【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 指被控介質(zhì)流過(guò)閥們的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開(kāi)度（相對(duì)位移）間的關(guān)系，及Q/Qmax=f（l/L）。（2）在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。（3）①直線流量特性：指控制閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。d（Q/Qmax）/d（l/L）=K（2）等百分比流量特性：指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系，即控制閥的放大系數(shù)隨相對(duì)流量的增加而增大。d（Q/Qmax）/d（l/L）=KQ/Qmax，即ln（Q/Qmax）=Kl/L+C。（3)拋物線流量特性：Q/Qmax=1/R{1+l/L（）}2,。（4）快開(kāi)特性：在開(kāi)度較小時(shí)就有大流量，隨開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大。5. 為什么說(shuō)等百分比特性又叫對(duì)數(shù)特性？與線性特性比較起來(lái)它有什么優(yōu)點(diǎn)？答：因?yàn)橄鄬?duì)開(kāi)度與相對(duì)流量成對(duì)數(shù)關(guān)系。在同樣的行程變化值下，流量小時(shí)，流量變化小，控制平穩(wěn)緩和；流量大時(shí)，流量變化量大，控制靈敏有效。6. 什么叫控制閥的工作流量特性？答：在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥的前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。7. 什么叫控制閥的可調(diào)范圍？在串、并聯(lián)管道中可調(diào)范圍為什么會(huì)變化？答：控制閥所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值稱為控制閥的可調(diào)范圍。由于分壓和分流的作用，都會(huì)使可調(diào)范圍變小。8. 什么是串聯(lián)管道中的阻力比s？S值的變化為什么會(huì)使理想流量特性發(fā)生畸變？答：控制閥全開(kāi)時(shí)閥上壓差系統(tǒng)的總壓差（即系統(tǒng)中的最大流量時(shí)動(dòng)力損失總和）之比稱為阻力比s。S值變化時(shí)，管道阻力損失變化，控制閥前后壓差變化，進(jìn)而影響到流量的變化，即理想流量特性發(fā)生畸變。S=1時(shí)，管道阻力損失為零，系統(tǒng)總壓差全降在閥上，工作特性與理想特性一致。隨著s值的減小，直線特性漸漸趨于快開(kāi)特性，等百分特性漸漸趨于直線特性。所以在實(shí)際使用中，當(dāng)s值≥時(shí)，與理想流量特性相差無(wú)幾。9. 什么是并聯(lián)管道的分流比x？試說(shuō)明x值對(duì)控制閥流量特性的影響。答：并聯(lián)管道控制閥全開(kāi)時(shí)的流量Q1max與總管最大流量Qmax之比稱為分流比。X值變化時(shí)，控制閥的流量變化，控制閥所控制的流量與總管的流量產(chǎn)生差異，因此，其理想流量特性會(huì)發(fā)生畸變。X=1時(shí)，控制閥的流量就是總管的流量，工作特性與理想特性一致。隨著x值的減小，旁路閥逐漸打開(kāi)，雖然控制閥的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍卻降低了。10. 如果控制閥的旁路流量較大，會(huì)出現(xiàn)什么情況？答：旁路流量較大時(shí)，x值較小，將導(dǎo)致控制閥的最小可控流量變大，控制閥的實(shí)際可調(diào)范圍變小。11. 什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)式和氣關(guān)式？其選擇原則是什么？答：有壓力信號(hào)時(shí)閥關(guān)、無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)的為氣關(guān)式，反之，為氣開(kāi)式?？紤]原則是：信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開(kāi)位置危害性小，則應(yīng)選擇氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開(kāi)，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選擇氣開(kāi)閥。又如控制進(jìn)入設(shè)備易燃?xì)怏w的控制閥，應(yīng)選用氣開(kāi)式，以防爆炸，若介質(zhì)為易結(jié)晶物料，則選用氣關(guān)式，以防賭賽。12. 要想將一臺(tái)氣開(kāi)式改為氣關(guān)式閥，可采取什么措施？答：有兩種方法，一是把閥芯反裝；二是把執(zhí)行機(jī)構(gòu)反裝。13. 什么是控制閥的流量系數(shù)Kv？如何選擇控制閥的口徑？答：當(dāng)閥兩端壓差為100kpa，流體密度為1g/cm3，閥全開(kāi)時(shí)，流經(jīng)控制閥的流體流量（以m3/h表示）?？刂崎y口徑的選擇實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)特定的工藝條件（即給定的介質(zhì)流量、閥前后的壓差以及介質(zhì)的物性參數(shù)等）進(jìn)行Kv值的計(jì)算，然后按控制閥生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄，選擇相應(yīng)的控制閥口徑，使得通過(guò)控制閥的流量滿足工藝要求的最大流量且留有一定的裕量，但裕量不宜過(guò)大。