执行器在过程控制系统中的作用 优质课件
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执行器的结构与工作原理PPT演示课件
喷油量精度。
如图2-2所示，它与轴针式电磁喷油 器的主要区别在于阀针的结构。球阀式的阀针是 由钢球、导杆和衔铁直接用激光束焊接成整体而 制成的，其质量减轻到普通针阀式阀针的一半， 而且是采用短的空心导杆实现的。为了保证燃油 密封，轴针式阀针必须有长的导向杆。球阀式阀 针明显优于轴针式阀针。
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图2-2 同等级的球阀式与轴针式阀针的比较
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三，怠速空气调整器
• 怠速空气调整器的作用：1，稳定发动机的 怠速转速，从而降低汽车怠速行驶时的燃 油消耗量；2，发动机在怠速行驶时，若负 荷增大，如接通空调等，则需要提高怠速 转速，以防止发动机熄火。它是通过控制 节气门旁通道的方式来实现怠速调整的。 根据其结构特点分为：双金属片式、石蜡 式、电磁式、旋转滑阀式和步进电机式。
4，喷油器喷油量范围
喷油器是利用脉冲信号通过控制开阀的持 续时间来控制喷油量。
在计算确定实际喷油量的过程中，一般将 最小喷油量喷油器驱动方式
各车型装用的喷油 器，按其线圈的电 阻值可分为高阻 （电阻为13～16Ω） 和低阻（电阻为2～ 3Ω）两种类型。
高阻喷油器常采用 电压驱动方式。
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二，电磁喷油器
•
电磁喷油器是发动机电控喷射系统的
一个很关键的执行器。它接受电脑输送的
喷油脉冲信号，精确的计量燃油喷射量。
其要求有：动态流量范围大，抗堵塞污染
能力强以及雾化性能好。
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（1）轴针式电磁喷油器
• 轴针式电磁喷油器主要由喷油器外壳、 喷油嘴、针阀、套在针阀上的衔铁以及根 据喷油脉冲信号产生电磁吸力的电磁线圈 组成。电磁线圈无电流时，喷油器内的针 阀被螺旋弹簧压在喷油器出口处的密封锥 形阀座上。电磁线圈通电时，产生磁场吸 动引铁上移衔铁带动针阀从其座面上上升 约0.1mm，燃油从精密环形间隙中流出。 喷油器用橡胶成型件作为支座。从而
执行器精华版PPT课件
其他领域
总结词
除了上述领域外，执行器还广泛应用于 其他领域，如航空航天、交通运输、能 源等。
VS
详细描述
在航空航天领域中，执行器用于控制航天 器的姿态和轨道；在交通运输领域中，执 行器用于控制交通工具的运行状态；在能 源领域中，执行器用于控制能源的输送和 分配。总之，执行器在各个领域中都发挥 着重要的作用，是实现自动化和智能化控 制的关键部件之一。
执行器的发展历程
初期阶段
智能化阶段
早期的执行器主要采用机械传动方式， 结构复杂，精度低，可靠性差。
现代的执行器已经逐渐向智能化方向 发展，具有自诊断、自调整、自适应 等功能，能够更好地适应工业生产中 的各种复杂环境和要求。
发展阶段
随着电子技术和计算机技术的不断发 展，执行器的控制精度和可靠性得到 了显著提高，电动、气动、液动等各 种类型的执行器相继出现。
机器人领域
总结词
在机器人领域中，执行器是实现机器人运动的关键部件之一，主要用于驱动机器人的关节和执行特定 任务。
详细描述
机器人的运动需要依靠执行器来实现，执行器能够接收来自控制系统的指令，驱动机器人的关节进行 动作，从而实现机器人的各种运动。同时，执行器还可以根据机器人的任务需求进行定制和优化，例 如在工业机器人中使用的伺服电机、在服务机器人中使用的舵机等。
输出力是指执行器输出的机 械力，它决定了执行器能够
驱动的负载大小。
执行器的性能参数包括输出 力、行程、速度、精度等。
02
01
03
行程是指执行器输出的机械 运动范围，它决定了执行器
的控制范围。
速度是指执行器输出的机械 运动速度，它决定了执行器
的响应速度。
04
05
第4讲执行器分析培训课件
其数学表达式
100
q Q Rl1
