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PID調(diào)節(jié)器的構(gòu)成

來源:金湖天能自動化儀表有限公司   2013年03月13日 09:31  

調(diào)節(jié)器是對輸入信號的偏差進行PID運算,因此它應(yīng)包括偏差檢測和進行PID運算的兩部分電路,偏差檢測電路通常稱為輸入電路,偏差信號一般采用電壓形式,所以輸入信號和給定信號在輸入電路內(nèi)都是以電壓形式進行比較,如果輸入信號(或外給信號)是電流,必須通過一個精密電阻轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓,輸入電路同時還必須具備內(nèi)外給定電路的切換開關(guān)正、反作用切換開關(guān)和偏差批指示(或輸入、給定分別指示)等部分。PID運算是實現(xiàn) 調(diào)節(jié)器運算規(guī)律的關(guān)鍵部分,它的構(gòu)成方式有以下幾種1 由放大器和PID反饋電路構(gòu)成PID運算電路的構(gòu)成,放在器是晶體管(或集成運算放大器)等器件組成的直流變壓器。PID反饋電路是由RC微分和積分環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的復(fù)合電路。DDZ-Ⅱ型調(diào)節(jié)器廖及一些基地式模擬控制儀表均采用這種組成方式。這種運算電路構(gòu)成簡單,但相互干擾系數(shù)較大。2 由PD和PI電路串聯(lián)構(gòu)成 PID運算電路的構(gòu)成。PD和PI電路均由集成運算變壓器和RC電路所組成,DDZ-Ⅲ型調(diào)節(jié)器采用這種組成方式。對這種電路的組成方式稍加變動,可以構(gòu)成測量值微分先行的調(diào)節(jié)器,測量值經(jīng)PD電路(比例增益為1)后再與給定值比較,差值送入PI電路,這樣,給定值不經(jīng)過微分,故在改變給定時,調(diào)節(jié)器輸出不會發(fā)生大幅度的變化,從而避免了給定值擾動。 PD、PI串聯(lián)運算電路的相互干擾系數(shù)F較*種運算電路要小,但由于電路串聯(lián),各級的誤差將累積放大。為保證整機精度,對各部分電路的精度要求較高。3由P、I、D電路并聯(lián)構(gòu)成P、I、D三個運算電路并聯(lián)連接,然后將它們的輸出相加所構(gòu)成PID電路這種運算電路的特點是,由于三個運算電路并聯(lián)連接,避免了級間誤差累積放大,對保證整機精度有利,同時,并聯(lián)結(jié)構(gòu)可消除了TI、TD變化對調(diào)節(jié)器實際整定變量的影響。4由P、I、D電路串、并聯(lián)構(gòu)成了消除KPTI和TD變量間的干擾,可采用串、并聯(lián)混合電路,在這種電路結(jié)構(gòu)中,PI與D電路并聯(lián)后再與KP可變的P電路相并聯(lián)。這種構(gòu)成方式具有與并聯(lián)方式同樣的優(yōu)點,它將汪存在調(diào)節(jié)器變量間的相互影響。PID運算電路的構(gòu)成方式多種多樣,各具特點。

1.3基型調(diào)節(jié)器
 基型調(diào)節(jié)器對來自變送器的1~5V直流電壓信號與給定值相比較所產(chǎn)生的偏差進行PID運算,并輸出4~20MA (DC)的控制信號。該調(diào)節(jié)器還具有偏差(或測量值、給定值)指示,輸出指示、內(nèi)外給定及軟、硬手操和正、反作用切換等功能。
 本節(jié)分析全刻度指示的基型調(diào)節(jié)器,其主要性能指標為:調(diào)節(jié)精度<0.5%,測量和給定信號指示精度±1%,比例度2%~500%,積分時間0.01~25min?(分兩檔)。微分時間0.04~10min負載電阻250~750Ω,輸出保持特性0.1%/h
 基型調(diào)節(jié)器由控制單元兩部分組成,控制單元包括。輸入電路、PD電路、PI電路、輸出電路以及軟手操和硬手操電路等,指示單元包括測量信號批示電路和給定信號指示電路。
 測量信號和內(nèi)給定信號均為1~5V(DC)它們都通過各自的批示電路,由雙針指示表來顯示,兩指示值為調(diào)節(jié)器的輸入偏差。
 外給定信號為4~20mA的直流電流,通過25011的精密電阻轉(zhuǎn)換成1~5V(DC)的電壓信號。內(nèi)外給定由開關(guān)S6來選擇,在外給定時,儀表面板上的外給定指示燈亮。
 調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)有“自動”、軟手操、硬手操和保持四種由天關(guān)S1、S2進行切換。
 當(dāng)調(diào)節(jié)器處于自動狀態(tài)時,測量信號和給定信號在輸入電路內(nèi)進行比較后產(chǎn)生偏差,然后對此偏差進行PID運算,通過輸出電路將運算電路的電壓信號轉(zhuǎn)換成4~20mA的直流輸出電流。

 

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