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第三节 模拟式控制器 控制器的作用是将被控变量测量值与给定值进行比较，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。 在模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信号。目前应用的模拟式控制器主要是电动控制器。 一、基本构成原理及部件 气动控制器与电动控制器，尽管它们的构成元件与工作方式有很大的差别，但基本上：都是由三大部分组成，见图5—16。 1．比较环节 比较环节的作用是将给定信号与测量信号进行比较，产个—个与它们的偏差成比例的偏差信号。 2．放大器 放大器实质上是一个稳态增益很大的比例环节。电动控制器中采用高增益的运算放大器。 3．反馈环节 反馈环节的作用是通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律的。在电动控制器中，输出的电信号通过由电阻和电容构成的无源网络反馈到输入端。 二、DDZ—III型电动控制器 1 DDZ—III型仪表的特点 (1)采用国际电工委员会(12c)推荐的统一标准信号．现场传输出信号为4—20mA DC，控制室联络信号为1—5vDC，信号电流与电压的转换电阻为250欧姆，这种信号制的优点如下。 ①电气零点不是从零开始，且不与机械零点重台，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。 ②只要改变转换电阻阻值，控制室仪表便可接收其他1：5的电流信号；。 ③因为最小信号电流不为零．为现场变送器实现两线制创造了条件。现场变送器与控制室仪表仅用两根导线联系(图5—37)，既节省了电线线和安装费用，还有利于安全防爆。 (2)广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少，为仪表带来了如下优点。 ①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。 ⑦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。 ②出于采用了集成电路，焊点少，强度高，大大提高了仪表的可靠性。 (3)III型仪表统一由电源箱供给24v Dc电源，并有蓄电池作为备用电源，优点如下。 ① 各单元省掉了电源变压器，没有上频电源进入单元仪表，既解决了仪表发热问题、又为仪表的防爆提供有利条件。 ⑦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，继续进行监视控制作用，有利于安全停车。 (5)整套仪表可构成安全火花型防爆系统。III型仪表存设计上是按国家防爆规程进行的．在工艺上对容易脱落的瓦件部件都进行了胶封，而且增加了安全单元——安全栅，使电动仪表在石油化工企业中济用的安全可靠性有了显著提高。 2．DDZ—III型电动控制器的组成与操作 III型控制器主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、自动与手动(包括硬手动和软手动两种)切换电路、输出电路及指示电路等组成，其方框图如图5—29所示。 * * 第五章 自动控制仪表 第一节 概述 第二节 基本控制规律及其对系统过渡过 程的影响 ◆控制仪表常称为控制器，是自动控制控制系统中的核心组成部分。 第一节 概述 ——将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对于被控变量的自动控制。 1. 自动控制仪表（控制器）的作用： 2. 自动控制仪表（控制器）的分类： 基地式控制仪表 单元组合式仪表中的控制单元 以微处理器为基元的控制装置 第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响 控制器的控制规律 ——就是指 与 之间的函数关系，即 被控变量 对象 干扰作用 控制阀 操纵变量 控制器 控制器输出 偏差 给定值 测量元件变送器 测量值 - ◆在研究控制器的控制规律时，经常是假定控制器的输入信号 e 是一个阶跃信号，然后来研究控制器的输出信号 p 随时间的变化规律。 （5）P、I、D的组合形式。如比例积分控制（PI）、比例微分控制（PD）和比例积分微分控制（PID）。 控制器的基本控制规律有： （1）位式控制（其中以双位控制比较常用） （2）比例控制（P） （3）积分控制（I） （4）微分控制（D） 一、双位控制 ——当测量值大于给定值时，控制器的输出为最大(或最小)，而当测量值小于给定值时，则输出为最小(或最大)，即控制器只有两个输出值，相应的控制机构只有开和关两个极限位置，因此又称开关控制。 双位控制的动作规律 理想的双位控制器特性如图5-1所示。 图5-1 理想双位控制特性 理想的双位控制器其输出 与输入偏差 之间的关系为： 例 J V H0