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閥門(mén)管道過(guò)程控制術(shù)語(yǔ)
閥門(mén)管道過(guò)程控制術(shù)語(yǔ)
附件:一個(gè)安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上補(bǔ)充執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能并使其成為一個(gè)完整的操作單元的裝置。例子包括定位器、供氣壓力調(diào)節(jié)器、電磁閥和限位開(kāi)關(guān)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)*:一個(gè)提供力或運(yùn)動(dòng)去打開(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)的氣動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件:一個(gè)包括所有相關(guān)附件使之成為一個(gè)完整的操作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
空程:提供給一種死區(qū)的通用名詞。這種死區(qū)是當(dāng)一個(gè)裝置的輸入改變方向時(shí)由于裝置輸入與輸出之間的暫時(shí)中斷引起的。一個(gè)機(jī)械連接的松弛或松動(dòng)是空程的一個(gè)典型例子。
(圖中所示:薄膜調(diào)節(jié)閥配閥門(mén)定位器減壓閥)
流通能力*:在規(guī)定條件下通過(guò)一個(gè)閥門(mén)的流量。
閉環(huán)回路:一種過(guò)程元件的相互連接方式:有關(guān)過(guò)程變量的信息被連續(xù)不斷地反饋給控制器的設(shè)定點(diǎn),以連續(xù)地、自動(dòng)地糾正過(guò)程變量。
控制器:一種通過(guò)使用某些既定的運(yùn)算來(lái)調(diào)節(jié)控制變量的自動(dòng)操作的裝置??刂破鞯妮斎虢邮荜P(guān)于過(guò)程變量狀態(tài)的信息,然后提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給終端控制元件??刂苹芈罚海ㄒ?jiàn)“閉環(huán)回路”。)
控制范圍:調(diào)節(jié)閥(控制閥)能夠把實(shí)際閥門(mén)增益保持在標(biāo)準(zhǔn)值0.5 和2.0 之間的閥門(mén)行程范圍。
調(diào)節(jié)閥(控制閥):(見(jiàn)“調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件”。)
調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件:包括通常安裝在閥門(mén)上的所有部件:閥體組件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、定位器、調(diào)壓器、轉(zhuǎn)換器、限位開(kāi)關(guān)等。
死區(qū):輸入信號(hào)改變方向但不致于引起輸出信號(hào)的可以觀察到的變化時(shí),輸入信號(hào)的可變化范圍。死區(qū)是用來(lái)描述一種適用于任何裝置的通用現(xiàn)象的名詞。對(duì)于閥門(mén)組件,控制器的輸出(CO)是閥門(mén)組件的輸入,而過(guò)程變量(PV)是輸出,如圖1-1 所示。使用術(shù)語(yǔ)“死區(qū)”時(shí),有必要把輸入和輸出區(qū)分開(kāi)來(lái),并確保測(cè)量死區(qū)的任何測(cè)試在全部負(fù)載條件下進(jìn)行。死區(qū)典型地表示為百分比的輸入量程。
時(shí)滯時(shí)間:從一個(gè)小的階躍輸入(通常0.25%-5%)起,系統(tǒng)沒(méi)有響應(yīng)被檢測(cè)到的時(shí)間長(zhǎng)短(Td)。它從階躍輸入開(kāi)始的時(shí)間起測(cè)量,一直到被測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)生個(gè)能檢測(cè)到的響應(yīng)的時(shí)間為止。時(shí)滯時(shí)間可用于閥門(mén)組件或整個(gè)工藝過(guò)程。(見(jiàn)T63)
閥板:帶線(xiàn)性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的、用來(lái)調(diào)節(jié)流量的閥內(nèi)件元件,也可指閥芯或截流元件。等百分比特性*:一種固有流量特性:額定行程的等量增加會(huì)理想地產(chǎn)生流量系數(shù)(CV)的等百分比的改變(圖1-2)。
