什么是无扰动切换控制器
实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案
实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案张国禹,张志军(杭州杭氧股份有限公司设计院)摘要:在控制过程中,无扰动切换是仪表工程师与工艺工程师都非常关心的问题。
文章以首钢顺义空分项目配套的贮槽控制为例,详细介绍了实现DCS与PL C控制系统相互无扰动切换的构思及解决方案,并提出设计、安装、调试与操作中需要特别注意的方面。
关键词:低温液体贮槽;控制系统;D CS;PLC;无扰动切换1概述DCS和PLC控制系统从整体逻辑结构上讲是一个分支树结构,按系统结构进行垂直分解,分为过程控制级、控制管理级、生产调度级和经营管理级,贯彻/既集中管理又分散控制0的设计原则。
具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单、调试方便和运行安全可靠的特点。
在工业生产控制过程中,人们经常会提及控制系统中的无扰动切换问题,通常情况下是指在手动与自动切换的瞬间,保持控制器的输出信号不发生突变,以免切换给控制系统带来干扰。
但本文以实际的空分项目为背景,介绍两个不同类型的控制系统之间是如何实现无扰动切换。
2实施两个控制系统间无扰动切换方案的背景贮槽作为空分设备的后备系统,其可靠性非常重要。
当空分设备停车后,贮槽能够在一段时间内提供气源,以保证短时间内后续生产不间断。
首钢顺义空分项目配备了贮槽,但是由于用户需要,其贮槽的投产运行要先于空分设备的投产运行。
因此贮槽的控制在整套空分设备调试、运行前,用PL C控制系统来实现;当空分设备的DCS控制系统组态、调试完成后,将贮槽的控制切换到DC S控制系统控制。
因此贮槽的控制需在DC S与PLC控制系统间随时进行切换控制,这样便要求在D CS与PLC控制系统中要分别完成对贮槽的控制、联锁和报警等组态、调试工作。
两个控制系统既彼此完全独立,又相互关联。
在对贮槽的控制策略上,两个控制系统要完成一个非常重要的功能,即两个系统在移交控制权时要实现无扰动切换。
Unity Pro 编程中PID调节及无扰切换浅析
1 PID简介 随 着社会 经济发 展和 科 技 进 步，工业 产品以可编
程 控制器 作为自动 化 控制的 核心，进 一步推 进了对产 品品质和工艺过程的要求。PID控制，又称 PID调节， 在自动控制领域中，PID 算法一般由通过测量得到的 反馈信号控制其被控量，由比例、积分、 微分三个部 分组成。有时又根据需要，简化为PD、PI等模型。一个 闭环控制回路至少有两个信号：过程测量值PV和PID 的控制输出。现场信号根据测量原理和传输方式各不 相同，都 需 要 根 据 实际 情况做一 些 预 处 理，如 单位 变 换、滤 波等，极端 情况下，可能因为现 场 干扰，数 据 经 常出现一些虚假的极大值或极小值，这些都可以通过 信号处理功能块去除。输出值也会根据执行机构的特 性做限位、限速等处理等。
参考文献 [1] 雒雪峰.数字技术在工业自动化中的应用分析[J].科
技创新导报,2019,16(21):10,12. [2] 林达春.基于机器人教学的创新编程思维培养模式
与实践研究[J].教育信息技术,2020(4):28-30. [3] 于涛,刘海华.逻辑设计法在PLC编程中的应用[J].机
电信息,2020(9):86-87. [4] 张骁.城市轨道交通环境设备监控系统中多模式控
如图2所示。 3.2 操作模式，通过Mode赋值修改
（1）自动模式Mode.man = 0：操作变量Y由PID算 法、受控变量PV、引用变量SP确定，变量介于Ymax 与 Ymin之间。
（2）手动模式Mode.man=1：手动操作值 YMAN 直 接赋给操作变量 Y，保证无冲击地由手动切到自动方 式。在此操作模式中，D 组件自动设置为 0。
2 手动自动功能描述 工业过程控制中有时需要手动和自动模式的相互
无扰动快切装置操作说明
无扰动备用电源切换装置（SID-40A）操作说明一、面板指示灯说明二、操作说明方式一：运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关分位；操作方式：合上母联开关，断开Ⅰ段进线开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置。
2、将母联柜上的转换开关打至“切1”位置。
3、按“手动回切”按钮。
装置先合上母联开关，后分开Ⅰ段进线开关。
操作方式：合上母联开关，断开Ⅱ段进线开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置。
2、将母联柜上的转换开关打至“切2”位置。
3、按“手动回切”按钮。
装置先合上母联开关，后分开Ⅱ段进线开关。
方式二：运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关分位；母联开关合位；操作方式：合上Ⅱ段进线开关，断开母联开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置，切1、切2转换开关打至“退出”位置。
