过控第四章执行机构.ppt

主要内容主要内容4.1 执行器的工作原理与分类4.2 电动执行机构4.3 气动执行机构4.4 调节机构4.5 电-气转换器4.6 阀门定位器4.7 执行器的选择第四章 执行器4.1 执行器的工作原理与分类执行器接收来自控制器的控制信号，通过执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去改变调节机构的流通面积，从而调节流入或流出被控过程的物料或能量，实现对温度、压力、流量等过程被控参数的自动控制执行器安装在现场，直接与介质接触，常常在高温、高压、易腐蚀、易结晶、易燃易爆等恶劣条件下使用 4.1 执行器的工作原理与分类---组成按使用能源分电动执行器气动执行器输入0-10mADC或4-20mADC电流信号方便、信号传输速度快、传输距离远; 结构复杂、安全防爆性能差、推力小、价格贵，适用于防爆要求不高及缺乏气源的场所 4.1 执行器的工作原理与分类---分类液动执行器推力大，体积较大，适用于被控制压力高的场合 输入0.02-0.1MPa气压信号结构简单、动作平稳可靠、输出推力大、维护方便、价格便宜、安全防爆系数高动作时间长，不适合远传（传输距离<150m），而且不能与数字设备直接连接 q电电动动调调节节阀阀：：电电源源配配备备方方便便，，信信号号传传输输快快、、损损失小，可远距离传输；但推力较小。

失小，可远距离传输；但推力较小q气气动动调调节节阀阀：：结结构构简简单单，，可可靠靠，，维维护护方方便便，，防防火防爆；但气源配备不方便火防爆；但气源配备不方便q液液动动调调节节阀阀：：用用液液压压传传递递动动力力，，推推力力最最大大；；但但安装、维护麻烦，使用不多安装、维护麻烦，使用不多 工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀 按输出位移形式转角型90°（或<90°）或多圈（>360°） 4.1 执行器的工作原理与分类---分类直线型短行程和长行程 按动作规律开关型全开和全关两种状态，如电磁阀 积分型正向等速运动、反向等速运动和停止三种状态，实现任意阀门开度的调节 比例型输出位移和输入信号成比例关系 接收来自控制器的0-10mA.DC或4-20mA.DC电流信号，并将其转换为相应的角位移（输出力矩）或直线位移（输出力），去操纵阀门、档板等调节机构 4.2 电动执行机构---概念角行程以电动机作为动力元件，将输入的直流电流信号转换为相应的角位移（0-90℃），适用于操纵蝶阀、档板之类的旋转式调节阀 直行程将输入的直流电流信号，通过电动机和减速器，转换为直线位移输出，适用于操纵单座、双座、三通等直线式调节阀 多转式开启和关闭闸阀、截止阀等多转式阀门 执执行行机机构构如直动式电磁阀：如直动式电磁阀： 线圈通电时，产生电线圈通电时，产生电磁力，吸引阀芯柱上移，磁力，吸引阀芯柱上移，阀门打开。

阀门打开 线圈断电后，电磁力线圈断电后，电磁力消失，阀芯落下在弹簧消失，阀芯落下在弹簧压力下阀门紧闭压力下阀门紧闭 电磁阀是位式阀，只电磁阀是位式阀，只有全开和全关两个位置有全开和全关两个位置电电动动调调节节阀阀由由执执行行机机构构和和阀门两部分组成阀门两部分组成q执执行行机机构构是是调调节节阀阀的的推推动动装装置置，，它它将将输输入入信信号号转转换换成成相相应应的动力，带动控制机构动作的动力，带动控制机构动作q阀阀门门是是调调节节阀阀的的控控制制机机构构，，它与气动调节阀的阀门是通用的它与气动调节阀的阀门是通用的执执行行机机构构控控制制机机构构电动执行机构电动执行机构 4.2 电动执行机构---工作原理可与控制器配合实现自动调节，还可通过操作器实现系统的自动调节和手动调节的相互切换当操作器的切换开关置于手动操作位置时，由正、反操作按钮直接控制电机的电源，以实现执行机构输出轴的正转或反转 4.2 电动执行机构---执行机构将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩，并当伺服放大器没有输出时，电机能可靠地制动把伺服电机高转速、小力矩的输出功率转换成执行机构输出轴的低转速、大力矩的输出功率，从而推动调节机构。

