模拟式控制器

由图还可以看出，DDZ—Ⅱ型仪表的信号传输采用电流传送— 电流接收的串联制方式，控制室内接收同一信号的各仪表串联在电 流信号回路中，图中四个仪表分别用负载电阻RL1、RL2、RL3、RL4 来表示。
2．DTL—121调节器的基本组成 ． 调节器的基本组成
DTL—121型调节器能对偏差信号进行PID连续运算，其原理框图见图5-3-3。
可编程调节 器的原理方 框图
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4.4 数字式控制仪表
3.KMM的控制类型
KMM调节器内有两个PID运算式，即PID1和PID2， PID运算式的个数及给定方式的不同 运算式的个数及给定方式的不同，又可以 根据使用PID运算式的个数及给定方式的不同 分为四种控制类型。 ( 1 ) 控制类型 只用一个PID运算式，采用本机内给定 PID (LSP)，无串级(CAS)状态。 控制类型1 ( 2 ) 控制类型 1 只用一个PID运算式，在“自动”时以 LSP1为设定值(内给)，在串级(CAS)状态时以RSP1为 设定值(外给)，来自其他调节器或运算器，也可来自 本调节器内的其他运算单元的输出。
分别指示测量值（红针） 给定值（黑针） 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。 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、 硬手动、软手动
硬手动——输出与拨盘数值直接对应 输出与拨盘数值直接对应 硬手动 软手动——同时按下软手动操作板键 ，调节器的输出便随时间按一定的速度增加 同时按下软手动操作板键6， 软手动 同时按下软手动操作板键 或减小；若手离开操作极键则当时的信号值就被保持. 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（ 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 阀的开度要求长时间不变） 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。 ，才使用硬手动操作。 软手动” “自 动”⇔“软手动”切换是双向无平衡无扰动 硬手动” 软手动” “硬手动”⇒“软手动”切换是无平衡无扰动 硬手动” “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 “软手动”⇒“硬手动”切换是 硬手动”切换是预平衡无扰动 “自 动”⇒“硬手动”切换是
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5.3 模拟式控制仪表
（3）Ⅲ型仪表统一由电源箱供给24V DC电源，并有蓄电 型仪表统一由电源箱供给24V DC电源 电源， 池作为备用电源。 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。
4.4 数字式控制仪表
二、可编程调节器的主要特点 可编程调节器的主要特点
1.功能丰富。 功能丰富。 通用性强。 2. 通用性强。 3.可靠性好。 可靠性好。
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4.4 数字式控制仪表
三、可编程调节器的基本构成及原理
图 可编程调节器的原理方框图
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4.4 数字式控制仪表
四、KMM可编程序调节器 是一种单回路的数字控制器。 KMM可编程序调节器 可以接收5个模拟输入信号，4个数字输入信号， 输出3个模拟信号，输出3个数字信号。 1.KMM调节器的 面板及其功能键
控制器基本构成
气动控制器的特点
气动单元组合仪表QDZ中的控制单元； 输入输出信号均采用20~100kPa的标准气压信号； 现使用的气动控制器，主要有力平衡和力矩平衡两种； 结构简单、价格便宜； 信号传送慢、滞后大； 不易与计算机联用，近年来使用较少。
5.3.3
DDZ—Ⅱ型电动控制器 Ⅱ
DDZ—Ⅱ型电动控制器有DTL—121型和DTL—321型等，其线路 大致相同，DTL—121型是统一设计的产品，下面以它为例简单说 明其特点、原理及使用。 1．DDZ—Ⅱ型仪表的特点 (1)采用晶体管等分立元件构成，线路较复杂。 (2)信号制采用0—10mA直流电流作为现场传输信号；0—2V直流 电压作为控制室内传输信号。 (3)采用220V交流电压作为供电电源。 (4)现场变送器的供电电源和输出信号分别各用两根导线．因此为 四线制，见图5-3-2。
、数字式控制器的主要特点 ①实现了模拟仪表与计算机一体化 ； ②运算控制功能强 ； ③通过软件实现所需功能 ； ④具有和模拟调节器相同的外特性 ； ⑥可靠性高，维护方便 。
数字式控制器的构成原理
（1）数字式控制器的硬件电路 ）
数字式控制器的硬件电路
（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。 数字式控制器的软件分为系统程序和用户程序两大部分。 ①系统程序 监控程序 功能模块 ②用户程序 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。
1. DDZ-Ⅲ型仪表的特点 DDZ（1）采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一标准信号。 ）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250Ω。 由于联络信号为1～5V DC，可采用并联信号制，因此 干扰少，连接方便。
控制仪表的信号形式
控制仪表 模拟式控制仪表
数字是控制仪表
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内容提要
模拟式控制仪表
概述 DDZDDZ-Ⅲ型电动控制器
数字式控制仪表
概述 可编程调节器的主要特点 可编程调节器的基本构成及原理 KMM可编程序调节器 KMM可编程序调节器
1
5.3
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。分为气 动与电动两控制器。 一、基本构成原理及部件 1、比较环节：是将给定信 号与测量信号进行比较，产 生一个与它们的偏差成比例 的偏差信号。 2、放大器：是一个增益很 大的比例环节（电动为高放 大倍数的运算放大器）。 3、反馈环节：是通过正、 反反馈来实现比例、积分、 微分等控制规律的。
1-手动 自动切换开关；2-指示灯 手动-自动切换开关 手动 自动切换开关； 指示灯 3-指示表；4-偏差指针；5-内给定拨盘 指示表； 偏差指针 偏差指针； 内给定拨盘 指示表 6-手操拨盘；7-输出指示表；8-拉手 手操拨盘； 输出指示表 输出指示表； 拉手 手操拨盘
5.3 模拟式控制仪表
一、DDZ-Ⅲ型电动控制器 Ⅲ
