《过程控制仪表》PPT课件

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1、过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制第 三 章过 程 控 制 仪 表 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制3.1 总 体 概 述一 、 过 程 控 制 仪 表 的 分 类 及 特 点1、 按 能 源 形 式 分 类可 分 为 电 动 、 气 动 、 液 动 和 机 械 式 等 几 种 。 工 业 上 普 遍 使 用电 动 控 制 仪 表 和 气 动 控 制 仪 表 。 导 管 、 管 路 板导 线 、 印 刷 电 路 板 接 线 气 动 元 件 电 子 元 器 件 构 成 气 压 信 号 电 信 号 (电 流 、 电 压 或 数 字 ) 传 输 信 号 气 源 （ 140kPa）

2、电 源 (220VAC， 24VDC)能 源 气 动 仪 表电 动 仪 表 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 按 信 号 类 型 分 类 模 拟 式数 字 式 由 模 拟 元 件 构 成传 输 信 号 通 常 为 连 续 变 化 的 模 拟 量 ， 如 电 流 信号 ， 电 压 信 号 ， 气 压 信 号 等线 路 较 简 单 ， 操 作 方 便 ， 使 用 灵 活 ， 价 格 较 低 以 微 处 理 器 、 单 片 机 等 大 规 模 集 成 电 路 芯 片 为 核 心传 输 信 号 通 常 为 断 续 变 化 的 数 字 量 ， 如 脉 冲 信 号可 以 进 行 各 种 数

3、字 运 算 和 逻 辑 判 断 ， 其 功 能 完 善 ，性 能 优 越 ， 能 解 决 模 拟 式 仪 表 难 以 解 决 的 问 题 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制3、 按 结 构 形 式 分 类 单 元 组 合 式 仪 表 基 地 式 仪 表 集 散 型 计 算 机 控 制 系 统 现 场 总 线 控 制 系 统 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制单 元 组 合 式 仪 表 ：将 各 种 单 元 进 行 不 同 组 合 ， 可 以 构 成 多 种 多 样 、 适 用 于 各 种 不同 场 合 需 要 的 自 动 检 测 或 控 制 系 统 。有 电 动 单 元 组 合

4、 仪 表 （ DDZ） 和 气 动 单 元 组 合 仪 表 （ QDZ） 两大 类 。 都 经 历 了 I型 、 II型 (010mA) 、 III型 (420mA, 15v)的三 个 发 展 阶 段 。根 据 控 制 系 统 各 组 成 环 节 的 不 同 功 能 和 使 用 要 求 ， 将 仪 表 做成 能 实 现 一 定 功 能 的 独 立 仪 表 （ 称 为 单 元 ） ， 各 个 仪 表 之 间用 统 一 的 标 准 信 号 进 行 联 系 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制单元组合仪表 变 送 单 元 温 度 变 送 器压 力 变 送 器差 压 变 送 器流 量 变 送

5、 器液 位 变 送 器 将 各 种 被 测 参 数 变 换 成 相应 的 标 准 统 一 信 号 传 送 到接 收 仪 表 或 装 置 ， 以 供 显示 、 记 录 或 控 制 转 换 单 元 直 流 毫 伏 转 换 器频 率 转 换 器电 气 转 换 器气 电 转 换 器 将 电 压 、 频 率 等 电 信号 转 换 成 标 准 统 一 信号 ， 或 者 进 行 标 准 统一 信 号 之 间 的 转 换 ，以 使 不 同 信 号 在 同 一控 制 系 统 中 使 用 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制单元组合仪表 控 制 单 元 运 算 单 元 比 例 积 分 微 分 控 制 器比

6、例 积 分 控 制 器比 例 微 分 控 制 器具 有 特 种 功 能 的 控 制 器 将 变 送 单 元 的 测量 信 号 与 给 定 信号 比 较 ， 按 偏 差给 出 控 制 信 号 ，去 控 制 执 行 器加 减 器乘 除 器开 方 器 显 示 单 元 指 示 仪指 示 记 录 仪 报 警 器 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制单元组合仪表 给 定 单 元 执 行 单 元 辅 助 单 元 输 出 统 一 标 准 信 号 ， 作 为 被 控 变 量 的 给 定 值送 到 控 制 单 元 ， 实 现 定 值 控 制 。给 定 单 元 的 输 出 也 可 以 供 给 其 他 仪 表

7、作 为 参考 基 准 值 。 角 行 程 电 动 执 行 器直 线 行 程 电 动 执 行 器气 动 薄 膜 调 节 阀 按 控 制 器 输 出 的控 制 信 号 和 手 动操 作 信 号 ， 改 变控 制 变 量操 作 器 ： 手 动 操 作 及 手 动 /自 动 的 切 换 作 用 阻 尼 器 ： 压 力 或 流 量 等 信 号 的 平 滑 、 阻 尼 限 幅 器 ： 限 制 信 号 的 上 、 下 限 值 安 全 栅 ： 将 危 险 场 所 与 非 危 险 场 所 隔 开 ， 起安 全 防 爆 作 用 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制被 控 对 象执 行 单 元 检 测 元 件

8、调 节 单 元给 定 单 元操 作 单 元 变 送 单 元显 示 单 元工 艺 介 质 阀 门 被 调 变 量自 动手 动 测 量 值给 定 值 用 电 动 单 元 组 合 仪 表 组 成 的 控 制 系 统 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制基 地 式 控 制 仪 表相 当 于 把 单 元 组 合 仪 表 的 几 个 单 元 组 合 在 一 起 ， 构 成 一 个 仪 表 。通 常 以 指 示 、 记 录 仪 表 为 主 体 ， 附 加 控 制 、 测 量 、 给 定 等 部 件而 构 成 ；其 控 制 信 号 输 出 一 般 为 开 关 量 ， 也 可 以 是 标 准 统 一 信

