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过程控制阀术语(一)

附件:一个安装在执行机构上补充执行机构的功能并使其成为一个完整的操作单元的装置。例子包括定位器、供气压力调节器、电磁阀和限位开关。
执行机构:一个提供力或运动去打开或关闭阀门的气动、液动或电动装置。
执行机构组件:一个包括所有相关附件使之成为一个完整的操作单元的执行机构。
空程:提供给一种死区的通用名词。这种死区是当一个装置的输入改变方向时由于装置输入与输出之间的暂时中断引起的。一个机械连接的松弛或松动是空程的一个典型例子。
(阀门)流通能力:在规定条件下通过一个阀门的流量。
闭环回路(控制回路):一种过程元件的相互连接方式。有关过程变量的信息被连续不断地反馈给控制器的设定点,以连续地、自动地纠正过程变量。
控制器:一种通过使用某些既定的运算来调节控制变量的自动操作的装置。控制阀的输入接受关于过程变量状态的信息,然后提供一个相应的输出信号给终端控制元件。
控制范围:控制阀能够把实际阀门增益保持在标准值0,5和2,0之间的阀门行程范围。
控制阀组件:包括通常安装在阀门上的所有部件:阀体组件、执行机构、定位器、调压器、转换器、限位开关等。
死区:输入信号改变方向但不致于引起输出信号的可以观察到的变化时,输入信号的可变化范围。死区是用来描述一种适用于任何装置的通用现象的名词。对于阀门组件,控制阀的输出(C0)是阀门组件的输入,而过程变量(PV)是输出,如图1所示。使用术语“死区”时,有必要把输入和输出区分开来,并确保测量死区的任何测 试在全部负载条件下进行。死区典型地表示为百分比的输入量程。

图1 过程死区
图1 过程死区

时滞时间:从一个小的阶跃输入(通常0.25%—5%)起,系统没有响应被检测到的时间长短(Td)o它从阶跃输入开始的时间起测量,一直到被测试系统产生第一个能检测到的响应的时间为止。时滞时间可用于阀门组件或整个工艺过程。
阀板:带线性或旋转运动的、用来调节流量的阀内件元件,也可指阀芯或截流元件。
终端控制元件: 执行由控制器的输出决定的控制策略的装置。终端控制元件可以是一个减振器、一个变速驱动泵或一个开关式切换装置,但是过程控制工业里最常见的终端控制元件 是控制阀组件。控制阀调节流动的流体,如气体、蒸汽、水或化学混合物,以补偿扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。
增益: 通用术语,可用于许多情况。在它最常用的含义里,增益是一个给定系统或装置的输出改变量相对于引起该输出改变量的输入改变量的比例。增益有两种:静态增益和动态增益。静态增益是输入与输出之间的增益关系,是系统或装置处于稳定状态时,输入能够引起输出改变的程度的指标。敏感性有时候用来说明静态增益。动态增益是时当系统处于运动或流动状态时的输入与输出之间的增益关系。动态增益是输入改变频率或比率的函数。
滞后: 在一个校验循环里,相对于任何单个输入值的输出值的最大差值,不包括由于死区引起的误差
固有特性(流量特性):在 经过阀门的压力降恒定时,随着截流元件(阀板)从关闭位置运动到额定行程的过程中流量系数与截流元件(阀板)行程之间的关系。典型地,这些特性可以绘制在曲线图上,其水平轴用百分比行程表示,而垂直轴用百分比流量(或Cv值)表示。由于阀门流量是阀门行程和通过阀门的压力降的函数,在恒定的压力降下进行流 量特性测试提供了一种比较阀门特性类型的系统方法。用这种方法测得的典型的阀门特性 有线性、等百分比和快开(图2)。
等百分比特性:一种固有流量特性:额定行程的等量增加会理想地产生流量系数(Cv)的等百分比的改变(图2)。
线性特性: 一种固有流量特性,可以用一条直线在流量系数(Cv值)相对于额定行程的长方形图上表示出来。因此,行程的等量增加提供流量系数(Cv)的等量增加。

