工业过程控制_第3章.ppt

3.1 过程控制仪表概述 过程控制仪表包括调节器（含可编程调节器）、 执行器、电\气转换器、安全栅等各种新型控制仪表 及装置。 分类： 1.按照能源分类：气动仪表；电动仪表 2.按信号类型：模拟式仪表；数字式仪表 3.2 DDZ-III型模拟式调节器 调节器（DDZ-III型调节器） DDZ-III型调节器是III型电动单元组合仪表中的一个重要单元。它接收变送器或转换器的DC 1～5v或DC 4～20mA测量信号为输入信号，与DC 1～5v或DC 4～20mA给定信号进行比较，并对其偏差进行PID运算，输出DC 4～20mA标准统一信号。 DDZ-III型调节器作用 将输入信号（变送器送来的）与给定信号进行比较，并对偏差信号进行PID运算，输出4～20mA标准信号，送给执行器进行自动控制。 调节规律 是指输出信号随输入信号的变化规律。 PID调节规律—P控制 PID调节规律—I控制 一、积分控制规律及其特点 二、比例积分控制规律与积分时间 三、积分时间对系统过渡过程的影响 PID调节规律—D控制 一、微分控制规律及其特点 二、实际的微分控制规律及微分时间 PID调节规律—PID控制 kc=2;ti=0.5;ki=2;td=0.5;kd=2; s=tf(s) Gpi=kc*(1+1/(ti*s)) Gpibaohe=kc*(1+1/(ti*s))/(1+1/(ki*ti*s)) %Gpd=kc*(1+td*s) Gpdbaohe=kc*(1+td*s)/(1+(td*s)/kd) subplot(2,2,1) step(Gpi,b) title(积分) subplot(2,2,2) step(Gpibaohe,b--) title(饱和积分) subplot(2,2,3) gtext({??? Error using == rfinputs,Not supported for non-proper models.}) %step(Gpd,r) subplot(2,2,4) step(Gpdbaohe,r--) title(饱和微分) gtext(kcki) gtext(kckd) gtext(kc) 例题分析 例题分析 例题分析 √ DDZ-Ⅲ型调节器的切换特性 2.分类 气动执行器：输入20～100kPa气动信号 特点：结构简单，动作可靠，性能稳定，维修方便，价格便宜，适用于防火防爆场合等特点。 电动执行器：输入4～20mA 特点：动作迅速，其信号便于远传、便于与计算机配合使用。但不适用于易燃易爆等生产场合。 液动执行器：推力最大。 执行器（控制阀）=执行机构+调节机构（阀体组件） 执行机构：是执行器的推动装置，按照输入信号的大小产生相应的推力，使阀杆产生相应的位移，从而带动阀体和阀芯动作。 调节机构：是调节阀的调节部件，它直接与介质接触，阀芯的动作改变调节阀的节流面积，以达到调节介质流动的目的。 3.电动执行器 电动执行机构 ◇四种组合 按阀杆的位移方向： 正作用：信号压力增加时推杆向下移动。 反作用：压力信号增大时推杆向上移动，一般是压力信号通过弹性膜片下方进入气室。 例题： 例题： 6. 气动调节阀流量特性 依据过程特性 被控过程特性为线性，选择直线特性调节阀。 被控过程特性为非线性，选择对数特性调节阀。 依据配管情况选择（p101） 负荷变化情况 负荷变化大，对数阀； 负荷变化不大，直线阀。 7.阀门定位器与电-气转换器 例题分析 流量小时：流量变化的相对值小，即控制平稳缓和； 流量大时，流量变化的相对值大，控制灵敏有效。 （d）抛物线流量特性 （c）快开流量特性 这种流量特性在开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就达到最大。 快开特性的阀芯形式是平板形的，适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。 （２）工作流量特性 在实际生产中，调节阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性。 （a）串联管道的工作流量特性 图6 串联管道的情形 工作流量特性 S：阻力比或阻力系数 3) M、H→A间的切换 S1由A切向M或H时，联动开关同时将积分电容CI接VB，使VCI始终等于V02。当S1再由H、M切回A时，由于电压没有突变，切换也是无扰动的。 自动（A） 软手动（M） 无扰 无扰 硬手动（H） 无扰 有扰 总结： 先平衡才能无扰 无扰 无平衡切换：在切换时不需做任何调整，可随便切换到所需的位置。 无扰动切换：在切换时调节器输出不发生突变，即对生产过程无冲击现象。 DDZ-III型调节器软、硬手动的切换过程可总结为: 自动切换到软手动，无需平衡即可做到无 扰动切换； 2)