2、按“手动回切”按钮。
装置先合上Ⅱ段进线开关，后分开母联开关。
方式三：运行方式：Ⅰ段进线开关分位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关合位；操作方式：合上Ⅰ段进线开关，断开母联开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置，切1、切2转换开关打至“退出”位置。
2、按“手动回切”按钮。
装置先合上Ⅰ段进线开关，后分开母联开关。
三、故障情况下切换逻辑运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关分位；故障切换是自动进行的，包括以下两种情况：母线失压启动：当母线三个线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置根据选定方式进行串联或同时切换。
工作电源开关误跳启动：因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置可选择串联切换模式。
PID无扰切换教程
PID无扰切换教程
在pid控制中的无扰动切换应该有两个：
1.pid输出和实际软手操器的输出
这里面PID模块的计算输出送到软手操器中然后再送到AO给现场；当为自动时，软手操的输入端接PID的输出端，pid的输出根据偏差的大小进行计算得出；当切为手动时，软手操的输出为本身模块的输出，不再接受pid的输出，而PID还是持续计算输出。
这个时候，若是软手操手动输出和PID计算的不一致时，由手动切到自动会发生扰动，这是一个问题。
解决办法：在PID的模块当中，一般有一个跟踪切换开关，可调用软手操的手自动信号，当为手动时，PID的输出跟踪软手操的输出，自动时，软手操跟踪pid的输出，这样在手自动两个状态下两个模块的输出都能保持一致，解决了这一个扰动。
第二个扰动是测量值和设定值的在手自动切换的过程中也会发生扰动，自动时测量值跟着设定值变，这没什么问题；切手动时，利用手自动的信号使得设定值跟着测量值变，一般软手操模块都具备设定值的跟踪和跟踪切换开关的管脚；这样就可以解决问题了，真正实现了无扰动切换。
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Ortho xuchao Pid无扰手自动切换
自动时，软手操跟踪pid的输出。
手动时，SP值跟随PV值。
无扰动使用说明书
TPM-300型无扰动稳定控制装置使用说明书合富共展机电科技有限公司目录1.引言 (1)2.装置硬件构成 (1)2.1 面板 (1)2.2 内部插件 (2)2.3 背板端子 (3)3.运行巡检说明 (7)3.1光字牌或DCS信号 (7)3.2面板巡检 (8)4. 液晶显示及操作说明 (8)4.1主菜单 (8)4.2子菜单 (9)5. 定值参数设定 (17)5.1整定定值 (17)5.2方式设置 (19)6.现场调试投运 (19)6.1准备工作 (19)6.2静态调试试验 (20)6.3.空载传动试验 (21)6.4带负荷实切试验 (22)1、引言TPM-300型微机型无扰动稳定控制装置是专门为解决厂用电的安全运行而研制的。
采用该装置后，可避免母线电压（残压）与备用电源电压差压过大合闸而对电机造成冲击；尽量缩短断电时间，可采用快速切换，如失去快速切换的机会，则装置自动转换为同期判别或残压判别的慢速切换，不仅提高了厂用电切换的成功率，而且确保设备安全。
2、装置硬件构成TPM-300型无扰动稳定控制装置硬件主要由以下几部分组成：◇大面板◇内部插件◇背板端子2.1 面板本装置面板由液晶显示屏、操作键、指示灯、部分组成。
2.1.1 液晶显示屏液晶显示屏是操作使用人员与装置间的主要交流工具。
本装置采用240×128宽温液晶屏，配合操作键，可以进行测量值显示、功能投退、定值整定、就地手动切换操作、事件追忆、打印等操作。
2.1.2 操作键操作键共有9个，分别为：◇↑、↓：上下移动菜单或滚屏。
◇←、→：移动定值参数位或选择追忆事件。
◇ +、-：修改定值参数时，增减数字。
◇ Q(取消)：取消当前定值输入或退出当前菜单。
◇确定：菜单选择确认或定值输入确认。
◇复位：可同时将主、辅CPU复位，但不能清信号。
◇复归：可同时将主、辅CPU复位并清信号。
2.1.3 指示灯指示灯共有6个，分别为：◇ 运行：装置处于正常运行状态时，约每秒钟闪亮3次，当处于闭锁状态时，约每2秒钟闪亮1次。
计算机控制中PID控制块的无扰动切换
运算 ， ｖ（ ｃ 输出控制量） 自Ｍ ｖ（ 来 手动操作量 ） ， 如 从键 盘或 ＰＤ控 制 画面 上来设 置 Ｍ ｖ。 Ｉ
② ＡＵＴＯ 方式 此 时 ＰＤ 控 制块 进 行 Ｐ Ｄ Ｉ Ｉ
【 收稿 日 】０ ０１－ ； 修改稿 收到 日期ｌ０ ０１—３ 期 ２０－ ２ 【 ￣７ ２ ０－１ ２ 【 作者简介 】 壬锦标（ ９ ５ ） 男 ， １４ 一 ， 江苏南 通＾， 副教授， 主要扶事计算机控制 、 Ｃ Ｄ Ｓ和 Ｆ Ｓ Ｃ 的研究 。
④ Ｏ 方式 Ｔ
对 于特 殊 的 ＰＤ 控 制 回路 ，为 Ｉ
了操作 安 全 ，有必 要 为 Ｐ Ｄ控 制块 配 置 手操 器 ， Ｉ
