第九章控制器

第九章控制器

9.1 DDZ-Ⅲ型控制器 • 9.2 单回路数字式控制器

控制器是控制系统的核心。 控制器的作用：控制执行器，改变操纵变量，使被控变量符合生产要求。控制器在闭环控制系统中将检测变送环节传送过来的信息与被控变量的设定值比较后得到偏差，然后根据偏差按照一定的控制规律进行运算，最终输出控制信号作用于执行器上。

9.1 DDZ-Ⅲ型控制器 图9-1 DDZ-Ⅲ型基型控制器电路结构方框图

DDZ-Ⅲ型控制器的外部结构 图9-2 DTL-3100型控制器外形图

DDZ-Ⅲ型控制器侧面板结构 控制器的侧面板结构如图9-2（b）所示。其中 DDZ-Ⅲ型控制器表尾结构 DTL-3100控制器的表尾共有15个端子，各端子的意义如下：

图9-3 DTL-3100控制器端子

9.1.1模拟式控制器 9.1.1.1 模拟式控制器基本结构模拟式控制器所传送的信号形式为连续的模拟信号，其基本结构包括比较环节、反馈环节放大器。 • 比较环节将被控变量的测量值与设定值进行比较得到偏差。电动控制器是在输入电路中进行电压或电

流信号的比较。 • 反馈环节控制器的PID控制规律是通过反馈环节进行的。输出的电信号通过电阻和电容构成的无源网络反馈到输入端。 • 放大器放大器实质上是一个稳态增益很大的比例环节。在电动控制器中可采用高增益的集成运算放大器。

9.1.2 DDZ-Ⅲ型电动单元控制器 是模拟式控制器中较为常见的一种，它以来自变送器或转换器的1～5V直流测量信号作为输入信号，与1～5V直流设定信号相比较得到偏差信号，然后对此信号进行PID运算后，输出1～5V或4～20mA直流控制信号，以实现对工艺变量的控制。整套仪表可以构成安全火花型防爆系统，而且增加了安全栅，实现控制室与危险场所之间的能

量限制和隔离。 有软、硬两种手动操作方式，软手动与自动之间相互切换具有双向无平衡无扰动特性，提高了控制器的操作性能。这是因为在自动与软手动之间有保持状态，此时控制器输出可长期保持不变，所以即使有偏差存在，也能实现无扰动切换。采用国际标准信号制，现场传输信号为4～20mA直流电流，控制室联络信号为1～5V直流电压，信号电流和电压的转换电阻为250Ω。由于电

气零点不是从零开始，因此容易识别断电、断线等故障。信号传输采用电流传送-电压接受的并联方式，即进出控制室的传输信号为直流电流信号（4～20mA），将此电流信号转换成直流电压信号后，以并联形式传输给控制室各仪表。气零点不是从零开始，因此容易识别断电、断线等故障。信号传输采用电流传送-电压接受的并联方式，即进出控制室的传输信号为直流电流信号（4～20mA），将此电流信号转换成直流电压信号后，以并联形式传输给控制室各仪表。机型控制器（见下图所示）:

图9-4 机型控制器 控制器的工作状态有“自动”、“软手动”、“硬手动”及“保持”四种。

当控制器处于“自动”状态时，测量信号与设定信号通过输入电路进行比较，由比例微分电路、比例积分电路对其偏差进行PD和PI运算后，再经过电路转换为4～20mA直流电流，作为控制器的输出信号，去控制执行器。当控制器处于“自动”状态时，测量信号与设定信号通过输入电路进行比较，由比例微分电路、比例积分电路对其偏差进行PD和PI运算后，再经过电路转换为4～20mA直流电流，作为控制器的输出信号，去控制执行器。当控制器处于“保持”状态（即它的输出保持切换前瞬间的数值）时，若同时将控制器切换到“软手动”状态，输出可按快或慢两种速度线性地增加或减小，以对工艺过程进行手动控制。当控

制器处于“硬手动”状态时，控制器的输出与手操电压成比例，即输出值与硬手动操作杆的位置一一对应。制器处于“硬手动”状态时，控制器的输出与手操电压成比例，即输出值与硬手动操作杆的位置一一对应。控制器还设有“正”、“反”作用开关供选择，以满足控制系统的控制要求。控制器中将偏差e定义为测量值与设定值之差（e=y-r），若测量值大于设定值，称为正偏差；若测量值小于设定值，称为负偏差。当控制器置

于“正”作用时，控制器的输出随着正偏差的增加而增加；置于“反”作用时，控制器的输出随着正偏差的增加而减小。若是负偏差，其控制器在“正”、“反”作用下的输出刚好与正偏差的情况相反。于“正”作用时，控制器的输出随着正偏差的增加而增加；置于“反”作用时，控制器的输出随着正偏差的增加而减小。若是负偏差，其控制器在“正”、“反”作用下的输出刚好与正偏差的情况相反。 • 使用基型控制器时有几点应注意：正确设置内、外设定开关 “内”设定时，设定电压信号由控制器内部的设

定电路产生，操作者通过设定值拨盘确定设定信号大小。在定值控制系统中，控制器应置于“内”设定。定电路产生，操作者通过设定值拨盘确定设定信号大小。在定值控制系统中，控制器应置于“内”设定。 “外”设定时，由外部装置提供设定值信号。在随动控制系统中，控制器应置于“外”设定。如串级控制系统中的副控制器设定值由主控制器的输出值提供；比值控制中的从动量控制器设定值由主动量测量值提供。返回

9.2 单回路数字控制器简介 9.2.1 概述单回路数字控制器是以微处理机为核心，接收和输出都可以是4~20mA DC标准的、连续的电模拟量信号；内部处理信号为数字量，可由用户编制程序，可组成多种控制规律的一种数字式过程控制装置。结构原理:

图9-5 单回路数字控制器的基本组成

9.2.2PMK可编程调节器 PMK可编程调节器的特点 PMK可编程调节器的软件结构输入模块控制运算模块输出模块 PMK可编程调节器的硬件结构

图9-6 PMK可编程调节器外形结构图 返回

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