9、号 ；一 个 基 地 式 仪 表 具 有 多 种 功 能 ， 与 执 行 器 联 用 或 与 变 速 器 联 用 ，便 可 构 成 一 个 简 单 的 控 制 系 统 ；性 能 价 格 比 高 ， 适 用 于 单 参 数 的 控 制 系 统 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制集 散 控 制 系 统 （ DCS系 统 ） ： 分 散 控 制 、 集 中 管 理控 制 站 （ 下 位 机 ）操 作 站 （ 上 位 机 ） 过 程 通 信 网 络 数 据 采 集 、 处 理 及 控 制 由 DCS系 统 的 基 本 控 制 器 （ 包 括 控制 卡 、 信 号 输 入 输 出 卡 、 电

10、 源 等 ） 构成 或 由 可 编 程 序 控 制 器 PLC（ 包 括CPU、 I/O、 电 源 等 模 块 ） 或 带 有 微 处理 器 的 数 字 式 控 制 仪 表 构 成 实 现 操 作 站 与 控 制 站 的 连 接 提 供 与 企 业 管 理 网 络 的 连 接 过 程 信 息 的 集 中 显 示 、 操 作 和 管 理 由 工 业 控 制 计 算 机 、 监 视 器 、 打 印机 、 鼠 标 、 键 盘 、 通 信 网 卡 等 组 成 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制现 场 总 线 控 制 系 统 （ FCS系 统 ）现 场 控 制 和 双 向 数 字 通 信将 传

11、统 上 集 中 于 控 制 室 的 控 制 功 能 分 散 到 现 场 设 备 中 ， 实 现现 场 控 制现 场 设 备 与 控 制 室 内 的 仪 表 或 装 置 之 间 为 双 向 数 字 通 信 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制二 、 信 号 制 信 号 制 即 信 号 标 准 ， 是 指 仪 表 之 间 采 用 的 传 输 信 号 的 类 型 和数 值 。气 动 仪 表 的 信 号 标 准 ： 20kPa 100kPa电 动 仪 表 的 信 号 标 准 ： 420maADC DDZII型 电 动 仪 表 的 信 号 标 准 ： 010maADC 过 程 控 制过 程 控

12、 制过 程 控 制1、 检 测 元 件 和 变 送 器 的 作 用检 测 元 件 变 送 器过 程 变 量 位 移 、 压 力差 压 、 电 量 等 标 准 信 号检 测 变 送 环 节 工 作 原 理模 拟 仪 表 ： 标 准 信 号 通 常 采 用 420mA、 010mA、 15v电 流 或 电 压 信 号 ， 20100kPa 气 压 信 号 ；将 工 业 生 产 过 程 的 参 数 (流 量 、 压 力 、 温 度 、 物 位 、 成 分 等 )经 检测 、 变 送 单 元 转 换 为 标 准 的 电 或 气 信 号 。变 送 器 输 出 的 是 被 控 变 量 的 测 量 值 ，

13、它 被 送 到 显 示 和 控 制 装 置 ，用 于 显 示 和 控 制 。现 场 总 线 仪 表 ： 标 准 信 号 是 数 字 信 号3.2 检 测 变 送 环 节一 、 检 测 变 送 环 节 的 性 能 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 对 检 测 变 送 单 元 的 基 本 要 求准 确 ： 检 测 元 件 和 变 送 器 能 正 确 反 映 被 控 或 被 测 变 量 ， 误 差 小 ；迅 速 ： 及 时 反 映 被 控 或 被 测 变 量 的 变 化 ；可 靠 ： 能 在 环 境 工 况 下 长 期 稳 定 运 行 。3、 选 用 时 的 基 本 考 虑首 先 考

14、虑 元 件 能 否 适 应 工 业 生 产 过 程 中 的 高 低 温 、 高 压 、 腐 蚀性 、 粉 尘 和 爆 炸 性 环 境 ， 能 否 长 期 稳 定 运 行 ；仪 表 精 度 和 量 程 的 选 择 选 用 仪 表 的 精 度 要 合 适 ： 应 符 合 工 业 检 测 要 求 仪 表 测 量 误 差 ： 仪 表 本 身 误 差 、 环 境 工 况 引 入 的 误 差 、 动 态 误 差 量 程 选 择 ： 量 程 的 改 变 会 引 起 最 大 读 数 误 差 变 化 和 增 益 变 化 。 考 虑 仪 表 和 变 送 器 的 线 性 特 性 过 程 控 制过 程 控 制过 程

15、控 制sm mm mesT KsG 1)(4、 动 态 特 性 Km小 ， 增 大 控 制 器 的 增 益 ， 有 利 于 克 服 扰 动 对 影 响 ； Km的 线 性 度 与 整 个 闭 环 控 制 系 统 输 入 输 出 的 线 性 度 有 关 ； 选 择 合 适 的 测 量 范 围 可 改 变 检 测 变 送 环 节 Km对 Km的 考 虑 ： 作 为 广 义 对 象 的 组 成 ， 应 考 虑 与 T p和 Tv的 匹 配 ， 及 增 大 最大 时 间 常 数 与 次 大 时 间 常 数 之 间 的 比 值 ；对 Tm的 考 虑 ： 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制 相 对

16、 于 Tp ， Tm是 较 小 的 。 但 有 例 外 ： 成 分 检 测 变 送 环 节 的 时 间 常 数 和 时 滞 会 很 大 ； 气 动 仪 表 的 时 间 常 数 较 电 动 仪 表 要 大 ； 采 用 保 护 套 温 度 计 检 测 温 度 要 比 直 接 与 被 测 介 质 接 触 检 测 温度 有 更 大 的 时 间 常 数 。 应 考 虑 时 间 常 数 随 过 程 运 行 而 变 化 的 影 响 ： 保 护 套 结 垢 ， 造 成 时 间 常 数 增 大 ； 保 护 套 磨 损 ， 造 成 时 间 常 数 减 小 。减 小 T m的 措 施 ：检 测 点 位 置 的 合

17、理 选 择 ； 选 用 小 惯 性 检 测 元 件 ；缩 短 气 动 管 线 长 度 ， 减 小 管 径 ；正 确 使 用 微 分 单 元 ； 选 用 继 动 器 或 放 大 器 等 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制对 m的 考 虑 ( m = l / v ) ： 与 Tm一 起 考 虑 ， 应 使 m / Tm小 通 常 在 温 度 、 过 程 成 分 的 检 测 变 送 中 要 考 虑 减 小 m的 途 径 ： 选 择 合 适 的 检 测 点 位 置 ； 减 小 传 输 距 离 l； 选 用 增 压 泵 、 抽 气 泵 等 装 置 ， 提 高 传 输 速 度 v； 过 程 控