作为后备操作。 手操器上有 Ｈ Ｈ 自动／ Ａ／ Ｍ（ 手动） 切换开关 ， 手动操作按钮及双针指示表（ 其中一针 指示 Ｃ Ｖ或 ＨＶ（ 手动操作量 ） 另一针指示执行 ，
制周期
综 上所述 ，Ｐ Ｄ控 制块 的工作 方式可 以在 Ｉ ＭＡＮ、 ＡＵＴ Ｉ Ｔ 和 ＯＴ之 间切换 。为 了保 证 Ｏ、ＮＩ 控制回路的正常运行 ，Ｐ Ｄ控制块工作方式 的切 Ｉ
换 必须 实 现无平衡 无扰 动 切换 。 所 谓无 平衡 无扰 动切 换 ， 是指 在 进行 Ｐ Ｄ 控 Ｉ
冶金自动 化
２０ ０ ２年第 ２期
４ ７
ｔ
羹 ． 嚣１ ．
维普资讯
系 统 与装 ■
置。Ｐ Ｄ控制块的 Ｏ Ｉ Ｔ方式取决于后面手操器的
状态 。
式中 Ｋ】 ＝Ｋ。 Ｔ ， Ｄ ｄ ， ｏ Ｔ ／ ，Ｋ ＝Ｋ Ｔ ／ Ｔ 为控
Ｉ Ｔ（ｎｔ ｔ ｎ ａ ｄＯＴ（ ｔｕ ａｋｎ ）ｆｒ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｌ ｋｉ Ｃ ｒ Ｃ ｔｏ ｕ ｅ ＮＩ Ｉｉ ａｉ ） ｎ ｉ ｏ Ｏｕｐ ｔ ｃ ｉｇ ，ｏ Ｄ ｃ ｎｒ ｏ Ｄ Ｓｏ Ｓ ｔｉ ｒｄ ｃｄ Ｔｒ Ｐ ｏｂ ｃ ｎ Ｆ ｓｎ
pid 无扰动切换 原理
pid 无扰动切换原理
PID无扰动切换的原理是：
1. 在传统的PID控制算法的基础上，引入额外的逻辑和参数，以实现在控制器切换时的平滑过渡，减少切换过程中的干扰和振荡。
2. 该算法的核心思想是利用两个PID控制器，分别为当前控制器和目标控制器。
当前控制器负责实际的控制任务，而目标控制器负责预测未来的控制需求。
在切换控制器时，通过逐步调整两个控制器的权重，实现平滑过渡，从而避免剧烈的控制器切换导致的系统干扰。
3. 在自动与手动方式相互切换过程中，应做到无扰切换。
即在切换的瞬间，应当保持控制器的输出不变，这样使执行器的位置不会在切换过程中突然变化，就不会对生产过程引入附加的扰动。
4. 要实现无扰切换，控制器应有跟踪措施。
即自动运行时，手动值跟踪PID 输出，达到自动切换到手动时无扰动；当手动运行时，SP给定值跟踪PV测量值，所以PID运算输出增量为0，当从手动切换到自动的时候能实现无扰动切换。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
无扰动切换的实现
必须连接到外围设备，并且输入“ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
3.SP_INT：INTERNALSETPOINT（内部设定点）“内部设定点”输入端用于确定设定值。
4. PV_IN REAL：PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接
21
PV_FAC
REAL
PROCESS VARIABLE FACTOR（过程变量系数）“过程变量系数”输入 1.0
端用于和过程变量相乘。该输入端可以用于匹配过程变量范围。
22
PV_OFF
REAL
PROCESSVARIABLE OFFSET（过程变量偏移量）“过程变量偏移”输入 0.0
端可以添加到“过程变量”。该输入端可以用于匹配过程变量的范围。
5
无扰动切换的实现
MAN_ON MAN
1
AUTO
0
LMN LIMIT
QLMN_HLM QLMN_LLM
LMN_NORM
林升笔记
CRP_OUT
%
LMN LMN_PER
LMN_HLM LMN_LLM
LMN_FAC LMN_OFF
2.PVPER_ON：PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变量从 I/O 读取，输入“PV_PER”
3.2.输出管脚
序号
参数
数据类型 数值范围 缺省
说明
1
LMN
REAL
2
LMN_PER
WORD
MANIPULATED VALUE（受控数值）有效的受控数值被以浮点数格式 0.0 输出在“受控数值”输出端上。
过程控制复习要点和习题答案(3,4)
17。95
18。1
画图并求得
•t=0:20：400;
•h1=［0，0.2，0.8,2。0，3。6，5。4，7.4,9。3，11,12。6,13.6,14.4,15。1，15.8，16。4,
17,17.4,17.6，17。8,17.95，18。1];
•h=h1/0。2；
x2（t）= —x1（t-Δt）
y（t）=y1（t）+y2(t）
=y1（t）-y1（t-Δt)
t
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
h1
0
0。2
0.8
2.0
3.6
5.4
7。4
9。3
11
12。6
13。6
14.4
15。1
15。8
16。4
300
320
340
360
380
2（5)如图所示,冷物料通过加热器用蒸汽对其加热。在事故状态下，为了保护加热器设备的安全，即耐热材料不被损坏，现在蒸汽管道上有一个气动执行器，试确定其气开,气关形式，并画出由PID调节器构成的控制系统结构框图。
解：为了保护加热设备的安全,应该选择气开阀.
（6）现测得三种流量特性的有关数据见表。试分别计算其相对开度在10％，50%,80％各变化10％时的相对流量的变化量，并据此分析它们对控制质量的影响和一些选用原则.
