数字式控制器
数字式高压压电控制器E80.D4S,四通道,输出电压达800V!
数字式高压压电控制器E80.D4S，四通道，输出电压达800V！
E80.D4S高压压电控制器具有4个输出通道，且每个通道都可输出0~800V高压。
E80.D4S是
数字式压电控制器，它的控制是通过USB接口由上位机来完成。
另外，它额外配有电荷放
大器，可通过上位机读取外界PZT传感器输出的电荷电压值，在减震抑震应用中，可监测结
构形变的实际情况。
特点
4通道
输出电压0~800V
峰值电流达80mA
带宽达1kHz
应用
E80.D4S数字式高压控制器适于驱动高压压电陶瓷、高压封装压电陶瓷促动器等各类需要高
压驱动的产品。
前后面板
技术参数
型号：E80.D4S
功能：压电控制器
通道数：4通道
标称模拟输入电压：0~10V
标称输出电压范围：0~800V
峰值电流：100mA/通道
平均电流：80mA/通道
放大器带宽：1kHz/通道
PZT连接器：ZRA.OS.116.CLL
控制输入连接器：USB接口
传感器类型：SGS
伺服特性：模拟P-I
Sensor连接器：LEMO-EPG-0B-304
传感输出连接器：LEMO-EPG-0B-308
通信接口：USB
D/A 转换器：16位
A/D 转换器：16位
工作温度范围：-30~+65℃
贮存温度：–50~+70℃
环境湿度：最高相对湿度80％，温度可达30℃；最低相对湿度50％，温度可达40℃输出短路电流：20mA
过流指示：无
静态功耗：74W
尺寸：270×245×50mm 重量：1.66kg
供电电源：28V/10A。
诚科ck—200温控器说明书
诚科ck—200温控器说明书
诚科CK-200温控器是一款智能数字式温度控制器，适用于各类加热、制冷、恒温等控制场合。
以下是它的部分说明：
一、外观和安装
1.外观尺寸：48mm*48mm，安装孔尺寸为45mm*45mm。
2.本产品外部接线方法为插接式连接，接线用电缆极数必须与控制器标号相符。
3.安装时，应保证空气流通，不得长时间在高温或高湿的环境下使用，以免影响控制器寿命。
二、性能特点
1.数字化调节，温度控制精度高，误差小。
2.采用双 LED 数码管进行温度实时显示，直观明了。
3.控制器具有超温及断电记忆功能。
4.控制器具有供电电压保护功能。
5.支持多种控制模式，包括PID控制模式、ON/OFF控制模式等。
6.支持多段设定功能，可以按照时间段设定多组温度值，灵活易用。
7.控制器具有自校准功能，可以自动检测并修正系统误差，保证控制精度。
三、操作指南
1.开机后，按下SET键，进入参数设定状态。
2.根据需要设定温度值、控制模式、控制器输出模式、多段控制等参数。
3.设定完成后，按下SET键保存并退出设定状态。
4.按下RUN/STOP键，即可开始温度控制。
控制器将根据设定的参数进行控制，并实时显示温度值。
5.如需修改设定参数，可再次按下SET键进入设定模式。
以上是诚科CK-200温控器的部分说明，如需更详细内容，建议查看产品说明书。
第4章 控制器
8
20世纪80年代以来，又发展了数字调节器：可编程调节器、智 能调节器，基于集散控制系统或者现场总线的控制器等。以微处理 器为基础，功能完善，性能优越，能够解决模拟式仪表难以解决的 问题。近二十年来数字式控制仪表不断涌现新品种应用于过程控制 中，以提高控制质量，对整个控制系统产生革命性变革。 电动模拟式、数字式调节器，具有反应快,信号易远传,容易与 其他仪表相配套,功能丰富，符合当今仪表的发展趋势。基于集散控 制系统或者现场总线的控制器，它们除了控制功能外，还具有网络 通信等功能，适应信息社会大规模生产需要。
27
想一想，为什 么不从0开始？
特点——
1）采用统一信号标准：4~20mA DC和1～5V DC。 这种信号制的主要优点是电气零点不是从零开始， 容易识别断电、断线等故障。同样，因为最小信号 电流不为零，可以使现场变送器实现两线制。 2）广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度提高、 可靠性提高、维修工作量减少。 3）可构成安全火花型防爆系统，用于危险现场。
手/自动双向切换 手动操作 无扰动切换 Kp/Ti/Td的设置 Kp/Ti/Td的设置
一般在刚刚开车时采用手动控制，待系统正常时切换到自动控制。 可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出 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） 改变控制器的特性
DV
21
22
比例积分微分调节规律（PID）： 同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比例积分 微分控制器。 微分控制器 1 dDv Mv Kp Dv Dvdt T D T dt I 对阶跃偏差：微分先起主导作用，使输出 大幅度变化，产生强烈的调节作用之后微 分作用消失，积分逐渐占主导地位，直到 余差完全消失，积分作用才停止。 若将TD=0，微分作用消失——PI调节器 TI=无穷大，积分作用消失——PD调节器 TD=0，TI=无穷大——P调节器。
TSW-11AN 数字式档位控制器说明书
简 介电力系统中目前使用的变压器、电抗器多含有有载调压机构，分接头的位置是变压器、电抗器的重要信息。
