單元二(任務(wù)二)DDZ-Ⅲ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器的組成與使用

任務(wù)二：

認(rèn)識(shí)DDZ-III型調(diào)節(jié)器

一、控制器使用的基本控制規(guī)律有哪些？雙位控制、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）及它們的組合形式，如比例積分控制（PI）、比例微分控制（PD）和比例積分微分控制（PID）。

檢測(cè)儀表：將被控變量轉(zhuǎn)化成測(cè)量信號(hào)，送入顯示儀表，進(jìn)行指示和記錄，還需送入控制儀表。

控制儀表：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的重要技術(shù)工具。使用各種控制規(guī)律對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，指揮（協(xié)調(diào)）其他各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)作，控制生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行，使控制變量達(dá)到預(yù)期要求。

二、控制儀表（調(diào)節(jié)器）在自動(dòng)控制系統(tǒng)中起什么作用？

1.位式控制2.比例控制3.積分控制4.微分控制1基本控制規(guī)律三、控制儀表經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段（一）基地式控制儀表：以指示、記錄儀表為主體。（二）單元組合式儀表中的控制單元：各單元不同組合，構(gòu)成復(fù)雜程度各異的自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)。（三）以微處理器為基元的控制裝置四、控制儀表的分類：一、按信號(hào)形式分：模擬式控制儀表，數(shù)字式控制儀表1.模擬式控制儀表（使用模擬信號(hào)進(jìn)行工作）（1）按能源形式分類：氣動(dòng)式、電動(dòng)式、液動(dòng)式。（2）按結(jié)構(gòu)原理分類：

①基地式：基地式儀表是將傳感器、控制器、顯示器、記錄儀及其輔助裝置組裝在一個(gè)殼體內(nèi)，形成能獨(dú)立測(cè)量、顯示、控制和記錄的儀表。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。但其通用性差，控制范圍窄，在使用中受到很大的限制。

②單元組合式：根據(jù)控制系統(tǒng)中各個(gè)控制環(huán)節(jié)的不同功能和使用要求，將整個(gè)儀表劃分成能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)某種功能的若干單元，各單元之間用統(tǒng)一信號(hào)聯(lián)系。各單元不同組合，構(gòu)成復(fù)雜程度各異的自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)。

③組裝式：它是在單元組合式儀表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的成套儀表裝置，它的基本組件是一塊塊具有不同功能的功能模件。所謂功能模件是指各種線路構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)電路板，每種電路板具有一種或數(shù)種功能，并有同一規(guī)格尺寸、輸入輸出端子、電源和信號(hào)制式。這種儀表又稱功能模件式儀表或插入式儀表。2.數(shù)字式儀表：（使用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行工作）

外部傳輸信號(hào)有數(shù)字量和模擬量。內(nèi)部處理信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)。特點(diǎn)：以微處理器為核心；控制功能、運(yùn)算功能由軟件完成，編程技術(shù)模塊化、表格化，具有通訊功能和自診斷功能。

例如：KMM可編程調(diào)節(jié)器、SLPC可編程調(diào)節(jié)器、PMK可編程調(diào)節(jié)器皆屬此類。五、

控制儀表（調(diào)節(jié)器）的特點(diǎn)1.作用：對(duì)檢測(cè)儀表的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行控制，以便控制生產(chǎn)過程的自動(dòng)地正常進(jìn)行，使被控變量達(dá)到預(yù)期的要求。2.發(fā)展趨勢(shì)：與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，數(shù)字化、集成化、模塊化、表格化、通信功能和自診斷功能，方便控制大規(guī)模連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。六、模擬式控制器（一）基本構(gòu)成原理及部件

在模擬式控制器中，所傳送的信號(hào)形式為連續(xù)的模擬信號(hào)。目前應(yīng)用的模擬式控制器主要是電動(dòng)控制器。

控制器基本構(gòu)成1.比較環(huán)節(jié)將給定信號(hào)與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏差成比例的偏差信號(hào)。是一個(gè)穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。3.反饋環(huán)節(jié)作用通過正、負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律。2.放大器作用

（二）單元組合式控制儀表的發(fā)展階段DDZ-Ⅰ型：電子管組成DDZ-Ⅱ型：晶體管組成DDZ-Ⅲ型：集成電路組成DDZ是“電動(dòng)單元組合”的漢語拼音首字母。D---電動(dòng)（Diandong）第二個(gè)D---單元（Danyuan）Z----組合（Zuhe）1.DDZ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器①采用國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

