A石油工程自動(dòng)控制技術(shù)5DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用課件

第四章自動(dòng)控制儀表第四章自動(dòng)控制儀表1本次課程主要內(nèi)容三、DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用1、概述（重點(diǎn)）2、輸入電路分析3、比例微分電路4、比例積分電路5、輸出電路6、手動(dòng)操作電路7、指示電路8、實(shí)際產(chǎn)品介紹本次課程主要內(nèi)容三、DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用2三、DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用1、概述 ①控制器（調(diào)節(jié)器）-----是控制系統(tǒng)的核心，它在閉環(huán)控制系統(tǒng)中根據(jù)設(shè)定目標(biāo)和檢測(cè)信息作出比較、判斷和決策命令，控制執(zhí)行器的動(dòng)作?？刂破魇褂檬欠竦卯?dāng)，直接影響控制質(zhì)量。 三、DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用1、概述3②控制器特性——是指控制器的輸出與輸入之間的關(guān)系。分析控制器的特性，也就是分析控制器的輸出信號(hào)u(t)隨輸入情號(hào)e(t)變化的規(guī)律，即控制器的控制規(guī)律。③控制器的基本控制規(guī)律有比例、積分和微分等幾種。工業(yè)上所用的控制規(guī)律是這些基本規(guī)律之間的不同組合。②控制器特性——是指控制器的輸出與輸入之間的關(guān)系。分析控制器4 ④DDZ—Ш型電動(dòng)單元調(diào)節(jié)器——是模擬式控制器個(gè)較為常見(jiàn)的一種，它以來(lái)自變送器或轉(zhuǎn)換器的1～5V直流測(cè)量信號(hào)作為輸入信號(hào)，與1～5V直流設(shè)定值早相比較得到偏差信號(hào)，然后對(duì)此信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算后，輸出l～5V或4～20mA直流控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝變量的控制。 ④DDZ—Ш型電動(dòng)單元調(diào)節(jié)器——是模擬式控制器個(gè)較為常5 ⑤Ш型調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)： ●采用高增益、高阻抗線性集成電路組件，提高了儀表精度、穩(wěn)定性相可靠性，降低了功耗。 ●采用集成電路擴(kuò)展了功能，在基型調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上可增加各種功能。如非線性調(diào)節(jié)器可以解決嚴(yán)重非線性過(guò)程的自動(dòng)控制問(wèn)題，前饋調(diào)節(jié)器可以解決大擾動(dòng)及大滯后過(guò)程的控制，還可以根據(jù)需要在調(diào)節(jié)器上附加一些單元，如偏差報(bào)警、輸出雙向限幅及其他功能的電路。 ⑤Ш型調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)：6 ●整套儀表可以構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)．而且增加了安全單元——安全柵，實(shí)現(xiàn)控制室與危險(xiǎn)場(chǎng)所之間的能量限制和隔離。 ●整套儀表可以構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)．而且增加了安全單元7 ●有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間相互切換具有雙向無(wú)平衡無(wú)憂動(dòng)特性，提高了調(diào)節(jié)器的操作性能。無(wú)擾動(dòng)切換，是指調(diào)節(jié)器在不同操作方式切換瞬間保持輸出值不變，這樣調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度也將保持不變，不會(huì)由于調(diào)節(jié)器不同操作方式的切換引起被控變量發(fā)生變化，即不會(huì)產(chǎn)生干擾。 ●有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間相互切換具有8 ●采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)為4～20mA直流電流，控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)為1～5V直流電壓，信號(hào)電流和電壓的轉(zhuǎn)換電阻為250Ω。 ●采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)為4～20mA直流電流9⑥Ш型調(diào)節(jié)器中的基型調(diào)節(jié)器類型：全刻度指示調(diào)節(jié)器、偏差指示調(diào)節(jié)器全刻度指示調(diào)節(jié)器的原理方框圖：⑥Ш型調(diào)節(jié)器中的基型調(diào)節(jié)器類型：全刻度指示調(diào)節(jié)器、偏差10全刻度指示調(diào)節(jié)器的原理線路圖

