生变化，从而调整管路内的流体的产水量。27、执行元件的空气on和空气off的动作方式、空气open :在信号压力P20KPa下，阀门开始打开。 即有气时开阀，开度随p的增大而增大。 断气式：信号压力p增大时，阀门反而减小到100KPa，全部关闭。气通、气断动作方式通过执行机构的正反作用和调节机构的正反作用的组合来实现。 28、(a )、(b )、(d )，执行调节气开：正反b反正c气闭

9、：正a反d、正、反、反、正5.3.1 .调节机构的构造和特征，30，直通单座调节阀与双座调节阀直通，特征3360泄漏量小，允许差压小，特征3360泄漏量大常用调节阀的结构形象和特点，31、常用调节阀的结构形象和特点，方形调节阀三通阀，特点3360常用调节阀的结构形象和特点，弹指球定阀的套筒阀偏心旋转阀，特点3360成本低漏大流通能力大，特点3360流路阻力小， 特点：稳定性拆装维护方便，33、流体通过调节阀时的能量损失h，单位质量流体通过调节阀时的能量损失与流体的动能成正比，流体为调节阀的5.3.2 .调节机构的工作原理，34，ACM2g/cm3(10-5 ns2/) cm2)qm3/h的定义

10、：是在调节阀前后的差压为100KPa、流体密度为1g/cm3 (即540的水)的条件下，调节阀全开时每1小时通过阀的流体量(m3 )、因此规定条件下的产水量系数k由、5表示，1 .流体的种类和性质k 对不同流体必须考虑对产水量系数的影响2 .流体的流化态也影响k的大小，因此定义了必须考虑闭塞流和非闭塞流的情况的：调节阀可控制的最大产水量和最小产水量的比，调节阀的前后差压的变化引起可调比的变化，使可调比成为理想可调比5.3.4 .调节阀的可调比，由38、结构设定修正决定，R=30； 50，(1)理想调整比(p一定)，39，串联配管时的调整比，(2)实际调整比Rr (P变化)，40产水量特性可分为

11、理想产水量特性和实际产水量特性，5.3.5 .调节阀的产水量特性，42，调节阀的固有特性由阀体的形状决定。 理想产水量特性主要有直线特性、等百分率(对数)特性、抛物线特性及快开特性4种，理想产水量特性(p恒定)、43、调节阀的相对产水量与相对位移呈直线关系即单位位移变化引起的产水量变化为常数， 特征： a .放大率为常数单位相对位移的变化引起的相对产水量变化与这一点的相对产水量成比例关系，特征： a. Q放大率b .产水量相对变化值为常数，(2)等%产水量特性(对数产水量特性)，45，单位相对位移的变化引起的相对产水量变化为这一点的相对产水量值的平方产水量变化小，有效位移一般为阀座直径的1/4

12、，适合快速开闭的位置式控制或程序控制系统，(4)快开产水量特性，(47 )，(1)串联配管时，*可变比减少*失真的直线特性比产水量特性更早打开(2)残奥管道时的工作产水量特性，49，作动器的选择是否恰当，直接影响操纵系统的控制质量，安全性和可靠性，作动器的选择，主要是1 .作动器的结构形式2 .调节阀的产水量特性3 .调节阀的口径。 5.4 .执行机构的选择订正，50，1 )执行机构的选择，比较项目气压薄膜执行机构电动执行机构，可靠性驱动能源价格输出力刚性防爆性能环境温度范围，高(简单，可靠性)需要另外设置空气源装置，低(-40 80 )，低， 5.4.1 .致动器的结构形式的选择，51、在选

13、择致动器的情况下，致动器的输出力(力矩)必须大于其受到的负荷力(力矩)，负荷力(力矩)必须大于流体在阀体上产生的作用力(不平衡力) 在气压薄膜致动器3360的动作差压小于最大容许差压的情况下，致动器的选择、52、在存在空气开放调节阀3360的信号压力时没有开阀信号压力时没有闭阀信号压力时阀全开空气开放的选择，在信号压力中断时阀全开确定气压调节阀整体的作用方式，53，确定气压调节阀的作用方式的实例，54，主要根据(1)流体的种类、黏性系数、腐食性、是否含有浮游粒子(2)工艺条件，例如温度、压力、产水量、差压，(2)调节机构的选择，55，实际上与直线特性等百分率特性经验法则：(1)考虑系统的控制质量适当选择调节阀的特性，利用阀的放大率变化补偿受控对象的放大率变化，使控制系统整体的放大率保持一定或大致一定，(5k2，56 )考虑工艺管道状况调节阀在串联管道时的工作产水量特性为s值的大小，即工艺因此，在选择其特性时，还必须考虑工艺管道的情况。 具体而言，先根据系统的特征选择所需的工作流特性，然后再考虑工艺管道状况决定合适的理想产水量特性。57、(3)考虑了负荷变化的直线特性调节阀在小开度时产水量相对变化值大，控制过于敏锐容易引起振动，阀体、阀座也容易损坏，因