单元二(任务二)DDZ-Ⅲ型电动调节器的组成和使用解读
模拟式控制器
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
（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。
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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
第六讲(模拟调节器)
过程控制仪表
过程控制仪表包括调节器（含可编程调节 器）、执行器和操作器等。 按能源分：气动仪表、电动仪表 按结构分：基地式仪表、单元组合式仪表、 组装式仪表和集散控制装置。 按信号类型分：模拟式仪表、数字式仪表
一、DDZ-Ⅲ型调节器
此调节器接受变送器或转换器的DC 1~5V或DC4~20mA 测量信号为输入信号，与DC 1~5V或DC4~20mA给定信 号进行比较，对其偏差进行PID运算，输出DC4~20mA 标准统一信号。 调节器工作框图如下：
由于10μF电容 积分需要较大电流， 在A3输出端加一功放 三极管。
PI传递函数 IC负输入端节点电流方程（S3置于×10档）： 1 VO 2 ( s ) C I s VO 2 ( s ) m C M s VO 3 ( s ) RI V (s) 则 W03 ( s ) 03 V02 ( s )
S1从A切换到M时：
断开A3的输入
CM无放电回路 VO3保持不变
A→M无冲击
S42闭合→-VM接入——按TI =100s的时间积分 S41闭合→-VM接入——按TI =6s的时间积分 同理，S43（或S44）闭合→+VM接入——反向积分 用这种手 动操作来改变 调节器输出， 信号变化比较 缓和，称为 “软手动”。
2、全刻度指示调节器的线路实例
1、输入电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输入电路的首要任务是求偏差 e ：
V01 = k ( V给定－ V测量 )
因测量信 号Vi和给定信 号Vs分别通过 双臂电阻差模 输入到运放A1 的同相和反相 输入端。 可列出两输入节点的电流方程：
V VCM 1 V (VS VCM 2 ) VB V R R R
实验02 DDZ-Ⅲ型调节器的调校
实验三 DDZ-Ⅲ型调节器的调校一、实验要求通过对调节器的调校过程,加深对调节器的结构和工作原理的理解,学习掌握调节器的投运前的调校要求和调校方法,为以后正确使用调节器打下基础。
二、实验装置及设备1) DDZ-Ⅲ型调节器一台2)恒流源0～30mA 一台3)直流毫安表一只4)稳压源24V DC 一台三、实验内容和实验步骤1、准备工作按图1接线，调节器输入端接上直流信号电源,输出端反馈至外给定输入.输入，输出回路均串入-０.５级的直流毫安表．然后接入仪表电源．要求接线准确无误，检查电源电压是否为２４ＶＤＣ。
图1 校验接线图２、测量信号指示精度将图１中Ｋ闭合，手自动切换开关置自动，测校开关置测量．变化输入信号４-２０mA,如用双针电流表指示,那么红针在100%刻度范围内变化;如用光柱指示,光柱显示A在100%刻度范围内变化。
当测量指针或光柱的高度在0%、50%、100%时,调节器1和2端应为1V、3V、5V.其误差应小于±40mA,如超差可分别调整量程和零电位器使其符合（一般不需要调整）。
3、给定信号指示精度上述开关位置不变,内给定开关置内给,改变内给定拨轮(电位器).在仪表内右端子排上测量内给定电压应在1-5V范围内变化,给定针(黑)或光柱显示高度(B)将在100%刻度范围内相应变化。
当给定针指向0%、50%、100%时,内给定应为1V、3V、5V，其误差应小于40 mV, 如超差可按图18分别调整量程和零电位器使其符合。
4、校正电压把测量开关置校正位置，此时给定与测量应同时指向刻度50%处若有偏离，则调整校正电压电位器。
5、输出指示精度把手自动切换开关置M ，操作M+或M-按钮，输出指示表指针应能在100%刻度范围内移动。
当指针在0%、50%、100%时，接线端子13或7之间窜接的电流表应为4mA 、12mA 、20mA 。
允许误差±0.4mA 。
6、手动1操作（软手操）调节器在手动1状态（M ）如未按M 按钮，输出将保持不变（4小时内变化〈1%），轻按 M-则输出均速下降，全行程时间100秒左右。
[第4讲]-自动化仪表及过程控制-第四章-过程控制仪表
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第四章过程控制仪表⏹本章提要1.过程控制仪表概述2.DDZ-Ⅲ型调节器3.执行器4.可编程控制器⏹授课内容第一节概述✧过程控制仪表---是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。
在自动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。
过程控制仪表包括调节器（也叫控制器）、执行器、操作器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。
过程控制仪表的分类：●按能源形式分类：液动控制仪表、气动控制仪表和电动控制仪表。