液位h为输出变量进水流量qi为输入变量111idhaqqdt?????111hqr???2212dhaqqdt?????223hqr???12211122111iqshsrgsqsqsarsars??????2101104222121ishkqtgses??????????????121oofoorgsgsrfs???干扰通道特性对控制质量的影响当干扰是幅值为f的阶跃信号6
过程控制实验二%20%20思考题解答
分速度越大，积分作用越强，消除余差越快。
（3）在引入微分作用后能全面提高控制质量。微分时间Td 越大，微分作用越强， 它使调节过程时间缩短，余差减小（但不能消除），具有超前调节的作用。
干扰
给定值SP
+
e
－
测量值PV
调节器 DTL321
H 水槽
被控量H
H
测量变送器 DBC－211
PID控制器
8-2
3、被控对象、执行器、控制器三个环节的正、反作用方向各是怎样规定？
答：⑴ 被控对象：当操纵变量增加时，被控变量增加的对象是“正作用对象（+）”
反之，被控变量随操纵变量增加而降低的对象是“反作用对象（-）” ⑵ 执行器：由气开、气关型式来确定： 气开阀（电开阀）为“正（+）”作用 气关阀（电关阀）为“反（-）” 作用 ⑶ 控制器：当偏差e输入增大时，其输出也增大的控制器称“正作用（+）”控制器 反之，当偏差e输入增大时，其输出是减小的控制器称“反作用（-）”控制器
干扰
给定值SV
e
－
测量值PV
+
控制器 DTL321
H 水槽
被控量h
h
测量变送器 DBC－211
8-3
4．简述调节器的正反作用如何确定？
答：根据公式 (调节器 ±) × (阀 ±) × (对象 ±) ＝（－）来确定
符号规定：（1） 气开阀（电开阀）为＋，气关阀（电关阀）为－。 （2） 阀开大，被控参数上升的对象为＋，下降的对象为－ 本实验中：用 电开阀为＋号 阀开大液位是上升的，故水槽是正对象＋号（如下图所示） 故，根据公式得 ( 调节器 —) × ( 阀 ＋) × ( 对象 ＋) ＝— 可知 调节器的符号应选－，即调节器打到反作用
无扰动切换
3
无扰动切换原理
3
无扰动切换原理
快速切换波形
首次同期切换波形
残压切换波形4无扰动换效果切换时间T=250~500ms 电压衰减>30% 无流时间>400ms 冲击电流2~3ln
切换时间T=400~1200ms 电压衰减>50% 无流时间>1000ms 冲击电压>60% 冲击电流3~5ln
切换时间T<100ms 电压衰减<10% 无流时间<20ms 无冲击电流
目录
1 2 3 4
备用电源投切方式
MBKQ系列无扰动切换
无扰动切换原理
无扰动切换效果
1
备用电源切换形式
无扰动 切换
存在明显断电时间
存在冲击及失败可能
2
MBKQ系列无扰动切换装置
2
MBKQ系列无扰动切换装置
MBKQ系列无扰动电源切换装 置可在系统供电电源发生故障时。 根据系统运行状态，迅速切除故障 电源。检测备用电源待合闸两侧的 电压数值，捕捉第一合闸时刻合上 备用电源，避免在电源切换时造成 的电源中断或者设备冲击损坏，保 证负荷不断电连续运行。
切换时间>1000ms 电压衰减>70% 无流时间为整定时间 冲击电流2~3ln
无扰动快速电源切换装置在力量煤业大饭铺煤矿
无扰动快速电源切换装置在力量煤业大饭铺煤矿内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿内蒙古鄂尔多斯001700煤矿生产现已把安全列到第一重点，而电力供应的不间断是安全运作的重要保证，供电线路的稳定运行性也是机电管理的重中之重。
关键词：无扰动、快速切换、连续性1、改造的必然性为保证供电连续性及可靠性，工业企业往往在一次系统采取双回路供电的方式，但这并不足以保证供电连续性，当工作电源发生故障后，如果备用电源投入时机太晚，仍然会导致母线上负荷失电，生产工艺流程受到破坏。
大饭铺煤矿35KV变电站采用35KV双回路进线，为单母分段，两进线一母联的形式（如图1），双线路热备用，经由20000Kva变压器变压至10Kv后向生产、生活区域供电，双变压器一用一冷备，当遇到运行线路故障或上级变电所计划检修时，不能及时切换到备用线路，需要井下停产撤人，严重影响矿井生产安全及人身安全。
存在安全隐患。
因此，无扰动快速电源切换装置（以下简称快切装置）的改造具有充分的必要性。
（图1）2、装置选型要求本次改造使用选用SID-40A型无扰动快切装置，现场增设快切装置后，将具备以下优势：1）装置具备多种快切启动方式，将对现场工况进行实时监视，能保证发生故障时第一时间启动切换；2）装置具备高度智能化逻辑判断条件，使得控制更加精确，保证在工作电源失去后第一时间安全可靠得投入备用电源；3）当故障出现在母线或负荷支路上时，装置可自动识别，避免将备用电源合于故障或工作电源向备用电源倒送电；4）除了自动切换功能外，装置还具备手切功能，可实现一键切换电源，无须就地操作，大大简化了日常运行过程中倒换电源的操作流程；5）装置具备强大的切换录波功能，录波数据通过以太网口上传，帮助用户分析事故切换过程；6）装置具备强大的通讯功能，提供通用的通信接口和标准规约，实现GPS对时及与后台监控系统的连接。
SID-40A快切装置是以保障备用电源切换安全为前提下使负荷在切换过程中无扰动为目标。
PID