80
Q100
(qv/qymax)%
行程变化相同的百分数，流量 60
在原来基础上变化的相对百分 40
数是相等的，即具有等百分比
流量特性。
20
等百分比流量特性特点：
小开度时，控制缓和平稳； 大开度时，控制灵敏有效。
3.3
0
20
40
60
80
100
(l/L)%
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调节阀的选择主要包括：
阀体结构 公称直径 流量特性 开关型式
31
（四）调节机构的选择
1、阀体结构的选择
工艺介质的种类 流体介质的温度、压力等 流经阀的最大、最小流量等
32
（四）调节机构的选择
2、公称直径的选择
主要考虑工艺管道的直径，满足工艺生产要求。
3、流量特性的选择
目前均基于工程经验，不同的过程控制系统有相对 成熟的选择经验供参考。
流量。
C AF Qv
v
P
流量系数反映了阀的流通能力
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（二）流量特性
1、流量特性定义
指介质流过阀门的相对流量与相对开度之间的关系。
qfl
q —— 相对流量，即调节阀某一开度的流量与
全开流量之比；
l —— 相对开度，即调节阀某一开度的行程与
全行程之比。
20
2、理想流量特性
调节阀前后压差不变时，得到的理想流量特性， 它完全取决于阀芯的形状。
调节阀安装在生产现场，直接与介质接触。通常在 高温、高压、强腐蚀、易燃易爆、剧毒等场合下工 作。它是过程控制中除传感器外，另一种易出现故 障的设备。
3
4.1 调节阀
第六章--执行器PPT课件
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4、控制机构
1). 作用与分类
• 作用：直接作用于对象，并使对象的运 动（如流量）发生变化。
• 由于被控对象千差万别，控制机构的形 式也各不相同，如控制阀、调压变压器、 变速器、振动给料机等等。
• 化工系统中最常用的控制机构为各种形 式的控制阀（调节阀）。
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• 控制阀实质是一个局部阻力可以改变的 节流元件。由于阀芯在阀体内移动，改 变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改 变了阀的阻力系数，被控介质的流量也 就相应地改变，从而达到控制工艺参数 的目的。即：
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正作用：阀芯向下， 阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减少。 反作用： 阀芯向上，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积增大。
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• 按照不同的使用要求，调节阀（控制阀）主要有以下 几种: 1. 直通单座调节阀;
• 2. 直通双座调节阀; • 3. 角型调节阀; • 4. 高压调节阀; • 5. 隔膜调节阀; • 6. 蝶阀 • 插板阀、浆液阀
套筒阀
套筒阀：
1. 套筒阀的结构比较特殊，阀体与一般的直通
单座阀相似，但阀内有一个圆柱形套筒，又 称笼子，利用套筒导向，阀芯可在套筒中上 下移动。
2. 套筒上开有一定形状的窗口（节流孔），套
筒移动时，就改变了节流孔的面积，从而实 现流量调节。
3. 套筒阀分为单密封和双密封两种结构，前者
类似于直通单座阀，适用于单座阀的场合； 后者类似于直通双座阀，适用于双座阀的场 合。
PO
1
气
动
执
2
行
机
3
构
6
4
调 节 机 构
5
第四讲3-执行器
(4)调节阀的流量系数和口径计算
