第一章反馈控制系统.ppt

能源与动力工程学院毛小兵maoxiaobing2009,轮机自动化MarineEngineeringAutomation第一章反馈控制系统,反馈控制,e(t)偏差信号e(t)=r(t)-b(t)y(t)被控量p(t)控制量f(t)扰动量,第1章反馈控制系统应用实例,第二节VAF型燃油粘度控制系统,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,第五节大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制,第一节柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统,本章内容：,控制进口温度出口温度会随柴油机负荷的变化而变化，当负荷大时会出现出口温度过高,第一节柴油机冷却水温度控制系统,返回本章,图1-1-1汽缸冷却水温度控制原理,控制进口温度进口温度会随柴油机负荷的变化而变化，当负荷大时，进口温度会下降,直接作用式冷却水温度控制,MR-型电动冷却水温度控制系统,控制盒的组成：1输入与指示电路2比例微分控制电路3脉冲宽度调制电路4继电器和开并装置5主电源电路6稳压电源电路,MR-型调节器是电动基地式仪表，它把测量、显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一个控制盒内，设置在集中控制室。,管理要点1.面板功能2.使用方法3.故障检测排除4.参数调整,MR-型调节器,MR-型调节器是电动基地式仪表，它把测量、显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一个控制盒内，设置在集中控制室。,控制盒的组成：1.MRB板，输入与指示电路2.MRV板，比例微分控制电路3.MRD板，脉冲宽度调制电路4.MRK板，继电器和开并装置5.MRP板，主电源电路6.MRS板，稳压电源电路,图1-1-4,返回本节,图1-1-4,返回最近,MRB板的W1整定给定值,温度表盘0-100度,MRB板的SW2水温实测值和给定值,MRV板的W2整定微分时间,MRV板的W1调整比例带,MRD板的W2整定TU1和TU2的不灵敏区,MRD板的W1调整脉冲宽度,7、8是MRK板的L1和L2，指示M的转向,MRK板的9是SW1，系统故障时使M回指定位置,MRP板的10、11是F，14指示电源。12是“手-自”选择开关SW2。13是电源主开关SW1。,补充（也可作本节课堂练习）,、端：虚短端：虚地,图1-1-3aMRB板，输入与指示电路,将实际温度与设定值比较输出偏差信号e温度升高，输出U15增大，反之减小,MRV板，比例微分控制电路,图1-1-3b,比例,微分,加法器,温度升高，输出U15增大，U5增加；反之减小。,令是比例微分控制作用的放大倍数是微分时间。若则：,MRD板，脉冲宽度调制电路：将连续变化的偏差信号调制成脉冲信号，控制增加（减少）继电器断续通电,图1-1-3c,U5,温度为给定值U50；TU1正饱和；TU2负饱和；T1、T2截止。,-16V,-16V,TU1,+,_,TU2,+,_,降温,增温,R11,R13,D7,D8,T1,T2,R10,R12,D6,D5,R8,R9,D3,D4,D1,D2,R5,R6,R2,R3,W2,R4,R7,C2,C1,R1,C3,W1,+16V,VTU1+,VTU2,VTU2、VTU1绝对值相等,正反馈,正反馈,输入正正饱和,输入负负饱和。电压比较器概念，正反馈用以提高速度和稳定性,-16V,+16V,TU1正饱和，T1截止,TU2负饱和，T2截止,MRD板，脉冲宽度调制电路：将连续变化的偏差信号调制成脉冲信号，控制增加（减少）继电器断续通电,图1-1-3c,U5,-16V,-16V,TU1,+,_,TU2,+,_,降温,增温,R11,R13,D7,D8,T1,T2,R10,R12,D6,D5,R8,R9,D3,D4,D1,D2,R5,R6,R2,R3,W2,R4,R7,C2,C1,R1,C3,W1,+16V,VTU1+,VTU2,VTU2、VTU1绝对值相等,正反馈,正反馈,-16V,+16V,TU1负饱和，T1导通,TU2负饱和，T2截止,温度升高，U5升高高于VTU1时：TU2负饱和T2截止；TU1变负饱和；D6和T1导通；,TU1负饱和，D1导通；C1经W1R5D1放电，电压降低；低于VTU1TU1正饱和；T1截止；,调整VTUI和VTU2可以调整不灵敏区,MRD板，脉冲宽度调制电路：将连续变化的偏差