1、主編 倪志蓮 龔素文機械工業出版社過程控制與自動化儀表過程控制與自動化儀表2第5章過程控制裝置熟悉DDZ-型調節器的基本構成及應用特點、調校方法。掌握AI系列數字式調節儀的使用方法。掌握調節閥的類型、特性及使用方法。3了解調節器的分類及主要功能。124了解電-氣轉換器及閥門定位器的工作原理及適用條件。熟悉安全柵的基本類型及使用方法。56過程控制與自動化儀表35.1控制器v在自動控制系統中，檢測儀表將被控變量轉換成測量信號后，一方面送顯示儀表進行顯示記錄，另一方面送到控制儀表，調節被控變量到預定的數值上。這些控制儀表分為變送器、調節器及執行器等幾類，它的發展經歷了基地式控制儀表、單元組合式控制儀

2、表及計算機控制系統等階段。過程控制與自動化儀表45.1.1基地式調節器和自力式調節器v1.基地式調節器n用磁電式指示儀表和放大電路組成的基地式調節器，用磁電式指示儀表和放大電路組成的基地式調節器，只需配接適當的只需配接適當的傳感器傳感器（如熱電偶）（如熱電偶） 和和執行器件執行器件，就，就能構成兼有顯示功能的簡單調節系統。其結構緊湊、能構成兼有顯示功能的簡單調節系統。其結構緊湊、使用方便，但是它的被調參數不能改變。使用方便，但是它的被調參數不能改變。過程控制與自動化儀表5XCT系列指示調節儀表主要結構示意圖系列指示調節儀表主要結構示意圖5.1.1基地式調節器和自力式調節器1動圈2指針3標尺4鋁

3、旗5線圈6高頻振蕩電路7電爐8加熱絲9測溫元件10調節螺桿11設定針12針擋過程控制與自動化儀表6v2.自力式調節器5.1.1基地式調節器和自力式調節器過程控制與自動化儀表7比例式液位調節器原理圖比例式液位調節器原理圖5.1.1基地式調節器和自力式調節器過程控制與自動化儀表85.1.2電動單元式調節器v單元組合式控制儀表是將整套儀表按照功能劃分成若干獨立的單元，各單元之間用統一的標準信號連接。單元組合式控制儀表按照連接信號的不同可分為氣動單元組合式控制儀表和電動單元組合式控制儀表兩類。過程控制與自動化儀表9v1.DDZ-型儀表概述nDDZ-型儀表是模擬式控制器中較為常見的一種，它型儀表是模擬式

4、控制器中較為常見的一種，它用來自變送器或轉換器的用來自變送器或轉換器的15V直流測量信號作為輸入直流測量信號作為輸入信號，與信號，與15V直流設定信號相比較得到偏差信號，然直流設定信號相比較得到偏差信號，然后對此信號進行后對此信號進行PID運算后，運算后，輸出輸出15V或或420mA的的直流控制信號直流控制信號，從而實現對工藝變量的控制。，從而實現對工藝變量的控制。DDZ-型儀表傳輸示意圖型儀表傳輸示意圖5.1.2電動單元式調節器過程控制與自動化儀表10v2.分類與型號n（1） 分類分類n根據單元功能及結構特點，根據單元功能及結構特點，DDZ-型儀表大體有八個基型品型儀表大體有八個基型品種：種

5、：差壓型二線制變送器；溫度變送器；安全柵；調差壓型二線制變送器；溫度變送器；安全柵；調節器；指示記錄儀；計算單元；電節器；指示記錄儀；計算單元；電-氣轉換器；電源氣轉換器；電源箱。箱。n按使用場所分為危險場所和安全場所兩種儀表：按使用場所分為危險場所和安全場所兩種儀表：按安裝方式可按安裝方式可分為現場安裝、盤面安裝和盤后安裝三種儀表分為現場安裝、盤面安裝和盤后安裝三種儀表。n按儀表在系統中的作用和特點可分為按儀表在系統中的作用和特點可分為變送單元、轉換單元、顯變送單元、轉換單元、顯示單元、調節單元、計算單元及輔助單元示單元、調節單元、計算單元及輔助單元等。等。n（2） 型號型號n型電動儀表以型