将执行机构输出轴的位移线性地转换成0-10mA.DC或4-20mA.DC反馈信号，并作为位置反馈信号反馈到伺服放大器的输入端 伺服电机•■定义: 在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种补助马达间接变速装置•■作用：伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象•■分类：直流伺服电机和交流伺服电机4.2 电动执行机构---执行机构• 当铁芯在中间位置时，因两副边绕组的磁路对称，故感应电压U1=U2，但因两绕组反向串联，所以输出电压U0=0；• 当铁芯自中间位置向上移动时，磁路对两绕组不对称，故感应电压U1>U2，因而输出电压U0= U1-U2；• 当铁芯向下移动时，两绕组中的感应电压U1

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气动调节阀的结构与分类气动调节阀的结构与分类气气动动调调节节阀阀由由执执行行机机构构和和控制机构（阀）两部分组成控制机构（阀）两部分组成q执执行行机机构构是是推推动动装装置置，，它它是是将将信信号号压压力力的的大大小小转转换换为为阀阀杆位移的装置杆位移的装置q控控制制机机构构是是阀阀门门，，它它将将阀阀杆杆的的位位移移转转换换为为流流通通面面积积的的大大小执行执行机构机构 执执行行机机构构按按调调节节器器输输出出的的控控制制信信号号，，驱驱动动调调节节机机构构动动作作气气动动执执行行机机构构的的输输出出方方式式有有角角行行程程输输出和直行程输出两种出和直行程输出两种 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机构反作用执行机构4.4 调节机构---概念----局部阻力可变的节流元件在执行机构输出力（力矩）作用下，阀芯在阀体内移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了调节机构的阻力系数，从而使被控介质的流量发生相应变化， 4.4 调节机构---结构（1）直通单座调节阀 只有一个阀芯与一个阀座。

优点：结构简单、泄露量小，不平衡力大，易于保证关闭缺点：在压差比较大时，流体对阀芯上下作用推力不平衡，影响阀芯的移动用于小口径、低压差场合 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4.4 调节机构---结构（2）直通双座调节阀 有两个阀芯和阀座特点：不平衡力小、允许压差大，但泄漏量也大适用于阀两端压差较大、泄漏量要求不高的场合，不适用于高黏度场合 q流流体体流流过过时时，，作作用用在在上上、、下下两两个个阀阀芯芯上上的的推推力力方方向向相相反反且且大大小小相相近近，，可可以以互互相相抵抵消消，，所所以以不不平平衡衡力小q但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀座不易但是，由于加工的限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时密闭，因此泄漏量较大保证同时密闭，因此泄漏量较大4.4 调节机构---结构（3）角形调节阀 两两个个接接管管呈呈直直角角形形，，一一般般为为底底进进侧侧出出，，这这种种阀阀的的流流路路简简单单、、对对流流体体的的阻力较小。

阻力较小特点：流路简单、阻力小，适用于安装现场管道要求用直角连接，或高压差、高黏度、含有悬浮物和固体颗粒状物料流量的场合 （（4））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q结结构构简简单单、、流流阻阻小小、、流流通通能能力力比比同同口口径径的的其其他他种种类类的的阀阀要要大大由由于于介介质质用用隔隔膜膜与与外外界界隔隔离离，，故故无无填填料，介质也不会泄漏料，介质也不会泄漏q耐耐腐腐蚀蚀能能力力强强，，适适用用于于强强酸酸、、强强碱碱、、强强腐腐蚀蚀性性介介质质的的控控制制，，也也能能用用于于高高粘粘度度及及悬悬浮浮颗颗粒粒状状介介质质的的控控制 （（5 5）） 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流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）和分流型（一种介质分成型（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两路）两种适用于配比控制与旁路控制q适适用用于于大大口口径径、、大大流流量量、、低低压压差差的的场场合合，，也也可可以以用用于于含含少少量量纤纤维维或或悬悬浮浮颗颗粒粒状状介质的控制。

