仪表控制调节系统及联锁系统

节工作方式，给定信号与反馈信号作比较，
3、自力式调节阀

自力式调节阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度 作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪 表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的反馈信号（压 力、压差、温度）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣 改变阀门的开度，达到调节压力、流量、温度的目的。 这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。 直接作用式又称为弹簧负载式，其结构内有弹性元 如：件弹簧、波纹管、波纹管式的温包等，利用弹性力 与反馈信号平衡的原理。
五、调节阀按动力分为气动阀、电动阀、自 力式调节阀，其工作原理分别是：
1、气动调节阀

由执行机构和阀体组件两部分组成。下图是气动薄膜调
节阀的结构原理图。执行机构按照控制信号的大小大小产 生相应的输出力，带动阀杆移动。阀直接与介质接触，通 过改变阀芯与阀座间的节流面积调节流体介质的流量。有 时为改善调节阀的性能，在其执行机构上装有阀门定位器。
的双闭环控制系统；
(2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的 控制质量} (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控 制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；
(4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。
3、比值控制系统
工业生产上为保持两种或两种以上物料比值 为一定的控制叫比值控制。常见的比值控制系统 有单闭环比值、双闭环比值和串级比值三种。 单闭环比值控制系统特点：物料流量的比值较为 精确，但当主流量出现大的扰动或负荷频繁波动 时，副流量在调节过程中相对于控制器的给定值 会出现比较大的偏差，不适用于需严格要求动态 比值的化学反应。
阀门定位器与调节阀配套使用，组成闭环系统，利用反馈
原理提高阀的灵敏度，并实现阀的准确定位。
2、电动调节阀 电动调节阀的工作原理：现在应用于 自动调节的电动阀门其原理都是偏差式调 当有偏差信号时再判断是正或是负偏差， 决定电机的正向旋转或是反向旋转，直到 给定信号与反馈信号几乎一致时，才停止 对电机的驱动。
尽管调节阀得到广泛的使用，调节系统中的其它单元大概 都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中，调节阀经受 的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严 重，然而，当它控制工艺流体的流动时，它必须令人满意地运 行及最少的维修量。
自动调节阀在管道中起可变阻力的作用。它改变工艺流体 的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变 阀门阻力或“摩擦”所引起的。这一压力降低过程通常称为 “节流”。对于气体，它接近于等温绝热状态，偏差取决于气 体的非理想程度〔焦耳一汤姆逊效应〕。在液体的情况下，压 力则为紊流或粘滞摩擦所消耗，这两种情况都把压力转化为热 能，导致温度略为升高。
要紧急排放的物料中使用,作用是避免设备内由于通道被
阻, 压力瞬间上升,导致事故发生.同时还要看工艺的相关 要求!
确定调节阀开关方式的原则是：

当信号压力中断时，应保证工艺设备和生产的安全。
如果阀门在信号中断后处于打开位置，流体不中断最 安全，则选用气关阀；如果阀门在信号压力中断后处 于关闭位置，流体不通过最安全，则选用气开阀。如 加热炉的燃料气或燃料油管路上的调节阀，应选用气
开阀，当信号中断后，阀自动关闭，燃料被切断，以
免炉温过高而发生事故；锅炉进水管路上的调节阀， 应选用气关阀，当信号中断后，阀自动打开，仍然向 锅炉内送水，可以避免锅炉烧干。
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双闭环比值控制系统特点：能克服单闭环的缺点， 提降负荷比较方便。串级比值控制系统特点：比 值可变化，精度高，应用范围广。
4、三冲量
什么是三冲量控制系统?为什么要引入三个冲量?
三冲量控制系统主要是指锅炉汽包液位控制系统中，分别 引入汽包液位、蒸汽流量和给水流量三个信号，经过一定的运
算后，共同控制一只控制阀(给水阀)。液位信号是该系统的被

2、串级控制系统
串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。
它是由主、副两个调节器串接工作的。主调节器 的输出作为副调节器的给定值，副调节器的输出 去操纵调节阀，以实现对主变量的定值控制。适 用于时间常数及纯滞后较大的被控对象，如加热
炉的温度控制等。
串级控制系统的主要特点为：
(1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成
三、阀门定位器的作用， 出现故障对阀门的影响
阀门定位器的作用主要有：
⑴改善调节阀的静态特性，提高阀门位置的线性度。 ⑵改善调节阀的动态特性，减少调节信号的传递滞 后。 ⑶改变调节阀的流量特性。 ⑷改变调节阀对信号压力的响应范围，实现分程控 制。 ⑸使阀门动作反向。
定位器可能产生的常见故障的起因分析如下
四、何为‘气开阀’‘气开阀’