輸出信號(hào)為4-20mADC,控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)為1-5VDC,信號(hào)電壓和電流間轉(zhuǎn)換電阻為250歐。②廣泛采用集成電路，可靠性提高，維修工作量減少。

③Ⅲ型儀表統(tǒng)一由電源箱供給24VDC電源，并有蓄電池作為備用電源。

④整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。⑤自動(dòng)和手動(dòng)的切換以雙向無擾動(dòng)的方式進(jìn)行的。

（1）

DDZ-Ⅲ型儀表的特點(diǎn)2.DDZ-Ⅲ型控制儀表的工作原理（1）原理：DDZ-III型調(diào)節(jié)器將來自變送器的1-5VDC信號(hào)與給定信號(hào)比較所產(chǎn)生的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，并輸出4-20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝參數(shù)的自動(dòng)控制。（2）DDZ-III型調(diào)節(jié)器有兩種基型品種：

全刻度指示調(diào)節(jié)器和偏差指示調(diào)節(jié)器，結(jié)構(gòu)和基本線路基本相同。可設(shè)附加單元，擴(kuò)大調(diào)節(jié)器的功能。圖1：DDZ-Ⅲ型控制器結(jié)構(gòu)方框圖

主要由輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（包括硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種）切換電路、輸出電路及指示電路等組成。3.DDZ-Ⅲ型電動(dòng)控制儀表的組成與操作DDZ-Ⅲ型調(diào)節(jié)器1-雙針垂直指示器2-外給定指示燈3-內(nèi)給定設(shè)定輪4-自動(dòng)—軟手動(dòng)—硬手動(dòng)切換開關(guān)5-硬手動(dòng)操作桿6-輸出指示器7-軟手動(dòng)操作扳鍵DDZ-Ⅲ型控制器的組成13

DDZ-Ⅲ型調(diào)節(jié)器正面圖1—自動(dòng)-軟手動(dòng)-硬手動(dòng)切換開關(guān)；2—雙針垂直指示器；3—內(nèi)外給定設(shè)定輪；4—輸出指示器；5—硬手動(dòng)操作桿；6—軟手動(dòng)操作鍵；7—外給定指示燈；8—閥位指示器；9—輸出記錄指示；10—位號(hào)牌；11—輸入檢測(cè)插孔；12—手動(dòng)輸出插孔TN17動(dòng)圈式顯示調(diào)節(jié)儀表TN18模擬電動(dòng)儀表盤面背面TN19模擬電動(dòng)儀表雙針指示表：Vi測(cè)量值Vs設(shè)定值A(chǔ)：自動(dòng)M：軟手動(dòng)H：硬手動(dòng)H:硬手動(dòng)操作桿Io輸出記錄指示M軟手動(dòng)操作扳鍵Ⅲ型控制器內(nèi)外特性1.正面板2.側(cè)面板3.背后接線端子Vi：

測(cè)量值；Vs：設(shè)定值；Is給定電流信號(hào)；Io輸出電流信號(hào)。Ⅲ型控制器的外特性Vi：

測(cè)量值；Vs：設(shè)定值；Is給定電流信號(hào)；Io輸出電流信號(hào)。DDZ-Ⅲ型調(diào)節(jié)器的接線圖DDZ一III型儀表（包括調(diào)節(jié)器）

III型儀表優(yōu)點(diǎn)

電

源

24VDC集中供電

·可用24VDC蓄電池作備用電源·儀表內(nèi)部沒有變壓器，不發(fā)熱，為實(shí)現(xiàn)更好的防爆措施提供條件。

防

爆

本安型防爆（安全火花型）

故障狀態(tài)：電流小于35mA，電壓小于35VDC，可帶電維修。

輸出信號(hào)

4~20mA①電氣零點(diǎn)從4mA開始，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，容易識(shí)別斷電、斷線等故障。②只要改變轉(zhuǎn)換電阻阻值，便可接收其他電流信號(hào)，例如將10～50mA等直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為l～5V信號(hào)。③因?yàn)樽钚≥斎胄盘?hào)不為零，為現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制創(chuàng)造了條件。變送器與調(diào)節(jié)器用兩線聯(lián)接，既節(jié)省電纜線和安裝費(fèi)用，還有利于安全防爆。

