1、七、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),1、概述 2、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 3、復(fù)雜控制系統(tǒng) 4、新型控制系統(tǒng) 5、執(zhí)行器 6、控制儀表,1.概述(組成 工作原理 分類(lèi)),常用術(shù)語(yǔ),控制系統(tǒng)常用術(shù)語(yǔ) 被控對(duì)象：需控制 設(shè)備 被控變量：需控制 工藝參數(shù) 操縱變量：受控執(zhí)行器 調(diào)節(jié)被控量 干擾：除操縱量外，影響被控量變化的輸入 設(shè)定值：被控量需保持的值 偏差：設(shè)定值與測(cè)量值之差 控制信號(hào)：控制器 一定規(guī)律給出,控制系統(tǒng)的分類(lèi),設(shè)定值：定值；隨動(dòng)；程序。 輸出對(duì)操縱量的影響：開(kāi)環(huán)；閉環(huán)。 補(bǔ)償干擾的方法:反饋；前饋；前饋反饋。 控制理論： 常規(guī)；雙位、PID、前饋、串級(jí)、比值 先進(jìn)；預(yù)測(cè)、內(nèi)模、自適應(yīng)、推斷、非線性等,自動(dòng)控制系

2、統(tǒng)性能指標(biāo),狀態(tài)：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及特性 過(guò)渡過(guò)程： 階躍輸入 過(guò)渡過(guò)程：非周期發(fā)散、非周期衰減、發(fā)散振蕩、等幅振蕩、 衰減振蕩。 性能指標(biāo)：衰減比、余差、最大偏差、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間（調(diào)節(jié)時(shí)間）、振蕩周期,一個(gè)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程,2.簡(jiǎn)單控制系統(tǒng),簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)又稱(chēng)單回路控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)形式可分為單回路控制系統(tǒng)與多回路控制系統(tǒng)。 單回路控制系統(tǒng) 由傳感器(或變送器)，調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器及被控對(duì)象組成的單一反饋回路的控制系統(tǒng)。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，易于調(diào)整、投運(yùn)，又能滿足一般過(guò)程控制的要求，應(yīng)用十分廣泛。 適用于被控對(duì)象純滯后和慣性較小、負(fù)荷和干擾變化比較平緩、或者對(duì)被控量要求不太高的場(chǎng)合。,方案設(shè)計(jì)、

3、參數(shù)整定,對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，控制方案的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定是兩個(gè)重要方面。 如果控制方案設(shè)計(jì)不正確，僅憑調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定，是不可能獲得較好的控制質(zhì)量； 若控制方案設(shè)計(jì)很好，但是在運(yùn)行中調(diào)節(jié)器參數(shù)整定不合適，也不能使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。,被控參數(shù)的選取,根據(jù)工藝要求選擇被控參數(shù)是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，它對(duì)于保證工藝要求、安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有重要意義。 選擇對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等具有決定作用的、可直接測(cè)量的工藝參數(shù)作為被控參數(shù)。 當(dāng)不能用直接參數(shù)為被控參數(shù)時(shí)，應(yīng)選擇與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)作為被控參數(shù)。 被控參數(shù)必須具有足夠大的靈敏度。 被控參數(shù)的選取，必

4、須考慮工藝過(guò)程的合理性和所采用的測(cè)量?jī)x表的性能。,操作量的選取,當(dāng)生產(chǎn)工藝上有幾種操作量可供選擇時(shí)，應(yīng)分析對(duì)象干擾通道與控制通道特性對(duì)控制質(zhì)量的影響，然后作出合理選擇。 對(duì)象靜特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 對(duì)象靜態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響是指對(duì)象控制通道或干擾通道的靜態(tài)放大系數(shù)對(duì)控制質(zhì)量的影響。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇控制通道的靜態(tài)放大系數(shù)愈大，系統(tǒng)克服干擾的能力就愈強(qiáng)；選擇干擾通道的靜態(tài)放大系數(shù)愈小，干擾對(duì)被控參數(shù)的影響愈弱。,對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制質(zhì)量的影響 干擾通道時(shí)間常數(shù)愈大，干擾對(duì)被控量影響緩慢，有利于降低動(dòng)態(tài)偏差；干擾通道的滯后，不影響控制品質(zhì)；干擾作用點(diǎn)離開(kāi)被控參數(shù)愈遠(yuǎn)，則干擾對(duì)被控參

