第十一讲执行器的选型与安装
温州瑞基电动执行器选型样本-RJ智能型选型安装使用说明讲解
转 矩
行程
时间
60/50Hz
阀 门
最 大
轴 径
电机
功 率
(F级)
额定电流
手轮
转数
重量
三相380V/440V
N.m
N.m
s
mm
W
A
n
kg
RJ/RJM06
60
50
14/17
22
15
0.25/0.14
8.5
11
RJ/RJM09
90
75
14/17
22
25
0.28/0.20
8.5
11
RJ/RJM15
150
输 出
转 矩
调 节
转 矩
行程
时间
60/50Hz
阀 门
最 大
轴 径
电机
功 率
(F级)
额定电流
手轮
转数
重量
单相110V/220V
N.m
N.m
s
mm
W
A
n
kg
RJM06
50
25
14/17
22
15
1.00/0.45
8.5
11
RJM09
80
40
14/17
22
25
1.30/0.58
8.5
11
RJM15
130
70
mm
螺孔规格
螺孔深度
mm
RJ06、RJ09
F07
70
4-M8-6H
12
RJ15、RJ19
F07
70
4-M8-6H
15
F10
电动执行机构的选型
电动执行器又称阀门电动装置，它是在不同行业领域的称谓，在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置，在仪表行业称之为电动执行器，但现在业内已没有很明确的区分，本文所涉及到的关于称谓问题将统一称之为电动执行器。
阀门在工业管路控制中是经常使用的重要设备，电动阀门随着工业自动化的发展，因其动力源容易取得，且一般情况下无需维护的优点，比起气动、液动等不同驱动方式的设备使用更为普遍。
在工业场合电动阀门必需具有更高的可靠性和安全性，当阀门能保证性能和寿命的情况下，电动阀门的安全性与可靠性取决于电动执行器，因此电动执行器的性能、控制水平是电动阀门整机技术水平的综合表现。
所以在电动执行器选型时除必需考虑的一些基本要素外，对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现最大化。
电动执行器的类型很多，不同类型和功能的电动执行器与阀门配套后都可称之为电动阀门，但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数忽略或没有明确电动执行器的相关要求，这样不仅使电动阀门发挥不出最佳的性能，而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦，甚至给生产造成严重的后果。
本文将针对电动执行器选型考虑的要点进行说明，并对目前智能电动执行器的相关功能做简单介绍，它将是当今乃至将来工业自动化控制发展所需的主流产品。
（一）电动执行器选型考虑要点一、根据阀门类型选择电动执行器阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。
1．角行程电动执行器（转角<360度）电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。
b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
2．多回转电动执行器（转角>360度）电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。
执行机构选型及方法
执行机构的比较与选型执行机构分类执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用并在某种控制信号作用下工作。
其基本类型有部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式。
执行机构的驱动方式主要是气动、电动、液压这三种，液动执行机构也有搭配电动、液压驱动方式，但是其本质和液压没有太大区别。
三种驱动方式为执行机构带来的特性不同，在工作性能、造价、使用方便性等方面各有优点，适用于不同的工作场合。