信号调制成脉冲信号，控制增加（减少）继电器断续通电,图1-1-3c,U5,-16V,-16V,TU1,+,_,TU2,+,_,降温,增温,R11,R13,D7,D8,T1,T2,R10,R12,D6,D5,R8,R9,D3,D4,D1,D2,R5,R6,R2,R3,W2,R4,R7,C2,C1,R1,C3,W1,+16V,VTU1+,VTU2,VTU2、VTU1绝对值相等,正反馈,正反馈,-16V,+16V,TU1正饱和，T1截止,TU2正饱和，T2导通,温度降低，U5（负）降低；TU1正饱和T1截止；TU2变为正饱和；D5和T2导通,TU2正饱和时，D2导通，C1经W1R5D2充电。,MRD板，脉冲宽度调制电路：将连续变化的偏差信号调制成脉冲信号，控制增加（减少）继电器断续通电,MRD板,图1-1-3c,D3D4连锁；D3保持上低下一定低；,D1D2续流二极管,D4保持下高上一定高；T1T2不能同时导通。,继电器电路,图1-1-3dMRP板继电器、开关及主电源电路,手动,第二节VAF型燃油粘度控制系统,船舶柴油机，尤其是主机，通常燃用重油。重油的粘度较大，为便于燃油的输送和雾化，必须控制柴油机燃油的粘度，使其粘度值维持在设定范围内或保持在最佳粘度值。一种燃油的粘度与温度有一一对应的关系，燃油的粘度随温度增加而下降。可以调节燃油的加热程度改变粘度。不同品质的燃油，在相同温度下的粘度差别很大，所以不进行温度控制而直接进行粘度控制。,常用燃油粘度控制系统：（1）VAF型燃油粘度控制系统；（2）NAKAKITA型燃油粘度控制系统；（3）VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统（单片机控制）。,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,10a,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,10a,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,差压变送器：差压信号变成标准气压信号（0.020.1MPa）,10a,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,差压变送器：差压信号变成标准气压信号（0.020.1MPa）,10a,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,差压变送器：差压信号变成标准气压信号（0.020.1MPa）,气动调节阀,10a,图1-2-6带有阀门定位器的活塞式调节阀结构原理图,气源,0.40.6MPa,减压阀,0.14MPa,气关式调节阀没有气源时自重使阀芯关闭；在没有输入信号时，使阀芯17处于开启状态；控制信号增大使阀门关小。,控制信号,调节器输出压力升高，,8右移，D室压力增大,膜片10带阀座12右移,关闭13开大14，F压力升高,活塞16下降、阀芯17关小，减少进入加热器的蒸汽,反作用式调节器，气关式调节阀正作用式调节器，气开式调节阀,粘度降低，要求温度升高，要求开大调节阀，要求调节器输出压力升高；,B压力升高,粘度降低，调节器输出压力（信号）升高，反作用式调节器,粘度降低，调节器输出压力（信号）减小，正作用式调节器,反馈，新的平衡,粘度计：检测加热器出口燃油粘度,差压变送器：差压信号变成标准气压信号（0.020.1MPa）,气动调节器：实现比例积分控制,气动调节阀,记录仪,过滤减压阀,燃油滤器,燃油加热器,平衡阀,9DE调零阀,10a,系统工作原理方框图,课外作业：1应用学过的知识设计电控系统,注意顺序,返回最近,黑指针,红指针,气动功率放大器,压力表,反馈波纹管,积分阀,积分室,调压阀旋钮,积分气室,比例带调整方法：比例带调整盘上M点的位置逆时针负反馈比例带顺时针负反馈比例带积分时间调整方法：积分阀开大Ti积分阀关小Ti,返回本节,调节器杆系,返回最近,离开喷嘴,P轴绕C点,OC绕P轴,M绕N、J铰点,BD绕B点,输入信号,反馈信号,调节器表盘,返回最近,正作用与反作用,正作用式调节器：当测量输入增加时，输出也增加,反作用式调节器：当测量输入增加时，输出减少。,正作用式反作用式：（1）喷嘴旋转90（2）M点由左上角右上角,返回本节,调节器与调节阀作用形式的配合,正作用式调节器与气开式调节阀,反作用式调节器与气关式调节阀（优选）,返回本节,六、控制系统常见故障分析及管理要点,、常见故障分析）系统不稳定，测量指针不能稳定在给定值上。