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1、石油化工控制阀.txt其实全世界最幸福的童话，不过是一起度过柴米油盐的岁月。一个人愿意等待，另一个人才愿意出现。感情有时候只是一个人的事，和任何人无关。爱，或者不爱，只能自行了断。 本文由共和村1贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 目 自动控制理论 执行器种类 气动控制阀 气动薄膜调节机构 气动活塞调节机构 电动控制阀 油田常用阀 录 1 自动控制理论 简单调节系统 一个简单调节系统由以下几部分构成：调节对象、测量元件、调节器和执行器几 一个简单调节系统由以下几部分构成：调节对象、测量元件、 部分组成。在油田生产中，由于控制精度要求较低、
2、干扰较少， 部分组成。在油田生产中，由于控制精度要求较低、干扰较少，所以一般都采用 简单控制系统。下图是一个简单调节系统的实物图及控制逻辑方块图。 简单控制系统。下图是一个简单调节系统的实物图及控制逻辑方块图。在生产 中选择的被控参数为液位、流量、温度和压力。 中选择的被控参数为液位、流量、温度和压力。调节参数的选择都是根 据生产的需要来予以确定。 据生产的需要来予以确定。 LC 干 扰 给定值 + - 调节器 调节阀 对象 被调参数 测量变送器 2 自动控制理论 复杂调节系统 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、 串级控制系统是由其结构上的特征而得名的它是由主、 副
3、两个调节器串接工作的 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， 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 量的定值控制 串级控制系统举例 在原油外输中，一般都需要使用大功率的外输泵，而外输 在原油外输中，一般都需要使用大功率的外输泵， 泵对其出口的流量大小有一定的要求。 泵对其出口的流量大小有一定的要求。因而既要满足分离 器的液位要求，又要保证泵流量一定， 器的液位要求，又要保证泵流量一定，所以油田生产中一 般都采用控制泵回流的方法来保证泵的排量。 般都采用控制泵回流的方法来保证泵的排量。其实物控制 图及逻辑框图如下图所示
4、： 图及逻辑框图如下图所示： 3 在控制图中FIC是正作用，两个调节阀都是气关阀，LC为反作用 当液体升高时， 在控制图中FIC是正作用，两个调节阀都是气关阀，LC为反作用。当液体升高时， 为反作用。 是正作用 LC的输出减小，外输流量增加，从而引起泵的流量升高，FT的输出增大，FIC的输出增大， LC的输出减小 外输流量增加，从而引起泵的流量升高，FT的输出增大 FIC的输出增大 的输出减小， 的输出增大， 的输出增大， 回流阀关小，从而使泵的回流量下降；当液位减小时，LC的输出增大 外输流量减小， 的输出增大， 回流阀关小，从而使泵的回流量下降；当液位减小时，LC的输出增大，外输流量减小，
5、从而 引起泵的流量降低，FT的输出减小 FIC的输出同样减小 则回流量增大。 的输出减小， 的输出同样减小， 引起泵的流量降低，FT的输出减小，FIC的输出同样减小，则回流量增大。这样就保证了液 和泵的排量在一定范围内波动。 位 和泵的排量在一定范围内波动。 LT 回流 LC 外输泵 外输 FIC FT 液位 给定值 + - LC LV + + FV FIC 泵的排量 液位 + 流量给定值 FT LT 4 执行器种类 、执行器在自动控制系统中的作用 执行器在自动控制系统中的作用就是接受调节器发出的控制信号 执行器在自动控制系统中的作用就是接受调节器发出的控制信号改变调 节参数，消除偏差，把被调
6、参数控制在所要求的范围内， 节参数，消除偏差，把被调参数控制在所要求的范围内，从而达到生产过程自动 因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部分。 化因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部分。 2、调节阀按其动力源可分为三种：气动调节阀, 电动调节阀，液动调节阀。油田用 调节阀按其动力源可分为三种：气动调节阀, 电动调节阀，液动调节阀。 的调节阀多数采用气动调节阀。气动调节阀分薄膜式执行机构和活塞式执行机构 的调节阀多数采用气动调节阀。 两种. 两种. 薄膜式执行机构：这种机构输出特性是比例式的， 薄膜式执行机构：这种机构输出特性是比例式的，即输出位移和
7、输入气压信 号成正比关系。当信号压力输入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力， 号成正比关系。当信号压力输入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆移 动并压缩弹簧，当弹簧的反力与信号在薄膜上产生的力平衡时， 动并压缩弹簧，当弹簧的反力与信号在薄膜上产生的力平衡时，推杆就稳定在一 个新的位置。信号压力越大，推杆位移量越大， 个新的位置。信号压力越大，推杆位移量越大，推杆的位移就是执行机构的直线 位移，也称行程。 位移，也称行程。 活塞式执行机构：它的活塞随气缸两侧压差而移动， 活塞式执行机构：它的活塞随气缸两侧压差而移动，在气缸两侧输入一固定 信号和一变动信号，也可都输入变动信号。它输出特性有比例