5、數(shù)的影響愈小。 控制通道的滯后愈大，最大偏差也愈大。一般說(shuō)來(lái)，控制通道時(shí)間常數(shù)愈大，反應(yīng)速度愈慢，過(guò)程愈平穩(wěn)，過(guò)渡響應(yīng)的時(shí)間愈長(zhǎng)。,選擇控制參數(shù)的一般原則,根據(jù)對(duì)象特性，選擇控制參數(shù)的一般原則為： 控制通道的靜態(tài)放大系數(shù)適當(dāng)大，時(shí)間常數(shù)適當(dāng)小，純滯后時(shí)間則愈小愈好。 選擇干擾通道的靜態(tài)放大系數(shù)盡可能小，時(shí)間常數(shù)愈大，干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置離被控參數(shù)愈遠(yuǎn)，控制質(zhì)量愈高。 當(dāng)廣義對(duì)象的控制通道由數(shù)個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)組成時(shí)，為了提高系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)，應(yīng)盡量使各環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)錯(cuò)開(kāi)。 應(yīng)注意工藝上應(yīng)是允許的控制變量。,控制規(guī)律的選擇,選擇原則 選擇調(diào)節(jié)規(guī)律的目的，是使調(diào)節(jié)器與被調(diào)對(duì)象能很好的配合，使構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)滿

6、足調(diào)節(jié)品質(zhì)的要求。 選擇調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律時(shí)，主要根據(jù)廣義對(duì)象(包括加熱、加濕等裝置)特性、負(fù)荷變化狀況(大小、速度)、主要干擾和對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)的要求等方面，按不同情況作具體分析；同時(shí)應(yīng)考慮控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、投入運(yùn)行方便和維護(hù)工作量小等因素。,控制規(guī)律的選擇,線性控制規(guī)律的選擇 比例調(diào)節(jié)(P) 比例積分調(diào)節(jié)(PI) 比例微分調(diào)節(jié)(PD) 比例積分微分調(diào)節(jié)(PID),控制系統(tǒng)的調(diào)整,優(yōu)良的控制系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性和精度，并能快速動(dòng)作。 為了改善系統(tǒng)的特性，將一個(gè)不佳的控制系統(tǒng)變成優(yōu)良的控制系統(tǒng)，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整定。 對(duì)已建成的控制系統(tǒng)能進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)有調(diào)節(jié)器的有關(guān)參數(shù)，如比例帶、積分時(shí)間、微分時(shí)間等

7、。,被控對(duì)象特性和最佳調(diào)節(jié)規(guī)律,控制系統(tǒng)的調(diào)整,控制統(tǒng)系的特性 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性對(duì)控制系統(tǒng)而言是本質(zhì)上相反的兩種特性?？刂葡到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)中的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的靜態(tài)品質(zhì)(靜差)也是本質(zhì)上相反的兩種特性。,調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定,在完成系統(tǒng)的調(diào)試和投運(yùn)之后，必須進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定工作。 所謂調(diào)節(jié)器參數(shù)整定，就是恰當(dāng)選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)值，如比例帶，積分時(shí)間和微分時(shí)間，以獲得符合工藝要求的調(diào)節(jié)過(guò)程。 系統(tǒng)的調(diào)試是進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的前提，而調(diào)節(jié)器工程整定又是提高調(diào)節(jié)品質(zhì)的重要手段。,經(jīng)驗(yàn)試湊法,將TI設(shè)成最大， TD放在最小，從大到小改變比例帶，直至得到較好的調(diào)節(jié)過(guò)程曲線。 將上述比例帶放大到1.2

