第十章控制器课件

1、上节课知识回眸上节课知识回眸 知识点知识点: : P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制数学表达式；控制数学表达式； P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制的特点；控制的特点； P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制的控制器参数；控制的控制器参数； P P控制、控制、I I控制、控制、D D控制对控制质量的影响。控制对控制质量的影响。控制规律控制规律eKPp特点特点控制及时控制及时快速快速存在余存在余差差比例度比例度控制器参数控制器参数1.1.比例控制比例控制比例度越小，控制作用越强，比例作用太强引起振荡。2.2.积分控制积分控制控制规律控制规律特点特点控制器参数控制器

2、参数edtTpI1控制过程缓控制过程缓慢慢可消除可消除余差余差积分时积分时间间积分时间越短，控制作用越强，积分作用太强引起振荡。3.3.微分控制微分控制控制规律控制规律特点特点控制器参数控制器参数dtdeTpD有超前控有超前控制的作用制的作用微分时微分时间间对滞后大的对象有很好对滞后大的对象有很好的效果，使控制过程的的效果，使控制过程的动偏差减小动偏差减小微分时间越长，控制作微分时间越长，控制作用越强，微分作用太强用越强，微分作用太强引起振荡。引起振荡。1 1）熟悉调节器的功能要求，掌握基本调节规律的数）熟悉调节器的功能要求，掌握基本调节规律的数学表示及其响应特性；学表示及其响应特性；2 2）

3、熟悉熟悉 DDZ-DDZ-型调节器的基本构成型调节器的基本构成、电路原理及、电路原理及其其应用特点应用特点；3 3）了解智能调节器的硬件和软件构成；）了解智能调节器的硬件和软件构成；4 4）掌握）掌握SLPCSLPC可编程控制器的硬件构成及工作原理；可编程控制器的硬件构成及工作原理；5 5）熟悉）熟悉SLPCSLPC可编程控制器的模块指令及编程方法；可编程控制器的模块指令及编程方法； 第一讲第一讲 模拟式控制器模拟式控制器控制器的作用控制器的作用 是将被控变量测量值与结定值进行比较，然后对是将被控变量测量值与结定值进行比较，然后对比较后得到的偏差进行比例、积分、微分等运算，并将运算结果比较后得

4、到的偏差进行比例、积分、微分等运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。 模拟调节器（控制算法由电路实现）模拟调节器（控制算法由电路实现） 数字控制器（含数字控制器（含CPUCPU，控制算法由程序实现），控制算法由程序实现）一般一般控制器控制器器还需要具备如下功能，以适应自动控制的需要：器还需要具备如下功能，以适应自动控制的需要： 指示偏差信号指示偏差信号模拟调节器模拟调节器指针式表头指针式表头全刻度指示全刻度指示：输入信号和设定值分别由不同的：输入信号和设定值分别由不同的指针在指针在0 0100100范围

5、指示范围指示偏差值指示偏差值指示：仅利用一个指针来指示偏差信号：仅利用一个指针来指示偏差信号3030数字控制器数字控制器通过通过LEDLED或者液晶屏显示或者液晶屏显示显示调节器输出信号的大小，习惯上输出显示表也称作阀位表。显示调节器输出信号的大小，习惯上输出显示表也称作阀位表。给定信号可以由调节器内部产生，也可以由其它仪表外部提供给定信号可以由调节器内部产生，也可以由其它仪表外部提供若设定值为内给定，用户可以调整调节器上的内给定拨盘来改变设定若设定值为内给定，用户可以调整调节器上的内给定拨盘来改变设定值值何谓正作用？何谓反作用？何谓正作用？何谓反作用？为了构成一个负反馈控制系统，必须正确的确

6、定调节为了构成一个负反馈控制系统，必须正确的确定调节器的正、反作用，否则整个控制系统就无法正常运行。器的正、反作用，否则整个控制系统就无法正常运行。调节器的正、反作用，是通过正、反作用开关来选择调节器的正、反作用，是通过正、反作用开关来选择的。的。何谓手动？何谓自动？为什么要进行手自动切换？何谓手动？何谓自动？为什么要进行手自动切换？可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出手自动切换时都希望不给控制系统带来扰动，即调节器的手自动切换时都希望不给控制系统带来扰动，即调节器的输出信号不发生突变（即必须要求无扰动切换）输出信号不发生突变（即必须要求

7、无扰动切换）讨讨 论论讨讨 论论二、二、DDZ-DDZ-型电动调节器型电动调节器1 1、电动、电动型仪表的特点型仪表的特点（1 1）采用国际电工委员会（采用国际电工委员会（IECIEC）推荐的统一标准）推荐的统一标准信号。信号。 电气零点不是从零开始，且不与机械零点重合，电气零点不是从零开始，且不与机械零点重合，这不但利用了晶体管的线性段，而且容易识别断电、这不但利用了晶体管的线性段，而且容易识别断电、断线等故障。断线等故障。 本信号制的电流本信号制的电流- -电压转换电阻为电压转换电阻为250250。 由于联络信号为由于联络信号为1 15V DC5V DC，可采用并联信号制，可采用并联信号制

