化工自動(dòng)化儀表實(shí)訓(xùn)正文.doc

緒 論本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)合了目前各大院?；y量及儀表、檢測技術(shù)及儀表、熱工自動(dòng)化及儀表、非電量測量與控制技術(shù)、過程控制等課程實(shí)驗(yàn)大綱的要求。通過該實(shí)驗(yàn)裝置的使用和學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握有關(guān)化工儀表及自動(dòng)化的基本知識(shí)，對(duì)有關(guān)儀表的安裝、調(diào)試及使用有一定的了解，并對(duì)化工生產(chǎn)中如何進(jìn)行液位、溫度、壓力和流量等參數(shù)的自動(dòng)化控制有基本的認(rèn)識(shí)。本實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)思想主要是通過學(xué)生使用本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，首先完成傳感器與檢測技術(shù)等一系列基本實(shí)驗(yàn)，來掌握傳感器與檢測技術(shù)課程所要求的基本原理、操作技能和動(dòng)手能力，以及對(duì)化工生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)自動(dòng)化儀表有一定程度的認(rèn)識(shí)，并掌握其使用方法。還能通過完成幾個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，對(duì)控制系統(tǒng)有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，形成基本解決實(shí)踐問題的知識(shí)體系。并能進(jìn)一步讓學(xué)生自己組合和設(shè)計(jì)各種不同的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其創(chuàng)新思想和能力。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中大量篇幅描述了實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場常用的儀器儀表，并對(duì)傳感器及儀表進(jìn)行有針對(duì)性的解析，在第一章中，對(duì)本套系統(tǒng)作了整體的介紹，包括硬件和軟件部分；第二章中對(duì)化工中最常用的離心泵進(jìn)行了介紹；第三章對(duì)工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用普遍的執(zhí)行器電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作了詳細(xì)的技術(shù)描述；第四章對(duì)本套裝置中四塊三類儀表進(jìn)行了詳細(xì)介紹；第五章對(duì)裝置的主題傳感器和變送器進(jìn)行了敘述講解；第六章實(shí)現(xiàn)了對(duì)四大熱工參數(shù)的自動(dòng)控制；第七章著重講解了無紙記錄儀在化工生產(chǎn)現(xiàn)場中的一個(gè)重要應(yīng)用；第八章可完成一些開放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如組態(tài)編程和控制實(shí)驗(yàn)。在解析說明過程中側(cè)重于對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉，在常用的四大熱工參數(shù)的傳感器檢測手段上，都作了兩種以上的選型，使學(xué)生對(duì)傳感器的工作原理有一個(gè)比較認(rèn)識(shí)過程，另外增加了兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使參數(shù)變得可控，進(jìn)而可以使用者在認(rèn)識(shí)傳感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制類實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)裝置不僅具有良好的自動(dòng)檢測功能，同樣具有更高的自動(dòng)控制功能。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)由于編者時(shí)間倉促和水平能力有限，很多內(nèi)容是作者的經(jīng)驗(yàn)和見解，歡迎高校老師的批評(píng)指正，以使本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書日臻完善。第一章 實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)本套系統(tǒng)將現(xiàn)場對(duì)象系統(tǒng)和二次儀表操作臺(tái)結(jié)合為一體，在操作對(duì)象系統(tǒng)的同時(shí)，可以就地查看顯示儀表的相關(guān)信息。實(shí)驗(yàn)裝置中配備有壓力、流量、溫度、液位傳感器，除溫度輸出阻值外，其它三種均有相應(yīng)的變送器對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行變送，以輸出電流信號(hào)給儀表（或遠(yuǎn)傳）使用。為實(shí)現(xiàn)對(duì)上述四大熱工參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，本套裝置中，還配備有相應(yīng)的調(diào)節(jié)執(zhí)行器- -電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和調(diào)壓模塊，前者可以對(duì)壓力、流量和液位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，后者可實(shí)現(xiàn)溫度的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)?？