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经过控制系统温习总结经过控制系统知识点总结一、概论1、经过控制概念：五大参数。经过控制的定义：工业中的经过控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。2、简单控制系统框图。控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产经过正常进行的仪表。主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产经过进行控制。3、能将控制流程图工程图、工程设计图册转化成控制系统框图。4、DDZ-型仪表的电压信号制，电流信号制。QDZ-型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。5、电信号的传输方式，各自特点。电压传输特点：1).某台仪表故障时基本不影响其它仪表；2).有公共接地点；3).传输经过有电压损耗，故电压信号不适宜远传。第一个字母：参数类型T温度TemperatureP压力PressureL物位LevelF流量FlowW重量Weight第二个字母：功能符号T变送器transmitterC控制器ControllerI指示器IndicatorR记录仪RecorderA报警器Alarm加热炉电流信号的特点：1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；2).无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。6、变送器有四线制和二线制之分。区别。1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。活零点，两条线既是信号线又是电源线。7、本安防爆系统的2个条件。1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。8、安全栅的作用、种类。安全栅的作用：1、安全栅作为本安仪表的关联设备，可用于传输信号。2、控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量下面，以确保系统的本安防爆性能。安全栅的种类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅二、基型调节器1、基型调节器组成：控制单元和指示单元。基型调节器控制单元构成。基型控制器又称基型调节器，对来自变送器的1-5V直流电压信号与给定值相比拟所产生的偏差进行PID运算，输出4-20mADC直流控制信号。控制单元：输入电路(偏差差动和电平移动电路)、PID运算电路(由PD与PI运算电路串联)、输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路；指示单元：测量信号指示电路、设定信号指示电路。2、测量信号、给定信号围；外给定信号围。测量和给定信号：15V(DC)；外给定信号：420mA直流电流。它经过250精细电阻转换成15V直流电压3、输入电路、输出电路的作用。输入电路作用：1).信号综合。将Ui-Us后放大两倍反相以Uo1输出，即Uo1=-2(Ui-Us)。2).电平转换。将以0V为基准的输入信号转换为以UB10V为基准的输出信号Uo1。电平转换的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压围。输出电路作用：把PID输出Uo3以UB为基准转换成4-20mA.DC输出。实现电压电流转换。4、放大系数和比例度。愈大，比例作用就越强愈小，成反比，与即可表示为：。此时比例度在单元组合仪表中，输出信号变化范围。偏差变化范围；式中：输出的相对变化输入的相对变化比例度的一般表达式：比例度PPPKKKyyyyyyy%1001%100minmaxminmaxminmaxminmaxminmaxminmax?=-=-=?-?-=5、基型调节器PD电路的阶跃响应曲线形状；比例分量；t=TD/KD时的微分分量；微分时间。作用：对?Uo1进行PD运算，可设置TD、KP或比例度。TD为微分时间；KP为比例系数。微分作用：快速的调节作用，超前作用。6、基型调节器PI电路的阶跃响应曲线形状；比例分量：Kc=CI/CM；t=TI时的积分分量；积分时间。比例系数：DK微分时间：TD=nRDCD调整Rp和RD可改变比例度和微分时间。7、积分饱和。解决积分饱和办法：1)对控制器的输出加以限幅，使其不超过额定的最大值或最小值；2)限制积分电容两端的充电电压；3)切除积分作用。8、微分时间对微分作用的影响，积分时间对积分作用的影响。微分时间越小，微分作用越强；积分时间越大，积分作用越强。9、软手操电路和硬手操电路。软手动操作电路是积分电路。硬手动操作电路是比例电路。作业2-4某P控制器的输入信号是4mA20mA，输出信号为1V5V，当比例度=60%时，输入变化0.6mA所引起的输出变化是多少？解：根据比例度的公式：%100minmaxminmax?-?-?=yyyxxx得Vyyxxxy25.0)15(6014206.0)(1minmaxminmax=-?-=-?=?2-7某PID控制器正作用输入、输出信号均为4mA20mA，控制器的初始值Ii=Io=4mA，=200%，TI=TD=2min，KD=10。在t=0时输入Ii=2mA的阶跃信号，分别求取t=12s时：PI工况下的输出值；PD工况下的输出值。解：PI工况下P分量=mAIIKiiP12%20011=?=?=?Ti时：P分量=I分量；则Ti时，PI分量=2mATi=2×60=120s分量PI直线过0，1和120，2两点则t=12s时的输出变化量为：mAIo1.1012021121=-?+=?t=12s时的输出为Io=初值+oI?=4+1.1=5.1mAPD工况下P分量=mAIIKiiP12%20011=?=?=?P分量=mAIKiD1=?解得5=sKTDD1210602=?=iI?则t=12s时的输出变化量为：分量PIKKIiDDo+?-=?1368.0t=12s时的输出为：Io=初值+oI?=mA312.812510110368.04=+?-+三、变送器1、变送器的构造。变送器的作用。构成原理：变送器是基于负反应原理工作的，其构成原理如下图，它包括测量部分既输入转换部分、放大器和反应部分。变送器和转换器的作用是分别将各种工艺变量(如温度、压力、流量、液位)和电信号如电压、电流、频率、气压信号等转换成相应的统一标准信号，以供显示、记录和控制之用。2、变送器的输入输出关系。)()(00FyzCxKzzzKyfi-+=-+=3、量程调整的目的；零点调整/迁移。使变送器的输出信号下限值ymin与测量围的下限值xmin相对应，在xmin=0时，称为零点调整，在xmin0时，称为零点迁移。零点调整使变送器的测量起始点为零。零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值。4、差压变送器的作用；差动变压器的作用。差压变送器是将液体、气体或蒸汽的压力、流量、液位等工艺变量转换成统一的标准信号，作为指示记录仪、调节器或计算机装置的输入信号，以实现对上述变量的显示、记录或自动控制。差动变压器是由检测片衔铁、上、下罐形磁芯和四组线圈构成。其作用是将检测片的位移s转换成相应的电压信号uCD。5、温度变送器的品种、构造量程单元和放大单元；四线制温度变送器的特点。各类变送器分为三个品种：直流毫伏变送器、热电偶温度变送器和热电阻温度变送器。四线制温度变送器有如下特点：1主放大器为低漂移、高增益的运算放大器，使仪表具有良好的可靠性和稳定性。2在热电偶和热电阻温度变送器中采用了线性化电路，进而使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系，便于指示和记录。3变送器的输入、输出之间具有隔离变压器，采用了安全隔离变压器，并采用了安全火花防爆措施，故具有良好的抗干扰性能，且能测量来自危险场所的直流毫伏或温度信号。6、热电偶温度变送器以及热电阻温度变送器的量程单元。7、气动仪表的基本元件。由气阻、气容、弹性元件、喷嘴-挡板机构和功率放大器等基本元件组成。8、弹性元件、喷嘴挡板机构、电气转换器。弹性元件作用：将压差转换成位移，在仪器的连接处产生一定的操作力。喷嘴挡板机构作用：将微小的位移转换成相应的压力信号。电/气转换器工作原理是基于力矩平衡原理工作的。四、运算器和执行器1、开方器应用场合、作用。开方器主要应用在流量测量与控制系统中，开方器对差压变送器的输出信号进行开方运算，进而得到与被测流量成比例关系的电压或电流信号。