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1、任务二： 认识DDZ-III型调节器,一、控制器使用的基本控制规律有哪些？ 双位控制、比例控制（P）、积分控制（I）、微分控制（D）及它们的组合形式，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）。,检测仪表：将被控变量转化成测量信号，送入显示仪表，进行指示和记录，还需送入控制仪表。 控制仪表：实现生产过程自动化的重要技术工具。使用各种控制规律对整个系统进行自动控制，指挥（协调）其他各个环节的动作，控制生产过程的正常进行，使控制变量达到预期要求。,二、控制仪表（调节器）在自动控制系统中起什 么作用？,1.位式控制 2.比例控制 3.积分控制 4.微分控制,1,基本控制
2、规律,三、控制仪表经历三个发展阶段,（一）基地式控制仪表：以指示、记录仪表为主体。,（二）单元组合式仪表中的控制单元：各单元不同组合，构成复杂程度各异的自动检测和控制系统。,（三）以微处理器为基元的控制装置,四、控制仪表的分类： 一、按信号形式分：模拟式控制仪表，数字式控制仪表,1.模拟式控制仪表（使用模拟信号进行工作） （1）按能源形式分类：气动式、电动式、液动式。 （2）按结构原理分类： 基地式：基地式仪表是将传感器、控制器、显示器、记录仪及其辅助装置组装在一个壳体内，形成能独立测量、显示、控制和记录的仪表。它具有结构简单、可靠、经济性好等优点。但其通用性差，控制范围窄，在使用中受到很大的
3、限制。,单元组合式：根据控制系统中各个控制环节的不同功能和使用要求，将整个仪表划分成能独立实现某种功能的若干单元，各单元之间用统一信号联系。各单元不同组合，构成复杂程度各异的自动检测和控制系统。 组装式：它是在单元组合式仪表的基础上发展起来的成套仪表装置，它的基本组件是一块块具有不同功能的功能模件。所谓功能模件是指各种线路构成的标准电路板，每种电路板具有一种或数种功能，并有同一规格尺寸、输入输出端子、电源和信号制式。这种仪表又称功能模件式仪表或插入式仪表。,2.数字式仪表：（使用数字信号进行工作）,外部传输信号有数字量和模拟量。内部处理信号都是数字信号。特点：以微处理器为核心；控制功能、运算功
4、能由软件完成，编程技术模块化、表格化，具有通讯功能和自诊断功能。 例如：KMM可编程调节器、SLPC可编程调节器、PMK可编程调节器皆属此类。,五、 控制仪表（调节器）的特点,1.作用：对检测仪表的测量信号进行控制，以便控制生产过程的自动地正常进行，使被控变量达到预期的要求。,2.发展趋势： 与计算机技术相结合，数字化、集成化、模块化、表格化、通信功能和自诊断功能，方便控制大规模连续自动化生产。,六、模拟式控制器,（一）基本构成原理及部件,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。,控制器基本构成,1.比较环节,将给定信号与测量信号进行比较，产
5、生一个与它们的偏差成比例的偏差信号。,是一个稳态增益很大的比例环节。,3.反馈环节,作用,通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律。,2.放大器,作用,（二）单元组合式控制仪表的发展阶段,DDZ-型：电子管组成 DDZ-型：晶体管组成 DDZ-型：集成电路组成,DDZ是“电动单元组合”的汉语拼音首字母。 D-电动（Diandong） 第二个 D-单元（Danyuan） Z-组合（Zuhe）,1.DDZ型电动调节器,采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一标准信号。 输出信号为4-20mA DC,控制室联络信号为1-5V DC,信号 电压和电流间转换电阻为250欧。,广泛采用集成电路，可靠性
6、提高，维修工作量减少。,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。,整套仪表可构成安全火花型防爆系统。 自动和手动的切换以双向无扰动的方式进行的。,（1） DDZ-型仪表的特点,2.DDZ-型控制仪表的工作原理,（1）原理：DDZ-III型调节器将来自变送器的1-5VDC信号与给定信号比较所产生的偏差进行PID运算，并输出4-20mADC的标准信号，去控制执行机构的动作，以实现对工艺参数的自动控制。 （2）DDZ-III型调节器有两种基型品种： 全刻度指示调节器和偏差指示调节器，结构和基本线路基本相同。可设附加单元，扩大调节器的功能。,图1：DDZ-型控制器结构方框图,主
7、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。,3.DDZ-型电动控制仪表的组成与操作,DDZ-型调节器,13,DDZ- 型调节器正面图,1自动-软手动-硬手动切换开关；2双针垂直指示器；3内外给定设定轮；4输出指示器；5硬手动操作杆；6软手动操作键；7外给定指示灯；8阀位指示器；9输出记录指示；10位号牌；11输入检测插孔；12手动输出插孔,TN,17,动圈式显示调节仪表,模拟电动仪表,盘面,背面,模拟电动仪表,双针指示表： Vi测量值 Vs设定值 A：自动 M：软手动 H：硬手动 H:硬手动操作杆 Io输出记录指示 M软手动
