生物工程自動化控制第五章自動控制儀表(編輯修改稿)
2025-03-02 20:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?PID控制器綜合了各種控制規(guī)律的優(yōu)點，取長補短，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 ， 所傳送的信號形式為 連續(xù)的模擬信號 。目前應(yīng)用的模擬式控制器主要是 電動控制器 。 圖 516 控制器基本構(gòu)成 作用 將給定信號與測量信號進行比較 ， 產(chǎn)生一個與它們的偏差成比例的偏差信號 。 是一個穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié) 。 作用 通過正 、 負反饋來實現(xiàn)比例 、 積分 、 微分等控制規(guī)律 。 二、 DDZⅢ 型電動控制器 22 1. DDZⅢ 型儀表的特點 （ 1）采用國際電工委員會（ IEC）推薦的統(tǒng)一標準信號 ,現(xiàn)場傳輸出信號為 420mADC，控制室聯(lián)絡(luò)信號為 15VDC，信號電流與電壓的轉(zhuǎn)換電阻為 250Ω 。 優(yōu)點 ? 電氣零點不是從零開始 ， 且不與機械零點重合 ， 這不但利用了晶體管的線性段 ， 而且容易識別斷電 、 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 。 ? 因為最小信號電流不為零 ， 為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線制創(chuàng)造了條件 。 現(xiàn)場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 ? 由于集成運算放大器均為差分放大器 ， 且輸入對稱性好 ， 漂移小 ， 儀表的穩(wěn)定性得到提高 。 ? 由于集成運算放大器有高增益 ， 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 ， 焊點少 ， 強度高 ， 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 ? 各單元省掉了電源變壓器 ， 沒有工頻電源進入單元儀表 ， 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 。 ? 在工頻電源停電時備用電源投入 ， 整套儀表在一定時間內(nèi)仍可照常工作 ， 繼續(xù)進行監(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 、 手動的切換以無平衡 、 無擾動的方式進行 ， 并有硬手動和軟手動兩種方式 。 面板上設(shè)有手動操作插孔 ，可和便攜式手動操作器配合使用 。 ? 結(jié)構(gòu)形式適于單獨安裝和高密度安裝。 ? 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，能與計算機配套使用，可組成 SPC系統(tǒng)實現(xiàn)計算機監(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運算電路 、 自動與手動 （ 包括硬手動和軟手動兩種 ） 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 軟手動 硬手動切換開關(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— 硬手動操作桿； 6— 軟手動操作板鍵； 7— 外給定指示燈； 8— 閥位指示器； 9— 輸出記錄指示； 10— 位號牌； 11— 輸入檢測插孔；12— 手動輸出插孔 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： 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 以微處理機為核心部件 以運算放大器等模擬電子器件為基本部件 不同點 相同點 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 30 ? 1. 實現(xiàn)了模擬儀表與計算機一體化 。 ? 2. 具有豐富的運算控制功能 。 ? 3. 使用靈活方便 ， 通用性強 。 ? 4. 具有通訊功能 ， 便于系統(tǒng)擴展 。 ? 5. 可靠性高 ， 維護方便 。 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） 主機電路 主機電路是數(shù)字式控制器的核心 ， 用于實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)運算處理及各組成部分之間的管理 。 （ 2） 過程輸入通道 過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 ， 開關(guān)量輸入通道用于連接開關(guān)量輸入信號 。 （ 3） 過程輸出通道
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