刂葡渲醒b有四塊工業(yè)常用的儀表，可以同時(shí)采集三路現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行對(duì)比顯示，也可經(jīng)三路不同的信號(hào)同時(shí)顯示在一塊儀表中，并能對(duì)實(shí)時(shí)變化的參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和繪制實(shí)時(shí)和歷史曲線。本套裝置還配備上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件將儀表所有數(shù)據(jù)采集顯示并繪成曲線，通過對(duì)過程參數(shù)變化曲線的對(duì)比，能更直觀有效的分析傳感器變送器的各大性能指標(biāo)，為方便實(shí)驗(yàn)針對(duì)每一時(shí)刻參數(shù)的具體數(shù)值作查詢，上位機(jī)軟件中具有數(shù)據(jù)報(bào)表功能，可以同時(shí)記錄所有儀表采集的變量值，對(duì)本套實(shí)驗(yàn)裝置中所有的參數(shù)，本軟件工程都對(duì)應(yīng)開發(fā)了相應(yīng)的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，另外還可自行開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。1.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖如下：圖1-1-1 THPHG-1對(duì)象系統(tǒng)流程圖1.1.2 上位機(jī)工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：圖1-1-2 THPHG-1工程主菜單1.2 實(shí)驗(yàn)裝置硬件組成本套裝置為對(duì)象和現(xiàn)場變送器顯示二次儀表一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)象系統(tǒng)中由液位水箱、復(fù)合加熱水箱、儀表控制箱、各類檢測裝置、兩套執(zhí)行器、一套水路動(dòng)力系統(tǒng)以及一個(gè)接線箱組成。1.2.1 液位水箱：液位水箱采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于學(xué)生直接觀察液位的變化。為嚴(yán)格按照壓力變送器量程需要，水箱高度需與傳感器量程對(duì)應(yīng)起來，水箱尺寸為：直徑*高=250*550mm。水箱由緩沖槽、工作槽、采壓孔、出水管和溢流管組成，進(jìn)水時(shí)水管中的水先流入緩沖槽，出水時(shí)工作槽的水經(jīng)隔板邊緣流入出水管，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部連接有電容式、擴(kuò)散硅和差壓液位壓力變送器，可對(duì)水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長寬高=66cm3543，能同時(shí)滿足液位水箱和復(fù)合加熱水箱的實(shí)驗(yàn)供水需要。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。 1.2.2 復(fù)合加熱水箱：復(fù)合加熱水箱由兩層水箱結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層為加熱水箱，配備有1KW電加熱管，尺寸為：直徑*高=200*370mm。其頂蓋上還布有一條進(jìn)水管路和兩只溫度傳感器，分別為PT100和Cu50熱電阻，插入深度垂直居中、水平偏前。加熱水箱中設(shè)有進(jìn)水管路，還有溢流保護(hù)口，保護(hù)頂蓋不承受較大壓力。整個(gè)內(nèi)層加熱水箱懸浮于外層有機(jī)玻璃水箱中，加熱筒底部由一圈接觸面積很小的圓形支架固定在外層有機(jī)玻璃水箱內(nèi)。外層冷卻水箱同樣擁有獨(dú)立的進(jìn)水管路和溢流保護(hù)出水管，可以有效降低內(nèi)層加熱水箱內(nèi)液體水的溫度，其體積較大，外圓尺寸為：直徑*高=35cm*35cm。1.2.3 儀表顯示控制箱：儀表控制箱左上方標(biāo)有本套裝置的具體型號(hào)，面板示意圖如下圖1-2-1：控制面板部分包含的主要器件：1.2.3.1 單相帶漏電保護(hù)斷路器：本套裝置為單相三線220V10/50Hz供電，整機(jī)容量時(shí)，需對(duì)泵的特性曲線進(jìn)行修正。2.2.3.3 離心泵轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響 離心泵的特性曲線都是在一定轉(zhuǎn)速下測定的，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí)，泵的流量、壓頭及軸功率也隨之改變。當(dāng)液體的黏度不大，且轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，可認(rèn)為泵的效率不變，此時(shí)泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系為 （2-2）式中 ，轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能參數(shù)；，轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能參數(shù)；上式稱為比例定律，據(jù)此式可將某一轉(zhuǎn)速下的特性曲線轉(zhuǎn)換為另一轉(zhuǎn)速下的特性曲線。2.2.3.4 離心泵葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響 當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，對(duì)同一型號(hào)的離心泵，切削葉輪直徑也會(huì)改變泵的特性曲線。