[小学教育]控制仪表及装置复习总结

超前调节，减小超调。
（4）PID调节
θ
W
(s)

Y (s) E(s)

KP (1
1 TI s
TDs)
使被调参量既快又稳 且无余差到设定值。
t
蒸汽
2、调节器作用方式
锅炉
冷水
温度传感器
热水
电开阀，调节冷水水量来控制水箱温度，调节器的作用方式； 调节管道蒸汽流量来控制锅炉温度，调节器的作用方式。
0.2～1.0kg/cm2 或 0.02 ～0.1MPa
3、仪表间和仪表内部信号传输类型、连接结构和传输误差。 仪表间一般传输电流信号，接收仪表采用串联方式。 仪表内一般传输电压信号，接收仪表采用并联方式。
仪表间传输误差
I Ii Rcm nRi 100%
I
R0
(R0 Rcm nRi )
变送器：将各种过程量转换为标准电信号。
执行器：接收调节器输出的控制信号，将其转换为直线位 移或角位移来改变调节阀开度（流通面积），以控制物料 流量，实现对参数自动控制。
2、电动仪表输入、输出信号
DDZ-II 0～10mADC 0 ～2VDC R=200Ω DDZ-III 4～20mADC 1 ～5VDC R=250Ω 气动仪表输入、输出信号
概论
XR X e
给定单元
调节单元
执行单元
Xi
Y
被控对象
变送单元
1-1单回路过程控制系统方框图 1、各组成部分功能
2、各单元之间传输信号的标准
3、仪表间和仪表内部信号传输类型、连接结构和传输误差。
4、DDZ-III型仪表DDZ-II仪表相比优点。 5、本质安全防爆系统的条件 安全栅及其工作原理
1、控制器功能：将来自变送器的测量值与给定值相比较 后产生的偏差进行一定规律的运算，并输出统一标准信号, 去控制执行机构的动作，以实现对过程量的自动控制。
t
y KP[1 (KI 1)(1 e KITI )]
K Pε
积分增益
KI

y() y(0)
0
控制点偏差
max

ymax ymin KPKI
t
K PKεI t
（3）PD调节
ε
W
(
s)

K
P
1 TD 1 TD
s s
KD
输出响应
0
∆y
K P K D

KD t
y KP 1 (KD 1)e TD
分析方法：电路理论（叠加定理、虚短、虚断等）
输入电路：信号综合，电平移动。 PD+PI电路：PID运算。 输出电路：电平移动，V/I变换。 硬手动电路：手操拨盘电压控制输出（阀位）。 软手动电路：控制器的输出电压与输入参考电压的 信号成积分关系。正反向积分输出。
5、积分饱和产生原因、危害及消除措施
UP UPS UP UPS
(1) U P 0
U P U PS UC
(2) U P 0 U P U PS 2Ub
基础知识：比较器、叠加定理、三极管导通截止条件。
7、输出限幅电路工作原理 三极管饱和导通与截止性质，进行输出上下限幅。
第二章 变送器
原因：PI调节器输出进行限幅，长期接受单向偏差作用， 积分电容两端电压超过正常的范围。
危害：积分饱和后，即使偏差变号，调节器也需一段时 间回到正常工作范围，这段时间调节器未发挥作用，被 调参数可能超出较多，出现废品，发生事故。
消除措施：发现积分饱和，立刻使输入偏差反向。
6、偏差报警电路工作原理
正常： 报警： 解除报警：
1、调节规律（P、PI、PD、PID）及其特点。
（1）P调节 y Kp L
设定
特点：快速有余差 （2）PI调节
实际 t
y

KP (

1 TI
t
dt)
0
特点：能消除余差， 调节速度较快，有超调。
（3）PD调节
W
(s)

KP
1 TDs 1 TD s
KD

KD t
y KP 1 (KD 1)e TD


0 D
t
0.63KP (KD 1)
K Pt
微分增益
KD

y(0) y()
微分时间常数
4、对DDZ-III调节器线路进行功能分析。
1～5V Ui
Us
硬手操 电路
输入电路 U o1
PD电路 U o2
PI电路
U o3 输出电路
Io 4～20mA
软手操 电路
输入电路、比例微分电路、比例积分电路、手动操作电路 （软手动、硬手动）的分析。（包括电路的功能分析，输 入输出关系的推导）
5、本质安全防爆系统的条件 安全栅及其工作原理
（1）危险现场使用的仪表是本质安全防爆仪表。 （2）现场仪表与非危险场所之间电路连接必须经过安 全栅。
齐纳安全栅工作原理
利用齐纳二极管击穿电压特性进行限压，利用电阻进行限流。 变压器隔离安全栅工作原理 通过变压器切断安全侧串入的高压，通过限压限流电流进 一步限制流入危险侧能量。 工作在石油、化工等易燃易爆危险场所，掌握安全防爆知 识。

1 TI
t
dt)
0
0
t
∆y
P TI
K Pε
0
TI
∆yI= ∆yP ∆yP
t
例：PI调节器，输入偏差为2mA时，输出变化量为4mA，之 后积分作用输出变化量为8mA时所用时间为10秒，比例度和 积分时间常数为多少？
实际PI调节
ε
1 1
W (s) KP 1
TI s 1
0
K ITI s
∆y
3、PID参数的确定方法。
（1）P调节
比例增益
KI

y


I 0 Ii
ε
比例度
Ii
y I0
0
t
∆y
例：4~20mA 比例调节器，输入
从4 ~8mA DC变化，输出从 4
K Pε
~14mA DC变化， δ =？
0
t
第一章 模拟式调节器
（2）PI调节
ε
理想
y

KP (
第一章 模拟式调节器
给定单元 XR
ε
△Y
调节单元 执行单元
Xi
变送单元
θ
被控对象
1、调节规律（P、PI、PD、PID）及其特点。 2、调节器作用方式 3、PID参数的确定方法 4、DDZ-III调节器各个环节功能，线路功能分析。 5、积分饱和产生原因、危害及消除措施 6、偏差报警电路，输出限幅电流工作原理
仪表内传输误差
V n r0 Rcm 100%
V0
Leabharlann Baidu
ri
( ri n

Rcm

r0 )
4、DDZ-III型仪表DDZ-II仪表相比优点
实现两线制变送的条件： （1）采用活零点的电流信号。 （2）单电源供电。 优点： （1）节省材料和安装费用。 （2）利于加安全防爆栅，适于易燃易爆场合。