8、倍，從大到小改變積分時(shí)間，以求得較好的調(diào)節(jié)過(guò)程曲線。 積分時(shí)間TI保持不變，改變(增大或減小)比例帶，觀察控制過(guò)程曲線是否改善，則繼續(xù)調(diào)整比例帶；若沒(méi)有改善，則將原定的比例帶減小一些，再變更積分時(shí)間，以改善調(diào)節(jié)過(guò)程曲線。如此多次反復(fù)，直至找到合適的比例帶和積分時(shí)間。 初步整定比例帶和TI值之后，引入微分時(shí)間TD ，引入微分后可適當(dāng)減小比例帶和積分時(shí)間，設(shè)置微分時(shí)間為積分時(shí)間的1/61/4。觀察調(diào)竹過(guò)積曲線是否理想，還可適當(dāng)調(diào)整比例帶、 TI和TD。,臨界比例法,當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在純比例調(diào)節(jié)作用下，開(kāi)始作周期性的等幅振蕩時(shí)，稱(chēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于“臨界振蕩”狀態(tài)。此時(shí)調(diào)節(jié)器的比例帶稱(chēng)“臨界比例帶”以K表示，此

9、時(shí)的振蕩周期為臨界周期，以TPK表示。 將TI最大，微分時(shí)間最小， 取最大；逐步減小 ，直至被調(diào)量的記錄曲線出現(xiàn)等幅振蕩為止，這時(shí)得到臨界比例帶K和臨界周期TPK。 根據(jù)K 和TPK值，可計(jì)算求得調(diào)節(jié)器各參數(shù)值、 TI和TD。 在調(diào)節(jié)器上，取稍大于求得的比例帶值，再依次調(diào)整所需的積分和微分時(shí)間，最后把比例帶放在上述計(jì)算值上，若被調(diào)量記錄曲線不符合要求，再適當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)器的參數(shù)。 臨界比例帶法整定簡(jiǎn)單方便，容易掌捐和判斷。但是，若生產(chǎn)過(guò)程不允許反復(fù)振蕩時(shí)就不能應(yīng)用此法。,臨界比例法,響應(yīng)曲線法,響應(yīng)曲線法是一種簡(jiǎn)單的工程整定法，它是根據(jù)對(duì)象階躍反應(yīng)曲線進(jìn)行的，不需要反復(fù)試湊，整定時(shí)間短，尤其適用于

10、對(duì)象特性已經(jīng)掌握的情況。 對(duì)于相當(dāng)數(shù)量的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，共廣義對(duì)象的階躍反應(yīng)曲線通常可近似看成帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)曲線，并求出滯后時(shí)間，放大系數(shù)K和時(shí)間常數(shù)T。再按公式計(jì)算出相應(yīng)衰減比為4:1時(shí)的比例帶 、 積分時(shí)間TI 和微分時(shí)間TD,響應(yīng)曲線法,3.復(fù)雜控制系統(tǒng),為了滿足對(duì)控制質(zhì)量的更嚴(yán)格要求和處理各變量間的復(fù)雜關(guān)系，在單回路控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了復(fù)雜控制系統(tǒng)（多回路控制系統(tǒng)）。 所采用傳感器，交送器、調(diào)節(jié)器及執(zhí)行器等的數(shù)量較多，所構(gòu)成的系統(tǒng)比較復(fù)雜、系統(tǒng)功能比較齊全。 主要有：串級(jí)控制、前饋控制、分程控制、比值控制和選擇性控制等系統(tǒng)。,3.1串級(jí)控制系統(tǒng),串級(jí)控制系統(tǒng)：

11、由主回路與副回路組成，主調(diào)節(jié)器與副調(diào)節(jié)器是“串級(jí)”的，故而得名。（主調(diào)輸出副調(diào)給定) 主回路包括：主測(cè)量變送器、主調(diào)節(jié)器、副回路等效環(huán)節(jié)和主對(duì)象； 副回路包括：副測(cè)量變送器、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和副對(duì)象。,串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),減小了進(jìn)入副回路的干擾對(duì)主參數(shù)的影響； 可以改善對(duì)象特性； 可兼顧主、副參數(shù)兩個(gè)變量。 串級(jí)控制系統(tǒng)參數(shù)整定 兩步整定法 “先副后主”“先比例后積分再加微分” 一步整定法,串級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,克服被控對(duì)象中變化較劇烈、幅值較大的局部干擾。在這種場(chǎng)合采用單回路控制不易得到好的控制質(zhì)量，系統(tǒng)不易穩(wěn)定。如果將用部分干擾納入副回路，實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制，則可大大地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高控