各类执行机构工作原理气动执行机构气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，是以压缩气体作为能源，可分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。
SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作时弹簧复位。
其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。
拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。
齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，气动薄膜（有弹簧）执行机构的输出信号是直线位移，输出特性是比例式，即输出位移与输入信号成比例关系。
动作原理如下：信号压力，通常为0.2－1.0bar 或0.4-2bar，通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆部件移动。
与此同时，弹簧被压缩，直到弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的力平衡。
信号压力越大，在薄膜上产生的推力也越大，则与之平衡的弹簧反力也越大，于是弹簧压缩量也越大即推杆的位移量越大，它与输入薄膜气室信号压力成比例。
推杆的位移，即为气动薄膜执行机构的直线输入位移，其输出位移的范围为执行机构的行程电动执行机构电动执行机构是电动单元组合式仪表中的执行单元。
执行器概述(PPT 62页)
常用调节阀结构示意图及特点——直通单座调节阀
双导向结构
直通单座调节阀：
1. 阀体内只有一个阀芯和一个阀座。 2. 结构简单、泄漏量小（甚至可以完全
切断）
3. 允许压差小（双导向结构的允许压差
较单导向结构大）。
单导向结构
它适用于要求泄漏量小，工作压差较小 的干净介质的场合。在应用中应特别注 意其允许压差，防止阀门关不死。
3. 该阀结构简单，维修方便，关闭性能好，流
通能力大，可调比大
4. 流量特性近似为等百分比特性，适用于纤维、
纸浆及含颗粒的介质。
4. 流量系数和流量特性
孔板流量计的公式？？ Q A
2(P1 P2 )
调节阀的流量方程 Q K P1 P2
10
依据的原理：伯努利方程（能量守恒）
它的输出特性有比例式及两位式两种。
P2
两位式是根据输入执行活塞两侧的操作 压力的大小，活塞从高压侧推向低压侧 ，使推杆从一个位置移到另一极端位置
比例式是在两位式基础上加有阀门定位 器后，使推杆位移与信号压力成比例关 系。
2.2. 电动执行机构
构成原理
输 入＋ 信 号
ε 伺服放大器 －
供参考
伺服电机
2. 套筒上开有一定形状的窗口（节流孔），套
筒移动时，就改变了节流孔的面积，从而实 现流量调节。
3. 套筒阀分为单密封和双密封两种结构，前者
类似于直通单座阀，适用于单座阀的场合； 后者类似于直通双座阀，适用于双座阀的场 合。
4. 套筒阀具有稳定性好、拆装维修方便等优点，
因而得到广泛应用，但其价格比较贵。
Q m3/h
P
、
1
P2
电动执行器安装时有哪些注意事项呢？
电动执行器安装时有哪些注意事项呢？电动执行器在工业、自动化生产、医疗、卫生、供热、给排水等领域得到了广泛应用。
安装电动执行器时需要注意一些事项，以保证设备的正常使用和牢靠性。
接下来我们将认真介绍电动执行器安装的注意事项。
选型在选择电动执行器时，需要依据系统管路参数、使用场合、工作特性和掌控要求等因素进行选择。
执行器的尺寸、接口、输出扭矩、特别功能、适用介质和掌控方式等都需要考虑。
不同型号的执行器间可能存在大量差异，特别是在性能参数、适用介质和掌控方式上，需要依据实际的使用场合选型。
安装位置和方法电动执行器是用来掌控管路的开关和调整的，因此安装位置特别紧要。
在安装电动执行器时，必需考虑电动执行器对于管路和管道阀门位置之间的功用是否正确，是否能够达到最佳效果。
安装位置应当选择在阀门上方或侧面，安装在管道下方的位置可能会造成管路变形，对系统的正常运行产生影响，还有可能发生漏电等不安全。
依据执行器的安装位置不同，可以分为两种安装方法。
