第3章过程控制仪表(上)本章要点3.1过程控制仪表概述（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。（5）手动切换操作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。（6）其它功能如抗积分饱和、输出限幅、输入越限报警、偏差报警、软手动抗漂移、停电对策等，所有这些附加功能都是为了进一步提高调节器的控制性能2执行器的作用3.2DDZ-Ⅲ型模拟式调节器1比例调节规律浮球为水位传感器，杠杆为控制器，活塞阀为执行器。如果某时刻Q2加大，造成水位下降，则浮球带动活塞提高，使Q1加大才能阻止水位下降。比例控制过程比例控制的特点控制及时、适当。只要有偏差，输出立刻成比例地变化，偏差越大，输出的控制作用越强。在实际的比例控制器中，习惯上使用比例度δ来表示比例控制作用的强弱。所谓比例度就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。如果控制器输入、输出量程相等，则:比例带δ的物理意义：例某比例控制器，温度控制范围为400～800℃，输出信号范围是4～20mA。当指示指针从600℃变到700℃时，控制器相应的输出从8mA变为16mA。求设定的比例度。2比例积分控制（PI）当要求控制结果无余差时，就需要在比例控制的基础上，加积分控制作用。（1）积分控制（I）输出变化量u(t)与输入偏差e的积分成正比积分作用具有保持功能，故积分控制可以消除余差。积分输出信号随着时间逐渐增强，控制动作缓慢，故积分作用不单独使用。若将比例与积分组合起来，既能控制及时，又能消除余差。（2）比例积分控制（PI）3比例微分控制（PD）对于惯性较大的对象，常常希望能加快控制速度，此时可增加微分作用。微分作用能超前控制。在偏差出现或变化的瞬间，微分立即产生强烈的调节作用，使偏差尽快地消除于萌芽状态之中。（2）比例微分控制（PD）理想的比例微分控制将比例、积分、微分三种控制规律结合在一起，只要三项作用的强度配合适当，既能快速调节，又能消除余差，可得到满意的控制效果。PID控制作用中，比例作用是基础控制；微分作用是用于加快系统控制速度；积分作用是用于消除静差。1DDZ-Ⅲ型仪表的特点及外形特点：测量信号：1～5V.DC；外给定信号：4～20mA.DC；内给定信号：1～5V.DC；测量与给定信号的指示精度：±1％；输入阻抗影响：≤满刻度的0.1％；输出保持特性：－0.1％（每小时）；输出信号：4～20mA.DC；调节精度：±0.5％；负载电阻：250～750Ω。1-双针垂直指示器2-外给定指示灯3-内给定设定轮4-自动—软手动—硬手动切换开关5-硬手动操作杆6-输出指示器7-软手动操作板键DDZ-Ⅲ基型调节器由控制单元和指示单元组成。控制单元包括输入电路、PD与PI电路、输出电路、软手动与硬手动操作电路；指示单元包括输入信号指示电路和给定信号指示电路。全刻度指示调节器的线路实例输入电路的主要作用一是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；二是将偏差信号进行电平移动。求偏差e：V01=k(Vs－Vi)因测量信号Vi和给定信号Vs分别通过双臂电阻差模输入到运放A1的同相和反相输入端。采用差动输入电路，输入阻抗很高，不从信号Vi、VS取用电流，使测量信号不受衰减，2、PD电路分析PD电路以A2为核心组成。微分作用可选择用与不用。开关S8打向“断”时，构成P电路；开关S8打向“通”时，构成PD电路。PD传递函数式中：n=KD阶跃响应当S8置于“断”时，微分被切除，A2只作比例运算。有3、PI电路分析它接收以10V为基准的PD电路的输出信号V02，进行PI运算后，输出以10V为基准的1~5V电压V03，送至输出电路。该电路由A3、R1、C1、CM等组成。S3为积分档切换开关，S1、S2为自动、软手动、硬手动联动切换开关，该电路除了实现PI运算外，手动操作信号也从该级输入。A3的输出接电阻和二极管，然后通过射极跟随器输出。PI传递函数S1置于“自动”位置、S3分别置于“×1”、“×10”档时的简化电路：S3打向×10档时：m=10S3打向×1档时：m=1PID运算电路由PI和PD两个运算电路串联而成，由于输入电路中已采取电平移动措施，故这里各信号电压都是以VB=10V为基准起算的。4输出电路取：R3=R4=10KΩ，R