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1、12上上节课知知识回眸回眸 知知识点点:P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制数学表达式；控制数学表达式；P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制的特点；控制的特点；P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制的控制器参数；控制的控制器参数；P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制控制对控制控制质量的影响。量的影响。3控制控制规律律特点特点控制及控制及时快速快速存在余存在余差差比例度比例度控制器参数控制器参数1.比例控制比例控制比例度越小，控制作用越强，比例作用太强引起振荡。42.积分控制分控制控制控制规律律特点特点控制器参数控制器参数控制控制过程程缓慢慢可消除可消除余差
2、余差积分分时间积分时间越短，控制作用越强，积分作用太强引起振荡。53.微分控制微分控制控制控制规律律特点特点控制器参数控制器参数有超前控有超前控制的作用制的作用微分微分时间对滞滞后后大大的的对象象有有很很好好的的效效果果，使使控控制制过程程的的动偏偏差差减减小小微微分分时间越越长，控控制制作作用用越越强，微微分分作作用用太太强引引起起振振荡。6本章要点本章要点1 1）熟悉调节器的功能要求，掌握基本调节规律的数）熟悉调节器的功能要求，掌握基本调节规律的数学表示及其响应特性；学表示及其响应特性；2 2）熟悉熟悉 DDZ-DDZ-型调节器的基本构成型调节器的基本构成、电路原理及其、电路原理及其应用特
3、点应用特点；3 3）了解智能调节器的硬件和软件构成；）了解智能调节器的硬件和软件构成；4 4）掌握）掌握SLPCSLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理；可编程控制器的硬件构成及工作原理；5 5）熟悉）熟悉SLPCSLPC可编程控制器的模块指令及编程方法；可编程控制器的模块指令及编程方法；7第一第一讲模模拟式控制器式控制器一、概述一、概述控控制制器器的的作作用用 是是将将被被控控变量量测量量值与与结定定值进行行比比较，然然后后对比比较后后得得到到的的偏偏差差进行行比比例例、积分分、微微分分等等运运算算，并并将将运运算算结果果以一定的信号形式送往以一定的信号形式送往执行器，以行器，以实现对被控被
4、控变量的自量的自动控制。控制。模模拟调节器（控制算法由器（控制算法由电路路实现）数字控制器（含数字控制器（含CPUCPU，控制算法由程序，控制算法由程序实现）一般控制器器一般控制器器还需要具需要具备如下功能，以适如下功能，以适应自自动控制的需要：控制的需要：测量值、给定值与测量值、给定值与测量值、给定值与测量值、给定值与偏差指示偏差指示偏差指示偏差指示 指示偏差信号指示偏差信号模模拟调节器器指指针式表式表头全全刻刻度度指指示示：输入入信信号号和和设定定值分分别由由不不同同的的指指针在在0 0100100范范围指示指示偏偏差差值指指示示：仅利利用用一一个个指指针来来指指示示偏偏差差信信号号303
5、0数字控制器数字控制器通通过LEDLED或者液晶屏或者液晶屏显示示8 输出显示输出显示输出显示输出显示 显示示调节器器输出信号的大小，出信号的大小，习惯上上输出出显示表也称作示表也称作阀位表。位表。内、外给定的选择内、外给定的选择内、外给定的选择内、外给定的选择给定信号可以由定信号可以由调节器内部器内部产生，也可以由其它生，也可以由其它仪表外部提供表外部提供 内给定的调整内给定的调整内给定的调整内给定的调整 若若设定定值为内内给定，用定，用户可以可以调整整调节器上的内器上的内给定定拨盘来改来改变设定定值正、反作用的选择正、反作用的选择正、反作用的选择正、反作用的选择何何谓正作用？何正作用？何谓