仪表参数整定不当，如：比例带调得过小，比例作用或积分作用太强，积分时间太短。）系统达到稳定平衡时，测量指针与给定指针不重合。参数整定不当，如：积分时间太长，积分作用太弱；差压变送器零点和量程不正确。,六、控制系统常见故障分析及管理要点,、管理要点）投入工作时，先接通气源再接输入信号，即先打开截止阀，通过调整减压阀使输出为.。再启动测粘度马达。）保持气源的清洁与干燥。）定期冲洗恒节流阀。）电动机轴承每年清洗一次，并从新注润滑油。）齿轮箱每年要检查和清洗一次。,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,一、控制系统的组成、功能及特点,二、测量单元,三、VCU160粘度控制器,返回本章,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,一、控制系统的组成、功能及特点,Fig.1-3-1,特点：、温度传感器灵敏度好；、没有运动部件，可在全流量下测量，不易堵塞，结构紧凑，重量轻；、粘度控制系统采用单片机，具有完善的自检、控制、显示、报警功能，具有很强的适应性和灵活性，可以实现分布式集中控制的监控。,返回本节,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,粘度计,PT100温度计,控制器,蒸汽调节器,蒸汽加热器,电加热器,电源控制箱,图22VISCOCHIEF粘度自动控制系统组成,粘度计PT100温度计控制器蒸汽加热器电加热器,图1-3-2EVT-10C型粘度传感器结构原理图,燃油粘度转换为电动势2、3产生震荡1不同粘度产生不同阻尼4检测信号,振动杆,动力线圈,检测线圈,永久磁铁,永久磁铁,单片机,返回最近,原理：基于插入到流动燃油里振动杆的强制振荡进行测量的。振动杆的强制振荡由和产生并保持，其振荡频率是固定的。振动杆的自振频率取决于振动杆的几何尺寸。当自振频率等于强制振荡频率时，将发生共振，此时振荡幅值最大。燃油的摩擦阻力将衰减振动杆振荡的幅度，衰减量正比于燃油粘度。而感应电动势的下降量与衰减量成正比。,图1-3-2EVT-10C型粘度传感器结构原理图,返回最近,测量线圈产生的感应电动势数据经放大器放大后送入精密的电压频率转换器，它输出的脉冲信号频率与输入电压严格成比例，实际上LM231起模数转换作用。该脉冲信号由80C31内部定时器T0，记录单位时间内脉冲数，该数值就反应了粘度实际值。为了防止振动和干扰，在软件上采用了数字滤波等抗干扰措施。反应燃油粘度的脉冲数经AD7543BD数模转换器换成标准的420mA电流输出，其对应的范围就是0-50cSt。,返回最近,PT100是电阻式温度传感器。利用金属材料电阻值随温度升高而增大，且线性关系良好。利用测量电桥把测温元件电阻值变化转换成电压信号，该电信号与温度成正比。测量电阻Rt是测量电桥的一个桥臂，它安装在待检测的管路中，离测量电桥较远。为补偿环境温度变化产生的误差，在实际测量电路中常把“两线制”接法改为“三线制”。,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,三、VCU-160粘度控制器,1.控制方式和过程,控制方式：温度程序控制、温度定值控制、粘度定值控制作用规律：PI控制（由单片机程序实现）控制方式选择开关：DO、STOP、HFO,返回本节,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,三、VCU-160粘度控制器,1.控制方式和过程,控制过程：STOPDO程序加温，直到DOTset3,进入温度定值控制。DO指示灯亮，粘度报警关,返回本节,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,三、VCU-160粘度控制器,1.控制方式和过程,控制过程：STOPHFO程序加温，直到HFOTset3,或DOHFO进入粘度定值控制。稳定后，改为粘度/温度定值控制。DO指示灯熄灭，HFO指示灯亮,返回本节,第三节VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统,三、VCU-160粘度控制器,1.控制方式和过程,控制过程：HFODO粘度定值控制，降温，直到DOTset3,进入温度定值控制。DO指示灯亮，HFO指示灯熄灭,返回本节,图1-3-6控制板电路原理图,粘度,温度,多路开关,V/F,工作方式,限位开关,参数整定,电压比较器,光偶,光偶,双向晶闸管,伺服电机,接触器,单稳触发器,1、模拟量输入电路控制和显示所用的输入信号,DG508多路转换开关在某一时刻只能选择一个通道的信号输入，由内部地址译码器决定。