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（（7）） 球阀球阀阀阀芯芯与与阀阀体体都都呈呈球球形形体体，，阀阀芯芯内内开开孔孔转转动动阀阀芯芯使使之之与与阀阀体体处处于于不不同同的的相相对对位位置置时时，，就就有有不不同同的的流流通面积q流流量量变变化化较较快快，，可可起起控控制制和和切切断断的的作作用用，，常常用用于双位式控制于双位式控制（（8））笼式阀笼式阀阀阀内内有有一一个个圆圆柱柱形形套套筒筒（（笼笼子子））套套筒筒壁壁上上有有一一个个或或几几个个不不同同形形状状的的孔孔（（窗窗口口）），，利利用用套套筒筒导导向向，，阀阀芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积q可可调调比比大大，，不不平平衡衡力力小小，，更更换换开开孔孔不不同同的的套套筒筒，，就就可可得得到到不不同同的的流流量量特特性性但但不不适适于于高高粘粘度度或或带带有有悬悬浮浮物物的的介介质流量控制质流量控制（（9））凸轮挠曲阀凸轮挠曲阀又又名名偏偏心心旋旋转转阀阀其其阀阀芯芯呈呈扇扇形形球球面面状状，，与与挠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阀阀芯芯球球面面与与阀阀座座密密封封圈圈紧紧密密接接触触，，密密封封性性好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 调调节节阀阀除除了了结结构构类类型型的的不不同同外外，，其其它它的的主主要要技技术术参参数数是是流流量量特特性性和口径电动电动V形球阀形球阀电动电动O形球阀形球阀电动三通球阀电动三通球阀电动蝶阀电动蝶阀电动高温蝶阀电动高温蝶阀智能电动蝶阀智能电动蝶阀电动小型调节阀电动小型调节阀电动直角调节阀电动直角调节阀电动双座调节阀电动双座调节阀电动浆液阀电动浆液阀电动刀型闸阀电动刀型闸阀电动闸阀电动闸阀信号压力增加，阀门开度大；信号压力减小，阀门开度小；无信号压力，阀门全关；信号压力增加，阀门开度小； 信号压力减小，阀门开度大；无信号压力，阀门全开；气开气关保证无气源时，保证无气源时，系统安全系统安全4.4 调节机构---调节阀特性（1）气动执行器的气开、气关形式  调节阀（正装、反装） 执行机构（正、反作用）4.4 调节机构---调节阀特性（1）气动执行器的气开、气关形式     给水阀给水阀燃气阀燃气阀蒸汽蒸汽例如：例如： 选选择择蒸蒸汽汽锅锅炉炉的的控控制制阀阀门门时时，，为为保保证证失失控控状态下锅炉的安全：状态下锅炉的安全： 给水阀应选给水阀应选? 燃气阀应选燃气阀应选?v阀门气开气关式的选择原则：阀门气开气关式的选择原则：当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。

设备处于安全状态    给水阀给水阀燃气阀燃气阀蒸汽蒸汽例如：例如： 选选择择蒸蒸汽汽锅锅炉炉的的控控制制阀阀门门时时，，为为保保证证失失控控状态下锅炉的安全：状态下锅炉的安全： 给水阀应选气关式给水阀应选气关式 燃气阀应选气开式燃气阀应选气开式v阀门气开气关式的选择原则：阀门气开气关式的选择原则：当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态设备处于安全状态介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系某一开度行程与全开行程之比某一开度流量与全开流量之比系统工作不正常，与调节阀特性选择不合适；或阀芯在使用中因腐蚀、磨损，使特性变坏，或失灵重要性：重要性：4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性---定义 调节阀的流量特性不仅与阀门调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的的结构和开度有关，还与阀前后的压差有关，必须分开讨论压差有关，必须分开讨论LQ为为了了便便于于分分析析，，先先将将阀阀前前后后压压差差固固定定，，然然后后再再引引伸伸到到实实际际工工作作情情况况，，于于是是有固有流量特性与工作流量特性之分。

有固有流量特性与工作流量特性之分1、、固有（固有（理想）理想）流量特性流量特性在在将将控控制制阀阀前前后后压压差差固固定定时时得得到到的的流流量量特特性性称称为为固固有有流流量量特特性性它它取取决决于于阀芯的形状阀芯的形状假设前后压差不变4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想流量特性直线流量特性 ——调节阀相对流量与阀芯信息开度成直线关系直线阀芯形状4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想直线流量特性KV为放大系数为放大系数4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想直线流量特性 可调比可调比R为调节阀所能为调节阀所能控制的最大流量与最小流量控制的最大流量与最小流量的比值 其中其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的2~4%一般阀门的可调比一般阀门的可调比R=30R = Qmax / Qmin3 1 42控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值控制力：阀门开度改变时，相对流量的改变比值。