15. 試述電氣閥門定位器的基本原理與工作過(guò)程。答：基本原理：電氣閥門定位器是按力平衡原理工作的，其工作原理是在氣動(dòng)閥門定位器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而成的電流信號(hào)控制閥門定位器?！? 工作過(guò)程：當(dāng)從電動(dòng)調(diào)節(jié)器來(lái)的電流信號(hào)，輸入到力矩馬達(dá)組件的線圈時(shí)，在力矩馬達(dá)的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，它與永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用，使銜鐵產(chǎn)生一個(gè)向左的力，主杠桿（銜鐵）繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室，使閥桿向下移動(dòng)，并帶動(dòng)反饋桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在同一軸上的反饋凸輪作逆時(shí)針主向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾輪使付杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將反饋彈簧拉伸、彈簧對(duì)主杠桿的拉力與力矩馬達(dá)作用在主杠桿上的力矩相等時(shí)，械桿系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，一定的信號(hào)電流就與一定的閥門位置相對(duì)應(yīng)。16. 電氣閥門定位器有什么作用？答：正作用：即定位器的輸入信號(hào)增大，輸出壓縮空氣的壓力也增加。反作用：即定位器的輸入信號(hào)增大，輸出壓縮信號(hào)的壓力減小。17. 控制閥的維護(hù)要注意什么？答：（1）為了便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方。（2）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于40℃的地方，并遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。（3）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。（4）氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)正立垂直安裝于水平管道上。（5）通過(guò)控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能反裝。（6）控制閥前后一般要各裝一只切斷閥，以便修理時(shí)卸下控制閥。（7）控制閥安裝前，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清洗，排去污物和焊渣。（8）在日常使用中，要對(duì)控制閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。18. 電動(dòng)執(zhí)行器有哪幾種類型？是、各使用什么場(chǎng)合？答：（1）角行程：以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力元件，將輸入的直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移（090），適用于操縱蝶閥、擋板之類的旋轉(zhuǎn)式控制閥。（2）直行程（3）多轉(zhuǎn)式：用來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉閘閥、截止閥等多轉(zhuǎn)式閥門，一般用于就地操作和遙控。19. 電動(dòng)執(zhí)行器的反饋信號(hào)是如何得到的？試簡(jiǎn)述差動(dòng)變壓器將位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的基本原理。答：輸出軸的位移改變鐵心在差動(dòng)線圈中的位置，產(chǎn)生反饋信號(hào)（位置發(fā)送器將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?10mA DC反饋信號(hào)）。在差動(dòng)變壓器的原邊加一交流穩(wěn)壓電源后，其副邊分別會(huì)感應(yīng)出交流電壓UU2，由于兩副邊繞組匝數(shù)相等，故感應(yīng)電壓Usc的大小取決于鐵芯的位置。鐵芯的位置是與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位置相對(duì)應(yīng)的。當(dāng)鐵芯在中間位置時(shí)，因兩邊繞組的磁路對(duì)稱，因而感應(yīng)電壓U1=U2。當(dāng)鐵芯自中間位置有一向上的位移時(shí)，使磁路對(duì)兩繞組不對(duì)稱，這時(shí)上邊繞組中交變磁通的幅值將大于下邊的交變磁通的幅值，兩繞組的感應(yīng)電壓U1大于U2，因而有輸出電壓Usc=U1U2。反之，當(dāng)鐵芯下移時(shí)，U2大于U1，繞組的感應(yīng)電壓Usc=U2U1。20. 數(shù)字閥有哪些特點(diǎn)？答：（1）高分辨率（2）高精度（3）反應(yīng)速度快（4）直接與計(jì)算機(jī)相連（5）沒(méi)有滯后、線性好、噪聲小。