18、 制过 程 控 制过 程 控 制 热 电 偶 检 测 温 度 时 ， 由 于 产 生 的 热 电 偶 不 仅 与 热 端 温 度 有关 ， 也 与 冷 端 温 度 有 关 ， 因 此 需 要 进 行 冷 端 温 度 补 偿 ；二 、 对 检 测 变 送 信 号 的 处 理1、 信 号 补 偿 热 电 阻 到 检 测 变 送 仪 表 之 间 的 距 离 不 同 ， 连 接 导 线 的 类 型 和 规格 不 同 ， 导 致 线 路 电 阻 不 同 ， 因 此 需 要 进 行 线 路 电 阻 补 偿 ； 气 体 流 量 检 测 时 ， 由 于 检 测 点 温 度 、 压 力 与 设 计 值 不 一

19、致 ，因 此 需 要 进 行 温 度 和 压 力 的 补 偿 ； 精 馏 塔 内 介 质 成 分 与 温 度 、 塔 压 有 关 ， 正 常 操 作 时 ， 塔 压保 持 恒 定 ， 可 直 接 用 温 度 进 行 控 制 ； 当 塔 压 变 化 时 ， 需 要 用 塔压 对 温 度 进 行 补 偿 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 线 性 化 硬 件 组 成 非 线 性 环 节 进 行 线 性 化 处 理 ， 例 如 采 用 开 方 器 对差 压 进 行 开 方 运 算 ； 也 可 用 软 件 实 现 线 性 化 处 理 。3、 信 号 滤 波目 的 ： 由 于 存 在 随

20、 机 噪 声 ， 引 起 检 测 信 号 波 动 ； 计 算 机 控 制 时 ， 由 于 信 号 是 采 样 输 入 ， 因 此 ， 引 入 噪 声 方 法 ： 硬 件 滤 波 ： RC电 路 、 气 阻 气 容 等 组 成 滤 波 线 路 数 字 滤 波 ： 数 字 低 通 、 高 通 、 带 通 等 滤 波 程 序 。 算 法 有 ： 一 阶 低 通 滤 波 、 一 阶 高 通 滤 波 、 递 推 平 均 滤 波 、 程 序 判 别 滤 波 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制4、 数 学 运 算5、 信 号 报 警当 检 测 信 号 与 被 控 变 量 之 间 有 一 定 的 函

21、数 关 系 时 ， 需 要 进 行 数学 运 算 获 得 实 际 的 被 控 变 量 数 值 。如 果 检 测 变 送 信 号 超 出 工 艺 过 程 的 运 行 范 围 ， 就 要 进 行 信 号报 警 和 连 锁 处 理 。6、 数 字 变 换例 如 快 速 傅 里 叶 变 换 、 小 波 变 换 ；在 计 算 机 控 制 系 统 中 ， 模 数 转 换 和 数 模 转 换 时 经 常 使 用 的 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制形 象 地 称 执 行 器 为 实 现 生 产 过 程 自 动 化 的 “ 手 脚 ”3.3 执 行 器一 、 概 述执 行 器 安 装 在 生 产

22、 现 场 ， 直 接 与 介 质 接 触 ， 常 常 在 高 压 、 高 温等 恶 劣 的 状 况 下 工 作 ， 因 此 ， 它 是 控 制 系 统 的 薄 弱 环 节 作 用 ： 控 制 流 入 或 流 出 被 控 过 程 的 物 料 或 能 量 ， 从 而 实 现 对 过程 参 数 的 自 动 控 制 。直 接 影 响 过 程 控 制 系 统 的 质 量 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制执 行 机 构 调 节 机 构控 制 器 输 出p0,I0 推 力 、 位 移 操 纵 变 量流 量接 受 调 节 器 输 出 的 控 制 信 号 ， 转 换 成 直 线 位 移 或 角 位

23、 移 ， 来 改变 调 节 阀 的 流 通 截 面 积 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制根 据 执 行 机 构 使 用 的 能 源 种 类 ， 执 行 器 可 分 为 气 动 、 电 动 、 液动 三 种 。气 动 执 行 器 ： 结 构 简 单 、 工 作 可 靠 、 价 格 便 宜 、 维 护 方 便 、防 火 防 爆 等 优 点电 动 执 行 器 ： 能 源 取 用 方 便 ， 信 号 传 输 速 度 快 和 传 输 距 离远 ， 动 作 较 快 ；缺 点 是 结 构 复 杂 、 推 力 小 、 价 格 贵 ， 适 用 于防 爆 要 求 不 高 及 缺 乏 气 源 的 场

24、所液 动 执 行 器 ： 推 力 最 大 ， 但 目 前 使 用 不 多 调 节 机 构 有 单 座 、 双 座 、 偏 心 旋 转 、 套 筒 、 蝶 阀 等 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制1、 气 动 执 行 器 典 型 的 气 动 执 行 器 的 结 构 示 意 图 p 执行机构调节机构阀 杆阀 芯阀 座 膜 片平 衡 弹 簧 气 动 执 行 机 构 有 薄 膜 式 和 活 塞 式 两 种 。 二 、 执 行 器 结 构 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制调 节 机 构 （ 控 制 阀 体 ）作 用 ： 是 一 个 局 部 阻 力 可 以 变 化 的 节 流 元

25、件 。流 量 方 程 21 2 2P p P AQ 1 22 ( )AQ P P 调 节 原 理当 口 径 A和 差 压 (P1-P2)一 定 时 ， 流 量 Q仅 随 阻 尼 的 变 化 而 变 化 。改 变 阀 门 的 开 启 程 度 ， 可 改 变 流 通 阻 力 而 控 制 介 质 流 量 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 电 动 执 行 器 电 动 执 行 器 也 由 执 行 机 构 和 调 节 机 构 两 部 分 组 成 。 最 简 单 的 电 动 执 行 器 称 为 电 磁 阀 其 它 连 续 动 作 的 电 动 执 行 器 都 使 用 电 动 机 作 动 力

