上海自動化儀表有限公司作者
更多:/
死區(qū)是超大過程偏差度的主要貢獻者。由于各種各樣的原因,如摩擦力、游移、閥軸扭轉(zhuǎn)、放大器或滑閥的死區(qū)等,調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件可以是一個儀表回路里死區(qū)的主要來源。
死區(qū)是一種通用現(xiàn)象,指的是當(dāng)輸入信號改變方向時,不能使得被測過程變量(PV)產(chǎn)生變化的控制器輸出(CO)值的范圍或?qū)挾?。(見? 章這些術(shù)語的定義)。當(dāng)一個負(fù)載擾動發(fā)生時,過程變量(PV)會偏離設(shè)定點。這個偏差會先通過控制器,后通過過程產(chǎn)生一個糾正性的動作。然而,控制器輸出的一個初始變化可能不會產(chǎn)生一個相應(yīng)的過程變量的糾正性的改變,只有當(dāng)控制器的輸出有大得足于克服死區(qū)的改變時,一個相應(yīng)的過程變量的改變才會發(fā)生。
控制器輸出改變方向的任何時候,在過程變量的任何糾正性改變發(fā)生前,控制器的信號必須通過死區(qū)。工藝過程里死區(qū)的存在會使得過程變量偏離設(shè)定點??刂破鞯妮敵霰仨氃黾拥酱蟮米阌诳朔绤^(qū),只有這時一個糾正性的動作才會發(fā)生。
死區(qū)有很多原因,但是調(diào)節(jié)閥(控制閥)的摩擦力和游移、旋轉(zhuǎn)閥閥軸的扭轉(zhuǎn)以及放大器的死區(qū)是幾種常見的形式。由于大部分的調(diào)節(jié)式控制的動作是由小信號改變(1%或更?。┙M成的,一個有超大死區(qū)的調(diào)節(jié)閥(控制閥)可能甚至根本不會對這么多的小信號改變作出響應(yīng),一個制造精良的閥門應(yīng)該能夠?qū)?%或更小的信號作出響應(yīng)以有效地減小過程偏差度。然而,并不奇怪的是有些閥門展示出5%或更大的死區(qū)。在zui近的一次工廠審計里,30% 的閥門有超過4%的死區(qū)。超過65%的被審計回路有大于2% 的死區(qū)。圖2-3正好表示死區(qū)的組合效果是多么大。這個圖代表正常過程條件下三個不同的調(diào)節(jié)閥(控制閥)的開環(huán)回路測試。這些閥門接受一系列的階躍輸入,范圍從0.5% 到1%。階躍測試必須在那些重要的流動工況下進行,因為這些工況允許評估整個調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件的性能,而不是在大部分的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下僅僅評估閥門執(zhí)行機構(gòu)的性能。
有些對調(diào)節(jié)閥(控制閥)性能的測試僅僅比較相對于輸入信號的執(zhí)行機構(gòu)推桿的行程。這是一種誤導(dǎo),因為它忽略了閥門本身的性能。
關(guān)鍵的是測量流動工況下閥門的動態(tài)性能,這樣,過程變量的改變才能與閥門組件的輸入信號改變相比較。如果只有閥桿對于閥門輸入的改變作出響應(yīng),那么這種測試的意義不大,因為如果沒有相應(yīng)的控制變量的改變,也就沒有對于過程變量的糾正。
在所有三個閥門測試?yán)铮▓D2-3),執(zhí)行機構(gòu)推桿的運動都能對輸入信號的改變作出很好的響應(yīng)。另一方面,這些閥門在對應(yīng)于輸入信號的改變而改變流量的能力方面卻有很大的不同。
對于閥門A,過程變量(流量)能對小到0.5%的輸入信號作出很好的響應(yīng)。閥門B要求輸入信號的改變大于5%,才開始對每一個輸入信號階躍作出很好的響應(yīng)。閥門C 明顯更差,要求信號改變大于10%,才開始對每一個輸入信號階躍作出很好的響應(yīng)。閥門B 或C 的改善過程偏差度的能力是非常差的。
