化工仪表自动化【第四章】自动控制仪表

1、化工仪表自动化化工仪表自动化（Instruments & Automatics of Chemical Engineering）第四章第四章 自动控制仪表自动控制仪表主讲人：孙行衍主讲人：孙行衍第四章第四章 自动控制仪表自动控制仪表4.1 概述概述4.1 概述概述4.1 概述概述控制系统方框图控制系统方框图4.1 概述概述1.控制仪表发展经历的阶段：控制仪表发展经历的阶段：（1）基地式控制仪表）基地式控制仪表（2）单元组合仪表中的控制单元）单元组合仪表中的控制单元（3）以微处理器为基元的控制装置）以微处理器为基元的控制装置4.1 概述概述（1）基地式控制仪表）基地式控制仪表构成构成：与

2、：与检测装置检测装置、显示装置显示装置一起组装在一个整体一起组装在一个整体之内，同时具有检测、控制与显示的功能之内，同时具有检测、控制与显示的功能 优点优点：结构简单、价格低廉、使用方便：结构简单、价格低廉、使用方便 缺点缺点：通用性差，信号不易传递：通用性差，信号不易传递 实例实例：沉筒式的气动液位控制器（：沉筒式的气动液位控制器（UTQlUTQl型）型） 4.1 概述概述（2）单元组合式仪表中的控制单元）单元组合式仪表中的控制单元单元式组合仪表定义单元式组合仪表定义： 将仪表按其功能的不同分成若干单元（如将仪表按其功能的不同分成若干单元（如变送单元、变送单元、给定单元、控制单元、显示单元等

3、给定单元、控制单元、显示单元等），每个单元只完成），每个单元只完成其中的一种功能。其中的一种功能。特点特点：各个单元之间以统一的标准信号相互联系。：各个单元之间以统一的标准信号相互联系。 控制单元的功能控制单元的功能：接受测量值与给定值信号，根据它们：接受测量值与给定值信号，根据它们的偏差发出与之有一定关系的控制作用信号。的偏差发出与之有一定关系的控制作用信号。 气动气动：QDZ-QDZ-型（膜片型型（膜片型) )、 QDZQDZ型（波纹管型型（波纹管型) )。采用的是。采用的是2020100kpa100kpa的气动标准信号。的气动标准信号。 电动电动: DDZ: DDZ型，采用的是型，采用的

4、是0 010mA10mA信号；信号；DDZDDZ型，采用的是型，采用的是4 420mA20mA信号。信号。4.1 概述概述4.1 概述概述（3）以微处理器为基元的控制装置）以微处理器为基元的控制装置优点优点：灵敏、可靠、价廉、性能好、控制功能丰富、：灵敏、可靠、价廉、性能好、控制功能丰富、操作方便，很容易构成各种复杂控制系统。操作方便，很容易构成各种复杂控制系统。举例举例：总体分散控制装置、单回路数字控制器、可编：总体分散控制装置、单回路数字控制器、可编程控制器程控制器 (PLC)(PLC)和微计算机系统等。和微计算机系统等。4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过

5、渡过程的影响1.1.基本概念基本概念 控制规律控制规律控制器的输出信号与输入信号之间的关系控制器的输出信号与输入信号之间的关系（控制规（控制规律是控制器本身的特性）律是控制器本身的特性） p=f(e)=f(z-x) 一个重要假定一个重要假定 在研究控制器的控制规律时，经常假定控制器的输入在研究控制器的控制规律时，经常假定控制器的输入信号信号e e是一个阶跃信号，然后来研究控制器的输出信号是一个阶跃信号，然后来研究控制器的输出信号p p随随时间的变化规律。时间的变化规律。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响2.2.基本控制规律基本控制规律 双位控制双

6、位控制 比例控制比例控制（ProportionalProportional） 积分控制积分控制（IntegralIntegral） 微分控制微分控制（DerivativeDerivative） 比例积分控制（比例积分控制（PIPI） 比例微分控制（比例微分控制（PDPD） 比例积分微分控制（比例积分微分控制（PIDPID） 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响（1 1） 双位控制双位控制 (a) (a)理想的双位控制器理想的双位控制器 缺点：缺点：执行器在频繁工作，容易出现故障。执行器在频繁工作，容易出现故障。maxmin0(0)0(0)peeppe

