過程控制第四章執(zhí)行器

1、課后習題課后習題l什么是控制器的控制規(guī)律，控制器有哪些基本的控制規(guī)律？l雙位控制是怎樣的？有何優(yōu)缺點？l比例控制為什么會產(chǎn)生余差？l試寫出積分控制規(guī)律的數(shù)學表達式。為什么積分控制能消除余差？l什么是積分時間？試述積分時間對控制過程的影響l某比例積分控制器輸入、輸出范圍均為420mA，若將比例度設定為100、積分時間設為2min，穩(wěn)態(tài)時輸出調(diào)為5mA，某時刻，輸入階躍增加0.2mA，試問經(jīng)過5min后，輸出將由5mA變化到多少？l比例控制器的比例度對控制過程有什么影響？調(diào)整比例度時要注意什么問題？l理想微分控制的數(shù)學表達式是什么？為什么常用實際的微分控制規(guī)律？l試寫出比例、積分、微分（PID）三

2、作用控制規(guī)律的數(shù)學表達式l試分析比例、積分、微分控制規(guī)律各自的特點，積分和微分為何不能單獨使用？lPID調(diào)節(jié)器中，比例度P、積分時間TI、微分時間TD分別具有什么意義？在調(diào)節(jié)器動作過程中產(chǎn)生什么影響？若將TI取為、TD取為0，分別代表調(diào)節(jié)器處于什么狀態(tài)？l什么是調(diào)節(jié)器的正反作用？在電路中如何實現(xiàn)？l給出實用PID數(shù)字表達式，數(shù)字儀表中常用哪些改進型PID算法？第四章第四章執(zhí)行器及安全柵執(zhí)行器執(zhí)行器l自動調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)閥l電磁閥電磁閥l電壓調(diào)整裝置電壓調(diào)整裝置l電流控制器件電流控制器件l控制電機控制電機自動調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構閥體氣動（能在易燃易爆環(huán)境中工作）電動（能源取用方便，信

3、號傳遞迅速）液動（推力大）（直通單座閥、直通雙座閥、角閥、隔膜閥、蝶閥等）氣動單座閥氣動單座閥氣動執(zhí)行機構直行程角行程薄膜式活塞式（推力大，適合大口徑高壓降場合）（蝶閥、風門等）正作用：壓力增大，閥桿下移反作用：壓力增大，閥桿上移氣開式：有壓力，閥桿開啟氣關式：有壓力，閥桿關閉行程規(guī)格：10mm、16mm、25mm、40mm、60mm、100mm調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)l對于不可壓縮的流體，在通過調(diào)節(jié)閥時產(chǎn)生的壓力損失p與流體速度之間的關系為pApAQmKgKpacm21 .16232/,22vpAQv l流量系數(shù)：閥兩端的壓差為100Kpa，流體密度為1000Kg/m3的條件下，流經(jīng)

4、調(diào)節(jié)閥的流量。記為C。l額定流量系數(shù)：閥全開時的流量系數(shù)，記為C100（表示閥的流通能力，只與閥的口徑和結構有關） pCQ10pQAC1009. 5100100AACC 可壓縮流體流量系數(shù)的修正可壓縮流體流量系數(shù)的修正pCQ10p2p1p1恒定，p2增大，當閥兩端壓差超過pcr時，流量不再隨著壓差增大而增大，而是停在最大值Qmax處crpmaxQLF可壓縮流體阻塞流的判斷可壓縮流體阻塞流的判斷l(xiāng)以空氣為流體做實驗發(fā)現(xiàn)：給定閥門的壓差比（xp/p1）在產(chǎn)生阻塞流時總是固定的值xT（臨界壓差比）l一般流體產(chǎn)生阻塞流的條件：TkXFx 未產(chǎn)生阻塞流TkXFx 產(chǎn)生阻塞流Fkk/kair k： 可壓縮

5、流體的絕熱指數(shù) kair ：可壓縮流體的絕熱指數(shù)不可壓縮流體流量系數(shù)的修正不可壓縮流體流量系數(shù)的修正l當pvc小于入口溫度下流體介質(zhì)飽和蒸汽壓pv時，產(chǎn)生閃蒸。繼續(xù)降低 pvc即產(chǎn)生阻塞流，此時pvc pvcrp1p2p2p1pvc節(jié)流處縮流處l定義恢復系數(shù)（只與結構流路形式有關，可查）vFvcrpFpcvFppF28. 095. 0vcrcrvcrcrdefLppppppF121)(時產(chǎn)生阻塞流)()(12122vFLvcrLvcrLcrpFpFppFpFpcrpp氣體（蒸汽）流量系數(shù)的修正氣體（蒸汽）流量系數(shù)的修正l可壓縮流體，在調(diào)節(jié)閥內(nèi)其體積由于壓力降低而膨脹，密度減小，引入膨脹系數(shù)Y以

6、修正氣體密度的變化l溫度壓力變化引起氣體密度變化，引入壓縮系數(shù)Z進行修正TkXFxY31111RTpZ低雷諾系數(shù)修正低雷諾系數(shù)修正l流量系數(shù)都是在湍流的情況下測定的，非湍流情況需要進行修正。Re3500 湍流 CRep閥門定位器閥門定位器l如果只有彈簧彈力和薄膜壓力，則力平衡時閥芯的開度（線位移）與氣壓成正比。l為了克服摩擦，流體作用于閥芯的不平衡力等對閥門定位的影響，引入閥門定位器。電電/氣閥門定位器氣閥門定位器I電動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥伺服放大器電動機減速器閥位置發(fā)生器輸入信號010mA閥行程安全柵安全柵（防止危險電能從控制信號進入現(xiàn)場儀表的安全保護器）（防止危險電能從控制信號進入現(xiàn)場儀表的安

7、全保護器）l電阻式l中繼放大式l齊納式l光電式l變壓器式電源單元工業(yè)交流電調(diào)節(jié)器安全柵安全柵執(zhí)行器變送器級別最小引爆電流爆炸氣體混合物種類Ai120乙烷、丙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙醇、氨、一氧化碳B70i120乙烯、乙醚、丙稀腈Ci=70氫、乙炔、二硫化碳、水煤氣、焦爐煤氣齊納式安全柵齊納式安全柵l限流電阻（通過信號正常時，阻值為0；電流一旦超出安全范圍，阻值驟）l電路沒有進入保護狀態(tài)時，接地不起作用（避免信號通過大地短接或者形成干擾）RIiFuVi安全場所危險場所RVi安全場所危險場所隔離式安全柵隔離式安全柵l檢測端安全柵利用變壓器隔離器件，分別將輸入、輸出和電源電路進行隔離，以防止危險能量信號竄入現(xiàn)場（檢測端安全柵和執(zhí)行端安全柵）