过程仪表及自动化 教学课件 马修水 第4章

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2、信号形式送往执行器，再由执行器通过改变阀的开度，使被控变量参数数值在工艺要求规定的误差允许范围内。2021/6/244《过程仪表及自动化》本章内容概述4.1基本控制规律及其对系统过渡过程的影响4.2模拟式控制器4.3数字式控制器4.452021/6/24《过程仪表及自动化》可编程序控制器4.54.1概述控制器的发展2021/6/246《过程仪表及自动化》基地式控制仪表单元组合式仪表中的控制单元以微处理器为处理单元的智能控制器以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。信号一般仅在本仪表内起作用，目前

3、较少使用将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用标准信号进行联系。使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合。DDZ-II型，使用AC220V电源，输出标准信号为0~10mA；DDZ-III型，使用DC24V电源，输出标准信号为4~20mA或DC1~5V。容易构成各种复杂控制系统，具备数字信号传输和模拟信号传输两种功能。主要有数字控制器、可编程序控制器（PLC）和微型计算机系统、现场总线仪表等。本章内容概述4.1基本控制规律及其对系统过渡过程的影响4.2模拟式控制器4.3数字

4、式控制器4.472021/6/24《过程仪表及自动化》可编程序控制器4.54.2基本控制规律及其对系统过渡过程的影响2021/6/248《过程仪表及自动化》控制器控制阀被控对象变送器＋－xzepqyf被控变量由于受扰动f（如生产负荷的改变，上下工段间出现的生产不平衡现象等）的影响，常常偏离给定值，即产生了偏差e，控制器接收了偏差信号e后，按一定的控制规律使其输出信号p发生变化，通过控制阀改变操纵变量q，以抵消干扰f对被控变量y的影响，从而使被控变量回到给定值上来。1.被控变量能否回到给定值上？2.或者以

5、什么样的途径、经过多长时间回到给定值上来?2021/6/249《过程仪表及自动化》这不仅与被控对象的特性有关，而且还与控制器的特性有关。控制规律控制规律：控制器的输出信号p随输入信号（偏差e）变化的规律2021/6/2410《过程仪表及自动化》正偏差：负偏差：正作用控制器：反作用控制器：相应的输出相应的输出控制规律基本控制规律有：位式控制（双位控制较常用）比例作用(Proportional)积分作用(Integral)微分作用(Derivative）工业上常用的控制规律：双位控制纯比例控制P比例积分控制

6、PI比例微分控制PD比例积分微分控制PID2021/6/2411《过程仪表及自动化》4.2.1双位控制双位控制的动作规律:当测量值大于给定值时，控制器的输出为最大（或最小），而当测量值小于给定值时，则输出为最小（或最大），即控制器只有两个输出值，相应的控制机构只有开和关两个极限位置，因此又称为开关控制。1.理想的双位控制2021/6/2412《过程仪表及自动化》一个采用双位控制的液位控制系统当液位低于给定值H0时，流体未接触电极，继电器线圈断路，此时电磁阀V全开流体流入贮槽使液位上升当液位上升至稍大于给

7、定值时，流体与电极接触，于是继电器线圈接通，从而使电磁阀全关，流体不再进入贮槽。但槽内流体仍在继续往外排出，故液位将要下降。当液位下降至稍小于给定值时，流体与电极脱离，于是电磁阀V又开启，如此反复循环2021/6/2413《过程仪表及自动化》理想双位控制的缺点：输出在0与1之间不断变化，电磁阀也在开和关两个状态上不停地动作，这样会因动作频繁而容易损坏，这种现象在实际工业系统中是不允许的。实际的双位控制实际使用的是：具有中间区的双位控制。2021/6/2414《过程仪表及自动化》2.实际的双位控制2021

8、/6/2415《过程仪表及自动化》当偏差大于emax时，控制器的输出变为最大pmax，控制机构处于开（或关）的状态；当偏差小于emin时，控制器的输出变为最小pmin，控制机构处于关（或开）的状态e处于emin和emax中间时，控制机构不动作.液位控制的改进当液位y低于下限值时，电磁阀是开的，流体流入贮槽，由于流入量大于流出量，故液位上升。当升至上限值时，阀关闭，流体停止流入，由于此时流体只出不入，故液位下降，直到液位值下降至下限值时，电磁