流量系数的定义 为了使各类调节阀在比较时有一个共同的 基础，引用流量系数定义。 我国规定的流量系数定义为： 在给定行程下，阀两端的压差为0.1 MPa、 流体密度为1000 kg／m3时每小时流经调节阀的 1000 kg m 流量数(m3／h)，以C表示。 当调节阀全开时的流量系数称为额定流量 系数，以C100表示。C100表征了调节阀容量大小， 是确定调节阀口径大小的主要依据，由阀门制 造厂提供给用户。 工程计算中都通过计算流量系数来确定调 节阀的公称通径。
(2)电—气阀门定位器 阀门定位器是气动执行器的 辅助装置，与气动执行机构配套使用，安装在调节阀 的支架上。它直接接受气动调节器的输出或电动调节 器的输出经过转换后的气压信号，产生与调节器输出 成比例的气压信号，去控制气动执行器。
(2)调节机构(调节阀)
碟阀 其结构如图4—60 所示，具有流阻小、流量系 数大、结构简单、成本低等 特点，适用于大口径、大流 量、低压差的场合，但泄漏 量大。 在转角小于700时流量特 性与等百分比特性相似。 碟阀有常温碟阀(—20～ 450℃)、高温碟阀(450～ 600℃和600～850℃)、低温 碟阀(—40～—200℃)和高压 碟阀(pN≤3200 kPa)四种。节阀的理想流量特性 在 调节阀前后压差一定情况下的 流量特性称为调节阀理想流量 特性。 直线流量特性 当调节阀的 相对流量与相对开度成直线关 系，即阀杆单位行程变化所引 起的流量变化为常数时，称阀 具有直线流量特性。 具有直线流量特性的调节 阀，单位行程变化所引起的流 量变化是相等的。如以原来阀 位在10％、50％、80％三点为 例来看，当行程变化10％时所 引起的流量变化近似相等(分别 是9.7％、9.6％、9.8％)，但引 起的流量变化的相对值不同。
第4章上执行器
过程控制系统与仪表 第4章
4. 调节阀口径的选择 为保证工艺的正常进行，必须合理选择调节阀的
尺寸。如果调节阀的口径选得太大，使阀门经常工作 在小开度位置，造成调节质量不好。如果口径选得太 小，阀门完全打开也不能满足最大流量的需要，就难 以保证生产的正常进行。
调节阀的口径决定了调 节阀的流通能力。
调节阀的流通能力用流 量系数C值表示。
流量变化较快，可起控制和切断的作用，常用 于双位式控制。
过程控制系统与仪表 第4章
（8）笼式阀 阀内有一个圆柱形套筒（笼子）。套筒壁上有 一个或几个不同形状的孔（窗口），利用套筒导向， 阀芯在套筒内上下移动，改变阀的节流孔面积。
可调比大，不平衡 力小，更换开孔不同的 套筒，就可得到不同的 流量特性。但不适于高 粘度或带有悬浮物的介 质流量控制。
1、固有（理想）流量特性
在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性 称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。
（1）直线特性 （2）等百分比特性 （3）快开特性 33 （4）抛物线特性
1 4 2
3
1 2
4
过程控制系统与仪表 第4章
（1）直线流量特性
控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即 单位位移变化所引起的流量变化是常数。用数学式 表示为：
过程控制系统与仪表 第4章
（6）蝶阀 又名翻板阀。 结构简单、重量轻、流阻极小，但泄漏量大。
适用于大口径、 大流量、低压差的场 合，也可以用于含少 量纤维或悬浮颗粒状 介质的控制。
过程控制系统与仪表 第4章
（7） 球阀
阀芯与阀体都呈球形体，阀芯内开孔。转动阀 芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就有不同的 流通面积。
L/Lmax
过程控制系统与仪表 第4章
执行器在过程控制系统中的作用
3、反馈环节（feedback）
生产过程的负荷变化或操作条件改变时，通过 检测元件和变送器的检测和变送，将过程的被控 变量送控制器，经控制规律运算后的输出送执行 器，改变过程中相应的流体流量，使被控变量与 设定值保持一致。可见，检测元件和变送器的作 用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大 脑，执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系 统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响， 主要取决于控制系统组成部件中最薄弱环节的影 响。
