第八講控制器第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一2過程分析儀器

（過程）工業(yè)分析儀表山西省離石市的早晨第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一3過程分析儀器

（過程）工業(yè)分析儀表斯德哥爾摩（瑞典）第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一4過程分析儀器

（過程）工業(yè)分析儀表呂梁聚富焦化廠第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一5過程分析儀器

（過程）工業(yè)分析儀表美國鋼鐵公司位于Clairton的焦化廠全景第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一6自動控制系統的方塊圖

注意：有向線段的方向代表信號的作用方向，而不是物料的流向。第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一7第五章自動控制儀表本章主要內容：1、常用的調節(jié)規(guī)律（控制算法）；2、模擬調節(jié)器；3、數字調節(jié)器。第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一8一.控制系統的基本概念回顧過程自動化的概念：過程自動化是化工、煉油、食品、輕工、電力等流程工業(yè)生產過程自動化的簡稱。在生產設備上，配上一些自動化裝置（儀表），代替操作人員的部分直接勞動，使生產在不同程度上自動地進行，并達到預定的目標，這種用自動化裝置來管理生產過程的辦法，稱為生產過程自動化。第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一91、自動控制系統的基本組成

(1)、被控對象：生產中要求控制的生產設備（或過程）；

(2)、測量元件或變送器：對被控參數進行測量的儀表；

(3)、控制器：把被控參數的測量值與給定值相減得出偏差，并按某種運算規(guī)律算出結果，同時將此結果送給調節(jié)閥；

(4)、調節(jié)閥：根據控制器送來的信號的大小，自動改變閥的開啟度，調節(jié)介質的流量，實現控制的目的。一.控制系統的基本概念回顧第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一103、自動控制系統的有關名詞術語

（1）被控對象（受控對象）；（2）被控變量（受控變量）：控制對象內要求以一定的精度保持恒定或隨某一參數（給定值）的變化而變化的變量；（3）給定值：要求被控參數所保持或遵循的數值（4）偏差：給定值與測量值的差值（5）干擾：影響被控變量，使其偏離給定值的因素（6）操縱變量：影響被控變量，克服干擾（補償干擾對被控變量的影響），使被控變量回到給定值的（調節(jié)閥的輸出）變量；（7）控制作用：控制器的輸出一.控制系統的基本概念回顧第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一114、自動控制系統的分類（1）、定值控制系統：給定值保持不變的系統。系統的任務是是被控變量以一定的精度保持在給定值上不變；（2）、隨動控制系統：給定值是隨機變化的，這種變化是事先不知道的；（3）、程序控制系統：給定值是按事先規(guī)定的程序變化的。5、控制系統的任務6、系統的質量指標一.控制系統的基本概念回顧第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一127、影響控制系統控制質量的主要因素

被控對象是核心測量儀表是基礎控制器是靈魂調節(jié)閥（執(zhí)行器）是關鍵一.控制系統的基本概念回顧第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一13換熱器出口溫度自動控制系統分析舉例：

一.控制系統的基本概念回顧工作過程，從狀態(tài)說起…第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一14控制器的首要功能

將被控變量的測量值與給定值進行比較得出偏差，然后根據偏差的大小，按照某種運算規(guī)律發(fā)出控制信號，送往執(zhí)行器，以實現對被控變量的自動控制?！?/p>

二、控制器常用的控制規(guī)律及其對系統質量的影響調節(jié)器被控對象測量變送裝置+－SP執(zhí)行器4～20mA4～20mA被控變量干擾操縱變量操縱變量：影響被控變量，克服干擾（補償干擾對被控變量的影響），使被控變量回到給定值的（調節(jié)閥的輸出）變量第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一15雙位控制理想雙位控制第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一16實際雙位控制第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一17比例控制系統示意圖特點：及時；有余差（用此圖說明）注：控制器的常用控制規(guī)律用黑板第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一18常用的幾種控制規(guī)律總結

位式控制適用于對控制質量要求不高，被控對象是單容量的、且容量較大、滯后較小、負荷變化不大也不太激烈，工藝允許被控變量波動范圍較寬的場合。

比例控制

優(yōu)點：比例控制克服干擾能力強、控制及時、過渡時間短。缺點：在過渡過程終了時存在余差適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝允許被控變量存在余差的場合。第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一19

比例微分控制優(yōu)點：利用微分超前的作用，在被控對象具有較大滯后的場合下，將會有效地改善擔制質量。缺點：有可能會使系統產生振蕩，嚴重時使系統失控而發(fā)生事故。

比例積分微分控制比例積分微分控制綜合了比例、積分、微分控制規(guī)律的優(yōu)點。適用于容量滯后較大、負荷變化大、控制要求高的場合。

比例積分控制優(yōu)點：系統在過渡過程結束時無余差缺點：系統的超調量、振蕩周期都會相應增大，過渡時間也會相應增加。適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝不允許被控變量存在余差的場合。

第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一20比例作用是最基本的控制作用，在整個控制過程中都起作用，微分作用主要在控制前期起作用，而積分作用主要在控制后期起作用。第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一21五、調節(jié)器控制規(guī)律（算法）的選擇控制規(guī)律應根據過程特性和控制要求來選擇

①當廣義過程控制通道的時間常數大，或多容量引起的容量滯后大時，采用微分作用有良好效果，積分作用可以消除余差，因此，可選用PID或PD控制規(guī)律。例如溫度過程，此時若選用PI控制規(guī)律則因積分作用有滯后，致使控制質量差。第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一22五、調節(jié)器控制規(guī)律（算法）的選擇