当压力信号输入时，调节阀打开，无压力信号时调节阀 关闭，称为“气开阀”，用“FC”表示。 当压力信号输入时，调节阀关闭，无压力信号时调节 阀打开，称为‘气关阀’，用“FO”表示。

气开阀 主要用于一般物料输送流量或压力调节；
气闭阀 主要用于密封装置的气体输送,尤其在短电情况需
间接作用式调节阀，增加了一个指挥器（先导阀） 它起到对反馈信号的放大作用然后通过执行机构，驱动 主阀阀瓣运动达到改变阀开度的目的。


自力式压力调节阀
工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的 节流后，变为阀后压力P2。P2经过控制管线 输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产 生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定 了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。当 阀后压力P2增加时，P2作用在顶盘上的作用 力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹 簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直 到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为 止。这时，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻 变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压 力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是 自力式（阀后）压力调节阀的工作原理
控制回路 包括三个主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是 一个变送器。它是一个能够用来测量被调工艺参数的装 置，这类参数如压力、液位或温度。变送器的输出被送 到调节仪表——调节器，它确定并测量给定值或期望值 与工艺参数的实际值之间的偏差，一个接一个地把校正 信号送出给最终控制元件——调节阀。阀门改变了流体 的流量，使工艺参数达到了期望值。
二、自动调节阀的结构组成，如何实现自动调节？
自动调节阀在现代化工厂的自动控制中，调节 阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流 动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无 论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加 料，都需要某些最终控制元件去完成。最终控制元 件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低 能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间， 最终控制元件完成了必要的功率放大作用。
控变量，是反映锅炉汽包工作状态的主要工艺指标，也是为了 保证锅炉安全工作的必要指标。引入蒸汽流量信号的目的是为
了及时克服蒸汽流量波动对汽包液位的影响，并有效地克服由
于“假液位”现象而引起的控制系统的误动作。引入给水流量 信号的目的是为了将给水流量作为副变量，利用串级控制系统 中副回路克服干扰的快速性来及时克服给水压力变化对汽包液 位的影响。
故障现象
阀门定位器有信号输
故障原因
解决办法
①放大器恒节流孔堵塞 ①检查清洗恒节流孔； 入，但无输出压力信 ②喷嘴及背压管脏物阻塞，背 ②检查喷嘴及背压管路，吹 号 压最大 净
无信号，有输出
①放大器球阀卡死； ②喷嘴与挡板关不严
①检查、清洗放大器； ②调整喷嘴位置
输出压力缓慢或不正 ①转动部分卡死，造成无反馈 ①消除卡死原因，并加表油 常 力； 润滑； ②放大器球阀受脏物影响关不 ②检查、清洗放大器； 严； ③检查气路密封性，消除漏 ③输出或输入管道漏气； 气； ④调节阀膜头漏气 ④检查膜室，更换膜片
仪表基础知识培训
目
录
1 单回路、串级控制、比例控制、三冲量原理 2
自动调节阀的结构，如何实现自动调节 阀门定位器的作用及故障时对阀门影响
3
4 气动阀、电动阀、自力式调节阀工作原理
一、常见控制回路
1、简单控制系统
又称单回路反馈控制系统，是由一个被控对象、一 测量变送器、一调节器和一调节阀所组成的单回路闭合 控制系统。 适用于被控对象纯滞后小、时间常数小、负荷和 干扰变化比较平缓或者对被控变量要求不高的场合。 特点：结构简单、投资少、易于整定和投运；可满足一 般生产过程的工艺要求；占控制回路的85%以上，应用 广泛。
在气动调节系统中，调节器输出的气动信号可以பைடு நூலகம் 接驱动弹簧一薄膜式执行机构或者活塞式执行机构，使 阀门动作。在这种情况下，确定阀位所需的能量是由压 缩空气提供的，压缩空气应当在室外的设备中加以干燥， 以防止冻结，并应净化和过滤。
自动调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的 最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板〔一种蝶 阀的变型〕、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于 阀门的电动机定位装置。