过程控制及自动化仪表课件 综述.ppt

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1、调节器的功能（1）偏差显示（2）输出显示（3）内、外给定的选择（4）正、反作用的选择工程上，通常将调节器的输出随反馈输入的增大而增大时，称为正作用调节器；而将调节器的输出随反馈输入的增大而减小时，称为反作用调节器。DDZ-Ⅲ型基型调节器1、DDZ-Ⅲ型仪表的特点及外形测量信号：1～5V.DC外给定信号：4～20mA.DC内给定信号：1～5V.DC测量与给定信号的指示精度：±1％输入阻抗影响：≤满刻度的0.1％输出保持特性：－0.1％（每小时）输出信号：4～20mA.DC调节精度：±0.5％负载电阻：250～750Ω全刻度指示调节器的构成框图2、全刻度指示调节器的构成原理全刻度指

2、示调节器的线路实例调节器的整机传递函数执行器电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但推力较小。气动调节阀：结构简单,可靠，维护方便，防火防爆；但气源配备不方便。液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。执行器的气开、气关形式选择执行器的气开、气关形式选择的原则：主要是从生产安全的角度来考虑。即：当生产断电或其他故障引起信号中断时，执行器的工作状态应避免损坏设备和伤害操作人员。调节阀的流量特性调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制系统的调节品质有很大影响。被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相

3、对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。q/qmax—相对流量l/L—相对开度固有（理想）流量特性在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。（a）快开特性（b）直线特性（c）等百分比特性流量特性的选择1）依据过程特性选择。一个过程控制系统，在负荷变动的情况下，要使系统保持期望的控制品质，则必须要求系统总的放大系数在整个操作范围内保持不变。一般变送器、已整定好的调节器、执行机构等放大系数基本上是不变的，但过程特性则往往是非线性的，其放大系数随负荷而变。因此，必须通过合理选择调节阀的工作特性，以补偿过程的非线性，其选择原则:调节阀的放大系数

4、被控过程的放大系数2）依据配管情况选择3）依据负荷变化情况选择在负荷变化较大的场合，宜选用对数调节阀；此外，当调节阀经常工作在小开度时，则宜选用对数调节阀。因为直线调节阀工作在小开度时，其相对流量的变化率很大，不宜进行微调。过程建模的基本概念被控过程的数学模型及其作用被控过程的数学模型是指过程的输入变量与输出变量之间定量关系的描述自平衡特性其传递函数的典型形式有：一阶惯性环节二阶惯性环节二阶惯性+纯滞后环节一阶惯性+纯滞后环节过程建模方法1．机理演绎法根据被控过程的内部机理，运用已知的静态或动态平衡关系，用数学解析的方法求取被控过程的数学模型。2．试验辨识法3.混合法机理演绎法

5、与试验辩识法的相互交替使用的一种方法。先给被控过程人为地施加一个输入作用，然后记录过程的输出变化量，得到一系列实验数据或曲线，最后再根据实验数据确定数学模型的结构及其参数。方波响应曲线法响应曲线法：阶跃响应曲线法比例控制的特点1、控制及时、适当。只要有偏差，输出立刻成比例地变化，偏差越大，输出的控制作用越强。2、控制结果存在静差。因为，如果被调量偏差为零，调节器的输出也就为零u=KCe即调节作用是以偏差存在为前提条件，不可能做到无静差调节。所谓比例度就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。其中：e为输入偏差u为控制器输出的变化量（emax-em

6、in）为输入的最大变化量,即输入量程（umax–umin）为输出的最大变化量,即控制器的输出量程如果控制器输入、输出量程相等，则:一台DDZⅢ型温度比例控制器，测温范围为200～1200℃。当温度给定值由800℃变到850℃时，其输出从12mA变化到16mA。求该控制器的比例度。该控制器是属于正作用还是反作用，为什么?解：当给定信号增加时，控制器的偏差信号是减小的，而这时输出信号反而增加，故该控制器属于反作用控制器。积分控制的特点1、当有偏差存在时，积分输出将随时间增长（或减小）；当偏差消失时，输出能保持在某一值上。2、积分作用具有保持功能，故积分控制可以消除余差。3、积分输出

7、信号随着时间逐渐增强，控制动作缓慢，故积分作用不单独使用。一台DDZⅢ型液位调节器，δ=80%，TI=1min,稳态时输出为6mA,瞬间输入突然增加了0.3mA,问经过了3min后，其输出为多少？（调节器为正作用）解：一台具有比例积分控制规律的DDZⅡ型调节器，其δ=200%，稳态时输出为5mA,瞬间输入突然增加了0.5mA,经过了30s后，输出由5mA变为6mA，试问该控制器的积分时间TI为多少？解：微分控制的特点1、微分作用能超前控制。在偏差出现或变化的瞬间，微分立即产生强烈的调节作用，