测控单元在采集分接头位置信号时，通常提供的开关量位置较少，因此通常对分接头位置进行编码，转换成与测控系统相适应的BCD 方式输出。
该装置是配合变电站实现电力调度自动化、无人值班化的一种自动监测仪器。
它将来自主变压器有载调压分接开关的升、降、停调压控制、档位机械分接点位置监测、远方/就地控制等功能集于一体。
可以在就地位置实现升、降、停操作，也可以与综合自动化系统的测控装置接口，进行远方遥控操作，并且遥测档位位置。
该装置可以满足三种输入方式：（1）一对一（每个档位对应一付空接点）；（2）编码方式（1-9分别对应一付空接点，10位对应一付空接点）；（3）BCD 输入方式。
输出方式：BCD 或HEX 输出。
结构上采用了屏柜安装方便快捷。
技术参数额定工作电压： DC220V/110V 编码输出类型： BCD 或HEX 输出输入最大档位数：19档(更多档位订货时注明)档位输入类型： 一对一的输入、编码输入、BCD 输入 装置端子定义图输出方式： 空接点输出 输出接点容量： 载流容量 5A接点断弧容量： 60W(220VDC)；2000VAC安装方式： 柜面开孔安装装置电原理图装置典型使用接线接线图如下：1一对一输入的接线方式 2 编码输入的接线方式（仅适用于BCD输出方式时）3 BCD输入的接线方式（仅适用于BCD输出方式时）装置操作说明运行指示灯：档位控制器上电，运行正常时运行灯点亮(绿色)。
远方、就地选择开关远方位置：允许测控装置通过档位控制器进行调压机构遥控操作。
就地位置：允许通过装置面板上的升、降按钮进行调压机构操作。
升、降、停按钮升、降按钮：就地操作时，通过面板上的升、降按钮可以实现调压机构的就地升降；档位控制器面板上的按钮只在就地位置时，升、降才有效。
停按钮：按下停按钮时，切断调压机构电源，禁止调压操作；停接点不受远方就地的控制。
ddc控制器的组成
ddc控制器的组成DDC控制器是一种数字式直流电机控制器，用于控制直流电机的转速和方向。
它由多个组成部分组成，包括电源模块、信号处理模块、功率模块和控制接口模块。
1. 电源模块：DDC控制器的电源模块用于提供电源给其他模块。
通常，它包括一个直流电源和一个稳压电路，用于将输入电压转换为所需的工作电压，并保持电压稳定。
2. 信号处理模块：信号处理模块是DDC控制器的核心部分，用于处理来自外部输入设备的控制信号。
它包括信号接收电路、信号转换电路和信号处理电路。
信号接收电路用于接收外部输入设备发送的控制信号，如转速设定信号和方向控制信号。
信号转换电路将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便后续处理。
信号处理电路根据接收到的信号进行逻辑运算和控制算法，并生成相应的控制信号。
3. 功率模块：功率模块用于控制直流电机的供电和电流输出。
它包括电流检测电路、功率开关电路和电流控制电路。
电流检测电路用于检测电机的电流输出，并将检测到的电流信号反馈给信号处理模块进行反馈控制。
功率开关电路根据信号处理模块的控制信号，控制直流电机的供电开关。
电流控制电路根据信号处理模块的控制信号，调节电机的电流输出，以实现对电机转速的精确控制。
4. 控制接口模块：控制接口模块用于与外部设备进行通信和控制。
它包括通信接口电路和控制接口电路。
通信接口电路用于与上位机或其他外部设备进行通信，以接收控制指令和发送状态信息。
控制接口电路用于接收外部控制信号，如启动信号和停止信号，并将其转发给信号处理模块进行处理。
DDC控制器的组成部分相互配合，实现对直流电机的精确控制。
电源模块提供稳定的电源，信号处理模块处理控制信号并生成相应的控制信号，功率模块控制电机的供电和电流输出，控制接口模块与外部设备进行通信和控制。
通过这些组成部分的协作，DDC控制器可以实现对直流电机的转速和方向的精确控制。
总结一下，DDC控制器的组成部分包括电源模块、信号处理模块、功率模块和控制接口模块。
数字式控制器
2.3.2.3. SLPC可编程控制器的
软件部分
包括系统程序和功能模块: 系统程序用于保证整个控制器正 常运行，这部分用户是不能调用的 功能模块提供了各种功能，用户 可以根据需要选用，以构成用户程 序，功能模块以指令形式提供
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目 录
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武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
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目 录
武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
过程输入通道
开关量输入通道
开关量输入通道将多个开关输入信号转换成能被计算 机识别的数字信号。 开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻 辑电平为“1”与“0”这类两种状态的信号。 开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行 隔离传输。
U CC U CC MV ( R2 / R1 ) R2 MV I0 MV R3 R1 R3 250