例如在不同的开度上，再分别增加例如在不同的开度上，再分别增加10%开度，开度，相对流量的变化比值为相对流量的变化比值为10％时：％时：[（（20-10））/10]×100%=100%50％时：％时：[（（60-50））/50]×100%=20%80％时：％时：[（（90-80））/80]×100%=12.5%Q/Q100L/Lmaxs=1 v直直线线阀阀的的流流量量放放大大系系数数在在任任何何一一点点上上都都是是相相同同的，但其对流量的控制力却是不同的的，但其对流量的控制力却是不同的 直线流量特性调节阀在小开度工作时，控制作用过于灵敏，不易稳定（易引起振荡）；在大开度工作时，控制作用过于迟钝，调节效果不明显阀门相对开度变化所引起的流量变化是相等的流量的相对变化量是不同的4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想直线流量特性对数（等分比）流量特性 ——阀杆相对开度变化所引起的相对流量变化与该点相对流量成比例4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想对数流量特性对数阀芯形状放大系数放大系数KV随相对流量变化而变化随相对流量变化而变化4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想对数流量特性v等等百百分分比比阀阀在在各各流流量量点点的的放放大大系系数数不不同同，，但但对对流量的控制力却是相同的。

流量的控制力却是相同的10%处：处：（（6.58%-4.67%））/4.67%≈40%50%处：处：（（25.6%-18.3%））/18.3%≈40%80%处：处：（（71.2%-50.8%））/50.8%≈40% 同样以同样以10％、％、50％及％及80％三点为例，分别增加％三点为例，分别增加10%开度，相对流量变化的比值为：开度，相对流量变化的比值为：Q/Q100L/Lmaxs=1从控制过程来看，利用对数流量特性是有利的；在小开度时，KV小，控制缓和平稳；在大开度时，KV大，控制及时有效；调节灵敏度在整个调节范围内不变4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想对数流量特性快开流量特性 ——阀门在小开度时流量增量比较大，随着开度增加，流量很快达到最大有效行程为阀座直径的1/4，当行程再增大，流通面积不再增大4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----理想快开流量特性适用于要求迅速启闭的场合，特别是位式（开关式）调节系统（（4）） 抛物线流量特性抛物线流量特性特特性性曲曲线线为为抛抛物物线线，，介介于于直直线线和和对对数数曲曲线线之之间间，，使用较少。

使用较少3 1 42调节阀前后压差变化的情况下，相对流量与阀芯相对开度之间的关系 4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----工作流量特性调节阀总是与工艺设备、管道等串联或并联使用，由于阻力损失引起阀门前后压差的变化，导致流量特性发生变化 4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----串联管道的工作流量特性从从串串联联管管道道中中调调节节阀阀两两端端压压差差△△PT的的变变化化曲曲线线可可看看出出，，调调节节阀阀全全关关时时阀阀上上压压力力最最大大，，基基本本等等于于系系统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小统总压力；调节阀全开时阀上压力降至最小为为了了表表示示调调节节阀阀两两端端压压差差△△PT的的变变化化范范围围，，以以阀阀权权度度s表表示示调调节节阀阀全全开开时时，，阀阀前前后后最最小小压压差差△△PTmin与总压力与总压力△△ P之比P△△PGQ△△PT管路及设备管路及设备△△PG△△PT调节阀调节阀△△P△△P当总压差一定时，随阀门开大，流量增加，管道设备上压力随着流量的平方增大，而调节阀前后压差减小，造成阀流量特性畸变。

4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----串联管道的工作流量特性    （2）流量特性----串联管道的工作流量特性阻力比：阻力比： S越小，畸变越严重，实际中要求S>0.3到0.5 S=1时，为理想流量特性； S<1时，由于串联阻力影响： S越小，特性趋于快开特性 调节阀全开时前后压差总压差理想流量下全开流量工作流量下全开流量4.4 调节机构---调节阀特性阀门全开时流量总管道最大流量4.4 调节机构---调节阀特性（2）流量特性----并联管道的工作流量特性X越小，说明分流作用越小，对总流量影响越小其特性曲线与理想特性曲线形状保持不变，但调节范围变化较大实际要求X>0.8： X减小，调节阀可调范围减小 X=1时，旁路阀全开，为理想特性曲线；（2）流量特性----并联管道的工作流量特性4.4 调节机构---调节阀特性    （2）流量特性----工作流量特性4.4 调节机构---调节阀特性---使理想流量特性发生畸变，串联管道的影响尤为严重使调节阀的可调范围降低，并联管道尤为严重。

