【正文】 球閥：適用于高粘度和臟污介質(zhì)場(chǎng)合。三、調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)與流量特性 ：控制閥在特定行程下，流體密度為1g/cm3時(shí)，流過控制閥的流量（m3/h）。閥出廠時(shí)提供的流量系數(shù)是指閥全開時(shí)的流量系數(shù)，即額定流量系數(shù)。 ：控制閥的開度與流過閥的流量之間的關(guān)系。是控制閥的相對(duì)開度與流量閥的相對(duì)流量之比。 由于閥芯的形狀不同，閥的流量特性也不相同。典型的理想流量特性主要有直線型、等百分比型（對(duì)數(shù)型）、快開型和拋物線型四種。 [本節(jié)小結(jié)]：主要講解了氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)、工作方式和基本類型，著重強(qiáng)調(diào)了氣開閥與氣關(guān)閥的組合方式。[作業(yè)]：復(fù)習(xí)所授內(nèi)容。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)16周次8授課形式講授授課章節(jié)名稱167。51執(zhí)行器之二教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生了解常用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)及閥門定位器的作用?；菊莆?qǐng)?zhí)行器的選擇方法；了解電動(dòng)執(zhí)行器的組成及基本結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選擇方法。教學(xué)難點(diǎn)掌握?qǐng)?zhí)行器的選擇方法；了解電動(dòng)執(zhí)行器的組成及基本結(jié)構(gòu)。使用教具未使用教具。課外作業(yè)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容課后體會(huì)學(xué)生基本概念掌握得較好，完成教學(xué)任務(wù)。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：執(zhí)行器分為哪幾種？氣動(dòng)執(zhí)行器的輸入信號(hào)從哪兒來？輸入信號(hào)范圍一般為多少？引入新課。四、電/氣閥門定位器 電/氣閥門定位器具有電/氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器兩種作用。它可用電動(dòng)控制器輸出的電信號(hào)去操縱氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，還可以使閥門位置按控制器輸送的信號(hào)準(zhǔn)確定位，即輸入信號(hào)與位置呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其工作原理是根據(jù)力矩平衡原理工作的。五、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選擇1．調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)類型及材質(zhì)的選擇由被測(cè)介質(zhì)的工藝條件（溫度、壓力、流量等）和介質(zhì)的性質(zhì)（粘度、腐蝕性、毒性、狀態(tài)等）以及控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行選擇。一般優(yōu)先選用直通單座和直通雙座閥以及籠型閥。選用原則：從安全角度出發(fā)，一旦輸入到氣動(dòng)執(zhí)行器的氣壓信號(hào)由于某種原因中斷時(shí)（如氣源故障、堵塞、泄漏等），調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)應(yīng)能保證人員和設(shè)備安全。還應(yīng)考慮保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、顧及介質(zhì)特點(diǎn)。3．調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇依據(jù)過程特性，結(jié)合系統(tǒng)的配管情況綜合考慮。一般定值控制系統(tǒng)多選對(duì)數(shù)特性。4．調(diào)節(jié)閥口徑大小的選擇控制閥的尺寸是按負(fù)荷的大?。ㄩy的流通能力）、系統(tǒng)提供的壓差、配管情況、流體性質(zhì)等設(shè)計(jì)的?？捎缮a(chǎn)需要的流量和壓差，確定閥門的流量系數(shù)，選擇閥門尺寸。六、調(diào)節(jié)閥的安裝與維護(hù)1．安裝地點(diǎn)：應(yīng)便于維修，靠近地面；環(huán)境溫度40℃—60℃，以防執(zhí)行機(jī)構(gòu)的薄膜老化，并遠(yuǎn)離振動(dòng)和腐蝕。2．安裝位置：垂直安裝在水平管道上，如確需水平或傾斜安裝時(shí)，應(yīng)加支撐。3．安裝前，應(yīng)清洗管路，排去污物和焊渣；安裝后應(yīng)再次清洗，并檢查閥門與管道連接處的密封性能。安裝時(shí)，流體流動(dòng)方向應(yīng)與閥體箭頭方向一致；若閥的公稱直徑與管道直徑不一致時(shí)，兩者之間應(yīng)加異徑管。4．調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝旁路閥和切斷閥，以便拆卸調(diào)節(jié)閥且不影響工藝生產(chǎn)的正常進(jìn)行。定期進(jìn)行保養(yǎng)和維修。七、電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)閥兩部分。其調(diào)節(jié)閥部分與氣動(dòng)執(zhí)行器通用，執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力元件實(shí)現(xiàn)控制。最簡(jiǎn)單的電動(dòng)執(zhí)行器是電磁閥，利用電磁鐵的吸合和釋放，對(duì)小口徑閥門作通斷控制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，常和兩位式簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)器組成簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。