6、電動儀表以電（電（Dian）、單（）、單（Dan）、組（）、組（Zu） 三字的三字的漢語拼音字母標志，即漢語拼音字母標志，即DDZ，整套儀表取名為，整套儀表取名為DDZ-型電動型電動單元組合式控制儀表。單元組合式控制儀表。5.1.2電動單元式調節器過程控制與自動化儀表11v3.調節單元結構原理DDZ-型調節器原理框圖型調節器原理框圖5.1.2電動單元式調節器過程控制與自動化儀表12v4.DDZ-型電動單元調節器的基本使用方法n（1 1）通電準備）通電準備n（2 2）用手動操作啟動）用手動操作啟動n（3 3）由手動切換到自動）由手動切換到自動n（4 4）自動控制）自動控制n（5 5）由）由“自動

7、自動” ” 切換到切換到“手動手動” ” n（6 6）“內內” ” 給定與給定與“外外” ” 給定的切換給定的切換5.1.2電動單元式調節器過程控制與自動化儀表135.1.3數字式控制器v數字式控制器以其強大的控制功能、靈活方便的操作手段、清晰直觀的數字顯示以及安全可靠、性價比高等特點，逐漸得到推廣應用。數字式控制器以微處理器為運算和控制核心，可由用戶編制程序， 組成各種控制規律。v數字式控制器有如下主要特點：n1 1）實現了模擬儀表與計算機一體化。）實現了模擬儀表與計算機一體化。n2 2）具有豐富的運算控制功能。）具有豐富的運算控制功能。n3 3）使用靈活方便，通用性強。）使用靈活方便，通用

8、性強。n4 4）具有通信功能，便于系統擴展。）具有通信功能，便于系統擴展。n5 5）可靠性高，維護方便。）可靠性高，維護方便。過程控制與自動化儀表145.1.3數字式控制器vAI系列人工智能調節儀是國內數字顯示儀表中的典型代表，內部采用高性能ASIC芯片和先進的模塊化結構，適合溫度、壓力、流量、液位及濕度等的精確控制，其通用性強，功能強大；采用AC85264V輸入范圍的開關電源或DC24V電源供電，輸入采用數字校正系統，內置常用熱電偶及熱電阻非線性校正表格，測量精確穩定；采用先進的AI人工智能調節算法，無超調，具備自整定（AT） 功能。過程控制與自動化儀表155.1.3數字式控制器v1.主要技

9、術參數n（1 1）輸入參數有多種信號輸入方式。）輸入參數有多種信號輸入方式。n（2 2）測量范圍）測量范圍n（3 3）測量準確度）測量準確度n（4 4）分辨率）分辨率n（5 5）響應時間）響應時間n（6 6）調節方式）調節方式n（7 7）輸出參數（模塊化）輸出參數（模塊化）n（8 8）報警功能）報警功能n（9 9）手動功能）手動功能n（1010）電源）電源n（1111）使用環境）使用環境過程控制與自動化儀表165.1.3數字式控制器v2.儀表接線AI系列智能儀表調節儀儀表接線圖系列智能儀表調節儀儀表接線圖過程控制與自動化儀表175.1.3數字式控制器v3.面板及顯示狀態說明AI系列智能儀表調節

10、儀面板系列智能儀表調節儀面板8-數據增加鍵9-光柱10-給定值顯示窗11-測量值顯示窗1-調節輸出指示燈2-報警1指示燈3-報警2指示燈4-AUX輔助接口工作指示燈5-顯示轉換6-數據移位7-數據減少鍵過程控制與自動化儀表185.1.3數字式控制器AI系列智能儀表調節儀的顯示狀態過程控制與自動化儀表195.1.3數字式控制器v4.基本使用操作n（1 1）顯示轉換）顯示轉換n（2 2）修改數據）修改數據n（3 3）手動自動切換）手動自動切換n（4 4）設置參數）設置參數v5.AI儀表主要參數設置過程控制與自動化儀表205.2執行器v執行器在自動控制系統中接受調節器的控制號，改變操縱變量，使生產過

11、程按預定要求正常執行。v執行器由執行機構和控制機構兩部分組成。v執行器按其能源形式分為液動、氣動和電動三大類。過程控制與自動化儀表215.2.1氣動執行器v氣動執行器通常稱為氣動調節閥、氣動控制閥，是以被壓縮的空氣作為能源來操縱控制機構的。氣動執行器外形氣動執行器外形過程控制與自動化儀表22v.氣動執行器的結構與分類n（1 1）執行機構氣動執行機）執行機構氣動執行機構主要分為構主要分為薄膜式薄膜式和和活塞式活塞式兩兩種。種。n（2 2）控制機構控制機構即）控制機構控制機構即調節閥調節閥、控制閥控制閥，是一個局部，是一個局部阻力可以改變的節流元件。阻力可以改變的節流元件。氣動執行器結構示意圖氣動

