控制閥介紹
什么是控制閥？
過程工廠是由成百甚至上千個控制回路組成的。所有這些控制回路被連接成網絡以生產可供銷售的產品。每一個控制回路都經過設計以保證重要的過程變量如壓力、流量、液位、溫度等不超出要求的工作范圍，這樣可以確保產品的質量。每一個回路都會接受并從內部產生擾動。這些干擾對過程變量產生決定性的影響。網絡里其它回路之間的相互作用也會產生影響過程變量的擾動。
為了減少這些負載擾動的影響，傳感器和變送器會收集關于過程變量及其與要求的設定點之間的關系的信息。控制器然后處理這些信息并決定必須怎樣做才能使得過程變量在負載擾動發生后恢復到它的正常范圍。所有的測量、比較和計算工作完成后，某種類型的終端控制元件必須執行由控制器選擇的控制策略。
過程控制工業里常用的終端控制元件就是控制閥。控制閥調節流動的流體，如氣體、蒸汽、水或化學混合物，以補償負載擾動并使得被控制的過程變量盡可能地靠近需要的設定點。
許多人討論控制閥或閥門，其實他們指的是控制閥組件。控制閥組件典型地由閥體、閥內件零件、提供閥門操作驅動力的執行機構、以及各種各樣的閥門附件所組成。閥門附件包括定位器、轉換器、供氣壓力調節器、手動操縱器、阻尼器或限位開關。本手冊的其它章節會提供關于所有控制閥部件的更多細節。
該裝置是否被稱為閥門、控制閥或控制閥組件并不與認識到控制閥是控制回路里的關鍵部分一樣重要。說控制閥是回路里的重要部分是不準確的。把控制回路考慮成一條儀表鏈是非常有用的。就象其它鏈一樣，這條完整的鏈的好壞取決于它的薄弱的環節。重要的是確保控制閥不是薄弱的鏈節。
下面是有關過程控制、直行程控制閥、旋轉式控制閥、以及其它控制閥的功能和特性術語的定義。
注意：帶星號（＊）的定義選自ISA 控制閥術語初稿標準S75.05，經許可使用。
過程控制術語
附件：一個安裝在執行機構上補充執行機構的功能并使其成為一個完整的操作單元的裝置。例子包括定位器、供氣壓力調節器、電磁閥和限位開關。
執行機構＊：一個提供力或運動去打開或關閉閥門的氣動、液動或電動裝置。執行機構組件：一個包括所有相關附件使之成為一個完整的操作單元的執行機構。
空程：提供給一種死區的通用名詞。這種死區是當一個裝置的輸入改變方向時由于裝置輸入與輸出之間的暫時中斷引起的。一個機械連接的松弛或松動是空程的一個典型例子。
（閥門）流通能力：＊在規定條件下通過一個閥門的流量。
閉環回路：一種過程元件的相互連接方式：有關過程變量的信息被連續不斷地反饋給控制器的設定點，以連續地、自動地糾正過程變量。
控制器：一種通過使用某些既定的運算來調節控制變量的自動操作的裝置。控制器的輸入接受關于過程變量狀態的信息，然后提供一個相應的輸出信號給終端控制元件。
控制回路：（見“閉環回路”。）
控制范圍：控制閥能夠把實際閥門增益保持在標準值0.5 和2.0 之間的閥門行程范圍。
控制閥：（見“控制閥組件”。）
控制閥組件：包括通常安裝在閥門上的所有部件：閥體組件、執行機構、
定位器、調壓器、轉換器、限位開關等。
死區：輸入信號改變方向但不致于引起輸出信號的可以觀察到的變化時，輸入信號的可變化范圍。死區是用來描述一種適用于任何裝置的通用現象的名詞。對于閥門組件，控制器的輸出（CO）是閥門組件的輸入，而過程變量（PV）是輸出，如圖1-1 所示。使用術語“死區”時，有必要把輸入和輸出區分開來，并確保測量死區的任何測試在全部負載條件下進行。死區典型地表示為百分比的輸入量程。
圖1-1. 過程死區
時滯時間：從一個小的階躍輸入（通常0.25%-5%）起，系統沒有響應被檢測到的時間長短（Td）。它從階躍輸入開始的時間起測量，一直到被測試系統產生第一個能檢測到的響應的時間為止。時滯時間可用于閥門組件或整個工藝過程。（見T63）
閥板：帶線性或旋轉運動的、用來調節流量的閥內件元件，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理想地產生流量系數（CV）的等百分比的改變（圖1-2）。
終端控制元件：執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減振器、一個變速驅動泵或一個開關式切換裝置，但是過程控制工業里常見的終端控制元件是控制閥組件。控制閥調節流動的流體，如氣體、蒸汽、水或化學混合物，以補償擾動并使得被控制的過程變量盡可能地靠近需要的設定點。
一階：這個術語指的是一個裝置的輸入與輸出之間的動態關系。一個一階系統或裝置只有一個能量儲存裝置。它的輸入與輸出之間的動態轉換關系是由外部行為決定的。
摩擦力：趨向于阻止兩個相互接觸表面之間的相互運動的力。摩擦力是把兩個表面壓在一起的正壓力和這兩個表面的特性的函數。摩擦力有兩種：靜態摩擦力和動態摩擦力。靜態摩擦力是在兩個表面之間產生相對運動之前必須克服的力。一旦相對運動開始后，為了保持相對運動而必須克服的力就是動態摩擦力。移動或滑動摩擦，是口語，有時候用來描述動態摩擦力。粘住、滑擦、或“靜摩擦”，也是口語，有時候用來描述靜態摩擦力。靜態摩擦力是閥門組件死區的主要原因之一。
增益：通用術語，可用于許多情況。在它常用的含義里，增益是一個給定系統或裝置的輸出改變量相對于引起該輸出改變量的輸入改變量的比例。增益有兩種：靜態增益和動態增益。靜態增益是輸入與輸出之間的增益關系，是系統或裝置處于穩定狀態時，輸入能夠引起輸出改變的程度的指標。敏感性有時候用來說明靜態增益。動態增益是時當系統處于運動或流動狀態時的。
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