全刻度指示調(diào)節(jié)器的原理線路圖11調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)組成：控制單元、指示單元控制單元：輸入電路(偏差差動(dòng)和電平移動(dòng)電路)、PID運(yùn)算電路(由PD與PI運(yùn)算電路串聯(lián))、輸出電路(電壓、電流轉(zhuǎn)換電路)以及硬、軟手操電路；指示單元：測(cè)量信號(hào)指示電路、設(shè)定信號(hào)指示電路、內(nèi)設(shè)定電路。調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)組成：控制單元、指示單元12調(diào)節(jié)器的信號(hào)：輸入信號(hào)、內(nèi)設(shè)定信號(hào)：1～5V直流電壓；外設(shè)定信號(hào)：4～20mA直流電流，（它經(jīng)過(guò)250Ω精密電阻轉(zhuǎn)換成1～5V直流電壓）調(diào)節(jié)器的信號(hào)：13調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)：有“自動(dòng)”、“軟手動(dòng)”、“硬手動(dòng)”及“保持”四種?！白詣?dòng)”狀態(tài)：測(cè)量信號(hào)與設(shè)定信號(hào)通過(guò)輸入電路進(jìn)行比較，由比例微分電路、比例積分電路對(duì)其偏差進(jìn)行PD和PI運(yùn)算后，再經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流，作為調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)去控制執(zhí)行器。調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)：有“自動(dòng)”、“軟手動(dòng)”、“硬手動(dòng)”及“保持14“軟手動(dòng)”狀態(tài)：可以通過(guò)選擇鍵位調(diào)節(jié)器處于“保持’’(即它的輸出保持切換前瞬間的數(shù)值)狀態(tài)，或使輸出電流可按快或慢兩種速度線性地增加或減小，以對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行手動(dòng)控制?！坝彩謩?dòng)”狀態(tài)：調(diào)節(jié)器的輸出與手操電壓成比例，即輸出值與硬手動(dòng)操作桿的位置一一對(duì)應(yīng)?！败浭謩?dòng)”狀態(tài)：可以通過(guò)選擇鍵位調(diào)節(jié)器處于“保持’’(即它的15調(diào)節(jié)器的“正”、“反”作用：正偏差——調(diào)節(jié)器中將偏差e定義為測(cè)量值與設(shè)定值之差（e＝y(tǒng)－r），在測(cè)量值大于設(shè)定值時(shí)。負(fù)偏差——測(cè)量值小于設(shè)定值?！罢弊饔谩{(diào)節(jié)器的輸出隨著正偏差的增加而增加。若是負(fù)偏差，情況相反?！胺础弊饔谩{(diào)節(jié)器的輸出隨著正偏差的增加而減小。若是負(fù)偏差，情況相反。調(diào)節(jié)器的“正”、“反”作用：162、輸入電路分析作用：一是將測(cè)量信號(hào)Vi和設(shè)定信號(hào)Vs相減，得到偏差信號(hào)，再將偏差放大兩倍后輸出；（其輸出信號(hào)將送至比例微分電路。）二是電平移動(dòng)，將以零伏為基準(zhǔn)的Vi和Vs轉(zhuǎn)換成以電平VB（10V）為基準(zhǔn)的輸出信號(hào)VO1。2、輸入電路分析作用：17A石油工程自動(dòng)控制技術(shù)5DDZ-III型電動(dòng)控制器工作原理及應(yīng)用ppt課件183、比例微分電路（PD）作用： 接收以10V電平為基準(zhǔn)的偏差信號(hào)VO1，進(jìn)行比例微分運(yùn)算，其輸出電壓信號(hào)VO2送給比例積分電路。3、比例微分電路（PD）作用：19比例微分電路是由無(wú)源比例微分網(wǎng)絡(luò)和比例運(yùn)算放大器兩部分組成的。RC環(huán)節(jié)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比例微分運(yùn)算，比例運(yùn)算放大器起比例放大作用。比例微分電路是由無(wú)源比例微分網(wǎng)絡(luò)和比例運(yùn)算放大器兩部分組成的20比例微分電路的傳遞函數(shù)：比例微分電路的傳遞函數(shù)：214、比例積分電路（PI） 作用： 接收以10V為基準(zhǔn)的PD電路的輸出信號(hào)VO2，進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出以10V為基準(zhǔn)的l～5V電壓VO3，送至輸出電路。4、比例積分電路（PI）22傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：23整機(jī)PID電路傳遞函數(shù)調(diào)節(jié)器的PID電路由輸入電路、PD電路和PI電路三個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)組成。其傳遞函數(shù)應(yīng)是這三個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積。整機(jī)PID電路傳遞函數(shù)24F：相互干擾系數(shù)，F(xiàn)＝1+TD/TIKp：比例增益TD：微分時(shí)間TI：積分時(shí)間KD：微分增益KI：積分增益實(shí)際整定參數(shù)與刻度值之間的關(guān)系：F：相互干擾系數(shù)，F(xiàn)＝1+TD/TI255、輸出電路作用：將PID電路輸出的1～5V直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA直流電流輸出，它實(shí)際上是一個(gè)具有電平移動(dòng)的電壓—電流轉(zhuǎn)換器。5、輸出電路266、手動(dòng)操作電路6、手動(dòng)