為了選擇正確的閥門(mén)并有效地使用它們，有很多知識(shí)要知道。顧問(wèn)Greg McMillan在國(guó)際自動(dòng)化協(xié)會(huì)（ISA）的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上分享了他在50多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)中積累的一些深厚知識(shí)。以下是他的一些見(jiàn)解。觀看（并研究）網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)以了解更多信息。
麥克米蘭（McMillan）首先提出了一些需要特別護(hù)理的建議。摩擦和反沖是造成許多問(wèn)題的原因，但是供應(yīng)商通常不提供有關(guān)它們的數(shù)據(jù)，或者如果有可用數(shù)據(jù)，則最終用戶常常會(huì)誤解。
例如，通常根據(jù)填料松散的閥門(mén)在室溫下所需的力來(lái)指定執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，填料可能會(huì)更緊，產(chǎn)生更高的摩擦力。更高的工作溫度也可能會(huì)增加對(duì)執(zhí)行器的需求。結(jié)果，致動(dòng)器通常尺寸過(guò)小。
此外，麥克米倫說(shuō)，閥門(mén)的測(cè)試數(shù)據(jù)看起來(lái)不錯(cuò)，但如果測(cè)試僅顯示在40％或更大位置時(shí)的性能，則可能會(huì)漏掉更接近關(guān)閉位置時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。同樣，針對(duì)較大步驟執(zhí)行的響應(yīng)時(shí)間測(cè)試可能會(huì)掩蓋以1％或更少的較小步驟發(fā)生的問(wèn)題。
通常不會(huì)測(cè)量重要的機(jī)械特性，例如軸纏繞和間隙，因此供應(yīng)商不會(huì)將其提供給最終用戶。
閥門(mén)/執(zhí)行器特性
分辨率是控制閥閥桿位置的最小變化。這限制了控制系統(tǒng)將閥門(mén)精確定位在所需位置的能力。如果調(diào)節(jié)增量太大以至于流量在太高和太低之間交替變化，則較低分辨率的閥門(mén)/執(zhí)行器會(huì)持續(xù)圍繞所需設(shè)置振蕩。盡管它是設(shè)計(jì)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的重要因素，但某些用戶并沒(méi)有完全理解分辨率的概念。
靜摩擦是“粘滯”和“摩擦”的組合。在閥門(mén)中，尤其是在其關(guān)閉位置或接近其關(guān)閉位置時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)施加一個(gè)用于增加運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，該力需要克服靜摩擦才能使閥門(mén)響應(yīng)。
氣門(mén)間隙是閥門(mén)和其他機(jī)械設(shè)備的特征，因?yàn)榕浜狭慵g存在間隙。當(dāng)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，直到所有間隙都消除后才發(fā)生運(yùn)動(dòng)。
麥克米蘭（McMillan）說(shuō)：“每當(dāng)我們改變方向時(shí)，由于反彈而需要經(jīng)過(guò)一個(gè)死區(qū)。” 他說(shuō)，它通常在關(guān)閉位置附近最高，特別是對(duì)于旋轉(zhuǎn)閥。“除非您另外指定，否則供應(yīng)商將不會(huì)在關(guān)閉頭寸附近給您帶來(lái)僵局和解決方案。”
用于旋轉(zhuǎn)閥的活塞致動(dòng)器將線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以致動(dòng)閥。設(shè)計(jì)中固有的是許多具有間隙的機(jī)械連接（銷(xiāo)接頭，齒條和小齒輪或狹槽），與諸如隔膜執(zhí)行器的連接較少的設(shè)計(jì)相比，其產(chǎn)生更大的反沖力。
所有位置的反沖死區(qū)和打開(kāi)時(shí)的靜滯
死區(qū)有時(shí)會(huì)與磁滯現(xiàn)象混淆，磁滯現(xiàn)象是由相同信號(hào)導(dǎo)致的閥門(mén)位置不同的現(xiàn)象，具體取決于閥門(mén)是打開(kāi)還是關(guān)閉。McMillan說(shuō)，在控制閥中，這比死區(qū)要小得多。他說(shuō)，在某些地方，磁滯是一個(gè)重要的考慮因素，但在閥門(mén)中卻不是，因?yàn)榇艤ǔ５陀?.1％。
為工作選擇最佳閥門(mén)和執(zhí)行器
與旋轉(zhuǎn)閥相比，滑桿（球形）閥通常具有最小的反沖和靜摩擦，并提供更大的節(jié)流范圍。但是，它們可能不適用于會(huì)增加摩擦力的粘性液體或處理泥漿。而且，它們的大尺寸可能很昂貴。
膜片執(zhí)行器具有許多優(yōu)點(diǎn)。與活塞致動(dòng)器的1％相比，它們通常具有較小的反沖并且通常具有0.1％的分辨率。為了獲得更大的推力，現(xiàn)在可以使用高壓膜片執(zhí)行器，它們可以在高達(dá)90 psig（621 kpa）的壓力下工作；對(duì)于傳統(tǒng)的膜片執(zhí)行器，最大氣壓為30 psig（207 kpa）。
甲花鍵，短軸連接到旋轉(zhuǎn)閥提供了相當(dāng)少的飽和和/或齒隙比其他選項(xiàng)更精確的響應(yīng)。
設(shè)計(jì)用于控制閥的分段V型缺口球閥具有比其他旋轉(zhuǎn)閥更低的扭矩要求（和摩擦力），并在低流量時(shí)改善了流量特性。使用花鍵軸連接可減少間隙。
但是，任何一種V型缺口球閥都不一定是正確的選擇。麥克米蘭（McMillan）曾經(jīng)回憶起曾建議將這種類(lèi)型的閥門(mén)用于控制應(yīng)用。后來(lái)，他收到某人的電子郵件，稱(chēng)他的V型缺口球閥工作不正常。他的閥幾乎沒(méi)有流量，直到將其打開(kāi)15％，然后流量突然上升。從那以后，麥克米倫說(shuō)，他要特別注意，用戶必須了解所考慮的閥門(mén)的設(shè)計(jì)目的：節(jié)流或開(kāi)/關(guān)（隔離）。
McMillan提供了有關(guān)閥和執(zhí)行器選擇的指南。
對(duì)順序和安全儀表系統(tǒng)使用開(kāi)/關(guān)和隔離閥，對(duì)回路使用帶有智能定位器的低靜摩擦和低反沖節(jié)流閥。許多回路需要兩種類(lèi)型的閥。
如果尺寸和工藝條件允許，請(qǐng)優(yōu)先使用帶有隔膜執(zhí)行器和超低摩擦（ULF）填料的滑動(dòng)閥桿（球形）閥。
確保閥降至少為最大系統(tǒng)降的25％
確保執(zhí)行器的尺寸適合最大扭矩和推力的150％。
為了獲得有效控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的所有信息，麥克米蘭建議在控制閥規(guī)格上增加一些要求，包括
最小流量位置的分辨率和死區(qū)小于0.2％至0.5％
閥桿位置反饋（回讀錯(cuò)誤）小于設(shè)備分辨率
小步長(zhǎng)（分辨率+ 0.1％）86％響應(yīng)時(shí)間：1到5秒（86％響應(yīng)時(shí)間是閥門(mén)達(dá)到其最終響應(yīng)的86％的時(shí)間。）
大步長(zhǎng)（例如20％）86％響應(yīng)時(shí)間：1到20秒
最小流量閥位置大于5％
請(qǐng)參閱完整的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，以更詳細(xì)地討論閥門(mén)的其他方面及其使用，包括更改各種控制參數(shù)對(duì)流量響應(yīng)的影響。
