和记怡情APP调节阀的流量特性校正

原创 2020-03-26 14:28  阅读

  调节阀的流量特性校正 作 者:王根平 摘 要:由于在控制系统设计时一般都假定调节阀前后压差为常数,而实际上 压差总会随着阀的开度变化而变化,这种误差会导致调节阀流量特性的畸变, 对系统的控制性能有一定的影响。通过设计调节阀的流量特性校正装置,可 以较好地克服调节阀的畸变,使调节阀的工作特性维持在比较理想的工作状 态。实验证明这种校正对阀的工作特性改善非常明显。 关键字:调节阀 流量特性 压差 校正 1. 前言 在控制系统的实现中,调节阀的选择是很重要的一个环节,和记怡情APP阀的流量特性 直接关系到系统的控制质量。 1.1 调节阀流量特性定义 调节阀流量特性是指流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀心相对行程 (L/Lmax)的关系,即: Q/Qmax=f(L/Lmax) 式中:Q-某一开度下的流量;Qmax-全开时的流量;L-某一开度下的阀心 相对行程;Lmax-阀心全行程。 1.2 理想流量特性 一般说来,改变调节阀的调节阀与阀座间的节流面积便可以调节流量。但 实际上节流面积改变的同时,还发生阀前后压差的变化,这种变化会引起流 量的变化。 研究阀特性时,总是现假设阀前后压差相等,即Δ P 为常数,这样可以得 到调节阀的理想流量特性(图 1):(a)线性流量特性;(b)等百分比流量特 性;(c)快开流量特性。 1.3 实际流量特性 阀门串接在管路系统中,当管路两端的总压降固定不变时,管路内的直管 沿程阻力和管件局部阻力都会随流量而变化,其结果会使调节阀的工作特性 与理想特性有许多差异。 由于阀前后压差与管路总压差两者之间关系变化,在全开时阀上压降与管 路系统总压降值比 S 越小,阀流量特性曲线)。 从上面对调节阀流量特性分析可知,阀在不同压差情况下的畸变是很严重 的,这种畸变给控制系统的设计带来了困难,也会严重影响控制系统的性能 指标。 因此,考虑对调节阀在各种 S 情况下的畸变进行补偿和自动校正,将是非 常有意义的一件工作。本文考虑采用弹片机依据阀的流量特性和实际工作特 性的关系进行补偿和校正,给出了补偿校正原理,并给出了相关补偿实验。 整个实现过程成本低,效果好,有很好的应用空间。 2. 调节阀的线 为补偿原理图,调节阀的畸变自动校正由补偿装置来完成。给定器根 据理想的流量特性给出阀的开度信号 L/Lmax,希望调节阀的相对流量为 Qi*/Qmax=f(Li/Lmax)。由于阀在实际工作中存在特性畸变,在没有补偿装 置的情况下,实际得到的是相对流量为 Qk/Qmax=f(Li/Lmax),显然 Qk/Qmax 与 Qi/Qmax 存在很大差异。所以补偿装置的任务就是在得到给定器输出的开 度信号 L/Lmax 后,通过储存在补偿装置中的理想阀流量特性数据表或公式, 转换而得到对应的理想相对流量,再根据理想的相对流量算出实际需要的开 度行程信号控制调节阀。 2.2 补偿算法实现步骤 我们用一单片机,以查表法来补偿调节阀的非线)将理想阀流量特性数据存入补偿装置。 (2)取给定器输出的开度信号 L/Lmax=0~100%之间 N 个值 L1、L2、…、 LN,采样对应的调节阀的流量 Q1、Q2、… 、QN 并储存在单片机内(图 3 虚线)当给定器输出开度信号为 Li*,由补偿装置将开度对应的理想流量 Qi*找出。即从(2)步采样得到的 Q1、Q2、…、QN 找出 Qi、Qi+1 及对应 的 Li、Li+1,使得 Qi≤Qi*≤Qi+1。 (4)计算出为保证输出 Qi*对应的 LLi: 当 Qi≤Qi*≤Qi+1 时, 当 Qi=Qi+1 时,LLi=Li+1 当 Qi=Qi*时,LLi=Li,LLi 为补偿后补偿装置输出的开度信号。 3. 实验结果 我们对一线/h 条件下,加上补偿装置和不加 补偿装置时做了有关实验,得出流量特性曲线。 实验结果可以看出,补偿装置能较好地将阀实际特性曲线畸变校正过来, 使特性曲线直线度比外补偿前提高了许多,可全程工作。 阀补偿装置除了能校正调节阀的流量特性曲线畸变外,还能按特殊需要而 设计的流量特性曲线工作。要做到这一点,只要将该设计好的流量特性曲线 代替理想流量特性曲线数据即可。 参考文献 [1]王冀程.化工过程控制工程.北京:化学工业出版社,1990 [2][美]F G 欣斯基.过程控制仪表.北京:化学工业出版社,1985 [3]邹祥瑞.化工自动化基础.北京:化学工业出版社,1989

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