但是數(shù)字閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件多、價(jià)格貴。此外由于過(guò)于敏感，導(dǎo)致輸送數(shù)字閥的控制信號(hào)稍有錯(cuò)誤，就會(huì)造成控制錯(cuò)誤，使被控流量大大高于或低于所要求的量。21. 什么是智能控制閥？它的智能主要體現(xiàn)在哪些方面？答：智能控制閥是帶有微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制功能的控制閥。（1）控制智能：除了一般的執(zhí)行器控制功能外，還可以按照一定的控制規(guī)律動(dòng)作。此外還配有壓力、溫度和位置參數(shù)的傳感器，可對(duì)流量、壓力、溫度、位置等參數(shù)進(jìn)行控制。（2）通信智能：智能控制閥采用數(shù)字通信方式與主控制室保持聯(lián)絡(luò)，主計(jì)算機(jī)可以直接對(duì)執(zhí)行器發(fā)出動(dòng)作指令。智能控制閥還允許遠(yuǎn)程檢測(cè)、整定、修改參數(shù)或算法等。（3）診斷智能：智能控制閥安裝在現(xiàn)場(chǎng)中，但都有自診斷功能，能根據(jù)配合使用的各種傳感器通過(guò)微積分析判斷故障情況，及時(shí)采取措施并報(bào)警。第6章 .簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)1. 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)由檢測(cè)變送裝置、控制器、執(zhí)行器及被控對(duì)象組成。檢測(cè)變送裝置的作用是檢測(cè)被控變量的數(shù)值并將其轉(zhuǎn)換為一種特定輸出信號(hào)?？刂破鞯淖饔檬墙邮軝z測(cè)裝置送來(lái)的信號(hào)，與給定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果送往執(zhí)行器。執(zhí)行器能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的控制信號(hào)來(lái)改變操縱變量的數(shù)值，以達(dá)到控制被控變量的目的。被控對(duì)象是指需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或裝置。什么叫直接參數(shù)和間接參數(shù)？各使用在什么場(chǎng)合？答：如果被控變量本身就是需要控制的工藝指標(biāo)，則稱為直接參數(shù)；如果被控變量本身不是需要控制的工藝指標(biāo)，但與其有一定的間接對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，稱為間接參數(shù)。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用直接參數(shù)控制，只有當(dāng)被控變量無(wú)法直接檢測(cè)，或雖能檢測(cè)，但信號(hào)很微弱或滯后很大，才考慮采用間接參數(shù)控制。被控變量的選擇應(yīng)遵循哪些原則？答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)期控制效果的重要因素，它選擇的一般原則是：（1）被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或是反映工藝操作狀態(tài)重要變量；（2）被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常受到一些干擾影響而變化，因而需要頻繁加以控制的變量；（3）被控變量應(yīng)盡可能選擇工藝生產(chǎn)過(guò)程的直接控制指標(biāo)，當(dāng)無(wú)法獲得直接控制指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量或傳送滯后很大時(shí)，可選擇與直接控制指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接控制指標(biāo)；（4）被控變量應(yīng)是能測(cè)量的，并具有較大靈敏度的變量；（5）選擇被控變量時(shí)，必須考慮工藝合理性和國(guó)內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀。（6）被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的。 什么叫可控因素（變量）與不可控因素？當(dāng)存在若干個(gè)可控因素時(shí)，應(yīng)如何選擇操縱變量才是比較合理的控制方案？答：工藝上允許加以控制的變量稱為可控變量；否則稱不可控變量。當(dāng)存在若干個(gè)可控因素時(shí)，應(yīng)選擇其中對(duì)被控變量影響較大且較快的作為操縱變量，同時(shí)應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。操縱變量的選擇原則是什么?答：(1)操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量。(2)操縱變量應(yīng)是對(duì)被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的放大系數(shù)要大一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小。(3)操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。 一個(gè)系統(tǒng)的對(duì)象有容量滯后，另一個(gè)系統(tǒng)由于測(cè)量點(diǎn)位置造成純滯后，如分別采用微分作用克服滯后，效果如何？