PID手动向自动的无扰动切换：一般的DCS都采用：PV跟踪，PV跟踪：即手动时，设定值SP跟着过程值PV跑，设个选项开关，有的工艺人员不喜欢PV跟踪，因为SP值被冲掉了。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t）与输出u (t）的关系为其中kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数可以呀！那是因为在讲经典控制理论，所以一般用复频域。
可以用状态空间模型的。
这个在Simulink里可以用积分，微分，比例等分立元件搭建模型的。
也有现成的状态空间模型。
PID是工业生产中最常用的一种控制方式，PID调节仪表也是工业控制中最常用的仪表之一，PID 适用于需要进行高精度测量控制的系统，可根据被控对象自动演算出最佳PID控制参数。
PID参数自整定控制仪可选择外给定（或阀位）控制功能。
可取代伺服放大器直接驱动执行机构（如阀门等）。
PID外给定（或阀位）控制仪可自动跟随外部给定值（或阀位反馈值）进行控制输出（模拟量控制输出或继电器正转、反转控制输出）。
可实现自动/手动无扰动切换。
手动切换至自动时，采用逼近法计算，以实现手动/自动的平稳切换。
PID 外给定（或阀位）控制仪可同时显示测量信号及阀位反馈信号。
PID光柱显示控制仪集数字仪表与模拟仪表于一体，可对测量值及控制目标值进行数字量显示（双LED数码显示），并同时对测量值及控制目标值进行相对模拟量显示（双光柱显示），显示方式为双LED数码显示+双光柱模拟量显示，使测量值的显示更为清晰直观。
PID参数自整定控制仪可随意改变仪表的输入信号类型。
采用最新无跳线技术，只需设定仪表内部参数，即可将仪表从一种输入信号改为另一种输入信号。
PID参数自整定控制仪可选择带有一路模拟量控制输出（或开关量控制输出、继电器和可控硅正转、反转控制）及一路模拟量变送输出，可适用于各种测量控制场合。
PID参数自整定控制仪支持多机通讯，具有多种标准串行双向通讯功能，可选择多种通讯方式，如RS-232、RS-485、RS-42等，通讯波特率300～9600bps 仪表内部参数自由设定。
控制仪表课后答案第1-2-3章部分
控制仪表课后答案第1-2-3章部分控制仪表课后答案第1-2-3章部分.,控制仪表及装置课后答案,控制仪表及装置第四版课后答案,控制仪表和装置课后答案,控制仪表与计算机控制课后题答案,控制仪表与计算机控制装置课后答案,控制仪表及装置课后答案吴勤勤,过程控制与仪表课后答案潘永湘,答案家,控制仪表及装置第四版思考与练习题参考答案第1章模拟式控制器思考与练习题(1)工业上常用控制器的控制规律有哪几种？答：工程上常用的控制器的控制规律有比例（P）、比例积分（PI）、比例微分（PD）以及比例积分微分（PID）四种，由此产生相应的四种常用控制器。
(2)在模拟控制器中，一般采用什方式实现各种控制规律？答：可以用负反馈放大器来实现。
其原理组成如图3.1所示。
=KUε控制仪表课后答案第1-2-3章部分.,控制仪表及装置课后答案,控制仪表及装置第四版课后答案,控制仪表和装置课后答案,控制仪表与计算机控制课后题答案,控制仪表与计算机控制装置课后答案,控制仪表及装置课后答案吴勤勤,过程控制与仪表课后答案潘永湘,答案家,控制仪表及装置第四版FUUf=O根据上述三个关系式可求得输出与输入的关系为：FKKUUi+=10当放大器的放大倍数足够大时，FK>>1,则上式分母中的1可忽略不计，上式可近似表示为：'01KFUUi=≈这就是说，只要放大器的放大倍数足够大，那么在引入负反馈构成闭环后，其闭环放大倍数K′就只与反馈系数F有关。
而反馈系数就是前面分析的分压系数，这样就实现了比例控制规律。
由于闭环放大倍数K′与反馈系数F成倒数关系，即后者衰减，前者放大，或者是，后者为除的关系，则前者就是乘的关系。
换句话说，两者之间互成逆运算关系。
由此得到了启发，若要闭环放大器起积分运算作用，它的反馈电路应是微分运算电路。
反之，要得到微分运算关系的放大电路，其反馈电路应该用积分电路。
(3)试述DDZ—Ⅲ型控制器的功能。
答：DDZ—Ⅲ型控制器的作用是将变器送来的1～5VDC测量信号与1～5VDC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4～20mADC信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。
化工企业可靠供电系统解决方案——无扰动切换系统
２ ０ １ ３ ． Ｎ０． １ ２
摘 要： 化 工企业供 电普遍采用双 电源供 电或 者另外有 自 备发 电厂作 为主要 负荷 电源， 目前还存在着一定 的缺 陷 ， 本 文笔者 根据 实际经验提 出 了可靠的方案 。 关键词 ： 可靠供 电系统 ： 无扰动切换 系统 中图分类号： Ｔ Ｍ７ ２ １ 文献标识 Ｅ ａ ｊ ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ １ ４造成设备 的损坏 、 人员 的伤亡等 。
２ ． ２ 原因分析 目前 向化工企业供电 的电网的变电站 ， 由于电 网庞大 ， 受
２ 该 方案存在 的缺 陷 ２ ． １ 现 象
