化工仪表第4章1自控控制仪表.ppt

化工仪表及自动化 第一节 概述 控制仪表发展的三个阶段： 1、基地式控制仪表：它与检测、显示等仪表组装在一起，结构简单、方便，但通用性差，只在特定或小化工厂使用。 2、单元组合式仪表中的控制单元：它是单元（变送单元、定值单元、控制单元、显示单元）组合式，则各单元间以统一的标准信号相互联系。 3、以微处理器为基元的控制装置：其控制功能丰富、操作方便，很容易构成各种复杂控制系统。目前，有总体分散控制装置、单回路数字控制器、可编程数字控制器（PLC）和微计算机系统等。 内容提要 位式控制 双位控制 具有中间区的双位控制 比例控制 比例控制规律及其特点 比例度及其对控制过程的影响 内容提要 积分控制 积分控制规律及其特点 比例积分控制规律与积分时间 积分时间对系统过渡过程的影响 微分控制 微分控制规律及其特点 比例微分控制系统的过渡过程 比例积分微分控制 概论 2.1 位式控制 一、双位控制 2.1位式控制 2.1位式控制 2.2 比例控制 2.2比例控制 2.2比例控制 2.2比例控制 可以从控制器表面指示看出比例度的具体意义： 比例度就是使控制器的输出变化满刻度时（也就是控制阀从全关到全开或相反），相应的仪表测量值变化占仪表测量范围的百分数。 或者说，使控制器输出变化满刻度时，输入偏差变化对应于指示刻度的百分数。比例度越小则输入变化范围就越小。 2.2比例控制 2.2比例控制 2.2比例控制 2.2比例控制 2.2比例控制 （2）比例度与系统的稳定性关系： δ 越小，系统控制越强，只能说明控制是及时，并不能说明δ 越小越好。 从比例度对过渡过程的影响可得出： δ小于临界值时，系统过渡过程为发散振荡，系统不稳定； δ等于临界值时，系统的过渡过程为等幅振荡，系统处于稳定与不稳定之间；δ适当时，系统的过渡过程为衰减振荡，系统稳定； δ太大时，系统的过渡过程为非周期振荡，系统较稳定。 总之：δ越大，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大。 例如，水槽的液位控制系统中，水槽的直径有两种： 1、 直径为1米： 水槽的放大倍数较大；对象的液位变化较灵敏，系统灵敏度也较高（过渡过程基本是衰减振荡过程或等幅衰减振荡过程）； 如果此时让控制器的比例度设置较小，即是控制器的放大倍数选择较大，这样会让原较灵敏的系统对干扰更加敏锐，更有可能让系统振荡而不稳定，出现发散型振荡。 2、直径为10米： 水槽的放大倍数相对较小；对象的液位变化相对较迟缓，系统的灵敏度相对来说也较低（过渡过程基本是非周期衰减振荡过程）； 如果让控制器的比例度设置较小，即是控制器的放大倍数选择较大，这样会让原不灵敏的系统更加灵敏，让系统更加稳定，出现衰减振荡过程。 2.3 积分控制 一、积分控制规律及其特点 2.3积分控制 2.3积分控制 二、比例积分控制规律与积分时间 2.3积分控制 2.3积分控制 三、积分时间对系统过渡过程的影响 2.3积分控制 2.4微分控制 一、微分控制规律及其特点 2.4微分控制 2.4微分控制 2.4微分控制 四、比例积分微分控制 2.4微分控制 例题分析 例题分析 例题分析 例题分析 例题分析 3.某台DDZ-III型比例积分控制器，比例度为100%，积分时间为2min。稳态时，输出为5mA。某瞬间，输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将为多少mA？ 解：对于DDZ-III型控制器输入和输出范围相同，均为4-20mA，比例系数KP=1/δ=1。 根据 得△I0=0.7mA 即输出将由5mA变为5.7mA。 4.某台DDZ-III型比例积分控制器，比例度为200%，稳态时，输出为5mA。某瞬间，输入突然增加了0.5mA，经过30s后，输出由5mA变为6mA，试问该控制器的积分时间为多少？ 解：对于DDZ-III型控制器输入和输出范围相同，均为4-20mA，比例系数KP=1/δ=0.5。 根据 积分时间TI=10s 第三节 模拟式控制器 一、概述 第三节 模拟式控制仪表 二、DDZ-Ⅲ型电动控制器 第三节 模拟式控制仪表 第三节 模拟式控制仪表 第三节 模拟式控制仪表 第三节 模拟式控制仪表 第三节 模拟式控制仪表 第四节 数字式控制器 第四节 数字式控制器 二、数字式控制器的基本构成 当对控制质量有更高要求时，就需要在比例控制的基础上，再加上能消除余差的积分控制作用。 积分控制作用的输出变化量p与输入偏差e的积分成正比，即 （4-7） 当输入偏差