●按结构形式分类：基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等。
[基地式控制仪表]以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。
基地式控制仪表特点：—般结构比较简单、价格便宜．它不仅能对某些工艺变量进行指示或记录，而已还具有控制功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统。
目前常使用的XCT系列动圈式控制仪表和TA系列简易式调节器即属此类仪表。
[单元组合式控制仪表]将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。
使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合，从而构成多种多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。
特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。
它适用于各种企业的自动控制。
广泛使用的单元组合式控制仪表有电动单元组合仪表(DDZ型)和气动单元组合仪表(QD2型)。
[组件组装式控制仪表]是一种功能分离、结构组件化的成套仪表(或装置)。
它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。
整套仪表(或装置)在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。
这种控制仪表(或装置)特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的自动控制系统。
过程控制与自动化仪表知识点
1.过程控制系统由被控过程和自动化仪表两部分组成。
2.自动化仪表按能源形式分为：液动、气动和电动。
按信号类型分为：模拟式和数字式。
3.模拟仪表的信号可分为气动仪表的模拟信号与电动仪表的模拟信号。
4.气动仪表的输入/输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。
5.按照国际电工委员会规定，过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mA DC ，负载电阻为250Ω；模拟直流电压信号为1~5V DC 。
DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表就是这种信号标准。
6.气动仪表与电动仪表的能量供给分别来自于气源和电源。
1.过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。
2.引用误差计算公式：%100x x minmax ⨯-∆=γ（其中△为最大绝对误差，等于实测值x 减真值a x 的最大差值，即a1x x -=∆，min max x x 与为测量表的上下限值）3.精确度及其等级：最大引用误差去掉“±”与“%”。
例：±5%的精度等级为0.5。
4.热电阻在500℃以下的中、低温度适合作测温元件（理解公式()()[]00t t 1t -+=αR R ，其中R(t)为被测温度t 时的电阻值；R 0为参考温度t 0时的电阻值，通常t 0=0℃，α为正温度系数）；金属热电阻适用于-200℃~500℃；热敏电阻为-50~300℃。
5.热电阻接线有二线制、三线制、四线制三种接法，其中三线制可利用电桥平衡原理消去导线电阻。
6.热敏电阻由于互换性较差，非线性严重，且测温范围在-50~300℃左右，所以通常较多用于家电和汽车的温度检测和控制。
7.由于热电偶具有测温精度高、在小范围内线性度与稳定性好、测温范围宽、响应时间快等优点，因此在工业生产过程中应用广泛。
当温度高于2000℃时热电偶不能长期工作，需采用非接触式测温方法。
8.当被测为运动物体时，采用非接触式测温方法。
体积流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：A A A υυ==⎰d q v 累积：⎰=t 0v v dt q Q 质量流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：v m q q ρ= 累积：v m Q Q ρ=（ρ为流量密度）标准状态下的体积流量：n v n m vn /q /q q ρρρ==（n ρ为标准状态下气体密度）9.典型流量检测仪表有容积式流量计、速度式流量计、直接式质量流量计。
过程控制4
进行PID运算，输出DC4—20mA标准统一信号。
DDZ-Ⅲ型调节器有两个基本品种： 全刻度指示调节器和偏差指示调节器
全刻度指示调节器工作原理图
将输入信号（变送器送来的）与给 定信号进行比较，并对偏差进行PID 运算，输出4-20mA标准信号， 送给 执行器进行自动控制。
2
2、DDZ-Ⅲ 型调节器的组成：控制单元和指示单元 DDZ--Ⅲ型调节器的框图
、
2
根据使用能源的不同，执行器可分为气动执行器、电动执行
器、液动执行器。
气动执行器应用最广，其次是电动执行器。 气动执行器的输入信号为0.02MPa~0.1MPa. 电动执行器的输入信号为DC 4~20mA(DDZ-III型)。 气动、电动、液动三种执行器除了执行机构不同以外，所用 的调节机构（阀）都是相同的。