自然环境影 响较大 ， 设备 多 ， 发生故障 的概率较 高 。 往往易 出现 供 电短时 间中断现 象 。 电压等 级越低 ， 出现供 电短时 间中断 的 概率越 高 ， 对 受 电化 工企业影 响也就越 大 ， 至 电网 的供 电 回路 越少 ， 对化工企业 影响也越大 。 有些企业 总降变采用母线并列 合环运行 ，采用该 方案能 有效 防止 系统的晃电 ，提高 了系统抵御 电网供 电波动 的影 响 ． 但是 同时存在任一 出线系统 故障 （ 异常 ） 都会影 响整个 系统 的 稳定 ， 并 列运行的母线上 的所有 出线都会产生 电压 波动（ 晃 电） 现象 。而企业的各个子站一般 采用 双馈线加母联 的运行方式 目前化工企业一般 在中压和低压 系统中采用备 自投切 换 方式 ， 备 自投 采用残压切换 ， 切 换后母 线电压很低 ， 同步 电机会 因失步 、 失磁 、 低 电压保护 动作 而退 出运 行 ， 交流接触器会异 常 脱扣 ， 造成工艺 流程 的中断 ； 由于备 自投 在切换过程 中不判 断 母 线残压与备用 电源 电压之 间的相 角差 ， 快速备 自投可能会造 成切换 后母线 电压与备用 电源之 间的压 差过 高 ， 从而对设备造 成 冲击 ； 切换完成后 可能 冲击电流 、 自启动 电流较大 而造成对 上级供 电电源的冲击 ， 造成电源异 常。 目前 化工企业 中压系统 一般 为不接地系统 ，虽然 安装消 弧 线圈 ， 但是 由于系统大 ， 电容 电流大 ， 化 工企 业运 行环境 较 差， 往往经常发生单相接地后 ， 迅速发展 为多相短路 。 系统往往 装有 大容量 的整 流变压器 ， 虽然 安装有谐波 滤波器 ， 但谐 波滤 波器 同时增 大了系统 的谐 波 、 电磁污染 以及 系统谐 振。这些 化 工企业 的特征 ， 决定 系统存在很 多不稳定 的因素 ， 容易诱发 事
备自投、快切、无扰动装置三种设备的区别
备自投、快切、无扰动装置三种设备的区别1、对于厂矿企业的高压变电站来说，为保证重要负荷供电的可靠性，一般采用双回路供电。
双回路分为工作电源和备用电源，当工作电源由于某种原因失电时，启动备用电源自动投入装置，自动投入备用电源。
2、对于发电厂厂用电系统系统，也要求装设备用电源自动投入装置。
但是其要求与厂矿企业的高压变电站有所不同。
因为随着大容量机组的迅速发展、高压电动机的增多、容量赠多，使得厂用电源的切换带来很多问题，因为大容量电动机在断电后电压衰减较慢，残余电压的幅值也很大，若在残压较大时接通电源，电动机将受到冲击，同时对机炉运行热工参数的影响也很大。
因此，对于发电厂的厂用电备用电源自投应采用“快切方式”。
此类应用为“快切装置”。
3、对厂矿企业的低压系统来说，虽然不存在发电厂那样对于切换时机比较严格的要求，但是由于电子控制系统和其它敏感设备中的供电电压不稳定会导致整个生产线的瘫痪和生产设备的损坏以及长时间停电，尤其某些重要的国防部门基本不允许的供电中断,备用电源“无扰动”切换成为了必不可少的选择此类应用为“无扰动切换装置”。
4、备自投装置主要应用于厂矿企业的变电站高压系统5、快切装置主要应用于大容量发电厂厂用电系统.由于发电厂厂用母线上电动机的特性有较大差异，合成的母线残压特性曲线与分类的电动机相角、残压曲线的差异也较大，因此安全区域的划定严格来说需根据各类电动机参数、特性、所带负荷等因素通过计算确定。
实际运行中，可根据典型母线负荷的试验确定母线残压特性。
试验表明，母线电压和频率衰减的时间、速度和达到最初反相的时间，主要取决于试验前该段母线的负载。
负载越多，电压、频率、下降得越慢，达到首次反相和再次同相的时间越长。
而相同负载容量下，负荷电流越大，则电压、频率下降得越快，达到最初反相和同相的时间越短。
6、无扰动切换装置主要应用于厂矿企业的变电站低压系统:无扰动装置为不间断供电提供了最佳的保证：装置是根据波形相关度理论和瞬时无功功率理论,采用逆止功率阀和和机械断路器相结合作控制,以监测电源侧和负载侧的电压和瞬时有功功率双重波形自动切换的装置，实现双馈线备用电源的可靠切换，保证不间断的供电。
无扰切换调速装置的工作原理
无扰切换调速装置的工作原理
液电阻调速器的工作原理就是通过改变转差率s来实现改变电机的转速。
由于电机转子绕组串接可变电阻，不同的电阻值，对应不同的转差率，电阻值越大，转差率越大，则电机转速越低；串接电阻越小，转差率越小，电机转速越高；电机转子绕组串接电阻为零时，电机为额定转速。
所以通过改变串接在绕线式电机转子线圈的电阻值实现电机的调速运行，这就是液体电阻调速器调速的基本原理。
液电阻调速器具体是通过电动执行器带动传动轴，升降液组箱内的动极板来改变动、静极板间的距离，从而改变两极板之间的电阻值大小，以达到改变电机的转差率s的目的，实现了改变电机的转速。
电机在调速运行状态下，转子电流通过液电阻所产生的热量，由液体循环冷却系统进行交换散热，保持液电阻正常工作温度。
2、两套PLC工作。
一套是用在斩波调速上，另一套专用在液阻调速柜上，将速度信号始终送给液阻调速PLC上，尽管在启动线束、斩波正常调速时液阻调速柜是脱离的，但我们仍然让PLC控制液阻柜极板跟踪电机转速，精度不会太高（液阻特性和斩波特性有所区别），大约10%。
一旦斩波调速故障，切换到液阻调速，会有10%速度差的小扰动，因为液阻启动的电流就在1.3倍额定电流以下，所以扰动电流很小，之后就由液阻调速柜继续调速。
3、液阻调速和斩波调速互相任意切换
以上方式工作时，可以两种调速方案随时切换，当斩波调速故障时，可以切换到液阻调速，从而可以在运行维修斩波调速，维修结束可以切换回到斩波调速。