6、反作用？反作用？为了了构构成成一一个个负反反馈控控制制系系统，必必须正正确确的的确确定定调节器器的的正正、反反作作用用，否否则整整个个控控制制系系统就就无无法法正正常常运运行行。调节器器的的正正、反反作作用用，是是通通过正正、反反作作用用开开关关来来选择的。的。手手手手/自动双向切换自动双向切换自动双向切换自动双向切换何何谓手手动？何？何谓自自动？为什么要什么要进行手自行手自动切切换？手动操作手动操作手动操作手动操作 可以可以调整手操整手操拨盘或者手操扳或者手操扳键来改来改变调节器的器的输出出 无扰动切换无扰动切换无扰动切换无扰动切换 手手自自动切切换时都都希希望望不不给控控制制系系统带来来扰
7、动，即即调节器器的的输出信号不出信号不发生突生突变（即必（即必须要求无要求无扰动切切换）讨讨 论论讨讨 论论9二、二、DDZ-DDZ-型型电动调节器器1 1、电动型型仪表的特点表的特点（1 1）采用国）采用国际电工委工委员会（会（IECIEC）推荐的）推荐的统一一标准准信号。信号。优优点点点点 电气气零零点点不不是是从从零零开开始始，且且不不与与机机械械零零点点重重合合，这不不但但利利用用了了晶晶体体管管的的线性性段段，而而且且容容易易识别断断电、断断线等故障。等故障。本信号制的本信号制的电流流-电压转换电阻阻为250250。由由于于联络信信号号为1 15V5VDCDC，可可采采用用并并联信信
8、号号制制，因此干因此干扰少，少，连接方便。接方便。10（2 2）广泛采用）广泛采用现性集成性集成电路，可靠性提高，路，可靠性提高，维修工作量修工作量减少。减少。优点点 由由于于集集成成运运算算放放大大器器均均为差差分分放放大大器器，且且输入入对称性好，漂移小，称性好，漂移小，仪表的表的稳定性得到提高。定性得到提高。由由于于集集成成运运算算放放大大器器有有高高增增益益，因因而而开开环放放大倍数很高，大倍数很高，这使使仪表的精度得到提高。表的精度得到提高。由由于于采采用用了了集集成成电路路，焊点点少少，强度度高高，大大大提高了大提高了仪表的可靠性。表的可靠性。11（3 3）型型仪表表统一由一由电源
9、箱供源箱供给24VDC24VDC电源，并源，并有蓄有蓄电池作池作为备用用电源。源。优优点点点点 各各单元元省省掉掉了了电源源变压器器，没没有有工工频电源源进入入单元元仪表表，既既解解决决了了仪表表发热问题，又又为仪表表的防爆提供了有利条件。的防爆提供了有利条件。在在工工频电源源停停电时备用用电源源投投入入，整整套套仪表表在在一一定定时间内内仍仍可可照照常常工工作作，继续进行行监视控控制作用，有利于安全停制作用，有利于安全停车。12 （4 4）内内部部带有有附附加加装装置置的的控控制制器器能能和和计算算机机联用用,在在与与直直接接数数字字计算算机机控控制制系系统配配合合使使用用时,在在计算机停机
10、算机停机时,可作后可作后备控制器使用。控制器使用。（5 5）自自动、手手动的的切切换是是双双向向无无扰动的的方方式式进行的。行的。（6 6）整套）整套仪表可构成安全火花防爆系表可构成安全火花防爆系统。132、DDZ-DDZ-型型电动调节器器12345667图4-2 DDZIII型调节器正面图1位号牌 2内外给定指示 3内给定设定拨盘4-A/M/H切换 5阀位表 6软手动操作扳键7双针全刻度指示表控制器的初步认识控制器的初步认识控制器的初步认识控制器的初步认识14结构尺寸构尺寸1516DDZII型仪表（包括调节器调节器）DDZ一III型仪表（包括调节器调节器）III型仪表优点 电 源 220VA
11、C 24VDC集中供电 可用24VDC蓄电池作备用电源仪表内部没有变压器，不发热，为实现更好的防爆措施提供条件。防 爆 隔离防爆 本安型防爆（安全火花型）故障状态：电流小于35mA，电压小于35VDC，可带电维修。输出信号 010mA 420mA 电气零点从4 mA开始，不与机械零点重合，容易识别断电、断线等故障。只要改变转换电阻阻值，便可接收其他电流信号，例如将10 50mA等直流电流信号转换为l5V信号。因为最小输入信号不为零，为现场变送器实现两线制创造了条件。变送器与调节器用两线联接，既节省电缆线和安装费用，还有利于安全防爆。输入信号 010mA 420mA15V 元器件 分离元件（电阻
