【文章內(nèi)容簡介】 大開度時，其放大系數(shù)大，控制作用靈敏有效。 過程控制 拋物線流量特性： m a xm a x)/()/(qqKLldqqd ?將邊界條件代入可得： 2m ax)1(11 ?????? ???LlRRqq它介于直線流量特性和對數(shù)流量特性之間，通常可用對數(shù)流量特性來代替。 單位相對行程（開度）的變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量的平方根成正比關(guān)系。 快開流量特性： 在小開度時流量就已很大，隨著行程的增大，其流量就很快達到最大，故稱為快開特性。 當閥的行程大時，閥的流通面積不再增大，不能起控制作用。這種調(diào)節(jié)閥通常用于二位式控制或程序控制。 過程控制 工作流量特性 調(diào)節(jié)閥前后壓差變化時的流量特性稱為 工作流量特性 。 調(diào)節(jié)閥與管道設備串聯(lián)時的工作流量特性 ?pk ?pv ?p 調(diào)節(jié)閥與管道設備串聯(lián) qv ?p ?pk ?pv p 壓力分布 過程控制 令 S為調(diào)節(jié)閥全開時的閥前后壓差與管道系統(tǒng)的壓差之比，即： ppS V??? m in12m a x1( 1 ) 1qlflqLsfL???? ???????? ????過程控制 串聯(lián)管道調(diào)節(jié)閥工作特性 過程控制 ? 在 S＝ 1時，管道阻力損失為零，系統(tǒng)的總壓差全部降在調(diào)節(jié)閥上，實際工作流量特性與理想特性是一樣的； ? 隨著 S值的減小，管道阻力損失增加，結(jié)果不僅調(diào)節(jié)閥全開時的流量減小，而且流量特性也發(fā)生了很大的畸變： ? 直線特性趨向于快開特性； ? 等百分比特性趨向于直線特性 ? 并且 S值越小，影響越大。因此在實際使用中， S值不能太小，通常希望 S值不低于 。 過程控制 調(diào)節(jié)閥與管道設備并聯(lián)時的工作流量特性 ?p 調(diào)節(jié)閥與管道設備并聯(lián) Qi Qo Q1 Q2 并聯(lián)的目的：冗余措施；增大產(chǎn)量 (流量 ) 令 S’為調(diào)節(jié)閥全開流量與總管最大流量之比，即： 1 m a xiQSQ? ?過程控制 S’= S’= S’= S’= l/L 100% 直線 S’= S’= S’= S’= l/L 100% 對數(shù) 當 s’=1時，即關(guān)閉旁路，調(diào)節(jié)閥工作流量特性西即為理想流量特性。 隨著旁路閥打開，即 s’值逐漸減小時，系統(tǒng)可調(diào)范圍大大下降，這將使調(diào)節(jié)閥所能控制的流量變化很小。 過程控制 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇 考慮系統(tǒng)的控制品質(zhì)： 一個理想的控制系統(tǒng)，希望其總的放大系數(shù)在系統(tǒng)的整個操作范圍內(nèi)保持不變。 過程控制 過程控制 考慮工藝管道情況： 等百分比 等百分比 等百分比 直線 理想特性 等百分比 直線 等百分比 直線 工作特性 S= ? S= ? 1 配管情況 工藝配管情況與流量特性關(guān)系 調(diào)節(jié)閥在串聯(lián)管道時的工作流量特性與 S值的大小有關(guān)，即與工藝配管情況有關(guān)。 過程控制 考慮負荷變化情況： 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇一般 分兩步進行 ： ? 首先根據(jù)過程控制系統(tǒng)的要求，確定工作流量特性； ? 然后根據(jù)流量特性曲線的基本情況，確定理想流量特性，以作為向生產(chǎn)廠家定貨的內(nèi)容。 直線特性調(diào)節(jié)閥在小開度時流量相對變化值大，控制過于靈敏，易引起振蕩，且閥芯、閥座也易受到損壞，因此在 S值小、負荷變化大的場合，不宜采用。 等百分比特性調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨調(diào)節(jié)閥行程增加而增大，流量相對變化值是恒定不變的，因此它對負荷變化有較強的適應性。 由對象特性 ?選工作特性 ?推理想特性 ?查廠家手冊。 