串联管道使系统总流量减少，并联管道使系统总流量增加使调节阀的放大系数减小，即输入信号变化引起的流量变化减小串联管道时，若调节阀处于大开度，则S值降低对放大系数影响更为严重并联管道时，若调节阀处于小开度，则X值降低对放大系数影响更为严重4.5 电-气转换器目的：控制器输出通常是电动信号，若执行器采用气动执行器，就必须将控制器输出的标准电流信号转换为0.02-0.1MPa的标准气压信号，才能与气动执行器配接 I ↑↑ 吸吸力力Fi↑↑  杠杠杆杆偏偏转转  挡挡板板与与喷喷嘴嘴间间隙隙↓↓  背背压压↑↑  放放大大器器输输入入↑↑  输输出出压压力力P ↑↑  杠杠杆杆的反馈力的反馈力Ff ↑↑  杠杆平衡杠杆平衡  P∝∝I工作原理工作原理负反馈负反馈磁铁磁铁调零调零FiFf背压背压4.6 阀门定位器目的： 为防止阀杆引出处泄漏，填料通常压得很紧，使摩擦力很大； 对具有高黏度等特性的被调介质，会对阀芯的作用力产生影响； 影响执行机构与输入信号间定位关系，使调节阀不能准确定位  解决措施解决措施 在调节阀上加装阀门定位器，引入阀杆位移负反馈。

使阀杆能按输入信号精确地确定自己的开度 应用场所应用场所 1）由于阀门定位器可以增加执行机构的输出功率，克服阀杆与填料之间的摩擦力和介质对阀芯产生的不平衡力，所以适用于高压差、大口径和含有固体悬浮物的介质或黏性流体场合2）当控制器与执行机构距离较远时采用阀门定位器可以减少控制信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度 应用场所应用场所 3）通过阀门定位器可以提高控制信号与执行机构输出位移间的线性度，从而保证调节阀的准确定位一般在快速响应系统中，采用电-气转换器；在慢速响应系统中采用电-气阀门定位器实际应用中，常把电实际应用中，常把电/气转换器和阀门定位器结合成气转换器和阀门定位器结合成一体，组成电一体，组成电/气阀门定位器气阀门定位器 I↑杠杆上端右移杠杆上端右移挡板挡板靠近喷嘴靠近喷嘴  P压力压力↑阀杆下移阀杆下移反馈凸轮反馈凸轮右转右转 反馈弹簧右拉反馈弹簧右拉杠杆平衡杠杆平衡气气动动薄膜薄膜单单座座(套筒套筒)调节阀调节阀气气动动薄膜薄膜双双座座调节阀调节阀                                       气动调节阀气动调节阀气动调节蝶阀气动调节蝶阀智能式调节阀智能式调节阀 随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到随着电子技术的迅速发展，微处理器也被引入到调节阀中，出现了智能式调节阀。

主要功能如下：调节阀中，出现了智能式调节阀主要功能如下：1．控制及执行功能．控制及执行功能2．补偿及校正功能．补偿及校正功能3．通信功能．通信功能4．诊断功能．诊断功能5．保护功能．保护功能 智能电动执行机构智能电动执行机构4.7 执行器选择（1）结构形式----气动和电动执行机构选择特别对于气动执行机构，必须确定气动执行器的气开、气关作用方式 -----调节机构选择要充分考虑流体性质（如黏度、腐蚀性、毒性等）、工艺条件（如温度、压力、流量等）和系统要求，兼顾经济性和工艺要求 可靠性驱动能源价格输出力防爆性能气动执行机构高压缩气体，气源装置低小好电动执行机构较低电，方便高大差 例如，一般介质条件选用直通单座阀或直通例如，一般介质条件选用直通单座阀或直通双座阀；高压介质选用高压阀；强腐蚀介质采用隔双座阀；高压介质选用高压阀；强腐蚀介质采用隔膜阀等气气动动薄膜三通薄膜三通调节阀调节阀气气动动薄膜精薄膜精小型小型调节阀调节阀气气动动薄膜式隔膜薄膜式隔膜阀阀V型型O型型对夹对夹薄型薄型气气动调节动调节球球阀阀气气动动法法兰调节兰调节蝶蝶阀阀气气动对夹动对夹式式调节调节蝶蝶阀阀气气动动精小型精小型调节阀调节阀4.7 执行器选择（2）调节阀流量特性-----考虑系统的控制性能指标。