26、元 件 ， 将调 节 阀 的 信 号 转 变 为 阀 的 开 度 电 动 执 行 机 构 的 构 成 框 图伺 服 放 大 器 伺 服 电 动 机 减 速 器位 置 发 生 器+ 其 中 调 节 机 构 和 气 动 执 行 器 是 通 用 的 ， 不 同 的 只 是 电 动 执 行 器使 用 电 动 执 行 机 构 ， 即 使 用 电 动 机 等 电 的 动 力 启 闭 调 节 阀 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制气 开 阀 ： 在 有 信 号 压 力 输 入 时 阀 打 开 、 无 信 号 压 力 时 阀 全 关1、 执 行 机 构 与 调 节 机 构 的 组 合三 、 调 节

27、 阀 的 气 开 和 气 关气 关 阀 ： 在 有 信 号 压 力 时 阀 关 闭 ， 无 信 号 压 力 时 阀 全 开 从 控 制 系 统 角 度 出 发 ， 气 开 阀 为 正 作 用 ， 气 关 阀 为 反 作 用 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制正 作 用 执 行 机 构 ： 当 输 入 气 压 信 号 增 大 时 ， 阀 杆 向 下 移 动正 作 用 执 行 机 构 反 作 用 执 行 机 构反 作 用 执 行 机 构 ： 当 输 入 气 压 信 号 增 大 时 ， 阀 杆 向 上 移 动 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制正 体 阀 反 体 阀正 体 阀 ： 阀

28、 杆 下 移 时 流 量 减 小反 体 阀 ： 阀 杆 下 移 时 流 量 增 大 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制气 关 型 气 开 型 气 开 型 气 关 型 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 选 择 原 则基 本 原 则 ： 根 据 安 全 生 产 的 要 求 选 择 调 节 阀 的 气 开 和 气 关考 虑 事 故 状 态 时 人 身 、 工 艺 设 备 的 安 全 。当 过 程 控 制 系 统 发 生 故 障 （ 如 气 源 中 断 ， 控 制 器 损 坏 或 调 节 阀 坏了 ） 时 ， 调 节 阀 所 处 的 状 态 不 致 影 响 人 身 和 工 艺 设

29、 备 的 安 全 。考 虑 事 故 状 态 下 减 少 经 济 损 失 ， 保 证 产 品 质 量 。考 虑 介 质 的 性 质 。对 装 有 易 结 晶 、 易 凝 固 物 料 的 装 置 ， 蒸 汽 流 量 调 节 阀 需 选 用气 关 式 ， 一 旦 事 故 发 生 ， 使 其 处 于 全 开 状 态 ， 以 防 止 物 料 结 晶 、 凝 固 和 堵 塞 给 重 新 开 工 带 来 麻 烦 ， 甚 至 损 坏 设 备 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制1、 理 想 流 量 特 性调 节 阀 的 流 量 特 性 是 指 被 控 介 质 流 过 阀 门 的 相 对 流 量 与

30、阀 门 的相 对 开 度 之 间 的 关 系 ， 即 ： )(max Llfq q ： 相 对 流 量 ， 即 调 节 阀 某 一 开 度 时 流 量 与 全 开 流 量 之 比 maxq qLl ： 相 对 开 度 ， 即 调 节 阀 某 一 开 度 行 程 与 全 开 行 程 之 比 。 四 、 调 节 阀 的 流 量 特 性理 想 流 量 特 性 ： 在 阀 前 后 压 差 为 一 定 的 情 况 下 （ p=常 数 ） 得到 的 流 量 特 性 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制取 决 于 阀 芯 的 形 状 。 不 同 的 阀 芯 曲 面 得 到 不 同 的 理 想 流

31、量 特 性 。 0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 100 理 想 流 量 特 性 曲 线1、 快 开 2、 直 线 3、 抛 物 线 4、 对 数1 432 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制直 线 流 量 特 性 曲 线 ：KLld qqd )/( )/( max K： 常 数 ， 即 执 行 器 的 放 大 系 数调 节 阀 的 相 对 流 量 与 相 对 开 度 成 直 线 关 系 ， 即 单 位 位 移 变 化 所 引起 的 流 量 变 化 是 一 个 常 数 。 maxminmaxminmax qqLl)qq(q q 1边 界 条 件 ： 当 l=

32、0时 ， q=qmin 当 l=L时 ， q=qmax调 节 阀 的 可 调 比 ， R=30 minmaxqqR Ll)R(R 111 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制调 节 阀 的 相 对 开 度 与 相 对 流 量 (R=30) 8499.0371.290.390 100705745352618127.33.3 抛 物 线 10096.1391.384.575.865.252.638.121.73.3快 开 10050.836.225.618.313.09.266.584.673.3对 数 10080.671.061.351.742.032.322.713.03.3直 线 10

33、080706050403020100b a a： l/L(%) b： q/qmax(%) 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制只 要 阀 芯 位 移 量 相 同 ， 则 流 量 变 化 也 总 是 相 同 的 ， 即 单 位 行 程变 换 所 引 起 的 流 量 变 化 是 相 等 的 。 在 10%开 度 时 ： %75%10013 137.22 在 50%开 度 时 ： %19%1007.51 7.513.61 在 80%开 度 时 ： %11%1006.80 6.803.90 相 对 流 量 的 相 对 于 当 前 值 的 相 对 变 化 量 为 ：直 线 流 量 特 性 调 节

34、阀 在 小 开 度 时 ， 控 制 作 用 强 ， 易 产 生 振 荡 ；大 开 度 时 ， 调 节 缓 慢 ， 不 够 及 时 。 对 过 程 控 制 系 统 来 说 ， 要 求 在 小 负 荷 时 控 制 作 用 小 一 些 ， 大 负 荷 时 控 制 作 用 加 强 一 些 ， 这 需 要 由 调 节 阀 的 流 量 特 性 来 补 偿 。直 线 流 量 特 性 调 节 阀 时 不 能 满 足 这 一 要 求 的 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制对 数 （ 等 百 分 比 ） 流 量 特 性 ：maxmax)/( )/( q qKLld qqd 代 入 边 界 条 件 ：

