工业自动化仪表及过程控制(调节器)

32
DDZ-III调节运算电路
TN
33
DDZ-III调节运算电路
TN
34
DDZ-Ⅲ输出电路
平移，功放，V/I
TN
35
DDZ-Ⅲ手动操作电路
软/硬手动两种操作方式， PI电路上附加手操电路来实现对输出值的手 动控制
TN
36
DDZ-Ⅲ指示电路
电流表头：Vi,Vs,Io
TN
37
DDZ-Ⅲ调节器的切换特性
1
5v - 10
6
2
7
11
3
电源 +
8百度文库
24v DC - 12
4
+ 变送器I
-
+ 输出1-
- 5v
+ 输出4-
- 20mA
输出420mA
-
+
TN
31
DDZ-Ⅲ输入电路
（1）将测量信号 与给定信号 相减，得到 并放大偏差信号。2(Vi-Vs) （2）实现电平移动。（＋10V） （3）确定输出正反作用
TN
1 RC
Vi dt
TN
14
有源运算典型电路
Rf
Vi RD CD
+
Vo
-
V0
Rf CD
dVi dt
TN
15
无源运算典型电路
V0
R2 R1 R2
Vi
kcVi
1
1
V0 RC Vidt Ti Vi
V0
RC dVi dt
Td
dVi dt
TN
16
实际微分运算式
v0
RC
dvc dt
vc vi vo
TN
9
比例帶
对单元组合仪表，输 入输出量程相同，则 有：
PB＝1/Kc
TN
10
比例帶原理示意图
TN
11
有源运算典型电路
u0
Rf R
ui
u0
1 RC
ui dt
u0
Rf CD
dui dt
TN
12
比例运算电路
Rf
R
+ Vi
-
Vo
V0
Rf R
Vi
TN
13
积分运算电路
C
Vi R + -
Vo
V0
Kc
(1
1 Ti S
)
G(S) Kc (1 Td S)
G(s)
Kc
(1
1 Ti S
Td
S)
TN
6
典型PID调节器功能框图
SP
给定值
误差
e
运算
PV
过程值
TN
比列 运算
积分 运算
微分 运算
MV 输出值
Σ
7
PID调节器的调节参数
▪ Kc: 比例系数； ▪ Ti：积分时间； ▪ Td：微分时间；
TN
▪ 实际PID调节器的积分和微分作用都具有饱 和特性，其传递函数为：
1
G(s)
Kc
1 1
Ti S 1
Td S Td
S
KiTi S K d
TN
22
实际PID调节器的阶跃响应
微分作用的效果主要出 现在阶跃信号输入的瞬 间，积分作用的效果随 时间而增加的.
TN
23
理想PID调节器的频率特性
TN
24
vo
RC( dvi dt
dvo dt
)
vo
RC dvo dt
RC
dvi dt
vo
RC
dvi dt
TN
17
实际PI运算典型电路 Ti=RICI
Ki＝ACM/CI 积分增益
1 1
CI
Ti s
CM 1 1
KiTi s
TN
18
实际PD运算典型电路
Td=nRDCD
n=Kd:微分增益 一般取5－10
可以用来调 节Kc
a 1 Td s n 1 Td s
kd
TN
无源比例微分电路
有源比例电路
19
实际PID运算电路框图
G(s)
Vo (s) Vi (s)
1 P*
(1
1 Td *s
Td *s)
P* P / F , Td * Td / F , Ti* FTi
TN
20
I/D调节器的理想和实际响应
TN
21
实际PID调节器
used to automatically adjust some variable to hold the process variable at the set-point.
偏差运算：e=x-y
调节运算：p=f(e)
TN
5
理想调节规律
P PI PD PID
G(s)
Y(s) X(s)
Kc
G(S
)
8
PID调节器的比例帶
比例帶(proportional band 比例度)定义为：
P＝（输入相对变化量/输出相对变化量） ×100％
P
xm a x
e
xm in
/
ymax
p
ym in
100%
The proportional band is the input band over which
the controller provides a proportional output.
工业自动化仪表及过程控制(5)
Industrial Automation Instrumentations and Process Control
第2章 调节器 Controller
TN
2
位式调节系统
TN
3
动圈式显示调节仪表
TN
4
连续模拟调节器
PID调节器
（Proportional Integral Derivative Controllers ）
实际PID调节器的频率特性
TN
25
模拟电动仪表
DDZ-Ⅲ型调节
器
TN
26
模拟电动仪表
盘面
背面
TN
27
模拟电动仪表
TN
28
气动调节器(Pneumatic Controller)
TN
29
DDZ－III Controller
TN
30
DDZ-Ⅲ型调节器的接线图
5
3
1
+
变送器II 6
4
2
-
+
5
输出1- 9
A 40%
B 25%
C 20%
D 80%
答：C
题解：根据比例度的定义，代入相关数据，可得
e xmax xmin
850 800
pm ax
p
pm in
100%
1200
200
16 12 20 4
100%
20%
TN
47
出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是( )。
A 40% C 20%
B 25% D 80%
TN
46
第2章 调节器
练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为
200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时, 其输
出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是( )。
答：b
TN
43
第2章 调节器
练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行
控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程 （其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判 断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？ A 曲线a B 曲线b C 曲线c D 曲线d
TN
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第2章 调节器
练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行
控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程 （其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判 断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？ A 曲线a B 曲线b C 曲线c D 曲线d
答：D
TN
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第2章 调节器
练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为
200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时, 其输
TN
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DDZ-Ⅲ调节器的平衡操作
TN
39
PID调节器的调节过程
TN
40
PID调节器的调节过程
TN
41
第2章 调节器
练习：通过整定调节后，下列哪些调节 系统可能会消除稳态误差？
A P调节系统， B PI调节系统 C PD调节系统， D PID调节系统
答：BD
TN
42
第2章 调节器
练习：下列曲线中哪一个是PI调节器的 阶跃响应？