阀位控制系统的设计
控制阀设计选型与应用
控制 阀常见 的故障及 消除 ， 还介绍 了阀门定位器 、 阀门传送器 、 空气过滤减压器等控制阀附件的相关 知识 。 在编写过程 中注重标 准的应用 ，贯彻 Ｇ Ｂ ， ｒ ｒ １ ７ ２ １ ３ ． １ 一 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ７ ２ １ ３ ． １ ６ 、Ｇ Ｂ ， ｒ ｒ ４ ２ １ ３ －２ ０ ０ ８ 、Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ５ ３ ４ 一 Ｉ ＭＥ Ｃ ６ ０ ５ ３ ４ — ８ 、Ｂ Ｓ Ｅ Ｎ ６ ０ ５ ３ ４ 一 ｌ ～ Ｂ Ｓ Ｅ Ｎ ６ ０ ５ ３ ４ — ８ 、Ａ Ｓ Ｍ Ｅ Ｂ １ ６ ． ３ ４ 、Ａ Ｐ Ｉ ６ Ｄ 、Ａ Ｐ Ｉ ６ ０ ０等标 准。
非常多 。凶此 ，如何正确地 选用控 制阀 ，是实现控制 阀的调节 性能 、密封性能 、动作性能和流通能力 的
关键所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。
对大多数控制 阀来 说 ，控制 阀的性 能是首要 问题 ，南于密封性 能差或密封寿命 低而造成流体的外漏 或 内漏 ，有毒 有害流体 、腐 蚀性流体 、放射 性流体 和易燃易爆流体 的泄漏会产 生环境污染 和经 济损失 ， 甚 至造成人身伤亡 。对 于高 、中压气体的控制阀 ，阀门的安全 可靠 是非常重要的 ，因此 ，必须十分重视
．
５ ９．
书名 ｉ工业过 程控 制阀设 计选型与应 用技 术 作者 ：陆培 文 主编
书号 ：Ｉ Ｓ Ｂ Ｎ ９ ７ ８ — ７ — ５ ０ ６ ６ — ８ １ ８ ７ — ２
控制 阀安装在各种管路和装置 系统 中 ， 用 于控制 流体 的压力 、流量 和流向。南于流体 的压 力、流量 、 温度和物理化学性质 的不同 ，对流体系统 的控制要求 和使用要 求也不同 ，所 以控制阀 的种类和品种规格
船用阀门网络控制系统设计
器
业 ， 期从事计算 饥测量 与控制 专业 技术 ＿ 长 ｒ 作。
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邵 昱 等 ： 用 阀 门 网络 控 制 系统 设 计 船
图 ２ 甲板 式 阀 ＩＮ 控 系统 结 构 框 图 ＇ １
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Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｆｓ ｉｔｍｒ ａｖ ｅ ｔ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｒ ｉ ｕ ｓｄ．Ｔｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ｅｓｒ ｃｕ ｅａ ｄ ｆａ ｕ ｅ ｈ ｐｘ ｄ ｖ ｌｅ ｒ ｍｏ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｅ ａｅ ｄｓ ｓ ｅ ｏ ｓ ｃ ｅａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｅｓ ｓｅ ｃ ｏ ｔ ｉ ｉｕｄ ｃ ｒ ｏ ｈ ｎ ｌ ｇ ａｌｓｉ ｇ ａ ｋ ｃｅ ｎ ｉｇ，ａ ｄ ｂ ｌｅｏ ｌ ｎ ｔ ｒｄ ａｎ ｇ ｓｄ ｓ ｒ ｅ ｎ ｌ ｉ ａ ｇ ａ ｄ ｉ ．ｂ ｌ ｔ ，ｔｎ ｌ ｓｎ ｑ ｎ ａ ｎ ａ ｎ ｉ ｉ ａ ｄ ｗａ ｅ ｒ ｉ ａ ｅ ｉ ｅ ｃ ｉ ｄ．Ａ ￣ ｌｔ ｎ ｏ ａｖ ｅ ｇ ｂ ｕ ｉ ｆｖ ｌｅｒ — ｏ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ｓ ｇ ｔ － ｙ ｒｎ ｔ ｒ ｔ ｈ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｔｏ ｓ ｓ ｅ ｕ ｉ ｗｏ ｌ ｅ ｅ ｗｏ ｋ ｗｉｈ Ｅｔ ｅｎ ｔ ｄ ＣＡＮ— ｕ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ａ ａ Ｂ ｓｉ ｒ ｐ ｓｄ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｍａ ｉ ｅｖ ｌｅ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ ｙ ｔｍ ； ｙｗ ｒｓ ｒ ａｖ ；ｒ ｍｏ ｅｃ ｎ ｒ ｓ ｅ ＣＡＮ ｕ ；ｎ ｔ ｒ ｎ ｏ ｓ ｂ ｓ ｅｗｏ ｋ
阀柜通 过长距 离 的 液压 管 路 相 连 ， 类 系统 多采 用 此
《GBT4213-2024_气动调节阀》
循环利用
采用可回收材料制造 ,并实现部件重复利 用,推动资源循环利 用。
气动调节阀的智能化技术
气动调节阀的智能化是行业发展的重要趋势之一。先进的传感器和智能控 制算法被广泛应用,使阀门具备远程监测、故障诊断、自适应调节等智能功 能。 基于物联网和人工智能的技术集成,气动调节阀可与上位系统实现无缝连接, 实时采集和分析运行数据,优化控制策略,提升整体系统的可靠性和能源利用 效率。
气动调节阀的安装要求
位置选择
应选择便于操作和 维护的位置,避免安 装在潮湿、高温、 振动大等恶劣环境 。同时要考虑管线 布置,保证进出管线 畅通。
安装方向
一般应垂直安装,当 阀体和执行机构分 离时,执行机构可水 平安装。阀体的进 出口方向要与管线 流向一致。
支撑固定
要用支架可靠地固 定气动调节阀,防止 管线荷载对阀门产 生损坏。同时还需 保证阀体和管线间 隙合适,避免产生应 力。
气动调节阀的质量管理
严格品质控制
1
全流程质量监督，确保产品一致性
可靠性测试 2
严格执行各项性能试验，提高使用寿命
标准化管理 3
对标行业规范，规范生产和操作流程
气动调节阀作为重要的工业自动化设备，其质量管理是确保产品稳定可靠运行的关键。制造商需要 从原材料选用、生产工艺、装配检验等环节实行全面的质量管控体系，建立健全的标准化管理制度 。同时还要针对关键性能指标开展可靠性测试,确保阀门在复杂工况下也能发挥预期功能。
气动调节阀的安全操作
1. 严格遵守操作说明,切勿违规使用气动调节阀。 2. 定期检查阀门密封、接口等部件,确保无泄漏隐患。 3. 执行标准的安全接地和防静电措施,避免静电放电事故。 4. 在易燃易爆环境中使用时，确保阀门具有防爆认证。 5. 配备必要的个人防护用品,如手套、防护眼镜等。 6. 严格执行维护保养计划，及时更换易损件。 7. 遵守当地法规要求,定期接受第三方检测和认证。
9.分程控制-过程控制(自动化)解析
本讲主要内容
分程控制的特点与适用场合； 分程区间的确定方法； 阀位控制的概念与设计方法。
