第四章過程控制儀表

1、第四章過程控制儀表本章提要1. 過程控制儀表概述2. DDZ-川型調(diào)節(jié)器3. 執(zhí)行器4. 可編程控制器授課內(nèi)容第一節(jié)概述過程控制儀表-是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化的重要工具，它被廣泛地應(yīng) 用于石油、化工等各工業(yè)部門。在自動控制系統(tǒng)中，過程檢測儀表將被控 變量轉(zhuǎn)換成電信號或氣壓信號后，除了送至顯示儀表進行指示和記錄外， 還需送到控制儀表進行自動控制，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，使被控變 量達到預(yù)期的要求。? 過程控制儀表包括調(diào)節(jié)器（也叫控制器）、執(zhí)行器、操作器，以及可編程調(diào)節(jié)器 等各種新型控制儀表及裝置。? 過程控制儀表的分類：按能源形式分類：液動控制儀表、氣動控制儀表和電動控制儀表。按結(jié)構(gòu)形式分類：

2、基地式控制儀表、單元組合式控制儀表、組件組裝式控 制儀表、集散控制裝置等?；厥娇刂苾x表以指示、記錄儀表為主體，附加某些控制機構(gòu)而組成。 基地式控制儀表特點：一般結(jié)構(gòu)比較簡單、價格便宜.它不僅能對某些工藝變 量進行指示或記錄，而已還具有控制功能，因此它比較適用于單變量的就地控 制系統(tǒng)。目前常使用的XCT系列動圈式控制儀表和 TA系列簡易式調(diào)節(jié)器即屬此類儀 表。單元組合式控制儀表將整套儀表劃分成能獨立實現(xiàn)一定功能的若干單 元，各單元之間采用統(tǒng)一信號進行聯(lián)系。使用時可根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，對各 單元進行選擇和組合，從而構(gòu)成多種多樣的、復(fù)雜程度各異的自動檢測和控制 系統(tǒng)。特點：使用靈活，通用性強，同時

3、，使用、維護更作也很方便。它適用 于各種企業(yè)的自動控制。廣泛使用的單元組合式控制儀表有電動單元組合儀表（DDZ型）和氣動單元組合儀表（QD2型）。組件組裝式控制儀表是一種功能分離、結(jié)構(gòu)組件化的成套儀表（或裝置）。 它以模擬器件為主，兼用模擬技術(shù)和數(shù)字技術(shù)。整套儀表（或裝置）在結(jié)構(gòu)上由控制柜和操作臺組成，控制柜內(nèi)安裝的是具有各種功能的組件板，采用高密度 安裝，結(jié)構(gòu)緊湊。這種控制儀表 （或裝置）特別適用于要求組成各種復(fù)雜控制和 集中顯示操作的大、中型企業(yè)的自動控制系統(tǒng)。其中國產(chǎn)的TF型、MZ-川型以及SPEC200等組裝儀表即屬此類控制儀表。 按信號形式分類：模擬控制儀表和數(shù)字控制儀表兩大類。其中

4、DDZ型儀表和QDZ型儀表都屬于模擬控制儀表；SLPC可編程調(diào)節(jié)器、KMM可編程調(diào)節(jié) 器、PMK可編程調(diào)節(jié)器等都屬于數(shù)字控制儀表。? 過程控制儀表的發(fā)展：過程控制儀表的主體是氣動控制儀表和電動控制儀表，它們的發(fā)生和發(fā)展分別 經(jīng)歷了基地式、單元組合式（I型、n型、川型）、組裝式及數(shù)字智能式等幾個階段。 ? 過程控制儀表的信號制與傳輸方式：為方便有效地把自動化系統(tǒng)中各類現(xiàn)場儀表與控制室內(nèi)的儀表和裝置連接起 來，構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)，儀表之間應(yīng)有統(tǒng)一的標準信號進行聯(lián)絡(luò)和合適的傳 輸。? 調(diào)節(jié)器（控制器）分類：按能源形式可分電動、氣動等按信號類型可以分為模擬式和數(shù)字式兩大類按結(jié)構(gòu)形式可分為基地式、單