當(dāng)葉輪直徑的切削量不超過5%時(shí)，認(rèn)為泵的效率不變，泵性能參數(shù)變化同樣有近似關(guān)系 （2-3）上式稱切削定律。第三章 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理及特性認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是本套裝置的執(zhí)行單元之一，執(zhí)行單元是構(gòu)成控制系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。任何一個(gè)最簡單的控制系統(tǒng)也必須由檢測環(huán)節(jié)、調(diào)節(jié)單元及執(zhí)行單元組成。執(zhí)行單元的作用就是根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出，直接控制被控變量所對(duì)應(yīng)的某些物理量，例如液位、溫度、壓力和流量等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制目的。因此完全可以說執(zhí)行單元是用來代替人的操作的，是工業(yè)自動(dòng)化的“手腳”。3.1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理概述3.1.1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理：執(zhí)行器按照使用能源的種類，可分為氣動(dòng)、液動(dòng)和電動(dòng)三種，本套裝置采用的是智能型單座調(diào)節(jié)閥。顧名思義它是由電動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行操作的，它接受調(diào)節(jié)器的輸出電流420mA信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出軸直線位移，去控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。電動(dòng)調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)則是能源采用方便，信號(hào)傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)等。執(zhí)行器有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它可以按照調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)量，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，以帶動(dòng)智能調(diào)節(jié)閥的主推動(dòng)軸產(chǎn)生直線位移，主推動(dòng)桿總位移為16mm，控制單座調(diào)節(jié)閥0100%的開度連續(xù)變化。而調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)裝置，它受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操縱，可以改變調(diào)節(jié)閥閥芯與閥座間的流通面積，以達(dá)到最終調(diào)節(jié)被控介質(zhì)的目的。本執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)如圖3-1-1所示，電動(dòng)執(zhí)行器首先接受來自調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，以作為執(zhí)行器的輸入信號(hào)即執(zhí)行器的動(dòng)作依據(jù)；該輸入信號(hào)送入信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換信號(hào)制式后與反饋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置信號(hào)進(jìn)行比較，其差值作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入，以確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方向和大小；執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出結(jié)果再控制調(diào)節(jié)器的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控介質(zhì)的調(diào)節(jié)作用；其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出通過位置發(fā)生器可以產(chǎn)生其反饋控制所需要的位置信號(hào)。圖3-1-1 電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理從上述描述和圖3-1-1可知，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作構(gòu)成了負(fù)反饋控制回路，這是提高執(zhí)行器調(diào)節(jié)精度、保證執(zhí)行器工作穩(wěn)定的重要手段。為保證電動(dòng)執(zhí)行器輸出與輸入之間呈現(xiàn)嚴(yán)格的比例關(guān)系，必須采用比例負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)控制回路，下圖3-1-2為本套裝置的電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理示意圖：圖3-1-2 電動(dòng)執(zhí)行器原理圖其中Ii表示輸入電流，表示輸出軸轉(zhuǎn)角，兩者存在如下關(guān)系： （3-1）K是比例系數(shù)。