一种是安装在管道上方，这种情况下，执行器的重量需要考虑顶部支撑结构的设计，以确保安装坚固。
另一种是安装在管道侧面，这种情况下，需要将执行器与手动操作装置分开。
并且，还要确保执行器和手动操作装置的位置不会相互干扰。
防静电一些介质中可能存在易燃性气体或液体，因此，执行器的电气部分需要防静电处理。
通常接受的防静电方法包括对执行器的电缆进行处理、卡箍隔离等方法。
在安装过程中，还需要注意不要使用有弹性的材料用作执行器和手动操作装置间的连接处，以防止产生静电。
电源接线电源接线需要依据执行器的额定电源电压进行选择，同时应当避开发生错接线、接触不良、绝缘损坏等问题。
在插头和插座中心应使用连接头，同时应接受坚固的固定方式，以避开插头松动。
在安装过程中，还需要注意电源接线的径线是否合适、是否有绝缘护套等问题，以确保电线完好。
系统接口在安装过程中，需要确保执行器和阀门、管路之间的连接是精准、牢靠和坚固的。
执行机构安装
执行机构安装执行机构是指将输入的能量转化成机械运动的一种装置，包括电动执行机构和气动执行机构。
电动执行机构是指通过电动装置驱动的执行机构，主要包括电机、减速器和输出轴。
而气动执行机构是通过气动方式驱动的执行机构，主要包括气缸、阀门和控制装置等。
电动执行机构的安装需要按照具体的情况进行，以下是一个常见的电动执行机构安装流程：1.首先，确定电动执行机构的安装位置。
根据实际需求和设备布局，选择合适的位置安装电动执行机构，确保其能够正常工作。
2.接下来，安装电动机。
将电动机固定在机器或设备上，使用螺钉或支架将电动机牢固地固定在适当的位置。
3.安装减速器。
减速器是用来改变电动机的转速和输出力矩的装置，通常与电动机连接在一起。
将减速器根据说明书要求进行安装，确保和电动机连接紧密可靠。
4.安装输出轴。
根据具体需求，选择合适的输出轴，并根据说明书进行安装。
确保输出轴能够有效地传递力矩和运动。
5.进行电气连接。
根据电动执行机构的电气原理图，连接电机与控制设备之间的电线，确保电动执行机构能够正常受控。
6.进行测试与调试。
安装完成后，通过连接电源，对电机进行测试和调试，确保其能够按照预期工作。
气动执行机构的安装也需要按照具体的情况进行，以下是一个常见的气动执行机构安装流程：1.首先，确定气动执行机构的安装位置。
根据实际需求和设备布局，选择合适的位置安装气动执行机构，确保其能够正常工作。
2.将气缸进行安装。
根据气缸的尺寸和结构特点，选择合适的固定方式，如螺丝固定或安装支架等。
将气缸牢固地安装在设备或机器上。
3.连接气缸与控制装置。
使用适当的软管或管道，将气缸与气动控制装置（如压缩空气源和阀门）进行连接。
确保连接紧密可靠，防止漏气。
4.安装执行机构。
根据实际需求，将需要通过气动执行机构控制的设备连接到气缸的输出端，确保连接牢固可靠。
5.进行气路连接。
按照气动系统的设计图纸，连接压缩空气源、气缸和控制装置之间的气路。
确保气路畅通，无泄漏现象。
11章 执行机构
第十一章执行机构在自动控制中，执行机构接受来自调节器、计算机的自动调节信号或来自操作器的远方手动操作信号，并将其转换成使调节机构（阀门、风门或挡板）动作的位移信号，从而改变被调量的大小，以满足生产过程的需要。
常用的执行机构有执行器和调速控制装置，执行其根据所用的能源不同分为电动和气动两大类，根据输出位移量的不同，又有角位移执行机构和线位移执行机构之分。
电动执行机构以电力为动力，它是电动单元组合仪表的执行单元，接受DCS系统或其它设备输出的4～20mA DC统一标准信号，并转换成与之相对应的角位移或线位移输出。
角位移与线位移执行机构的电气原理基本相同，其区别主要在减速器的机械部分。
气动执行机构以压缩空气动力能源，接受DCS系统或其它设备输出的4～20mA 直流或0.02～0.1MPa模拟输入信号，并将其转换成相应的输出轴的位移，以控制阀门、挡板、风门等调节机构，实现过程的调节。
本章主要介绍电动执行机构、气动执行机构。
第一节电动执行机构电动执行机构按供电电源分有220V、380V的电动执行器，按接受信号份分受4～20mA DC 内部带放大器的执行机构、直接接受220V AC的执行机构。
执行机构部分包括保护电路、二相伺服电动机，机械减速器和位置发送器，见图11-1。
