《可编程调节器》PPT课件.ppt

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1、可编程调节器可编程控制器智能变送器集散控制系统现场总线控制系统第2篇数字式控制仪表及装置第4章可编程调节器4.1概述可编程调节器是一种新型数字控制仪表，通常一台仪表控制一个乃至几个回路。控制一个回路的可编程调节器通常又称为单回路调节器。可编程调节器与模拟式调节器在构成原理和所用器件上有着很大区别。前者采用数字技术，以微型计算机（简称微机）为核心部件；而后者采用模拟技术，以运算放大器等模拟电子器件为基本部件。4.1.1.数字调节器的特点实现了模拟仪表与计算机一体化将CPU引入控制器，使其功能得到来很大的增强，提高了性能价格比。同时考虑到人们长期以来的习惯，数字

2、控制器在外形结构、面板布置、操作方式等方面保留了模拟调节器的特征。运算控制功能强数字控制器具有比模拟调节器更丰富的运算控制功能，一台数字控制器既可实现简单PID控制，也可以实现串级控制、前馈控制、变增益控制和史密斯补偿控制；既可以进行连续控制，也可以进行采样控制、选择控制和批量控制。此外，数字控制器还可对输入信号进行处理，如线性化、数据滤波、标度变换、逻辑运算等。通过软件实现所需功能数字控制器的运算控制功能是通过软件实现的。在可编程调节器中，软件系统提供了各种功能模块，用户选择所需的功能模块，通过编程将它们连接在一起，构成用户程序，便可实现所需的运算与控制功

3、能。具有和模拟调节器相同的外特性尽管数字控制器内部信息均为数字量，但为了保证数字式控制器能够与传统的常规仪表相兼容，数字控制器模拟量输入输出均采用国际统一标准信号（4～20mADC，1～5VDC），可以方便地与DDZ－III型仪表相连。同时数字控制器还有数字量输入输出功能。具有通讯功能，便于系统扩展数字控制器除了用于代替模拟调节器构成独立的控制系统之外，还可以与上位计算机一起组成DCS控制系统。数字控制器与上位计算机之间实现串行双向的数字通讯，可以将手、自动状态、PID参数及输入/输出值等信息送到上位计算机，必要时上位计算机也可对控制器施加干预，如工作状态的

4、变更，参数的修改等。可靠性高，维护方便在硬件方面，一台数字式控制器可以替代数台模拟仪表，同时控制器所用硬件高度集成化，可靠性高。在软件方面，数字式控制器的控制功能主要通过模块软件组态来实现，具有多种故障的自诊断功能，能及时发现故障并采取保护措施。通用性强，使用方便——模拟量输入输出信号采用统一标准信号。它还可输入输出数字信号，进行开关量控制。用户程序使用“面向过程语言”（PROCEDURE-ORIENTEDLANGUAG，简称POL语言）来编程，易于学习、掌握。4.1.2.数字调节器构成原理以微处理器（CPU）为核心构成的硬件电路由系统程序、用户程序构成的软

5、件数字调节器的主要功能由软件决定模拟调节器：硬件决定一切，功能单一硬件部分数字式调节器的硬件电路构成框图主机电路ROM存放系统程序。EPROM存放用户程序.RAM存放输入数据、显示数据、运算的中间值、结果CTC的定时功能用来确定调节器的采样周期等等多为单片机是数字式调节器的核心，用于实现仪表数据运算处理，各组成部分之间的管理。过程输入通道将多个模拟量输入信号分别转换为CPU所接受的数字量。多路模拟开关将多个模拟量输入信号分别连接到采样／保持器。采样／保持器具有暂时存储模拟输入信号的作用A／D转换器的作用是将模拟信号转换为相应的数字量。利用D／A转换器与电压比

6、较器，按逐位比较原理来实现模／数转换的。模拟量输入通道开关量输入通道将多个开关输入信号转换成能被计算机识别的数字信号。开关量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻辑电平为“1”与“0”这类两种状态的信号开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行隔离传输。开关量输入通道过程输出通道依次将多个运算处理后的数字信号进行数／模转换D/A转换器起数／模转换作用。V／I转换器将1~5V的模拟电压信号转换成4~20mA的电流信号。模拟量输出通道开关量输出通道通过锁存器输出开关量（包括数字、脉冲量）信号，以便控制继电器触点和无触点开关的接通与释放，也可控制步进电机的运

7、转。采用光电耦合器件作为输出电路进行隔离传输开关量输出通道HMI(HumanMachineInterface)正面板：测量值和给定值显示器输出电流显示器运行状态（自动／串级／手动）切换按钮给定值增／减按钮和手动操作按钮等状态显示灯侧面板：有设置和指示各种参数的键盘、显示器通信接口电路主要有以位并行、字节串行位串行，即一次传送一位，连续传送功能：将欲发送的数据转换成标准通信格式的数字信号，经发送电路送至通信线路（数据通道）上；同时通过接收电路接收来自通信线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受的数据。并行和串行两种工业控制网络及仪表的通信方式基本上都采用：原因

8、：实施方便成本低适于远距离传输软件部分系统程序:系统