上圖3-1-2中伺服放大器由前置磁放大器、可控硅觸發(fā)電路和可控硅交流開關(guān)組成，如下圖所示：圖3-1-3 伺服放大器原理圖伺服放大器將輸入信號(hào)Ii與位置反饋信號(hào)If進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)伺服放大器放大后，再控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)作正反轉(zhuǎn)動(dòng)；電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速小力矩，經(jīng)減速后變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大力矩，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橹毙谐梯敵觥Ｎ恢冒l(fā)生器的作用是將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的420mA反饋信號(hào)If，以便與輸入信號(hào)Ii進(jìn)行比較。3.2 調(diào)節(jié)閥的流量特性測試實(shí)驗(yàn)3.2.1 調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線:調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量和閥門相對(duì)開度之間的關(guān)系，即 （3-2）式中為相對(duì)流量，即某一開度流量與全開流量之比；/為相對(duì)行程，即某一開度行程與全行程之比。目前常用閥的理想流量特性分為：直線特性、對(duì)數(shù)（等百分比）特性、快開特性和拋物線特性四種曲線，如下圖3-2-1所示：圖3-2-1 調(diào)節(jié)閥的理想流量特性曲線在實(shí)際工業(yè)場合用的最多的是第一種線性調(diào)節(jié)閥，此種閥較易配合各種管路和流量傳感器完成流量控制，本套裝置也是采用線性調(diào)節(jié)閥。實(shí)際應(yīng)用中，理想特性曲線較難得到，因?yàn)楫?dāng)將調(diào)節(jié)閥實(shí)際接入管道時(shí)，其特性會(huì)受多種因素的影響，如連接管道阻力、前后壓差、多管路融合與分支等，所以很難得到理想流量特性描述的四種曲線，本套裝置也不例外，但在大部分區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)閥依然保持線性工作狀態(tài)。3.2.2 調(diào)節(jié)閥的流量特性測試1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)的測試方法。 通過實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特性在大部分曲線范圍內(nèi)工作屬于線性的。 分析為什么調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線和理想特性曲線是有區(qū)別的。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)施：化工自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、計(jì)算機(jī)、MCGS組態(tài)軟件、RS485/232轉(zhuǎn)換器；3、實(shí)驗(yàn)原理：為了測量調(diào)節(jié)閥的特性曲線，首先需要把對(duì)象系統(tǒng)的管路開通，確保水能在動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，最后將水打出水管，管路流通見下3-2-2圖。對(duì)于本套裝置的流量測量裝置主要有三種：電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和孔板流量計(jì)，在考慮測量精度和流體壓力損失較小的情況下，優(yōu)先選用電磁流量計(jì)進(jìn)行測量，然后流經(jīng)渦輪流量計(jì)，將閥前管道盡可能地放長，并將電磁流量計(jì)輸出信號(hào)送到智能儀表測量端用于現(xiàn)場顯示和上位機(jī)監(jiān)控，通過上位機(jī)繪制曲線即可判斷電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特性曲線是否為線性。圖3-2-2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性測試流程圖4、實(shí)驗(yàn)步驟： 實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，一般接近儲(chǔ)水箱容積的4/5，然后將閥F1-2、F1-3、F1-7全開，其余手動(dòng)閥門關(guān)閉； 將儀表控制箱中的1#通訊線（接有兩塊智能調(diào)節(jié)儀和一塊流量積算儀）經(jīng)RS485/232轉(zhuǎn)換器接至計(jì)算機(jī)的串口上，本工程初始化使用COM1端口通訊； 將儀表控制箱中“電磁流量計(jì)”的輸出對(duì)應(yīng)接至智能調(diào)節(jié)儀的“05V/15V輸入”端，將智能調(diào)節(jié)儀的“420mA輸出”端對(duì)應(yīng)接至“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”的控制信號(hào)輸入端； 打開對(duì)象系統(tǒng)儀表控制箱的單相空氣開關(guān)，給所有儀表上電； 智能儀表基本參數(shù)設(shè)置：Sn=33、DIP=0、dIL=0、dIH=1200、oPL=0、oPH=100、CF=0、Addr=1； 打開MCGS組態(tài)環(huán)境，選擇“化工儀表工程”，按“F5”進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，點(diǎn)擊“進(jìn)入實(shí)驗(yàn)工程”，然后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)“主菜單”，選擇“實(shí)驗(yàn)一、電動(dòng)閥流量特性測試實(shí)驗(yàn)”； 在實(shí)驗(yàn)界面中有“通訊成功”標(biāo)志，表示計(jì)算機(jī)已和三塊儀表建立了通訊關(guān)系；若顯示“通訊失敗”并閃爍，說明有儀表沒有與上位機(jī)通訊成功，檢查轉(zhuǎn)換器、通訊線以及計(jì)算機(jī)COM端口設(shè)置是否正確； 通訊成功后，本實(shí)驗(yàn)需要手動(dòng)控制智能調(diào)節(jié)儀的輸出，以控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度改變管道流量的大小。