12、執行器結構示意圖1薄膜（波紋膜片）薄膜（波紋膜片） 2閥桿閥桿3閥芯閥芯4閥座閥座5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表23v控制閥的結構類型閥體內只有一個閥芯與閥座角形閥的兩個接管呈直角形，一般為底進側出閥體內有兩個閥芯和閥座5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表24v控制閥的結構類型三通閥共有三個出入口與工藝管道連接。其流通方式有合流（兩種介質混合成一路）型和分流（一種介質分成兩路） 型兩種。采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜又名翻板閥5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表25v控制閥的結構類型又名套筒形調節閥，它的閥體與一般的直通單座閥相似。又名偏心旋轉閥， 它的閥芯呈扇形球面狀， 與撓曲

13、臂及軸套一起鑄成，固定在轉動軸上。球閥的閥芯與閥體都呈球形，轉動閥芯使之與閥體處于不同的相對位置時，就具有不同的流通面積，以達到流量控制的目的。球閥閥芯有形和形兩種開口形式。5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表26v2.調節閥的流量特性n調節閥的流量特性是指被控介質流過閥門的相對流量調節閥的流量特性是指被控介質流過閥門的相對流量與閥門的相對開度（相對位移）之間的關系，即與閥門的相對開度（相對位移）之間的關系，即相對流量相對開度5.2.1氣動執行器)(maxLlfQQ過程控制與自動化儀表27v（1）調節閥的理想流量特性n在在不考慮調節閥前后壓差變化時得到的流量特性不考慮調節閥前后壓差變化時得

14、到的流量特性稱為理想流量特稱為理想流量特性。它取決于閥芯的形狀，主要有性。它取決于閥芯的形狀，主要有直線直線、等百分比（對數）等百分比（對數）、拋拋物線物線及及快開快開等幾種。等幾種。不同流量特性的閥芯形狀不同流量特性的閥芯形狀1快開2直線3拋物線4等百分比理想流量特性理想流量特性1快開2直線3拋物線4等百分比5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表28v（2）調節閥的工作流量特性n在實際生產中，調節閥前后壓差總是變化的，這時的在實際生產中，調節閥前后壓差總是變化的，這時的流量特性稱為工作流量特性。流量特性稱為工作流量特性。n）串聯管道的工作流量特性。）串聯管道的工作流量特性。串聯管道的情況串

15、聯管道的情況管道串聯時調節閥壓差變化情況管道串聯時調節閥壓差變化情況系統總壓差pp管路系統（除調節閥外的全部設備和管道的各局部阻力之和） 的壓差p2p2調節閥的壓差p1p1+=5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表29管道串聯時調節閥的工作特性管道串聯時調節閥的工作特性表示調節閥全開時閥上壓差與系統總壓差（即系統中最大流量時壓力損失總和） 之比。5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表30n2 2） 并聯管道的工作流量特性。并聯管道的工作流量特性。并聯管道的情況并聯管道的情況管路的總流量+=并聯管道時調節閥的工作特性并聯管道時調節閥的工作特性旁路流量調節閥流量x代表并聯管道時控制閥全開時的流

16、量Q1max與總管最大流量Qmax之比5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表31v綜合串、并聯管道的情況，可得如下結論：n1 1）串、并聯管道都會使閥的理想流量特性發生畸變，）串、并聯管道都會使閥的理想流量特性發生畸變，串聯管道的影響尤為嚴重。串聯管道的影響尤為嚴重。n2 2）串、并聯管道都會使調節閥的可調范圍降低，并聯）串、并聯管道都會使調節閥的可調范圍降低，并聯管道尤為嚴重。管道尤為嚴重。n3 3）串聯管道使系統總流量減少，并聯管道使系統總流）串聯管道使系統總流量減少，并聯管道使系統總流量增加。量增加。n4 4）串、并聯管道會使調節閥的放大倍數減小，即輸入）串、并聯管道會使調節閥的放大倍