7、e或时或时4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响罐压力变送器排放电磁阀例例: :某压力控制系统，控制设定值为某压力控制系统，控制设定值为100KPa100KPa，当罐内压力刚好达到，当罐内压力刚好达到100KPa100KPa时，时，调节器输出为调节器输出为0 0，电磁阀关；罐内压力，电磁阀关；罐内压力稍稍大于稍稍大于100KPa100KPa时，调节器输出为时，调节器输出为1 1，电磁阀开，排出气体降低系统压力，此电磁阀开，排出气体降低系统压力，此时罐内压力马上又小于设定值时罐内压力马上又小于设定值100KPa100KPa，电磁阀关，内部压力马上又会重新

8、升高，电磁阀关，内部压力马上又会重新升高，大于大于100 KPa100 KPa，调节器输出为，调节器输出为1 1，电磁阀，电磁阀开开，这样调节器输出在，这样调节器输出在0 0与与1 1之间不断变化，电磁阀也在之间不断变化，电磁阀也在“开开”和和“关关”二个状态上不停的动作。电磁二个状态上不停的动作。电磁阀的使用寿命一般在阀的使用寿命一般在1010万万5050万次。这万次。这种现象在实际工业系统中是绝对不允许种现象在实际工业系统中是绝对不允许的。的。 1P 100( )0 1 90P 1000P 90u t或4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(b)(

9、b) 实际中的双位控制器实际中的双位控制器 p 开 关 e 实际的双位控制特性实际的双位控制特性4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(c)(c)双位控制过程的品质指标双位控制过程的品质指标出现了等幅振荡出现了等幅振荡振幅：振幅：y yH H-y-yL L周期：周期：T T4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响J如何能够使被控变量稳定下来呢？如何能够使被控变量稳定下来呢？Je大u大e小u小4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响（2 2）比例控制）比例控制(a)(a)控制

10、思想控制思想 在双位控制中，被控变量不可避免地会产生等在双位控制中，被控变量不可避免地会产生等幅振荡过程。能否考虑使幅振荡过程。能否考虑使控制阀的开度控制阀的开度（即控制（即控制器的输出值）与器的输出值）与被控变量的偏差被控变量的偏差成比例，根据偏成比例，根据偏差的大小，控制阀可以处于不同的位置，这样就差的大小，控制阀可以处于不同的位置，这样就有可能获得与对象负荷相适应的操纵变量，从而有可能获得与对象负荷相适应的操纵变量，从而使被控变量趋于稳定，达到平衡状态。使被控变量趋于稳定，达到平衡状态。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(b)实例分析实例分

11、析4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响ppbueKea4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(c)(c)比例控制规律及其特点比例控制规律及其特点 比例调节规律表达式：比例调节规律表达式： ppuK e或或 0 ppuuK eu u0 0是偏差是偏差e=0e=0时的调节器的稳定输出值时的调节器的稳定输出值K KP P是调节器的比例增益或放大倍数（与对象增益的区别）是调节器的比例增益或放大倍数（与对象增益的区别） e e(t)(t)u(t)u(t)A AKpKp* *A A根据上述响应曲线，可以明显地看出比例调节

12、器的一个特点：根据上述响应曲线，可以明显地看出比例调节器的一个特点：控制及时。一旦偏差不为控制及时。一旦偏差不为0 0，调节器的输出即刻发生改变。，调节器的输出即刻发生改变。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响n 工业上常用工业上常用比例度比例度代替代替KpKp：比例度比例度 是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数。化相对值之比的百分数。 比例度比例度与放大倍数与放大倍数K KP P成反比成反比。 控制器的比例度控制器的比例度越小，它的放大倍数越小，它的放大倍数K KP P就越大，它将偏

13、差（控制器输入）放大的就越大，它将偏差（控制器输入）放大的能力越强，反之亦然。能力越强，反之亦然。maxminmaxmin1=100%PppKxx=PpKe4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响DDZ-DDZ-型比例作用控制，温度刻度范围为型比例作用控制，温度刻度范围为400400800800，控制器输出工作范围是，控制器输出工作范围是0 010mA10mA。当指示指。当指示指针从针从600600移到移到700700，此时控制器相应的输出从，此时控制器相应的输出从4mA4mA变为变为9mA9mA，其比例度的值为，其比例度的值为 %50%10001049

14、/400800600700 对于这台控制器，温度变化全量程的对于这台控制器，温度变化全量程的5050（相当于（相当于200200），控制器的输出就能从最小变为最大，在此区间内，），控制器的输出就能从最小变为最大，在此区间内，e e和和p p是成比例的。是成比例的。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响比例控制系统的过渡过程比例控制系统的过渡过程4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响比例控制作用下系统的阶跃响应比例控制作用下系统的阶跃响应4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程