其他連續(xù)動(dòng)作的電動(dòng)執(zhí)行器部分使用電動(dòng)機(jī)用動(dòng)力元件，將調(diào)節(jié)器傳來的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的開度。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)所配用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同，輸出方式有直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種類型，可分別與直線移動(dòng)的調(diào)節(jié)閥、旋轉(zhuǎn)的蝶閥、多轉(zhuǎn)的閘閥或感應(yīng)調(diào)節(jié)器等配合工作。例：一反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)，釜內(nèi)為放熱反應(yīng)，用冷卻水調(diào)節(jié)釜內(nèi)溫度，試選擇合適的確定調(diào)節(jié)閥。解：因反應(yīng)釜內(nèi)為放熱反應(yīng)，故要求一旦出現(xiàn)氣源信號(hào)中斷故障，應(yīng)保證反應(yīng)釜內(nèi)溫度較低，否則會(huì)造成設(shè)備和人身的損害，因此應(yīng)使調(diào)節(jié)閥處于開啟狀態(tài)，以保證冷卻水進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)。即無氣壓信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)閥打開，有氣壓信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，選擇氣關(guān)閥。[本節(jié)小結(jié)]：主要講解電/氣閥門定位器的作用。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選擇時(shí)，必須考慮調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)、調(diào)節(jié)閥的氣開與氣關(guān)形式、調(diào)節(jié)閥的流量特性及調(diào)節(jié)閥的口徑大小。最主要的是從安全角度考慮閥的氣開與氣關(guān)形式。電動(dòng)執(zhí)行器使用靈活，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。[作業(yè)]：復(fù)習(xí)所授內(nèi)容。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)17周次9授課形式講授授課章節(jié)名稱167。52控制器教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生掌握DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)及使用；了解單回路調(diào)節(jié)器和可編程控制器的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的功能及使用教學(xué)難點(diǎn)DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的使用使用教具未使用教具。課外作業(yè)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容課后體會(huì)學(xué)生基本概念掌握得較好，完成教學(xué)任務(wù)。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：氣動(dòng)薄膜式控制閥的組成與工作方式？執(zhí)行器的選擇原則。引入新課。一、概述1．控制器的類型：模擬式控制器（如DDZⅢ型調(diào)節(jié)器），數(shù)字式控制器（如KMM可編程調(diào)節(jié)器、PLC可編程控制器）。 2．控制器特性：控制器的輸出與輸入之間的關(guān)系。從控制系統(tǒng)的角度講，控制器的輸入信號(hào)是被控變量的設(shè)定值與測(cè)量值之差；控制器的輸出信號(hào)是送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制命令。分析控制器的特性也就是分析控制器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律。3．控制器的作用方向：正作用方向與反作用方向。4．控制器的控制規(guī)律：控制器在輸入信號(hào)作用下偏差，它的輸出信號(hào)（即控制信號(hào)）隨時(shí)間的變化規(guī)律。簡(jiǎn)要分析課本上的蒸汽加熱反應(yīng)釜。二、DDZⅢ型調(diào)節(jié)器1．DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的功能（1）采用高增益、高陰抗線性集成電路組件，提高了儀表的精度、穩(wěn)定性和可靠性。（2）由于采用集成電路擴(kuò)展了功能，在基型調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上可增加各種功能。 （3）整套儀表可以構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，安全性能增加。（4）有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，提高了調(diào)節(jié)器的操作性能。（5）調(diào)節(jié)器設(shè)有正、反作用開關(guān)供選擇，以滿足控制系統(tǒng)的控制要求。（6）采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制。2．使用DDZⅢ型調(diào)節(jié)器時(shí)注意事項(xiàng)（1）正確設(shè)置內(nèi)、外設(shè)定開關(guān)。（2）注意不同場(chǎng)合采用不同的控制方式（3）調(diào)節(jié)器的正反作用開關(guān)不能隨意選擇要根絕實(shí)際情況而定，保證控制系統(tǒng)為負(fù)反饋。3． DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)（1）采用線性集成電路，有很高的穩(wěn)定性和可靠性。