過(guò)程控制儀表第5章數(shù)字調(diào)節(jié)器-wenkub.com
2025-01-15 20:22 本頁(yè)面
【正文】 為便于理解邏輯關(guān)系，還將 PLC看成是由許多“軟繼電器”組成的控制器，畫(huà)出其內(nèi)部等效電路。 可編程序控制器與過(guò)去的繼電器控制系統(tǒng)相比，它的最大特點(diǎn)是在于可編程序，可通過(guò)改變軟件來(lái)改變控制方式和邏輯規(guī)律。 （ 2） 串級(jí)控制模塊 CSC 內(nèi)含兩個(gè)調(diào)節(jié)單元CNT1和 CNT2， 根據(jù)串級(jí)開(kāi)關(guān)狀態(tài) ， CNT2可接受CNT1的輸出作為設(shè)定信號(hào) ，組成雙回路串級(jí)控制系統(tǒng) ，也可直接接受另一設(shè)定信號(hào) SV2， 實(shí)現(xiàn)副回路的單獨(dú)控制 。 SLPC的用戶基本指令共 46種 ， 分三類： 數(shù)據(jù)傳輸類指令兩種： LD， ST 結(jié)束指令： END 功能指令： 43種 2. SLPC可編程數(shù)字調(diào)節(jié)器的軟件 1) 基本運(yùn)算模塊 11個(gè) 有＋－ 247。 （ 4）通信接口電路 SLPC的通信接口電路由 8251型可編程通信接口芯片和光電隔離電路組成。另一路則送往故障/PV開(kāi)關(guān)。模擬量輸出中有 1路輸出為 4～ ，可驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器；另兩路輸出為 1～ 流電壓，提供給控制室的其它模擬儀表。RAM為 16KB。 用戶 ROM： 1片 2716EPROM， 2K， 存放用戶程序 。以 SLPC數(shù)字調(diào)節(jié)器為例。在預(yù)整定后取 TW ＝ (T+?)， T為過(guò)程時(shí)間常數(shù)， ?為純滯后時(shí)間。 39 3）確定容許等待時(shí)間 TW：自整定調(diào)節(jié)器需根據(jù)控制系統(tǒng)估計(jì)的響應(yīng)時(shí)間作為容許等待時(shí)間。 專家法自整定前，需進(jìn)行以下工作： l）進(jìn)行 PID 參數(shù)予整定，確定 PID參數(shù)的粗略值作為初值。推理機(jī)構(gòu)的作用是判斷系統(tǒng)輸出響應(yīng)的波形，歸為知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)波形中的一種，并對(duì)其進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，根據(jù)控制目標(biāo)的要求采取相應(yīng)措施。若波動(dòng)較大則增大 TI。當(dāng)輸出響應(yīng)的超調(diào)量過(guò)大及衰減比過(guò)小時(shí)，減小 KP。 36 （ 2）控制目標(biāo) 下表列出幾種控制目標(biāo)類型。 35 圖中所示波形僅是按照響應(yīng)曲線峰值個(gè)數(shù)分類，而對(duì)于每一類波形，由于其超調(diào)量、衰減比及振蕩周期的不同，又可分為多種子類型。參數(shù)自整定專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)主要包括以下幾方面的內(nèi)容：過(guò)程響應(yīng)曲線類型、控制目標(biāo)類型及整定規(guī)則。 三、專家法 PID參數(shù)自整定 用專家法自整定 PID參數(shù)的調(diào)節(jié)器稱為專家自整定調(diào)節(jié)器。實(shí)時(shí)修正參數(shù)可用迭代法或?qū)＜曳ā? 2）按 Ziegler－ Nichols規(guī)則計(jì)算出 PID參數(shù) KP、 TI、 TD的值。用改進(jìn)型臨界比例度法的 PID參數(shù)自整定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。另一種是根據(jù)過(guò)程輸出曲線 形狀判別來(lái)整定 PID參數(shù)。 26 （ 5）帶有死區(qū)的 PID控制 帶有死區(qū)的 PID算式為 : 當(dāng) ≤B時(shí)， ⊿ yn =0 當(dāng) ＞ B時(shí)， ⊿ yn=⊿ pn 當(dāng)偏差絕對(duì)值 ≤B時(shí)，本次不進(jìn)行計(jì)算和輸出，即本次輸出 ⊿ yn =0；當(dāng)偏差絕對(duì)值 ＞ B時(shí)，進(jìn)行 PID運(yùn)算，計(jì)算結(jié)果 yn作為本次輸出。 211 nnnDnInnPn TTTTKy ??????24 （ 3） 抗積分飽和算法 (積分分離 PID控制 ) 數(shù)字調(diào)節(jié)器最簡(jiǎn)單的抗積分飽和方法是積分分離法 ，其基本原理是，在偏差 ε 較 小時(shí)加入積分作用；而 ε 較大時(shí)取消積分作用。 不完全微分 PID位置型算法： 139。 （ 1）完全微分 PID算法 位置型： ?????? ???? ???ninnDiInPn TTTTKy01 )( ????增量型： ?????? ????????????? )2()( 2111 nnnDnInnPnnn TTTTKyyy ??????22 （ 2） 不完全微分 PID算法 完全微分 PID算法的缺點(diǎn)： 微分作用過(guò)于靈敏，微分作用持續(xù)時(shí)間短，容易引起控制 系統(tǒng)振蕩，降低控制品質(zhì)； 閥門(mén)開(kāi)度時(shí)間與調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)時(shí)間不相對(duì)應(yīng) 。這些優(yōu)點(diǎn)主要有： 1）計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，誤動(dòng)作時(shí)影響小。 上式運(yùn)算結(jié)果 ⊿ pn表示了執(zhí)行機(jī)構(gòu)（閥門(mén)）位置應(yīng)改變的增量，為增量式算式。 PID的模擬表達(dá)式為 式中 p—— 調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)； e—— 調(diào)節(jié)器的偏差輸入信號(hào)，是測(cè)量值 m與給定值 r之差， e=rm； KP、 TI、 TD—— 分別為調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)、再調(diào)時(shí)間（也稱積分時(shí)間）、預(yù)調(diào)時(shí)間（也稱微分時(shí)間）。 15 直接數(shù)字化設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的另一種方法，它是將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成一個(gè)離散系統(tǒng)，如下圖所示。 數(shù)字式調(diào)節(jié)器以微計(jì)算機(jī)為核心進(jìn)行有關(guān)控制規(guī)律 的運(yùn)算，所有控制規(guī)律的運(yùn)算都是周期性的進(jìn)行，即數(shù)字式調(diào)節(jié)器是離散系統(tǒng)。 輸出通道根據(jù)所用 D/A轉(zhuǎn)換器的情況可有兩種形式。 進(jìn)行閉環(huán)連續(xù)控制的執(zhí)行器大致有以下幾類： 1）由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)執(zhí)行器。
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