建議使用儀表的手動(dòng)按鈕修改儀表的420mA電流輸出值，如果使用上位機(jī)控制實(shí)驗(yàn)界面中的手動(dòng)輸入功能，設(shè)置完成后需要查看現(xiàn)場儀表有無設(shè)置進(jìn)去，如果沒有設(shè)置進(jìn)去可以多設(shè)置一到兩次，在接下來的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中如果有用到手動(dòng)輸出功能的地方，都需作此查看，以下實(shí)驗(yàn)不再一一重復(fù)。 首先手動(dòng)控制智能調(diào)節(jié)儀的輸出到20%，打開儀表控制箱中的“離心泵”旋鈕開關(guān)（所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中除流量批量控制實(shí)驗(yàn)中使用離心泵的自動(dòng)開關(guān)外，其他實(shí)驗(yàn)均使用手動(dòng)開關(guān)，離心泵的手自動(dòng)開關(guān)位于離心泵黑色接線盒的右側(cè)，標(biāo)有“一”字樣為自動(dòng)狀態(tài)，標(biāo)有“二”字樣為手動(dòng)狀態(tài)，選擇手動(dòng)狀態(tài)后，就可以直接使用儀表控制箱中的離心泵二位旋鈕開關(guān)來控制離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)）； 待實(shí)驗(yàn)界面中“調(diào)節(jié)閥流量”穩(wěn)定后，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)界面中的“取點(diǎn)并連線”按鈕，曲線即可取出本次電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量點(diǎn)，以與下一個(gè)點(diǎn)連線；重復(fù)和本步驟，依次將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度增加5個(gè)百分點(diǎn)，直到80%為止，觀察并分析電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的線性度。5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求： 畫出本實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)方框圖； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，分析電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特性； 分析影響電動(dòng)調(diào)節(jié)閥特性曲線有別于理想特性曲線的因素有哪些，并一一列舉。3.3 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)流量系數(shù)直接反應(yīng)了流體流過調(diào)節(jié)閥的能力，是調(diào)節(jié)閥的一個(gè)重要參數(shù)。流量系數(shù)定義為當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開、閥兩端壓差為0.1MP、流體密度為1時(shí)，每小時(shí)流過調(diào)節(jié)閥的流量值，通過或計(jì)。例如，調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C=40，則表示此調(diào)節(jié)閥壓差為0.1MP時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開每小時(shí)能夠流過的水量為40m3。對(duì)于不可壓縮流體，流過調(diào)節(jié)閥的流量為： （3-3）考慮選取截面積A的單位為cm3，壓力和的單位為Pa，密度的單位為g/m3，則上式需修為： （3-4） （3-5） （3-6）流量系數(shù)C定義為： （3-7） （3-8）從上式可知，流量系數(shù)C值取決于調(diào)節(jié)閥的接管截面積A和阻力系數(shù)。其中阻力系數(shù)主要有閥體結(jié)構(gòu)所決定，口徑相同，結(jié)構(gòu)不同的調(diào)節(jié)閥，其流量系數(shù)不同。通常生產(chǎn)廠商所提供的流量系數(shù)C為正常流向時(shí)的數(shù)據(jù)。本調(diào)節(jié)閥的技術(shù)指標(biāo)見下節(jié)。3.4 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要技術(shù)指標(biāo)3.