2
3、DDZ--Ⅲ型调节器各组成部分的作用原理 1)、输入电路
作用：获得输入信号Ui与给定信号Us之 差成比例的偏差信号。
Ui 测量电压 Us 给定电压
2
因为 故 所以
故结论：输入电路的输出U01是Us与Ui之差 的二倍，采用电压转 移，将两个以零伏为 基准的输入信号转换为以UB=10V为 基准的 输出信号U01
2
6)、手动操作电路
软手动 硬手动
2
硬手动操作，就是调节器的输出电流与手动输入电压信号成比例关系
CM影响不计RF=RH
U03=UH
2
软手动操作，就是调节器的输出电流与手动输入电压信号成积分关系。
软手动电路
2
保持电路
2
4Hale Waihona Puke 5、执行器1、概述执行器由执行机构和调节机构两部分组成，在 一个过程控制系统中，它接受调节器输出的控 制信号、并转换成直线位移或角位移，来改变 阀芯与阀座间的流通载面积以控制流入或流出 被控过程的流体介质的流量，从而实现对过程 参数的控制。
单元二(任务二)DDZ-Ⅲ型电动调节器的组成和使用
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三、控制仪表经历三个发展阶段
（一）基地式控制仪表：以指示、记录仪表为主体。 （二）单元组合式仪表中的控制单元：各单元不同
组合，构成复杂程度各异的自动检测和控制系统。
（三）以微处理器为基元的控制装置
四、控制仪表的分类：
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一、按信号形式分：模拟式控制仪表，数字式控制仪表 1.模拟式控制仪表（使用模拟信号进行工作） （1）按能源形式分类：气动式、电动式、液动式。
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五、 控制仪表（调节器）的特点
1. 作用：对检测仪表的测量信号进行控制，以便控制 生产过程的自动地正常进行，使被控变量达到预期的 要求。
2.发展趋势：
与计算机技术相结合，数字化、集成化、模块化、
表格化、通信功能和自诊断功能，方便控制大规模连
续自动化生产。
六、模拟式控制器
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（1） DDZ-Ⅲ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。 输出信号为4-20mA DC,控制室联络信号为1-5V DC,信号 电压和电流间转换电阻为250欧。 ②广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。 ③Ⅲ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。 ④整套仪表可构成安全火花型防爆系统。 ⑤自动和手动的切换以双向无扰动的方式进行的。
SPA
在模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信 号。目前应用的模拟式控制器主要是电动控制器。
（一）基本构成原理及部件
1.比较环节
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。
ZD-3使用说明书
目录一、概述二、仪器主要技术性能三、仪器使用条件四、工作原理五、仪器前后面板说明六、仪器连接安装七、仪器使用方法八、仪器成套性九、故障及原因十、应用实例一、概述ZD—3型自动电位滴定仪主要用在工厂实验室、科研机构、流程控制中的化学分析。
它是仪器分析中最基本的一种，因此它是各高等学校分析化学专业必备的分析设备。
ZD—3型具有测量精度高、功能齐全、操作方便、自动化程度高等优点。
ZD—3型采用组合式结构，它是由以下几个部分组成的：( l) DF滴定放大器(以下简称DF)；(2) DK滴定控制器(以下简称DK)；(3) DZ滴定装置(以下简称DZ)；(4) DQ滴定管(以下简称DQ)；(5) DC手动控制器(以下简称DC)；(6) XWT—1044S台式记录仪。
ZD—3型配有可交换式高精度活塞型滴定管，滴定管容积有5ml、10ml、20ml、50ml四种，其相对应的型号分别为：DQ5、DQ10、DQ20、DQ50，可供用户任意选用。
滴定剂输出体积由机械计数器数字显示，最小可精确到0．01ml(对10ml而言)。
数字滴定管还有输液体积的脉冲输出，可供台式记录仪记下输液体积(该输出脉冲和输液体积同步)。
滴定用的电极、搅拌器及滴定毛细管都装在一个固定支架上，每次分析只要调换烧杯，这样可使分析有较好的重复性，也便于操作。
DZ滴定装置也可单独使用，代替实验中玻璃质的普通滴定管，它能自动补液，手动滴定，操作十分方便。
本仪器采用低漂移直流放大器，它有输入阻抗高、稳定性好等优点。
DF放大器测量电位时，在500mV以内是线性指示，在500mV－2000mV之间是非线性指示。
DF单元除了进行电位测量以外，还有一次微分测量，以供一次微分滴定用。
在DK 滴定控制器中，设定电位用一个拨盘开关来调节，设定电位直接由开关上的数字显示。
设定电位和测定电位之差是在差值表上指示出来的，以监视电位滴定的电位变化。
