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調節閥在工業生產過程控制中的作用
發布于：2019/10/10 15:20:28 點擊量：78
調節閥在工業生產過程控制中的作用是怎樣的？
工業生產過程的控制系統有各種不同類型，例如簡單控制系統、復雜控制系統等，圖l是兩個簡單控制系統的示例。圖中，每個控制系統都包括被控變量、操縱變量和相應的控制規律。被控變量是需要控制的過程變量，例如，換熱器出口溫度、泵出口壓力等。要使被控變量與期望的設定值保持一致，需要一種控制手段，例如，圖中的蒸汽流量、泵的旁路流量等。被控變量偏離設定的原因是生產過程中存在干擾，例如，蒸汽壓力的波動、泵轉速的變化等。通常，把用于調節的變量稱為操縱變量。
一個簡單控制系統由檢測元件和變送器、控制器、執行器和被控對象組成。檢測元件和變送器(sensorandtransmitter)用于檢測被控變量，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電阻變化，溫度變送器將電阻信號轉換為標準的氣壓或電流、電壓信號等。
控制器(controller)將檢測變送環節輸出的標準信號與設定值信號進行比較，獲得偏差信號，按一定控制規律對偏差信號(errorsignal)進行運算，運算輸出送執行器。控制器可用模擬儀表實現，也可用微處理器組成的數字控制器實現，例如DCS和FCS中采用的PID控制功能模塊等。
執行器(actuator)處于控制環路的最終位置，因此也稱為最終元件(finalelement)。執行器用于接收控制器的輸出信號，并控制操縱變量變化。在大多數工業生產過程控制的應用中，執行器采用調節閥。近年來，隨著變頻調速技術的應用，一些控制系統已采用變頻器和相應的電動機(泵)等設備組成執行器。本頁介紹調節閥的有關內容，不討論變頻器和其他執行器。
生產過程的負荷變化或操作條件改變時，通過檢測元件和變送器的檢測和變送，將過程的被控變量送控制器，經控制規律運算后的輸出送執行器，改變過程中相應的流體流量，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于人的眼睛，控制器的作用類似于人的大腦，執行器的作用類似于人的手腳。一個控制系統的質量受到組成控制系統各組成部件的影響，主要取決于控制系統組成部件中最薄弱環節的影響。2．調節閥的重要性調節閥(controlvalve)用于調節操縱變量的流量，因此，以前亦稱調節閥。從控制系統整體看，一個控制系統控制得好不好，都要通過調節閥來實現。由于下列原因，調節閥變得十分重要。
①調節閥是節流裝置，屬于動部件，與檢測元件和變送器、控制器比較，在控制過程中，調節閥需要不斷改變節流件的流通面積，使操縱變量變化，以適應負荷變化或操作條件的改變。因此，對調節閥閥組件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如，密封會使調節閥摩擦力增加，調節閥死區加大，造成控制系統控制品質變差等。
②調節閥的活動部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏”的主要原因，它不僅造成資源或物料的浪費，也污染環境，引發事故。
③調節閥的閥內件與過程介質直接接觸，和檢測元件與過程介質接觸的不同之處如下
a．調節閥閥組件的接觸介質可能與檢測元件的接觸介質不同，對調節閥的耐腐蝕性、強度、剛度、材料等有更高要求。
b．檢測元件可采用隔離液等方法與過程介質隔離，但調節閥通常與過程介質直接接觸，很難采用隔離的方法與過程介質隔離。
④調節閥的節流使能量在閥內件內部被消耗，因此，降低能耗，降低調節閥的壓力損失，和保證較好的控制品質之間要合理選擇和兼顧。
⑤調節閥對流體進行節流的同時也造成噪聲。例如，當閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時，造成閃蒸；當閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時，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、被控介質特性等有關，因此，降低噪聲，降低壓力損失等對調節閥提出更高要求。
⑥調節閥的適應性強。它被安裝在各種不同的生產過程，生產過程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要調節閥具有各種不同的功能，調節閥應能夠適應不同應用的要求。
⑦檢測元件和變送器、控制器等發展快，投入的人力和物力多。相對來看，通常認為調節閥結構簡單，因此，對調節閥投入研究和開發的人力和物力相對不足。
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