12、制品質(zhì)。 適用于滯后大、時(shí)間常大的對(duì)象。當(dāng)對(duì)象滯后較大時(shí)，采用單回路控制系統(tǒng)控制品質(zhì)差。如果采用串級(jí)控制系統(tǒng)，并合理地選擇副回路，可使滯后時(shí)間縮短，對(duì)減小超調(diào)量，提高調(diào)節(jié)品質(zhì)很有利。,3.2前饋控制系統(tǒng),反饋控制系統(tǒng)的控制作用落后于干擾作用，因而必然會(huì)造成控制過(guò)程中的動(dòng)態(tài)偏差。 假如控制系統(tǒng)直接根據(jù)產(chǎn)生偏差的原因（干擾）進(jìn)行控制，就有可能及時(shí)消除干擾的影響，使被控參數(shù)基本不變或很少變化。 根據(jù)使被控參數(shù)產(chǎn)生偏差的外部原因（外擾）進(jìn)行控制的系統(tǒng)，稱(chēng)為前饋控制系統(tǒng)。 前饋控制實(shí)質(zhì)上是一種按干擾進(jìn)行調(diào)節(jié)的開(kāi)環(huán)控制方式，它通過(guò)前饋調(diào)節(jié)器補(bǔ)償干擾對(duì)被控參數(shù)的影響。,前饋控制系統(tǒng)特點(diǎn),前饋控制是一種開(kāi)環(huán)控

13、制； 前饋裝置的控制規(guī)律取決于對(duì)象干擾通道和控制通道的特性，它與PID調(diào)節(jié)器不同，是一種專(zhuān)用調(diào)節(jié)器； 前饋控制是按干擾量大小進(jìn)行控制； 前饋控制只能克服某個(gè)可測(cè)而不可控的干擾量。,前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合（1）,當(dāng)系統(tǒng)中存在著變化頻率高、幅值大，可測(cè)而不可控的干擾時(shí)，反饋控制難以克服此干擾對(duì)被控參數(shù)的顯著影響，而工藝對(duì)被控參數(shù)的要求又十分嚴(yán)格，為了改善和提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，可以引入前饋控制。 當(dāng)對(duì)象控制通道滯后大，其時(shí)間常數(shù)又比干擾通道時(shí)間常數(shù)大時(shí)，反饋控制不夠及時(shí)，控制品質(zhì)差； 當(dāng)主要擾動(dòng)無(wú)法用串級(jí)控制方案使其包含在副回路內(nèi)或者副回路滯后過(guò)大時(shí)，串級(jí)控制系統(tǒng)克服干擾的能力就較差，此時(shí)，可選用前

14、饋控制。,前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合（2）,當(dāng)干擾對(duì)被控參數(shù)的影響十分顯著，而單純用反饋控制又難以滿足工藝生產(chǎn)要求時(shí)，可選用前饋控制。 實(shí)際過(guò)程中，不可能對(duì)每個(gè)干擾都設(shè)置一套前饋補(bǔ)償裝置，這會(huì)使控制系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜。要實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，需獲得精確的對(duì)象數(shù)學(xué)模型，這在很多場(chǎng)合難以做到。實(shí)際生產(chǎn)中常采用前饋控制和反饋控制相結(jié)合的前饋反饋控制。 典型應(yīng)有鍋爐水位三沖量控制系統(tǒng),3.3比值控制系統(tǒng),凡是用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)之間保持一定的比值關(guān)系的過(guò)程控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)。 常用比值控制系統(tǒng)類(lèi)型：?jiǎn)伍]環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、串級(jí)比值控制系統(tǒng)。 雙交叉限幅控制：溫度 煤氣量 空氣量,3.4分程