摩擦力是調(diào)節(jié)閥(控制閥)死區(qū)的一個主要原因。旋轉(zhuǎn)閥對于由高的閥座負(fù)載引起的摩擦力非常敏感。對于有些密封型式,高的閥座負(fù)載是為了獲得關(guān)閉等級所必需的。由于高的摩擦力和低的驅(qū)動應(yīng)變剛度,閥軸會扭轉(zhuǎn),無法把運動傳遞給控制元件。結(jié)果是,一個設(shè)計很差的旋轉(zhuǎn)閥可能會展示出很大的死區(qū),這個死區(qū)明顯對過程偏差度有決定性的影響。制造商們通常會在制造過程中潤滑旋轉(zhuǎn)閥的密封,但是經(jīng)過只有幾百次的循環(huán)動作之后,潤滑層就會磨損掉。另外,壓力引起的負(fù)載也會導(dǎo)致密封磨損。結(jié)果是,對于某些閥門型式,閥門的摩擦力可能會增加400% 或更多。這就說明在力矩穩(wěn)定之前,通過使用標(biāo)準(zhǔn)類型的數(shù)據(jù)來評估閥門而得出的性能方面的結(jié)論是誤導(dǎo)。閥門B 和C(圖2-3)表明這些較高的摩擦力矩因素會對一個調(diào)節(jié)閥(控制閥)的性能產(chǎn)生毀滅性的影響。
填料摩擦力是直行程調(diào)節(jié)閥(控制閥)的摩擦力的主要來源。在這些類型的閥門里,測量得到的摩擦力可能會隨著閥門形式和填料結(jié)構(gòu)的不同而有很大的差別。
執(zhí)行機構(gòu)的類型對于調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件的摩擦力也有根本性的影響??偟膩碚f,彈簧薄膜執(zhí)行機構(gòu)比活塞執(zhí)行機構(gòu)對調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件產(chǎn)生更小的摩擦力。彈簧薄膜執(zhí)行機構(gòu)的另外一個優(yōu)點是它的摩擦力比較恒定,不會隨時間的變化而變化?;钊麍?zhí)行機構(gòu)的摩擦力會隨著導(dǎo)向面和O形圈的磨損、潤滑層的損失以及彈性體的性能等級下降而顯著增加。這樣,為了確保連續(xù)的*性能,活塞執(zhí)行機構(gòu)比彈簧薄膜執(zhí)行機構(gòu)需要更加頻繁的維護。如果不進行維護,過程偏差度就會顯著增加,而操作人員對此一無所知。
空程(見第1 章里的定義)給機械連接的空動或松動起的名詞。當(dāng)裝置改變方向時,這種空動會引起運動的不連續(xù)性??粘掏ǔ0l(fā)生在具有各種各樣配置的齒輪驅(qū)動的裝置里。齒條齒輪執(zhí)行機構(gòu)由于空程特別容易產(chǎn)生死區(qū)。有些閥軸的連接也展示出死區(qū)的效果?;ㄦI連接總的來說比鍵槽連接的閥軸或雙D 形結(jié)構(gòu)有更小的死區(qū)。
盡管摩擦力可以通過優(yōu)良的閥門設(shè)計而大大地減小,但是全部消除它卻是一個困難的問題。一個設(shè)計制造精良的調(diào)節(jié)閥(控制閥)應(yīng)該能夠消除由于空程和閥軸扭轉(zhuǎn)而引起的死區(qū)。為了在減小過程偏差度方面取得*效果,整個閥門組件的總的死區(qū)應(yīng)該等于或小于1%,理想地,應(yīng)該低到0.25%。
更多:/
- 版權(quán)與免責(zé)聲明
- 1、凡本網(wǎng)注明"來源:環(huán)保在線"的所有作品,版權(quán)均屬于環(huán)保在線,轉(zhuǎn)載請必須注明環(huán)保在線,http://www.hg1112.cn。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 2、企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容,如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的,一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任,本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
- 3、本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 4、如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。