35、)1/(max LlRq q单 位 相 对 行 程 的 变 化 所 引 起 的 相 对 流 量 变 化 与 此 点 的 相 对 流 量成 正 比 关 系 。在 10%开 度 时 ： %40%10067.4 67.458.6 在 50%开 度 时 ： %40%1003.18 3.186.25 在 80%开 度 时 ： %40%1008.50 8.502.71 从 过 程 控 制 工 程 来 看 ， 利 用 对 数 （ 等 百 分 比 ） 流 量 特 性 是 有 利的 。 调 节 阀 在 小 开 度 时 ， 调 节 阀 的 放 大 系 数 小 ， 控 制 平 稳 缓 和 ；调 节 阀 在 大 开

36、度 时 ， 其 放 大 系 数 大 ， 控 制 作 用 灵 敏 有 效 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制抛 物 线 流 量 特 性 ：maxmax)/( )/( q qKLld qqd 将 边 界 条 件 代 入 可 得 ： 2max )1(11 LlRRq q它 介 于 直 线 流 量 特 性 和 对 数 流 量 特 性 之 间 ， 通 常 可 用 对 数 流 量特 性 来 代 替 。 单 位 相 对 行 程 （ 开 度 ） 的 变 化 所 引 起 的 相 对 流 量 变 化 与 此 点 的相 对 流 量 的 平 方 根 成 正 比 关 系 。快 开 流 量 特 性 ：在 小

37、开 度 时 流 量 就 已 很 大 ， 随 着 行 程 的 增 大 ， 其 流 量 就 很 快 达 到最 大 ， 故 称 为 快 开 特 性 。当 阀 的 行 程 大 时 ， 阀 的 流 通 面 积 不 再 增 大 ， 不 能 起 控 制 作 用 。 这 种 调 节 阀 通 常 用 于 二 位 式 控 制 或 程 序 控 制 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制2、 工 作 流 量 特 性 调 节 阀 前 后 压 差 变 化 时 的 流 量 特 性 称 为 工 作 流 量 特 性 。 调 节 阀 与 管 道 设 备 串 联 时 的 工 作 流 量 特 性pk pvp调 节 阀 与 管

38、 道 设 备 串 联 q vp pkpvp 压 力 分 布 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制令 S为 调 节 阀 全 开 时 的 阀 前 后 压 差 与 管 道 系 统 的 压 差 之 比 ， 即 ： ppS V min 1 2max 1( 1) 1q lf lq L s f L 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制串 联 管 道 调 节 阀 工 作 特 性 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制 在 S 1时 ， 管 道 阻 力 损 失 为 零 ， 系 统 的 总 压 差 全 部 降 在调 节 阀 上 ， 实 际 工 作 流 量 特 性 与 理 想 特 性 是 一 样 的

39、 ； 随 着 S值 的 减 小 ， 管 道 阻 力 损 失 增 加 ， 结 果 不 仅 调 节 阀 全开 时 的 流 量 减 小 ， 而 且 流 量 特 性 也 发 生 了 很 大 的 畸 变 ： 直 线 特 性 趋 向 于 快 开 特 性 ； 等 百 分 比 特 性 趋 向 于 直 线 特 性 并 且 S值 越 小 ， 影 响 越 大 。 因 此 在 实 际 使 用 中 ， S值 不 能太 小 ， 通 常 希 望 S值 不 低 于 0.3。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制调 节 阀 与 管 道 设 备 并 联 时 的 工 作 流 量 特 性p调 节 阀 与 管 道 设 备 并 联

40、Qi QoQ1Q2并 联 的 目 的 ： 冗 余 措 施 ； 增 大 产 量 (流 量 )令 S为 调 节 阀 全 开 流 量 与 总 管 最 大 流 量 之 比 ， 即 ： 1maxiQS Q 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制S=1.0S=0.8S=0.5S=0.2 l/L 100%直 线 S=1.0S=0.8S=0.5S=0.2 l/L 100%对 数当 s=1时 ， 即 关 闭 旁 路 ， 调 节 阀 工 作 流 量 特 性 西 即 为 理 想 流 量特 性 。随 着 旁 路 阀 打 开 ， 即 s值 逐 渐 减 小 时 ， 系 统 可 调 范 围 大 大 下 降 ， 这 将

41、使 调 节 阀 所 能 控 制 的 流 量 变 化 很 小 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制3、 调 节 阀 流 量 特 性 的 选 择考 虑 系 统 的 控 制 品 质 ：一 个 理 想 的 控 制 系 统 ， 希 望 其 总 的 放 大 系 数 在 系 统 的 整 个 操 作范 围 内 保 持 不 变 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制考 虑 工 艺 管 道 情 况 ： 等 百 分 比等 百 分 比等 百 分 比直 线理 想 特 性 等 百 分 比直 线等 百 分 比直 线工 作 特 性 S=0.3 0.5S=0.6 1

42、配 管 情 况 工 艺 配 管 情 况 与 流 量 特 性 关 系调 节 阀 在 串 联 管 道 时 的 工 作 流 量 特 性 与 S值 的 大 小 有 关 ， 即 与工 艺 配 管 情 况 有 关 。 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制考 虑 负 荷 变 化 情 况 ：调 节 阀 流 量 特 性 的 选 择 一 般 分 两 步 进 行 ： 首 先 根 据 过 程 控 制 系 统 的 要 求 ， 确 定 工 作 流 量 特 性 ； 然 后 根 据 流 量 特 性 曲 线 的 基 本 情 况 ， 确 定 理 想 流 量 特 性 ， 以作 为 向 生 产 厂 家 定 货 的 内 容 。