1、 控制器(controller)
将检测变送环节输出、的标准信号 与设定值信号进行比较，获得偏差信号， 按一定控制规律对偏差信号 (errorsignal)进行运算，运算输出送执 行器。控制器可用模拟仪表实现，也可 用微处理器组成的数字控制器实现，例 如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。
附件包括放大器、阀门定位器、位置发信器和速 度发信器等，可根据不同要求选用。
注：执行器有时不用附件，仅由执行机构和调节机构两部分组成， 如气动薄膜调节阀就不带阀门定位器。
• 分类
Ⅰ、执行器按工作能源不同分
可分为电动、气动、液动、电气复合和电液 复合式。
Ⅱ、按控制功能不同分
可分为位置控制式（如门开度控制）、速 度控制式（如泵的转速控制）和电功率控制式 （如电炉加热功率控制）。
⑥控制阀的适应性强。它被安装在各种不同的生产 过程，生产过程的低温、高温、高压、大流量、 微小流量等操作条件需要控制阀具有各种不同的 功能，控制阀应能够适应不同应用的要求。
⑦检测元件和变送器、控制器等发展快，投入的人 力和物力多。相对来看，通常认为 控制阀结构简单，因此，对控制阀投入研究和开 发的人力和物力相对不足。
图2 带阀门定位器的气动薄膜调 节阀 工作原理图
过程控制执行器课件
VS
详细描述
电磁阀由阀体、阀芯和电磁铁组成，通过 电磁铁的吸合来控制阀芯的位置，进而控 制流体流动的方向和流量。电磁阀通常用 于气动和液压系统中，是实现流体控制的 重要元件之一。
过程控制执行器的应用
工业自动化领域的应用
自动化流水线控制
过程控制执行器用于自动化流水 线的启动、停止、速度调节等控 制，提高生产效率。
随着工业4.0和智能制造的发展， 过程控制执行器将在自动化生产
线上发挥更大的作用。
环保领域
在环保工程中，过程控制执行器可 用于控制污水、废气处理过程中的 各项参数，提高环保效果。
能源领域
在能源生产和分配过程中，过程控 制执行器可用于实现高效、安全的 能源控制。
智能化与网络化的发展
物联网技术
通过物联网技术，将过程控制执行器与智能传感器、控制器等设 备连接起来，实现远程监控和控制。
能源领域的应用
风力发电控制
在风力发电系统中，过程控制执行器用于调 节风力发电机的功率输出，确保稳定供电。
火电厂协调控制
在火力发电厂中，过程控制执行器用于协调 锅炉、汽轮机等设备的运行，提高能源利用 效率。
其他领域的应用
环境监测与控制
在环境监测与控制领域，过程控制执行器用于调节温度、湿度、气体浓度等参数，确保环境质量达标。
云计算技术
利用云计算技术，将过程控制执行器的数据传输到云端进行存储和 分析，实现数据共享和远程决策支持。
无线通信技术
利用无线通信技术，实现过程控制执行器的无线连接和控制，提高 设备的灵活性和可维护性。
执行器的分类
根据能源形式分类
根据结构分类
电动执行器、气动执行器和液动执行 器。
直行程执行器、角行程执行器和多转 式执行器。
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执行器
在过程控制系统中的作用
执行器是做什么的？ 什么是过程控制系统？
一、执行器
• 概述
执行器是在工业生产过程自动控制系统中，以调 节仪表或其他控制装置的信号为输入信号，按一定调 节规律调节被控对象输入量的装置。它是一种工业自 动化仪表，如调节阀、挡板和电磁阀等均属此类。
• 组成
执行器通常由执行机构、调节机构和附件3部分组 成。
2、执行器(actuator)
处于控制环路的最终位置，因此也称 为最终元件(final element)。执行器用于 接收控制器的输出信号，并控制操纵变量 变化。在大多数工业生产过程控制的应用 中，执行器采用控制阀。近年来，随着变 频调速技术的应用，一些控制系统已采用 变频器和相应的电动机(泵)等设备组成执 行器。本页介绍控制阀的有关内容，不讨 论变频器和其他执行器。
1、 控制器(controller)
