模擬式控制器

1、第十章 控制器控制器在過程控制系統(tǒng)中的作用按控制儀表的信號形式分為：控制儀表模擬式控制儀表數(shù)字式控制儀表9 第一節(jié) 模擬式控制器一、概述模擬式控制器中，所傳送的信號形式為連續(xù)的模擬信號。分為氣動與電動兩控制器。控制器基本構(gòu)成1、比較環(huán)節(jié)：是將給定信號與測量信號進行比較，產(chǎn)生一個與它們的偏差成比例的偏差信號。2、放大器：是一個增益很大的比例環(huán)節(jié)（電動為高放大倍數(shù)的運算放大器）。3、反饋環(huán)節(jié)：是通過正、反反饋來實現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律的。模擬控制器還應具有以下功能：1、測量值、給定值、偏差顯示2、輸出顯示3、手動與自動的雙向切換 無擾動切換？4、內(nèi)外給定信號的選擇5、正反作用的選擇 正作用？

2、反作用？原則？ 氣動控制器的特點 氣動單元組合儀表QDZ中的控制單元；輸入輸出信號均采用20100kPa的標準氣壓信號；現(xiàn)使用的氣動控制器，主要有力平衡和力矩平衡兩種；結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜；信號傳送慢、滯后大；不易與計算機聯(lián)用，近年來使用較少。二、DDZ-型電動控制器121. DDZ-型儀表的特點（1）采用國際電工委員會（IEC）推薦的統(tǒng)一標準信號。 優(yōu)點 電氣零點不是從零開始，且不與機械零點重合，這不但利用了晶體管的線性段，而且容易識別斷電、斷線等故障。 本信號制的電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻為250。 由于聯(lián)絡信號為15V DC，可采用并聯(lián)信號制，因此干擾少，連接方便。13（2）廣泛采用集成電路，可靠

3、性提高，維修工作量減少。 優(yōu)點 由于集成運算放大器均為差分放大器，且輸入對稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。 由于集成運算放大器有高增益，因而開環(huán)放大倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到提高。 由于采用了集成電路，焊點少，強度高，大大提高了儀表的可靠性。 （3）型儀表統(tǒng)一由電源箱供給24V DC電源，并有蓄電池作為備用電源。 優(yōu)點 各單元省掉了電源變壓器，沒有工頻電源進入單元儀表，既解決了儀表發(fā)熱問題，又為儀表的防爆提供了有利條件。 在工頻電源停電時備用電源投入，整套儀表在一定時間內(nèi)仍可照常工作，繼續(xù)進行監(jiān)視控制作用，有利于安全停車。 1415 （4）內(nèi)部帶有附加裝置的控制器能和計算機聯(lián)用,在與直

4、接數(shù)字計算機控制系統(tǒng)配合使用時,在計算機停機時,可作后備控制器使用。 （5）自動、手動的切換是雙向無擾動的方式進行的。 （6）整套儀表可構(gòu)成安全火花防爆系統(tǒng)。16圖4-3-12 DDZ-型控制器結(jié)構(gòu)方框圖 主要由輸入電路、給定電路、PID運算電路、自動與手動（包括硬手動和軟手動兩種）切換電路、輸出電路及指示電路等組成。 型控制器有全刻度指示和偏差指示兩個基型品種。全刻度指示控制器將變速器送來的1-5V.DC的測量信號，與1-5V.DC的給定信號進行比較得到偏差信號，然后再將其偏差信號進行PID運算，輸出4-20mA.DC信號，傳遞給執(zhí)行器，實現(xiàn)對過程參數(shù)的自動控制。 17圖4-3-13 DTL

5、-3110型調(diào)節(jié)器正面圖1自動-軟手動-硬手動切換開關；2雙針垂直指示器；3內(nèi)給定設定輪；4輸出指示器；5硬手動操作桿；6軟手動操作板鍵；7外給定指示燈；8閥位指示器；9輸出記錄指示；10位號牌；11輸入檢測插孔；12手動輸出插孔電動控制器無干擾切換：在控制系統(tǒng)投運過程中，一般總是先手動遙控，待工況正常后，再切向自動。當系統(tǒng)運行中出現(xiàn)工況異常時，往往又需要從自動切向手動，所以控制器一般而論都兼有手動和自動兩方面的功能。但是，在切換的瞬間，應當保持控制器的輸出不變，這樣才能使執(zhí)行器的位置在切換過程中不致于突變，不會對生產(chǎn)過程引起附加的擾動，這就是無擾動切換。第二節(jié) 數(shù)字式控制儀表18數(shù)字式控制器