17、數減小，即輸入信號變化引起的流量變化值減少。串聯管道時調節閥信號變化引起的流量變化值減少。串聯管道時調節閥若處于大開度，則值的降低對放大倍數影響更為嚴若處于大開度，則值的降低對放大倍數影響更為嚴重；并聯管道時調節閥若處于小開度，則值降低對重；并聯管道時調節閥若處于小開度，則值降低對放大倍數影響更為嚴重。放大倍數影響更為嚴重。5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表32v3.調節閥的選擇n（1 1）調節閥結構與特性的選擇）調節閥結構與特性的選擇n調節閥的結構形式主要根據工藝條件，如溫度、壓力及介質的物理、調節閥的結構形式主要根據工藝條件，如溫度、壓力及介質的物理、化學特性（如腐蝕性、粘度等）化學

18、特性（如腐蝕性、粘度等） 來選擇。來選擇。n（2 2）氣開式與氣關式的選擇）氣開式與氣關式的選擇n氣動執行器有氣動執行器有氣開式氣開式與與氣關式氣關式兩種形式。兩種形式。氣開、氣關組合方式氣開、氣關組合方式5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表33n（3） 調節閥口徑的選擇調節閥口徑的選擇n調節閥口徑選擇是否合適將直接影響到控制效果調節閥口徑選擇是否合適將直接影響到控制效果。n調節閥口徑的選擇調節閥口徑的選擇是由是由調節閥流量系數調節閥流量系數決定的。決定的。n流量系數流量系數的定義為：在給定的行程下，當閥兩端壓差為的定義為：在給定的行程下，當閥兩端壓差為100kPa，流體密度為流體密度為1

19、g/cm3時，流經調節閥的流體流量（以時，流經調節閥的流體流量（以m3/h表示）。表示）。n調節閥的流量系數調節閥的流量系數C表示調節閥容量的大小，是表示調節閥流通能力表示調節閥容量的大小，是表示調節閥流通能力的參數。的參數。是流經閥的流量（ m3/h ）是流體密度（g/cm3）p1-p2是閥前后的壓差（kPa）5.2.1氣動執行器2110PPQC過程控制與自動化儀表34v4.氣動執行器的安裝和維護n）為便于維護檢修，氣動執行器應安裝在靠近地面或樓板的地）為便于維護檢修，氣動執行器應安裝在靠近地面或樓板的地方。方。n）氣動執行器應安裝在環境溫度不高于）氣動執行器應安裝在環境溫度不高于60和不低

20、于和不低于40的地方，并應遠離振動較大的設備。的地方，并應遠離振動較大的設備。n）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時，兩者之間應加一段異）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時，兩者之間應加一段異徑管。徑管。n）氣動執行器應該是正立垂直安裝于水平管道上。）氣動執行器應該是正立垂直安裝于水平管道上。n）通過調節閥的流體方向在閥體上有箭頭標明，不能裝反，正）通過調節閥的流體方向在閥體上有箭頭標明，不能裝反，正如孔板不能反裝一樣。如孔板不能反裝一樣。n）調節閥前后一般應各裝一只切斷閥，以便修理時拆下調節閥。）調節閥前后一般應各裝一只切斷閥，以便修理時拆下調節閥?？紤]到調節閥發生故障或維修時，不影響工藝生產的

21、繼續進行，考慮到調節閥發生故障或維修時，不影響工藝生產的繼續進行，一般應裝旁路閥。一般應裝旁路閥。n）調節閥安裝前，應對管路進行清洗，排去污物和焊渣。）調節閥安裝前，應對管路進行清洗，排去污物和焊渣。n）在日常使用中，要對調節閥經常維護和定期檢修。）在日常使用中，要對調節閥經常維護和定期檢修。5.2.1氣動執行器過程控制與自動化儀表355.2.2電動執行器v電動執行器與氣動執行器一樣，也是控制系統中常用的執行器。它接收來自控制器的010mA或420mA的直流電流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構，從而實現自動控制。v電動執行器按執行機構的不同可分為角行程、直