例1：间歇聚合反应器的控制问题
T
Y
冷水
“A”
蒸汽
“B”
控制要求：反应开始前，需要用蒸汽加热以达到反应所需 的温度；当反应开始后，因放出大量反应热，需要用冷水 进行冷却。要求全过程自动控制反应器的温度，怎么实现？
氮封的技术要求
实行氮封的技术要求是：要始终保持储罐内的 氮气压微量正压。储罐内储存物料量增减时， 将引起罐顶压力的升降，应及时进行控制，否 则将使储罐变形，更有甚者，会将储罐吸扁。 因此，当储罐内液面上升时，应停止继续补充 氮气，并将压缩的氮气适量排出。反之，当液 面下降时应停止放出氮气。只有这样才能达到 既隔绝空气，又保证容器不变形的目的。
多回路PID控制系统小结
用于改善控制系统性能的多回路PID系统 （1）串级控制系统； （2）前馈控制系统； （3）变增益/变比值控制系统。
用于满足工艺特定需要的多回路PID系统 （1）均匀控制系统； （2）比值控制系统； （3）分程控制系统； （4）阀位控制系统； （5）选择性控制系统。
练习
题1 下图为化学反应器的过程控制系统：1）说明图中的控制策略属于哪类控制系统？2） 最主要的被控变量是什么？最主要的操纵变量是什么？3）图中哪个控制器要整定的最慢， 哪个控制器要整定的最快？为什么？4）阀门V1是气开还是气关？为什么？V2是气开还是 气关？为什么？5）指出各图中控制器的正反作用，并给出选取的理由；6）给出图中控制 规律的选取。
0.10
调节阀气动信号（MPa）
避免两调节阀频繁开 闭的方法： （1）控制阀引入不 灵敏区。 （2）同时，控制器 引入调节死区（为什 么？）
加热炉
一、被控对象工艺流程描述1.1 被控对象工艺流程所选被控对象为过程工业领域常见的加热炉单元，通过加热炉对流传热与辐射传热将一定流量的物料A 加热至工艺要求的温度。
待加热物料A 经由上料泵P1101 泵出，分两路，其中一路进入换热器E1101 与热物料换热后，与另外一路混合，进入加热炉F1101 的对流段。
进入换热器E1101 的待加热物料A 走管程，一方面对最终产品（热物料A）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对待加热物料A 起到一定的预热作用。
加热炉对流段由多段盘管组成，炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的物料A 换热，回收烟气中的余热并使物料A 进一步预热。
对流段流出的物料A 全部进入F1101 辐射段炉管，接受燃烧器火焰的辐射热量，达到所要求的高温后出加热炉，进入换热器E1101 壳程，进行温度的微调并为冷物料预热，最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元。
1.2 工艺过程简介待加热物料A 流量为F1101，温度为常温20℃，经由上料泵P1101 泵出。
流量管线上设有调节阀V1101，调节阀有前、后阀XV1101 和XV1102，以及旁路阀HV1101。
待加热物料A 被分为两路，一路进入换热器E1101 预热，预热后与另外一路混合进入加热炉。
两路物料A 管道上分别设有调节阀V1102 和V1103。
正常工况时，大部分待加热物料A 直接流向加热炉对流段，少部分待加热物料A 流向换热器，其流量为F1102。
燃料经由燃料泵P1102 泵入加热炉F1101 的燃烧器，燃料流量为F1103，燃料压力为P1101，燃料流量管线设调节阀V1104。
空气经由变频风机K1101 送入燃烧器，空气量为F1104。
燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使辐射段炉管内的物料A 迅速升温。
燃烧产生的烟气带有大量余热，在对流段进行余热回收。
对流段烟气出口处的烟气温度为T1105。
烟气含氧量A1101 设有在线分析检测仪表。
浅谈自动控制阀门的设计及控制原理
浅谈自动控制阀门的设计及控制原理摘要在新的市场经济条件下，随着工业化的不断发展，阀门作为一种重要的机械运动装置，在控制流体的流量、方向和压力方面起着重要的作用。
近年来，传统企业在机械生产中实施了更加灵活、方便和基于阀门的投资装置，这是行业实现可持续发展目标的一项重要改革。
在这方面，本文以自动控制阀的基本内容为基础，深入研究自动控制阀的设计和控制原理，为今后阀门的使用和生产提供系统的科学依据。
关键词自动控制阀门；设计及控制；原理引言自动控制阀可控制流体介质的进出口，满足管道输送和机械生产的要求。
自动阀控可自动调节，应用操作灵活，简单方便。
因此，加强对纯机械式自动控制阀的研究具有重要意义。
一、自动控制阀门的设计及控制简述（1）自动控制阀基本概述所谓的“自动控制阀”实际上是一种自动控制阀门，脱离手动控制的装置。
和传统的手动控制相比，自动控制阀的自动化控制在一定程度上降低了能耗。
人力资源对于提高控制的准确性和准确性也具有重要意义。
通过对大量研究数据的分析，可以看出，在工业化不断发展的新工业时代背景下，自动控制阀具有以下功能特点。
首先，可以有效地降低企业的运营成本。
手动调节阀的投资成本和使用相对较低，但需要大量人力进行控制，且控制过程中运行系数较难，增加了企业的运行成本。
另一方面，自控阀不仅操作简单灵活，而且在使用过程中不需要太多人力，使用周期长，不易损坏，大大降低了公司的运营成本，提高了企业的经济效益。
其次，符合当前正常运营的业务需求。
在贸易和新兴产业及地区贸易日益频繁发展的背景下，企业生产需求的增加不仅会促进产业的发展，还会使产业面临巨大的生产压力。
使用自动化控制的阀门不仅可以改善生产和运行状况，而且可以极大地满足正常的业务需求。
此外，对于中小型企业而言，自动机械阀门因其生产成本低而得到广泛应用。
在自动控制阀应用过程中，阀门应用的主要目的是控制水量，特别是其工作原理是当所需水量达到预定值时，水进入阀门冻结膨胀，按下活塞关闭水管。
智能阀门电动执行器设计与测试
智能阀门电动执行器设计与测试摘要：智能阀门在工业上的控制应用已经逐渐取代了机械式阀门控制系统，由于在工业生产中的应用对阀门控制系统有着迫切的要求，对智能阀门控制精度、控制速度和控制灵活度都有极高的标准。
近年来，国内智能阀门的控制方法使用机械式阀门定位控制较多，然而国外对智能阀门定位控制的研究，故障发生的频率较高，使智能阀门在实际因公众较少使用。
关键词：智能阀门;电动执行器设计;测试引言阀门广泛应用于电力、水利、化工等行业并发挥着关键作用。
其执行机构用于阀门控制，是提高阀门控制精度、安全系数以及响应速度的关键所在。
针对国内阀门普遍存在的控制精度低、稳定性及安全性差、智能化水平不高的缺陷，国内外科研机构对阀门电动执行器展开了一系列的研究，在机电一体化、先进控制策略、智能通信等方面取得了突出成果。
1基于信息技术的阀门智能控制系统的设计阀门智能控制系统的硬件设计包括CAN通信接口、单元控制器和阀门智能控制器节点３大部分。