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目录1、BZT03系列自动电源转换系统概述 (3)1.1 BZT03系列自动电源转换系统产品组成 (4)1.2 BZT03系列自动电源转换系统产品选型 (5)2、 BZT03系列控制器功能 (5)2.1 控制器概述 (5)2.2 BZT03系列控制器安装 (6)2.3 BZT03 2A型控制器 (7)2.4 BZT03 2B型控制器 (9)2.5 BZT03 3A型控制器 (12)2.6 BZT03 3B型控制器 (14)2.7 BZT03 TA型控制器 (17)2.8 BZT03 TB型控制器 (19)2.9 BZT03控制器通信功能 (22)2.10 BZT03控制器辅助功能 (22)3、 BZT03自动电源转换系统适配器功能 (23)3.1 BZT03自动电源转换系统预制二次连接线 (24)4、 BZT03自动电源转换系统接线原理图 (25)4.1 BZT032A接线原理图 (25)4.2 BZT032B接线原理图 (26)4.3 BZT033A接线原理图 (27)4.4 BZT033B接线原理图 (28)4.5 BZT03TA接线原理图 (29)4.6 BZT03TB接线原理图 (30)4.7 BZT03 控制器端子接线图 (31)21、BZT03系列自动电源转换系统概述BZT03系列自动电源转换系统是能保电气在低压多电源可靠供电领域多年经验积累的基础上，结合BZT02低压备自投多年运行经验，升级推出的一款多电源快速切换产品，与传统BZT01低压备自投相比，采样集成一体化设计，各组成部件之间通过预制电缆连接，极大的简化了接线，提高安全性。
BZT03系列自动电源转换系统主要用于AC415V以下配电系统，专为电源进线侧快速切换设计，提供完善的转换控制功能和可靠的保护功能。
BZT03系列自动电源转换系统适用于绝大多数进线方案，可提供“两进线、一进线一发电机、两进线一母联、三进线”等多种电源转换系统，内嵌PLC模块，具有多种逻辑功能选择，可根据现场运行调节各种时间参数，满足不同场合的需求；并可以提供独一无二的多电源转换系统定制。
BZT03系列自动电源转换系统具有检测电源电压、频率、相位等功能，除常规切换外，还提供并联切换功能，全面保证特殊场合的持续无扰供电及负载供电的安全稳定，保障生产运营的连续性。
BZT03系列自动电源转换系统广泛用于智能建筑、轨道交通、电厂站、厂矿企业等场合。
参考标准GB 14048.1-2012 低压开关设备和控制设备 第1部分 总则GB 14048.2-2008 低压开关设备和控制设备 第2部分 断路器GB/T 14048.11-2008 低压开关设备和控制设备 第6-1部分 多功能电器 转换开关电器电磁兼容： EN50081-2， EN50082-2环境条件： IEC 68-2-1， IEC68-2-2 和 IEC 68-2-3EN-IEC 61000-4-2：电磁兼容-第 4-2 部分:试验和测量技术 静电放电抗扰度试验EN-IEC 61000-4-3：电磁兼容-第 4-3 部分:试验和测量技术：射频电磁场辐射抗扰度试验（等级 3） EN-IEC 61000-4-4： 电磁兼容-第 4-4 部分:试验和测量技术： 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 （等级 2/3） EN-IEC 61000-4-5：电磁兼容-第 4-5 部分:试验和测量技术：浪涌(冲击)抗扰度试验（等级 1/2） EN-IEC 61000-4-6：电磁兼容-第 4-6 部分:试验和测量技术：射频场感应的传导骚扰抗扰度（等级 3） EN-IEC 61000-4-8：电磁兼容-第 4-8 部分:试验和测量技术：工频磁场抗扰度试验(等级 5)EN-IEC 61000-4-11：电磁兼容-第 4-11 部分:试验和测量技术：电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验（ 100ms/5S ,B， C 准据）CISPR/IEC61000-6-3: 电磁兼容-第 6-3 部分: 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的发射标准IEC 60068-2-2: 电工电子产品环境试验,第 2 部分：试验方法 .试验 B:高温IEC 60068-2-6: 电工电子产品环境试验,第 2 部分：试验方法 .试验 Fc:振动(正弦)IEC 60068-2-27: 电工电子产品环境试验,第 2 部分：试验方法 试验 Ea 与导则:冲击IEC 60068-2-30: 电工电子产品环境试验,第 2 部分：试验方法 试验 Db：交变湿热（ 12h+12h 循环） IEC 60068-2-1: 电工电子产品环境试验,第 2 部分：试验方法 试验 A:低温34BZT03系列自动电源转换系统由控制器、适配器、执行断路器构成。
除系统配套执行断路器外，也可采用国内外主流厂家断路器（如MMT,EMax,3WT,EW45,CW1,RMW2）；执行断路器加装适配器后通过控制连接电缆与控制器连接，控制器检测进线电源电压等参数，根据设定的逻辑程序自动完成相应转换过程。
控制器对进线电源幅值、频率、相位等各项电参数进行监测 当电源状态超出预设阈值，进行电源转换动作 支持自动转换和手动转换 B 型支持手动并联转换宽电压输入，可长期过压稳定工作 提供逻辑锁，确保安全转换 支持AC220V、AC380V 控制电源 支持定制动作逻辑适配器对供电电源的采样电压信号进线调理，供控制器比较判断之用 电气联锁的重要组成部分控制信号调理，保证系统运行高可靠性 可长期过压稳定工作 支持AC220V、AC380V 控制电源执行断路器CB 级标准产品配套框架断路器，PC 级标准产品配套负荷开关； 系统兼容国内外主流厂家断路器，如MMT,EMax,3WT,EW45,CW1,RMW2。