22、行程和多轉式等類型。過程控制與自動化儀表36v1.基本結構n（1 1） 執行機構的基本結構執行機構的基本結構電動執行器的外形圖電動執行器的外形圖智能電動執行機構智能電動執行機構執執 行行 機機 構構調調節節閥閥控制器控制器顯示器顯示器功率驅動功率驅動伺服電機伺服電機傳動部分傳動部分行程標尺行程標尺殼體殼體輸出軸輸出軸支架支架聯接螺母聯接螺母5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表37n（2 2） 調節閥的基本結構調節閥的基本結構n電動執行器中的調節閥與氣動執行器基本相同。最常用的是電動執行器中的調節閥與氣動執行器基本相同。最常用的是直通單座直通單座閥閥和和直通雙座閥直通雙座閥兩種。兩種。n（3

23、 3） 控制器的結構控制器的結構5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表38v2.執行機構的工作原理n電動執行機構是以電動執行機構是以伺服電動機為驅動源伺服電動機為驅動源、以、以直流電流直流電流為控制及反饋信號為控制及反饋信號。5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表39v3.線路連接與調試（）（） 線路連接線路連接 只需兩路線只需兩路線電源線電源線和和控制線控制線。執行機構電氣連接圖執行機構電氣連接圖5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表40v（2）調試n執行機構在出廠前都進行了整定，一般使用時不需要執行機構在出廠前都進行了整定，一般使用時不需要再調試。實際使用中可能需要對調節閥的開度進行

24、整再調試。實際使用中可能需要對調節閥的開度進行整定。定。n）基本原則。）基本原則。n三位同步：三位同步：調節閥位置調節閥位置、限位開關位置限位開關位置和和對應信號位置對應信號位置。n）整定方法。）整定方法。5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表41v4.智能控制器的使用n（1 1） 面板說明面板說明智能控制器操作面板圖智能控制器操作面板圖閥門位置自動定閥門位置自動定位指示燈，簡稱自位指示燈，簡稱自整定整定ATAT指示燈指示燈執行器輸出軸朝執行器輸出軸朝上運動指示燈上運動指示燈執行器輸出軸朝執行器輸出軸朝下運動指示燈下運動指示燈手動控制指示燈手動控制指示燈自動控制指示燈自動控制指示燈報警指示燈

25、報警指示燈參數設置鍵（兼參數設置鍵（兼參數顯示操作）參數顯示操作）數據鍵（兼手動數據鍵（兼手動朝上操作）朝上操作）數據鍵（兼手動數據鍵（兼手動朝下操作）朝下操作）數據修改移位鍵數據修改移位鍵（兼手動（兼手動/ /自動切換自動切換操作）。操作）?？刂浦碉@示窗控制值顯示窗/ /故故障信息顯示窗（前障信息顯示窗（前三位數值）三位數值）閥位值顯示窗閥位值顯示窗 （后三位數值）（后三位數值）5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表42n（2 2） 數碼顯示狀態數碼顯示狀態n1 1） 正常顯示狀態。正常顯示狀態。n2 2） 故障顯示狀態。故障顯示狀態。n（3 3） 操作說明操作說明n1 1） 基本操作。基

26、本操作。n2 2） 閥門位置自動定位操作閥門位置自動定位操作n（4 4） 主要參數功能主要參數功能5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表43v5.電動調節閥的安裝和使用注意事項n1 1）電動調節閥最好是正立垂直安裝在水平管道上，特）電動調節閥最好是正立垂直安裝在水平管道上，特殊需要時也可任意安裝（除使電動調節閥倒置外）。殊需要時也可任意安裝（除使電動調節閥倒置外）。在閥自重較大和有振動場合傾斜安裝時應加支承架。在閥自重較大和有振動場合傾斜安裝時應加支承架。n2 2）安裝時，應使介質的流通方向和閥體標定箭頭方向）安裝時，應使介質的流通方向和閥體標定箭頭方向一致，電動調節閥一般應設置旁通管路。閥

27、的口徑與一致，電動調節閥一般應設置旁通管路。閥的口徑與管路直徑不一致時，應采用漸縮管件。電動調節閥的管路直徑不一致時，應采用漸縮管件。電動調節閥的安裝地點應留有足夠的空間，以便調試與維修。安裝地點應留有足夠的空間，以便調試與維修。n3 3）安裝電動調節閥時應避免給閥帶來附加應力，當調）安裝電動調節閥時應避免給閥帶來附加應力，當調節閥安裝在管道較長的地方時，應安裝支承架；安裝節閥安裝在管道較長的地方時，應安裝支承架；安裝在振動劇烈的場合時，應采取相應的避振措施。在振動劇烈的場合時，應采取相應的避振措施。n4 4）在安裝電動調節閥前，應清洗管道，清除污物，安）在安裝電動調節閥前，應清洗管道，清除污