采用微控制器技术，实现了阀门的数字控制和智能控制；利用CAN总线技术，构建两级总线阀门智能控制系统，实现阀门的集中控制和远程控制。
本系统采用的是CAN控制器和CAN收发器结合的通信接口，实现单元控制器和智能控制器节点之间的通信。
该控制器使用的是SJA1000型号；CAN收发器使用的是PCA82C250型号，能够快速接受和发送信号；微处理器采用的是AT89C52单片机。
该模块中利用了光电隔离电路，有效地避免了总线的干扰引入系统。
单元控制器模块利用两个COU架构，一级CPU含有两个CAN接口，与通信系统相连接，分别与一级总线、二级总线相连接，两个总线上的传播速率能够不一样，在实际应用中根据总线中节点的分布距离进而选取合适的传送速率，进行CPU显示驱动和人机接口。
在阀门智能控制器节点的模块中，通过使用单片机来控制单项异步电动机的正反转，实现阀门的智能开关响应，在阀门处接入一个开度反馈，实现对阀门的开度准确控制，单片机也是经过CAN通信接口与总线进行通信。
《阀门控制系统》课件
03
阀门控制系统的设计与实现
控制系统的硬件设计
01 硬件架构
介绍阀门控制系统的整体硬件架构，包括传感器 、执行器、控制器等关键组件。
02 传感器选择
根据阀门控制需求，选择合适的传感器类型和规 格，如流量计、压力传感器等。
03 执行器配置
根据阀门类型和控制需求，配置合适的执行器， 如电动阀、气动阀等。
建筑给排水中的阀门控制系统
总结词
保障供水安全及节能减排
详细描述
在建筑给排水系统中，阀门控制系统用于调节水流量、控制水压和水位，保障 供水安全。同时，通过智能控制阀门的开度，实现节能减排，降低能源消耗。
流体输送中的阀门控制系统
总结词ห้องสมุดไป่ตู้
确保流体输送安全可靠
详细描述
在石油、天然气等流体输送过程中，阀门控制系统对于保障输送安全可靠具有重 要意义。通过对阀门进行实时监控和控制，防止流体泄漏和意外事故的发生。
控制器根据接收到的信号 和设定值进行比较和计算 ，输出控制信号给执行器 。
执行器根据接收到的控制 信号对被控对象进行调节 和控制。
控制系统的信号传输与处理
控制系统的信号传输通常采用模拟信号或数字信号，模拟信号具有连续变 化的特性，数字信号则是一系列离散的二进制数。
在信号传输过程中，需要进行信号的调制解调、放大滤波等处理，以保证 信号的稳定性和可靠性。
气动控制
随着气动技术的发展，气动阀门控制 系统逐渐取代了手动控制，通过压缩 空气来驱动阀门动作。
智能控制
现代的阀门控制系统趋向于智能化， 通过微处理器和传感器实现自动控制 和远程监控，提高了系统的可靠性和 安全性。
02
阀门控制系统的工作原理
阀门的工作原理
智能阀门定位器控制系统设计
武 自才 郭万军
（ 吴忠仪表股份有限公司，吴忠市 ７１０ ） ５１０
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智能阀门定位器控制系统设计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｏ ｎ ｅ ｌｇ ｎ ｅ ｔ ｏ Ｐｎｅ ｓｇ ｆＣｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆＩ ｔ ｌ ｅ ｔＥｌ ｃ ｒ － ｉ ｕｍ ａ ｉ ｌ ｅＰｏ ｉｉ ｎ ｒ ｔｃＶａ ｖ ｓｔｏ ｅ
质安全等要 求大 多采 用进 口。该器件原理为将 电信号 转化为气信号结 合气动执行机构最终来控制阀门 。此
图 １ 控 制系统工作原理 图
１２ 控制系统组织结构 ． 如图 ２ 所示 ，电气阀门定位 器的控制 电路主要 由 中央 控制单元 、 控制信号检 测单元 、 位置检测单元 、 显 示与键盘单元 、故障检测单元 、压电阀控制 电路 、电
引言
气动系统因其结构简单、 价格低廉、以空气为介 质 ，不污染环境等特点 ，使气动调节 阀成为工业过程
控制 中的一种重要 的执行部件 ，但 由于空 气介 质的压
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缩性大 、精度小 ，获得高精度的位置控制是 当前 气动 技术 的一大难 点。 阀门定位器是 气动调节阀的核心控制附件 。它的 智能化 可以显著改善 阀门的特性 ，提高控制精 度 、速 度和 灵活性 。 目前该产品 因其低功耗 、总线供 电 、本
作者简 介 ：武 自才 （９２ ） １７一 ，宁夏回族 自治 区吴忠市人 ，工程 师，
控制系统设计规范(v1.2)
PLC控制系统设计规范沈阳创思达科技有限公司2QJ/CSD-2010前言本规范旨在为便于设计、校对和审核人员查阅，规范产品设计，提高产品质量，对于设计、生产、调试的流程和要求，请严格按技术部作业指导书执行。
在本规范为初稿，希望大家结合生产实践提出了修改意见，不断完善资料，提高产品质量。
本规范使用部门：沈阳创思达科技有限公司技术部。
本规范归口部门：沈阳创思达科技有限公司技术部。
目录1 范围 .............................................................................................................................................................................2 规范性引用文件 .........................................................................................................................................................3 术语 .............................................................................................................................................................................4 控制系统设计基础 .....................................................................................................................................................5 常用图形符号 .............................................................................................................................................................6 常规现场仪表 ............................................................................................................................................................. 