地址来自于8255。8255选端口的地址线A0和A1这两个输入信号用来选择3个口或控制字寄存器。常接地址总线最低位P0.1和P0.0：00选定PA端口；01选定PB端口；10选PC端口；11选定控制字寄存器端口。8031的P0.1和P0.0通过锁存器LS373与其端口选地址线相连。LS139为双2线-4地址译码器，当P2.3和P2.4输出为00时，输出12端为低电平，送至8255的片选端CS端，此时8255被选通。地址译码器的另一组译码4用于选通外部存储器。8255的PA口主要用于选择输入通道和输出控制信号，PB、PC口用于8031数据总线（p0口）和数码显示器及发光二极管之间的链接。所以：8031可以通过数据总线，经8255的PA口选择DG508的一路输入接通。被选的一路送入精密电压频率转换器LM331，它的输出是频率，即与所加输入电压严格成正比的一串脉冲信号，然后送入8031的定时器/计数器，8031将脉冲信号转换成对应的稳定或粘度值，为控制和显示所用。,2、开关量输入电路,VCU-160控制器除有模拟量输入外，还有工作方式、调节阀限位开关等开关量输入。控制方式的选择开关量是通过电压比较器LM339送入8031.LM339是四电压比较器，X6.4为手动输入；X6.5为重油输入；X6.6为柴油工作方式输入。都接到各自的同相端。如：当工作方式转动DO时，X6.6为20V，LM339的A3的2端立即翻转为高电平8031的P1.0端为高，指示外部选择为DO工作方式。调节限位阀通过输入端X6.3和X3.2经光电耦合器SFH610与8031相连。当调节阀开、关动作到极限位置时，对应的极限开关闭合，使与之对应的光电耦合器的光电隔离管导通，输出低电平，8031在工作中查询时，可检测到各开关工作状态，从而给出相应的控制输出量。,3、输出控制电路主要是控制SHS蒸汽加热装置的调节阀或电加热装置的接触器，以达到控制燃油温度或粘度的目的。是按比例积分作用规律输出控制信号。、显示电路分两路左三位显示温度，右三位显示粘度。个发光二极管指示不同的方式：、温度；、粘度；、蒸汽加热；、电动加热；、重油（工作方式）；、柴油（工作方式）。数字由段式发光二极管显示，位由端口输出的决定（用于控制报警装置，送显示时始终为“”）。驱动二极管用。5、报警电路VISCOCHIEF粘度控制系统具有多种故障和参数越限报警功能，如：电源、PTl00信号、EVT-10C信号、高温、低温、高粘、低粘等。当8031在检测或查询过程中发现故障时，通过8255接口PB0、PC3输出报警信号，经单稳态触发器LS122转换成脉冲信号，经三极管放大电路驱动继电器X，使报警灯发出闪光信号和警报器发出断续声响报警。,四、控制系统管理要点,1）在系统投入工作之前，要先检查燃油和加热系统有没有漏泄或损坏的情况，各阀件是否开关正确。把控制方式选择开关打到OFF位置，合上主电源（此时警报器将持续响10s，并且数码显示器上同时显示“OFF”）。观察比较实际测量值与设定值有无异常情况。一切正常后，起动低压燃油泵，然后根据燃油系统具体配置情况将控制方式开关转到DO或HFO位置进行温度或粘度定值控制。这时数码显示器上将显示出燃油温度和粘度的实际测量值，系统正式投入调节控制工作。2)EVT-10C粘度传感器的工作情况，可通过设在传感器上的电子元件箱内上边一块印刷线路板上两个发光二极管（H1和H2）的状态来检查。在拆检粘度传感器时，注意不要碰撞或弄弯振动杆，否则将影响粘度值的准确测量。3）为了人身和设备的安全，在检修时必须关掉电源。,控制过程：STOPDO程序加温，直到DOTset3,进入温度（PI控制）定值控制。DO指示灯亮，粘度报警关STOPHFO程序加温，直到HFOTset3,或DOHFO：进入粘度定值控制。稳定后，粘度/温度定值控制。0.5cst之内，温度定值；超过0.5转粘度定值，记忆新的对应温度，进行温度定值控制。,VCU-160粘度控制器,升温：程序控制（设定的升温速率）；DO：温度定值控；HFO：温度定值控制、粘度定值控制作用规律：PI控制（单片机程序实现）,温度的变化要比粘度的变化灵敏,第四节辅锅炉的自动控制,锅炉的控制包括：水位的自动控制；蒸汽压力的自动控制；点火及燃烧的时序控制；自动安全保护。,第四节辅锅炉的自动控制,主锅炉：蒸汽动力船舶上用于蒸汽动力装置的锅炉。蒸发量大，蒸汽压力高，对水位和蒸汽压力不允许有较大的波动，所以其控制要求较高，常采用带有积分作用的调节器。