43、直 线 特 性 调 节 阀 在 小 开 度 时 流 量 相 对 变 化 值 大 ， 控 制 过 于 灵 敏 ，易 引 起 振 荡 ， 且 阀 芯 、 阀 座 也 易 受 到 损 坏 ， 因 此 在 S值 小 、 负荷 变 化 大 的 场 合 ， 不 宜 采 用 。等 百 分 比 特 性 调 节 阀 的 放 大 系 数 随 调 节 阀 行 程 增 加 而 增 大 ， 流量 相 对 变 化 值 是 恒 定 不 变 的 ， 因 此 它 对 负 荷 变 化 有 较 强 的 适 应性 。由 对 象 特 性 选 工 作 特 性 推 理 想 特 性 查 厂 家 手 册 。 2021-5-2 50将 4 20

44、mA的 电流 信 号 转 换 成 20100K Pa的 标 准 气 压信 号 。 1 电 /气 转 换 器 为 了 使 气 动 调 节 阀 能 够 接 收 电 动 调 节 器 的 输 出信 号 ， 必 须 把 标 准 电 流 信 号 转 换 为 标 准 气 压 信 号 。 电 /气 转 换 器 作 用 ：3.4.3 电 /气 转 换 器 与 阀 门 定 位 器 2021-5-2 51 I 吸 力 Fi 杠 杆 偏 转 挡 板 与 喷 嘴 间 隙 背 压 放 大 器 输 入 输 出 压 力 P 杠 杆的 反 馈 力 Ff 杠 杆 平 衡 P I力 平 衡 式 电 /气 转 换 器 的 原 理 图

45、 负 反 馈磁 铁 调 零Fi Ff背 压 2021-5-2 52 2 阀 门 定 位 器气 动 调 节 阀 中 ， 阀 杆 的 位移 是 由 薄 膜 上 气 压 推 力 与 弹 簧反 作 用 力 平 衡 确 定 的 。为 了 防 止 阀 杆 处 的 泄 漏 要压 紧 填 料 ， 使 阀 杆 摩 擦 力 增 大 ，且 个 体 差 异 较 大 ， 这 会 影 响 输入 信 号 P的 执 行 精 度 。 2021-5-2 53 解 决 措 施 在 调 节 阀 上 加 装 阀门 定 位 器 ， 引 入 阀 杆 位移 负 反 馈 。 使 阀 杆 能 按输 入 信 号 精 确 地 确 定 自己 的 开

46、度 。 2021-5-2 54 电 /气 阀 门 定 位 器 实 际 应 用 中 ， 常 把 电 /气 转 换 器 和 阀 门 定 位 器 结合 成 一 体 ， 组 成 电 /气 阀 门 定 位 器 。 I杠 杆 上 端 右 移 挡 板 靠 近 喷 嘴 P压 力 阀 杆 下 移 反 馈 凸 轮右 转 反 馈 弹 簧 右 拉 杠 杆 平 衡 2021-5-2 55 DDZ仪 表 的 发 展 简 史3.2.1 比 例 积 分 微 分 调 节 规 律理 想 PID的 增 量 式 数 学 表 达 式 ： dttdeTdtteTteKtu DIc )()(1)()()(tu 为 调 节 器 输 出 的

47、增 量 值 ， )(te 为 被 控 参 数 与 给 定 值 之 差 。 sTsTKsE sUsG DIcc 11)( )()(写 成 传 递 函 数 形 式 ：第 一 项 为 比 例 （ P） 部 分 ， 第 二 项 为 积 分 （ I） 部 分 ， 第 三 项 为 微 分 （ D） 部 分 ；cK 为 调 节 器 的 比 例 增 益 ， IT 为 积 分 时 间 （ 以 s或 min为 单 位 ） ， DT 为 微 分 时 间 （ 也 以 s或 min为 单 位 ） 。 2021-5-2 56 1 比 例 调 节 规 律比 例 控 制 数 学 表 达 式 ： ( ) ( )cu t K e

48、 t )(tu 为 调 节 器 输 出 的 增 量 值 ， )(te 为 被 控 参 数 与 给 定 值 之 差 。 纯 比 例 调 节 器 的 阶 跃 响 应 特 性 2021-5-2 57 浮 球 为 水 位 传 感 器 ， 杠 杆 为 控 制 器 ， 活 塞 阀 为执 行 器 。 如 果 某 时 刻 Q2加 大 ， 造 成 水 位 下 降 ， 则 浮球 带 动 活 塞 提 高 ， 使 Q1加 大 才 能 阻 止 水 位 下 降 。epba = ebap Cy K e 如 果 e = 0， 则 活 塞无 法 提 高 ， Q1 无 法 加大 ， 调 节 无 法 进 行 。 例 ： 自 力 式

49、 液 位 比 例 控 制 系 统 ： 2021-5-2 58 比 例 控 制 过 程 Q2h tepQ 1 tttt 原 来 系 统 处 于 平 衡 ，进 水 量 与 出 水 量 相 等 ， 此时 进 水 阀 有 一 开 度 。 t=0时 ， 出 水 量 阶 跃 增加 ， 引 起 液 位 下 降 ， 浮 球下 移 带 动 进 水 阀 开 大 。 当 进 水 量 增 加 到 与 出水 量 相 等 时 ， 系 统 重 新 平衡 ， 液 位 也 不 再 变 化 。 2021-5-2 59 v 比 例 控 制 的 特 点q 控 制 及 时 、 适 当 。 只 要 有 偏 差 ， 输 出 立 刻 成 比

50、例 地 变 化 ， 偏 差 越 大 ， 输 出 的 控 制 作 用 越 强 。q 控 制 结 果 存 在 静 差 。 因 为 ， 如 果 被 调 量 偏 差 为零 ， 调 节 器 的 输 出 也 就 为 零 u = KC e即 调 节 作 用 是 以 偏 差 存 在 为 前 提 条 件 ， 不 可 能做 到 无 静 差 调 节 。 2021-5-2 60 在 实 际 的 比 例 控 制 器 中 ， 习 惯 上 使 用 比 例 度 来 表示 比 例 控 制 作 用 的 强 弱 。 所 谓 比 例 度 就 是 指 控 制 器 输 入 偏 差 的 相 对 变 化值 与 相 应 的 输 出 相 对 变