二相伺服电动机接受伺服放大器、电动操作器或分散控制系统送入的执行机构图11-1 电动执行机构原理图信号而转动，并经过机械减速器转换成低转速大力矩输出。
而位置发送器将输出位移转换成与之成比例的0～10mA或4～20mA电流信号，送至显示或调节系统。
保护电路是为了保护两相电机而设置的，内有输出轴到位保护和力矩保护，任意一个开关动作电机都将不带电，避免阀门或挡板故障致使电机发热烧坏。
本节以最基本的DKJ角位移电动执行机构为例，介绍一下执行机构的基本工作原理、功能及调试。
其它类型都是在此基础上发展起来的，基本原理和调试方法都是一样的。
一、电动执行机构的组成DKJ型电动执行器是一个用两相伺服电动机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图如147图11-2所示。
电气控制系统安装与调试作业指导书
电气控制系统安装与调试作业指导书第一章概述 (3)1.1 安装与调试的意义 (3)1.2 安全注意事项 (4)第二章设备安装准备 (4)2.1 设备检查 (4)2.2 施工现场布置 (5)2.3 工具与材料准备 (5)第三章控制柜安装 (5)3.1 控制柜的定位与固定 (5)3.1.1 根据电气控制系统设计图纸，明确控制柜的安装位置。
(5)3.1.2 在安装位置处，按照设计要求，对控制柜进行初步定位。
(5)3.1.3 使用水平尺和线锤等工具，保证控制柜的水平度和垂直度。
(5)3.1.4 在控制柜底部预埋固定螺栓，将控制柜与地面牢固连接。
(5)3.1.5 检查控制柜与地面的连接是否牢固，如有松动现象，及时进行调整。
(5)3.2 控制柜内部元件安装 (5)3.2.1 按照电气控制系统设计图纸，明确控制柜内部元件的种类、型号和数量。
(5)3.2.2 根据元件尺寸，在控制柜内部合理布局，保证元件安装空间充足。
(6)3.2.3 将元件按照设计要求安装在控制柜内部，注意元件的固定方式。
(6)3.2.4 元件安装完成后，检查各连接部位是否牢固，如有松动现象，及时进行调整。
63.2.5 对元件进行编号，便于后续调试和维护。
(6)3.3 控制柜接线 (6)3.3.1 根据电气控制系统设计图纸，明确控制柜的接线要求。
(6)3.3.2 准备所需的电缆、导线、接线端子等材料。
(6)3.3.3 按照设计要求，将电缆和导线接入控制柜内部，保证接线正确。
(6)3.3.4 使用接线端子，将导线与元件进行连接，注意连接方式。
(6)3.3.5 接线完成后，检查各连接部位是否牢固，如有松动现象，及时进行调整。
(6)3.3.6 对电缆和导线进行编号，便于后续调试和维护。
(6)3.3.7 对控制柜内部接线进行绝缘处理，保证安全可靠。
(6)3.3.8 检查控制柜内部接线是否满足设计要求，如有不符合要求的地方，及时进行调整。
气动或液动执行器的常开型和常闭型及选型
气动或液动执行器的常开型和常闭型及选型
单作用气动执行器有常开式和常闭式两种，那种情况下应选用常开式，那一种情况应选用常闭式呢？
常开式：失气时阀门在弹簧的张力下打开；进气时阀门在压缩空气的推力下关闭。
常闭式：失气时阀门在弹簧的张力下关闭；进气时阀门在压缩空气的推力下打开。
因此，在选用单作用执行器时，我们应根据实际工况需要进行选型,单作用气动执行器靠弹簧自动复位，一般在危险的工况中使用较多，比如输送可燃气体或可燃液体，在失去气源又出现紧急情况的时候，单作用气动执行机构能自动复位把危险降到最低，而双作用一般不容易复位。
单作用气动执行器一般分为常开型和常闭型
常开型：通气关，断气开
常闭型，通气开，断气关
一般工况中使用双作用的较多，双作用气缸的没有弹簧，因而成本比单作用气动执行器的成本低。
气动执行器的选型
气动执行器的选型气动执行器的选型气动执行机构的操作要求有两个外部影响因素：一是信号，二是动力源。
信号通常是120/240 VAC或12/24VDC的离散电压，可以为电磁阀供电。
如果使用定位器控制执行机构的旋转，信号通常是模拟（4~20 mA）或数字信号。
电磁阀或数字定位器控制着执行机构汽缸的供气和排气，交替控制阀门的位置。
电磁阀用来完成阀的开、关位置的转换。