与仪器配套的台式记录仪，即可作一般台式记录仪用，也可和ZD－3型配合作记录滴定用，记录滴定曲线，它具有测量精度高，稳定性好，零点调节范围宽(-50％～+150％)，走纸正确，走纸速度调节方便等优点，是分析仪器的有力助手。
过程控制工程考点解析
过程控制工程考点解析第一章1.什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪些？过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度、和PH等这样的一些过程变量的系统。
基本分类方法（1）按过程控制系统的结构特点分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统（2）按给定值信号的特点分为定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。
2.试说明书中图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。
过程：节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。
x(t)代表设定值；e(t)表示偏差信号；u(t)表示控制器控制作用信号；q(t)表示调节阀的流量信号；f(t)过程受到的干扰信号；y(t)过程的输出信号；z(t)测量信号3. 在过程控制中，为什么要由系统控制流程图画出其框图。
为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系,这样也便宜其他人员的理解第二章2-2.什么是过程通道？什么是过程的控制通道和扰动通道？它的数学模型是否相同？问题一：被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道。
问题二：过程的控制通道：控制作用与被控量之间的信号联系。
过程的扰动通道：扰动作用与被控量之间的信号联系。
问题三：他们的数学模型不一样，因为过程通道、控制通道和扰动通道所表示的环节不是同一个。
2-6. 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求：（1）列出过程的微分方程组；（2）画出过程的方框图。
（3）求过程的传递函数W0（S）＝H（S）/Q1（S）；答：（1）（2）（3）2-8.略。
2-11.为什么大多数过程控制的数学模型可用一阶、二阶、一阶加滞后和二阶加滞后环节之一来近似描述？有何理论依据？2-24.采用分度号K的热电偶测量炉温为800℃，其冷端温度为0℃求其热电势E( t,t0) ？2-43.数据采集系统的基本组成部分有哪些？它们分别实现哪些功能？数据采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集电路三部分组成。
过程控制系统课件第四章调节单元
u = KC e
即调节作用是以偏向存在为前提条件，不可能
做到无静差调节。
在实际的比例控制器中，习惯上使用比例度δ来表 示比例控制作用的强弱。
所谓比例度就是指控制器输入偏向的相对变化 值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。
( e / u )100%
em axem in um axum in
式中e为输入偏向；u为控制器输出的变化量； 〔emax - emin〕为输入的最大变化量,及输入量程； 〔umax –umin〕为输出的最大变化量，即控制器 的输出量程。
DDZ-Ⅲ型基型调节器 模拟式控制器用模拟电路实现控制功能。其开展 经历了Ⅰ型〔用电子管〕、Ⅱ型〔用晶体管〕和Ⅲ 型〔用集成电路〕。
1 DDZ-Ⅲ型仪表的特点4～20mA.DC； 内给定信号：1～5V.DC； 测量与给定信号的指示精度：±1％； 输入阻抗影响：≤满刻度的0.1％； 输出保持特性：－0.1％〔每小时〕； 输出信号：4～20mA.DC； 调节精度：±0.5％； 负载电阻：250～750Ω。
1 比例调节规律 比例控制数学表达式 ：
u(t)Kce(t)
u(t)为调节器输出的增量值， e(t) 为被控参数与给定值之差。
纯比例调节器的阶跃响应特性
❖ 比例控制的特点
❖ 控制及时、适当。只要有偏向，输出立即成比 例地变化，偏向越大，输出的控制作用越强。
控制结果存在静差。因为，假如被调量偏向为 零，调节器的输出也就为零
比例度:
( e / u )100%
em axem in um axum in
假如控制器输入、输出量程相等，那么:
u
e100% 1 100%
umax
u
KC
比例度除了表
单元二(任务二)DDZ-Ⅲ型电动调节器的组成和使用综述
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（1） DDZ-Ⅲ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。 输出信号为4-20mA DC,控制室联络信号为1-5V DC,信号 电压和电流间转换电阻为250欧。 ②广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。 ③Ⅲ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。 ④整套仪表可构成安全火花型防爆系统。 ⑤自动和手动的切换以双向无扰动的方式进行的。