51、 化 值 之 比 ， 用 百 分 数 表 示 。 max min max mine u( / ) 100%e e u u 式 中 e为 输 入 偏 差 ； u为 控 制 器 输 出 的 变 化 量 ；（ emax - emin） 为 输 入 的 最 大 变 化 量 ,及 输 入 量 程 ；（ umax umin） 为 输 出 的 最 大 变 化 量 ， 即 控 制 器 的 输出 量 程 。 2021-5-2 61 如 果 控 制 器 输 入 、 输 出 量 程 相 等 ， 则 : 比 例 度 : Ce 1100% 100%u K max min max mine u( / ) 100%e e

52、u u u ee r emaxeminuminumax 比 例 度 除 了 表示 控 制 器 输 入 和 输出 之 间 的 增 益 外 ，还 表 明 比 例 作 用 的有 效 区 间 。 2021-5-2 62 比 例 带 的 物 理 意 义 ：使 控 制 器 输 出 变 化 100%时 ， 所 对 应 的 偏 差 变化 相 对 量 。 如 =50%表 明 ： 控 制 器 输 入 偏 差变 化 50% ， 就 可 使 控制 器 输 出 变 化 100%，若 输 入 偏 差 变 化 超 过此 量 ， 则 控 制 器 输 出饱 和 ， 不 再 符 合 比 例关 系 。u uu r0100%50%

53、umaxumin =50% =100% 2021-5-2 63 例 某 比 例 控 制 器 ， 温 度 控 制 范 围 为 400 800 ，输 出 信 号 范 围 是 4 20mA。 当 指 示 指 针 从 600 变到 700 时 ， 控 制 器 相 应 的 输 出 从 8mA变 为 16mA。求 设 定 的 比 例 度 。 700 600 16 8800 400 20 4/ 100% 解 max maxe ue u/ 100% 50%答 温 度 的 偏 差 在 输 入 量 程 的 50 区 间 内（ 即 200 ） 时 ， e和 u是 2倍 的 关 系 。u/mA e/ e420 800

54、400 =50% 2021-5-2 64 2 比 例 积 分 控 制 （ PI） 当 要 求 控 制 结 果 无 余 差 时 ， 就 需 要 在 比 例 控 制的 基 础 上 ， 加 积 分 控 制 作 用 。（ 1） 积 分 控 制 （ I） 输 出 变 化 量 u(t)与 输 入 偏 差 e的 积 分 成 正 比 01u(t) tI edtT 当 e是 幅 值 为 E的 阶 跃 时01 Eu(t) etI Idt tT T TI 积 分 时 间 e E ttu 2021-5-2 65q 积 分 作 用 具 有 保 持 功 能 ，故 积 分 控 制 可 以 消 除 余 差 。q 积 分 输

55、出 信 号 随 着 时 间 逐渐 增 强 ， 控 制 动 作 缓 慢 ， 故 积分 作 用 不 单 独 使 用 。 v 积 分 控 制 的 特 点当 有 偏 差 存 在 时 ， 积 分 输 出 将 随 时 间 增 长 （ 或减 小 ） ； 当 偏 差 消 失 时 ， 输 出 能 保 持 在 某 一 值 上 。e E t tu 2021-5-2 66 若 将 比 例 与 积 分 组 合 起 来 ， 既 能 控 制 及 时 ， 又能 消 除 余 差 。 （ 2） 比 例 积 分 控 制 （ PI）sTK sTKsG IIICC 11 11)( 比 例 积 分 调 节 器 的 阶 跃 响 应 特 性

56、 称 为 PI调 节 器 的 积 分 增 益 ， 它 定 义为 ： 在 阶 跃 信 号 输 入 下 ， 其 输 出 的 最大 值 与 纯 比 例 作 用 时 产 生 的 输 出 变 化之 比 。 IK 2021-5-2 67 3 比 例 微 分 控 制 （ PD） 对 于 惯 性 较 大 的 对 象 ， 常 常 希 望 能 加 快 控 制 速度 ， 此 时 可 增 加 微 分 作 用 。u(t) D deT dt式 中 ： TD 微 分 时 间 dtde 偏 差 变 化 速 度 理 想 微 分（ 1） 微 分 控 制 （ D） eE ttu 2021-5-2 68 q 微 分 作 用 能 超

57、前 控 制 。在 偏 差 出 现 或 变 化 的 瞬 间 ，微 分 立 即 产 生 强 烈 的 调 节 作用 ， 使 偏 差 尽 快 地 消 除 于 萌芽 状 态 之 中 。q 微 分 对 静 态 偏 差 毫 无 控 制 能 力 。 当 偏 差 存 在 ，但 不 变 化 时 ， 微 分 输 出 为 零 ， 因 此 不 能 单 独 使 用 。必 须 和 P或 PI结 合 ， 组 成 PD控 制 或 PID控 制 。v 微 分 控 制 的 特 点 eE ttu 2021-5-2 69 （ 2） 比 例 微 分 控 制 （ PD） 理 想 的 比 例 微 分 控 制 理 想 微 分 作 用 持 续

58、时 间 太 短 ，执 行 器 来 不 及 响 应 。 一 般 使 用 实际 的 比 例 微 分 作 用 。 sKT sTKsG DDDCC 11)( DK 称 为 PD调 节 器 的 微 分 增 益 ， 它 定 义 为 ：在 阶 跃 信 号 输 入 下 ， 其 输 出 的 最 大 跳 变值 与 纯 比 例 作 用 时 产 生 的 输 出 变 化 之 比 。 2021-5-2 70q将 比 例 、 积 分 、 微 分 三 种 控 制 规 律 结 合 在 一 起 ，只 要 三 项 作 用 的 强 度 配 合 适 当 ， 既 能 快 速 调 节 ， 又能 消 除 余 差 ， 可 得 到 满 意 的

59、控 制 效 果 。 4 比 例 积 分 微 分 控 制 （ PID） sKTsTK sTsTKsG DDII DICC 11 11)( 2021-5-2 71 q PID控 制 作 用 中 ，比 例 作 用 是 基 础 控 制 ；微 分 作 用 是 用 于 加 快 系统 控 制 速 度 ； 积 分 作 用是 用 于 消 除 静 差 。3.2.2 DDZ- 型 基 型 调 节 器 模 拟 式 控 制 器 用 模 拟 电 路 实 现 控 制 功 能 。 其 发 展经 历 了 型 （ 用 电 子 管 ） 、 型 （ 用 晶 体 管 ） 和 型 （ 用 集 成 电 路 ） 。 PID调 节 器 的 阶

