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1、第第3章 控制器与执行器章 控制器与执行器3.1 自动控制仪表的分类3.1.1按能源分类按能源分类1.电动仪表2.气动仪表3.直接作用式仪表3.1.2按结构形式分 1.基地式仪表 2.单元式仪表： (1)变送单元；（2）转换单元； （3）计算单元；（4）显示单元； （5）给定单元；（6）调节单元； （7）执行单元；（8）辅助单元。3.组装电子式调节仪表基本组件:一块一块具有不同功能的功能仪表。功能模件是指各种典型线路构成的标准电 路板，每种电路板具有一种或数种功能，并 有用一规格尺寸、输入输出端电源和信号制。3.2 电子式控制器电子式控制器传感器测量 给定 电路显示放大电路开关电路e(u)J双
2、位控制器原理图3.2.1断续输出的电子控制器 1.双位控制器 （1）组成：测量、给定电路、电子放大 器、开关电路等（2）工作原理：热工参数通过传感器转换成电量后与仪表给定值在测量、给定电路中进行比较、测量，其差值经直流电压放大器放大后，推动开关电路（功率开关放大电路）。此电路 根据被调参数来控制一灵敏继电器J，J呈继电特性。01e(I)-e(I)P-e(I)e(I)0P =+触头断开状态触头闭和状态 0001 eeP（2）实际特性（1）理想特性（3）双位继电器的特性：1）理想特性2）实际特性：存在呆滞区 ?呆滞区：在传感器信号变化，但不 能引起控制器动作的变化区域。 ?呆滞区对控制系统的影响：
3、 呆滞区增大，控制系统的控制精度差， 但控制器的寿命长。2fan speed switchtemperature adjust buttonsTime DisplaySleep active/time setting switchheat/cool switch2.三位控制器1）输出状态：三位控制器的输出特性也是继电特性， 其输出有三种状态。+=0000101eeeP三位式电子控制器原理框图及特性2）组成： 测量、给定电路，电子放大电路，开关电路 等 。0e3）特性 ?理想 当偏差， （即实测值下限值）时，灵 敏继电器1J吸合； 当（即实测值上限值 时，灵敏继电器2J吸合； 当（即实测值在 上
4、、下限之间）时，1J、2J均 释放。称为三位控制器的 不灵敏区或中间区。0e00Cmax且与其最接近的一级C. ?调节阀开度验算。一般要求最大计算流量时 的开度90%，最小计算流量时的开度10%。 ?调节阀实际可调比的验算。一般要求实际可 调比10 ?阀座直径和公称直径的确定。验证合适后， 根据C确定。（1）流通能力的定义当调节阀全开，阀两端压差为105Pa、流体密度为1g/cm3时，每小时流经调节阀的流量数（m3/h）定义为调节阀的流通能力，用C表示。（2）流通能力C值的计算公式 1）液体C值的计算体积流量； 质量流量； 阀前、后绝对压力，Pa; 液体密度，() 21316 PPQC= ()
5、21316 PPGC=QG1P2P2）气体、蒸汽C值的计算临界状态()()210101 2 2212PPPG PPGC=()214.14101 2 12212PPPG PPGCKPKPKP=3.4.5调节风门1 .组成：电动执行机构、风门2 .风门的分类：1）多叶风门：平行叶片风门、对开叶片风门复式风门、菱形风门2）单叶风门：蝶阀、单叶菱形风门对开叶片电动风门风门风门对开风门对开风门复式风门平行风门对开叶片风门菱形风门单叶菱形风门3. 风阀的特性 （1）风阀的固有特性： 在等压降和无外部阻力部件（过滤器、 盘管等）条件下，风阀叶片开度和通过风阀 风量之间的关系。 ?多叶对开阀型风阀的特性类似等
6、百分比特 性； ?多叶平行型风阀的特性近似线性特性。（2）风阀的工作特性（安装特性） 1）与串接元件有关，串接元件（如风管、风口） 的阻力使风阀压降随着风阀叶片开度变化而改变， 故而风阀的工作特性与基于恒定的风阀压降的阀的 固有特性是不同的。 风阀的工作特性与其阀权（又称为特性比）有关， 2）风阀的阀权： 风阀全开时的阻力与系统阻力之比，系统阻力不含 风阀阻力，例如新风阀，系统阻力指从新风进风口 至混风箱这段的阻力，包括进风口、连接件、风管 等部分的阻力。串接元件阻力改变了风阀的风量特 性，串接元件阻力越大，特性变化越大。4. 风阀的性能 （1）漏风量： 调节风阀的漏风量是指风阀在承受静压的条
7、件下，风阀全关状态的泄漏量。风阀的漏风 量与风阀的结构及静压有关。（2）额定温度：最大运行温度是指风阀能完成正常功能的最高环境温度。 （3）额定压力： 额定压力是指在叶片关闭时，作用在风阀前后的最大允许静压差。（4）额定风速 额定风速是指风阀处于全开状态时，气流 进入风阀时的最大速度，也称为最大流入速 度。 （5）力矩要求 风阀正常开关运行的力矩需求直接影响到 执行器的选择。5. 风阀执行器1）作用：电动风阀执行器，又称为直联式电动风阀执行器，是一种专门用于风阀驱动的电动执行机构。分类： 2）按控制方式，风阀电动执行器分为开关式与连续调节式两种，其旋转角度为90或95，电源为AC 220V、2
8、4V及DC 24V，控制信号为DC210V。3.4.6电动阀门定位器 1.作用： （1）电动阀门定位器接受控制器来的010VDC 连续控制信号，对以24VAC供电的执行机构的 位 置 进 行 控 制 。 使 阀 门 位 置 与 控 制 信号成比例关系，从而使调节阀位按输人的信 号，实现正确的定位。 （2）电动阀门定位器可以在控制器输出的0 100范围内，任意选择执行器的起始点（执行 器开始动作时，所对应的调节器输出电压值）；（3）在控制器输出的20100范围内，任意 选择全行程的间隔，又称工作范围（执行器从 全开到全关，或从全关到全开所对应的控制器 输出电压值）； （4）具有正、反作用的给定。
9、 当阀门开度随输入电压增加而加大时称正作 用，反之则称反作用。因此，电动阀门定位器 与连续输出的控制器配套可实现分程控制。%P0510V.DC%P50z1z2z1z2TMMP:0 10V.DC 0 5V.DC 执行器从全关到全开 5 10V.DC 执行器从全开到全关P:0 10V.DC 0 5V.DC 执行器从全关到全开 5 10V.DC 执行器从全关到全开3.4.7电压调整装置1.作用：电压调节装置将PID控制器输出的连续电 流信号转换成一系列的电脉冲，通过可控硅元件， 控制电加热等装置的电压，它广泛应用于温度等调 节系统上，获得良好效果。放大、触发电路电压负反馈电路可控硅主电路控制器输出预给电压至加热器+2.组成：比较环节包括PID信号输入电路（Rl、R2）、 反馈信号电路（R6、整流电路1）和预给信号电路（R3、 R4、稳压电源）组成。放大、触发电路由晶体三极管 BGI，单结晶体管BG2和脉冲变压器B1等元件组成。可 控硅主电路由SCR1和SCR2反并联的可控硅组成。