15、的影响 为什么会有余差呢？为什么会有余差呢？ 存在余差是比例控制的必然结果，也是比例存在余差是比例控制的必然结果，也是比例控制的最大缺点。控制的最大缺点。 因为杠杆是一种刚性结构，达到新的平衡时因为杠杆是一种刚性结构，达到新的平衡时浮球位置必然下移。浮球位置必然下移。 ppuKe4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响如何减小余差如何减小余差? ?对于一定的输出值，只要增大对于一定的输出值，只要增大 （即减（即减小比例度）就可以减小余差。小比例度）就可以减小余差。 pKppuKe一定的一定的 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对

16、系统过渡过程的影响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 1234564.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 控制器的输出变化控制器的输出变化较小，控制阀开度较小，控制阀开度改

17、变较小，被控变改变较小，被控变量的变化就很缓慢量的变化就很缓慢 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 45当比例度减小时，当比例度减小时，在同样的偏差下，在同样的偏差下，控制器输出较大，控制器输出较大，控制阀开度改变较控制阀开度改变较大，被控变量变化大，被控变量变化也比较灵敏，开始也比较灵敏，开始有些振荡，余差不有些振荡，余差不大大 4.2 基

18、本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 3比例度再减小，控比例度再减小，控制阀开度改变更大，制阀开度改变更大，大到有些过分时，大到有些过分时，被控变量也就跟着被控变量也就跟着过分地变化，再拉过分地变化，再拉回来时又拉过头，回来时又拉过头，结果会出现激烈地结果会出现激烈地振荡振荡 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影

19、响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 2当比例度继续当比例度继续减小到某一数减小到某一数值时系统出现值时系统出现等幅振荡，这等幅振荡，这时的比例度称时的比例度称为临界比例度为临界比例度 k4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响是否可以无限制地减小比例度呢？是否可以无限制地减小比例度呢？ n 比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系统的过比例度的大小将直接影响被控变量的变化，即系

20、统的过渡过程。从下图可以看出：渡过程。从下图可以看出： 1当比例度小当比例度小于临界比例于临界比例度度 时，在时，在干扰产生后干扰产生后将出现发散将出现发散振荡振荡 k4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响（3 3）积分控制）积分控制(a)(a)控制思想控制思想当有偏差存在时，输出信号将随时间增长（当有偏差存在时，输出信号将随时间增长（或减小）当偏差为零时，输出才停止变化而稳定或减小）当偏差为零时，输出才停止变化而稳定在某一值上。在某一值上。IIuKedt 积分控制作用的输出变化量积分控制作用的输出变化量u uI I与输入与输入偏差偏差 e e 的积分

21、成正比的积分成正比, K, KI I 代表积分速代表积分速度。度。4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响积分作用是指控制器的输出与输入（偏差）对时间的积分作用是指控制器的输出与输入（偏差）对时间的积分成比例的特性。表达式为积分成比例的特性。表达式为 ： 1(t)dt iiueT4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响uI(t)e(t)IAtTuI(t)e(t)IAtTq只要有偏差存在，控制器输出会不断变化，直到偏差为只要有偏差存在，控制器输出会不断变化，直到偏差为00消除余差消除余差q控制器的输出是偏差随时间的积

22、分，当控制器的输出是偏差随时间的积分，当t t较小时，调节器输出较小时，调节器输出u(t)u(t)很小，控制作用很弱，不能及时克服干扰作用，所以一很小，控制作用很弱，不能及时克服干扰作用，所以一般不单独采用积分作用，而与比例作用配合使用。般不单独采用积分作用，而与比例作用配合使用。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响比例积分比例积分(PI)(PI)控制控制由比例和积分二种控制作用组合而成。由比例和积分二种控制作用组合而成。 1( ) ( )( )piu tKe te t dtTeKppiKedtT( )e tA1( )() 1 () ()pipip

23、iu tKeedtTKAAdtTAKAtTe(t)e(t)u(t)u(t)A Au uI I=K=KP PAt/TAt/Ti iu uP P=K=KP PA AT Ti i(0)puK A( )2pu TK A4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(d)(d)积分作用对过渡过程的影响积分作用对过渡过程的影响 ： 采用采用比例积分比例积分控制作用时，积分时间控制作用时，积分时间对过渡过程的影响具有两重性。对过渡过程的影响具有两重性。在同样的在同样的比例度下，缩短积分时间比例度下，缩短积分时间T Ti i，将使积分调，将使积分调节作用加强，容易消除余差，这