2022/2/12 50 將 4～ 20mA的電流信號 轉(zhuǎn)換成 20～100KPa的標準氣壓信號 。 1 電 /氣轉(zhuǎn)換器 為了使氣動調(diào)節(jié)閥能夠接收電動調(diào)節(jié)器的輸出信號，必須把標準電流信號轉(zhuǎn)換為標準氣壓信號。 電 /氣轉(zhuǎn)換器作用： 電 /氣轉(zhuǎn)換器與閥門定位器 2022/2/12 51 I ↑ ? 吸力 Fi↑ ? 杠桿偏轉(zhuǎn) ? 擋板與噴嘴間隙 ↓ ? 背壓 ↑ ? 放大器輸入 ↑ ? 輸出壓力 P ↑ ? 杠桿的反饋力 Ff ↑ ? 杠桿平衡 ? P∝ I 力平衡式電 /氣轉(zhuǎn)換器的原理圖 負反饋 磁鐵 調(diào)零 Fi Ff 背壓 2022/2/12 52 2 閥門定位器 氣動調(diào)節(jié)閥中 ， 閥桿的位移是由薄膜上氣壓推力與彈簧反作用力平衡確定的 。 為了防止閥桿處的泄漏要壓緊填料 ， 使閥桿摩擦力增大 ，且個體差異較大 ， 這會影響輸入信號 P的執(zhí)行精度 。 2022/2/12 53 解決措施 在調(diào)節(jié)閥上加裝閥門定位器 ， 引入閥桿位移負反饋 。 使閥桿能按輸入信號精確地確定自己的開度 。 2022/2/12 54 電 /氣閥門定位器 實際應用中，常把電 /氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器結(jié)合成一體，組成電 /氣閥門定位器。 I↑?杠桿上端右移 ? 擋板 靠近噴嘴 ? P壓力 ↑ ?閥桿下移 ?反饋凸輪 右轉(zhuǎn) ?反饋彈簧右拉 ? 杠桿平衡 2022/2/12 55 DDZⅢ 型模擬式調(diào)節(jié)器 DDZ儀表的發(fā)展簡史 比例積分微分調(diào)節(jié)規(guī)律 理想 PID的增量式數(shù)學表達式 ： ?????? ???? ? dt tdeTdtteTteKtu DIc)()(1)()()(tu? 為調(diào)節(jié)器輸出的增量值 ， )(te 為被控參數(shù)與給定值之差 。 ???????? ????? sTsTKsEsUsGDIcc11)()()(寫成傳遞函數(shù)形式 ： 第一項為比例（ P）部分，第二項為積分（ I）部分，第三項為微分（ D）部分； cK 為調(diào)節(jié)器的比例增益， IT 為積分時間（以 s或 min為單位）， DT 為微分時間（也以 s或 min為單位）。 2022/2/12 56 1 比例調(diào)節(jié)規(guī)律 比例控制數(shù)學表達式 ： ( ) ( )cu t K e t??)(tu? 為調(diào)節(jié)器輸出的增量值， )(te 為被控參數(shù)與給定值之差。 純比例調(diào)節(jié)器的階躍響應特性 2022/2/12 57 浮球為水位傳感器 ， 杠桿為控制器 ， 活塞閥為執(zhí)行器 。 如果某時刻 Q2加大 ， 造成水位下降 ， 則浮球帶動活塞提高 ， 使 Q1加大才能阻止水位下降 。 epba = ebap ??? Cy Ke? 如果 e = 0，則活塞無法提高， Q1 無法加大，調(diào)節(jié)無法進行。 例：自力式液位比例控制系統(tǒng)： 2022/2/12 58 比例控制過程 ?Q2 h t e p ?Q1 t t t t 原來系統(tǒng)處于平衡，進水量與出水量相等，此時進水閥有一開度。 t=0時，出水量階躍增加，引起液位下降，浮球下移帶動進水閥開大。 當進水量增加到與出水量相等時，系統(tǒng)重新平衡，液位也不再變化。 2022/2/12 59 ? 比例控制的特點 ? 控制及時 、 適當 。 只要有偏差 ， 輸出立刻成比例地變化 ， 偏差越大 ， 輸出的控制作用越強 。 ? 控制結(jié)果存在靜差 。 因為 ， 如果被調(diào)量偏差為零 ， 調(diào)節(jié)器的輸出也就為零 u = KC e 即調(diào)節(jié)作用是以偏差存在為前提條件 ， 不可能做到無靜差調(diào)節(jié) 。 2022/2/12 60 在實際的比例控制器中，習慣上使用比例度 δ來表示比例控制作用的強弱。 所謂 比例度 就是指控制器輸入偏差的相對變化值與相應的輸出相對變化值之比，用百分數(shù)表示。 m a x m i n m a x m i neu( / ) 1 0 0 %e e u u? ???? 式中 e為輸入偏