过程控制系统第三章过程控制仪表DDZ仪表应用举例：广泛应用于冶金、电站、建筑、石油、化工等工业部门，现以电动单元组合仪表构成的单回路反馈控制系统为例说明其应用。如图所示：控制系统由控制对象与电动单元组合仪表组成，对象的输出是被控量，如温度、压力、流量、液位等工艺参数，它经变送器转换成相应的电信号后，一方面送到显示单元指示或记录，另一方面送到调节单元，与给定单元送来的给定值进行比较，调节单元按其比较后的偏差，以一定的控制规律发出控制命令，控制执行单元动作，以开大或关小调节阀的开度，改变控制量，使被控量与给定值相等。目前使用的调节器以电动调节器占绝大多数，而执行器则以气动为主，它们之间需要用电／气转换器进行信号转换。此外，智能式电动执行器将逐渐取代常规的气动执行器而成为执行器新的发展方向。1．调节器的功能一般调节器除了对偏差信号进行各种控制运算外，还需具备如下功能：(1)偏差显示调节器的输入电路接收测量信号和给定信号，两者相减后的偏差信号由偏差显示仪表显示其大小和正负。(2)输出显示调节器输出信号的大小由输出显示仪表显示，习惯上显示仪表也称阀位表。阀位表不仅显示调节阀的开度，而且通过它还可以观察到控制系统受干扰影响后的调节过程。(3)内、外给定的选择当调节器用于定值控制时，给定信号常由调节器内部提供，称为内给定；而在随动控制系统中，调节器的给定信号往往来自调节器的外部，则称为外给定。内、外给定信号由内、外给定开关进行选择或由软件实现。(4)正、反作用的选择工程上，通常将调节器的输出随反馈输入的增大而增大时，称为正作用调节器；而将调节器的输出随反馈输入的增大而减小时，称为反作用调节器。为了构成一个负反馈控制系统，必须正确地确定调节器的正、反作用，否则整个控制系统将无法正常运行。调节器的正、反作用，可通过正、反作用开关进行选择或由软件实现。(5)手动切换操作调节器的手动操作功能是必不可少的。在控制系统投入运行时，往往先进行手动操作改变调节器的输出，待系统基本稳定后再切换到自动运行状态；当自动控制时的工况不正常或调节器失灵时，必须切换到手动状态以防止系统失控。通过调节器的手动／自动双向切换开关，可以对调节器进行手动／自动切换，而在切换过程中，又希望切换操作不会给控制系统带来扰动，即要求无扰动切换。3.安全栅3．2DDZ-Ⅲ型模拟式调节器写成传递函数形式，则为式中，第一项为比例(P)部分，第二项为积分(I)部分，第三项为微分(D)部分；Kc——调节器的比例增益；TI——积分时间(以s或min为单位)；TD——微分时间(也以s或min为单位)。通过改变这三个参数的大小，可以相应改变调节作用的大小及规律。1.比例调节2．比例积分调节当TD=0时，微分项不起作用，为比例积分调节。比例积分调节器的阶跃响应特性如图3-2所示。图3-2中，实线为理想比例积分调节器的阶跃响应特性，虚线表示实际比例积分调节器的阶跃响应特性；TI为一常数，它表示积分作用的强弱。TI越大，积分作用越弱；反之，积分作用越强。3.比例微分调节当TI∞时，积分项不起作用，为比例微分调节。在阶跃输入下，理想微分作用的输出如图3-3所示。在生产过程自动化的发展进程中，PID调节规律是应用时间最长、生命力最强的一种控制方式。在20世纪40年代前后，除在最简单的情况下采用开关式控制外，它是唯一被采用的控制方式。此后，随着控制理论和科学技术的发展，虽然出现了许多新的控制方式，然而截至目前为止，PID调节方式依然被广泛地采用。据有关资料统计，目前世界上90％以上的过程控制系统采用的依然是PID调节或基于PID调节的各种改进型控制方式。PID调节的主要优点体现在以下几个方面：3.2.2DDZ-III型PID基型调节器3.2.2.2全刻度指示调节器的构成原理调节器的测量输入信号与内给定输入信号均是以零伏为基准的l～5VDC信号，而外给定则是由4～20mADC通过250Ω精密电阻转换成以零伏为基准的1～5VDC信号，内、外给定由开关S6进行选择。调节器有自动、软手动和硬手动三种工作状态，并通过联动开关进行切换。一、输入电路Vo1=-2(vi-vs)(正作用）作用：（1）用来获得与输入信号vi和给定信号vs之差成比例的偏差信号。(输入电路的输出电压是偏差电压的两倍）（2）对偏差信号实现电平移动(将两个以零伏为基准的输入电压，转换成以电平VB(＝10v)为基准的偏差电压输出，从而实现了电平移动。)其电路图如图4-3所示。二、输出电路：实际上是一个具有电平移动的电压－电流转换器。当vo3=1~5v时，输出电流I0=4~20mA三、手动操作电路附加在比例积分电路中软手动操作电路：指调节器的输出电流与手动输入