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目 录
Байду номын сангаас
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— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
(4) 开关量输入和输出通道
SLPC控制器有六个开关量输入和 输出通道，它们既可以当作输入也 可以当作输出，由使用者设定。开 关量输入输出通道都经过高频变压 器隔离
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目 录
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— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
人／机联系部件
正面板测量值和给定值显示器，输 出电流显示器，运行状态（自动／ 串级／手动）切换按钮、给定值增 ／减按钮和手动操作按钮等，还有 一些状态显示灯。侧面板有设置和 指示各种参数的键盘、显示器。
数字控制器的说明书
数字控制器的说明书一、产品概述数字控制器是一种用于控制机械或电子设备的高性能控制器。
本说明书将详细介绍数字控制器的特点、功能、参数以及使用方法，旨在帮助用户充分理解和正确操作本产品。
二、产品特点1. 高精度控制：数字控制器采用先进的控制算法，具有精确的控制能力，可满足精密加工和控制的需求。
2. 大容量存储：集成的存储器能够存储大量的控制程序和数据，方便用户进行多样化的控制操作。
3. 多种输入输出接口：数字控制器提供多种输入输出接口，可连接各类传感器、执行器以及其他设备，实现多样化的控制连接方式。
4. 友好界面：数字控制器配备了直观、易操作的用户界面，用户可以通过触摸屏或控制按钮轻松操作控制器。
5. 稳定可靠：数字控制器具有稳定可靠的性能，适用于长时间连续工作，保障设备的正常运行。
三、产品功能1. 数字控制：数字控制器可以根据用户设定的控制参数，通过控制算法，自动精确控制相应设备的运动、位置、速度等。
2. 数据处理：数字控制器能够实时处理各类传感器采集到的数据，并根据特定算法进行运算和判定，实现对设备状态的监测和控制。
3. 通信接口：数字控制器具备通信接口，可以与上位机、网络等进行数据传输和控制指令的交互。
4. 编程功能：用户可以通过编程方式，灵活配置控制器的工作模式和控制逻辑，满足不同应用场景下的需求。
5. 故障诊断：数字控制器内置了强大的故障诊断功能，能够及时检测设备运行中的异常情况，并提供相应的报警和处理方法。
四、使用方法1. 连接设备：将数字控制器与待控制的机械或电子设备进行正确连接，确保信号传输正常。
2. 电源接入：将数字控制器连接到电源，确保电源供应稳定。
3. 参数设置：通过用户界面进行控制参数的设置。
用户可以根据实际需求，设置相关参数，如运动速度、位置等。
4. 控制操作：按照设定的参数和控制逻辑，进行控制操作。
用户可以通过触摸屏或控制按钮进行操作控制器。
5. 监测与调整：用户可以通过数字控制器的监测功能实时监测设备状态，并根据需要进行相应的调整和修改。
第五章 自动控制仪表
偏差
测量信号
-
放大器
输出信号
反馈环节
二、DDZ-III型电动控制器 1. DDZ—Ⅲ型仪表的特点 (1).采用标准信号。标准电流信号(4-20mADC)通过转换 电阻250Ω,转换为标准电压信号(1-5VDC)。 ①.电气零点不是从零开始,且不与机械零点重合,可线性 化,且易识别断电、断线等故障。 ②. 改变转换电阻值,控制室仪表可接收1:5的其他电流信号, 如将1-5mA或10-50mA,再转换为电压信号(1-5V)。 ③.实现现场变送器与控制室仪表的两根导线连接。 (2).采用集成电路,可靠性提高,维修量减少。
二、比例控制 (P) 例如:DDZ-Ⅱ型比例控制器,其温度刻度范围为400-800℃, 控制器输出工作范围是0-10mA。当指示指针从600℃移 到700℃时,控制器相应的输出从4mA到9mA,比例度为:
700-600 9-4 ( / ) 100% 50% 800 400 10 0
当H>Ho时,电极接触流 体,J接通,V全关,流体不 再流入贮槽。 电磁阀V 给定值Ho
电磁阀频繁动作而易损坏。
具有中间区的双位控制。
一、双位控制
p pmax 开
3.具有中间区的双位控制 偏差在中间区内,控制机构不动作。 e e e min max 当e>emax时,控制器输出为最大pmax, pmin 关 控制机构打开(或关)； 实际的双位控制特性 当e<emin时,控制器输出为最小pmin, 阀门关闭 控制机构关闭(或开) 。 阀门打开
• 实际的PID控制规律较为复杂。 因PID控制器有δ (KP).TI. TD三个 参数可选择, 适用范围广,在温度和 成分分析控制系统中得到广泛应用。 PID特点:控制速度快,消除余差,有较好的控制性能。 但这并不意味着它在任何情况下都是最合适的,必须根据 过程特性和工艺要求,选择最为合适的控制规律。
Beston BS- 4380系列 直接式数字控制器 说明书