終端控制元件:執(zhí)行由控制器的輸出決定的控制策略的裝置。終端控制元件可以是一個(gè)減振器、一個(gè)變速驅(qū)動(dòng)泵或一個(gè)開(kāi)關(guān)式切換裝置,但是過(guò)程控制工業(yè)里常見(jiàn)的終端控制元件是調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件。調(diào)節(jié)閥(控制閥)調(diào)節(jié)流動(dòng)的流體,如氣體、蒸汽、水或化學(xué)混合物,以補(bǔ)償擾動(dòng)并使得被控制的過(guò)程變量盡可能地靠近需要的設(shè)定點(diǎn)。
一階:這個(gè)術(shù)語(yǔ)指的是一個(gè)裝置的輸入與輸出之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。一個(gè)一階系統(tǒng)或裝置只有一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置。它的輸入與輸出之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系是由外部行為決定的。
摩擦力:趨向于阻止兩個(gè)相互接觸表面之間的相互運(yùn)動(dòng)的力。摩擦力是把兩個(gè)表面壓在一起的正壓力和這兩個(gè)表面的特性的函數(shù)。摩擦力有兩種:靜態(tài)摩擦力和動(dòng)態(tài)摩擦力。靜態(tài)摩擦力是在兩個(gè)表面之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)之前必須克服的力。一旦相對(duì)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后,為了保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)而必須克服的力就是動(dòng)態(tài)摩擦力。移動(dòng)或滑動(dòng)摩擦,是口語(yǔ),有時(shí)候用來(lái)描述動(dòng)態(tài)摩擦力。粘住、滑擦、或“靜摩擦”,也是口語(yǔ),有時(shí)候用來(lái)描述靜態(tài)摩擦力。靜態(tài)摩擦力是閥門(mén)組件死區(qū)的主要原因之一。
增益:通用術(shù)語(yǔ),可用于許多情況。在它常用的含義里,增益是一個(gè)給定系統(tǒng)或裝置的輸出改變量相對(duì)于引起該輸出改變量的輸入改變量的比例。增益有兩種:靜態(tài)增益和動(dòng)態(tài)增益。靜態(tài)增益是輸入與輸出之間的增益關(guān)系,是系統(tǒng)或裝置處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),輸入能夠引起輸出改變的程度的指標(biāo)。敏感性有時(shí)候用來(lái)說(shuō)明靜態(tài)增益。動(dòng)態(tài)增益是時(shí)當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)動(dòng)或流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的輸入與輸出之間的增益關(guān)系。動(dòng)態(tài)增益是輸入改變頻率或比率的函數(shù)。
滯后*: 在一個(gè)校驗(yàn)循環(huán)里,相對(duì)于任何單個(gè)輸入值的輸出值的大差值,不包括由于死區(qū)引起的誤差。
固有特性*:在經(jīng)過(guò)閥門(mén)的壓力降恒定時(shí),隨著截流元件(閥板)從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到額定行程的過(guò)程中流量系數(shù)與截流元件(閥板)行程之間的關(guān)系。典型地,這些特性可以繪制在曲線(xiàn)圖上,其水平軸用百分比行程表示,而垂直軸用百分比流量(或Cv 值)表示(圖1-2)。由于閥門(mén)流量是閥門(mén)行程和通過(guò)閥門(mén)的壓力降的函數(shù),在恒定的壓力降下進(jìn)行流量特性測(cè)試提供了一種比較閥門(mén)特性類(lèi)型的系統(tǒng)方法。用這種方法測(cè)得的典型的閥門(mén)特性有線(xiàn)性、等百分比和快開(kāi)(圖1-2)。
固有閥門(mén)增益: 在恒定的壓力降條件下,通過(guò)閥門(mén)的流量改變量相對(duì)于閥門(mén)的行程改變量的比例。固有閥門(mén)增益是閥門(mén)結(jié)構(gòu)的固有函數(shù)。它等于固有特性曲線(xiàn)在任意行程點(diǎn)上的斜率,也是閥門(mén)行程的函數(shù)。
安裝特性*: 當(dāng)通過(guò)閥門(mén)的壓力降受到變化的過(guò)程條件的影響時(shí),隨著截流元件(閥板)從關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到額定行程的過(guò)程中流量與截流元件(閥板)行程之間的關(guān)系。(關(guān)于安裝特性是如何確定的更多細(xì)節(jié),請(qǐng)參閱*二章里的“閥門(mén)類(lèi)型與特性化”。)