輸入信號(hào)

4~20mA1~5V元器件

集成電路（運(yùn)放電路……）

①由于集成運(yùn)放均為差分放大器，且輸人對(duì)稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。②由于集成運(yùn)放有高增益，因而開環(huán)放大倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到提高。③由于采用了集成電路，焊點(diǎn)少，強(qiáng)度高，大大提高了儀表的可靠性。

指示表頭

有雙針全刻度大表頭指示（0~100%）

分別指示測(cè)量值（紅針）、給定值（黑針）當(dāng)儀表置于“內(nèi)給定”：設(shè)定值由黑針指示。

手動(dòng)方式

硬手動(dòng)、軟手動(dòng)

硬手動(dòng)——輸出與撥盤數(shù)值直接對(duì)應(yīng)軟手動(dòng)——同時(shí)按下軟手動(dòng)操作板鍵6，調(diào)節(jié)器的輸出便隨時(shí)間按一定的速度增加或減小；若手離開操作極鍵則當(dāng)時(shí)的信號(hào)值就被保持通常都是用軟手動(dòng)操作板鍵進(jìn)行手動(dòng)操作，這樣控制比較平穩(wěn)精細(xì)，只有當(dāng)需要給出恒定不變的操作信號(hào)（例如，閥的開度要求長(zhǎng)時(shí)間不變）或者在緊急時(shí)要一下子就控制到安全開度等情況下，才使用硬手動(dòng)操作。

手自動(dòng)切換

無平衡、無擾動(dòng)

“自動(dòng)”“軟手動(dòng)”切換是雙向無平衡無擾動(dòng)“硬手動(dòng)”“軟手動(dòng)”切換是無平衡無擾動(dòng)“硬手動(dòng)”“自動(dòng)”切換是無平衡無擾動(dòng)“軟手動(dòng)”“硬手動(dòng)”切換是預(yù)平衡無擾動(dòng)“自

動(dòng)”“硬手動(dòng)”切換是預(yù)平衡無擾動(dòng)

其

它

·正反作用切換（操作點(diǎn)：調(diào)節(jié)器內(nèi)部）·PID參數(shù)設(shè)置（操作點(diǎn)：調(diào)節(jié)器內(nèi)部）·…………二者基本相同

四種工作狀態(tài):自動(dòng),軟手動(dòng),硬手動(dòng),保持。自動(dòng)：對(duì)來自變送器的1-5V直流電壓信號(hào)與給定值相比較所產(chǎn)生的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，并輸出4-20mADC的控制信號(hào)去控制執(zhí)行器。軟手動(dòng)操作：控制器的輸出電流和手動(dòng)操作電壓成積分關(guān)系。硬手動(dòng)操作：控制器的輸出電流和手動(dòng)操作電壓成比例關(guān)系。保持：控制器的輸出保持切換前瞬間的數(shù)值。無擾動(dòng)切換：電路切換前一瞬間的輸出值與電路切換后一瞬間的輸出值相同，電路狀態(tài)切換是無擾的。（控制器輸出不突變）無平衡切換：自動(dòng)和手動(dòng)相互切換時(shí)，無需事先平衡，可以隨時(shí)切換至所要求的位置。控制器的工作狀態(tài)切換DDZ-Ⅲ調(diào)節(jié)器的切換特性4.DDZ-Ш型調(diào)節(jié)器性能指標(biāo)：（1）測(cè)量信號(hào)：1-5VDC;（2）微分時(shí)間：0.04-10min;（3）內(nèi)給定信號(hào)：1-5VDC;（4）輸入阻抗的影響：小于或等于滿刻度的0.1﹪；（5）外給定信號(hào)4-20mADC；（6）負(fù)載阻抗：250-750Ω；（7）輸出信號(hào)4-20mADC；（8）輸出保持特性：-0.1%/h；（9）比例度：2%-500%；（10）測(cè)量和給定信號(hào)的指示精度±1%；（11）積分時(shí)間0.01-25min；（12）調(diào)節(jié)度：小于±0.5%七、DDZ-Ⅲ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器的校驗(yàn)、使用和維護(hù)（一）DDZ-Ⅲ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器的校驗(yàn)給定雙針指示表的校驗(yàn)、手動(dòng)操作特性和輸出指示表的校驗(yàn)、PID特性校驗(yàn)、自動(dòng)/軟手動(dòng)/硬手動(dòng)操作切換特性校驗(yàn)和閉環(huán)跟蹤特性校驗(yàn)。（二）DDZ-Ⅲ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器的使用方法14