Beston Intelligent Technology Co.,Ltd.BS-4380系列直接式数字控制器说明书1.产品介绍B S-4380系列直接式数字控制器（D D C）是我公司针对各种空调应用场合，研发的控制器之一，它采用8位高性能嵌入单片机技术设计的新型数字控制器。
可以测量多种工业测量信号，如各种模拟量、数字量信号；同时具备控制输出信号（继电器和模拟量输出）；通讯采用RS232或 RS485通讯协议，通讯规约为M O D B U S通讯规约。
典型应用于空调应用场合，为大多数系统集成商和自动化公司、研究所采用，是一种具有极高性价比、稳定可靠的数据采集产品。
BS-4380系列DD C具有三种型号：BS-4380、B S-4382、B S-4384，型号中最后一位数字为模拟量输出数量，倒数第二位为模拟量输入数量。
1.1产品功能1.1.1 8路开关量光电隔离输入，可使用机内电源，也可使用机外电源。
1.1.2 8路标准模拟输入，0V～10VDC/4mA～20m ADC/0V～5V DC/1V～5VD C，通过外部AI/DI设备可将A I变为D I。
1.1.3 1个标准R S232通信口，一个隔离的标准RS485通信口，可同时支持MODBUS规约的RTU通讯方式。
根据用户需求，R S485可改为C AN。
1.1.4BS4380：8路开关量继电器隔离输出BS4382：6路开关量继电器隔离输出BS4384：4路开关量继电器隔离输出1.1.5B S4380：无模拟量隔离输出B S4382：2模拟量隔离输出，10位B S4384：4模拟量隔离输出，8位1.1.6高可靠性能，较强抗干扰能力。
1.1.7卡式导轨或螺丝固定，安装简单。
1.2系统参数1.2.1开关量输入容量：8路电压：机内24V AC整流滤波或外接24V直流电源输入方式：光电隔离1.2.2模拟量输入容量：8路精度：0.2级分辨率：10位形式：0V～10V D C、4m A～20m A、0V～5V D C、1V～5V DC跳线选择和系统配置1.2.3开关量输出容量：8/6/4路隔离：继电器，220V A C/3A，30V D C/3A形式：常开触点1.2.4模拟量输出容量：2/4路隔离：0V～10VDC或4mA～20mA。
数字控制器的原理
线性二次型调节器
线性二次型调节器是一种常用的状态 空间控制方法，它通过优化系统状态 变量的二次代价函数，设计最优控制 律，实现系统的最优控制。
最优控制
最优控制
最优控制是指在满足一定约束条件下，寻找使某个性能指标达到最优的控制策略。
数字控制器的实时性和稳定性。
低功耗
02
嵌入式系统通常采用低功耗设计，能够延长数字控制器的使用
寿命和降低能耗。
可扩展性
03
嵌入式系统具有可扩展性，可以根据需要增加或减少功能模块，
方便数字控制器的升级和维护。
04
数字控制器的应用
工业自动化
数控机床
数字控制器用于控制机床的加工过程，实现高精 度、高效率的加工。
自动化生产线
数字控制器用于协调生产线上各种设备的运行， 实现生产过程的自动化和智能化。
工业机器人
数字控制器是机器人的大脑，负责控制机器人的 运动轨迹、姿态和操作。
智能家居
智能照明
数字控制器可以控制家里的灯光，实现智能调节、定时开关等功 能。
智能安防
数字控制器可以集成各种安防设备，实现家庭安全监控、报警等功 能。
数字控制器的原理
目 录
• 数字控制器的概述 • 数字控制器的核心原理 • 数字控制器的实现 • 数字控制器的应用 • 数字控制器的挑战与解决方案 • 数字控制器的发展趋势
01
数字控制器的概述
定义与特点
定义
数字控制器是一种利用数字信号 处理技术实现对工业过程的控制 和监测的电子设备。
特点
数字控制器具有高精度、高可靠 性、易于编程和调试、易于实现 复杂控制算法等优点。
RKC数字式温度控制器操作指南
RKC数字式温度控制器操作指南
1.开机：插入电源线并打开电源开关。
2.参数设置：按下参数设置按钮进入参数设置界面。
通过上下按钮和确认按钮设置所需的参数值，如温度范围、控制模式等。
3.温度设定：按下设定温度按钮进入温度设定界面。
通过上下按钮和确认按钮设置所需的温度设定值。
4.控制模式选择：通过选择控制模式按钮选择所需的控制模式，如PID控制、ON/OFF控制等。
5.输出设置：根据需要选择输出方式和输出范围，如选择继电器输出或模拟输出，并设置输出范围。
6.启动控制：按下启动控制按钮启动温度控制。
控制器将根据设定的温度值和控制模式对温度进行控制。
7.停止控制：按下停止控制按钮停止温度控制。
8.报警设置：通过报警设置按钮进入报警设置界面。
通过上下按钮和确认按钮进行报警参数的设置，如报警类型、报警值等。
9.报警解除：按下解除报警按钮解除当前的报警状态。
10.数据记录：部分RKC数字式温度控制器可支持数据记录功能，可通过数据记录按钮查看和导出所需的温度数据。
以上是RKC数字式温度控制器的基本操作指南。
具体操作方式可能会因型号和功能而有所不同，请参考对应的产品手册或使用说明书以获取更详细的操作说明。
自动控制仪表简述
自动控制仪表简述一．自动控制仪表的作用自动控制是指再没有人直接参与的情况下，利用控制装置（控制器），使机器、设备或生产过程（被控对象）的某一工作状态或参数（被控量）自动按照预定的规律运行。
自动控制是可以在检测的基础上，在应用控制仪表（常称为控制器）和执行器来代替人工操作。
自动控制仪表在自动控制系统中的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对于被控变量的自动控制。