15、控制系統(tǒng),所謂分程控制系統(tǒng)指的是控制系統(tǒng)的一個(gè)調(diào)節(jié)器同時(shí)控制兩個(gè)或幾個(gè)執(zhí)行器，每個(gè)執(zhí)行器根據(jù)工藝要求在調(diào)節(jié)器輸出的一段信號(hào)范圍內(nèi)起調(diào)節(jié)作用。 分程控制系統(tǒng)有：執(zhí)行器同向動(dòng)作的分程控制系統(tǒng)和執(zhí)行器異向動(dòng)作分程控制系統(tǒng),分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用,按工藝要求和節(jié)能目的變更調(diào)節(jié)量，保證工藝參數(shù)穩(wěn)定和避免發(fā)生事故。 滿足工藝生產(chǎn)在不同負(fù)荷下的控制要求 擴(kuò)大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍 通常是靠閥門(mén)定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,3.5自動(dòng)選擇控制系統(tǒng),所謂自動(dòng)選擇控制系統(tǒng)是指在一個(gè)控制系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)調(diào)節(jié)器（或兩個(gè)以上的變送器），通過(guò)高、低值選擇器選出能適應(yīng)生產(chǎn)安全狀況的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。 類(lèi)型有： 選擇器位于調(diào)節(jié)

16、器之后，對(duì)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)進(jìn)行選用控制的系統(tǒng) 選擇器位于調(diào)節(jié)器之前，對(duì)變送器輸出信號(hào)進(jìn)行選擇的系統(tǒng),自動(dòng)選擇控制系統(tǒng)的應(yīng)用,對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)軟保護(hù) 多輸入被調(diào)量的選樣控制 積分飽和及防范 積分作用調(diào)節(jié)器，開(kāi)環(huán)狀態(tài)，偏差存在，調(diào)節(jié)器的輸出隨時(shí)間增加，達(dá)到最大或最小極限值，調(diào)節(jié)器的飽和積分現(xiàn)象。 限幅法 積分切除法 積分外反饋法,3.6三沖量控制系統(tǒng),前饋加串級(jí)反饋，給水量為副回路。 水位過(guò)高，蒸汽帶液；水位過(guò)低，水汽平衡，安全；虛假水位。 “沖量”變量，水位主要沖量，給水量、蒸汽量輔助沖量。 串級(jí)控制系統(tǒng)選擇主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用原則水位調(diào)節(jié)器、流量調(diào)節(jié)器作用方式及調(diào)節(jié)閥氣關(guān)閥。,4.新型控制系統(tǒng),自

17、適應(yīng)控制 實(shí)質(zhì)辨識(shí)、優(yōu)化、控制 雙重控制 兩個(gè)以上操縱變量（并聯(lián)）：主響應(yīng)快，副緩慢，消除余差。 模糊控制測(cè)量信息 推理規(guī)則 控制作用 故障檢測(cè)、診斷與容錯(cuò)控制 安全“軟”限時(shí)聲光報(bào)警， “硬”限時(shí)聯(lián)鎖、緊急停車(chē)。 故障檢測(cè)、判斷 漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng) 容錯(cuò)控制 ESD(緊急停車(chē)系統(tǒng)）,5.執(zhí)行器,執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥 作用：接受控制信號(hào)，改變調(diào)節(jié)參數(shù) 分類(lèi)：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng) 構(gòu)成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：薄膜、活塞、長(zhǎng)行程 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)：正作用、反作用 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：?jiǎn)巫㈦p座、蝶閥、三通閥等,執(zhí)行器作用,執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）定義,調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體兩部分組成,其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的控制裝置,它按信號(hào)

18、大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力,使閥桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移,從而帶動(dòng)閥芯動(dòng)作;閥體部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分,它直接與介質(zhì)接觸,由閥芯的動(dòng)作,改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積,達(dá)到調(diào)節(jié)目的. 調(diào)節(jié)閥的本質(zhì)就是調(diào)節(jié)流量(或閥后壓力)的閥門(mén).,氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥,執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥體,定位器,氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的工作原理,氣壓信號(hào)通過(guò)接口進(jìn)入膜片上空腔,壓力信號(hào)在有效面積的膜片上產(chǎn)生作用力,該力通過(guò)膜片下面的托板鋼性傳送到連接桿,帶動(dòng)下面的閥芯動(dòng)作,與閥座形成一定開(kāi)度,信號(hào)壓力越大,推力越大,反之越小.在連桿下移時(shí)同時(shí)壓縮彈性很大的彈簧,當(dāng)托板的推力和彈簧的反作用力相平衡時(shí),閥芯便停留在一定位置,從而使一定的壓力信號(hào)對(duì)應(yīng)一定的閥門(mén)開(kāi)度.,電動(dòng)調(diào)