7控制柜(箱)设计 .........................................................................................................................................................8 安装施工设计 .............................................................................................................................................................9 接地设计 ..................................................................................................................................................................... 10控制系统生产 ............................................................................................................................................................. 11现场安装施工.............................................................................................................................................................. 12FAT和SAT试验 .........................................................................................................................................................13 PLC软件设计 ............................................................................................................................................................ 附录1 外壳防护等级(IP代码) .................................................................................................................................... 附录2 安全区域划分 .................................................................................................................................................... 附录3 电气装置防爆标志和温度组别......................................................................................................................... 附录4 测控点清单I/O表编制方法............................................................................................................................... 附录5 设备材料清单编制方法 ....................................................................................................................................4QJ/CSD-20101范围本规范针对PLC控制系统及相关的仪表而制订。
HART协议的智能阀门定位器的设计和实现
李 借
赖 度 碑 毛 晓 明 邪 垂
２０７ ） ００２
（ 上海 自动化 仪表 股份 有限公 司技 术 中心 ， 海 上
摘
要 ：针 对二 线制智 能 阀门定 位器 的低 功耗特 性 ， 于 自适应 控 制理 论 ， 计 了一 种 基 于 Ｈ Ｒ 基 设 Ａ Ｔ协 议 的智 能 阀门定 位 器 。分 别对
５ ５
Ｈ Ｒ Ａ Ｔ协 议 的 智 能 阀 门 定 位 器 的设 计 和 实现
李倩如 。 等
２ 硬件 设计 方案
基于 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ通信 的智能 阀门定位器主要用于控制 气动直行程或 角行程执行机构 ， 实现 阀门的准确定位。
定位器 的输入是从调 节器送来 的阀位设定 信号 （ 既可
Ｈ Ｒ Ａ Ｔ通信协 议 、 议接 口等 技术进 行 了研究 ， 协 并具体 给 出 了 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ通信 的 阀 门定 位器 原理 和智 能 阀门定位 器 的软硬 件设计 方 案 。现 场运 行表 明 ， 系统的稳 态精 度 、 动态 响应 特 性等技 术指 标均 较好 地达 到 了预定要 求 。系统具 有 广泛 的市场 需 求 ， 将 在相 当长 的时 间 并
２ Ａ直流 信 号 ， 可 以是 从监 控 计算 机 通过 Ｈ Ｒ ０ｍ 也 Ａ Ｔ 通信接 口接收到的数字通 信信号 ） 。它 同反馈 的实际 阀位信号一起 通过 ＭＣ Ｕ控制单元控制 ＩＰ控制 单元 ， ／ 以驱动调节阀阀杆运 动 ， 形成 闭环控制 ， 并驱动气动执
行 器 ， 现 阀 门 的 准确 定位 。 实 ２ １ Ｍ Ｃ 控 制 单 元 ． Ｕ
为 ０ 并 不干扰直 流信号 ， ， 因此 ， 拟信号 和数字信 号 模
可同时进行双 向通信而不会互相干扰 。
智能电气阀门定位器的研制
智能电气阀门定位器的研制王志刚俞利明胡孟杰薛斌刘军（浙江中控自动化仪表有限公司）摘要提出一种智能阀门定位器设计方案,给出了软硬件和机械系统设计方法,并利用实验对其定位精度进行了验证。