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在模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信 号。目前应用的模拟式控制器主要是电动控制器。
（一）基本构成原理及部件
1.比较环节
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 3.反馈环节
控制器基本构成
是一个稳态增益很大的比例环节。
作用 通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律。
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-软手动操作扳键
DDZ-Ⅲ 型调节器正面图
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1—自动-软手动-硬手动切换开关；2—双针垂直指示器；3—内外给定设定 轮；4—输出指示器；5—硬手动操作杆；6—软手动操作键；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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动圈式显示调节仪表
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模拟电动仪表
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盘面
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背面
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模拟电动仪表
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实验二、DDZ-III温度变送器
实验二、DDZ-III温度变送器一、实验目的1、了解温度变送器的用途。
2、进一步加深对热电阻温度变送器的认识。
3、学习如何校验热电阻温度变送器，掌握温度变送器与热电阻的配接使用方法。
二、实验设备1、DDZ-III温度变送器一台：IET（5351-3）型热电阻温度变送器，0.5级。
2、电阻箱一只：模拟铂热电阻随温度的变化。
3、直流毫安表一只：0.5级，用于测量温度变送器的实际输出电流。
三、实验内容及步骤主要实验内容是对温度变送器精度进行校验。
温度变送器可与各种热电偶、热电阻配套测温（温度变送器多品种多规格），将温度信号转换成4～20mA DC或1～5V标准统一信号，作为显示仪、记录仪或调节器的输入信号，实现温度变量的指示记录或自动控制。
温度变送器有三个品种：热电偶温度变送器、热电阻温度变送器、直流毫伏变送器（直流毫伏转换器）。
在热电偶温度变送器和热电阻温度变送器中采用了线性化电路，是变送器输出信号与被测温度信号呈线性关系。
热电偶温度变送器还有冷端温度自动补偿功能。
温度变送器在使用中之前必须调零点和量程。
本实验中使用的是西安仪表厂引进日本技术生产的IET5351电动III型热电阻四线制温度变送器，配接BA2或Pt100分度号铂电阻，测量范围0～100、0～150、0～200℃等。
既可以输出电流，又可以输出电压，本实验采用输出电流功能。
零点和上限已事先调好了，不必再改变。
该四线制温度变送器，主要由量程单元、放大单元两部分组成。
量程单元由输入回路、反馈回路组成，主要功能是将热电阻输入信号转变成电压信号、线性化、零点及量程调整。
放大单元由直流/交流变换器、整流虑波、电压放大、功率放大、隔离输出等电路组成，主要功能是电压及功率放大、电源输入隔离、电流输出隔离。
量程板尽管可调整零点及量程，但可调范围只有量程的5％，故所需的测量范围相差较大时，要更换量程板。
放大单元通用。
1、按图接线（图见黑板）实验装置结构图RtIo mA电阻箱 温度变送器 直流 (模拟热电阻) （配接热电阻） 毫安表24V DC 电源温度变送器接线端子示意图AF 注意：B B 、F 接热电阻的同一端上侧接线端子排输出下侧接线端子排⑴ A 、B 、F 接线端子：热电阻信号输入端，热电阻采用三线制接法，B 、F接热电阻的同一端。
实验一、DDZ-III型调节器（一）
常见故障分析及排除方法1．常见故障分析表。
2．同步发电机的故障及排除方法详见《三相同步发电机使用说明书》。
3．机组控制屏故障排除方法详见《柴油发电机组控制屏使用说明书》。
4．电子调速器的故障及排除方法详见《电子调速器使用说明书》。
维护与保养1．进行维护与保养之前，请阅读有关说明书的有关章节。
2．机组的日常维护要经常进行，日常维护内容：a．日常运行过程中随时注意机组的通风、发热、振动以及轴承运转情况，应防止发电机风道被堵塞，对出现的不良运行情况进行排除；b．注意观察电压、功率、电流，勿使机组超载运行。
c．一般说来，每周应对机组检查一次，并使之短时运行，最好是带载运行，以确认机组处于良好状态，同时对有关情况及参数进行记录。
3．维护保养周期取决于机组运行的条件状况，一般结合柴油机的大修进行，保养内容：a．500兆欧表测量绕组的绝缘电阻，如对地电阻小于1兆欧时应进行焙烘。