19、節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu),電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥體,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理,通過(guò)接收控制系統(tǒng)的信號(hào)(如:4-20mA),來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén),從而改變閥芯和閥座之間的截流面積大小,以達(dá)到控制管道介質(zhì)的流量,溫度,壓力等工藝參數(shù)的目的,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)的功能.,DKJ電動(dòng)執(zhí)行器,它是DDZ-型儀表的執(zhí)行單元，它是一種以 兩相伺服電機(jī)為動(dòng)力的位置伺服機(jī)構(gòu)。 輸入：420mA,D.C.信號(hào) 輸出：0900機(jī)械轉(zhuǎn)角 操作對(duì)象：風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)等 結(jié)構(gòu)組成：伺服放大器 執(zhí)行器,DKJ電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)原理圖,調(diào)節(jié)閥的選型,工藝條件機(jī)構(gòu)和類(lèi)型 工藝對(duì)象特性流量特性 工藝參數(shù)口徑 不平衡力足夠推力 工藝過(guò)程輔助裝置,調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)和調(diào)節(jié)器

20、正反作用的確定,氣開(kāi)、氣關(guān)工藝生產(chǎn)需要和安全要求 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：正作用、反作用 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：正裝、反裝 調(diào)節(jié)器正反作用負(fù)反饋 調(diào)節(jié)閥流量特性 理想流量特性：快開(kāi)、線性、拋物線、對(duì)數(shù) 工作流量特性：S（閥阻比）固有流量特性,閥門(mén)定位器,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥性能指標(biāo)： 基本誤差、回差、死區(qū)、始、終點(diǎn)偏差等 電氣閥門(mén)定位器與調(diào)節(jié)閥聯(lián)校： 零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整，中間值非線性和變差 閥門(mén)定位器的作用： 作用接受控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥，正確定位 線性度、動(dòng)態(tài)性能、不平衡力、流量特性、分程控制,安全火花防爆型儀表及系統(tǒng),“安全火花” 能量 可燃物質(zhì) 點(diǎn)火源 本安儀表措施：線路設(shè)計(jì)；安全柵單元 本安儀表 防爆等級(jí)：He、B3d、

21、AB3d,6.控制儀表,模擬式控制儀表、數(shù)字式控制儀表 模擬式控制儀表調(diào)節(jié)規(guī)律 比例；Y=Kpe 積分；Y=(1/Ti)edt 微分；Y=TD(de/dt) 調(diào)節(jié)器：P PI PD PID 傳函、輸出時(shí)間關(guān)系、參數(shù)、單位階躍響應(yīng)曲線,基本控制規(guī)律,（1）比例（P）控制規(guī)律,P控制器,PD控制器,（2）比例-微分（PD）控制規(guī)律,提高系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益，減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)降低系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。,PD控制規(guī)律中的微分控制規(guī)律能反映輸入信號(hào)的變化趨勢(shì)，產(chǎn)生有效的早期修正信號(hào)，以增加系統(tǒng)的阻尼程度，從而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,比例微分調(diào)節(jié)器（PD）,一.微分作用 (t)=Tdde(t)/dt Td:微分時(shí)間

22、 微分作用具有超前性、預(yù)見(jiàn)性 二.比例微分調(diào)節(jié)器 1.理想的比例微分調(diào)節(jié)器 (t)= e(t) + Tdde(t)dt G(s)= （1+TdS）,1,1,e(t)=e0,則 (t)= p(t) +d(t) =e0/+ e0Td(t)/ e(t)=v0t,則 (t)= p(t) +d(t) = v0t/+ v0Td/,（3）積分（I）控制規(guī)律,I控制器,在串聯(lián)校正中，采用I控制器可以提高系統(tǒng)的無(wú)差度，有利提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能，但積分控制增加了一個(gè)位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，使信號(hào)產(chǎn)生 了 相角滯后，于系統(tǒng)的穩(wěn)定不利，不宜采用。,PI控制器,只要積分時(shí)間常數(shù) 足夠大，PI控制器對(duì)系統(tǒng)的不利影響可大為減小。