二．自动控制仪表的分类及其特点1.按控制仪表的结构形式分类（1）基地式控制仪表⑴原理：基地式控制仪表是将测量、变送、显示及控制等功能集于一身的一种控制仪表。
它的结构比较简单，常用于简单控制系统。
⑵目前流行的仪表：有MOOR公司的XCT340 D-B、SMAR公司的LD301和KF系列。
⑶存在的问题：①气动基地式仪表(例如KF系列)要比电动基地式仪表的价格贵l倍还要多；②目前电动基地式仪表还未国产化，尚需进口；③气动基地式仪表对气源质量要求高。
往往由于气源净化不好而不能投入自动。
⑷发展方向：电动基地式仪表的发展趋势是全部采用现场总线技术，将一些本属于控制室中控制器的功能下放到现场型仪表中，从而更加拓宽了其使用范围。
不但简化了系统，节约了投资。
而且利用现场总线的双向通信功能，可由现场向控制室发出测量参数、维修预报以及故障诊断等信号，同时，也可在控制室对电动基地式仪表进行在线组态、设定、维护及调整。
（2）单元组合式仪表⑴原理：单元组合式仪表把整套仪表按照其功能和使用要求，分成若干独立作用的单元，个单元之间用统一的标准信号联系，使用时，针对不同的要求，将个单元以不同的形式组合，可以组成各种各样的自动检测和控制系统。
图1-1用电动单元组合仪表构成的调节系统⑵单元组合式仪表的分类（按使用的能源来分）①气动单元组合式仪表：以电作为能源及传送信号的仪表．这种仪表具有响应快速，易于控制和远距离传送，便于与各种电子装置、计算机等配合，可构成各种复杂的综合控制系统，发展十分迅速，在生产中被广泛应用。
DDC控制器介绍
DDC控制器介绍DDC（Digital Data Controller）是数字数据控制器的缩写，它是一种用于控制和管理数据通信的设备。
在电子设备和通信系统中，DDC控制器起着重要的作用，能够提供更高的数据传输速度和更稳定的通信质量。
首先，DDC控制器采用数字化的方式对数据进行处理和传输。
它通过数字信号处理器（DSP）和复杂的算法，对传入的数据进行解析、编码和调度，以实现数据的高速传输和可靠性保证。
与传统的模拟控制器相比，DDC控制器具有更高的抗干扰能力和更低的误码率。
其次，DDC控制器具有多种通信接口，可以连接多种终端设备。
常见的接口有以太网、RS-232、USB等，这些接口可以满足不同设备之间的数据传输需求。
同时，DDC控制器还支持多种通信协议，如TCP/IP、Modbus、Profibus等，可以与不同设备和系统进行无缝连接和数据交换。
DDC控制器还具有丰富的控制功能，可以实现多种操作和管理。
例如，它可以控制数据的采集、处理和存储，可以实时监测和管理网络设备的运行状态，还可以进行故障诊断和排除。
此外，DDC控制器还支持远程操作和管理，可以通过互联网远程访问和控制设备，方便用户进行远程监控和管理。
DDC控制器的应用非常广泛。
在计算机网络中，它可以作为数据交换机和路由器的控制器，用于管理和控制网络设备的通信。
在通信系统中，DDC控制器可以用于信号处理和调度，以提高通信质量和信号传输速度。
在工业自动化系统中，DDC控制器可以用于控制和管理工业生产设备，实现自动化生产和智能化操作。
总的来说，DDC控制器是一种功能强大的数字数据控制设备，具有高速传输、可靠性保证和丰富的控制功能。
它广泛应用于各种领域，能够提高数据传输效率和网络通信质量，促进信息交流和工业自动化发展。
随着技术的不断进步，DDC控制器的性能和应用领域还将进一步扩展，为人们创造更多便利和效益。
数字控制器的设计方法
THANKS
数字控制器的实时性与精度问题
要点一
实时性
要点二
精度问题
数字控制器需要快速地处理输入信号并输出控制指令，以 满足系统的实时性要求。
数字控制器的精度取决于其位数和量化误差，位数越高， 精度越高。
数字控制器的可靠性与稳定性问题
可靠性
数字控制器的可靠性取决于其硬件和软件的可靠性设计 。
稳定性问题
数字控制器的稳定性与系统的动态特性和控制参数有关 。
参数优化
根据仿真结果，对控制器的参数进行 优化，提高系统的性能。
仿真与优化
数字仿真
利用数字计算机对控制系统进行仿真，评估控制效果。
优化调整
根据仿真结果，对控制器参数进行优化调整，提高系统的性能指标。
03
常见控制算法
PID控制器
比例环节
根据误差信号的大小调整输出，以快速减小误 差。
积分环节
对误差进行积分，以消除长期误差。
VS
状态空间模型
如果需要，可以建立系统的状态空间模型 ，以更全面地描述系统的动态特性。
选择合适的控制算法
PID控制算法
常用的控制算法，通过比例、积分和微分环节来调整系统输 出。
模糊控制算法
适用于非线性、时变系统，通过模糊逻辑和规则进行控制决 策。
设计数字控制器
离散化控制器
将连续的模拟控制器离散化为数字控 制器，号。
求解方法
03
使用数学优化方法或启发式算法来求解最优解。
04
设计实例与案例分析
实例一：温度控制系统设计
总结词
通过PID算法实现温度的精确控制。
详细描述
在温度控制系统中，数字控制器通过接收温度传感器采集的温度数据，根据设定的温度目标，利用 PID算法计算出控制信号，以调节加热元件的功率，实现对温度的精确控制。
RKC数字式温度控制器操作指南