结果表明：该智能电气阀门定位器具有操作简单、功耗低及定位精度高等特点，实现了控制阀产品的智能化。
关键词阀门定位器调节阀智能控制中图分类号TQ056.2文献标识码B文章编号1000-3932（2020）02-0127-04在工业自动化过程控制领域中，变送器、调节器和调节阀可以组成一个常见的控制回路,调节阀作为最终的控制执行元件,在很大程度上决定了过程控制性能的优劣。
阀门定位器与阀门、执行机构共同构成调节阀，经由输入和反馈,形成闭环控制回路。
阀门定位器的优劣可影响阀门静态特性%动态特性、控制精度、速度和控制的灵活性$1智能电气阀门定位器按输入信号，阀门定位器可分为气动阀门定位器和电气阀门定位器⑴。
电气阀门定位器以压缩空气为动力源，接收来自DCS系统（或调节器）的电信号,与阀位反馈机构获得的位置反馈信号相比较，判断与设定的流量特性关系是否相符,进行闭环控制，调节进入气动执行机构的气压,从而调整阀门开度，其控制回路如图1所示。
图1调节阀控制回路由浙江某公司研制的SPVP2000型压电阀式智能电气阀门定位器，可根据控制系统提供的4" 20mA输入信号,经软件算法处理后,输出PWM 信号,控制阀门开度,并依据反馈值调整阀门位置。
该定位器具有操作简单%功耗低及定位精度高等特点，实现了控制阀产品的智能化。
2系统总体设计智能电气阀门定位器主要包括压电驱动放大单元%气路模块%控制主板%传感模块及反馈机构等，其结构组成如图2所示。
作者简介:王志刚（1993-）,助理工程师,从事物联网%仪器仪表等相关行业的产品设计%开发工作,wz g0724@163.com反馈机构调整机构图2智能电气阀门定位器结构组成智能电气阀门定位器的工作原理为：来自DCS系统（或调节器）的4〜20mA控制量电信号作为调节阀位的设定值！，与来自阀位反馈机构中角度传感器传来的阀位实测值匕二者通过A/D转换器输入至CPU模块，在CPU模块处理过后，比较求得二者偏差,若偏差值超过定位精度,再利用控制算法求得阀位控制量#,输出指令控制压电阀进气或排气,从而调节进入执行机构的压缩空气流量,推动阀杆做直线运动或转动改变阀位开度，该位移再通过反馈机构和角度传感器将位移量实测值Y反馈回至CPU模块，从而进行闭环控制％当流量特性曲线偏差很大时，定位器输出连续信号；当偏差不大时,输出脉冲信号,偏差越小,脉宽越小；当偏差调节至阀门调节精度范围内,则不输出控制指令,使压电阀处于保持状态。
ABB成套设计(三常中文)ABB阀触发控制系统
+阀触发控制系统文件号：1JNL100037-013 REV.00翻译：张勇本报告为三峡——常州±500KV HVDC直流输电工程换流阀触发控制系统功能说明。
换流站触发控制系统（CFC）从极功率控制（PPC）接受电流指令，发出触发脉冲，使直流电流保持为指定电流。
HVDC输电系统动态特性主要取决于电压受控电流指令限制器（VDCOL）和电流控制放大器（CCA）。
直流电压降低时，VDCOL降低电流指令，使直流系统在交流系统受到扰动时保持功率稳定。
也可以在交流故障切除后快速、有限地重起动。
另外，也可以避免持续换流失败造成的阀过电压。
CCA主要是一个P-I调节器,比例部分反映瞬间变化,积分部分在稳态条件下保持α值。
CCA有足够的增益，保证运行电流等于指定电流和动态性能的快速性和稳定性。
触发控制把CCA的α指令转换为触发脉冲。
为保证在规定的时间内进行触发，触发控制中加入限制条件，这些限制条件应能保证整流桥和换流阀的性能特性。
控制脉冲发生器（CPG）发出控制脉冲触发换流阀。
另外，CPG还包括如下功能：闭锁，带旁通带闭锁，解锁和旁通对选择。
目录1 内容介绍 4 1．1 字母缩写72 控制原理8 2．1 整流站和逆变站的配合8 2．2 闭环电流控制9 2．3 两个闭环电流控制器的配合10 3 电流控制11 3．1 电压受控电流指令限制器（VDCOL）11 3．1．1 功能说明12 3．2 电流控制放大器(CCA) 14 3．2．1 功能说明16 4 电压控制17 4．1 开路试验控制(OLT) 17 4．1．1 功能说明18 4．2 过电压限制器(OVL) 19 4．2．1 功能说明20 4．3 电压调节器(VCAREG) 21 4．3．1 功能说明23 5. 触发控制24 5．1 运行方式解码器(BSQCOM) 25 5．1．1 功能说明25 5．2 AMIN的计算（AMINCALC）26 5．2．1 功能说明27 5．3 逆变器 AlfaMAX 控制(AMAX) 28 5．3．1 功能说明29 5．4 换相失败预测(CFPRED) 30 5．4．1 功能说明30 5．5 逆变器Gamma 0 启动(GAMMA0) 31 5．5．1 功能说明31 5．5．2 暂态AMAX 32 5．6 整流器alpha min限制器(RAML) 33 5．7 电流放大器的限制条件(CCALIM) 34 5．7．1 功能说明36 5．8 触发单元(FIREXEC) 38 5．9 触发方式解码器(FMD) 39 5．9．1 功能说明41 5．10 触发角的测量(FIRANG) 42 5．10．1 功能说明42 5．11 换流重叠角的计算(OVLCALC) 43 5．12 相位控制振荡器(PCO) 44 5．12．1 功能说明44 5．12．2 锁相换（PLL）45 5．12．2．1 功能说明455．13 alqha变化率限制条件（LIMCALC,FIRLIM） 465．13．1 功能说明495．14 紧急触发(EMG) 515．14．1 功能说明516 控制脉冲发生器526．1 控制脉冲的产生526．2 旁通对的解码537．硬件说明547．1 换流器触发控制（CFC）557.2 控制脉冲发生器(CPG) 551 介绍本报告为HVDC工程的换流器触发控制（CFC）,图1为CFC工作原理图图1极功率控制发出电流指令,经过VDCOL进入电流控制放大器（CCA）。
基于HART总线的超低功耗智能阀门定位器的研究和设计
硕士学位论文
基于HART总线的超低功耗智能阀门定位器的研究和设计
姓名:胡志鹏
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:孙晓明
20090501
独创性声明
本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其
7.期刊论文唐国学.王斌慧.朱京新型智能阀门定位器电子式I/P转换部件-仪器仪表用户2009,16(5)
I/P转换部件是阀门定位器实现智能化的关键部件,为了满足控制过程的智能化、网络化的发展需要,开发研制具有自主知识产权的电子式I/P转换部件已迫在眉睫.本文介绍了一种新型智能阀门定位器电子式I/P转换部件的工作原理、结构特点及电路控制原理.经我司开发批量生产验证,此型式电子式I/P转换部件能耗很低,适用于MSP430系列芯片控制的智能阀门定位器,是未来智能阀门定位器发展主流方向之一.