5、元組合式、組裝式以及集散控制系統(tǒng)。第二節(jié) DDZ-皿型調(diào)節(jié)器（模擬式控制器）1.有關(guān)dzz-m型電動單元調(diào)節(jié)器的概述? 控制器（調(diào)節(jié)器）-是控制系統(tǒng)的核心，它在閉環(huán)控制系統(tǒng)中根據(jù)設(shè)定目標 和檢測信息作出比較、判斷和決策命令，控制執(zhí)行器的動作?？刂破魇褂檬欠?得當，直接影響控制質(zhì)量。? 控制器特性-是指控制器的輸出與輸入之間的關(guān)系。分析控制器的特性，也 就是分析控制器的輸出信號 u（t）隨輸入情號e（t）變化的規(guī)律，即控制器的控制規(guī) 律。? 控制器的基本控制規(guī)律有比例、積分和微分等幾種。工業(yè)上所用的控制規(guī)律是 這些基本規(guī)律之間的不同組合。?DDZ m型電動單元調(diào)節(jié)器-是模擬式控制器個較為常見的一

6、種，它以來自變送器或轉(zhuǎn)換器的15V直流測量信號作為輸入信號， 與15V直流設(shè)定值早 相比較得到偏差信號， 然后對此信號進行 PID運算后，輸出I5V或420mA 直流控制信號，以實現(xiàn)對工藝變量的控制。? m型調(diào)節(jié)器的特點：采用高增益、高阻抗線性集成電路組件，提高了儀表精度、穩(wěn)定性相可靠 性，降低了功耗。采用集成電路擴展了功能，在基型調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上可增加各種功能。如非 線性調(diào)節(jié)器可以解決嚴重非線性過程的自動控制問題，前饋調(diào)節(jié)器可以解 決大擾動及大滯后過程的控制， 還可以根據(jù)需要在調(diào)節(jié)器上附加一些單元， 女口偏差報警、輸出雙向限幅及其他功能的電路。整套儀表可以構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng).而且增加了安全

7、單元一一安全柵，實現(xiàn)控制室與危險場所之間的能量限制和隔離。有軟、硬兩種手動操作方式，軟手動與自動之間相互切換具有雙向無平衡 無憂動特性，提高了調(diào)節(jié)器的操作性能。這是因為在自動與軟手動之間有 保持狀態(tài)，此時調(diào)節(jié)器輸出可長期保持不變，所以即使有偏差存在，也能 實現(xiàn)無擾動切換。所謂無擾動切換，是指調(diào)節(jié)器在不同操作方式切換瞬間 保持輸出值不變，這樣調(diào)節(jié)閥的開度也將保持不變，不會內(nèi)于調(diào)節(jié)器不同 操作方式的切換引起被控變量發(fā)生變化，即不會產(chǎn)生干擾。采用國際標準信號制， 現(xiàn)場傳輸信號為420mA直流電流，控制室聯(lián)絡(luò)信號為15V直流電壓，信號電流和電壓的轉(zhuǎn)換電阻為 250 Qo m型調(diào)節(jié)器中的基型調(diào)節(jié)器類型：全刻度指示調(diào)節(jié)器、偏差指示調(diào)節(jié)器 基型全刻度指示調(diào)節(jié)器的原理方框圖：帝制單元戟手撞基型全刻度指示調(diào)節(jié)器的原理線路圖:調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)組成：控制單元、指示單元控制單元：輸入電路（偏差差動和電平移動電路）、PID運算電路（由PD與 PI運算電路串聯(lián)）、輸出電路（電壓、電流轉(zhuǎn)換電路）以及硬、軟手操電路； 指示單元：測量信號指示電路、設(shè)定信號指示電路、內(nèi)設(shè)定電路。調(diào)節(jié)器的信號：輸入信號、內(nèi)