辅锅炉：内燃机动力船舶上的锅炉。油轮辅锅炉：加热货油，驱动甲板设备，蒸发量较大，类其工作特点似主锅炉。货轮辅锅炉：燃油、滑油及生活用水加热，蒸发量小，蒸汽压力低，对于水位和压力的波动要求不严格，水位和压力常用双位控制。,锅炉水位自动控制,货轮辅锅炉水位控制,常闭,2常开,停,锅炉水位自动控制,货轮辅锅炉水位控制,常闭,2常开,开,锅炉水位自动控制,双位控制的概念,上限,下限,锅炉水位自动控制,锅炉水位控制的特点是存在虚假水位。（1）水中含有蒸汽（可达15%20%），总量与锅炉的蒸发量和汽压有关；蒸发量越大，汽压越小水面下的蒸汽总容积越大；（2）过渡工况时，水位不仅受蒸发量和给水量的影响，还受水面下蒸汽容积的影响；蒸汽流量突增，汽压降低，蒸汽的饱和温度下降，水面下蒸汽比容增大造成水下蒸汽的容积增大；同时由于炉水变成过热水，将产生更多蒸汽。水位虚高。,如何克服虚假水位或准确监测和控制？,大型油轮辅锅炉水位控制,水位控制策略,（1）单冲量：仅根据水位控制给水阀开度；（2）双冲量：水位蒸汽流量（3）三冲量：水位蒸汽流量给水量,蒸汽流量信号其实是前馈信号,水位控制策略,双回路给水控制原理,（1）水位控制回路（2）给水压差控制回路给水流量与给水阀开度及前后压差有关对于汽轮机给水泵组，蒸汽调节阀开度不变，排水量基本不变,一、锅炉水位控制的特点,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,2.双回路水位控制,（1）水位控制回路,（2）给水压差控制回路,fig.1-4-2,返回本节,返回最近,水位调节器,给水差压调节器,蒸汽调节阀,截止阀,过热器,给水调节阀,回路：根据水位偏差和蒸汽流量双冲量控制给水阀开度；回路：维持给水阀前后压差恒定的给水差压控制回路,给水泵组,二、某轮辅锅炉水位自动控制系统的组成,fig.1-4-3,P气动计算器的气压输出,A水位调节器的气压输出,B蒸汽流量变送器的气压输出,K系统常数，此处K2,C仪表制造常数，本仪表为50%（0.6MPa）,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,返回本节,1水位差压变送器：锅炉水位信号变为标准气压信号,气容气阻,水位调节器：比例积分,气动计算器,蒸汽流量变送器,给水调节阀,给水差压调节器,给水差压变送器,汽轮机给水泵组,蒸汽调节阀,图1-4-3锅炉水位自动控制系统原理图,作用：测量被控量，并把被控量的变化量按比例的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。气动标准信号：19.6KPa98.1Kpa0.02MPa0.1Mpa0.2kg/cm21.0kg/cm2,三、变送器,返回本节,三、变送器,1.气动差压变送器的结构和工作原理,2.迁移原理,返回本节,作用：测量被控量，并把被控量的变化量按比例的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。气动标准信号：0.02MPa0.1MPa,单杠杆差压变送器,气源,输出,6-喷嘴,16-膜盒,11-锁紧螺母,9-主杠杆,8-迁移弹簧,7-档板,18-紧固螺母,15-正压室,17-负压室,14-支架,12-静压误差调节螺母,2-琐紧螺钉,10-反馈波纹管,20-量程调节支点,19-底版,13-密封簧片（支点）,4-顶针,1-气动放大器,3-迁移螺钉,5-顶针架,（1）测量部分把被控量变化转换为轴向推力。,pq测pF膜,1.气动差压变送器的结构和工作原理,Fig.1-4-6,（2）气动转换部分把测量部分输出的轴向推力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。,Fig.1-4-7,测量部分：把被控量变化转换为轴向侧推力q。,pq测pF膜,气动差压变送器的结构和工作原理,气动转换部分：把测量部分输出的轴向推力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。,气动差压变送器的结构和工作原理,在K单中，F膜、F波和l1都是固定不变的，唯一可调的是l2。反馈波纹管上移l2K单、量程；l2K单、量程。,调零？,在K单中，F膜、F波和l1都是固定不变的，唯一可调的是l2。,反馈波纹管l2K单量程；,反馈波纹管l2K单量程。,要得到较大的量程，就必然使l2增长。为不使变送器体积过于庞大，将大量程变送器制作成双杠杆式变送器。,1.气动差压变送器的结构和工作原理,返回本节,pF膜l1q反l2,M测M反,q反l4=p出F波l3,1.