定位器也有同样的功能，但主要用于调节控制功能，并能支持更先进的应用，如安全仪表系统中的部分行程测试。
随着数字式定位器成本的日益降低，其应用在持续增长。
气动执行机构的常用动力源是约为60~100 psig的压缩空气。
每一种气动执行器在切断气源后都会有一个故障位置。
双作用执行器故障断气时（通气开、通气关），阀门会停在最后的位置处。
但如果管道流体压力产生的动力矩大于阀门的摩擦力矩时，就会出现阀门旋转。
弹簧复位式执行机构在阀断气时阀门会恢复至初始位置。
这样的设计通常被选用于有故障安全要求的关键场合。
一旦阀门的扭矩要求确定后，即可正确地进行执行机构的选型。
在选型前，确切的信息是必须的。
客户应提供执行机构的最低供气压力和动作模式（如：双动式或弹簧复位式）。
如执行机构要求弹簧复位式，故障模式（即：故障关或故障开）也必须加以确定。
请遵循以下指导方针：双动用操作：所选择的执行机构在最小供气压力时的输出扭矩应大于计算所得的阀门扭矩。
弹簧复位操作，故障关：所选择的执行机构在最小供气压力情况下弹簧行程末端时的输出扭矩应大于关闭阀门所需要的扭矩。
弹簧复位操作，故障开：所选择的执行机构在最小供气压力情况下气动行程末端时的扭矩输出应大于打开阀门所需要的扭矩。
当为阀门或挡板选择齿轮齿条和拨叉式执行机构时，工程师应注意在阀门估计的操作扭矩与阀门的实际输出扭矩间留出安全余量。
在缺少终端用户的指令下，如果需要添加一个安全系数来规定和修正阀门扭矩值时，可以遵循以下说明：安全系数应加在阀门扭矩上，而不是执行机构的扭矩上。
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唐德东
例如： 例如： 选择蒸汽锅炉的控 制阀门时， 制阀门时 ， 为保证失控 状态下锅炉的安全： 状态下锅炉的安全： 给水阀和燃气阀如何 选择？ 选择？
燃气阀 给水阀 蒸汽
给水阀应选气关式 燃气阀应选气开式
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
② 从保证产品质量出发，当发生控制阀处 于无能源状态而回复到初始位置时，不应 降低产品的质量，如精馏塔回流量控制阀 常采用气关式，一旦发生事故，控制阀全 开，使生产处于全回流状态,防止不合格产 品的蒸出，从而保证塔顶产品的质量。
W c(s)
被控对象 W1(s)
被控量
有的被控对象的放大倍数，在不同的工艺点不同。 有的被控对象的放大倍数，在不同的工艺点不同。 放大倍数
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
控制阀流量特性选择
根据控制系统稳定运行准则，扰动或设定变化时，控 制系统静态稳定运行的条件是控制系统各开环增益 之积基本恒定；控制系统动态稳定运行的条件是控 制系统总开环传递函数的模基本恒定。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
③ 从降低原料、成品、动力损耗来考虑。 如控制精馏塔进料的控制阀就常采用气开 式,一旦控制阀失去能源即处于气关状态， 不再给塔进料，以免造成浪费。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
④ 从介质的特点考虑。精馏塔塔釜加热蒸 汽控制阀一般选气开式，以保证在控制阀 失去能源时能处于全关状态避免蒸汽的浪 费，但是如果釜液是易凝、易结晶、易聚 合的物料时，控制阀则应选气关式以防调 节阀失去能源时阀门 关闭，停止蒸汽进入 而导致釜内液体的结晶和凝聚。
唐德东
控制阀气开、气关形式的选择应遵循几条原则
① 首先满足生产安全考虑
当气源供气中断，或控制器出故障而无输出，或控 制阀膜片破裂而漏气等而使控制阀无法正常工作以致阀 芯回复到无能源的初始状态（气开阀回复到全关，气关 阀回复到全开），应能确保生产工艺设备的安全，不致 发生事故。
过程控制系统与装置 第4章 章
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
–选择控制阀工作流量特性的目的通过控制阀调节
机构的增益来补偿因对象增益变化而造成开环总增 益变化的影响。即用Kv的变化补偿Kp的变化，使K 开=KcKvKpKm基本恒定。