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：型 式：智能型直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)：420mA輸入阻抗：250輸出信號(hào)：420 mADC輸出最大負(fù)載： 650斷信號(hào)閥位置：可任意設(shè)置為保持/全開/全關(guān)/0100%間預(yù)置的任意值電 源：220V10%/50Hz推力規(guī)格：1KN行 程：16mm閥作用型式：任意設(shè)置正/反作用,本套裝置設(shè)定為反作用方式防護(hù)等級(jí)：IP65基本誤差：1.0%死 區(qū)：0.5+5%，本套裝置設(shè)定為0.5%環(huán)境溫度：-10+653.4.2 閥體：公稱通徑：20mm公稱壓力：PN1.6MPa連接形式：法蘭連接材 料：不銹鋼閥體上 閥 蓋：常溫型 -17+220填 料：聚四氟乙烯3.4.3 閥內(nèi)組件：閥內(nèi)結(jié)構(gòu)：金屬密封材 料：316+N0.6流量特性：線性泄 流 量：金屬密封基本誤區(qū)：+/-1.0%死 區(qū)：1.0%可調(diào)范圍：5013.4.4 流量系數(shù)：6第四章 儀表的認(rèn)識(shí)及使用實(shí)驗(yàn)儀表控制箱從上到下安裝有四塊儀表，分別為無紙記錄儀、智能調(diào)節(jié)儀（兩塊）、流量積算儀；四塊儀表均帶有通訊功能，從上到下四塊儀表默認(rèn)地址為8、1、2、3，波特率均為9.6K，其中因無紙記錄儀與智能調(diào)節(jié)儀不是同一廠家，驅(qū)動(dòng)不同，所以不能掛在同一計(jì)算機(jī)串口上，它下面的三塊儀表在本套裝置對(duì)應(yīng)的軟件工程中是同時(shí)掛接在了計(jì)算機(jī)的同一個(gè)通訊串口上的，用于完成相關(guān)上位機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)。4.1 無紙記錄儀的認(rèn)識(shí)和使用實(shí)驗(yàn)4.1.1 無紙記錄儀的功能及作用：無紙記錄儀主要作用在計(jì)算機(jī)通訊區(qū)域以外的盲區(qū)、需要現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示或其它功用場合，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)曲線顯示、歷史曲線查看等功能，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)回收時(shí)，可以將無紙記錄儀與便攜設(shè)備建立通訊關(guān)系，上傳無紙記錄儀記錄的數(shù)據(jù)信息，它也可以使計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)通過無紙記錄儀采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。4.1.2 無紙記錄儀的參數(shù)和使用：詳見無紙記錄儀的使用說明書。4.1.3 無紙記錄儀的數(shù)據(jù)采集：本無紙記錄儀只作現(xiàn)場顯示功能使用，無控制算法調(diào)節(jié)和控制信號(hào)輸出功能。無紙記錄儀不同于智能調(diào)節(jié)儀，它不但可以三通道同時(shí)采集智能調(diào)節(jié)儀的所有信號(hào)（包括各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的電壓、電流、熱電阻和熱電偶），而且可以采集頻率信號(hào)；它擁有儀表無法顯示的現(xiàn)場曲線實(shí)時(shí)、歷史繪制功能，以便操作員能更清楚的了解到設(shè)備前期的運(yùn)行趨勢情況。本套裝置無紙記錄儀如果設(shè)置的記錄變量的間隔為1秒，最多可以連續(xù)記錄36個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)，如果將記錄間隔改為4分鐘，那么它可以記錄360天的數(shù)據(jù)。因?yàn)闊o紙記錄儀的三通道均為萬能輸入，所以當(dāng)需要改變默認(rèn)通道的輸入信號(hào)的規(guī)格時(shí)，就需要將無紙記錄儀的后蓋打開，通過跳線來與輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)起來，具體信號(hào)與跳線的對(duì)應(yīng)關(guān)系可參看使用說明書。4.2 智能調(diào)節(jié)儀的認(rèn)識(shí)和使用實(shí)驗(yàn)4.2.1 智能調(diào)節(jié)儀的功能及作用：智能調(diào)節(jié)儀不僅可以采集本套裝置中所有傳感器和變送器的輸出信號(hào)在儀表上進(jìn)行顯示，還可以進(jìn)行設(shè)定值控制、模糊PID算法閉環(huán)控制、輸出420mA線性電流信號(hào)控制執(zhí)行器動(dòng)作、與上位機(jī)建立RS485 通訊關(guān)系等等，即可作為現(xiàn)場獨(dú)立控制器，也可與上位機(jī)組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是工業(yè)現(xiàn)場最常見、和可靠的控制器之一。4.2.2 智能調(diào)節(jié)儀的參數(shù)和使用：詳見智能調(diào)節(jié)儀的使用說明書，本套裝置的AI-818智能調(diào)節(jié)儀與使用說明書上介紹的AI-808P儀表相同（儀表在上電時(shí)會(huì)顯示本塊儀表的型號(hào)）。4.2.3 智能調(diào)節(jié)儀的常用功能：4.2.3.1 數(shù)據(jù)的采集：在儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，需要知道本套裝置傳感器、變送器的輸出信號(hào)的規(guī)格：液位檢測： 電容式液位變送器：DC15V 擴(kuò)散硅液位變送器：DC15V 差壓式液位變送器：DC15V流量檢測： 電磁流量計(jì)：DC15V 渦輪流量計(jì)：DC15V壓力檢測： 電容式差壓變送器：DC15V 管道靜壓變送器：DC15V溫度檢測： 管道輸送介質(zhì)水溫PT100：PT100熱電阻 復(fù)合加熱水箱水溫PT100：PT100熱電阻 復(fù)合加熱水箱水溫Cu50：Cu50熱電阻綜上說述，所有傳感器及變送器的輸出信號(hào)分為三種：15VDC、PT100熱電阻、Cu50熱電阻信號(hào)。當(dāng)采集電容式液位變送器時(shí)，儀表需要設(shè)置參數(shù)為：輸入規(guī)格Sn=33，輸入下限顯示值DIL0cm，輸入上限顯示值DIH50cm，如果想提高顯示范圍，可將輸入下限設(shè)為0mm，輸入上限設(shè)為500mm。設(shè)置范圍為050cm是與裝置上傳感器的量程一一對(duì)應(yīng)的，電容式壓力變送器的量程為05KP，對(duì)應(yīng)液位高度就為050cm，其它電壓輸出的變送器