和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库
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授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论
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(注:此页内容装订在论文扉页)、
9.期刊论文钟盛辉.Zhong Shenghui关于HVP系列智能阀门定位器的研发-自动化仪表2007,28(z1)
智能阀门定位器是气动调节阀实现智能化的必备附件,为了满足现代工业过程控制的智能化、网络化的发展需要,开发研制具有自主知识产权的智能阀门定位器已迫在眉睫.产品设计中采用了压电技术、电磁效应原理、PID和模糊控制理论、气动放大原理、现场总线通信等关键技术,实现了控制室与现场信息的双向传输,提高了气动调节阀在工业过程控制中的调节精度、可靠性和效率.HVP智能阀门定位器填补了国内空白,受到广大用户的一致好评.可以预见,在未来几年内,智能阀门定位器必将成为该领域的主流产品.
阀门设计知识点总结图
阀门设计知识点总结图阀门设计是流体控制系统中非常重要的一环。
合理的阀门设计可以确保系统的正常运行和节能。
本文将围绕阀门设计的知识点展开，以图表的形式进行总结，帮助读者更好地理解和应用相关知识。
一、阀门的分类阀门可按照功能、结构和执行器方式进行分类。
根据不同分类标准，阀门可以分为以下几类：1.按功能分类：- 截断阀：用于切断或接通流体通路，如闸阀、截止阀等。
- 调节阀：用于控制流体的压力、流量或液位，如调节阀、减压阀等。
- 安全阀：用于保护系统设备的安全，如安全阀、爆破片等。
2.按结构分类：- 直通式阀门：具有流体直接通过的结构，如截止阀、球阀等。
- 直角式阀门：流体流向改变90度的结构，如旋塞阀、蝶阀等。
- 球面阀门：具有球形阀瓣的结构，如球阀等。
3.按执行器方式分类：- 手动阀：通过人工旋转、推拉等方式对阀门进行操作。
- 电动阀：通过电动机驱动阀门的开关动作。
- 气动阀：通过气动执行器对阀门进行控制。
二、阀门的选型要素阀门的选型应根据实际的工程要求进行，以下是影响阀门选型的几个重要要素：1.介质特性：了解介质的性质、压力、温度等，选择适应介质特性的阀门材质和密封结构。
2.流量特性：根据流体在阀门内的流动情况，选择适合的阀门形式，如线性或等百分比调节特性。
3.压力损失：通过计算阀门的压力损失，选择合适的口径和阀门类型，保证系统的正常运行。
4.操作方式：根据需要选择合适的执行器方式，如手动、电动或气动。
5.安全性能：对于需要在紧急情况下切断流体的阀门，应选择具有可靠的安全性能的阀门。
三、常见阀门故障及处理方法阀门在使用过程中可能会出现一些故障问题，以下是常见的故障及处理方法：1.泄漏问题：阀门泄漏可能会导致系统性能下降和能源浪费。
根据泄漏的位置和原因，采取适当的维修或更换措施。
2.堵塞问题：阀门内部可能会因介质的冲击或颗粒物的堆积而堵塞。
可以通过清洗、更换阀门或增加过滤器来解决问题。
3.操作不灵活：手动操作时，阀门开关不灵活可能会影响工作效率。
浅析啤酒企业阀阵及阀阵控制系统
浅析啤酒企业阀阵及阀阵控制系统摘要：随着人民生活水平的提高，啤酒消费不断增长，生产企业正在蓬勃兴起。
为满足现代化大型啤酒企业生产的需求，配管系统趋于大型化、集中化。
介绍啤酒企业配管系统的发展，并结合笔者工作中的一些经验和设计实例，探讨阀阵配管系统及其控制系统。
关键词：阀阵；工艺改进；配管系统；啤酒企业；前言中国啤酒业历经百余年的发展，如今，啤酒逐步成为老百姓餐桌上的必需品，据相关数据统计，2017年我国啤酒产量为4401.49万千升，但啤酒企业的竞争也日趋白热化，为了在市场上提高竞争实力，越来越重视啤酒的规模、质量及成本的管理与控制。
全国各地大规模的啤酒生产基地陆续建成并投入生产，而一些中小规模的啤酒厂也在不断的改建和扩建。
为了扩大规模，同时又便于管理，降低运营成本，提高产品质量，啤酒企业中配管系统的大型化、集中化变得十分必要。
作为现代配管系统的关键环节——双座阀的使用，是保证产品质量的同时，达到生产最大化、操作最简化的较好途径。
一、阀阵的应用优势随着啤酒工艺的日趋完善，对啤酒设备自动化的要求也随之提高，其中阀阵控制是提升设备自动化的一个典型技术，阀阵技术也被称为现代化的大型啤酒企业管道系统的灵魂。
阀阵在啤酒生产工艺中的应用优势如下：阀阵布局紧凑，使工艺管路简洁化，节约空间占用；阀阵的应用可以满足复杂工艺要求，实现完全自动化的过程控制；阀阵紧凑无死角的设计可以降低物料损失，降低管路系统微生物染菌的风险；阀阵维护方便，减少由于维修带来的停机生产损失。
二、阀阵及其控制系统1.阀阵的设计阀阵就是由若干阀门和管路的连接，组成一个阀门阵列，实现流路转换和其他特殊功能。