60、 跃 响 应 特 性 722021-5-2 1 DDZ- 型 仪 表 的 特 点 及 外 形特 点 ：测 量 信 号 ： 1 5V.DC； 外 给 定 信 号 ： 4 20mA.DC；内 给 定 信 号 ： 1 5V.DC； 测 量 与 给 定 信 号 的 指 示 精 度 ： 1 ；输 入 阻 抗 影 响 ： 满 刻 度 的 0.1 ； 输 出 保 持 特 性 ： 0.1 （ 每 小 时 ） ；输 出 信 号 ： 4 20mA.DC； 调 节 精 度 ： 0.5 ；负 载 电 阻 ： 250 750。 732021-5-2 1-双 针 垂 直 指 示 器2-外 给 定 指 示 灯3-内 给 定

61、 设 定 轮4-自 动软 手 动硬 手 动 切 换 开 关5-硬 手 动 操 作 杆6-输 出 指 示 器7-软 手 动 操 作 板 键 742021-5-2 DDZ- 基 型 调 节 器 由 控 制 单 元 和 指 示 单 元 组 成 。 控 制 单 元 包 括 输入 电 路 、 PD与 PI电 路 、 输 出 电 路 、 软 手 动 与 硬 手 动 操 作 电 路 ； 指 示 单 元包 括 输 入 信 号 指 示 电 路 和 给 定 信 号 指 示 电 路 。 全 刻 度 指 示 调 节 器 的 构 成 框 图 2 全 刻 度 指 示 调 节 器 的 构 成 原 理 752021-5-2

62、全 刻 度 指 示 调 节 器 的 线 路 实 例 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制3、 整 机 传 递 函 数 调 节 器 PID电 路 传 递 函 数 方 框 图 2 dddK sT sTn 11 sTK sTCC iiiMI 11 11Ui Us Uo3其 传 递 函 数 为 这 三 个 电 路 的 传 递 函 数 的 乘 积 。 化 简 后 可 得 ： sKTsTK sTsTTTKsG ddii diidcc 11 11)( 过 程 控 制过 程 控 制过 程 控 制FTTFTT FKKTTF ddii ccid * *1 sKTsTK sTsTKsG ddii dicc 1

63、1 11)( *带 *的 量 为 调 节 器 参 数 的 实 际 值 ， 不 带 *的 为 参 数 的 刻 度 值 。F称 为 相 互 干 扰 系 数 。 782021-5-2 1. 智 能 电 动 执 行 器 的 特 点 与 常 规 电 动 执 行 器 相 比 ,智 能 电 动 执 行 器 有 如 下 特 点 ： 1） 具 有 智 能 化 和 高 精 度 的 控 制 功 能 。 可 直 接 接 收 变 送 器 信 号 ， 按设 定 值 自 动 进 行 PID调 节 ， 控 制 流 量 、 压 力 和 温 度 等 过 程 变 量 。 通 过 组 态可 按 折 线 形 成 多 种 形 状 的 非

64、 线 性 流 量 特 性 ， 实 现 对 过 程 非 线 性 特 性 的 补 偿 ，以 提 高 系 统 的 控 制 精 度 ， 同 时 也 摆 脱 了 长 期 以 来 依 靠 改 变 阀 芯 形 状 来 改 变流 量 特 性 的 落 后 状 况 ；2) 一 体 化 的 结 构 设 计 思 想 。 将 位 置 控 制 器 、 PID控 制 器 、 伺 服 放 大器 、 电 -气 转 换 器 、 阀 位 变 送 器 等 装 在 一 台 现 场 仪 表 中 ， 减 少 了 信 号 传 输中 的 泄 漏 和 干 扰 等 因 素 对 系 统 控 制 精 度 的 影 响 ； 还 采 用 电 制 动 和 断

65、 续 调 节技 术 代 替 机 械 摩 擦 制 动 技 术 ， 以 提 高 整 机 的 可 靠 性 ； 3) 具 有 智 能 化 的 通 信 功 能 。 与 上 位 机 或 控 制 系 统 之 间 可 通 过 现 场总 线 按 规 定 的 通 信 协 议 进 行 双 向 数 字 通 信 ， 并 构 成 所 需 要 的 控 制 系 统 ， 这 是 智 能 执 行 器 与 常 规 电 动 执 行 器 的 重 要 区 别 之 一 。 3.4.4智 能 式 电 动 执 行 器 792021-5-2 4) 具 有 智 能 化 的 自 诊 断 与 保 护 功 能 。 当 电 源 、 气 动 部 件 、机

66、械 部 件 、 控 制 信 号 、 通 信 或 其 它 方 面 出 现 故 障 时 ， 均 能迅 速 识 别 并 能 有 效 采 取 保 护 措 施 ， 确 保 控 制 系 统 及 生 产 过程 的 安 全 。 5） 具 有 灵 活 的 组 态 功 能 ， “ 一 机 多 用 ” ， 提 高 了 经 济 效益 。 例 如 ， 对 于 输 入 信 号 ， 可 通 过 软 件 组 态 来 选 择 合 适 的信 号 源 ； 对 于 执 行 器 的 运 行 速 度 和 行 程 ， 也 可 通 过 组 态 软件 进 行 任 意 设 置 ， 所 有 这 些 都 无 需 更 换 硬 件 。 这 样 一 来 ，只 要 用 少 量 类 型 的 智 能 执 行 器 就 能 够 满 足 各 种 工 业 过 程 的不 同 需 求 ， 从 而 大 大 提 高 了 制 造 商 和 用 户 的 经 济 效 益 。 802021-5-2 2. 智 能 电 动 执 行 器 的 实 例 简 介 美 国 Valtek公 司 生 产 的 STARPAC智 能 执 行 器 812021-5-2 3.5 安 全 栅安 全 栅 （