生物工程自動(dòng)化控制第五章自動(dòng)控制儀表(編輯修改稿)
2025-03-02 20:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?PID控制器綜合了各種控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，只要合理選擇 δ 、 TI、 TD三參數(shù)，就能獲得較高的控制質(zhì)量。 第三節(jié) 模擬式控制器 一、基本構(gòu)成原理及部件 21 在模擬式控制器中 ， 所傳送的信號(hào)形式為 連續(xù)的模擬信號(hào) 。目前應(yīng)用的模擬式控制器主要是 電動(dòng)控制器 。 圖 516 控制器基本構(gòu)成 作用 將給定信號(hào)與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較 ， 產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏差成比例的偏差信號(hào) 。 是一個(gè)穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié) 。 作用 通過(guò)正 、 負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)比例 、 積分 、 微分等控制規(guī)律 。 二、 DDZⅢ 型電動(dòng)控制器 22 1. DDZⅢ 型儀表的特點(diǎn) （ 1）采用國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) ,現(xiàn)場(chǎng)傳輸出信號(hào)為 420mADC，控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)為 15VDC，信號(hào)電流與電壓的轉(zhuǎn)換電阻為 250Ω 。 優(yōu)點(diǎn) ? 電氣零點(diǎn)不是從零開始 ， 且不與機(jī)械零點(diǎn)重合 ， 這不但利用了晶體管的線性段 ， 而且容易識(shí)別斷電 、 斷線等故障 。 ? 只要改變轉(zhuǎn)換電阻阻值 ， 控制室儀表便可接收其他 1:5的電流信號(hào) 。 ? 因?yàn)樽钚⌒盘?hào)電流不為零 ， 為現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制創(chuàng)造了條件 。 現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表僅用兩根導(dǎo)線聯(lián)系 （ 圖 537） ， 既節(jié)省了電纜線和安裝費(fèi)用 ， 還有利于安全防爆 。 23 （ 2）廣泛采用集成電路，可靠性提高，維修工作量減少 優(yōu)點(diǎn) ? 由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器 ， 且輸入對(duì)稱性好 ， 漂移小 ， 儀表的穩(wěn)定性得到提高 。 ? 由于集成運(yùn)算放大器有高增益 ， 因而開環(huán)放大倍數(shù)很高 ， 這使儀表的精度得到提高 。 ? 由于采用了集成電路 ， 焊點(diǎn)少 ， 強(qiáng)度高 ， 大大提高了儀表的可靠性 。 （ 3） Ⅲ 型儀表統(tǒng)一由電源箱供給 24V DC電源，并有蓄電池作為備用電源。 優(yōu)點(diǎn) ? 各單元省掉了電源變壓器 ， 沒有工頻電源進(jìn)入單元儀表 ， 既解決了儀表發(fā)熱問題 ， 又為儀表的防爆提供了有利條件 。 ? 在工頻電源停電時(shí)備用電源投入 ， 整套儀表在一定時(shí)間內(nèi)仍可照常工作 ， 繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視控制作用 ， 有利于安全停車 。 24 25 （ 4）結(jié)構(gòu)合理，比之 Ⅱ 型有許多先進(jìn)之處。 表現(xiàn)在 ? 基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩個(gè)品種 ， 指示表頭為 100mm刻度縱形大表頭 ， 指示醒目 ，便于監(jiān)視操作 。 ? 自動(dòng) 、 手動(dòng)的切換以無(wú)平衡 、 無(wú)擾動(dòng)的方式進(jìn)行 ， 并有硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種方式 。 面板上設(shè)有手動(dòng)操作插孔 ，可和便攜式手動(dòng)操作器配合使用 。 ? 結(jié)構(gòu)形式適于單獨(dú)安裝和高密度安裝。 ? 有內(nèi)給定和外給定兩種給定方式，并設(shè)有外給定指示燈，能與計(jì)算機(jī)配套使用，可組成 SPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制，也可組成 DDC控制的備用系統(tǒng)。 （ 5）整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。 26 27 Ⅲ 型電動(dòng)控制器的組成與操作 圖 517 DDZⅢ 型控制器結(jié)構(gòu)方框圖 主要由輸入電路 、 給定電路 、 PID運(yùn)算電路 、 自動(dòng)與手動(dòng) （ 包括硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種 ） 切換電路 、 輸出電路及指示電路等組成 。 28 圖 518 DTL3110型調(diào)節(jié)器正面圖 1— 自動(dòng) 軟手動(dòng) 硬手動(dòng)切換開關(guān)； 2— 雙針垂直指示器； 3— 內(nèi)給定設(shè)定輪；4— 輸出指示器； 5— 硬手動(dòng)操作桿； 6— 軟手動(dòng)操作板鍵； 7— 外給定指示燈； 8— 閥位指示器； 9— 輸出記錄指示； 10— 位號(hào)牌； 11— 輸入檢測(cè)插孔；12— 手動(dòng)輸出插孔 第四節(jié) 數(shù)字式控制器 29 數(shù)字式控制器與模擬式控制器的異同點(diǎn)： 數(shù)字式控制器 模擬式控制器 構(gòu)成原理 數(shù)字技術(shù) 模擬技術(shù) 所用器件 以微處理機(jī)為核心部件 以運(yùn)算放大器等模擬電子器件為基本部件 不同點(diǎn) 相同點(diǎn) 儀表總的功能和輸入輸出關(guān)系基本一致 。 一、數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn) 30 ? 1. 實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化 。 ? 2. 具有豐富的運(yùn)算控制功能 。 ? 3. 使用靈活方便 ， 通用性強(qiáng) 。 ? 4. 具有通訊功能 ， 便于系統(tǒng)擴(kuò)展 。 ? 5. 可靠性高 ， 維護(hù)方便 。 二、數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成 31 圖 519 數(shù)字式控制器的硬件電路 32 （ 1） 主機(jī)電路 主機(jī)電路是數(shù)字式控制器的核心 ， 用于實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)運(yùn)算處理及各組成部分之間的管理 。 （ 2） 過(guò)程輸入通道 過(guò)程輸入通道包括模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入通道 ， 模擬量輸入通道用于連接模擬量輸入信號(hào) ， 開關(guān)量輸入通道用于連接開關(guān)量輸入信號(hào) 。 （ 3） 過(guò)程輸出通道
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