28、物，安裝后使閥全開，再對管路、閥進行清洗及檢查各連接裝后使閥全開，再對管路、閥進行清洗及檢查各連接處的密封性。處的密封性。5.2.2電動執行器過程控制與自動化儀表44n5）注意防潮，應防止灰塵加快閥桿與填料的磨損，引）注意防潮，應防止灰塵加快閥桿與填料的磨損，引起填料處泄露。另外，若安裝在露天場合，應加裝保起填料處泄露。另外，若安裝在露天場合，應加裝保護罩，以防暴曬雨淋。護罩，以防暴曬雨淋。n6）打開電動執行機構外罩即可進行外部接線，在執行）打開電動執行機構外罩即可進行外部接線，在執行機構和閥開始工作之前，以及移開外殼之前，應切斷機構和閥開始工作之前，以及移開外殼之前，應切斷執行機構的主電源。

29、執行機構的主電源。n7）將）將AC220V電源相線連接執行機構的到電源相線連接執行機構的到“9” 端，中端，中性線連接到性線連接到“10”端；接地線連接到接地端。端；接地線連接到接地端。n8）為避免冷凝水進入執行機構，在環境溫度變化較大）為避免冷凝水進入執行機構，在環境溫度變化較大或濕度較大的情況下，需要安裝加熱電阻?；驖穸容^大的情況下，需要安裝加熱電阻。n9）手輪操作：必須先斷電源，再手動操作手輪。）手輪操作：必須先斷電源，再手動操作手輪。n10）在安裝電動調節閥時，不要直接采用電焊，以免）在安裝電動調節閥時，不要直接采用電焊，以免損壞內部電子電路。損壞內部電子電路。5.2.2電動執行器過程

30、控制與自動化儀表455.3其他輔助儀表v當采用電動儀表或計算機進行控制時，就要配用電-氣轉換器或電-氣閥門定位器，將電信號轉換為標準氣壓信號，以便和薄膜式氣動調節閥或活塞式氣動調節閥配套使用。電電-氣轉換示意圖氣轉換示意圖過程控制與自動化儀表465.3.1電-氣轉換器v一種力平衡式的電-氣轉換器原理圖。電電-氣轉換器的原理圖氣轉換器的原理圖過程控制與自動化儀表475.3.2閥門定位器v 1 1）用于高壓差的場合）用于高壓差的場合. .v 2 2）用于高壓、高溫或低溫介質的場合。）用于高壓、高溫或低溫介質的場合。v 3 3）用于介質中含有固體懸浮物或黏性流體的場合。）用于介質中含有固體懸浮物或黏

31、性流體的場合。v 4 4）用于調節閥口徑較大的場合。）用于調節閥口徑較大的場合。v 5 5）用于實現分程控制。）用于實現分程控制。v 6 6）用于改善調節閥的流量特性。）用于改善調節閥的流量特性。閥門定位器的作用圖閥門定位器的作用圖過程控制與自動化儀表48v2.電-氣閥門定位器的工作原理5.3.2閥門定位器由調節器來的420mA信號輸入線圈后，動鐵磁化而產生磁場；同時，動鐵又位于永久磁鋼所產生的磁場之中。因此，兩個磁場相互作用，使動鐵產生以支點為中心的偏轉電磁力矩。在動鐵的一端固定有擋板，所以動鐵的偏轉改變了噴嘴與擋板之間的間隙，從而引起氣動功率放大器背壓的變化，背壓的變化經氣動功率放大器放大

32、后，得到20100kPa的氣壓信號，驅動氣動薄膜調節閥的閥桿動作。利用調節閥推桿的位移，帶動比例臂，使比例臂另一端的反饋凸輪軸轉動，凸輪推動反饋桿，通過反饋彈簧給動鐵以反饋力矩，使動鐵達到力的平衡，從而實現輸入電流與閥位的比例關系。 過程控制與自動化儀表49v3.電-氣閥門定位器的調校閥門定位器調校連接圖閥門定位器調校連接圖1過濾器2減壓器3電-氣閥門定位器 4百分表5百分表架60.5級壓力表7氣動薄膜調節閥80.5級毫安表9恒流給定器（020mA）5.3.2閥門定位器過程控制與自動化儀表505.3.3安全火花防爆系統及安全柵v1.安全火花防爆系統的概念n（1） 儀表防爆基本知識儀表防爆基本知