接通电源后控制器将依次显示输入类型、输入范围，然后进入 PV （实际温度）/SV（设定温度）显示模式。 一、设定温度调整 按仪表[SET]键，进入设定温度模式，按[∠]键调整需设定温度的位 数，按[∨]降低设定值，按[∧]升高设定值，设定完前后按[SET]键 回到 PV/SV 显示模式。 二、参数调整 注意：各试验箱的参数设置不同，请参照相应的参数表设置，一些 试验箱的参数出厂时根据需要进行了个别设置，调整前将原始参数 记录下来。 按仪表[SET]键 2 秒后进入参数设定模式，在此模式下可设定报警 PID 等参数。每按一次[SET]键，下表的 参数将依次显示。（RKC 表见附表）
SL7 特殊要求 1 0000 000 0000 dF 数字滤波 0001 0001 0001
SL8 特殊要求 2 0000 0000 0000 STTn 时间系数 0100 0100 0100
SL9 特殊要求 3 0000 0000 0000 STPK 比例系数 0067 0067 0067
SL10
* 低温试验箱（高温<100℃）用 105 值，高低温试验箱（高温<150℃）用 155 值 ** 低温试验箱（低温<-70℃）用-63 值，高低温试验箱（程序高温>50℃）用 30 值
三、第二组参数设定
在 PV/SV 显示模式下按 SEL 键 7 秒进入第二组参数设定模式，按∧或∨可改可改变设定参数的项目， 选定要修改的项目后按 SEL 键进入参数设定窗口，按∧或∨设定参数值，设定完成后按 SEL 键回到 参数项目设置模式，再按∧或∨可选择其它参数继续设置,具体参数见下表：
*b
第6章6.4数字控制器的工程实现
当从自动(SA与HA)切向软手动(SM)时，只要计算 机应用程序工作正常，就能自动保证无扰动切换。当 从自动(SA与HA)切向硬手动(HM)时，通过手动操作器 电路，也能保证无扰动切换。
从输出保持状态或安全输出状态切向正常的自动 工作状态时，同样需要进行无扰动切换，为此可采取 类似的措施，不再赘述。
6.4.1 给定值和被控量处理
•给定值处理包括选择给定值SV和给定值变化率限制SR两部分。 •通过选择软开关CL／CR，可以构成内给定状态或外给定状态； 通过选择软开关CAS／SCC，可以构成串级控制或SCC控制。
外给定
内给定
•(1)内给定状态
当软开关CL／CR切向CL位置时，选择操作员设置的给定值 SVL。这时系统处于单回路控制的内给定状态，利用给定值键可 以改变给定值。
•控制量处理数据区需要存放输出补偿量OCV和补偿方式OCM， 变化率限制值MR，软开关FH／NH和FS／NS，安全输出量MS， 以及控制量CMV。
6.4.5 自动手动切换技术
• 在正常运行时，系统处于自动状态；而在调试阶段或出现故 障时，系统处于手动状态。 •1．软自动／软手动 • 当软开关SA／SM切向SA位置时，系统处于正常的自动状态， 称为软自动(SA)；反之，切向SM位置时，控制量来自操作键盘 或上位计算机，此时系统处于计算机手动状态，称为软手动 (SM)。一般在调试阶段，采用软手动(SM)方式。
•当OCM=0,代表无补偿，此时Uc=Uk; •当CM=1,代表加补偿，此时Uc=Uk+OCV; •当OCM=2,代表减补偿，此时Uc=Uk-OCV; •当OCM=3，代表置换补偿，此时Uc=OCV. • 利用输出和输入补偿，可以扩大实际应用范围，灵活组成复杂的数字控制 器，以便组成复杂的自动控制系统。 •2．变化率限制：为了实现平稳操作，需要对控制量的变化率MR加以限制。 变化率的选取要适中，过小会使操作缓慢，过大则达不到限制的目的。
TSW-15A系列数字式温度控制器 说明书
技术参数技术参数功能原理图功能原理图执行标准：GB/T 13850-1998idtIEC688：1992 工作电源：DC ：100～370V 或AC ：85～265V 传感器类型：热敏电阻Pt100、Cu50或4~20mA 输入 测量温度类型：0℃～150℃负载阻抗：输出为0～5V 时，负载阻抗≥10KΩ输出为4～20mA 时，负载阻抗≤500Ω输出范围：电压0～5V 或电流4～20mA 变送器精度：0.2级 显示精度：≤0.5℃TSW-15A 系列数字式温度控制器适合于非防爆领域应用，连接于工业现场仪表与控制室之间并给予现场仪表配电、信号隔离、信号转换、信号处理等功能的关联设备，旨在提高工业生产过程自动控制系统的抗干扰能力，保证系统的稳定性和可靠性，通过输出电压（0～5V ）或者电流(4~20mA)反映被测温度，采用三线连接系统，能运用于传感器与TSW-15A 系列装置远距离传输的情况，并将温度量变换为标准信号输出，送至监测装置，并显示出温度值。
信号输入保护：瞬态保护，12VDC 的过电压保护； 信号输出保护：瞬态保护，33VDC 的过电压保护； 电源保护：抗浪涌，过电压保护工频耐压：输入/输出 1.5KV,50HZ,1分钟输出/电源 1.5KV,50HZ,1分钟 输入/电源1.5KV,50HZ,1分钟绝缘电阻：≥20MΩ冲击电压：5KV （峰值）1.2/50µS 工作环境：0℃～45℃,5%~95%无凝露 储存环境：-40℃～70℃,5%~95%无凝露型号及命名规则型号及命名规则装置面板指示图及操作说明装置面板指示图及操作说明操作说明：1.输入辅助电源，“运行”、“测量”灯亮。
按“设定键”，“测量”灯灭，进入限值设定模式，如果进入设定模式不进行任何键盘操作5s 后返回测量界面；2.在限值设定模式，通过“设定”键可选择对温度上限、下限和风扇启动值进行设置。
3.在限值设定模式，“上限”灯亮时，可通过“增”“减”键以0.5℃的增减量设定温度高上限值，设定完成按“确认”键确认，否则设定值无效。
数字式点火控制器 SCU 2手册
