氣動調節閥(電動調節閥)在工控過程中的作用:
工業生產過程的(de)控製係統有各種不同類型,例如簡單控製係統、複雜(zá)控(kòng)製係統等,圖l是兩個簡單控(kòng)製係統的示例。圖中,每個控製係統都包括被控變量、操縱(zòng)變(biàn)量和相應的控製規律。被控(kòng)變量是需要控製的過程變量,例如,換熱器出口溫度、泵出口(kǒu)壓力(lì)等。要使被控變量(liàng)與期望的設(shè)定值保持一致(zhì),需要一種控製手段,例(lì)如,圖中的蒸汽流量(liàng)、泵的旁路流量等。被控(kòng)變量偏離設定的原因是生產過程中存在幹擾,例如,蒸汽壓力的波動、泵轉速的變化等。通常,把(bǎ)用於調節的變量稱為操縱變量。
圖l簡單控製係統示例

(a)溫度控製係統 (b)壓(yā)力控製係統
一個簡單控製係統由檢測元件和變送(sòng)器、控製器、執行機構和被控對(duì)象組成。檢測元件和(hé)變送器(sensorandtransmitter)用於檢測被(bèi)控變量,將檢測信號轉換為標準信號。例如,熱電阻將溫度變化轉換為(wéi)電阻變化,溫度變送器將電阻信號轉換為(wéi)標(biāo)準的氣壓或電流、電(diàn)壓信(xìn)號等。
控製器(controller)將檢測變送環節(jiē)輸出的標準信號與設定值信號進行(háng)比(bǐ)較,獲得偏差信號,按一定控製規律對偏差信(xìn)號(errorsignal)進行運算,運算輸出送(sòng)執行器。控製器可用模擬儀表(biǎo)實現,也可用微處(chù)理器組成的數字控製器實現,例如DCS和FCS中采用的PID控製功能模塊等。
執行機(jī)構(actuator)處於控製環路的最終位置,因此也稱為最終元件(finalelement)。執行器用於接收控製器的輸出信號,並控製操縱變量(liàng)變(biàn)化。在大(dà)多數工業生產過程控製的應用中,執行器采用調節閥。近年來,隨著變頻調速技術的應用(yòng),一些控(kòng)製係統已采用變頻器和相應(yīng)的電動機(泵)等設備(bèi)組成執行(háng)器。本頁介紹調節閥的有關內容,不討論變頻器(qì)和其他執(zhí)行機構(gòu)。
生產過程的負(fù)荷變化或操作(zuò)條件改(gǎi)變時,通過檢測元件和變送器的檢測和(hé)變送(sòng),將過程的被控變量(liàng)送控製器,經控製規律運算後(hòu)的輸出送執(zhí)行機構,改(gǎi)變過程中相應的流(liú)體流量,使被控變量與設定值保持一致。可見,檢測元件和變送器的作用類似於人的眼睛,控(kòng)製(zhì)器的作(zuò)用類似於人的大腦,執行器的作用類似於人的手腳。一個控製係統的質量受到(dào)組(zǔ)成控製係統各組成(chéng)部件的影響,主要取決於控製係統組(zǔ)成部件中最薄弱環(huán)節的影響。
2.調節閥的重要(yào)性
調節閥(controlvalve)用於調節操縱(zòng)變量的流量,因(yīn)此,以(yǐ)前亦稱調節閥。從控製係統(tǒng)整體看,一個控製係統控製得好不好,都要通過(guò)調節閥來實現。由於下列原因,調節閥變得十分重要。
①調節閥是節流裝置,屬於動部件,與檢測元件和變送器、控製器(qì)比較,在控(kòng)製過程中,調節閥需要不斷改變節(jiē)流件的流通麵積(jī),使操縱(zòng)變量(liàng)變化,以適應負荷變化或操作條件的改變。因此,對調節閥閥組(zǔ)件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如(rú),密封會使調節閥摩擦(cā)力增加,調節(jiē)閥死區加大,造成控(kòng)製係統控製品質變差等。
②閥門的活動部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏(lòu)”的主要原因,它不僅造成資源或物料的浪費,也汙染環境,引發事故。
③調節閥(fá)的閥內件與過程介質直接接觸,和檢(jiǎn)測(cè)元件與過程介質接觸的不同之處如下
a.調(diào)節(jiē)閥閥組件的(de)接觸介質可能與檢測元件的接觸介質(zhì)不同,對調節(jiē)閥(fá)的耐腐蝕性、強度、剛度、材料等有更高(gāo)要求(qiú)。
b.檢測元(yuán)件可采用隔離液等方(fāng)法與過程介質隔離,但調節閥通常與過程介質直接接觸(chù),很難采(cǎi)用隔離的方法與(yǔ)過程介質隔離。
④調節閥的節(jiē)流使能量在(zài)閥內件(jiàn)內(nèi)部被消耗,因(yīn)此,降低能耗,降低調節閥(fá)的壓力損失(shī),和保證(zhèng)較好的控製品質之間要合理選擇和兼(jiān)顧(gù)。
⑤調節閥對流體進行節流的同時也造成噪聲。例如,當(dāng)閥出口壓力低於液(yè)體的蒸汽壓力時,造(zào)成閃蒸(zhēng);當蝶閥下遊壓力(lì)高於液體蒸汽壓力時,造成汽蝕。調節閥造成的噪聲和調節閥流路的設計、操作壓力、被(bèi)控介質特性等有關,因此,降低(dī)噪聲,降低壓力損失等對調(diào)節閥提出更高要求。
⑥調節閥的適應性強。它(tā)被安裝在各種不同的生產過程,生產過程的(de)低溫、高溫、高壓(yā)、大流量、微小流量等操作條件需要調節(jiē)閥具有各種不同的功能,調節閥應(yīng)能夠適(shì)應不同應用的要求。
⑦檢測元件和變送器、控製器等發展快,投入的人力和物力多。相對來看,通常認為調節閥結構簡(jiǎn)單,因(yīn)此,對調節閥投入研究和(hé)開發的人(rén)力和物力相對不足。