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给定值给定值被控量被控量干扰干扰f 控制器控制器 传感器传感器执行器执行器被控对象被控对象+eW c(s)－W3(s)W1(s)W2(s)K=K1K2K3Kc有的被控对象的有的被控对象的放大倍数，在不同的工艺点不同放大倍数，在不同的工艺点不同如热水加热器的热水流量与送风温度的静特性如热水加热器的热水流量与送风温度的静特性MTT热水热水Qθθθ/θθ/θmaxQ/ Qmax050%50%100%100%K 由图可见，随着热水流量增大，对送风的加热效由图可见，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，由于冷凝放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很很多多对对象象在在工工作作区区域域内内稳稳态态放放大大倍倍数数K不不是是常常数数，，在在不不同同的的工工艺艺负负荷荷点点，，K不不相相同同因因此此希希望望调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1 1））若若调调节节对对象象的的静静特特性性是是非非线线性性的的，，工工艺艺负负荷荷变变化又大，化又大，用等百分比特性补偿用等百分比特性补偿3））配配管管阻阻力力大大、、s值值低低，，等等百分比阀会畸变成直线阀百分比阀会畸变成直线阀2））若若调调节节对对象象的的静静特特性性是是线线性性的的，，或或工工艺艺负负荷荷变变化化不不大大，，用直线阀用直线阀4.7 执行器选择（2）调节阀流量特性-----考虑工艺管路情况先根据系统的特点确定阀门预期的工作流量特性，然后再根据工艺管道情况选择理想流量特性配管情况S=0.6-1S=0.3-0.6阀的工作流量特性直线抛物线等百分比直线抛物线等百分比阀的理想流量特性直线抛物线等百分比等百分比直线等百分比一般选取S=0.3-0.5对于高压系统，考虑到节约动力，S可以小于0.3对于气体，考虑到阻力损失较小，一般选取S>0.5 4.7 执行器选择（2）调节阀流量特性-----考虑负荷变化情况直线流量特性的调节阀在小开度时流量相对变化值大，调节过程过于灵敏，易于引起振荡，且阀芯、阀座也易受到破坏，因此不宜在S值小、负荷变化大的场合采用。

等百分比流量特性的调节阀放大系数随阀门形成增加而增大，流量相对变化值恒定，因此适用于负荷变化幅度大的场合4.4 调节机构---调节阀特性（3）调节阀口径----口径选择过小，会使流经调节阀的介质达不到所需要的最大流量在大干扰情况下，会因介质流量不足而失控口径选择过大，不仅会浪费设备投资，而且会使调节阀处于小开度工作，导致调节性能变差，引起系统振荡，降低阀门寿命 ---调节阀的口径是依据调节阀流量系数C确定 流量系数流量系数C的定义：的定义：在阀两端压差在阀两端压差100kPa，流体为水（，流体为水（103Kg／／m3））的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（量（m3 /h）例如，某一阀门全开、阀两端压差为例如，某一阀门全开、阀两端压差为100kPa时，时，流经阀的水流量为流经阀的水流量为20 m3 /h，则该调节阀的流量系数为：，则该调节阀的流量系数为：C=20      在调节阀技术手册上，在调节阀技术手册上，给出了各种阀门的口径和流给出了各种阀门的口径和流通能力通能力 C ，供用户查阅供用户查阅CDg 将流量系数的定义条件代入基本流量公式：将流量系数的定义条件代入基本流量公式： 实际应用中阀门两端压差不一定是实际应用中阀门两端压差不一定是100kPa，流，流经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。

经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算1）液体流量系数）液体流量系数C值的计算值的计算 根据基本流量公式根据基本流量公式两式相除得两式相除得QDg∆P （（2）气体、蒸汽）气体、蒸汽C值的计算值的计算 气气体体、、蒸蒸汽汽都都具具有有可可压压缩缩性性，，其其C值值的的计计算算必必须须考考虑虑气气体体的的可可压压缩缩性性和和二二相相流流问问题题，，计计算算时时进进行行相相应应的修正 根根据据实实际际的的工工艺艺流流量量和和管管道道压压力力换换算算出出C值值后后，，查查阀阀门门手册确定口径手册确定口径QDg∆P4.4 调节机构---调节阀特性（3）调节阀口径选取步骤A.根据现有生产能力、设备负荷和介质情况，确定最大流量;B.根据流量特性和系统要求确定S，并计算阀门全开时阀前后压差;C.根据最大流量和阀门全开时压差，计算最大流量时的流量系数; D.根据流量系数，选择最接近的恰当流量系数E.验证调节阀开度和可调比通常最大流量时阀门开度为90%， 最小流量时阀门开度为10%F.根据流量系数C确定调节阀的公称和阀座直径。