执行器的选择

Actuator Selection

一、作用方式选择（重点）

符号分析控制器和调节器的正反作用：先确定执行器的正反作用，再进行符号分析，确定控制器的正反作用

1. 气开/气关的选择

执行机构的作用方式确定后，再确定执行机构及调节机构的正反作用：执行器的正反作用由执行机构和调节机构的正反作用组合实现：

• 气开 FC Fail Close，失气全关，输入气压越高开度越大 +正作用
• 气关 FO Fail Open，失气全开，输开度越小 -反作用

气开、气关阀的选择是处于安全考虑，压力信号中断时保证安全。例如： 提供热蒸汽的使用气开阀门（如果供气出现问题，及时切断热源） 提供冷却水的阀门使用气关阀门。（保证温度冷却，防止反应过热爆炸）

2. 控制器作用选择

+ + 气关 - - 气关 + - 气开 - + 气开

（第一个符号表示执行机构的正反作用，第二个符号表示阀芯的正反安装） 执行机构正反作用

• 控制信号增大，推杆向下，为正作用 +
• 控制信号增大，推杆向上，为反作用 - 调节机构正反安装
• 阀芯正装 +，液体向下运动，推杆越下，开度越小
• 阀芯反装 -，液体向上运动，推杆越下，开度越大

提供热蒸汽的使用气开阀门（如果供气出现问题，及时切断热源），提供冷却水的阀门使用气关阀门 对于蒸汽阀 $T\uparrow \to y\uparrow \to e\uparrow \to u\downarrow \to \text{蒸汽阀开度}\downarrow \to T\downarrow$ 对于冷水阀 $T\uparrow \to y\uparrow \to e\uparrow \to u\downarrow \to \text{冷水阀开度}\uparrow \to T\downarrow$ 综上所述，控制器使用反作用控制器
（$y$ 为测量值，$e$ 为偏差（测量值-给定值）， $u$ 为控制量）

1. 气开+ 气关-，从安全性考虑
2. 被控对象（+/-） 根据输入输出判断：输入增大，输出减小，则为-
3. 根据气开气关和被控对象的的正负（整个环节的乘积为 - 构成负反馈），来确定控制器的正负
4. 描述工作过程：

二、控制阀口径选择

5. 计算流量 $Q_{max},Q_{min}$
6. 计算压差, 选定 $s$
7. 计算流量系数
8. 选择流量系数
9. 验算开度和可调比
10. 确定控制阀口径