测量时，机组的调压器，仪表等电子器件不在测量范围。
b．检查发电机轴承磨损情况，用煤油清洗轴承，更换轴承室润滑脂。
c．吹净发电机、电盘内部灰尘；d．检查各带电部分的接触是否良好，对各连接部分进行紧固。
e．经常检查仪表指示是否正常；4．基本维护保养规范应当包括下列各项：（1）检查空气滤清器、燃油滤清器的滤芯状况，应及时清理，必要时更换之。
（2）检查冷却水或防冻液的液面，应及时进行补充。
（3）检查润滑油、燃油及冷却水是否有泄漏。
（4）检查油泵泵体内机油是否在规定的范围，不足时应进行补充。
（5）检查蓄电池的电压及电解液比重。
（6）检查控制屏上各指示装置及各开关的状况。
（7）检查电气接线及机械连接有无松动现象，必要时进行紧固。
（8）柴油机在使用期间，应按日填写运行记录，以备定期检查。
为保证可靠运行并延长使用寿命，应进行严格的技术保养：5．新机维护：新机投入使用100小时进行下列工作：更换机油滤清器，并更换机油；a．换柴油滤清器；b．清洗空气滤清器；c．检查各紧固件，连接件是否有松动情况。
05调节器
硬手操 电路电路 H
附加电路: 手动遥控
EXIT
第12页
三、Ⅲ型调节器的功能实现
控制电路 （一）输入电路
V01=-2（Vi-Vs）= -2ε 1 TD S （二）比例微分PD电路 V02 ( s) V01 ( s) TS n 1 KD 对△ V01进行PD运算 t 1 C TS （三）比例积分PI电路 V03 ( s ) T V02 1 CM 1 A T S 对Δ V02进行PI运算 1 （四）输出电路 I 0 V03 250 （五）整机特性分析 1
当切换开关K1，置于“M”位置时， 为软手动操作状态，又称速度式手 操，是指调节器的输出电流随手动 输入电压成积分关系而变化。
(2)硬手动操作电路
当切换开关K1，置于“Ｈ”位置 时，为硬手动操作状态，又称比例式 手操，是指调节器的输出电流随手动 输入电压成比例关系而变化。
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第30页
三、手动自动无扰动切换
实际特性：
t C T 1 TI S V03 ( s ) V02 1 C M 1 AI TI S
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第25页
（四）输出电路 1．作用：①V03→I0
1 I 0 V03 250
②电平移动
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第26页
（五）整机特性分析
TD 1 1 S V (S ) TI FS F W ( S ) 03 KPF (S ) 1 1 T D S K I TI S K D
(1)无平衡无扰动切换 所谓无平衡切换，是指在自动、手动切换时，不需要事 先调平衡，可以随时切换至所需要位置。所谓无扰动切换 是指在切换时调节器的输出不发生变化，对生产过程无扰 动。 Ⅲ型调节器由自动或硬手动向软手动的切换以及由软 手动或硬手动向自动的切换均为无平衡无扰动的切换方式。 (2)有平衡无扰动的切换 凡是向硬手动方向的切换，从自动到硬手动或从软手 动到硬手动，均为有平衡的无扰动切换。即要做到无扰动 切换，必须事先平衡。
ZD-3使用说明书
目录一、概述二、仪器主要技术性能三、仪器使用条件四、工作原理五、仪器前后面板说明六、仪器连接安装七、仪器使用方法八、仪器成套性九、故障及原因十、应用实例一、概述ZD—3型自动电位滴定仪主要用在工厂实验室、科研机构、流程控制中的化学分析。
它是仪器分析中最基本的一种，因此它是各高等学校分析化学专业必备的分析设备。
ZD—3型具有测量精度高、功能齐全、操作方便、自动化程度高等优点。
ZD—3型采用组合式结构，它是由以下几个部分组成的：( l) DF滴定放大器(以下简称DF)；(2) DK滴定控制器(以下简称DK)；(3) DZ滴定装置(以下简称DZ)；(4) DQ滴定管(以下简称DQ)；(5) DC手动控制器(以下简称DC)；(6) XWT—1044S台式记录仪。
ZD—3型配有可交换式高精度活塞型滴定管，滴定管容积有5ml、10ml、20ml、50ml四种，其相对应的型号分别为：DQ5、DQ10、DQ20、DQ50，可供用户任意选用。
滴定剂输出体积由机械计数器数字显示，最小可精确到0．01ml(对10ml而言)。
数字滴定管还有输液体积的脉冲输出，可供台式记录仪记下输液体积(该输出脉冲和输液体积同步)。
滴定用的电极、搅拌器及滴定毛细管都装在一个固定支架上，每次分析只要调换烧杯，这样可使分析有较好的重复性，也便于操作。
DZ滴定装置也可单独使用，代替实验中玻璃质的普通滴定管，它能自动补液，手动滴定，操作十分方便。
本仪器采用低漂移直流放大器，它有输入阻抗高、稳定性好等优点。
DF放大器测量电位时，在500mV以内是线性指示，在500mV－2000mV之间是非线性指示。
DF单元除了进行电位测量以外，还有一次微分测量，以供一次微分滴定用。
在DK 滴定控制器中，设定电位用一个拨盘开关来调节，设定电位直接由开关上的数字显示。
设定电位和测定电位之差是在差值表上指示出来的，以监视电位滴定的电位变化。
与仪器配套的台式记录仪，即可作一般台式记录仪用，也可和ZD－3型配合作记录滴定用，记录滴定曲线，它具有测量精度高，稳定性好，零点调节范围宽(-50％～+150％)，走纸正确，走纸速度调节方便等优点，是分析仪器的有力助手。