8、操作扳键,型控制器内外特性,1.正面板 2.侧面板 3.背后接线端子,Vi： 测量值；Vs：设定值；Is给定电流信号；Io输出电流信号。,型控制器的外特性,Vi： 测量值；Vs：设定值；Is给定电流信号；Io输出电流信号。,DDZ-型调节器的接线图,四种工作状态:自动,软手动,硬手动,保持。 自动：对来自变送器的1-5V直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID运算，并输出4-20mADC的控制信号去控制执行器。 软手动操作：控制器的输出电流和手动操作电压成积分关系。 硬手动操作：控制器的输出电流和手动操作电压成比例关系。 保持：控制器的输出保持切换前瞬间的数值。,无扰动切换：电路切换前
9、一瞬间的输出值与电路切换后一瞬间的输出值相同，电路状态切换是无扰的。（控制器输出不突变）,无平衡切换：自动和手动相互切换时，无需事先平衡，可以随时切换至所要求的位置。,控制器的工作状态切换,DDZ-调节器的切换特性,4.DDZ-型调节器性能指标：,（1）测量信号：1-5VDC; （2）微分时间：0.04-10min; （3）内给定信号：1-5VDC; （4）输入阻抗的影响：小于或等于满刻度的0.1； （5）外给定信号4-20mA DC； （6）负载阻抗：250-750； （7）输出信号4-20mA DC； （8）输出保持特性：-0.1%/h； （9）比例度：2%-500%； （10）测量和给定
10、信号的指示精度1%； （11）积分时间0.01-25min； （12）调节度：小于0.5%,七、 DDZ-型电动调节器的校验、使用和维护,（一）DDZ-型电动调节器的校验 给定双针指示表的校验、手动操作特性和输出指示表的校验、PID特性校验、自动/软手动/硬手动操作切换特性校验和闭环跟踪特性校验。,（二） DDZ-型电动调节器的使用方法,14,（三）基型调节器的使用：,1.通电准备：检测电源端子接线极性是否正确。 2.用手动方式启动：用内给定轮调整给定信号；用软手动操作键（或硬手动操作键）调整调节器的输出信号，使输出信号尽可能靠近给定信号。 3.手动-自动切换：用手动操作使输入信号接近给定信号
11、，待工艺过程稳定后把“自动/手动”开关拨到自动位置。 4.自动控制：把调节器切换到自动状态后，需整定PID参数。 5.自动手动切换： 由自动切换到软手操，可以直接切换。 由自动切换到硬手操，必须预先调整硬手操使之与自动输出相重合，然后切换到硬手操。 6.内给定与外给定的切换：为了进行无扰动切换，先将“自动/手动”开关切换到软手操位置，然后由外（内）给定切换到内（外）给定，并调整内（外）给定值，再把自动/手动开关拨到自动位置。,（四）调节器的维护：,1.输入信号的检查：可用便携式手动操作器或其他指针计进行检查。当用便携式手动操作器检查时，把它的输入插头插入调节器外壳下部的输入检测插孔，此时，便携
12、式手动操作器的输入指针上指示输入信号的大小。 2.用便携式手动操作器替换调节器： （1）手操面板开关置于“调整”位置，使手操输出信号与调节器输出信号相等。 （2）手操面板开关置于“控制”位置，把便携手操输入插头和手操插头分别插入调节器输入检测插孔和输出手动操作器插孔，此时，便携手操输入指示和输出指示分别指示测量信号和手动操作信号。 （3）拉出调节器，拔去调节器尾部连接插头，移走调节器，把连接插头插在便携手动操作器的插座上，便携手动操作器由24V电源供电。 （4）把便携手动操作器推入调节器的壳体内。,3.用调节器替换便携手动操作器： 把便携手动操作器拉出，拔去连接插头，把连接插头插到调节器的插座
13、上。用软手操作键使调节器的输出信号等于便携式手操的输出信号，并且拔去便携式手操的输入插头和手动操作插头。然后把调节器的“自动/手动”开关拨到自动位置，调节器就自动运行。,4. DDZ-型电动调节器的故障检查 总体原则：分析判断-找出故障部件-更换损坏元件-恢复仪表功能。 a. 停电检查:通过目测看是否有远见损坏、虚焊等现象，是否有断线和元件烧焦等异常； b. 通电检查:通过“眼看”、“手摸”、“鼻闻”、“表测”迅速找出故障部件及损坏的元件。,15,5.调节器的故障检查：,（1）检查电源电压是否为24V （2）检查控制单元和指示单元电平是否为10V. （3）把检测/定标开关置于“定标”位置，检查
14、两指针是否指在50%，如不是，排除指示电路故障。 （4）当输入信号和给定信号相等时，检查输入电路的输出是否接近0V且可调，改变输入或给定信号，输出是否为给定偏差的2 倍左右，且输出幅度是否达到8V。,（5）当输入信号和给定信号相等时，检查比例微分电路的输出是否在0.1V或0V左右。 （6）扳软手动作操作键和硬手动作操作键，检查积分电路的输出是否在1-5V范围内升降。 检查输出电路能否把1-5V输入信号转换成4-20mA. （7）检查所有集成运算放大器两输入端电压差是否在几毫伏范围内。,调节器与控制器： 应该是同样的东西，在不同的应用场合表述不同。 前者多用于单台的单回路或多回路调节器，DDZ-III型控制仪表，如Honeywell的UDC-3000控制器，等等。 后者多用于控制系统，如PLC、DCS控制系统等。,八、课后作业,1、画出化工自动化系统示意图。 2、控制仪表按信号源可以分为哪两类？ 3、DDZ-型电动控制仪表的组成？,