气动差压变送器的结构和工作原理,（2）气动转换部分（双杠杆）,Fig.1-4-8,返回本节,双杠杆差压变送器工作原理图,气源,p2,p1,p出,Fig.1-4-5,返回最近,双杠杆差压变送器受力分析图,p出,p1,p2,q反,量程支点,q反,l4,l3,l2,l1,Fig.1-4-8,返回最近,（3）差压变送器调零和调量程假定p的最大变化范围是01000mmH201.让正负压室均通大气，使p=0，观察变送器输出压力是否为0.02MPa，若不是，拧动迁移（调零）弹簧，使p出=0.02MPa。2.逐渐增大正压室压力，使p出=0.1MPa，观察正压室压力是否为1000mmH20，若小于它，说明量程小了，则松开量程支点的锁紧螺母，上移支点，反之亦然。3.重新调零、调量程，直到零点和量程准确为止。,1.气动差压变送器的结构和工作原理,Fig.1-4-4,返回本节,所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的起点由零迁到某一数值。迁移后，量程的起点和终点都改变，但量程不变。显然，迁移也可以调整零点。以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。,2.迁移原理,Fig.1-4-9,返回本节,Fig.1-4-9,用参考水位罐检测锅炉水位的装置,水位升高，压差减少,负正,正负,?,参考水位罐将保持与锅炉最高水位一致，即最高水位与测量管管口相平，这个固定不变的水位，叫参考水位，而测量管中的液面与锅炉的实际水位一致，叫测量水位。差压变送器接受管4的压力为蒸汽压力加上参考水位水柱高度，接受管3的压力为蒸汽压力加上测量水位水柱高度。因此，差压变送器正、负压室所承受的压差信号p是参考水位与测量水位之间的水柱高度差H。由于参考水位不变，所以随着测量水位的升高H减少，即p减小。反之，测量水位降低，H增大，p增大。现在分析管3和管4哪根接在差压变送器的正压室，哪根接在负压室更合适。如果把管4接在正压室，把管3接在负压室，这时p为正，差压变送器能正常工作。但是，随着锅炉测量水位的上升，p减小，变送器输出信号也随之减小。这样，变送器的输出与锅炉测量水位的变化方向正好相反，显示仪表指示锅炉的水位方向也必然相反。这不符合人们的习惯，容易造成错觉。,为了解决这个问题，可把参考水位管4接到变送器的负压室，把测量水位管3接到正压室。现在变送器的输出与锅炉的测量水位的变化方向一致了，即随着侧量水位的升高，变送器正压室压力不断增加。但是，由于p是负值，挡板远离喷嘴，这对一般差压变送器是不会有输出的，比如锅炉水位的最大变化范围是600mmH2O。当锅炉水位处于最低水位时p=600mmH2O，本来p0时，差压变送器输出p出0.02MPa。现在锅炉水位处于最低水位，即p600mmH2O的情况下，调整迁移弹簧把挡板拉向喷嘴，直到变送器输出p出0.02MPa为止。以后随着水位的上升，p的负值减小，靠迁移弹簧的张力使挡板不断靠近喷嘴，变送器的输出不断增加。当测量水位上升到最高水位（与参考水位一致）时，p0，变送器的输出p出0.1MPa。这就是迁移原理。在上述的例子中，把变送器的零点从p0迁移到p600mmH20，这是负迁移，迁移量为600mmH2O，变送器迁移后，量程的起点和终点均改变，但量程没有变，仍为600mmH2O。,差压变送器的负迁移特性,MPa,0.02,mmH2O,600,-600,0,负迁移,0.1,Fig.1-4-10,返回最近,MPa,0.02,Kg/cm2,10,0,正迁移,0.1,6,4,返回最近,量程迁移的优点：1.适应不同应用场合的需要：例如，水位测量2.提高灵敏度：量程越小，K越大3.减小误差：(10-6)1%=0.04(10-0)1%=0.1,返回本节,四、调节器,fig.1-4-11,通用正/反作用式PID调节器,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,返回本节,返回最近,放大器,喷嘴,浮动环,比例带盘,比例带调整杆,积分气室,积分阀,微分气室,微分阀,四、调节器,fig.1-4-12,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,力矩平衡原理,返回本节,若微分阀全开，积分阀全关，则P12=P出，P11是常数，即为纯比例调节器。,四、调节器,fig.1-4-12,第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制,P