控制阀性能评估系统的研究

发布时间：2017-04-11 00:04

  本文关键词：控制阀性能评估系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：调节阀作为工业过程控制系统中检测仪表、调节阀、控制器这三大基础装备之一,是整个自动化系统中关键的终端设备,其中气动调节阀占据约70%左右的份额。调节阀是根据控制系统输出的远程控制信号,自动改变被控工艺装置对象中的介质流量,达到调节生产工艺参数的目的。由于调节阀安装于生产现场环境恶劣,直接接触有毒、高温/低温、腐蚀、高压、含颗粒或纤维等工艺介质,调节阀部件多机械动作频繁是起到终端执行动作的机电气一体化设备,所以调节阀容易出现故障,其性能不仅对工艺控制系统调节品质的优劣、更重要的是对生产的安全平稳运行具有重大的影响。目前,调节阀制造企业在产品质检时,主要按照(手动)工艺阀的要求进行耐压、密封、泄漏、动作寿命等试验,对调节阀特有的精细调节性能较少关注。调节阀终端用户企业对调节阀的保养维修虽有平时点检、定期大修、和故障报修,但主要依靠技术人员的专业经验和责任心,维修时要将调节阀解体,目测检查、清洗、更换易损零部件、再重新装配,非常费时费力,整个维保缺乏科学的技术手段。在深入研究了IEC、ISA、EPRI等协会关于调节阀技术方面的国际标准和相关文献的基础上,思考和借鉴对人类健康和疾病诊断做出巨大贡献的现代医疗体检模式和体系,本文在国际上首次提出了调节阀三大类性能评估：动作载荷性能、定位控制性能、流量调节性能,并创新性的设计一系列定量指标全面的对每类性能进行描述。其次,设计了每个性能评估指标的测试信号、测试目的与测试方案。尤其在频域特性评估指标设计中,首次设计了一种频率可变的扫频信号检测系统的截至频率以及延迟特性,大大提高了性能测试的便利性和准确性。最后,在合作建立的控制阀非线性动态SIMULINK机理模型的基础上,与真实调节阀实验测试对比确定模型的准确度后,对机理模型进行性能评估仿真测试,根据机理模型的已知性能指标与仿真评估结果进行比对分析,以此来验证本文设计的评价指标的可实现性与测试信号的针对性。搭建控制阀实验测试硬件平台,编写基于LabVIEW环境的性能评估测试软件,通过对真实控制阀实验测试,验证本文设计的性能评估体系的可用性。(?)可以为控制阀制造厂家发展质检技术、为控制阀用户企业提升维护技术、为控制阀专业维修企业提高检修技术,提供更科学的技术手段,也希望能够推动调节阀技术标准的发展与进步。
【关键词】：控制阀 性能评估 载荷 定位控制 流量调节
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题研究内容13-16
• 1.3.1 控制阀性能及其影响因素13-14
• 1.3.2 控制阀性能评估的主要方法14-16
• 1.3.3 基于定量指标的控制阀评估方法16
• 1.4 论文内容安排16-18
• 第2章 控制阀性能评估体系18-39
• 2.1 控制阀组成简介18-21
• 2.1.1 执行机构与阀体部分19-20
• 2.1.2 定位器部分20-21
• 2.2 控制阀性能评估内容21-23
• 2.2.1 动作载荷性能21-22
• 2.2.2 定位控制性能22
• 2.2.3 流量调节性能22-23
• 2.3 评估系统的主要衡量指标及其计算23-29
• 2.3.1 载荷性能衡量指标23-25
• 2.3.2 控制性能衡量指标25-27
• 2.3.3 流量调节性能衡量指标27-29
• 2.4 评估系统测试信号29-38
• 2.4.1 测试信号种类29-30
• 2.4.2 测试信号设计思路30-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 评估系统的仿真论证39-60
• 3.1 引言39
• 3.2 基于MATLAB/SIMULINK控制阀机理模型的验证39-58
• 3.2.1 机理模型改进及其准确性验证40-47
• 3.2.2 测试信号仿真结果以及指标定量获取47-58
• 3.3 仿真结果与机理模型设定参数的对比58-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第4章 控制阀性能测试与评估60-70
• 4.1 基于LabVIEW的NI采集系统实验平台搭建60-63
• 4.1.1 硬件组成61
• 4.1.2 测试程序设计61-63
• 4.2 测试方法63-64
• 4.3 动作载荷性能测试与评估64-66
• 4.4 定位控制性能测试与评估66-68
• 4.5 控制阀性能评估指标单的确定68-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第5章 载荷特性中某些关键问题的探讨70-83
• 5.1 阀杆应变力的获取70-75
• 5.1.1 全桥应变片测阀杆的原理70-71
• 5.1.2 阀杆应变力实验获取方法71-72
• 5.1.3 验证应变片准确性72-75
• 5.2 阀杆正反行程中滑动摩擦力与运动速度的关系探究75-82
• 5.2.1 滑动摩擦力和速度的获取方法75-76
• 5.2.2 结果与探究76-82
• 5.3 本章小结82-83
• 第6章 总结与展望83-85
• 6.1 研究工作总结83
• 6.2 展望83-85
• 参考文献85-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：297834