过程装备控制技术及应用

1、4.1 变送器变送器4.2 调节器调节器4.3 执行器执行器34.2调节器调节器45671 1、 仪表的分析方法仪表的分析方法 仪表整机采用单个放大器仪表整机采用单个放大器: :仪表整体结构上看，模拟式控制仪表有仪表整体结构上看，模拟式控制仪表有两种两种构成形式。构成形式。 整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式组装而成。整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式组装而成。 8输入部分输入部分放大器放大器反馈部分反馈部分u采用单个放大器的仪表特点采用单个放大器的仪表特点输入部分放大器反馈部分xKiZiZf KKfy单个放大器的仪表结构fiKKKKxy1x xZ Zi i=Z=Zi i-Z-Zf

2、 ffiKKxy9 在满足在满足 KKKKf f1 1 的条件时，的条件时，u此类仪表分析方法：此类仪表分析方法：fiKKKKxy1fiKKxy整机特性整机特性10一个个运放电路单独分析一个个运放电路单独分析整机特性整机特性11 12整体概貌了解整体概貌了解划分为若干部分划分为若干部分逐一分析逐一分析整机整机特性特性 根据信号传递的方向根据信号传递的方向 132、DDZ-型调节器数字调节器图片数字调节器图片14一、一、DDZ-型调节器型调节器此调节器接受变送器或转换器的此调节器接受变送器或转换器的DC 15V或或DC420mA测量信号为输入信号，与测量信号为输入信号，与DC 15V或或DC42

3、0mA给定信给定信号进行比较，对其偏差进行号进行比较，对其偏差进行PID运算，输出运算，输出DC420mA标准统一信号。标准统一信号。调节器工作框图如下：调节器工作框图如下：15DDZ-型调节器nDDZ-DDZ-型调节器由型调节器由指示电路指示电路和和控制电路控制电路两部分组成。两部分组成。nDDZ-DDZ-型调节器有型调节器有“自动自动”、“保持保持”、“软手软手动动”、“硬手动硬手动”四种工作状态。四种工作状态。16控制单元：控制单元：指示单元：指示单元：17 （三）主要性能指标（三）主要性能指标测量信号：测量信号：1 15VDC5VDC内给定信号：内给定信号：1 15VDC5VDC外给定

4、信号：外给定信号：4 420mADC20mADC输出信号：输出信号： 4 420mADC20mADC18全刻度指示调节器线路原理图全刻度指示调节器线路原理图19调节器工作原理调节器工作原理 比例微分电路：比例微分电路：02011( )( )1DDDDaT sUsUsTKK012()siUUU输入电路输入电路： 其偏差电路的输出为：其偏差电路的输出为：20比例积分电路：比例积分电路：030211( )( )11IMIICCT sUsUsK T s 型调节器传递函数型调节器传递函数11( )11DIPDIIDTsFT sFW sK FTsK T sK调节器工作原理调节器工作原理2100000iUU

5、IIRR指示电路指示电路:调节器工作原理调节器工作原理030024fffVUUIIRR输出电路：输出电路：22调节器工作原理调节器工作原理手动操作手动操作23调节器工作原理调节器工作原理24二、运算单元二、运算单元运算单元是构成复杂过程控制系统时的不可缺少的运算单元是构成复杂过程控制系统时的不可缺少的重要单元。可完成加、减、乘、除、平方、开方及重要单元。可完成加、减、乘、除、平方、开方及其复合运算。其复合运算。253 3、 数字调节器数字调节器2627数字PID控制器n模拟模拟PIDPID控制器微分方程和传递函数：控制器微分方程和传递函数：n由于计算机控制是一种采样的离散控制，因此要实现由于计

6、算机控制是一种采样的离散控制，因此要实现PIDPID的数字化，就必须对模拟的数字化，就必须对模拟PIDPID进行离散化处理，用数字形进行离散化处理，用数字形式的差分方程替代连续系统的微分方程。式的差分方程替代连续系统的微分方程。01( )( )( )( )1( )1tpdicpdide tu tKe tedTTdtGsKT sT s28n微分项和积分项的求和和增量式微分项和积分项的求和和增量式n离散离散PIDPID表达式为：表达式为：00( )( )( )( )(1)ntje t dtTe jde te ke kdtT0( ) ( )( ) ( )(1)kdpjiTTP kKe ke je ke kTT29n第第k-1k-1次的次的PIDPID输出表达式为：输出表达式为：n第第k k次的次的PIDPID输出表达式为：输出表达式为：n于是于是10(1) (1)( ) (1)(2)ndpjiTTP kKe ke je ke kTT0( ) ( )( ) (