答：微分作用的控制，其輸出的控制信號(hào)p與輸入的偏差e的變化速度成正比，當(dāng)對(duì)象具有容量滯后時(shí)，系統(tǒng)在外界擾動(dòng)作用下，被控變量馬上有變化，在給定值不變的情況下，控制器的輸入偏差e就有一定的變化速度，因此控制器的輸出就能馬上變化，及時(shí)克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，所以對(duì)具有容量滯后的對(duì)象，增加微分作用能克服滯后，提高控制質(zhì)量。對(duì)由于測(cè)量點(diǎn)位置造成的純滯后，送往控制器的被控變量測(cè)量值不可能立即變化，必須等待一個(gè)純滯后時(shí)間后，控制器的輸入偏差信號(hào)才可能變化，在純滯后這段時(shí)間內(nèi)，微分作用的控制器是不可能有輸出，亦即不起作用，所以微分作用對(duì)于克服純滯后對(duì)控制質(zhì)量的影響是無(wú)能為力的。 比例控制器、比例積分控制器、比例積分微分控制器的特點(diǎn)是什么？各使用什么場(chǎng)合？答：（1）比例控制器的特點(diǎn)是：控制器的輸出與偏差成正比，即控制閥門位置與偏差之間具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，比例控制器克服干擾能力強(qiáng)、控制及時(shí)、過(guò)渡時(shí)間短。純比例控制在過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)存在余差，負(fù)荷變化越大，余差就越大。適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝上沒(méi)有提出無(wú)差要求的系統(tǒng)。（2）比例積分控制的特點(diǎn)是：由于在比例作用的基礎(chǔ)上加上積分作用，而積分作用的輸出是與偏差的積分成比例，只要偏差存在，控制器的輸出就會(huì)不斷變化，直至消除偏差為止。所以采用比例積分控制器，在過(guò)渡過(guò)程結(jié)束時(shí)是無(wú)余差的，這是它的顯著優(yōu)點(diǎn)。但是加上積分作用，會(huì)使穩(wěn)定性降低，雖然在加積分作用的同時(shí)，可以通過(guò)加大比例度，使穩(wěn)定性基本保持不變，但超調(diào)量和振蕩周期都相應(yīng)增大，過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間也加長(zhǎng)。適用于控制通道滯后小、負(fù)荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)。（3）比例積分微分控制的特點(diǎn)：微分作用使控制器的輸出與輸入偏差的變化速度成比例，它對(duì)克服對(duì)象的滯后有顯著效果。能提高穩(wěn)定性，并消除余差，使控制系統(tǒng)獲得較高的控制質(zhì)量。適用于容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)。為什么要考慮控制器的正、反作用?如何選擇?答：在控制系統(tǒng)中，要正確選擇控制器的作用方向，即“正”、“反”作用。選擇控制器的正、反作用的目的是使系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器、對(duì)象三個(gè)環(huán)節(jié)組合起來(lái)，能在系統(tǒng)中起負(fù)反饋的作用。選擇控制器正、反作用的一般步驟是首先由操縱變量對(duì)被控變量的影響方向來(lái)確定對(duì)象的作用方向，然后由工藝安全條件來(lái)確定執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式，最后由對(duì)象、執(zhí)行器、控制器；個(gè)環(huán)節(jié)作用方向組合后為“負(fù)”來(lái)選擇執(zhí)行器的正、反作用。1被控對(duì)象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用各是怎樣規(guī)定的？答：被控對(duì)象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？答：被控對(duì)象的正、反作用方向規(guī)定為：當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量也增加的對(duì)象屬于“正作用”的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對(duì)象屬于“反作用”的。執(zhí)行器的作用方向由它的氣開(kāi)、氣關(guān)型式來(lái)確定。氣開(kāi)閥為“正”方向；氣關(guān)閥為“反”方向。如果將控制器的輸入偏差信號(hào)定義為測(cè)量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增加時(shí)，其輸出也增加的控制器稱為“正作用”控制器；反之，控制器的輸出信號(hào)隨偏差的增加而減小的稱為“反作用”控制器。1控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法？答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來(lái)確定控制器的最佳參數(shù)值（包括比例度δ、積分時(shí)間TI；、微分時(shí)間TD），以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量?？刂破鲄?shù)整定方法有理論計(jì)算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數(shù)工程整定法主要有臨界比例