23、PI控制器主要用來(lái)改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。,（4）比例-積分（PI）控制規(guī)律,（5）比例積分微分（PID）控制規(guī)律,PID控制器,I 積分發(fā)生在低頻段，穩(wěn)態(tài)性能提高， D微分發(fā)生在高頻段，動(dòng)態(tài)性能改善。,比例積分微分調(diào)節(jié)器(PID),傳遞函數(shù)： G(s)=(1+1/Tis+Tds)/ G(s)=1+1/Tis+KdTds/(Tds+1) /,t,0,e(t),e0,t,0,(t),e0/,Kde0/,斜率e0/Ti,t,0,e(t),e0,t,0,(t),2e0/,六種基本調(diào)節(jié)作用（P、I、D、PI、PD、PID）對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量的影響,(1)比例調(diào)節(jié)作用（簡(jiǎn)稱(chēng)P 作用）：動(dòng)作快，對(duì)干擾能及時(shí)并有很

24、強(qiáng)的抑制作用，存在著靜態(tài)偏差。 (2) 積分調(diào)節(jié)作用（簡(jiǎn)稱(chēng)作用）: 能消除靜態(tài)偏差。但由于積分調(diào)節(jié)作用是隨時(shí)間而逐漸增強(qiáng)的，與比例調(diào)節(jié)作用相比較過(guò)于遲緩，所以在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時(shí)卻惡化了動(dòng)態(tài)品質(zhì)，使過(guò)渡過(guò)程的振蕩加劇，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定， (3)微分調(diào)節(jié)作用（簡(jiǎn)稱(chēng)D 作用）: 具有超前的調(diào)節(jié)作用；只有單純微分調(diào)節(jié)作用的調(diào)節(jié)器在工業(yè)上是不能使用的，微分調(diào)節(jié)作用只能作為工業(yè)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)作用的一個(gè)組成部分。,(4)PI 調(diào)節(jié)器: 綜合了P 調(diào)節(jié)器和I 調(diào)節(jié)器兩者的性質(zhì)。它的超調(diào)量及調(diào)節(jié)時(shí)間與P 調(diào)節(jié)器差不多，但沒(méi)有靜態(tài)偏差。 (5)PD 調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)時(shí)間短，存在靜態(tài)誤差，比P 調(diào)節(jié)器小 (6)PID

25、調(diào)節(jié)器：綜合了PI 和PD 調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)，它具有比PD 調(diào)節(jié)還要小的超調(diào)量，積分作用消除了靜態(tài)誤差，但由于積分作用的引入，調(diào)節(jié)時(shí)間比PD 調(diào)節(jié)器要長(zhǎng)。,比例帶、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間TD,對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響（靜態(tài)指標(biāo)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)、衰減率）,1、比例帶對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響 (a)減小比例帶可以獲得較小的靜態(tài)偏差和動(dòng)態(tài)偏差； (b)比例帶減小，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，會(huì)使系統(tǒng)震蕩劇烈，衰減率減小，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定型。 2、積分時(shí)間Ti 對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響 (a)積分作用使靜態(tài)偏差為零，積分時(shí)間越小，積分作用越強(qiáng)；,比例帶、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間TD,對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響（靜態(tài)指標(biāo)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)、衰減率）,(b)積分作用的增強(qiáng)使衰減率減??； (c)積分作用的增強(qiáng)使動(dòng)態(tài)偏差減小。 3、微分時(shí)間TD 對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響 (a)適當(dāng)增加微分作用會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但過(guò)強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定 (b)微分作用使動(dòng)態(tài)偏差和調(diào)節(jié)時(shí)間都減小。,電動(dòng)調(diào)節(jié)器一般組成方框圖,輸入電路,運(yùn)算電路,輸出電路,附