将检测变送环节输出、的标准信号 与设定值信号进行比较，获得偏差信号， 按一定控制规律对偏差信号 (errorsignal)进行运算，运算输出送执 行器。控制器可用模拟仪表实现，也可 用微处理器组成的数字控制器实现，例 如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。
3、反馈环节（feedback）
生产过程的负荷变化或操作条件改变时，通过 检测元件和变送器的检测和变送，将过程的被控 变量送控制器，经控制规律运算后的输出送执行 器，改变过程中相应的流体流量，使被控变量与 设定值保持一致。可见，检测元件和变送器的作 用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大 脑，执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系 统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响， 主要取决于控制系统组成部件中最薄弱环节的影 响。
Ⅲ、按输入信号不同分
可分为模拟量式和数字量式。
• 执行器-配图及 工作原理
图1是常见的气动 薄膜调节阀，来 自调节器的气压 信号进入膜室后 转换成推力，通 过推杆推动阀门， 调节被控对象中 的流量。
图1 气动薄膜调节阀结构图
图2是带阀门定位器 的气动薄膜调节阀工 作原理图。气压信号 p1进入波纹管后，经 杠杆使挡板与喷嘴靠 近，因此喷嘴背压p2 增大，并经气动功率 放大器放大后送入执 行机构的膜室推动阀 门。同时，执行机构 的位移通过凸轮和弹 簧在杠杆上产生反馈 力，此力与波纹管产 生的信号力相平衡， 因此执行机构输出位 移与输入信号成正比。
图2 带阀门定位器的气动薄膜调 节阀 工作原理图
图3为电动执 行器的原理框 图。来自调节 器的输入信号 与执行机构位 置反馈信号相 比较。当存在 偏差时放大器 就有电压输出 到电动执行机 构（图4）。
图4
二、过程控制系统
• 以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给 定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这 里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物 质和能量的相互作用和转换过程。表征过程的 主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、 浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过 程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。 一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式， 这是过程控制的主要方式。
附件包括放大器、阀门定位器、位置发信器和速 度发信器等，可根据不同要求选用。
注：执行器有时不用附件，仅由执行机构和调节机构两部分组成， 如、执行器按工作能源不同分
可分为电动、气动、液动、电气复合和电液 复合式。
Ⅱ、按控制功能不同分
可分为位置控制式（如阀门开度控制）、速 度控制式（如泵的转速控制）和电功率控制式 （如电炉加热功率控制）。
三、控制阀的重要性
控制阀(controlvalve)用于调节操纵变量的流量， 因此，以前亦称调节阀。从控制系统整体看，一个 控制系统控制得好不好，都要通过控制阀来实现。 由于下列原因，控制阀变得十分重要。
①控制阀是节流装置，属于动部件，与检测元件和变 送器、控制器比较，在控制过程中，控制阀需要不 断改变节流件的流通面积，使操纵变量变化，以适 应负荷变化或操作条件的改变。因此，对控制阀阀 组件的密封、耐压、腐蚀等提出更高要求。例如， 密封会使控制阀摩擦力增加，控制阀死区加大，造 成控制系统控制品质变差等。
• 各组成部分的作用、功能
1、 控制器(controller)
将检测变送环节输出、的标准信号与设定值 信号进行比较，获得偏差信号，按一定控制规律 对偏差信号(errorsignal)进行运算，运算输出送执 行器。控制器可用模拟仪表实现，也可用微处理 器组成的数字控制器实现，例如DCS和FCS中采 用的PID控制功能模块等。