8、，因此干扰少，连接方便。因此干扰少，连接方便。（2 2）广泛采用现性集成电路，可靠性提高，维修工作量）广泛采用现性集成电路，可靠性提高，维修工作量 减少。减少。 优点优点 由于集成运算放大器均为差分放大器，且输由于集成运算放大器均为差分放大器，且输入对称性好，漂移小，仪表的稳定性得到提高。入对称性好，漂移小，仪表的稳定性得到提高。 由于集成运算放大器有高增益，因而开环由于集成运算放大器有高增益，因而开环放大倍数很高，这使仪表的精度得到提高。放大倍数很高，这使仪表的精度得到提高。 由于采用了集成电路，焊点少，强度高，由于采用了集成电路，焊点少，强度高，大大提高了仪表的可靠性。大大提高了仪表的可靠

9、性。 （3 3）型仪表统一由电源箱供给型仪表统一由电源箱供给24V DC24V DC电源，并电源，并有蓄电池作为备用电源。有蓄电池作为备用电源。 各单元省掉了电源变压器，没有工频电源进各单元省掉了电源变压器，没有工频电源进入单元仪表，既解决了仪表发热问题，又为仪入单元仪表，既解决了仪表发热问题，又为仪表的防爆提供了有利条件。表的防爆提供了有利条件。 在工频电源停电时备用电源投入，整套仪表在工频电源停电时备用电源投入，整套仪表在一定时间内仍可照常工作，继续进行监视控在一定时间内仍可照常工作，继续进行监视控制作用，有利于安全停车。制作用，有利于安全停车。 （4 4）内部带有附加装置的控制器能和计算

10、机）内部带有附加装置的控制器能和计算机联用联用, ,在与直接数字计算机控制系统配合使用时在与直接数字计算机控制系统配合使用时, ,在计算机停机时在计算机停机时, ,可作后备控制器使用。可作后备控制器使用。 （5 5）自动、手动的切换是双向无扰动的方式）自动、手动的切换是双向无扰动的方式进行的。进行的。 （6 6）整套仪表可构成安全火花防爆系统。）整套仪表可构成安全火花防爆系统。2、DDZ-DDZ-型电动调节器型电动调节器12345667图4-2 DDZIII型调节器正面图1位号牌 2内外给定指示 3内给定设定拨盘4-A/M/H切换 5阀位表 6软手动操作扳键7双针全刻度指示表结构结构尺寸尺寸D

11、DZDDZ电动电动控制控制器器DDZDDZ型型控制控制器有两种：器有两种：全刻度指示调节器和偏差指示调节器。全刻度指示调节器和偏差指示调节器。在基型在基型控制控制器的基础上，可附加某些单元，如输入报警、偏差器的基础上，可附加某些单元，如输入报警、偏差报警、输出限幅单元等。也可构成各种特种调节器，如抗积分报警、输出限幅单元等。也可构成各种特种调节器，如抗积分饱和调节器、前馈调节器、输出跟踪调节器、非线性调节器等饱和调节器、前馈调节器、输出跟踪调节器、非线性调节器等以及构成与工业计算机联用的调节器。以及构成与工业计算机联用的调节器。电动控制器电动控制器 1 1）电动单元组合仪表（）电动单元组合仪表

12、（ DDZ DDZ）概念）概念 代替人脑、眼、手功能的仪表组成的仪表。代替人脑、眼、手功能的仪表组成的仪表。 2 2）发展历程）发展历程 类类 型型 DDZ- DDZ- DDZ- DDZ- DDZ- DDZ- 电子元件电子元件 电子管电子管 晶体管晶体管 集成电路集成电路 电电 源源 220VAe 220VAe 24VDC 220VAe 220VAe 24VDC 信号范围信号范围 010mA 010mA 420mA 010mA 010mA 420mAP.36DDZ-DDZ-控制控制器的器的结结构方框图构方框图 DDZ-DDZ-型调节器是型调节器是型电动单元组合仪表中的一型电动单元组合仪表中的一

13、个重要单元，它接收变送器或转换器的个重要单元，它接收变送器或转换器的DC15VDC15V或或DC420mADC420mA测量信号为输入信号，与测量信号为输入信号，与DC15VDC15V或或DC420mADC420mA的给定信号进行比较，并对其偏差进行的给定信号进行比较，并对其偏差进行PIDPID运算，输出运算，输出DC15VDC15V或或DC420mADC420mA的标准统一信号的标准统一信号。 DDZ-DDZ-型调节器由指示电路和数字电路两部分组型调节器由指示电路和数字电路两部分组成。成。 DDZ-DDZ-型调节器有型调节器有“自动自动”、“保持保持”、“软手软手动动”、“硬手动硬手动”四种

14、工作状态。四种工作状态。DDZ-型调节器型调节器数字调节器图片数字调节器图片1-双针垂直指示器双针垂直指示器2-外给定指示灯外给定指示灯3-内给定设定轮内给定设定轮4-自动自动软手动软手动硬手动硬手动 切换开关切换开关5-硬手动操作杆硬手动操作杆6-输出指示器输出指示器7-软手动操作板键软手动操作板键1、主要性能指标、主要性能指标测量信号测量信号 1 15VDC5VDC内给定信号内给定信号 1 15VDC5VDC外给定信号外给定信号 4 420mADC20mADC指示精度指示精度 1%1%输出信号输出信号 4 420mADC20mADC负载电阻负载电阻 250250750750输出保持特性输出保持特性 -0.1-0.1h h比例度比例度 2 2500500积分时间积分时间 0.040.0410min10min微分时间微分时间 0.040.0410min10min控制精度控制精度 0.5 %0.5 % 一台一台DD