控制器和计算机控制系统
指示表头
分别指示测量值(红针)、给定值(黑针) 当仪表置于“内给定”:设定值由黑针指示。
手动方式
硬手动
硬手动、软手动
硬手动——输出与拨盘数值直接对应 软手动——同时按下软手动操作板键6,调节器的输出便随时间按一定的速度增加或减小; 若手离开操作极键则当时的信号值就被保持 通常都是用软手动操作板键进行手动操作,这样控制比较平稳精细,只有当需要给出恒定不 变的操作信号(例如,阀的开度要求长时间不变)或者在紧急时要一下子就控制到安全开度 等情况下,才使用硬手动操作。
具有和模拟调节器相同的外特性 数字式控制器能够与传统的常规仪
表相兼容,数字控制器模拟量输入输出均采用国际统一标准信号 (4~20mADC,1~5VDC),可以方便地与DDZ-III型仪表相连。同时 数字控制器还有数字量输入输出功能。 具有通讯功能,便于系统扩展 可靠性高,维护方便 控制器所用硬件高度集成化,可靠性高。在软
元器件
分离元件 集成电路 (电阻、电容、 (运放电路……) 晶体管……) 单针偏差指示 (0~±30%) 有双针全刻度大 表头指示 (0~100%)
①由于集成运放均为差分放大器,且输人对称性好,漂移小,仪表的稳定性得到提高。 ②由于集成运放有高增益,因而开环放大倍数很高,这使仪表的精度得到提高。 ③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。
防 爆 输出信号
输入信号
隔离防爆 0~10mA
0~10mA
4~20mA
4~20mA 1~5V
①电气零点从4 mA开始,不与机械零点重合,容易识别断电、断线等故障。 ②只要改变转换电阻阻值,便可接收其他电流信号,例如将10~ 50mA等直流电流信号转换 为l~5V信号。 ③因为最小输入信号不为零,为现场变送器实现两线制创造了条件。变送器与调节器用两线 联接,既节省电缆线和安装费用,还有利于安全防爆。
增加 慢速
减小
无扰动切换(切换前后调节器的输出信号不发生突变)
1
三种控制方式: 自动”A”, 软手动”M”:积分输出 硬手动”H”:比例输出
先平衡再切换方法: 切换前,先调整硬手动操作杆,使操作杆的位置与调节器输出指示位置 对齐。然后再进行切换到硬手动。
4.2 数字式控制器
数字式调节器类型: 可编程调节器(单回路调节器) 混合比率调节器 特点:
侧面板:
有设置和指示各种参数的键盘、显示器
软件部分
数字式控制器的软件分为系统程序和用户程序两大部分 系统程序: 系统程序是调节器软件的主体部分 通常由监控程序和功能模块两部分组成。
实现了模拟仪表与计算机一体化 将CPU引入控制器,使其功能得 到来很大的增强,提高了性能价格比。同时考虑到人们长期以来的习 惯,数字控制器在外形结构、面板布置、操作方式等方面保留了模拟
多回路调节器
调节器的特征。
运算控制功能强 数字控制器具有比模拟调节器更丰富的运算控制
功能,一台数字控制器既可实现简单PID控制,也可以实现串级控制、 前馈控制、变增益控制和史密斯补偿控制;既可以进行连续控制, 也可以进行采样控制、选择控制和批量控制。此外,数字控制器还 可对输入信号进行处理,如线性化、数据滤波、标度变换、逻辑运 算等。 通过软件实现所需功能 数字控制器的运算控制功能是通过软件实 现的。在可编程调节器中,软件系统提供了各种功能模块。用户选 择所需的功能模块,通过编程将它们连接在一起,构成用户程序 (即组态),便可实现所需的运算与控制功能。
“自 动”“软手动”切换是双向无平衡无扰动 “硬手动”“软手动”切换是无平衡无扰动 “硬手动”“自 动”切换是无平衡无扰动 “软手动”“硬手动”切换是预平衡无扰动 “自 动”“硬手动”切换是预平衡无扰动
手自动切 换
无平衡、无扰动
DDZ-Ⅲ型调节器组成框图
增加 快速 软手动输出电流 四种工作状态:①自动 ②软手动:输出电流与手动输入电压信号成积分关系。 ③硬手动:输出电流与手动输入电压信号成比例关系。(使输出迅速 改变到需要的数值) ④保持:调节器的输出处于保持前一时刻状态。 减小
4
5
6
无扰动切换: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
投入运行:先手动操作→系统稳定后切换到自动运 行。
7
6
系统不正常或自动部分失灵:切换到手动操作。
⑥Kp/Ti/Td的设置
DDZ-III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
有两个基型品种:全刻度指示控制器和偏差指示控制器。
DDZ-II型仪 DDZ一III型仪表 表 (包括调节器) (包括调节器) 电 源 220VAC 24VDC集中供电 本安型防爆 (安全火花型)
III型仪表优点
· 可用24VDC蓄电池作备用电源 · 仪表内部没有变压器,不发热,为实现更好的防爆措施提供条件。 故障状态:电流小于35mA,电压小于35VDC,可带电维修。
件方面,具有多种故障的自诊断功能,能及时发现故障并采取保护措
施。
数字式调节器的硬件电路构成框图
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多路模拟开关:将多个模拟量输入信号逐个接到采样保持器。 采样保持器:暂存模拟输入信号,并将该值保持一段时间。 A/D分类:逐位比较型(转换速度快104次/S、抗干扰能力差)、双 积分型、V/F转换型(转换速度慢100次/S、抗干扰能力强) 开关量输入通道和开关量输出通道采用光电耦合器件进行隔离传输。
HMI (Human Machine Interface)
正面板:
测量值(PV)和给定值(SP)显示器 输出电流显示器 运行状态(A/C/M)切换按钮 给定值增/减按钮和手动操作按钮等 状态显示灯 后备手操器:当控制器发生故障时,可以用 后备手操器改变输出电流,进行遥控操作。
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自动/串级/手动
指的是内给定 还是外给定?
功能: ①偏差显示 ②输出显示(也称作阀位表) ③提供内给定信号及内、外给定的选择:给定信号可 以由调节器内部产生,也可以由其
④正、反作用的选择(通过正、反作用开关来选择)
⑤手动操作与手/自动双向切换(要求:无扰动切 换) 手动操作可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变 调节器的输出