电动调节阀的流量特性测试实验.doc

实验六 电动调节阀的流量特性测试实验一、调节阀的流量特性曲线:调节阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系，即 （7-1）式中为相对流量，即某一开度流量与全开流量之比；/为相对行程，即某一开度行程与全行程之比。目前常用阀的理想流量特性分为：直线特性、对数（等百分比）特性、快开特性和抛物线特性四种曲线，如下图3-2-1所示：图7-1 调节阀的理想流量特性曲线在实际工业场合用的最多的是第一种线性调节阀，此种阀较易配合各种管路和流量传感器完成流量控制，本套装置也是采用线性调节阀。实际应用中，理想特性曲线较难得到，因为当将调节阀实际接入管道时，其特性会受多种因素的影响，如连接管道阻力、前后压差、多管路融合与分支等，所以很难得到理想流量特性描述的四种曲线，本套装置也不例外，但在大部分区域内调节阀依然保持线性工作状态。二、调节阀的流量特性测试1、实验目的： ① 掌握实验步骤及数据的测试方法。② 通过实验测试数据验证电动调节阀的特性在大部分曲线范围内工作属于线性的。③ 分析为什么调节阀的流量特性曲线和理想特性曲线是有区别的。2、实验设施：化工自动化仪表实验平台、实验导线、计算机、MCGS组态软件、RS485/232转换器；3、实验原理：为了测量调节阀的特性曲线，首先需要把对象系统的管路开通，确保水能在动力系统的驱动下流经电动调节阀和流量计，最后将水打出水管，管路流通见下3-2-2图。对于本套装置的流量测量装置主要有三种：电磁流量计、涡轮流量计和孔板流量计，在考虑测量精度和流体压力损失较小的情况下，优先选用电磁流量计进行测量，然后流经涡轮流量计，将阀前管道尽可能地放长，并将电磁流量计输出信号送到智能仪表测量端用于现场显示和上位机监控，通过上位机绘制曲线即可判断电动调节阀的特性曲线是否为线性。图7-2 电动调节阀流量特性测试流程图4、实验步骤：① 实验之前先将储水箱中贮足水量，一般接近储水箱容积的4/5，然后将阀F1-2、F1-3、F1-7全开，其余手动阀门关闭；② 将仪表控制箱中的1#通讯线（接有两块智能调节仪和一块流量积算仪）经RS485/232转换器接至计算机的串口上，本工程初始化使用COM1端口通讯； ③ 将仪表控制箱中“电磁流量计”的输出对应接至智能调节仪Ⅰ的“0～5V/1～5V输入”端，将智能调节仪Ⅰ的“4～20mA输出”端对应接至“电动调节阀”的控制信号输入端；④ 打开对象系统仪表控制箱的单相空气开关，给所有仪表上电； ⑤ 智能仪表Ⅰ基本参数设置：Sn=33、DIP=0、dIL=0、dIH=1200、oPL=0、oPH=100、CF=0、Addr=1；⑥ 打开MCGS组态环境，选择“化工仪表工程”，按“F5”进入运行环境，点击“进入实验工程”，然后进入实验“主菜单”，选择“实验一、电动阀流量特性测试实验”；⑦ 在实验界面中有“通讯成功”标志，表示计算机已和三块仪表建立了通讯关系；若显示“通讯失败”并闪烁，说明有仪表没有与上位机通讯成功，检查转换器、通讯线以及计算机COM端口设置是否正确；⑧ 通讯成功后，本实验需要手动控制智能调节仪Ⅰ的输出，以控制电动调节阀的开度改变管道流量的大小。建议使用仪表的手动按钮修改仪表的4～20mA电流输出值，如果使用上位机控制实验界面中的手动输入功能，设置完成后需要查看现场仪表有无设置进去，如果没有设置进去可以多设置一到两次，在接下来的实验项目中如果有用到手动输出功能的地方，都需作此查看，以下实验不再一一重复。⑨ 首先手动控制智能调节仪Ⅰ的输出到20%，打开仪表控制箱中的“离心泵”旋钮开关（所有实验项目中除流量批量控制实验中使用离心泵的自动开关外，其他实验均使用手动开关，离心泵的手自动开关位于离心泵黑色接线盒的右侧，标有“一”字样为自动状态，标有“二”字样为手动状态，选择手动状态后，就可以直接使用仪表控制箱中的离心泵二位旋钮开关来控制离心泵的运转状态）；⑩ 待实验界面中“调节阀流量”稳定后，点击实验界面中的“取点并连线”按钮，曲线即可取出本次电动调节阀的开度以及电动调节阀的相对流量点，以与下一个点连线；重复⑨和本步骤，依次将电动调节阀的开度增加5个百分点，直到80%为止，观察并分析电动调节阀的线性度。5、实验报告及要求：① 画出本实验对象系统方框图；② 根据实验测试数据，分析电动调节阀的特性；③ 分析影响电动调节阀特性曲线有别于理想特性曲线的因素有哪些，并一一列举。