一,、 控制系統(tǒng)的基本組成部分
工業(yè)生產過程的控制系統(tǒng)有各種不同類型,,例如簡單控制系統(tǒng)、復雜控制系統(tǒng)等,,下圖是兩個簡單控制系統(tǒng)的示例,。圖中,,每個控制系統(tǒng)都包括被控變量,、操縱變量和相應的控制規(guī)律。被控變量與期望的設定值保持一致,,需要一種控制手段,,例如,圖中的蒸汽流量,、泵的旁路流量等,。被控變量偏離設定的原因是生產過程中存在干擾,例如,,蒸汽壓力的波動,、泵轉速的變化等。通常,,把用于調節(jié)的變量稱為操縱變量,。
單控制系統(tǒng)由檢測元件和變送器、執(zhí)行器和被控對象組成,。
檢測元件和變送器(sensor and transmitter)用于檢測被控變量,,將檢測信號轉換為標準信號。例如,,熱電阻將溫度變化轉換為電阻變化,,溫度變送器將電阻信號轉換為標準的氣壓或電流、電壓信號等,。
控制器(controller)將檢測變送環(huán)節(jié)輸出的標準信號與設定值信號進行比較,,獲得偏差信號,按一定控制規(guī)律對偏差信號(error signal)進行運算,,運算輸出送執(zhí)行器,??刂破骺捎媚M儀表實現,也可用微處理器組成的數字控制器實現,,例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模塊等,。
執(zhí)行器(actuator)處于控制環(huán)路的終位置,因此也稱為終元件(final element),。執(zhí)行器用于接受控制器的輸出信號,,并控制操縱變量變化。在大多數工業(yè)生產過程控制的應用中,,執(zhí)行器采用控制閥,。近年來,隨著變頻調速技術的應用,,一些控制系統(tǒng)已采用變頻器和相應的電動機(泵)等設備組成執(zhí)行器,。
生產過程的負荷變化或操作條件改變時,通過檢測元件和變送器的檢測和變送,,將過程的被控變量送控制器,,經控制規(guī)律運算后的輸出送執(zhí)行器,改變過程中相應的流體流量,,使被控變量與設定值保持一致,。可見,,檢測元件和變送器的作用類似于人的眼睛,,控制器的作用類似于人的大腦,執(zhí)行器的作用類似于人的手腳,。一個控制系統(tǒng)的質量受到組成控制系統(tǒng)各組成部件的影響,,主要取決于控制系統(tǒng)組成部件中薄弱環(huán)節(jié)的影響。
二,、氣動調節(jié)閥的重要性
氣動調節(jié)閥用于調節(jié)操縱變量的流量,,從控制系統(tǒng)整體看,一個控制系統(tǒng)控制得好不好,,都要通過調節(jié)閥來實現,。由于下列原因,氣動調節(jié)閥變得十分重要,。
1,、控制閥是節(jié)流裝置,屬于動部件,,與檢測元件和變送器,、控制器比較,在控制過程中,,氣動調節(jié)閥需要不斷改變流件的流通
面積,,使操縱變量變化,,以適應負荷變化或操作條件的改變。因此,,對氣動調節(jié)閥組件的密封,、耐壓、腐蝕等提出更高要求,。
例如,,密封會使氣動調節(jié)閥摩擦力增加,調節(jié)閥死區(qū)加大,,造成控制系統(tǒng)控制品質變差等,。
2、氣動調節(jié)閥的的活動部件是造成“跑”,、“冒”,、“滴”、“漏”的主要原因,,它不僅造成資源或物料的浪費,,也污染環(huán)境,引發(fā)事故,。
3,、氣動調節(jié)閥的閥內件與過程介質直接接觸,,和檢測元件與過程介質接觸的不同之處如下:
a.調節(jié)閥閥組件的接觸介質可能與檢測元件的接觸介質不同,,對調節(jié)閥的耐腐蝕性、強度,、剛度,、材料等有更高要求。
b.檢測元件可采用隔離液等方法與過程介質隔離,,但調節(jié)閥通常與過程介質直接接觸,,很難采用隔離的方法與過程介質隔離。
4,、氣動調節(jié)閥的節(jié)流使能量在閥內件內部被消耗,,因此,降低能耗,,降低調節(jié)閥的壓力損失,,和保證較好的控制品質之間要合理選擇和兼顧。
5,、氣動調節(jié)閥對流體進行節(jié)流的同時也造成噪聲,。例如,當閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時,,造成閃蒸,;當閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時,,造成汽蝕。調節(jié)閥造成的噪聲和調節(jié)閥流路的設計,、操作壓力,、被控介質特性等有關,因此,,降低噪聲,,降低壓力損失等對調節(jié)閥提出更高的要求。
6,、氣動調節(jié)閥的適應性強,。它被安裝在各種不同的生產過程,產生過程的低溫,、高溫,、高壓、大流量,、微小流量等操作條件需要調節(jié)閥具有各種不同的功能,,氣動調節(jié)閥應能夠適應不同應力的要求。
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