图2
图2

快开特性:一种固有流量特性:在截流元件很小的行程下可以获得很大的流量系数(图2)。
固有阀门增益: 在恒定的压力降条件下,通过阀门的流量改变量相对于阀门的行程改变量的比例。固有阀门增益是阀门结构的固有函数。它等于固有特性曲线在任意行程点上的斜率,也是阀门行程的函数。
安装特性: 当通过阀门的压力降受到变化的过程条件的影响时,随着截流元件(阀板)从关闭位置运动到额定行程的过程中流量与截流元件(阀板)行程之间的关系。
安装阀门增益: 在实际过程条件下,通过阀门的流量改变量相对于阀门行程改变量的比例。安装阀门增益是当阀门安装在一个特定的系统里,且压力降允许根据总系统的指令而自然改变时产生的阀门增益关系。安装阀门增益等于安装特性曲线的斜率,也是阀门行程的函数。
I/P: 电流—气压(旧UP)的缩写。典型地用于输入转换器模块。
线性度:与两个变量有关的一条曲线与一条直线的接近程度o(线性度也指的是相同的直线作用于向上和向下两个方向。这样,上面所定义的死区典型地会被认为是一种非线性度o)
回路增益:所有回路元件被看作串联在回路里时的组合增益。有时候指的是开环增益,有时候必须清楚地说明指的是静态回路增益还是动态回路增益。
开环回路:这样一种情况:过程控制元件的连接被中断,这样,过程变量的信息不再反馈给控制器的设定点,所以对过程变量的纠正也不再进行。这种情况典型地是通过把控制器设置在手动操作状态来实现的。
填料:阀门组件的一个部件,用于防止阀板或阀杆周围的泄漏。
定位器: 一个位置控制器(伺服机构),它在机械上被连接到终端控制元件或其执行机构的一个运动部件上,自动调整向执行机构的输出,以保持一个需要的与输入信号成比例的阀门位置。
过程:控制回路里除了控制器之外的所有组合元件。过程典型地包括控制阀组件、被控制的压力容器或热交换器、以及传感器、泵和变送器。
过程增益:被控制的过程变量的改变量对于相应的控制器输出的改变量的比例。过程偏差度:关于过程是如何被紧密地控制在设定点周围的一种精确的统计学测量。过程偏差度典型地以百分比定义为(26/m),式中m是被测过程变量的设定点或平均值,巧是过程变量的标准方差。
放大器:一个作用类似于功率放大器的装置。它接受电气、气动或机械输入信号,并捉供大流量的空气或液压流体输出给执行机构。放大器可以是定位器的一个内部元件或者一个单独的阀门附件。
分辨率:当输入不改变方向时用来产生一个能检测到的输出变化所需要的最小可能的输入变化。分辨率典型地表示为百分比的输入量程。
响应时间:通常由一个包括时滞时间和时间常数的参数来测量。(见T63、时滞时间和时间常数。)用于控制阀时,它包括整个阀门组件。
二阶:一个术语,指的是一个装置的输入与输出之间的动态关系。一个二阶系统或装置有两个能量储存装置。它们能够在它们自己之间来回传输动态和潜在能量,这样就引入了振荡行为或超调的可能性。
传感器:一个测量过程变量值并提供一个相应的输出信号给变送器的装置。传感器可以是变送器的集成部件,也可以是一个单独的元件。
设定点:一个参考值,代表需要的被控制的过程变量值。
阀轴扭转:一种现象,指的是阀轴的一端扭转而另一端不扭转。这种现象典型地发生在执行机构由一根相对长的阀轴连接到阀门截流元件上的旋转式阀门上。当阀门的密封摩擦力把阀轴的一端保持在某一个位置时,执行机构一端的阀轴的旋转被阀轴的扭转所吸收,直到执行机构的输入传递出足够的力来克服这个摩擦力。

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