5注1：BZT03自动电源转换系统执行断路器可兼容国内外主流产品。
注2：BZT03控制器及配套适配器可单独提供，用户自选执行断路器，我司提供技术支持协助完成适配器和执行断路器的适配。
2、 B ZT03系列控制器功能2.1 控制器概述BZT03自动电源转换系统配置有6种高性能的控制器—2A/2B/3A/3B/TA/TB 型自动/手动转换控制器运行在自动模式下按照预设流程进行电源开关自动转换控制，6种控制器对应三种常见接线形式；同时控制器还允许用户退出自动运行模式，通过控制器进行手动操作转换电源；B 型控制器在手动操作时还可以进行手动并联操作，保证重要负载在切换过程中不停电，保证供电连续性。
测量/显示功能控制器内置高性能AD 转换芯片，可测量电源的各项参数，并通过显示屏显示查看；同时监测供电电源的运行状态， 通过单线图等直观的展现给用户，方便用户现场管理。
通信功能控制器提供1路通信接口，可选配多种通信协议，具备四遥功能，支持远程启动转换。
辅助功能控制器提供卸载接口，在转换过程中断开次要负载，确保重要负载的可靠供电； 控制器提供最大32条运行报警记录，可本地查看和通过通信接口远传； 2A/2B/TA/TB控制器还支持发电机启停控制。
62.2 BZT03系列控制器安装浪涌保护浪涌保护如果在电力质量比较差的地区使用本产品，建议在电源回路安装浪涌抑止保护器以防雷击。
安装方式BZT03系列控制器可嵌入式安装或通过专用支架安装在配电盘内。
嵌入式安装7BZT03控制器开孔尺寸图2.3 BZT03 2A 型控制器2A 型控制器主要应用于双电源系统的自动/手动转换，通过对两路供电电源的状态检测，自动控制执行断路器进行转换操作，提供逻辑锁和电气联锁双重保护保证两路电源不并联。
支持自投自复、自投不自复、手动操作等运行模式，可选配AC220V 或AC380V 控制电源。
测量功能2A 型控制器测量两路电源进线S1/S2的三相线电压—Uab/Ubc/Uca；显示功能S1/S2电源状态和QF S1/QF S2执行断路器状态； S1/S2电源电压； 参数查看及修改； 当系统报警发生时，报警指示灯点亮； 当有通信连接时，通信指示灯闪烁；当系统充电准备就绪时，充电状态指示灯点亮；电源转换功能自动转换自投自复 自投不自复 手动转换非并联 远程通信转换1- 状态指示灯区2- 自动操作选择区：工作方式选择 3- 手动操作区：手动转换操作 4- 显示区 5- 按键区 6- 手动方式选择区 7- 系统单线图显示区8参数设置在非锁定状态下长按设置键2s 进入参数设置页面；辅助功能发电机启停控制功能 负荷卸载功能 故障锁定转换功能 按键锁定功能 事件记录实时时钟自动转换功能2A 型控制器有自投自复/自投不自复两种自动转换功能，通过自动操作选择区选择。
控制器实时检测S1/S2电源的状态，当判断电源状态异常时，按预设流程执行转换操作。
工作方式自投自复-S1为主供电源，S2为备用电源，详见图1； 自投不自复-S1和S2互为备用，详见图2。
图1 2A 型控制器自投自复流程 图2 2A 型控制器自投不自复流程自动转换电源检测条件 检测项 设定范围 设置步长 欠压转换 S1/S2三相电压 280-360V 1V 过压转换 S1/S2三相电压 400-480V 1V 缺相 S1/S2三相电压自动转换延时设定 描述 设定范围 设置步长 自投延时 自投延时 0-64S 0.1S 自复延时 自复延时0-64S 0.1S 开关延时 两台开关动作间隔时间0-1S 0.1S 充电延时 控制器满足正常运行状态条件允许转换动作延时0-10S1S9手动转换功能通过手动方式选择区退出自动转换功能，在非锁定状态下，可以在手动操作区手动转换电源，支持手动非并联操作； 故障闭锁功能，任意开关故障不能执行手动转换； 所有转换过程均含有电气联锁，确保两路电源不并联。
手动操作区按键和开关状态对应如下2.4 BZT03 2B 型控制器2B 型控制器主要应用于双电源系统的自动/手动转换，通过对两路供电电源的状态检测，自动控制执行断路器进行转换操作，支持自投自复、自投不自复、手动非并联、手动并联等运行模式，可选配AC220V 或AC380V 控制电源。
2B 型控制器在手动操作模式下具备检同期并联转换功能。
测量功能2B 型控制器测量两路电源进线S1/S2的三相线电压—Uab/Ubc/Uca；同期并联转换时还检测S1/S2的压差、频差、相角差。
显示功能S1/S2电源状态和QF S1/QF S2执行断路器状态； S1/S2电源电压、频率、相位； 参数查看及修改； 当系统报警发生时，报警指示灯点亮； 当有通信连接时，通信指示灯闪烁；当系统充电准备就绪时，充电状态指示灯点亮； 当并联压差满足条件时，压差指示灯点亮； 当并联频差满足条件时，频差指示灯点亮； 当并联相角差满足条件时，相角差指示灯点亮；电源转换功能自动转换自投自复 自投不自复 手动转换非并联 并联 远程通信转换合闸 合闸分闸 合闸分闸分闸1- 状态指示灯区2- 自动操作选择区：工作方式选择 3- 手动操作区：手动转换操作 4- 显示区 5- 按键区 6- 手动方式选择区 7- 系统单线图显示区 8- 同期参数状态显示区10参数设置在非锁定状态下长按设置键2s 进入参数设置页面；辅助功能发电机启停控制功能 负荷卸载功能 故障锁定转换功能 按键锁定功能 事件记录 实时时钟自动转换功能2B 型控制器有自投自复/自投不自复两种自动转换功能，通过自动操作选择区选择；控制器实时检测S1/S2电源的状态，当判断电源状态异常时，按预设流程执行转换操作。