讨论时，假设控制器增益（或比例度）、执行机构 增益、检测变送环节增益不随负荷或设定而变化。这样， 当对象增益Kp随负荷或设定变化时，通过选择合适的控 制阀流量特性，使控制阀增益Kv与Kp之积保持基本不变。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
很多对象在工作区域内稳态放大倍数K不是常 很多对象在工作区域内稳态放大倍数 不是常 在不同的工艺负荷点， 不相同 因此希望调 不相同。 数 ， 在不同的工艺负荷点 ， K不相同 。 因此希望 调 节阀的流量特性能补偿对象的静特性。 节阀的流量特性能补偿对象的静特性。 若调节对象的静特性是非线性的， （1）若调节对象的静特性是非线性的，工艺负荷变 化又大，用等百分比特性补偿。 化又大，用等百分比特性补偿。 （ 2） 若 调节对象的静特性是 ） 线性的， 工艺负荷变化不大， 线性的 ， 或 工艺负荷变化不大 ， 用直线阀。 用直线阀。 值低， （ 3） 配 管阻力大 、 s值低 ， 等 ） 管阻力大、 值低 百分比阀会畸变成直线阀。 百分比阀会畸变成直线阀。
当系统中要求程序控制时， 当系统中要求程序控制时，可选用能接受断续信 号的电动执行机构。 号的电动执行机构。
对于具有爆炸危险或环境条件比较恶劣的场所， 对于具有爆炸危险或环境条件比较恶劣的场所， 可选用气动执行机构。 可选用气动执行机构。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
2）.控制阀的选择 ） 控制阀的选择
根据被测介质特性、 根据被测介质特性、工艺条件和过程控制 要求，并参照各种阀门结构的特点进行综合考 要求， 虑，同时兼顾经济性最终确定调节机构型式。 同时兼顾经济性最终确定调节机构型式。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
控制阀的流通形式不同
直通单座阀
单座角形阀
过 第4章 章
唐德东
第四章
执行器
教学目的要求：了解执行器的分类和构成， 教学目的要求 了解执行器的分类和构成，掌握气动调节 了解执行器的分类和构成 阀的结构与工作原理，理解调节阀的各种结构形式， 阀的结构与工作原理，理解调节阀的各种结构形式，了解 各种调节阀的应用场合， 各种调节阀的应用场合，掌握调节阀的工作流量特性和理 想流量特性，掌握电气转换器、 想流量特性，掌握电气转换器、阀门定位器的作用与工作 原理。掌握电动执行器的结构与工作原理， 原理。掌握电动执行器的结构与工作原理，了解位置发送 器的作用，理解电动执行器的整机特性； 器的作用，理解电动执行器的整机特性；了解现场总线执 行器的特点。了解执行器现场安装的一般方法。 行器的特点。了解执行器现场安装的一般方法。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
如热水加热器的热水流量与送风温度的静特性
T/Tmax
100%
T
50%
M TT
K
Q/ Qmax
热水 Q
0
50%
100%
由图可见，随着热水流量增大， 由图可见，随着热水流量增大，对送风的加热效 果越来越差。因为热交换需要时间，热水很快流走， 果越来越差。因为热交换需要时间，热水很快流走， 不能充分热交换所致。但若用蒸汽加热， 不能充分热交换所致。但若用蒸汽加热，由于冷凝放 热很快，该特性为直线特性。 热很快，该特性为直线特性。
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
2、气开气关的选择原则 、
气开式
P入
正作用 反作用
气关式
P入
Q
Q
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
2．气开式与气关式的选择 ． 气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。 气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。 无压力信号时阀全开，随着信号增大， 无压力信号时阀全开，随着信号增大，阀门 气关式。 逐渐关小的称为气关式 反之， 逐渐关小的称为气关式。反之，无压力信号时阀全 随着信号增大，阀门逐渐开大称的为气开式 气开式。 闭，随着信号增大，阀门逐渐开大称的为气开式。 如气动薄膜调节阀的气开式与气关式： 如气动薄膜调节阀的气开式与气关式：