阀阵的设计主要为阀门类型选择及排列的设计。
根据啤酒生产工艺的需求，在阀门类型的选择中需根据功能、无菌、防水锤、体积等要求进行综合考虑。
目前啤酒企业阀阵系统中常用的阀门按照阀座可分为单座阀、双座阀、蝶阀等；按照功能分类有截止阀、换向阀、无菌阀、防混阀等；按照阀型及其组合又可分为N型、L型、K型、D型、T型等及其组合TL、DE等类型。
第6、7章 选择控制系统和分程阀位控制系统
液位
温度控制器 开 关 控制阀
温度
液位对象
温度对象
图6—2 开关型选择性控制系统方块图
教学进程
6.2.1 开关型选择性系统
裂解气（88℃） 气丙烯 信号器
当液位低于75％时 pz＝0
信号器 液丙烯 PZ 当液位达到75％时 pz＝0．1MPa 切换器
TC
PY PX
切换器
当pz＝0时，pY＝px
pz＝0．1MPa时， pY＝0
第二步：主控制器处于自动状态，然后按单回路系统整定方法 整定阀位控制器的参数。
教学进程
作业 课本P164 课本 P183 7.7 6.5
工作原理：
T TC输出 T VB A
VPC
(
VA
) ( T
VPC输出
A.O
)
T=Tsp
教学进程
7.2.2 阀位控制系统的应用
B
工作原理：
A.O TC
T
TC输出 T
VB
VPC
(
VA
) )
VPC输出 A
( T
A.O
VA处于某一新开度，VB处于VPC所设置的小开度 r
总结：干扰出现，由快速变量迅速使被控量回到给定，然后， 由经济变量调整，最终使快速变量回到原来值，而整个控制
P176 分析 仍有跳跃
教学进程
7.2 阀位控制系统 7.2.1 概述
控制某个过程参数时，操纵变量的选择不是唯一的 操纵变量选择的原则：经济性和工艺合理性、快速性 和有效性 有些情况，两者不能兼顾 综合考虑——阀位控制系统
F
变量A：经济合理 变量B：快速有效 C1主控制器，控制B C2阀位控制器，控制A A B
-比例阀
电液比例阀控活塞式液压摆动马达位置控制系统设计姓名：王春雷学号：101201220班级：机械1002班专业：机械设计与制造及其自动化学院：机械工程学院目录第一章:设计任务和要求 (3)1.活塞式液压摆动马达的组成及工作原理 (3)2.设计并仿真分析电液比例阀控活塞式液压摆动马达位置控制系统 (3)第二章:元器件选用 (4)1.液压油源 (4)2.电液比例方向阀 (4)3.比例放大器 (5)第三章:电液比例阀控活塞式液压摆动马达位置控制系统数学模型 (6)1系统数学模型的建立 (6)1.比例放大器传递函数 (6)2.高性能电液比例方向阀传递函数 (6)3.阀控活塞式液压摆动马达动力传递函数 (7)1.电液比例阀的线性化流量方程 (7)2.活塞式液压摆动马达的流量连续性方程 (7)3.活塞式液压摆动马达轴上的力矩平衡方程 (8)4.阀控活塞式液压摆动马达动力机构传递函数 (8)4.位移传感器传递函数 (10)5.阀控马达系统传递函数 (10)1.惯性负载 (10)2.外负载力矩 (11)3.系统传递函数参数确定 (11)1.比例放大器增益Ka (11)2.电液比例阀稳态工作点流量增益Kq (11)3.电液比例阀压力-流量系数Kc (12)4.活塞式液压摆动马达参数 (13)5.其它参数 (13)3.4系统特性分析 (15)1.开环传递函数 (15)2.系统特性 (16)第四章:电液比例阀控马达速度控制系统PID控制 (18)1.PID控制器基本原理 (18)2.液压系统PID校正步骤 (20)1.传递函数转换 (20)2.计算滞后转折频率 (20)3.计算超前转折频率 (20)4.计算校正装置增益 (21)5.确定校正装置的传递函数 (21)6.确定校正后系统的传递函数 (21)4.2校正后的系统仿真 (21)第五章:调整后系统的稳态误差分析 (22)1.指令输入引起的稳态误差 (22)2.负载干扰力矩引起的稳态误差 (24)3.零漂和死区等引起的静态误差 (24)第六章:结论 (25)参考文献 (26)第一章:设计任务和要求1.活塞式液压摆动马达的组成及工作原理活塞式液压摆动马达是将直线运动转换为旋转摆动的液压—机械复合传动机构，其结构原理如图所示。
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阀位控制系统的设计
前言
在我们的实际工艺流程中，所选择的操作变量往往没有那么理想化，我们既
要考虑到它的经济性和合理性，又要考虑到它的快速性和有效性，但是往往一种
操作变量有了经济性就不能抗干扰，而有了抗干扰往往会增加能耗，使经济成本
大大增加，因此，在一些情况下所选择的操作变量很难做到俩者兼顾，而为此
解决方案便是阀位控制系统，一种综合考虑操作变量的快速性、有效性、经济性
和合理性的控制系统。
一.什么是阀位控制系统
一个控制系统在受到外界干扰时，被控变量将偏离原先的给定值而发生变化。
为了克服干扰的影响，将被控变量拉回给定值，需要对控制变量进行调整。