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产品应用 施
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SC施能U 2.2
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SMART CONTROL UNIT
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数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点
6-1 数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点？答：1、一机多用。
由于计算机运行速度快，而被控对象变化一般都比较缓慢，因此，可以用一台计算机控制几个到十几个，甚至几十个回路，从而可大大节省设备造价。
2、控制算法灵活，便于在线修改控制方案。
使用计算机控制不仅能实现经典的PID控制，而且还可以采用直接数字控制，如大林算法，以及最优控制等。
即使采用常用的PID控制，也可以根据系统的需要进行算法的改进，增强控制的效果。
3、可靠性高。
由于计算机控制算法是用软件编写的一段程序，因此比用硬件组成的控制算法电路具有更高的可靠性，且系统维护简单。
4、可改变调节品质，提高产品的产量和质量。
由于计算机运行速度快，且计算机控制是严格按照某一特定规律进行的，不会由于人为的因素造成失调，因而使调节品质和产量都大为提高，从而提高了经济效益。
5、便于实现控制与管理及通信相结合，使工业企业的自动化程度进一步提高。
6、生产安全，改善工人劳动条件。
6-2 在PID调节器中，比例、积分、微分项各有什么作用？K P，T I，T D对系统调节性能有什么影响？答：1、比例作用即时成比例的对偏差e作出响应，即偏差一旦产生，调节器立即产生成比例的控制作用，以减小偏差；积分调节的目的主要用于消除静差，提高系统的无差度；微分作用在偏差出现或变化的瞬间对偏差量的变化速率作出反应，即按偏差变化的趋势进行控制，使偏差消灭于萌芽状态，加快响应速度。
简要概括如下：比例作用是保证调节过程的“稳”，积分作用是保证调节过程的“准”，微分作用是促进调节过程的“快”。
2、比例作用的强弱取决于比例系数K p 的大小，增大K p 可以增强比例作用，减小静差，但K p 值过大，会引起调节过程振荡，导致系统不稳定；积分作用的强弱取决于积分时间常数T I ，T I 越大，积分作用越弱，反之则越强；微分作用的强弱取决于微分时间常数T D ，T D 越大，微分作用越强，反之则越弱。
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系统程序
功能模块提供了各种功能，用户可以选择
所需要的功能模块以构成用户程序，使控制器实
现用户所规定的功能。控制器提供的功能模块主
要有
·数据传送
·高值选择和低值选择
·PID运算
·上限幅和上限幅
·四则运算
利用D／A转换器与电压比较器，按逐位比较原理来实现 模／数转换的。
6
过程输入通道
开关量输入通道
开关量输入通道将多个开关输入信号转换成能被计算 机识别的数字信号。 开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻 辑电平为“1”与“0”这类两种状态的信号。 开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行 隔离传输。
通信接口有并行和串行两种： 并行传送是以位并行、字节串行形式 串行传送为串行形式，即一次传送一位，连续传送
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2.3.1.2.数字式控制器的软件
数字式控制器的软件分为系统程序和用户 程序两大部分
系统程序:
系统程序是控制器软件的主体部分，通常由监控 程序和功能模块两部分组成 。
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系统程序
监控程序使控制器各硬件电路能正常工作 并实现所规定的功能，同时完成各组成部分之 间的管理。其主要完成的任务有：
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(2) 过程输入通道
SLPC控制器共有5个模拟量输入通 道，A／D转换器是利用μPC648D型高 速12位D／A转换器和比较器，X1输入通 道具有备用方式 ，正常工作时的信息途 径之外，发生故障时，进行测量值指示 。
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(3) 过程输出通道
SLPC控制器共有3个模拟量输出通道，其 中一路Y1为4～20mADC电流输出，两路Y2、 Y3为1～5VDC电压输出，相互间也不隔离 。
用户程序的编程通常采用面向过程POL语言 (Procedure-Oriented Language)。
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用户程序
控制器的编程工作是通过专用的编程器 进行的，有“在线”和“离线”两种编 程方法：
