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控制器原理及面板功能介绍

各种控制规律都是通过控制器的不同设计来实现的。有电动控制器和气动控

制器之分，电动控制器是目前应用广泛的一大类控制器，随着电子技术的发展、

化工生产技术的提高，电动控制器的种类越来越多，功能也越来越多。

DDZ-Ⅲ型控制器单元品种很多，有基型控制器，有与计算机控制联用的控制

器，还有为满足各种复杂控制系统要求的特种控制器，DDZ-Ⅲ型控制器中还设有

各种附加机构，如偏差报警、输入报警、限制器、隔离器、分离器、报警灯等。

总之，Ⅲ型控制器便于组成各种控制系统，达到模拟控制器较完善的程度，

充分满足各生产过程控制的需要。

尽管DDZ-Ⅲ型控制器品种规格颇多，但它们都是围绕基型控制器发展起来

的，因此基型控制器是Ⅲ型控制器中用得最多、具有代表性的仪表，下面以基型

控制器为例进行介绍。

一、基型控制器的原理

图1是基型控制器的原理框图，由控制单元和指示单元两部分组成。控制单

元包括输入电路、比例积分微分（PID）电路、手动电路、保持电路。指示单元

有两种，因此基型控制器也分两种，即全刻度指示控制器和偏差指示控制器。

图基型控制器原理框图

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控制器的输入信号为1～5V的测量信号。设定信号有内设定和外设定两种。

内设定信号为1～5V，外设定信号为4～20mA。

测量信号和设定信号通过输入电路进行减法运算，输出偏差到比例积分微分

电路进行比例积分微分运算后，由输出电路转换为4～20mA信号输出。

手动电路和保持电路附于比例积分微分电路之中，手动电路可实现软手动和

硬手动两种操作，当处于软手动状态时，用手指按下软手动操作键，使控制器输

出积分式上升或下降，当手指离开操作键时，控制器的输出值保持在手指离开前

瞬间的数值上，当控制器处于硬手动状态时，移动硬手动操作杆，能使控制器的

输出快速改变到需要的数值，只要操作杆不动，就保持这一数值不变。

由于有保持电路，使自动≤软手动，硬手动→软手动的切换，都是无平衡无

扰动切换。只有软手动和自动→硬手动的切换需要事先平衡才能实现无扰动切换。

如果是全刻度指示控制器，测量信号的指示电路和设定信号的指示电路分别把

1～5V电压信号转换成1～5mA电流信号用双针指示器分别指示测量信号和设定

信号。

当控制器出现故障需要把控制器从壳体中取出检查时，可以把便携式手动操

作器插入手动操作插孔，以实现手动操作。

图1中的4～20mA输出信号通过250Ω精密电阻转化为1～5V电压反馈到控

制器的输入端，使控制器形成了自闭系统，提高了控制器的运算精度（即闭环跟

踪误差）。

二、DDZ-Ⅲ型控制器的外形结构图

图2是DTC-3110型刻度控制器的外形图，图中各组成部分作用如下：

1自动/软手动/硬手动切换开关∶用来选择控制器的工作状态。

2双针垂直指示计∶在0～100%的刻度上，黑针为设定信号指针，红针为

测量信号指针。当测量信号与设定信号之偏差小于满度的±0.5%时，测量指针隐

藏在设定指针下面。

3内给定设定轮∶内设定时改变设定值。


4输出指示针∶又称阀位指示针，用以指示控制器输出信号的大小。


5硬手动操作杆∶系统处于硬手动操作状态时，改变硬手动操作杆位置，

控制器的输出信号则相应改变。

图2DTC-3110型刻度控制器外形图

6软手动操作扳键∶软手动操作时，向右或向左推动软手动扳键，控制器

输出信号随时间按一定的速度增加或减少。当扳键处于中间位置时，控制器的输

出信号与切换前的瞬时输出相等，并能长期保持下去，即使停电，保持特性也不

变。

7外设定指示灯∶控制器处于外设定时指示灯亮。

8阀门指示器∶指示控制阀的关闭（X）和打开（S）方向。

9输出范围指示∶表示阀门的安全开度或与输出限幅单元配合表示输出信

号的上、下限。

10位号牌∶用于标明位号，当控制器附有报警单元时，报警状态位号牌

的报警灯亮。

11输入检查插孔∶供便携式手动操作器或数字电压表检查输入信号用。

12手动输出插孔∶当控制器需要维护或发生故障时，把便携式手动操作器

的输