6、與模擬式控制器的異同點： 不同點相同點儀表總的功能和輸入輸出關系基本一致。 一、概述、數(shù)字式控制器的主要特點實現(xiàn)了模擬儀表與計算機一體化 ； 運算控制功能強 ； 通過軟件實現(xiàn)所需功能 ；具有和模擬調(diào)節(jié)器相同的外特性 ；可靠性高，維護方便 。數(shù)字式控制器的構(gòu)成原理 （1）數(shù)字式控制器的硬件電路 數(shù)字式控制器的硬件電路 （2）數(shù)字式控制器的軟件 數(shù)字式控制器的軟件分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。 系統(tǒng)程序 監(jiān)控程序功能模塊用戶程序 使用者編制程序?qū)嶋H上是完成功能模塊的連接，也即組態(tài)工作。二、可編程調(diào)節(jié)器的主要特點19 1.功能豐富。 2. 通用性強。 3.可靠性好。三、可編程調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成及原理

7、20圖 可編程調(diào)節(jié)器的原理方框圖四、KMM可編程序調(diào)節(jié)器21是一種單回路的數(shù)字控制器。 可以接收5個模擬輸入信號，4個數(shù)字輸入信號，輸出3個模擬信號，輸出3個數(shù)字信號。 可編程調(diào)節(jié)器的原理方框圖1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵 3.KMM的控制類型 KMM調(diào)節(jié)器內(nèi)有兩個PID運算式，即PID1和PID2，根據(jù)使用PID運算式的個數(shù)及給定方式的不同，又可以分為四種控制類型。 (1)控制類型 只用一個PID運算式，采用本機內(nèi)給定 (LSP)，無串級(CAS)狀態(tài)。(2)控制類型1 只用一個PID運算式，在“自動”時以 LSP1為設定值(內(nèi)給)，在串級(CAS)狀態(tài)時以RSP1為設定值(外給)，來自

8、其他調(diào)節(jié)器或運算器，也可來自本調(diào)節(jié)器內(nèi)的其他運算單元的輸出。 23(3)控制類型2 用兩個PID運算式,在“自動”時,PID1的輸出為PID2的給定,PID1為內(nèi)給定(LSP1)。 (4)控制類型3 用兩個PID運算式,有手動、自動、串級三種狀態(tài)(即M、A、C),當處于自動狀態(tài)時, PID2為本機給定(LSP2)；處于串級狀態(tài)時，PID2為外給定(RSR2)。RSP2可以是PID1的輸出,也可以是外來的模擬輸入或某些運算單元的輸出。 24KMM控制器的功能 KMM控制器具有輸入處理功能、運算處理功能、輸出處理功能、自動平衡功能、自診斷功能和通 4.KMM調(diào)節(jié)器的操作 (1)準備 (2)正常運行

9、方式 手動(MAN)方式自動(AUTO)方式串級(CAS)方式跟蹤(FOLLOW)方式 (3)非正常運行方式 聯(lián)鎖手動方式(IM)后備方式(S)26可編程序控制器可編程邏輯控制器，簡稱PLC 初期主要用于順序控制開關量邏輯控制、機械加工的數(shù)字控制、機器人的控制連續(xù)生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制 單回路控制與各種復雜控制，也可組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化網(wǎng)絡。可編程序控制器可編程序控制器：又稱為PLC它的出現(xiàn)基于微計算機技術，用來解決工藝生產(chǎn)中大量的開關控制問題。與過去的繼電器系統(tǒng)相比，它的最大特點是在于可編程序，可通過改變軟件來改變控制方式和邏輯規(guī)律，同時，功能豐富、可靠性強，可組成集中分散系統(tǒng)或納入局部網(wǎng)絡。與通常的微