②控制阀的活动部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、 “漏”的主要原因，它不仅造成资源或物料的浪费， 也污染环境，引发事故。
③控制阀的阀内件与过程介质直接接触，和检测元件 与过程介质接触的不同之处如下 a．控制阀阀组件的接触介质可能与检测元件的接触 介质不同，对控制阀的耐腐蚀性、强度、刚度、材 料等有更高要求。 b．检测元件可采用隔离液等方法与过程介 质隔离， 但控制阀通常与过程介质直接接触，很难采用隔离 的方法与过程介质隔离。
给定值 r
偏差
e
反 馈z 值
控制器
控制 信号 执行器
干扰 d
控制量 被控对象 被控对象
（过程）
y
测量元件 或传感器
过程控制系统方框图
• 简单的单回路控制系统
温度控制系统
压力控制系统
• 系统的基本组成
一个简单控制系统由检测元件和变送器、控
制器、执行器和被控对象组成。检测元件和变送 器(sensorandtransmitter)用于检测被控变量， 将检测信号转换为标准信号。例如，热电阻将温 度变化转换为电阻变化，温度变送器将电阻信号 转换为标准的气压或电流、电压信号等。
④控制阀的节流使能量在阀内件内部被消耗，因此，
降低能耗，降低控制阀的压力损失，和保证较好的 控制品质之间要合理选择和兼顾。
⑤控制阀对流体进行节流的同时也造成噪声。例如， 当阀出口压力低于液体的蒸汽压力时，造成闪蒸； 当阀下游压力高于液体蒸汽压力时，造成汽蚀。 控制阀造成的噪声和控制阀流路的设计、操作压 力、被控介质特性等有关，因此，降低噪声，降 低压力损失等对控制阀提出更高要求。
在过程控制系统中的作用
执行器是做什么的？ 什么是过程控制系统？
一、执行器
• 概述
执行器是在工业生产过程自动控制系统中，以调 节仪表或其他控制装置的信号为输入信号，按一定调 节规律调节被控对象输入量的装置。它是一种工业自 动化仪表，如调节阀、挡板和电磁阀等均属此类。
• 组成
执行器通常由执行机构、调节机构和附件3部分组 成。
2、执行器(actuator)
处于控制环路的最终位置，因此也称 为最终元件(final element)。执行器用于 接收控制器的输出信号，并控制操纵变量 变化。在大多数工业生产过程控制的应用 中，执行器采用控制阀。近年来，随着变 频调速技术的应用，一些控制系统已采用 变频器和相应的电动机(泵)等设备组成执 行器。本页介绍控制阀的有关内容，不讨 论变频器和其他执行器。
1、 控制器(controller)
将检测变送环节输出、的标准信号 与设定值信号进行比较，获得偏差信号， 按一定控制规律对偏差信号 (errorsignal)进行运算，运算输出送执 行器。控制器可用模拟仪表实现，也可 用微处理器组成的数字控制器实现，例 如DCS和FCS中采用的PID控制功能模块等。
3、反馈环节（feedback）
生产过程的负荷变化或操作条件改变时，通过 检测元件和变送器的检测和变送，将过程的被控 变量送控制器，经控制规律运算后的输出送执行 器，改变过程中相应的流体流量，使被控变量与 设定值保持一致。可见，检测元件和变送器的作 用类似于人的眼睛，控制器的作用类似于人的大 脑，执行器的作用类似于人的手脚。一个控制系 统的质量受到组成控制系统各组成部件的影响， 主要取决于控制系统组成部件中最薄弱环节的影 响。
Ⅲ、按输入信号不同分
可分为模拟量式和数字量式。
• 执行器-配图及 工作原理
图1是常见的气动 薄膜调节阀，来 自调节器的气压 信号进入膜室后 转换成推力，通 过推杆推动阀门， 调节被控对象中 的流量。
图1 气动薄膜调节阀结构图
图2是带阀门定位器 的气动薄膜调节阀工 作原理图。气压信号 p1进入波纹管后，经 杠杆使挡板与喷嘴靠 近，因此喷嘴背压p2 增大，并经气动功率 放大器放大后送入执 行机构的膜室推动阀 门。同时，执行机构 的位移通过凸轮和弹 簧在杠杆上产生反馈 力，此力与波纹管产 生的信号力相平衡， 因此执行机构输出位 移与输入信号成正比。
图2 带阀门定位器的气动薄膜调 节阀 工作原理图