33、識n安全火花防爆的實質就是限制火花的能量。在純電阻電路中，安全火花防爆的實質就是限制火花的能量。在純電阻電路中，這種能量主要取決于電壓和電流的數值。這種能量主要取決于電壓和電流的數值。n當當電路的電壓限制在直流電路的電壓限制在直流30V時，各種爆炸性混合物可按其時，各種爆炸性混合物可按其最最小引爆電流分為三級小引爆電流分為三級。級 別最小引爆電流/mA爆炸性混合物種類i120甲烷、乙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙酮、氨、一氧化碳等70i120乙烯、乙醚、丙烯腈等i70氫、乙炔、二硫化碳、市用煤氣、水煤氣、焦爐煤氣等過程控制與自動化儀表515.3.3安全火花防爆系統及安全柵v我國對危險場所危險性的劃分

34、爆炸性物質區域定義國家標準氣體（CLASS ）在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場所0區在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現的場所1區在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現，僅僅在不正常情況下，偶爾或短時間出現的場所2區粉塵或纖維（CLASS /）在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續、短時間頻繁地出現或長時間存在的場所10區在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不可能出現，僅僅在不正常情況下，偶爾或短時間出現的場所11區過程控制與自動化儀表525.3.3安全火花防爆系統及安全柵v根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲國家及世界上大部分國家和地區

35、將爆炸性氣體分為四個危險等級。工況類別氣體分類代表性氣體最小引爆火花能量/mJ礦井下甲烷0.280礦井外的工廠A丙烷0.180B乙烯0.060C氫氣0.019過程控制與自動化儀表53n（2 2） 安全火花防爆儀表安全火花防爆儀表n與結構防爆儀表相比，安全火花防爆儀表的優點如下：與結構防爆儀表相比，安全火花防爆儀表的優點如下：n1 1） 防爆等級比結構防爆儀表高一級，可用于后者所不能勝任的氫氣、防爆等級比結構防爆儀表高一級，可用于后者所不能勝任的氫氣、乙炔等最危險的場所。乙炔等最危險的場所。n2 2） 長期使用不會降低防爆等級。長期使用不會降低防爆等級。n3 3） 可用安全火花型測試儀器在危險現

36、場進行帶電測試和檢修可用安全火花型測試儀器在危險現場進行帶電測試和檢修5.3.3安全火花防爆系統及安全柵本質安全型儀表設備按安全程度和使用場所不同，可分為Exia和Exib兩類。Exia的防爆級別高于Exib。Exia級本質安全儀表在正常工作狀態下以及電路中存在兩起故障時，電路元件不會發生燃爆。在ia型電路中，工作電流被限制在100mA以下。Exib級本質安全儀表在正常工作狀態下以及電路中存在一起故障時，電路元件不發生燃爆。在ib型電路中，工作電流被限制在150mA以下。 過程控制與自動化儀表54n（3 3） 安全火花防爆系統安全火花防爆系統n本質安全型儀表適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、

37、蒸氣混本質安全型儀表適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物，并可以在通電的情況下進行維修和調校。但是它合物，并可以在通電的情況下進行維修和調校。但是它不能單獨不能單獨使用，必須和本質安全型關聯設備（安全柵）、外部配線一起組使用，必須和本質安全型關聯設備（安全柵）、外部配線一起組成本質安全型防爆系統，才能發揮防爆功能。成本質安全型防爆系統，才能發揮防爆功能。安全火花防爆系統的基本結構圖安全火花防爆系統的基本結構圖5.3.3安全火花防爆系統及安全柵過程控制與自動化儀表55v2.安全柵n安全柵又稱為安全保持器。安全柵又稱為安全保持器。n目前使用的安全柵主要有目前使用的安全柵主要有電阻式電阻式、齊納式齊納式、中繼放大中繼放大式式和和隔離式隔離式四種。其中，齊納式和隔離式最為常見。四種。其中，齊納式和隔離式最為常見。5.3.3安全火花防爆系統及安全柵過程控制與自動化儀表56v（1）電阻式安全柵n電阻式安全柵是最簡單的一種，它采用電阻限電流的電阻式安全柵是最簡單的一種，它采用電阻