控制規(guī)律主要根據過程特性和控制要求來選擇。②當廣義過程控制通道存在純滯后時，若用微分作用來改善控制質量是無效的。也就是說，微分作用對克服純滯后是無能為力的。第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一23③當廣義過程控制通道的時間常數較小，系統負荷變化也較小時。為了消除余差，可以采用PI控制規(guī)律，如流量過程。④當廣義過程控制通道時間常數較小，而負荷變化很大時，這時采用微分作用和積分作用都易引起振蕩。如果控制通道時間常數很小時，可采用反微分作用來提高控制質量。第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一24⑤當廣義過程控制通道的時間常數或時滯很大，而負荷變化又很大時，簡單控制系統無法滿足要求，可以設計復雜控制系統來提高控制質量。第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一25五、調節(jié)器控制規(guī)律（算法）的選擇

？算法設計第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一26控制器的其它功能

一般調節(jié)器還需要具備如下功能，以適應自動控制的需要：

偏差指示指示偏差信號模擬調節(jié)器——指針式表頭全刻度指示：輸入信號和設定值分別由不同的指針在0～100％范圍指示偏差值指示：僅利用一個指針來指示偏差信號±30％數字控制器——通過LED或者液晶屏顯示第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一27控制器的其它功能輸出顯示顯示調節(jié)器輸出信號的大小，習慣上輸出顯示表也稱作閥位表。內、外給定的選擇給定信號可以由調節(jié)器內部產生，也可以由其它儀表外部提供內給定的調整正、反作用的選擇何謂正作用？何謂反作用？為了構成一個負反饋控制系統，必須正確的確定調節(jié)器的正、反作用。調節(jié)器的正、反作用，是通過正、反作用開關來選擇的。若設定值為內給定，用戶可以調整調節(jié)器上的內給定撥盤來改變設定值第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一28控制器的其它功能

手/自動雙向切換何謂手動？何謂自動？為什么要進行手自動切換？

手動操作可以調整手操撥盤或者手操扳鍵來改變調節(jié)器的輸出

無擾動切換手自動切換時都希望不給控制系統帶來擾動，即調節(jié)器的輸出信號不發(fā)生突變（即必須要求無擾動切換）Kp/Ti/Td的設置改變控制器的特性第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一29三、模擬控制器12345667DDZ－III型調節(jié)器正面圖1－位號牌2－內外給定指示3－內給定設定撥盤4-A/M/H切換5－閥位表6－軟手動操作扳鍵7－雙針全刻度指示表調節(jié)器的簡單認識第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一30控制器調節(jié)器的簡單認識第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一31模擬控制器結構方塊圖

控制算法由電路實現，硬件決定一切第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一32四、數字控制器PLC

數字控制器（含CPU，控制算法由程序實現）

第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一33來不及等待來不及沉醉

噢來不及沉醉

年輕的心迎著太陽

一同把那希望去追

我們和心愿心愿再一次約會

讓光陰見證讓歲月體會

我們是否無怨無悔

再過二十年我們來相會

那時的山噢那時的水

那時祖國一定很美

但愿到那時我們再相會

那時的春噢那時的秋

那時碩果令人心醉

來不及感慨來不及回味

噢來不及回味

多彩的夢滿載理想

一同向著未來放飛

我們把藍圖藍圖再一次描繪

讓時代檢閱讓時光評說

我們是否問心無愧

再過二十年我們來相會

那時的天噢那時的地

那時祖國一定更美

但愿到那時我們再相會

那時的你噢那時的我

那時成就令人欣慰

那時的你噢那時的我那時我們再相會（重復）

跨世紀的新一輩

那時我們再

相

會第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一34

年輕的朋友們今天來相會,

蕩起小船兒暖風輕輕吹,

花兒香,鳥兒鳴,春光惹人醉,

歡歌笑語繞著彩云飛。

啊,親愛的朋友們,

美妙的春光屬于誰?屬于我,屬于你,屬于我們八十年代的新一輩!

啊,親愛的朋友們,

美妙的春光屬于誰?

屬于我,屬于你,

屬于我們八十年代的新一輩!

再過二十年我們重相會,

偉大的祖國該有多么美!

天也新,地也新,春光更明媚,

城市鄉(xiāng)村處處增光輝。

啊,親愛的朋友們,

創(chuàng)造這奇跡要靠誰?

要靠我,要靠你,

要靠我們八十年代的新一輩!

啊,親愛的朋友們,

創(chuàng)造這奇跡要靠誰?

要靠我,要靠你,

要靠我們八十年代的新一輩!

但愿到那時我們再相會,

舉杯贊英雄,光榮屬于誰,

為祖國,為“四化”,流過多少汗?

回首往事心中可有愧?

啊,親愛的朋友們,

愿我們自豪地舉起杯,

挺胸膛,笑揚眉,

光榮屬于八十年代的新一輩!

啊,親愛的朋友們,

愿我們自豪地舉起杯,

挺胸膛,笑揚眉,

光榮屬于八十年代的新一輩!...

第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一35全世界的小孩撞到桌子都會哭

中國的小孩從那邊跑過來，撞到這張桌子上，他哭起來?！靶氊惒灰蓿瑡寢尨蜻@桌子，媽媽打這桌子”，這是多數中國媽媽的方式。

在東京，一個小孩從那邊跑過來，撞到這張桌子上，他哭起來。日本媽媽馬上帶他過來，說：“再走一遍！再走一遍！”，下次他就從旁邊走過去了。媽媽接著講：“一個小孩會撞到桌子，可能有三個理由：第一個，跑步沖得太快，來不及剎車；第二個，頭一直低著，沒注意看；第三個，心中不知道在想什么。你是哪一個？”第三十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一36全世界的小孩撞到桌子都會哭在華