案例：恒温水箱的通断控制
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时间△τd与反过程时间△τr的值如下：
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建筑工程系 The Department of Construction Engineering
三、通断控制下恒温水箱的调节特性 3、简化模型分析 进一步推导可以得出以下结论：
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建筑工程系 The DepartHale Waihona Puke Baiduent of Construction Engineering
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三、通断控制下恒温水箱的调节特性
3、简化模型分析 1） 忽略传感器和加热器的惯性。认为传感器输出的就是
当时的水温，执行器接到命令后就能瞬间动作输出热量。 2）水箱内任何时候的任何一点是等温分布。（实际上水
温分布不均，有分层现象）
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法
3、采用电子控制器的控制方式
分析：可变电阻R1(控制值设定)、R2、R3与热敏电阻Rt一 起
组成电桥。 热水温度变化----热敏电阻Rt变化----A、B两点间的电压 变化----运算放大器F放大电压----晶体管T1导通或截止---继电器J通断----加热器通断。 当R1>Rt（t<tset）----放大器F端呈正电压----放大器输出 电压增大----反馈电阻R4进一步拉高F的输入电压----T1导通---加热器工作。 反之，当Rt较多地搞出R1，则出现上述相反的情况。 改变反馈电阻R4值，可以改变放大器的转换点。 改变R1值，可以改变水箱的设定温度。Building Automation
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 2、采用双金属片的控制方式
分析：原理已经介绍过。 仔细地调整位置开关触头 位置，就可以设定加热器 导通时的水温度。
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1、控制系统要回答的问题 1） 实际水温变化的范围是什么？其上下界与设定值及回
差的关系是什么？ 2）进入水温周期性变化阶段后，水温的平均值是设定值
吗？ 3）电加热器的动作频率与回差是什么关系？
2、控制系统的影响因素分析 1） 水箱的热特性； 2）温度传感器的特性； 3）电加热器的加热热容和动态特性； 4）控制系统回差的取值。
三、通断控制下恒温水箱的调节特性 3、简化模型分析
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三、通断控制下恒温水箱的调节特性
3、简化模型分析 可以推导出从加热器停止加热的温度上限到水温下限的
建筑环境与设备工程专业主干课程之一 !
建筑设备自动化
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建筑工程系 周 广
EM:missyou2500@163.com QQ：78784177
2012.2.20
建筑环境与设备工程专业主干课程之一 !
第五章 恒温水箱的通断控制
建筑工程系 The Department of Construction Engineering
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 3、采用电子控制器的控制方式
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 4、基于计算机的控制系统实现
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法
4、基于计算机的控制系统实现
分析：水箱温度----温度变送器----4~20mA电流信号----A/D 转换----通过软件换算成温度数值----通过控制程序确定加热 器“关”或“开”----DO输出高压（5V）或低压（2V）---接通或关断继电器----电加热器通或断。
二、采用通断（双位）控制器的实现方法
1、采用水银触点式温度计的控制方式
分析：水箱水温下降----温度低于设定值 ----触点1与水银柱断开----电路断 开----晶体管T1导通----继电器J闭 合----电加热器启动。 水温高于设定值----触点1与水银柱 接通----电路闭合----晶体管T1截止 ----继电器J断开----电加热器断电。
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 3、采用电子控制器的控制方式
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§5 案例1：恒温水箱的通断控制
一、恒温水箱与控制要求
如图5-1：水箱希望维持 某个温度设定值tset。由 传感器、控制器和电加 热器组成的水箱温度控 制系统，用来实现这一 恒温目的。
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三、通断控制下恒温水箱的调节特性
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三、通断控制下恒温水箱的调节特性 3、简化模型分析 进一步推导可以得出以下结论：
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三、通断控制下恒温水箱的调节特性
3、简化模型分析 1） 忽略传感器和加热器的惯性。认为传感器输出的就是
当时的水温，执行器接到命令后就能瞬间动作输出热量。 2）水箱内任何时候的任何一点是等温分布。（实际上水
温分布不均，有分层现象）
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法
3、采用电子控制器的控制方式
分析：可变电阻R1(控制值设定)、R2、R3与热敏电阻Rt一 起
组成电桥。 热水温度变化----热敏电阻Rt变化----A、B两点间的电压 变化----运算放大器F放大电压----晶体管T1导通或截止---继电器J通断----加热器通断。 当R1>Rt（t<tset）----放大器F端呈正电压----放大器输出 电压增大----反馈电阻R4进一步拉高F的输入电压----T1导通---加热器工作。 反之，当Rt较多地搞出R1，则出现上述相反的情况。 改变反馈电阻R4值，可以改变放大器的转换点。 改变R1值，可以改变水箱的设定温度。Building Automation
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 2、采用双金属片的控制方式
分析：原理已经介绍过。 仔细地调整位置开关触头 位置，就可以设定加热器 导通时的水温度。
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1、控制系统要回答的问题 1） 实际水温变化的范围是什么？其上下界与设定值及回
差的关系是什么？ 2）进入水温周期性变化阶段后，水温的平均值是设定值
吗？ 3）电加热器的动作频率与回差是什么关系？
2、控制系统的影响因素分析 1） 水箱的热特性； 2）温度传感器的特性； 3）电加热器的加热热容和动态特性； 4）控制系统回差的取值。
三、通断控制下恒温水箱的调节特性 3、简化模型分析
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3、简化模型分析 可以推导出从加热器停止加热的温度上限到水温下限的
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EM:missyou2500@163.com QQ：78784177
2012.2.20
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第五章 恒温水箱的通断控制
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 3、采用电子控制器的控制方式
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法 4、基于计算机的控制系统实现
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二、采用通断（双位）控制器的实现方法
4、基于计算机的控制系统实现
分析：水箱温度----温度变送器----4~20mA电流信号----A/D 转换----通过软件换算成温度数值----通过控制程序确定加热 器“关”或“开”----DO输出高压（5V）或低压（2V）---接通或关断继电器----电加热器通或断。
二、采用通断（双位）控制器的实现方法
1、采用水银触点式温度计的控制方式
分析：水箱水温下降----温度低于设定值 ----触点1与水银柱断开----电路断 开----晶体管T1导通----继电器J闭 合----电加热器启动。 水温高于设定值----触点1与水银柱 接通----电路闭合----晶体管T1截止 ----继电器J断开----电加热器断电。
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§5 案例1：恒温水箱的通断控制
一、恒温水箱与控制要求
如图5-1：水箱希望维持 某个温度设定值tset。由 传感器、控制器和电加 热器组成的水箱温度控 制系统，用来实现这一 恒温目的。
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