（三）基型調(diào)節(jié)器的使用：1.通電準(zhǔn)備：檢測(cè)電源端子接線極性是否正確。2.用手動(dòng)方式啟動(dòng)：用內(nèi)給定輪調(diào)整給定信號(hào)；用軟手動(dòng)操作鍵（或硬手動(dòng)操作鍵）調(diào)整調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，使輸出信號(hào)盡可能靠近給定信號(hào)。3.手動(dòng)-自動(dòng)切換：用手動(dòng)操作使輸入信號(hào)接近給定信號(hào)，待工藝過程穩(wěn)定后把“自動(dòng)/手動(dòng)”開關(guān)撥到自動(dòng)位置。4.自動(dòng)控制：把調(diào)節(jié)器切換到自動(dòng)狀態(tài)后，需整定PID參數(shù)。5.自動(dòng)—手動(dòng)切換：由自動(dòng)切換到軟手操，可以直接切換。由自動(dòng)切換到硬手操，必須預(yù)先調(diào)整硬手操使之與自動(dòng)輸出相重合，然后切換到硬手操。6.內(nèi)給定與外給定的切換：為了進(jìn)行無擾動(dòng)切換，先將“自動(dòng)/手動(dòng)”開關(guān)切換到軟手操位置，然后由外（內(nèi)）給定切換到內(nèi)（外）給定，并調(diào)整內(nèi)（外）給定值，再把自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)撥到自動(dòng)位置。

（四）調(diào)節(jié)器的維護(hù)：

1.輸入信號(hào)的檢查：可用便攜式手動(dòng)操作器或其他指針計(jì)進(jìn)行檢查。當(dāng)用便攜式手動(dòng)操作器檢查時(shí)，把它的輸入插頭插入調(diào)節(jié)器外殼下部的輸入檢測(cè)插孔，此時(shí)，便攜式手動(dòng)操作器的輸入指針上指示輸入信號(hào)的大小。2.用便攜式手動(dòng)操作器替換調(diào)節(jié)器：（1）手操面板開關(guān)置于“調(diào)整”位置，使手操輸出信號(hào)與調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)相等。（2）手操面板開關(guān)置于“控制”位置，把便攜手操輸入插頭和手操插頭分別插入調(diào)節(jié)器輸入檢測(cè)插孔和輸出手動(dòng)操作器插孔，此時(shí)，便攜手操輸入指示和輸出指示分別指示測(cè)量信號(hào)和手動(dòng)操作信號(hào)。（3）拉出調(diào)節(jié)器，拔去調(diào)節(jié)器尾部連接插頭，移走調(diào)節(jié)器，把連接插頭插在便攜手動(dòng)操作器的插座上，便攜手動(dòng)操作器由24V電源供電。（4）把便攜手動(dòng)操作器推入調(diào)節(jié)器的殼體內(nèi)。3.用調(diào)節(jié)器替換便攜手動(dòng)操作器：

把便攜手動(dòng)操作器拉出，拔去連接插頭，把連接插頭插到調(diào)節(jié)器的插座上。用軟手操作鍵使調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)等于便攜式手操的輸出信號(hào)，并且拔去便攜式手操的輸入插頭和手動(dòng)操作插頭。然后把調(diào)節(jié)器的“自動(dòng)/手動(dòng)”開關(guān)撥到自動(dòng)位置，調(diào)節(jié)器就自動(dòng)運(yùn)行。4.DDZ-Ⅲ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器的故障檢查總體原則：分析判斷---找出故障部件---更換損壞元件---恢復(fù)儀表功能。

a.停電檢查:通過目測(cè)看是否有遠(yuǎn)見損壞、虛焊等現(xiàn)象，是否有斷線和元件燒焦等異常；

b.通電檢查:通過“眼看”、“手摸”、“鼻聞”、“表測(cè)”迅速找出故障部件及損壞的元件。