12、、电容、晶体管）集成电路（运放电路）由于集成运放均为差分放大器，且输人对称性好，漂移小，仪表的稳定性得到提高。由于集成运放有高增益，因而开环放大倍数很高，这使仪表的精度得到提高。由于采用了集成电路，焊点少，强度高，大大提高了仪表的可靠性。指示表头 单针偏差指示（030%）有双针全刻度大表头指示（0100%）分别指示测量值（红针）、给定值（黑针）当仪表置于“内给定”：设定值由黑针指示。手动方式 硬手动 硬手动、软手动 硬手动输出与拨盘数值直接对应软手动同时按下软手动操作板键6，调节器的输出便随时间按一定的速度增加或减小；若手离开操作极键则当时的信号值就被保持通常都是用软手动操作板键进行手动操作，
13、这样控制比较平稳精细，只有当需要给出恒定不变的操作信号（例如，阀的开度要求长时间不变）或者在紧急时要一下子就控制到安全开度等情况下，才使用硬手动操作。手自动切换 预平衡 无平衡、无扰动“自 动”“软手动”切换是双向无平衡无扰动“硬手动”“软手动”切换是无平衡无扰动“硬手动”“自 动”切换是无平衡无扰动“软手动”“硬手动”切换是预平衡无扰动预平衡无扰动“自 动”“硬手动”切换是预平衡无扰动预平衡无扰动 其 它 正反作用切换（操作点：调节器内部）PID参数设置（操作点：调节器内部）二者基本相同 17DDZDDZ电动电动控制器控制器18DDZDDZ型控制器有两种：型控制器有两种：全刻度指示全刻度指示
14、调节器和偏差指示器和偏差指示调节器。器。在基型控制器的基在基型控制器的基础上，可附加某些上，可附加某些单元，如元，如输入入报警、偏差警、偏差报警、警、输出限幅出限幅单元等。也可构成各种特种元等。也可构成各种特种调节器，如抗器，如抗积分分饱和和调节器、前器、前馈调节器、器、输出跟踪出跟踪调节器、非器、非线性性调节器等器等以及构成与工以及构成与工业计算机算机联用的用的调节器。器。电动控制器控制器11）电动单元元组合合仪表（表（DDZDDZ）概念）概念代替人代替人脑、眼、手功能的、眼、手功能的仪表表组成的成的仪表。表。22）发展展历程程类型型DDZ-DDZ-DDZ-DDZ-DDZ-DDZ-电子元件子
15、元件电子管子管晶体管晶体管集成集成电路路电源源220VAe220VAe24VDC220VAe220VAe24VDC信号范信号范围010mA010mA420mA010mA010mA420mA19P.36DDZ-DDZ-控制器的控制器的结构方框构方框图20DDZ-DDZ-型型调节器是器是型型电动单元元组合合仪表中的一表中的一个重要个重要单元，它接收元，它接收变送器或送器或转换器的器的DC15VDC15V或或DC420mADC420mA测量信号量信号为输入信号，与入信号，与DC15VDC15V或或DC420mADC420mA的的给定信号定信号进行比行比较，并，并对其偏差其偏差进行行PIDPID运算，
16、运算，输出出DC15VDC15V或或DC420mADC420mA的的标准准统一信号一信号。DDZ-DDZ-型型调节器由指示器由指示电路和数字路和数字电路两部分路两部分组成。成。DDZ-DDZ-型型调节器有器有“自自动”、“保持保持”、“软手手动”、“硬手硬手动”四种工作状四种工作状态。21DDZ-型调节器型调节器数字调节器图片数字调节器图片221-双针垂直指示器双针垂直指示器2-外给定指示灯外给定指示灯3-内给定设定轮内给定设定轮4-自动自动软手动软手动硬手动硬手动 切换开关切换开关5-硬手动操作杆硬手动操作杆6-输出指示器输出指示器7-软手动操作板键软手动操作板键231、主要性能指标、主要性
17、能指标测量信号量信号1 15VDC内内给定信号定信号1 15VDC外外给定信号定信号4 420mADC指示精度指示精度1%输出信号出信号4 420mADC负载电阻阻250750输出保持特性出保持特性-0.1h h比例度比例度2 2500积分分时间0.0410min微分微分时间0.0410min控制精度控制精度0.5%24 一台一台DDZ-DDZ-型温度比例控制器，测量型温度比例控制器，测量的全量程为的全量程为0100001000，当指示值变化，当指示值变化100100，控制器比例度为，控制器比例度为8080，求相应，求相应的控制器输出将变化多少？的控制器输出将变化多少？例题例题25解：根据比例度的定义解：根据比例度的定义代入相关数据，得代入相关数据，得 可解得输出变化值可解得输出变化值2627