安裝閥門(mén)增益: 在實(shí)際過(guò)程條件下,通過(guò)閥門(mén)的流量改變量相對(duì)于閥門(mén)行程改變量的比例。安裝閥門(mén)增益是當(dāng)閥門(mén)安裝在一個(gè)特定的系統(tǒng)里,且壓力降允許根據(jù)總系統(tǒng)的指令而自然改變時(shí)產(chǎn)生的閥門(mén)增益關(guān)系。安裝閥門(mén)增益等于安裝特性曲線(xiàn)的斜率,也是閥門(mén)行程的函數(shù)。(關(guān)于安裝增益是如何確定的更多細(xì)節(jié),請(qǐng)參閱*二章“閥門(mén)類(lèi)型與特性化”。)
I/P: 電流- 氣壓(I 到P)的縮寫(xiě)。典型地用于輸入轉(zhuǎn)換器模塊。
線(xiàn)性度*: 與兩個(gè)變量有關(guān)的一條曲線(xiàn)與一條直線(xiàn)的接近程度。(線(xiàn)性度也指的是相同的直線(xiàn)作用于向上和向下兩個(gè)方向。這樣,上面所定義的死區(qū)典型地會(huì)被認(rèn)為是一種非線(xiàn)性度。)
線(xiàn)性特性*: 一種固有流量特性,可以用一條直線(xiàn)在流量系數(shù)(Cv 值)相對(duì)于額定行程的長(zhǎng)方形圖上表示出來(lái)。因此,行程的等量增加提供流量系數(shù)(Cv)的等量增加(圖1-2)。
回路:(見(jiàn)“閉環(huán)回路”。)
回路增益:所有回路元件被看作串聯(lián)在回路里時(shí)的組合增益。有時(shí)候指的是開(kāi)環(huán)增益,有時(shí)候必須清楚地說(shuō)明指的是靜態(tài)回路增益還是動(dòng)態(tài)回路增益。
手動(dòng)控制:(見(jiàn)“開(kāi)環(huán)回路”。)
開(kāi)環(huán)回路:這樣一種情況:過(guò)程控制元件的連接被中斷,這樣,過(guò)程變量的信息不再反饋給控制器的設(shè)定點(diǎn),所以對(duì)過(guò)程變量的糾正也不再進(jìn)行。這種情況典型地是通過(guò)把控制器設(shè)置在手動(dòng)操作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
填料:閥門(mén)組件的一個(gè)部件,用于防止閥板或閥桿周?chē)男孤?br>
定位器*: 一個(gè)位置控制器(伺服機(jī)構(gòu)),它在機(jī)械上被連接到終端控制元件或其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件上,自動(dòng)調(diào)整向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出,以保持一個(gè)需要的與輸入信號(hào)成比例的閥門(mén)位置。
過(guò)程:控制回路里除了控制器之外的所有組合元件。過(guò)程典型地包括調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件、被控制的壓力容器或熱交換器、以及傳感器、泵和變送器。
過(guò)程增益:被控制的過(guò)程變量的改變量對(duì)于相應(yīng)的控制器輸出的改變量的比例。
過(guò)程偏差度:關(guān)于過(guò)程是如何被緊密地控制在設(shè)定點(diǎn)周?chē)囊环N的統(tǒng)計(jì)學(xué)測(cè)量。過(guò)程偏差度典型地以百分比定義為(2σ/m),式中m是被測(cè)過(guò)程變量的設(shè)定點(diǎn)或平均值,σ 是過(guò)程變量的標(biāo)準(zhǔn)方差。
快開(kāi)特性*:一種固有流量特性:在截流元件很小的行程下可以獲得很大的流量系數(shù)(圖1-2)。
放大器:一個(gè)作用類(lèi)似于功率放大器的裝置。它接受電氣、氣動(dòng)或機(jī)械輸入信號(hào),并提供大流量的空氣或液壓流體輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。放大器可以是定位器的一個(gè)內(nèi)部元件或者一個(gè)單獨(dú)的閥門(mén)附件。
分辨率:當(dāng)輸入不改變方向時(shí)用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)能檢測(cè)到的輸出變化所需要的小可能的輸入變化。分辨率典型地表示為百分比的輸入量程。
響應(yīng)時(shí)間:通常由一個(gè)包括時(shí)滯時(shí)間和時(shí)間常數(shù)的參數(shù)來(lái)測(cè)量。(見(jiàn)T63、時(shí)滯時(shí)間和時(shí)間常數(shù)。)用于調(diào)節(jié)閥(控制閥)時(shí),它包括整個(gè)閥門(mén)組件。
