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(hào)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(hào)形式為連續(xù)的模擬信號(hào)。分為氣動(dòng)與電動(dòng)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(hào)與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏差成比例的偏差信號(hào)。2、放大器：是一個(gè)增益很大的比例環(huán)節(jié)（電動(dòng)為高放大倍數(shù)的運(yùn)算放大器）。3、反饋環(huán)節(jié)：是通過正、反反饋來實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律的。模擬控制器還應(yīng)具有以下功能：1、測(cè)量值、給定值、偏差顯示2、輸出顯示3、手動(dòng)與自動(dòng)的雙向切換 無擾動(dòng)切換？4、內(nèi)外給定信號(hào)的選擇5、正反作用的選擇 正作用？

2、反作用？原則？ 氣動(dòng)控制器的特點(diǎn) 氣動(dòng)單元組合儀表QDZ中的控制單元；輸入輸出信號(hào)均采用20100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)；現(xiàn)使用的氣動(dòng)控制器，主要有力平衡和力矩平衡兩種；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜；信號(hào)傳送慢、滯后大；不易與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，近年來使用較少。二、DDZ-型電動(dòng)控制器121. DDZ-型儀表的特點(diǎn)（1）采用國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn) 電氣零點(diǎn)不是從零開始，且不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這不但利用了晶體管的線性段，而且容易識(shí)別斷電、斷線等故障。 本信號(hào)制的電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻為250。 由于聯(lián)絡(luò)信號(hào)為15V DC，可采用并聯(lián)信號(hào)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(diǎn) 由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器，且輸入對(duì)稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。 由于集成運(yùn)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(diǎn)少，強(qiáng)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(diǎn) 各單元省掉了電源變壓器，沒有工頻電源進(jìn)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(shí)備用電源投入，整套儀表在一定時(shí)間內(nèi)仍可照常工作，繼續(xù)進(jìn)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(jì)算機(jī)聯(lián)用,在與直

4、接數(shù)字計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用時(shí),在計(jì)算機(jī)停機(jī)時(shí),可作后備控制器使用。 （5）自動(dòng)、手動(dòng)的切換是雙向無擾動(dòng)的方式進(jìn)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(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（包括硬手動(dòng)和軟手動(dòng)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(gè)基型品種。全刻度指示控制器將變速器送來的1-5V.DC的測(cè)量信號(hào)，與1-5V.DC的給定信號(hào)進(jìn)行比較得到偏差信號(hào)，然后再將其偏差信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出4-20mA.DC信號(hào)，傳遞給執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)過程參數(shù)的自動(dòng)控制。 17圖4-3-13 DTL

5、-3110型調(diào)節(jié)器正面圖1自動(dòng)-軟手動(dòng)-硬手動(dòng)切換開關(guān)；2雙針垂直指示器；3內(nèi)給定設(shè)定輪；4輸出指示器；5硬手動(dòng)操作桿；6軟手動(dòng)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(hào)牌；11輸入檢測(cè)插孔；12手動(dòng)輸出插孔電動(dòng)控制器無干擾切換：在控制系統(tǒng)投運(yùn)過程中，一般總是先手動(dòng)遙控，待工況正常后，再切向自動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)工況異常時(shí)，往往又需要從自動(dòng)切向手動(dòng)，所以控制器一般而論都兼有手動(dòng)和自動(dòng)兩方面的功能。但是，在切換的瞬間，應(yīng)當(dāng)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(huì)對(duì)生產(chǎn)過程引起附加的擾動(dòng)，這就是無擾動(dòng)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(diǎn)： 不同點(diǎn)相同點(diǎn)儀表總的功能和輸入輸出關(guān)系基本一致。 一、概述、數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化 ； 運(yùn)算控制功能強(qiáng) ； 通過軟件實(shí)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(hù)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(diǎn)19 1.功能豐富。 2. 通用性強(qiáng)。 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(gè)模擬輸入信號(hào)，4個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)，輸出3個(gè)模擬信號(hào)，輸出3個(gè)數(shù)字信號(hào)。 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(gè)PID運(yùn)算式，即PID1和PID2，根據(jù)使用PID運(yùn)算式的個(gè)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(gè)PID運(yùn)算式，采用本機(jī)內(nèi)給定 (LSP)，無串級(jí)(CAS)狀態(tài)。(2)控制類型1 只用一個(gè)PID運(yùn)算式，在“自動(dòng)”時(shí)以 LSP1為設(shè)定值(內(nèi)給)，在串級(jí)(CAS)狀態(tài)時(shí)以RSP1為設(shè)定值(外給)，來自

8、其他調(diào)節(jié)器或運(yùn)算器，也可來自本調(diào)節(jié)器內(nèi)的其他運(yùn)算單元的輸出。 23(3)控制類型2 用兩個(gè)PID運(yùn)算式,在“自動(dòng)”時(shí),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(gè)PID運(yùn)算式,有手動(dòng)、自動(dòng)、串級(jí)三種狀態(tài)(即M、A、C),當(dāng)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí), PID2為本機(jī)給定(LSP2)；處于串級(jí)狀態(tài)時(shí)，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(yùn)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(yùn)算處理功能、輸出處理功能、自動(dòng)平衡功能、自診斷功能和通 4.KMM調(diào)節(jié)器的操作 (1)準(zhǔn)備 (2)正常運(yùn)行

9、方式 手動(dòng)(MAN)方式自動(dòng)(AUTO)方式串級(jí)(CAS)方式跟蹤(FOLLOW)方式 (3)非正常運(yùn)行方式 聯(lián)鎖手動(dòng)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(jiǎn)稱PLC 初期主要用于順序控制開關(guān)量邏輯控制、機(jī)械加工的數(shù)字控制、機(jī)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(fù)雜控制，也可組成多級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)?？删幊绦蚩刂破骺删幊绦蚩刂破鳎河址Q為PLC它的出現(xiàn)基于微計(jì)算機(jī)技術(shù)，用來解決工藝生產(chǎn)中大量的開關(guān)控制問題。與過去的繼電器系統(tǒng)相比，它的最大特點(diǎn)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(shí)，功能豐富、可靠性強(qiáng)，可組成集中分散系統(tǒng)或納入局部網(wǎng)絡(luò)。與通常的微