电气工程与自动化工业过程控制教案 - 图文 下载本文

b、thermistor 热电阻 WZC 铜电阻 -50~-150 ℃ WZP 铂电阻 0~-630 ℃ ⑵、Pressure Sensor+水位 a、压差变送器 differential pressure transmitter b、压力变送器 pressure transmitter c、压力计 pressure meter ⑶、Flow sensor a、Flow meter 流量计(直读式) b、Hole board 孔板+transimitter Ⅱ 0~10 mA 2、DDZ 电动单元组合仪表 Ⅲ 4~20 mA ⑴、变送单元B transmitter transducer 功能:它能将各种被测量参数,如温度、压力、流量、液位等物理量转换成标准信号( D Ⅱ0~10 mA 或Ⅲ 4~20 mA 和 Q 0.2~1㎏/c㎡)传送到显示调节等单元,以供指示、记录或调节。其主要品种有 压力变送器DBY 差压变送器 DBC 流量变送器 DBF 温度变送器 DBW 液位变送器 DBL ⑵、转换单元Z transfer element 是DDZ仪表与其它仪表之间的桥梁,它能将电压、频率等电信号或者气信号是0.2~1㎏/c㎡转换成相应的电信号4~20 mA,从而与DDZ仪表的调节系统联络起来,其主要品种有: 直流毫伏转换器 DZZ 交流毫伏转换器 DZJ 频率转换器 DZP 电气转换器 DZQ ⑶、调节单元T control element 它将来自变送器的测量信号与给定信号进行比较,按照偏差给出调节信号。控制执行器的动作,实现自动调节。品种有: DTL 连续调节器 DTZ 指示调节器 DTT 特殊调节器 ⑷、运算单元J calculate element 它将几个4~20 mA直流信号进行加、减、乘、除、开方、平方等运算。适用于多参数综合调节,配比调节、流量信号的温度压力校正计算等。品种有: DJJ 加减器 DJS 乘除器 DJK 开方器 ⑸、显示单元X display element 它对各种被测量参数进行指示、记录、报警和积算,供操作人员监视、调节系统情况用。品种有: DXS 比例积算器 DXZ 显示指示器 DXB 显示报警 DXJ 显示记录仪 ⑹、给定单元G 它输出4~20 mA标准直流信号。作为被调参数给定值送到调节单元实现定值调节。给定单元的输出也可以供给其它仪表作为参考基准值。品种有: DGA 恒流给定器 DGF 分流给定器 ⑺、执行单元K action element 它按照调节器输出的调节信号或手动操作信号操作法门之类的执行文件控制调节对象的工况。品种有: DKJ 角程电动执行器 DKZ 直程电动执行器 ⑻、辅助单元F help element 用来增加系统组合的灵活性。如操作器DFD和选择器DFC用于手动操作阻尼器用于压力或流量信号的平流、阻尼、限幅器用以限制电流信号的上下极限。 3、QDZ 气动仪表 与电动基本一致,只是能将为气压信号为0.2~1㎏/c㎡ 气为薄膜调节阀 ZM 在调节系统中根据调节器的输出信号,改变本身的流量截面,控制调节对象输出的物料量或能量,从而实现调节作用。克服干扰影响,使被调节参数回到给定值。 执行器有 正作用、反作用 阀有 气开、气关 阀的结构有:直通单座阀 ZMAP,直通双座阀 ZMAN,三通阀,隔膜阀 流量特性有,直线、对数、百分比等。 4、可编程调节器 ⑴、单回路调节器 KMS ⑵、多回路调节器 KMM ⑶、编程器调节器 KMK 4、 计算机 第 页