A石油工程自动控制技术5DDZ-III型电动控制器工作原理及应用
• 调节器的信号： • 输入信号、内设定信号：1～5V直流电压； • 外设定信号：4～20mA直流电流，（它经过250Ω 精密电阻转换成1～5V直流电压）
调节器的工作状态：有“自动”、“软手动”、“硬手动” 及“保持”四种。 “自动”状态：测量信号与设定信号通过输入电路进行比较， 由比例微分电路、比例积分电路对其偏差进行PD和PI运 算后，再经过电路转换为4～20mA直流电流，作为调节器 的输出信号去控制执行器。
传递函数：
ห้องสมุดไป่ตู้
整机PID电路传递函数 调节器的PID电路由输入电路、PD电路和PI电路 三个环节串联组成。其传递函数应是这三个环节 传递函数的乘积。
F：相互干扰系数，F＝1+TD/TI Kp：比例增益 TD：微分时间 TI：积分时间 KD：微分增益 KI：积分增益 实际整定参数与刻度值之间的关系：
3、比例微分电路（PD）
作用： 接收以10V电平为基准的偏差信号VO1，进行比例 微分运算，其输出电压信号VO2送给比例积分电路。
比例微分电路是由无源比例微分网络和比例 运算放大器两部分组成的。RC环节对输入 信号进行比例微分运算，比例运算放大器 起比例放大作用。
比例微分电路的传递函数：
4、比例积分电路（PI） 作用： 接收以10V为基准的PD电路的输出信号VO2，进 行PI运算后，输出以10V为基准的l～5V电压VO3， 送至输出电路。
第四章 自动控制仪表
本次课程主要内容
三、DDZ-III型电动控制器工作原理及应用 1、概述（重点） 2、输入电路分析 3、比例微分电路 4、比例积分电路 5、输出电路 6、手动操作电路 7、指示电路 8、实际产品介绍
三、DDZ-III型电动控制器工作原理及应用
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（二）单元组合式控制仪表的发展阶段
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DDZ-Ⅰ型：电子管组成 DDZ-Ⅱ型：晶体管组成 DDZ-Ⅲ型：集成电路组成
DDZ是“电动单元组合”的汉语拼音首字母。 D---电动（Diandong）
第二个 D---单元（Danyuan）
Z----组合（Zuhe）
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1.DDZ型电动调节器
能和使用要求，将整个仪表划分成能独立实现某种功能
的若干单元，各单元之间用统一信号联系。各单元不同 组合，构成复杂程度各异的自动检测和控制系统。 ③组装式：它是在单元组合式仪表的基础上发展起来的 成套仪表装置，它的基本组件是一块块具有不同功能的 功能模件。所谓功能模件是指各种线路构成的标准电路 板，每种电路板具有一种或数种功能，并有同一规格尺
（2）按结构原理分类：
①基地式：基地式仪表是将传感器、控制器、显示器、记录
仪及其辅助装置组装在一个壳体内，形成能独立测量、显示、
控制和记录的仪表。它具有结构简单、可靠、经济性好等优点。 但其通用性差，控制范围窄，在使用中受到很大的限制。
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②单元组合式：根据控制系统中各个控制环节的不同功
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-软手动操作扳键
DDZ-Ⅲ 型调节器自动-软手动-硬手动切换开关；2—双针垂直指示器；3—内外给定设定 轮；4—输出指示器；5—硬手动操作杆；6—软手动操作键；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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1.正面板 2.侧面板 3.背后接线端子
Vi： 测量值；Vs：设定值；Is给定电流信号；Io输出电流信号。
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动圈式显示调节仪表
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TN
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模拟电动仪表
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盘面
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背面
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模拟电动仪表
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TN
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双针指示表： Vi测量值 Vs设定值
A：自动 M：软手动 H：硬手动 H:硬手动操作杆 Io输出记录指示 M软手动操作扳键
Ⅲ型控制器内外特性