图3为电动执 行器的原理框 图。来自调节 器的输入信号 与执行机构位 置反馈信号相 比较。当存在 偏差时放大器 就有电压输出 到电动执行机 构（图4）。
图4
二、过程控制系统
• 以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给 定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这 里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物 质和能量的相互作用和转换过程。表征过程的 主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、 浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过 程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。 一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式， 这是过程控制的主要方式。
附件包括放大器、阀门定位器、位置发信器和速 度发信器等，可根据不同要求选用。
注：执行器有时不用附件，仅由执行机构和调节机构两部分组成， 如、执行器按工作能源不同分
可分为电动、气动、液动、电气复合和电液 复合式。
Ⅱ、按控制功能不同分
可分为位置控制式（如阀门开度控制）、速 度控制式（如泵的转速控制）和电功率控制式 （如电炉加热功率控制）。
三、控制阀的重要性
控制阀(controlvalve)用于调节操纵变量的流量， 因此，以前亦称调节阀。从控制系统整体看，一个 控制系统控制得好不好，都要通过控制阀来实现。 由于下列原因，控制阀变得十分重要。
①控制阀是节流装置，属于动部件，与检测元件和变 送器、控制器比较，在控制过程中，控制阀需要不 断改变节流件的流通面积，使操纵变量变化，以适 应负荷变化或操作条件的改变。因此，对控制阀阀 组件的密封、耐压、腐蚀等提出更高要求。例如， 密封会使控制阀摩擦力增加，控制阀死区加大，造 成控制系统控制品质变差等。
• 各组成部分的作用、功能
1、 控制器(controller)
将检测变送环节输出、的标准信号与设定值 信号进行比较，获得偏差信号，按一定控制规律 对偏差信号(errorsignal)进行运算，运算输出送执 行器。控制器可用模拟仪表实现，也可用微处理 器组成的数字控制器实现，例如DCS和FCS中采 用的PID控制功能模块等。
②控制阀的活动部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、 “漏”的主要原因，它不仅造成资源或物料的浪费， 也污染环境，引发事故。
③控制阀的阀内件与过程介质直接接触，和检测元件 与过程介质接触的不同之处如下 a．控制阀阀组件的接触介质可能与检测元件的接触 介质不同，对控制阀的耐腐蚀性、强度、刚度、材 料等有更高要求。 b．检测元件可采用隔离液等方法与过程介 质隔离， 但控制阀通常与过程介质直接接触，很难采用隔离 的方法与过程介质隔离。
给定值 r
偏差
e
反 馈z 值
控制器
控制 信号 执行器
干扰 d
控制量 被控对象 被控对象
（过程）
y
测量元件 或传感器
过程控制系统方框图
• 简单的单回路控制系统
温度控制系统
压力控制系统
• 系统的基本组成
一个简单控制系统由检测元件和变送器、控
制器、执行器和被控对象组成。检测元件和变送 器(sensorandtransmitter)用于检测被控变量， 将检测信号转换为标准信号。例如，热电阻将温 度变化转换为电阻变化，温度变送器将电阻信号 转换为标准的气压或电流、电压信号等。
④控制阀的节流使能量在阀内件内部被消耗，因此，
降低能耗，降低控制阀的压力损失，和保证较好的 控制品质之间要合理选择和兼顾。
⑤控制阀对流体进行节流的同时也造成噪声。例如， 当阀出口压力低于液体的蒸汽压力时，造成闪蒸； 当阀下游压力高于液体蒸汽压力时，造成汽蚀。 控制阀造成的噪声和控制阀流路的设计、操作压 力、被控介质特性等有关，因此，降低噪声，降 低压力损失等对控制阀提出更高要求。