第十章--控制器(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十章 控制器,1,2,上节课知识回眸,知识点:,P控制、I控制、D控制数学表达式；,P控制、I控制、D控制的特点；,P控制、I控制、D控制的控制器参数；,P控制、I控制、D控制对控制质量的影响。,3,控制规律,特点,控制及时快速,存在余差,比例度,控制器参数,1.,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。,4,2.,积分控制,控制规律,特点,控制器参数,控制过程缓慢,可消除,余差,积分时间,积分时间越短，控制作用越强，积分作用太强引起振荡,。,5,3.,微分控制,控制规律,特点,控制器参数,有超前控制的作用,微分时间,对滞后大的对象有很好的效果，使控制过程的动偏差减小,微分时间越长，控制作用越强，微分作用太强引起振荡。,6,本章要点,1）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；,2）,熟悉 DDZ-型调节器的基本构成,、电路原理及其,应用特点,；,3）了解智能调节器的硬件和软件构成；,4）掌握SLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理；,5）熟悉SLPC可编程控制器的模块指令及编程方法；,7,第一讲 模拟式控制器,一、概述,控制器的作用,是将被控变量测量值与结定值进行比较，然后对比较后得到的偏差进行比例、积分、微分等运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。,模拟调节器（控制算法由电路实现）,数字控制器（含CPU，控制算法由程序实现）,一般控制器器还需要具备如下功能，以适应自动控制的需要：,测量值、给定值与,偏差指示,指示偏差信号,模拟调节器指针式表头,全刻度指示,：输入信号和设定值分别由不同的指针在0100范围指示,偏差值指示,：仅利用一个指针来指示偏差信号,30,数字控制器,通过LED或者液晶屏显示,8,输出显示,显示调节器输出信号的大小，习惯上输出显示表也称作阀位表。,内、外给定的选择,给定信号可以由调节器内部产生，也可以由其它仪表外部提供,内给定的调整,若设定值为内给定，用户可以调整调节器上的内给定拨盘来改变设定,值,正、反作用的选择,何谓正作用？何谓反作用？,为了构成一个负反馈控制系统，必须正确的确定调节器的正、反作用，否则整个控制系统就无法正常运行。调节器的正、反作用，是通过正、反作用开关来选择的。,手/自动双向切换,何谓手动？何谓自动？为什么要进行手自动切换？,手动操作,可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出,无扰动切换,手自动切换时都希望不给控制系统带来扰动，即调节器的输出信号不发生突变（即必须要求无扰动切换）,讨 论,讨 论,9,二、,DDZ-型电动调节器,1、电动型仪表的特点,（1）采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一标准信号。,优点,电气零点不是从零开始，且不与机械零点重合，这不但利用了晶体管的线性段，而且容易识别断电、断线等故障。,本信号制的电流-电压转换电阻为250。,由于联络信号为15V DC，可采用并联信号制，因此干扰少，连接方便。,10,（2）广泛采用现性集成电路，可靠性提高，维修工作量,减少。,优点,由于集成运算放大器均为差分放大器，且输入对称性好，漂移小，仪表的稳定性得到提高。,由于集成运算放大器有高增益，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。,11,（3）型仪表统一由电源箱供给24V DC电源，并有蓄电池作为备用电源。,优点,各单元省掉了电源变压器，没有工频电源进入单元仪表，既解决了仪表发热问题，又为仪表的防爆提供了有利条件。,在工频电源停电时备用电源投入，整套仪表在一定时间内仍可照常工作，继续进行监视控制作用，有利于安全停车。,12,（4）内部带有附加装置的控制器能和计算机联用,在与直接数字计算机控制系统配合使用时,在计算机停机时,可作后备控制器使用。,（5）自动、手动的切换是双向无扰动的方式进行的。,（6）整套仪表可构成安全火花防爆系统。,13,2、,DDZ-型电动调节器,1,2,3,4,5,6,6,7,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,14,结构尺寸,15,16,DDZII型仪表,（包括,调节器,）,DDZ一III型仪表,（包括,调节器,）,III,型仪表优点,电,源,220VAC,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,420mA,15V,元器件,分离元件,（电阻、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,（,0,30%,）,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，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,“,自,动,”,“,硬手动,”,切换是,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,17,DDZ,电动,控制器,18,DDZ型控制器有两种：,全刻度指示调节器和偏差指示调节器。,在基型控制器的基础上，可附加某些单元，如输入报警、偏差报警、输出限幅单元等。也可构成各种特种调节器，如抗积分饱和调节器、前馈调节器、输出跟踪调节器、非线性调节器等以及构成与工业计算机联用的调节器。,电动控制器,1）电动单元组合仪表（DDZ）概念,代替人脑、眼、手功能的仪表组成的仪表。,2）发展历程,类 型 DDZ-DDZ-,DDZ-,电子元件 电子管 晶体管 集成电路,电 源 220VAe 220VAe 24VDC,信号范围 010mA 010mA 420mA,19,P.36,DDZ-控制器的结构方框图,20,DDZ-型调节器是型电动单元组合仪表中的一个重要单元，它接收变送器或转换器的DC15V或DC420mA测量信号为输入信号，与DC15V或DC420mA的给定信号进行比较，并对其偏差进行PID运算，输出DC15V或DC420mA的标准统一信号,。,DDZ-型调节器由指示电路和数字电路两部分组成。,DDZ-型调节器有,“,自动,”,、,“,保持,”,、,“,软手动,”,、,“,硬手动,”,四种工作状态。,21,DDZ-,型调节器,数字调节器图片,22,1-双针垂直指示器,2-外给定指示灯,3-内给定设定轮,4-自动,软手动,硬手动,切换开关,5-硬手动操作杆,6-输出指示器,7-软手动操作板键,23,1,、主要性能指标,测量信号,1,5VDC,内给定信号,1,5VDC,外给定信号,4,20mADC,指示精度,1%,输出信号,4,20mADC,负载电阻,250,750,输出保持特性,-0.1,h,比例度,2,500,积分时间,0.04,10min,微分时间,0.04,10min,控制精度,0.5%,24,一台,DDZ-,型温度比例控制器，测量的全量程为,01000,，当指示值变化,100,，控制器比例度为,80,，求相应的控制器输出将变化多少？,例题,25,解：根据比例度的定义,代入相关数据，得,可解得输出变化值,26,END,Thank you!,27,