工业电器与自动化 教学课件 作者 陆建国 主编 开俊 主审第六章 控制规律及控制仪表.ppt

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1、12第六章控制规律及仪表[主要内容]电动、气动控制器，数字可编程调节器，气动执行、转换器，可控、变频调速器。3过程控制实验室456789正作用气开式10被控变量y：指需要控制的工艺变量。设定值x：工艺上被调参数的期望值。偏差e:被控变量的测量值与给定值之差。干扰f:引起被调参数偏离给定值的一切因素。操纵变量q:用来克服干扰对被调参数的影响，实现调节作用的参数。11第一节常用控制规律1.比例控制PΔp=Kpe（t）=比例控制作用的依据是偏差的大小、迅速及时。0t0te0t0tp12比例调节规律及调节器示意图：e比例调节器KPe△Pe△P△P△P

2、+e-e0KP<1KP>113基本调节规律O△PeabKp=a/bδp=b/a14060115积分调节规律e:为阶跃信号时积分是偏差对时间的累积:e=0时输出不变或称积分保持ett△PTi00PIt0t016比例-积分规律e:为阶跃信号时ett△PPt△PI+=△PPIt17比例-微分调节规律e:为阶跃信号时et△PPtt△PD+=△PPDTDt18PID三作用规律原理1.e:为阶跃信号时et△PPtt△PD+=△PPIDTDt△PI+ttPDI192.比例积分作用PI积分作用的依据是偏差对时间的累积，作用是消除余差。0t0te0t0tP0t

3、0tI0t0tPITiΔpIΔpp203.比例、积分、微分三作用规律：0t0te0t0tp0t0tI0t0tPIDTi0t0tD（1-1/e）=63%Td21数字式PID控制0tp0tI0tD0tp0t0It0tDt0Tdt0t0t0t022ttttyyyyc余差δ=δ0TD=TD0TI=TI0δ<δ0TD>TD0TIδ0TI>TI0TD>δ0TI>>TI0TD<

4、比例微分控制规律的阶跃响应曲线yt0PPDPI26比例、积分、微分三作用小结表名称控制的依据关系规律的作用比例P偏差的大小迅速、及时克服偏差，粗调；有余差存在。积分I偏差对时间的累积精调，消除余差。但有一个累积过程，响应较缓慢。微分D偏差变化的速度、趋势。超前调节，克服滞后；与偏差无关，响应快速，易引起振荡。27一、简单控制系统是由一个测量元件及变送器、一个控制器、一个控制阀、一个控制对象，旨在稳定一个被控变量的闭环系统，也称单回路系统。简单系统所需仪表少、投资小、操作维护方便一般情况下，能满足要求。占系统的80%以上。在图1-1中：三个简单

5、控制系统PRC-105单回路压力(分程)控制系统。LRCA-101冷凝器液位控制系统。FRC-104为回流量控制系统。28二、方案的确定被控变量选择：以工艺过程决定性因素1.反映工艺操作的指标状态。2.尽可能选用直接指标。3.需要经常调节的变量。4.独立可调性。5.易检测、足够的灵敏度。29控制（操纵）变量的选择克制扰动对被控变量的影响，实现控制。1.工艺合理、允许调整又可控制。2.对被控变量的影响大、灵敏、控制通道的放大系数大、时间常数小、滞后小，以达到控制有力、及时。3.使得扰动通道相对地时间常数大、放大系数小。30位号:T01外给自动软

6、手动硬手动硬手操0100XS第二节基本控制器及其应用控制器内给定轮自动软硬手动硬手操杆软手动板键给定指针输入指针输出指针31DTL－3110控制器正面示意图32100线数字控制器33正面板:位号:T02外给自动软手动硬手动硬手操0100XS34调节器参数整定方法δTdTi正反设定调零内外设定测量校验×1×102%跟踪500%跟踪表头接线端35电动控制器原理图输入信号K0Fuiuf-ε=ui-ufu036PIK0Fuiuf-ε=ui-ufu037PDK0Fuiuf-ε=ui-ufu038PIDK0Fuiuf-ε=ui-ufu039P、I、D电路

7、反馈电路PPDPID40单回路数字式控制器以微处理器为核心,内部为数字量,外部为模拟量，可由用户编程，是集散控制系统的最基层的控制器。1.微处理器中央处理器CPU及系统ROM（只读存储器）、RAM（随机读写）、用户EPROM等存储器，是可编程调节器的核心部分，所有运算、判断、控制及调节器自身的管理都在此完成。41100线数字控制器液晶智能数字控制器422.过程通道、过程接口是与变送器与执行器等相连接,是CPU与外设的纽带与桥梁。3.通讯接口可编程调节器是基层控制器与上位机进行通讯,便于上位机对设定、控制参数、工作状态等进行监视、控制。4.编程

8、器用户对控制规律、工作方式、控制方案的选择与设定，POL语言。5.其他显示报警、手操电路、电源、辅助装置等。43智能三作用自整定内置伺服调节器44二.PMK可编程调