第三章调节器（控制器）第三章调节器（控制器）自动化系唐德东023-65023732tddsohu@sohu.com逸夫科技楼I410第三章调节器第三章调节器教学目的要求：掌握基本控制规律及其对控制过程的影响；掌握DDZ-III型控制器的结构、电路及工作原理分析；理解数字调节器和可编程序调节器的功能和原理，了解它们的使用方法；理解PID参数自整定调节器的功能与结构，了解其使用方法。教学重点：PID控制规律，数字调节器和可编程序调节器的原理DDZ-III型控制器的结构、电路及工作原理分析教学难点：基本控制规律及其对控制过程的影响。第六讲第六讲DDZ-IIIDDZ-III模拟调节器模拟调节器教学目的与要求：了解DDZ-III模拟调节器的组成，理解各部分电路，掌握其工作原理，会分析手动与自动之间的切换教学重点：DDZ-III模拟调节器各部分电路。教学难点：切换过程与实现模拟控制器模拟控制器((调节器调节器))•模拟控制器(调节器)用模拟电路实现控制功能。其发展经历了Ⅰ型（用电子管）Ⅱ型（用晶体管）Ⅲ型（用集成电路）一、DDZ-Ⅲ型仪表的特点1）采用统一信号标准：4~20mADC和1～5VDC。这种信号制的主要优点是电气零点不是从零开始，容易识别断电、断线等故障。同样，因为最小信号电流不为零，可以使现场变送器实现两线制。2）广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度提高、可靠性提高、维修工作量减少。3）可构成安全火花型防爆系统，用于危险现场。1、功能和性能指标功能：•对偏差进行PID运算；•指示输入Vi，设定Vs；•输出Io；•正反作用切换；•能手动；•手动自动无扰切换。DDZ-III型调节器●输入1～5VDC●输出4～20mADC●输入阻抗影响≤0.1Fscal％●负载电阻250～750●内设定1～5VDC●闭环跟踪精度±0.5％●外设定4～20mADC●电源24V±10％●比例带δ：2％～500％●再调时间TI：0.01～2.5分或0.1～25分●预调时间TD：0.04～10分，或断开●微分增益KD：10基本性能指标：1-双针垂直指示器2-外给定指示灯3-内给定设定轮4-自动—软手动—硬手动切换开关5-硬手动操作杆6-输出指示器7-软手动操作板键DDZ-Ⅲ型控制器的组成与操作DDZ-Ⅲ基型调节器的主要功能电路有：输入电路、给定电路、PID运算电路、自动与手动（硬手动和软手动）切换电路、输出电路及指示电路。输入电路PD电路PI电路输出电路测量外给内给定电路给定值指示输出指示软手动电路硬手动电路测量值指示内给S6S1MHADDZ-Ⅲ型调节器结构方框图2、全刻度指示调节器的线路实例输入电路的首要任务是求偏差e：V01=k(V给定－V测量)1、输入电路RVVVRVVRVVVOBCMCMi)21()(121RVVRVVVRVVBCMSCM)(21因测量信号Vi和给定信号Vs分别通过双臂电阻差模输入到运放A1的同相和反相输入端。可列出两输入节点的电流方程：120111()32iCMCMBVVVVVV)(3121BCMCMSVVVVV而V+≈V-则V01=－2（Vi－VS）得采用差动输入电路，输入阻抗很高，不从信号Vi、VS取用电流，使1～5V的测量信号不受衰减，（2）求偏差Vi–VS，进行偏差运算。（3）将偏差放大为了提高调节器对偏差的灵敏度，对其后的运算有利，这里先将偏差放大两倍。电路的特点（1）输入阻抗高（4）消除传输线上压降的影响DDZ-Ⅲ采用共用电源，在Vi的传输线上可能包括其它仪表的电流，导线电阻虽不大而其压降有时不可忽略。差动输入可以消除导线电阻的影响。（5）进行电平移动Vi、VS都是以地为基准的电压信号，而运放IC器件+24VDC供电时，其正常输入、输出信号电压范围应在2～19V。为使运算信号符合要求，必须将基准电压从0V抬高到VB=10V，即进行电平移动。因为Vs=1～5V，VCM1=VCM2=0～1V121()0.33~2.33V3SCMCMBVVVVVV则显然，IC不能正常放大。如果VB=0VB=10V时，V+=V-=3.7～5.7V保证了IC共摸电压在允许范围之内，能正常放大。V+V-而且VB=0时，VO1=-2（Vi-VS）=-8～+8V也不符合后面PID电路IC的范围要求。VB=10时：VO1=-2（Vi-VS）=2～18V使后面PID电路的IC工作于允许电压范围之内。＋－2、PID运算电路由PI和PD两个运算电路串联而成，由于输入电路中已采取电平移动措施，故这里各信号电压都是以VB=10V为基准起算的。PIPD1、PD电路分析PD电...