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5.3 模拟式控制仪表
（4）内部带有附加装置的控制器能和计算机联用,在与 4 内部带有附加装置的控制器能和计算机联用, 直接数字计算机控制系统配合使用时,在计算机停机时, 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。 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。 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。 整套仪表可构成安全火花防爆系统。
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ＤＤＺ－Ⅲ ＤＤＺ－Ⅲ电动控制器
无干扰切换：在控制 系统投运过程中，一 般总是先手动遥控， 待工况正常后，再切 向自动。当系统运行 中出现工况异常时， 往往又需要从自动切 向手动，所以控制器 一般而论都兼有手动 和自动两方面的功能。 但是，在切换的瞬间， 应当保持控制器的输 出不变，这样才能使 执行器的位置在切换 过程中不致于突变， 不会对生产过程引起 附加的扰动，这就是 无扰动切换。
将变速器送来的1-5V.DC的测量信号，与1-5V.DC的给 定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号 进行PID运算，输出4-20mA.DC信号，传递给执行器， 实现对过程参数的自动控制。
5.3 DDZ—Ⅲ型电动控制器的组成与操作 Ⅲ
图4-3-13 DTL-3110型调节器正面图 1—自动-软手动-硬手动切换开关；2—双针垂直指示器；3—内给定设定轮； 4—输出指示器；5—硬手动操作杆；6—软手动操作板键；7—外给定指示 灯；8—阀位指示器；9—输出记录指示；10—位号牌；11—输入检测插孔； 12—手动输出插孔
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5.3 模拟式控制仪表
（2）广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。 广泛采用集成电路，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。
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DDZ－II型仪表 － 型仪表 调节器） （包括调节器） 包括调节器
DDZ一III型仪表 一 型仪表 调节器） （包括调节器） 包括调节器
III型仪表优点 型仪表优点
电 源
220VAC
24VDC集中供电 集中供电
·可用 可用24VDC蓄电池作备用电源 可用 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。 仪表内部没有变压器， 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。 故障状态：电流小于 故障状态：电流小于35mA，电压小于 ，电压小于35VDC，可带电维修。 ，可带电维修。 电气零点从4 开始， ①电气零点从 mA开始，不与机械零点重合，容易识别断电、断线等故障。 开始 不与机械零点重合，容易识别断电、断线等故障。 ②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 只要改变转换电阻阻值，便可接收其他电流信号，例如将 ～ 等直流电流 信号转换为l～ 信号 信号。 信号转换为 ～5V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。 ③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。 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。 由于集成运放均为差分放大器，且输人对称性好，漂移小， ①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。 ②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。 ③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。
手自动切换
无平衡、 无平衡、无扰动
5.3 DDZ—Ⅲ型电动控制器的组成与操作 Ⅲ
Ⅲ型控制器有全刻度指示和偏差指示两个基型品种。
图4-3-12 DDZ-Ⅲ型控制器结构方框图
主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、自动 与手动（包括硬手动和软手动两种）切换电路、输出电 路及指示电路等组成。
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全刻度指示控制器
比例运算电路
②比例积分运算电路
PID-D=PI
PI运算电路
微分反馈电路
③比例微分运算电路
PID-I=PD
④比例积分微分运算电路
PID运算电路
PID调解器输出动态特性
（4）DTL-121 型调节器的操作 ）
调节器的比例度为1%~200%， 积分时间为6秒~10分， 微分时间为3秒~25分
图
DTL-121 型调节器面板
4.4 数字式控制仪表
一、概述
数字式控制器与模拟式控制器的异同点： 数字式控制器与模拟式控制器的异同点： 不同点 数字式控制器 构成原理 数字技术 所用器件 以微处理机为核 心部件 相同点 仪表总的功能和输入输出关系基本一致。 模拟式控制器 模拟技术 以运算放大器等模拟 电子器件为基本部件
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4.4 数字式控制器
防 爆
隔离防爆
本安型防爆 （安全火花型） 安全火花型） 4~20mA 4~20mA 1~5V
输出信号
0~10mA
输入信号
0~10mA
元器件
分离元件 电阻、电容、 （电阻、电容、 晶体管……） 晶体管 ）
集成电路 运放电路……） （运放电路 ）
指示表头
单针偏差指示 ± ） （0~±30%）
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有双针全刻度大表头 指示（ 指示（0~100%） ）
图 5-3-3
DTL-121型调节器方框图
DTL—l2l型调节器由输入回路、自激调制式直流放大器、隔离电路、PID运算反馈电路 及手动操作电路等组成。
2 PID运算反馈回路 运算反馈回路
思考：已知PID运算电路，如何构成P、PI、PD运算电 路？PID-I-D=P
将PID反馈电路中的RI开路、RD短路、CI短路、CD开路时 (即去掉积分微分作用)，就构成一个比例运算电路，其 馈电路实际上是一个由电阻R27、R28、RP和电位器WP所 组成的分压电路。