24、是有利的节作用加强，容易消除余差，这是有利的一面。但缩短积分时间，加强积分调节作一面。但缩短积分时间，加强积分调节作用后，会使系统振荡加剧，有不易稳定的用后，会使系统振荡加剧，有不易稳定的倾向。倾向。积分时间越短，振荡倾向越强烈，积分时间越短，振荡倾向越强烈，甚至会成为不稳定的发散振荡，这是不利甚至会成为不稳定的发散振荡，这是不利的一面。的一面。 由图可以看出，积分时间过大或过小由图可以看出，积分时间过大或过小均不合适。均不合适。T Ti i过大，积分作用不明显，余过大，积分作用不明显，余差消除很慢，见曲线差消除很慢，见曲线3 3，T Ti i过小，过渡过程过小，过渡过程振荡太剧烈，稳定程度降

25、低，见曲线振荡太剧烈，稳定程度降低，见曲线1 1。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响积分作用的特点：积分作用的特点： 消除余差，会降低系统稳定性。消除余差，会降低系统稳定性。注意事项：注意事项： 引入积分作用以后，能消除余差，但系统的稳定引入积分作用以后，能消除余差，但系统的稳定性必然会降低，所以在使用过程中应适当降低比例性必然会降低，所以在使用过程中应适当降低比例作用（增大比例度或降低比例增益）作用（增大比例度或降低比例增益） 当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏差也较大；负荷变化过于剧烈时，由于

26、积分动作缓差也较大；负荷变化过于剧烈时，由于积分动作缓慢，使控制作用不及时，此时可增加微分作用慢，使控制作用不及时，此时可增加微分作用积分控制积分控制最大的优点最大的优点是消除余差是消除余差 最大的缺点最大的缺点是动作缓慢、产生相位滞后、稳定性降低是动作缓慢、产生相位滞后、稳定性降低4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响n 比例控制规律和积分控制规律，都是根据已经形成的比例控制规律和积分控制规律，都是根据已经形成的被控变量与给定值的偏差而进行动作的。也就是说，被控变量与给定值的偏差而进行动作的。也就是说，危险危险已经发生已经发生，然后，然后“亡羊补牢亡

27、羊补牢”。n 有没有一种控制规律能够在危险还没发生，就能够根有没有一种控制规律能够在危险还没发生，就能够根据经验据经验提前预见提前预见到将要到来的危险，而产生提前控制作用到将要到来的危险，而产生提前控制作用呢？呢？4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响（4 4）微分控制）微分控制(a)(a)控制思想控制思想比例控制规律和积分控制规律，都是根据已经形成比例控制规律和积分控制规律，都是根据已经形成的被控变量与给定值的偏差而进行动作。但对于惯性较的被控变量与给定值的偏差而进行动作。但对于惯性较大的对象，为了使控制作用及时，常常希望能根据大的对象，为了使控制作

28、用及时，常常希望能根据被控被控变量变化的快慢变量变化的快慢来控制。在人工控制时，虽然偏差可能来控制。在人工控制时，虽然偏差可能还小，但看到参数变化很快，估计到很快就会有更大偏还小，但看到参数变化很快，估计到很快就会有更大偏差，此时会先改变阀门开度以克服干扰影响，它是根据差，此时会先改变阀门开度以克服干扰影响，它是根据偏差的速度偏差的速度而引入的而引入的超前控制作用超前控制作用，只要偏差的变化一，只要偏差的变化一露头，就立即动作，这样控制的效果将会更好。微分作露头，就立即动作，这样控制的效果将会更好。微分作用就是模拟这一实践活动而采用的控制规律。用就是模拟这一实践活动而采用的控制规律。微分控制微

29、分控制主要用来克服被控对象的容量滞后主要用来克服被控对象的容量滞后( (时间常数时间常数T)T)，但不，但不能克服纯滞后能克服纯滞后。 4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(b)微分作用是指控制器的输出与输入变化率微分作用是指控制器的输出与输入变化率成比例关系，或比例的特性。表达式为：成比例关系，或比例的特性。表达式为： ( )ddde tuTdte(t)e(t)u(t)u(t)T TT T+ +e(t)e(t)u(t)u(t)0 00 0+ +AtAtT Td dA A4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响

30、u这种控制器用在系统中，即使偏差很小，只要这种控制器用在系统中，即使偏差很小，只要出现变化趋势，马上就进行控制，故有出现变化趋势，马上就进行控制，故有超前控超前控制制之称，这是它的之称，这是它的优点优点。u但它的输出不能反映偏差的大小，假如偏差固但它的输出不能反映偏差的大小，假如偏差固定，即使数值很大，微分作用也没有输出，因定，即使数值很大，微分作用也没有输出，因而控制结果不能消除偏差，所以而控制结果不能消除偏差，所以不能单独使用不能单独使用这种控制器。这种控制器。4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(c)( )( ) ( )pdde tu tKe