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任务二： 认识DDZ-III型调节器
一、控制器使用的基本控制规律有哪些？
双位控制、比例控制（P）、积分控制（I）、微分控 制（D）及它们的组合形式，如比例积分控制（PI）、比 例微分控制（PD）和比例积分微分控制（PID）。
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二、控制仪表（调节器）在自动控制系统中起什 么作用？
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在模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信 号。目前应用的模拟式控制器主要是电动控制器。
（一）基本构成原理及部件
1.比较环节
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 3.反馈环节
控制器基本构成
是一个稳态增益很大的比例环节。
作用 通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律。
寸、输入输出端子、电源和信号制式。这种仪表又称功
能模件式仪表或插入式仪表。
2.数字式仪表：（使用数字信号进行工作）
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外部传输信号有数字量和模拟量。内部处理信号都是
数字信号。特点：以微处理器为核心；控制功能、运算功
能由软件完成，编程技术模块化、表格化，具有通讯功能
和自诊断功能。 例如：KMM可编程调节器、SLPC可编程调节器、 PMK可编程调节器皆属此类。
2.DDZ-Ⅲ型控制仪表的工作原理
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（1）原理：DDZ-III型调节器将来自变送器的1-5VDC信号与
给定信号比较所产生的偏差进行PID运算，并输出420mADC的标准信号，去控制执行机构的动作，以实现对 工艺参数的自动控制。 （2）DDZ-III型调节器有两种基型品种： 全刻度指示调节器和偏差指示调节器，结构和基本线路基 本相同。可设附加单元，扩大调节器的功能。
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五、 控制仪表（调节器）的特点
1. 作用：对检测仪表的测量信号进行控制，以便控制 生产过程的自动地正常进行，使被控变量达到预期的 要求。
2.发展趋势：
与计算机技术相结合，数字化、集成化、模块化、
表格化、通信功能和自诊断功能，方便控制大规模连
续自动化生产。
六、模拟式控制器
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（1） DDZ-Ⅲ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。 输出信号为4-20mA DC,控制室联络信号为1-5V DC,信号 电压和电流间转换电阻为250欧。 ②广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。 ③Ⅲ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。 ④整套仪表可构成安全火花型防爆系统。 ⑤自动和手动的切换以双向无扰动的方式进行的。
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检测仪表：将被控变量转化成测量信号，送入
显示仪表，进行指示和记录，还需送入控制仪表。
控制仪表：实现生产过程自动化的重要技术工
具。使用各种控制规律对整个系统进行自动控制， 指挥（协调）其他各个环节的动作，控制生产过程 的正常进行，使控制变量达到预期要求。
基本控制规律
1.位式控制 2.比例控制 3.积分控制 4.微分控制
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三、控制仪表经历三个发展阶段
（一）基地式控制仪表：以指示、记录仪表为主体。 （二）单元组合式仪表中的控制单元：各单元不同
组合，构成复杂程度各异的自动检测和控制系统。
（三）以微处理器为基元的控制装置
四、控制仪表的分类：
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一、按信号形式分：模拟式控制仪表，数字式控制仪表 1.模拟式控制仪表（使用模拟信号进行工作） （1）按能源形式分类：气动式、电动式、液动式。
3.DDZ-Ⅲ型电动控制仪表的组成与操作
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图1：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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DDZ-Ⅲ型调节器
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DDZ- Ⅲ型控制器的组成