第一种，编程器与控制器通过总线连接共用一个CPU 第二种，编程器自带一个CPU构成一台独立的仪表
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2.3.1.3.数字式控制器的特点
2.3.数字式控制器
数字式控制器类型 ： 定程序控制器 可编程控制器 混合控制器 批量控制器
1
2.3.1.数字式控制器构成原理
数字式控制器由以微处理器（CPU） 为核心构成的硬件电路和由系统程序、 用户程序构成的软件二大部分组成
2
2.3.1.1. 数字式控制器的硬件电路
3
主机电路
用于实现仪表数据运算处理，各组成 部分之间的管理
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SLPC可编程控制器
SLPC还具有通信功能，可与上位计 算机联系起来构成集散型控制系统；具 有可变型给定值平滑功能，能够改善给 定值变更的响应特性；具有自诊断功能， 在输入输出信号、运算控制回路、备用 电池及通信出现异常情况时，进行故障 处理并进行故障显示
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2.3.2.2. SLPC可编程控制器的硬件电路
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过程输出通道
模拟量输出通道
依次将多个运算处理后的数字信号进行数／模转换 D／A转换器起数／模转换作用。 U／I转换器将1~5V的模拟电压信号转换成4~20mA的 电流信号。
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过程输出通道
开关量输出通道
开关量输出通道通过锁存器输出开关量（包括数字、脉 冲量）信号，以便控制继电器触点和无触点开关的接通 与释放，也可控制步进电机的运转。
ROM存放系统程序。 EPROM存放用户程序 . RAM 存放输入数据、显示数据、运算的中间值和结果值。
CTC的定时功能用来确定控制器的采样周期， 并产生串行通信接口所需的时钟脉冲； 计数功能主要用来对外部事件进行计数。
4
I／O接口
I／O接口是CPU同过程输入、输出通道等 进行数据交换的器件， 它有并行接口和 串行接口两种。
采用光电耦合器件作为输出电路进行隔离传输
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人／机联系部件
正面板测量值和给定值显示器，输出电 流显示器，运行状态（自动／串级／手 动）切换按钮、给定值增／减按钮和手 动操作按钮等，还有一些状态显示灯。 侧面板有设置和指示各种参数的键盘、 显示器。
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通信接口电路
通信接口将欲发送的数据转换成标准 通信格式的数字信号，经发送电路送至 通信线路（数据通道）上；同时通过接 收电路接收来自通信线路的数字信号， 将其转换成能被计算机接受的数据。
并行接口具有数据输入、输出双向传送和位 传送的功能，用来连接过程输入、输出通道，或 直接输入、输出开关量信号。
串行接口具有异步或同步传送串行数据的功能， 用来连接可接收或发送串行数据的外部设备
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过程输入通道
模拟量输入通道
将多个模拟量输入信号分别转换为CPU所接受的数字量。 多路模拟开关将多个模拟量输入信号分别连接到采 样／保持器。 采样／保持器具有暂时存储模拟输入信号的作用 A／D转换器的作用是将模拟信号转换为相应的数字量。
运算控制功能强 通过软件实现所需功能 带有自诊断功能 带有数字通讯功能 具有和模拟控制器相同的外特性 保持常规模拟式控制器的操作方式
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2.3.2. SLPC可编程控制器
SLPC可编程控制器是一种有代表 性的、功能较为齐全的可编程控制器， 它具有基本PID、串级、选择、非线性、 采样PI、批量PID等控制功能，并具有自 整定功能，可使PID参数实现最佳整定。 用户只需使用简单的编程语言，即可编 制各种控制与运算程序，使控制器具有 规定的控制运算功能。
·折线逼近法函数运算
·逻辑运算
·一阶惯性滞后处理
·开平方运算
·纯滞后处理
·取绝对值运算
·移动平均值运算
·脉冲输入计数与积算脉冲输出 ·控制方式切换
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用户程序
用户程序是用户根据控制系统要求， 在系统程序中选择所需要的功能模块， 并将它们按一定的规则连接起来的结果， 其作用是使控制器完成预定的控制与运 算功能。使用者编制程序实际上是完成 功能模块的连接，也即组态工作 。
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(1) 主机电路
CPU采用8085AHC，时钟频率为10MHz。 ROM分为系统ROM和用户ROM
系统ROM采用两片27256型EPROM，32KB， 用于存放监控程序和各种功能模块；用户ROM采 用一片2716型EPROM，用于存放用户程序。 RAM采用两片μPD4464C低功耗CMOS存储器， 8KB。