课 堂 教 学 实 施 方 案

第 5 次课 授课时间:2008-09-17 教学时间分配: 复习旧课 2 分钟;讲授新课 85 分钟; 讨论/答疑/小结 5/5/3 分钟; 授课类型(请打):理论课√□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 课□ 教学方式(请打√):讲授√□ 讨论□ 示教□ 指导□ 教学手段(请打√):多媒体□ 模型□ 实物□ 挂图□ 音像□ 课 题:教 学 内 容 第二节:执行器 一、概述 执行器由执行机构和调节阀组成,在过程控制系统中,它接受调节器输出的控制信号,并转换成直线位移或角位移来改变调节阀的流通面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现对过程参数的自动控制。 执行按能源分气动、电动、液动三种。 执行器安装在现场,直接与介质接触,通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作。如果选择不当,将影响整个控制系统。 二、电动执行器 电动执行器机构配与不同的调节机构,其输出方式有:直行程、角行程和多转式。 三、气动执行器 第三节 调节阀的流量特性及其选择 调节阀是自动控制系统中极其重要的必不可少的组成部分,它的作用是接受调节器来的信号。通过阀门开度的变化,使被控制参数改变以补偿干扰对被控参数的影响,从而实现自动控制。 一、调节阀的流量特性 ㈠、调节阀的理想流量特性 调节阀的流量特性:是指流体通过阀门的流量和阀门杆行程之间的关系。 为了比较方便,往往取相对流量,行程也取相对行程。 Ql?f() QmaxL改变阀芯、阀座间的节流面积便可以控制流量,但实际上在阀开度改变的同时,阀前阀后的压差也要发生变化,而压差的变化也会引起流量的变化。为了分析方便,假定阀前阀后压差是固定的,即△P=常数。这时得到的流量特性称为理想流量特性。 常用的理想流量特性有以下几种: 1、线性流量特性: 线性流量特性是指调节阀的相对开度(阀杆的相对行程)和相对流量成直线关系,即Q1l1?(1?)? QmaxRLRR?Qmax是阀的可调范围,对一固定调节阀R是一常数,在直角坐标上是一条直线。 QminQQmax2、对书流量特性(等百分比) 100 Q?QmaxRl(?1)L 100 由图可见,曲线的斜率(即阀的放大系数)是随着阀杆行程的增加而增加的。在相同的行程变化下,流量较小时,流量的变化较小,流量较大时,流量变化较大,因而这种阀在小开度时工作比较平稳,而在大开度时,工作也灵敏,此阀在不同的开度时,只要是相同的行程变化,流量的相对变化量都是相等的,故也称等百分比,用得最多。 3、快开流量特性 2l Q1Qmax?1?(1?R)(1?L)这种特性是小开度时,流量变化大,随着阀杆行程 的增大,流量很快就达到最大值,故称快开流量特性。 4、抛物线流量特性 Q1l?[1?(R?1)]2 QmaxRL与对数比较接近。 ㈡、调节阀的工作流量特性 调节阀的工作流量特性是指调节阀在实际控制系统中 △P 总是与设备管道等连接在一起的,即使管道两端的总压降 △P管 △P阀 △P是定值,但管道中的沿程阻力和局部阻力都会随着流 量Q的变化而变化。因此阀前后的压差△P总是变化的,即在流量最小时(阀全关)压差△P阀最大,流量最大时(阀全开)压差△P最小,因此在工作情况下,调节阀的实际流量特性和理想流量特性是不同的,其差异程度由阀阻比S决定 S??P阀max?P 。 书中P99图3-35给出了不同S值的线性结构和对数结构的工作流量特性,由图可见,当S大于0.6时,工作流量特性与理想流量特性相近,当S小于0.6时,与理想流量特性相差较大,在S=0.2时,对数阀已变成线性了,而线性已变成快开了,这一点在实际中应多加注意,以上是串联管道系统中的情况,并联的情况自己看看书,了解一下。 二、调节阀流量特性的选择。 流量特性的选择主要是对直线与等百分比两种特性的选择,有理论计算法与经验法,但都较复杂。工程设计多用经验准则,从控制系统特性、负荷变化与S值3个方面进行综合分析,选择控制阀的流量特性。P101有表3-4选择表,自己看看。 三、调节阀的结构选择 调节阀在气动、电动、液动三大类。其中气动阀由于结构简单,输出推动力大,工作平稳可靠,本质安全等原因得到了极为广泛的应用。 气动阀有:单座阀,双座阀,角形阀、三通阀,隔膜阀,碟阀,小流量阀,套筒阀等。P95 1、单座阀:由于只有一个阀芯和阀座,容易保证关严,但阀杆受到不平衡力大,所以通常使用在要求泄漏小或要关得很严,以及低压差场合。 2、双座阀:流体压差对两个阀芯作用力方向相反,阀杆上不平衡力小,适用于阀两端压差较大的场合,但泄漏较大,关严困难,流路复杂,对高粘度、含悬浮物的介质也不宜采用,但由于双座阀不平衡力小,得到了广泛的应用。 3、角形阀:流路简单,阻力小,不易堵塞,适用于高粘度,含悬浮物的介质。