过程控制仪表与装置

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1、过程控制仪表与装置第三章概述气动控制仪表的特点：结构简单，性能稳定可靠，维护方便，价格便宜，并且具有本质安全防爆性能，特别适用于石油、化工等有爆炸危险的场所。概述电动控制仪表的特点：可以实现无滞后的远距离传送，同时又具有能源简单、便于和计算机配合的特点。由于采取安全火花防爆措施解决了防爆问题，电动仪表同样也能应用于易燃易爆的危险场所，因此在工业生产过程中得到越来越广泛的应用。模拟式传输信号通常为连续变化的模拟量，其线路简单，操作方便，价格较低概述一般与检测装置、显示装置一起组装在一个整体之内同时具有检测、控制与

2、显示的功能结构简单、价格低廉、使用方便通用性差，信号不易传递一般应用于简单控制系统中。基地式仪表概述单元组合式仪表仪表按各组成环节的不同功能和使用要求，将整套仪表分为若干单元，各单元能独立实现某种功能，使用时可以按生产工艺的不同要求挑选需要的单元加以组合，其特点是应用灵活，通用性强，使用维护方便，特别适用于中、小企业的过程控制系统；组件组装式仪表：单元组合仪表的基础上发展起来的一种成套仪表装置，结构上包括控制机柜和显示操作盘两部分，它的主要特点是功能分离，结构组件化，特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作

3、的大、中型企业的过程控制系统。概述数字式它以微型计算机为核心，功能完善，性能优越，能解决模拟式仪表难以解决的问题，满足现代生产过程的高质量控制要求。它可实现连续生产过程、断续生产过程的控制，也可以通过在PLC中加入PID等控制功能，实现批量控制。概述可编程调节器：具有比传统模拟仪表更为丰富的运算和控制功能，它可以提供多种软件功能模块，由用户根据生产控制的要求通过组态完成各种运算处理和复杂控制，具有很大的应用灵活性，但其软件系统比较复杂。概述信号制及供电方式信号制----指在成套仪表系列中，各个仪表的输入输出间采

4、用何种统一联络信号来进行信号传输的问题。气动控制仪表：0.02～0.1MPa电动控制仪表，0～10mA（DC）电流信号作为电动Ⅱ型仪表4～20mA（DC）电流信号1～5V（DC）电压信号电动Ⅲ型仪表传输方式：进出控制室的传输信号采用电流信号，控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号基本控制规律及其对控制过程的影响回忆：控制器作用被控对象测量变送控制器执行器被控变量设定值扰动基本控制规律概述控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。在单回路定值控制系统中，由于扰动作用的存在，会使被控变量对给定值产

5、生偏差，此偏差数值上等于被控变量测量值与给定值之差。即：式中e—偏差Xi—被控变量的测量值Xg—被控变量的给定值控制器的输出信号是相对于控制器输入信号e的输出的变化量Δy。如果输入e与输出Δy的变化方向相同，则称控制器为正作用控制器；反之，如果输入e与输出Δy变化方向相反，则称控制器为反作用控制器。控制规律概述PID控制器的一般形式为：△y＝f(e)几种常用控制规律的微分方程表达式可分别表示为：比例作用（P）比例积分作用（PI）比例微分作用（PD）比例积分微分作用（PID）KP—控制器的比例增益；TI—控制器的

6、积分时间；TD—控制器的微分时间；控制规律的表示形式e△yKPett式中△y-为控制器的输出;e-为控制器的输入;KP为比例增益，表征比例控制作用的强弱程度。比例控制器的阶跃响应特性PID控制规律对控制过程的影响比例控制规律对控制过程的影响比例控制的输出与输入的关系为△y＝KPe通常习惯用比例增益的倒数即比例度表示控制器的输入与输出之间的比例关系以及比例作用的强弱。比例度可表示为δ=1/KPδ越大，比例控制作用越弱，δ越小，比例控制作用越强。PID控制规律对控制过程的影响比例度对控制过程的影响比例度的选择原则:

7、若对象的滞后较小，时间常数较大以及放大倍数较小，那么可以选择小的比例度来提高系统的灵敏度，从而使过渡过程曲线的形状较好。反之，为保证系统的稳定性，就要选择大的比例度来保证稳定。积分作用数学表达式为PID控制规律对控制过程的影响比例积分控制规律对控制过程的影响tte△y式中TI是积分常数，表示积分速度的大小和积分作用的强弱。积分作用能够消除余差与比例控制相比，积分控制过渡过程比较缓慢PID控制规律对控制过程的影响在阶跃信号作用下（幅值为A)PI输出响应由比例和积分两部分组成当t=TIΔy=2KPAPI控制器的输出

8、随时间变化的表达式为t△yI=△yPt△ypPe△yTI由此可确定积分常数。积分常数越大，积分作用越小，反之，积分作用越大。积分时间TI的物理意义：在阶跃信号作用下，控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的时间。PID控制规律对控制过程的影响积分时间对过渡过程的影响左图表示在同样比例度下积分时间对过渡过程的影响。由图中曲线３可以看出，TI过大时积分作用不明显，余差消除地也慢，从图