对于
一个系统来说，可供选择作为控制变量的可能不只是两个，而是由多个，这就是
一个如何选择控制变量的问题。
然而对于控制变量的选择，其核心问题是如何在
经济性和合理性中以及快速性和有效性之中进行考虑。
但是，在实际有些情况中，所选择的控制变量很难做到两者兼顾。
阀位定位系统就是在综合考虑控制变量的
快速性、有效性、经济性和合理性基础上发展起来的一种控制系统。
阀位控制系统的原理结构图如图1.1所示。
图1.1 阀位控制系统结构原理图
在阀位控制系统中选用了两个控制变量A和B，其中控制变量A从经济性和工艺的合理性考虑比较合适，但是对克服干扰的影响不够及时、有效。
控制变量B却正好相反，快速性、有效性较好，即克服扰动的影响比较迅速、及时，但经济性、合理性较差。
这两个控制变量分别由两只控制器来控制。
其中控制控制变
量B的为主控制器C
1，控制控制变量A的为阀门控制器C
2.。
主控制器的给定值及
产品的质量指标，阀位控制器的给定值是控制变量管线上控制阀的阀位，阀位控制系统以此而得名。
二.阀位控制系统的设计
（一）控制变量的选择
要从经济、合理性和快速、有效性两个不同的角度考虑选择A、B两个控制变量。
其中控制变量A着重考虑它的经济性和合理性，而控制变量B则着重考虑它的快速性和有效性。
（二）控制阀开闭形式选择
控制阀的开闭形式与单回路控制系统相同。
一般来说，要根据以下几条原则来选择。
⑴首先要从生产安全出发。
即当气源供气中断，或控制器出故障而无输出，或控制阀膜片破裂、漏气等而使控制阀无法正常工作，以致阀芯恢复到无能源的初始状态（气开阀回复到全闭，气闭阀回复到全开）时，应能确保生产工艺设备的安全，不止发生事故。
如锅炉供水控制阀，为了保证发生上述情况时不至烧坏锅炉，控制阀应选气闭阀。
⑵其次，要从保证产品的质量出发。
当控制阀处于无能源状态而回复到初始位置时，不应降低产品的质量。
如精馏塔回流量控制阀常采用气闭式，一旦发生
事故，控制阀全开，使生产处于全回流状态，这就防止了不合格产品的蒸出，从而保证了塔顶产品的质量。
⑶从降低原料、成本、动力损耗来考虑。
如控制精馏塔进料的控制阀一般都选用气开式，一旦控制阀失去能源即处于关闭状态，则不再给他进料，以免造成浪费。
⑷从介质的特点考虑。
精塔加热釜加热蒸汽控制阀一般都选气开式，以保证在控制阀失去能源时能处于全闭状态，避免蒸汽的浪费。
如果釜液是易凝、易结晶、易聚合的物料时，控制阀则应选择气闭式，以防控制阀失去能源时阀门关闭，，停止蒸汽进入而导致釜内液体的结晶和凝聚。
除以之外，还有两种情况下在控制阀开、闭状态的选择上需要加以注意。
⑴第一种情况是由于由于工艺要求不一，对于同一个控制阀可以有两种不同的选择情况。
⑵其次，是某些生产工艺对控制阀开、闭形式的选择没有严格的要求。
在这种情况下。
，控制阀的开、闭形式可以任选。
（三）控制器规律及正反作用
（1）控制器规律的选择：主控制器是控制产品的质量指标的，因此一般情况选用的主控制器是比列积分控制器（PI）；但当对象时间常数较大时，则选用比列积分微分控制器（PID）。
（2）控制器正反作用的选择：闭环回路各环节放大倍数的符号乘机必须为负。
三.阀位控制系统的应用
列1 原油出口温度控制系统
图1.2 原油出口温度单回路控制系统
图1.3 原油出口温度阀位控制系统
如图1.2，选用燃料气作为操作变量是经济的和合理的，但是由于图1.2是一个很简单的单回路控制系统，因此它对克服外界干扰的影响不及时；而图1.3中，操作变量B选用支管原油量，对原油的出口温度十分及时、有效，然而如果单独使用从工艺方面考虑又会增加能耗，是不经济的，因此将俩者结合起来，能够有效的提高控制质量的效果；
列2 蒸汽减压系统压力控制
图1.4 蒸汽减压系统压力阀位控制系统
图中，中压蒸汽减压成低压蒸汽，一般使用控制阀Vb运用节流作用即可，
但是这样做加大了能耗，很不经济，所以如果将中压蒸汽通过中压透平后转为低
压蒸汽，则可使透平做功，使能量得到有效的利用。
系统中，PC作为为主控制器，它的输出同时作为阀Vb的控制信号，又作为阀位控制器VPC的测量信号，控制
阀Va则由阀位控制器进行控制，而阀位控制器的给定值r则决定这阀Vb的开度。
（通常r是一个很小的值）
总结
阀位控制系统在我们的工艺流程中还是占据着很重要的位置，其控制思路上
与串级控制系统相似，但是更容易满足特定的工艺需求。
由于很多时候只通过一
个控制变量很难实现人们想要达到的控制效果，因而人们采用阀位控制阀位控制
系统来实现综合考虑控制变量的快速性、有效性、经济性和合理性。
而阀位控制
系统的设计需要综合考虑控制变量的选择、控制阀开闭形式的选择、控制器规律
选择、控制器正、反作用选择及阀位控制系统的整定。
只有把上述五点同时考虑到，才能使设计出的阀位控制系统基本实现相应的控制效果。
除此之外，控制系
统的选材、工作环境等因素也会影响到最后的结果。
因此，当需要设计阀位控制
系统时，要考虑多方面因素。