二階:一個(gè)術(shù)語(yǔ),指的是一個(gè)裝置的輸入與輸出之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。一個(gè)二階系統(tǒng)或裝置有兩個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置。它們能夠在它們自己之間來(lái)回傳輸動(dòng)態(tài)和潛在能量,這樣就引入了振蕩行為或超調(diào)的可能性。
傳感器:一個(gè)測(cè)量過(guò)程變量值并提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給變送器的裝置。傳感器可以是變送器的集成部件,也可以是一個(gè)單獨(dú)的元件。
設(shè)定點(diǎn):一個(gè)參考值,代表需要的被控制的過(guò)程變量值。
閥軸扭轉(zhuǎn):一種現(xiàn)象,指的是閥軸的一端扭轉(zhuǎn)而另一端不扭轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象典型地發(fā)生在執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一根相對(duì)長(zhǎng)的閥軸連接到閥門(mén)截流元件上的旋轉(zhuǎn)式閥門(mén)上。當(dāng)閥門(mén)的密封摩擦力把閥軸的一端保持在某一個(gè)位置時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)一端的閥軸的旋轉(zhuǎn)被閥軸的扭轉(zhuǎn)所吸收,直到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入傳遞出足夠的力來(lái)克服這個(gè)摩擦力。(閥門(mén))口徑計(jì)算:一種經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法,用來(lái)確保閥門(mén)在一系列的過(guò)程工況條件下有正確的流通能力。
粘?。海ㄒ?jiàn)“摩擦力”。)
T63 :設(shè)備響應(yīng)時(shí)間的一種測(cè)量。它是通過(guò)把一個(gè)小的階躍輸入(通常1 - 5%)作用到系統(tǒng)上來(lái)測(cè)量的。T63從階躍輸入開(kāi)始的時(shí)間起測(cè)量,一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63%的終穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間為止。它是系統(tǒng)時(shí)滯時(shí)間(Td)和系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)(t)的組合值。(見(jiàn)“滯后時(shí)間”和“時(shí)間常數(shù)”。)
時(shí)間常數(shù):一個(gè)通常用于一階元件的時(shí)間參數(shù)。它是從系統(tǒng)產(chǎn)生個(gè)相對(duì)于小階躍輸入(通常0.25% - 5%)的能檢測(cè)到的響應(yīng)時(shí)起一直到系統(tǒng)輸出達(dá)到63% 的終穩(wěn)態(tài)值時(shí)測(cè)量得到的時(shí)間間隔。用于開(kāi)放回路過(guò)程時(shí),時(shí)間常數(shù)通常表示為τ。用于閉和回路系統(tǒng)時(shí),時(shí)間常數(shù)通常表示為λ。
變送器:一個(gè)測(cè)量過(guò)程變量值并提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)給控制器以跟設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較的裝置。
行程*:截流元件從關(guān)閉位置到一個(gè)中間或額定全開(kāi)位置的運(yùn)動(dòng)。
行程指示器:一個(gè)指針和標(biāo)尺,用來(lái)從外部表示截流元件的位置,典型地以行程或旋轉(zhuǎn)角度的百分比為單位。
閥內(nèi)件*:調(diào)節(jié)被控制流體的閥門(mén)內(nèi)部部件。
閥門(mén):(見(jiàn)“調(diào)節(jié)閥(控制閥)組件”。)
流體增壓器:一個(gè)獨(dú)立的放大器通常稱(chēng)為流體增壓器或簡(jiǎn)單地增壓器,因?yàn)樗黾踊蚍糯蠊?yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓縮空氣量。(見(jiàn)“放大器”。)
出處:《控制閥手冊(cè)》*四版 由費(fèi)希爾控制設(shè)備國(guó)際有限公司編制推出
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