（2）采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制。（3）采用24V DC供電，并備有蓄電池作為備用電源。（4）結(jié)構(gòu)合理，功能多樣（5）可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。4．DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的外形圖（簡(jiǎn)要介紹）5．DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的操作操作步驟：（1）通電前應(yīng)做的檢查與準(zhǔn)備①通電前應(yīng)檢查電源端子是否短路及電源極性是否正確采用線性集成電路，有很高的穩(wěn)定性和可靠性。②根據(jù)工藝需要確定正反作用開關(guān)的位置③按照控制閥的特性安裝好閥位指示方向（2）手動(dòng)操作啟動(dòng)（3）手動(dòng)到自動(dòng)的切換凡是切換到硬手動(dòng)的操作都要先進(jìn)行平衡再切換，而其他切換都是一步直接切換。三、可編程調(diào)節(jié)器（以微處理器為運(yùn)算和控制核心，可由用戶編制程序，組成各種調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)字式控制儀表）1．可編程調(diào)節(jié)器的主要特點(diǎn)（1）實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化。（2）具有豐富的運(yùn)算控制功能。（3）使用靈活方便，通用性強(qiáng)。（4）具有通信功能，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。（5）可靠性高，維護(hù)方便。2．可編程調(diào)節(jié)器的編程與組態(tài)編程方式有：編程器編程與在上位機(jī)應(yīng)用編程軟件包編程常見組態(tài)方法有：組態(tài)字方式、模塊代碼方式與組態(tài)語言法。四、可編程控制器可編程控制器是一種以微處理器為核心器件的邏輯和順序控制裝置。1． 可編程控制器的主要特點(diǎn)（1）構(gòu)成控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單。（2）改變控制功能容易。（3）編程方法簡(jiǎn)單。（4）可靠性高。（5）適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境使用。2．可編程控制器的構(gòu)成PLC的主機(jī)有CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、輸入輸出擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口以及電源等部分組成。各部分之間通過由電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線構(gòu)成的內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接。PLC有整體式和模塊式兩種。3．可編程控制器的分類（1）按照I/O能力分，一般可分為小、中、大三種。（2）按照功能強(qiáng)弱，PLC大致可分為低、中、高三檔。（3）PLC的編程語言主要有五種：梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言和結(jié)構(gòu)化語句描述語言。五、可編程控制器的工作過程及系統(tǒng)設(shè)計(jì)1．可編程控制器的工作過程分為三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。2． PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟和內(nèi)容（1）確定系統(tǒng)運(yùn)行方式與控制方式（2）選擇輸入設(shè)備、輸出設(shè)備，以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（3）PLC的選擇（4）分配I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。（5）設(shè)計(jì)控制程序，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。（6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。 [本節(jié)小結(jié)]：主要講解了DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的功能、特點(diǎn)以及具體的操作，著重強(qiáng)調(diào)了使用時(shí)的注意事項(xiàng)。還介紹了可編程調(diào)節(jié)器的主要特點(diǎn)以及編程和組態(tài)。最后簡(jiǎn)要介紹可編程控制器的基本構(gòu)成，工作過程以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。[作業(yè)]：復(fù)習(xí)所授內(nèi)容揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)18周次9授課形式講授授課章節(jié)名稱167。53控制器的基本控制規(guī)律教學(xué)目的通過講解，使學(xué)生基本掌握常用控制規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合，掌握控制參數(shù)對(duì)過渡過程的影響。教學(xué)重點(diǎn)常用控制規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合教學(xué)難點(diǎn)控制參數(shù)對(duì)過渡過程的影響。使用教具未使用教具。課外作業(yè)復(fù)習(xí)所授內(nèi)容課后體會(huì)大部分學(xué)生這部分內(nèi)容掌握得較好，完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問：控制器的正反作用。DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的功能與特點(diǎn)。引入新課。一、概述1．