8、式和两位式两种。 信号和一变动信号，也可都输入变动信号。它输出特性有比例式和两位式两种。 调节阀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， 调节阀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统， 了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系统，通过介质的流量也可相 应的改变，从而达到调节工艺参数的目的。 应的改变，从而达到调节工艺参数的目的。 5 气动调节阀 气动调节阀结构和工作原理 如图所示, 如图所示, 气动调节阀由上部产 生推力的执行机构和位于下部调 节介质流量的调节机构两部分构 其结构如图所示， 成。其结构
9、如图所示，当调节器 发出的气压信号P增大时, 发出的气压信号P增大时,作用在 膜片上的向下推力增大, 膜片上的向下推力增大, 压缩弹 使阀杆下移, 簧, 使阀杆下移, 直至与弹簧反作 用力重新达到平衡。这就是说, 用力重新达到平衡。这就是说,阀 杆下移的距离与输出信号的压力 成一定的比例关系。反之， 成一定的比例关系。反之，当气 压信号P减小时，阀杆上移, 压信号P减小时，阀杆上移, 阀开 信号在20100kPa范围内变 大。信号在20100kPa范围内变 化时,阀门全程动作, 化时,阀门全程动作, 阀门从全开 到全关。 到全关。 6 气动调节阀结构图 从功能结构上看， 从功能结构上看，执行器
10、由执行机构 和调节机构两部分组成，见下图。 和调节机构两部分组成，见下图。执 行机构按调节器送来的操作信号产生 相应的直线行程或转角行程； 相应的直线行程或转角行程；调节机 构依靠这个行程来改变管道的阻力， 构依靠这个行程来改变管道的阻力， 实现对流量的调节。 实现对流量的调节。下面分别讲述执 行机构和调节机构。 行机构和调节机构。 气动调节阀的结构图 7 气动薄膜执行机构 1、气动薄膜执行机构 气功薄膜执行机构分正作用和反作用两种形式， 气功薄膜执行机构分正作用和反作用两种形式，在下图中 操作信号从上端引入，当信号压力增大时，推杆向下移动， ，操作信号从上端引入，当信号压力增大时，推杆向下移
11、动， 这种结构的执行机构称为正作用。 这种结构的执行机构称为正作用。如果将操作信号从下端孔引 则压力增大时，推杆向上移动，这种结构称为反作用。 入，则压力增大时，推杆向上移动，这种结构称为反作用。 较 大口径的调节阀都采用正作用式执行机构。 大口径的调节阀都采用正作用式执行机构。信号压力通过波纹 膜片的上方(正作用式)或下方(反作用式)进入气室， 膜片的上方(正作用式)或下方(反作用式)进入气室，在波纹膜 片上产生一个作用力，使推杆移动并压缩或拉伸弹簧， 片上产生一个作用力，使推杆移动并压缩或拉伸弹簧，当弹簧 的反作用力与膜片上的作用力相平衡时， 的反作用力与膜片上的作用力相平衡时，推杆就稳定
12、在一个新 的位置。信号压力越大，作用在波纹膜片的作用力越大， 的位置。信号压力越大，作用在波纹膜片的作用力越大，弹簧 的反作用力也越大，即推杆的位移越大。气动薄膜(有弹簧) 的反作用力也越大，即推杆的位移越大。气动薄膜(有弹簧)执 行机构的行程规格有10 16、25、40、60、100mm等 10、 行机构的行程规格有10、16、25、40、60、100mm等。薄膜的有 效面积有200 280、400、630、1000、 600cm2六种规格 200、 六种规格 效面积有200、280、400、630、1000、l 600cm2六种规格有 效面积越大执行机构的推力和位移也越大、 效面积越大执行
13、机构的推力和位移也越大、可按实际需要进 行选择。 行选择。 8 气动薄膜执行机构 正作用式气动薄膜(有弹簧 执行机构 正作用式气动薄膜 有弹簧)执行机构 有弹簧 1上膜盖；2波纹膜片；3下膜盖；4推杆；5支架；6压缩弹簧 7弹簧座；8调节件；9阀杆连接螺母；10行程标尺 9 气动薄膜调节阀(直线行程) 气动薄膜调节阀(直线行程)实物图 仪表气源 气动薄膜执行机构 电气转换器 调节机构 阀门定位器 10 气动薄膜调节阀(角行程) 气动薄膜调节阀(角行程)实物图 自动/手动 气动薄膜执行机构 手动调压旋钮 电器转换器 阀门定位器 阀位指示 11 电/气转换器 气转换器 电/气转换器用途 I/P 电
14、器转换器的功能是将自动控制PLC所发出的420 mA DC或1050 mA DC 电器转换器的功能是将自动控制PLC所发出的 所发出的420 DC或 电信号，转换为相应的标准气压信号： PSI（20100Pa） 电信号，转换为相应的标准气压信号：315 PSI（20100Pa）或630 PSI (40200kPa)。通过I/P电器转换器 (40200kPa)。通过I/P电器转换器. 电器转换器. 电器转换器的基本原理 I/P电器转换器是根据力矩平衡的原理工作的，其工作原理如下图所示。当标准的 I/P电器转换器是根据力矩平衡的原理工作的 其工作原理如下图所示。 电器转换器是根据力矩平衡的原理工作
15、的， 电信号输入到转换器线圈，产生磁场，与外部的磁钢的永久磁场相互作用， 电信号输入到转换器线圈，产生磁场，与外部的磁钢的永久磁场相互作用，产生 合力，形成以某一支点为支点的角位移。 合力，形成以某一支点为支点的角位移。使与线圈铁芯固定连接的挡板与喷嘴的 距离变小或变大，相应的放大器的背压增大或减小。 距离变小或变大，相应的放大器的背压增大或减小。造成放大器输出气压的增加 或减小。同时，输出气压又反馈回波纹管，波纹管作用与铁芯挡板的另一端， 或减小。同时，输出气压又反馈回波纹管，波纹管作用与铁芯挡板的另一端，形 成一个反馈作用力。这样， 成一个反馈作用力。这样，可以达到输入控制电信号与输出的气信号成线性比例 。 12 阀门定位器 阀门定位器是调节阀的主要辅助单元。它是利用反馈原理来改善调节阀的定位 阀门定位器是调节阀的主要辅助单元。 精度, 提高灵敏度,