气关式 气开式 气开式 气关式
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
控制阀气开、气关形式的选择
对于一个具体的控制系统来说，究竟选气开 阀还是气关阀，即在阀的气源信号发生故 障或控制系统某环节失灵时，阀是处于全 开的位置安全，还是处于全关的位置安全, 要由具体的生产工艺来决定 。
过程控制系统与装置 第4章 章
过程控制系统与装置 第4章 章
唐德东
3、 控制阀的流量特性选择
控制阀的流量特性，在生产中常用的是直线、 控制阀的流量特性，在生产中常用的是直线、等百分比 和快开三种。 和快开三种。而快开特性主要用于两位式控制及程序控 制中，因此， 制中，因此，在考虑控制阀流量特性选择时通常是指如 何合理选择直线和等百分比流量特性。 何合理选择直线和等百分比流量特性。 控制阀流量特性的选择目前较多采用经验法。 控制阀流量特性的选择目前较多采用经验法。 一般可以从下面的几个方面来考虑： 一般可以从下面的几个方面来考虑： 根据过程特性选择 根据配管情况选择 根据负荷变化情况选择
过程控制系统与装置 第4章 章
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根据各种执行机构的特点，一般按下列原则进行选择： 根据各种执行机构的特点，一般按下列原则进行选择： 控制信号为连续模拟量时，选用比例式执行机构， 控制信号为连续模拟量时，选用比例式执行机构， 而控制信号为断续（开/关）形式时，应选择积分式执 而控制信号为断续（ 关 形式时， 行机构。 行机构。
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调节阀流量特性的选择 保证控制品质的重要因素之一是： 保证控制品质的重要因素之一是：保持控制 系统的总放大倍数在工作范围内尽可能恒定。 系统的总放大倍数在工作范围内尽可能恒定。 K=K1K2K3Kc
干扰f 干扰 + 给定值
e 控制器
－
执行器 W3(s) 传感器 W2(s)
直通双座阀
蝶阀
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三通： 合流
分流
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气动薄膜控制阀主要性能指标
控制阀种类 单座、 单座、双座 角型阀 不带定 位器 非线性偏差 % 反行程变差 % 灵敏限 % 流通能力误差 % 流量特性误差 % ±4 2.5 1.5 带定 位器 1 1 0.3 三通阀 不带定 位器 ±4 2.5 1.5 ±10 带定 位器 ±4 1 0.3 高压阀 不带定 位器 ±4 2.5 1.5 ±10 带定 位器 ±1 1 0.3 低温阀 不带定 位器 ±6 5 2 带定 位器 ±1 1 0.3 隔膜阀 不带定 位器 ±10 6 3 ±20 带定 位器 ±1 1 0.3
名称
±10 （C≤5为±15） ≤ 为 ） ±10 （C≤5为±15） ≤ 为 ） 单座、 单座、角型 0.01 双座0.1 双座0.1
±10 （C≤5为±15） ≤ 为 ） ±10 （C≤5为±15） ≤ 为 ） 单座、 单座、0.01 双座0.1 双座0.1
±10
±10
允许泄漏量 %
0.1
0.01
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1）执行器结构形式选择 ）
执行机构结构型式的选择一般要考虑下列因素： 执行机构结构型式的选择一般要考虑下列因素： 执行机构的输出动作规律 执行机构的输出动作方式和行程 当采用气动仪表时， 当采用气动仪表时，应选用气 动执行机构。 动执行机构。 执行机构的静态特性和动态特性 气动执行器 电动执行器
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