控制規(guī)律：當(dāng)調(diào)節(jié)器接受偏差輸入信號(hào)后，其輸出信號(hào)（控制信號(hào)）的變化規(guī)律。2．基本控制規(guī)律：比例控制、積分控制、微分控制。二、比例控制 1．比例控制規(guī)律：調(diào)節(jié)器輸出的變化量與輸入的偏差大小成比例?！鱬（t）=Kpe(t)式中，△p（t）為調(diào)節(jié)器輸出變化量；Kp為比例放大倍數(shù)；e（t）為調(diào)節(jié)器的輸入偏差變化量。e（t）一定時(shí)，Kp越大，調(diào)節(jié)器的輸出△p（t）越大，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)。2．比例控制的特點(diǎn)調(diào)節(jié)及時(shí)，克服偏差有力，但調(diào)節(jié)結(jié)束后總存在余差。3．比例度及其對(duì)控制過程的影響（1）比例度δ比例度就是指比例調(diào)節(jié)器輸出變化了全范圍時(shí)，相應(yīng)輸入變化占總輸入范圍的百分?jǐn)?shù)。（emaxemin）為控制器輸入的最大變化范圍；（pmaxpmin）為調(diào)節(jié)器輸出的最大變化范圍。在單元組合儀表中，調(diào)節(jié)器的輸入和輸出是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，變化范圍都相同，在單元組合儀表中，調(diào)節(jié)器的比例度為：（2）比例度對(duì)過渡過程的影響e（t）一定時(shí)，δ越小，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，過渡過程曲線越振蕩，相應(yīng)的余差也??；當(dāng)δ太小，過渡過程會(huì)產(chǎn)生等幅振蕩或發(fā)散振蕩，這是不允許的。δ越大，過渡過程曲線越平坦，控制作用越弱，相應(yīng)的余差也大，δ過大，則無控制作用。（3）適用場(chǎng)合：常用于對(duì)被控變量要求不高，擾動(dòng)不大，滯后較小，允許存在余差的場(chǎng)合。三、積分控制1．積分控制規(guī)律：調(diào)節(jié)器輸出的變化量△p與輸入偏差e對(duì)時(shí)間的積分成比例。 式中，為積分速度。積分控制的輸出，不僅與偏差的大小有關(guān)，而且與偏差存在的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，只要偏差存在，即使很小，只要偏差存在的時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)節(jié)器的輸出也很大；只有當(dāng)偏差為零時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出才停止變化，執(zhí)行器才停止動(dòng)作，系統(tǒng)才穩(wěn)定下來。2．特點(diǎn)：積分控制最顯著的特點(diǎn)是消除余差，但存在滯后，動(dòng)作緩慢，動(dòng)偏差很大，一般不單獨(dú)使用。3．調(diào)節(jié)參數(shù)： 越小，積分作用越強(qiáng)。若太小，易引起振蕩。4．比例積分控制規(guī)律（1）控制規(guī)律： （2）調(diào)節(jié)參數(shù)：比例度δ和積分時(shí)間TI（3）特點(diǎn)：控制及時(shí)，克服偏差有力，又能消除余差。一般用于不允許存在余差的壓力和流量控制系統(tǒng)中。（4）PI調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間及其對(duì)控制過程的影響①積分時(shí)間TI的求取：在階躍偏差作用下，PI調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到比例輸出的二倍時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間就時(shí)積分時(shí)間。②積分時(shí)間TI對(duì)過渡過程的影響當(dāng)δ不變時(shí)，TI越小，積分作用越強(qiáng)，過程的振蕩度加劇，但余差能被克服，當(dāng)TI過小，過程也會(huì)出現(xiàn)發(fā)散振蕩。TI越大，積分作用越弱，當(dāng)積分時(shí)間TI延伸至無窮大時(shí)，則PI調(diào)節(jié)器就喪失了積分作用，成了一個(gè)純比例調(diào)節(jié)器。四、微分控制1．微分控制規(guī)律：調(diào)節(jié)器輸出的變化與輸入端變化速度成比例的控制規(guī)律。式中，為比例系數(shù)，又稱為微分時(shí)間。為偏差變化的速度特點(diǎn)：微分輸出只與偏差的變化速度有關(guān)，與偏差是否存在無關(guān)。2．比例微分控制規(guī)律實(shí)際微分調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成：δ為100%的比例作用和微分作用。當(dāng)輸入一幅值為A的輸入信號(hào)時(shí)，其輸出為： 式中，KD為微分放大倍數(shù)；TD為微分時(shí)間。TD越大，微分作用越強(qiáng)，過程的動(dòng)偏差減小，余差也較小。特點(diǎn)：具有超前，快速的作用，可以減小過程的最大偏差和調(diào)節(jié)時(shí)間。3． 比例積分微分控制 調(diào)節(jié)參數(shù)： 、特點(diǎn)：超前調(diào)節(jié)，克服偏差有力，可以消除余差。當(dāng)時(shí)，；當(dāng)為最大，；當(dāng)將放到最大，調(diào)到零時(shí)，則為純比例控制。五、控制器控制規(guī)律的選擇針對(duì)被控變量的情況，控制規(guī)律的選擇一般考慮為：流量——PI；液位——P（或PI）；氣體壓力——PI（或P）；蒸汽壓力——PID；溫度（成分）——PID。[本節(jié)小結(jié)]：主要講解了幾種常見的控制規(guī)律以及各自的特點(diǎn)。積分控制可以消除余差；微分控制可以超前調(diào)節(jié)；其調(diào)節(jié)參數(shù)分別為δ、TI和TD，δ越小，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但δ太小會(huì)引起振蕩。TI越小，積分控制作用越強(qiáng)，TD越小，微分控制作用越弱。掌握PID控制規(guī)律以及特點(diǎn)。[作業(yè)]：復(fù)習(xí)所授內(nèi)容揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號(hào)1