31、tTdteKp( )pdde tK Tdte(t)Ae(t)0Atu(t)T+KpA(a)u(t)0+e(t)=Atu(t)=(Td+t)A(b)4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响(d)(d)从图看出，微分时间太大及太小均不合适，应取适从图看出，微分时间太大及太小均不合适，应取适当的数值。当的数值。 TdTd ，微分作用加强，系统稳定性提高，表现，微分作用加强，系统稳定性提高，表现为：衰减比减少；过渡过程的最大偏差减少为：衰减比减少；过渡过程的最大偏差减少emaxemax ；过渡时间过渡时间tptp ； TdTd太大，微分作用太强，导致反应速度过快

32、，太大，微分作用太强，导致反应速度过快，引起系统振荡引起系统振荡. . 引入微分作用以后，不能消除余差，但余差会引入微分作用以后，不能消除余差，但余差会有所减少。微分作用对纯滞后的对象不起作用。一有所减少。微分作用对纯滞后的对象不起作用。一般温度调节系统常需加微分作用，其他系统需要较般温度调节系统常需加微分作用，其他系统需要较少。少。4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响在工业生产中，常将比例、积分、微分三种作用规律在工业生产中，常将比例、积分、微分三种作用规律结合起来，可以得到较为满意的控制质量，包括这三结合起来，可以得到较为满意的控制质量，包括这三

33、种控制规律的控制器称为比例积分微分三作用控制器，种控制规律的控制器称为比例积分微分三作用控制器，习惯上称为习惯上称为PIDPID控制规律，其理想的输出与输入的关系控制规律，其理想的输出与输入的关系为：为：1( )()pdideu tKeedtTTdt理想理想PIDPID算法算法4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响uPuDuPIDe(t)e(t)uPuDuPIDuIuI1( )()pdideu tKeedtTTdt1()( )dpddiTdudeuKee t dt TKdtTdt4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程

34、的影响(f)(f)常见对象特点及其常用调节器类型常见对象特点及其常用调节器类型液位液位滞后不大，一般控制要求不高，常用滞后不大，一般控制要求不高，常用P P或或PIPI调节器；调节器；流量流量滞后很小，响应快，测量信号有脉动信号，滞后很小，响应快，测量信号有脉动信号，常用常用PIPI调节器（一般不能加调节器（一般不能加D D）；）；压力压力液体介质：滞后小，气体介质：滞后适中，液体介质：滞后小，气体介质：滞后适中，常用常用P P或或PIPI调节器，有时可用位式控制；调节器，有时可用位式控制；温度温度滞后较大，响应较慢，常用滞后较大，响应较慢，常用PIDPID调节器。调节器。 4.3 模拟式控制

35、器模拟式控制器模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信号。模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信号。分为分为气动与电动两类控制器气动与电动两类控制器。控制器的作用控制器的作用是将被控变量测量值与给定值进行比较，是将被控变量测量值与给定值进行比较，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。量的自动控制。 模拟调节器（控制算法由电路实现）模拟调节器（控制算法由电路实现） 数字控制器（含数字控制器（含CPUC

36、PU，控制算法由程序实现），控制算法由程序实现） 4.3 模拟式控制器模拟式控制器1.1.基本构成原理及部件基本构成原理及部件 1 1、比较环节比较环节：是将给定信号与：是将给定信号与测量信号进行比较，产生一个测量信号进行比较，产生一个与它们的偏差成比例的偏差信与它们的偏差成比例的偏差信号。号。 2 2、放大器放大器：是一个稳态增益很：是一个稳态增益很大的比例环节（电动为高放大大的比例环节（电动为高放大倍数的运算放大器）。倍数的运算放大器）。 3 3、反馈环节反馈环节：是通过正、反反：是通过正、反反馈来实现比例、积分、微分等馈来实现比例、积分、微分等腰三角形控制规律的。腰三角形控制规律的。控制

37、器基本构成控制器基本构成4.3 模拟式控制器模拟式控制器2.DDZ-型电动控制器型电动控制器特点：特点： 4.3 模拟式控制器模拟式控制器4.3 模拟式控制器模拟式控制器图图4-18 DTL-31104-18 DTL-3110型调节器正面型调节器正面图图11自动自动- -软手动软手动- -硬手动切换开关；硬手动切换开关；22双针垂直指示器；双针垂直指示器；33内给定设定轮；内给定设定轮；44输出指示器；输出指示器；55硬手动操作杆；硬手动操作杆；66软手动操作板键；软手动操作板键；77外给定指示外给定指示灯；灯；88阀位指示器；阀位指示器；99输出记录指示；输出记录指示；1010位号牌；位号牌