工业自动化仪表及过程控制 (5)

工业自动化仪表及过程控制(5) Industrial Automation Instrumentations and Process Control

第2章调节器 Controller（1）

第2章调节器 Controller（1） • 连续模拟调节器 • PID调节器（Proportional Integral Derivative Controllers） • 调节器的作用： • 将测量值和给定值进行比较，得出偏差后，根据一定的调节规律产生输出信号，通过执行器，对生产过程进行自动调节。 • used to automatically adjust some variable to hold the process variable at the set-point. • 偏差运算：e=x-z 调节运算：p=f(e)

第2章调节器 Controller（2） 理想调节规律： P PI PD PID

第2章调节器 Controller（3） • PID调节器的调节参数 • Kc: 比例系数； • Ti：积分时间； • Td：微分时间；

第2章调节器 Controller（4） • PID调节器的比例帶（proportional band）比例帶(比例度)定义为： PB＝（输入相对变化量/输出相对变化量）×100％ The proportional band is the input band over which the controller provides a proportional output.

第2章调节器 Controller（5） • 比例帶对单元组合仪表，输入输出量程相同，则有 PB＝1/Kc

第2章调节器 Controller（7） • 典型PID调节器功能框图

第2章调节器 Controller（7） • 模拟PID调节器的理想微/积分和实际微/积分响应

第2章调节器 Controller（6） • 实际的PID调节器：实际PID调节器的积分和微分作用都具有饱和特性，其传递函数为：

第2章调节器 Controller（8） • 实际PID调节器的阶跃响应微分作用的效果主要出现在阶跃信号输入的瞬间，积分作用的效果随时间而增加的.

第2章调节器 Controller（9） PID调节器的频率特性

第2章调节器 Controller（11） 模拟电动仪表 DDZ-Ⅲ型调节器

第2章调节器 Controller（13） DDZ-Ⅲ型调节器的接线图

第2章调节器 Controller（14） 气动调节器(Pneumatic Controller)

第2章调节器 Controller（15） PID调节器的调节过程

第2章调节器 Controller（16） PID调节器的调节过程

第2章调节器 Controller（17） 无源运算典型电路

第2章调节器 Controller（18） 实际微分运算式

第2章调节器 Controller（19） 有源运算典型电路

第2章调节器 Controller（20） 实际PI运算典型电路

第2章调节器 Controller（21） 实际PD运算典型电路

第2章调节器 Controller（21） 实际PID运算典型电路

第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ输入电路（1）将测量信号与给定信号相减，得到并放大偏差信号。2(Vi-Vs) （2）实现电平移动。（＋10V）

24V CM － K1 K1 K1 V02 断 CI 自自自 D D D － + 3.9K 3.9K 3.9K IC2 V02 CD IC3 BG1 9.1K K V03 软软软硬硬硬 RI V01 + K2 K2 自自自 1K K2 2.4K DW 软软软通 RP 9.1KΩ K3 硬硬硬 1 ×10 ×1 VB RD 1KΩ VB R1 a 第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ输入电路PD电路 DDZⅢ输入电路PI电路

第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ输出电路平移，功放，V/I

第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ手动操作电路软/硬手动两种操作方式， PI电路上附加手操电路来实现对输出值的手动控制

第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ指示电路电流表头：Vi,Vs,Io

第2章调节器 Controller（21） DDZⅢ调节器的切换特性

第2章调节器 Controller（42） 练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程（其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？ A 曲线a B 曲线b C 曲线c D 曲线d

第2章调节器 Controller（43） 练习：某流量自动控制系统，用纯比例控制器进行控制。图示为采用不同比例度时系统的过渡过程（其中曲线b、c为比较满意的控制结果）。试判断四条过渡过程曲线中哪一条对应的比例度最大？ A 曲线a B 曲线b C 曲线c D 曲线d 答：D

第2章调节器 Controller（44） 练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时, 其输出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是( )。 A 40% B 25% C 20% D 80%

第2章调节器 Controller（45） 练习：某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为200~1200℃。当温度给定值由800℃变化到850℃时, 其输出由12mA变化到16mA。则该控制器的比例度δ是( )。 A 40% B 25% C 20% D 80% 答：C 题解：根据比例度的定义，代入相关数据，可得

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