简单控制器
PPI和PID控制器性能分析
PPI和PID控制器性能分析首先，P控制器（Proportional Controller）是一种最简单的控制器类型。
它的输出与偏差信号（实际值与设定值之间的差异）成比例。
P控制器的主要优点是实现简单、易于理解和调试。
它能够快速响应系统的变化，并减小偏差信号。
然而，P控制器往往不能将系统的稳定性保持在理想水平。
在一些情况下，它会产生超调和震荡的结果，导致系统的不稳定和性能下降。
接下来是PI控制器（Proportional-Integral Controller）。
PI控制器在P控制器的基础上增加了一个积分项。
积分项通过累积偏差信号来减小系统的稳态误差。
它能够更好地稳定系统，并降低震荡和超调的风险。
PI控制器的主要优点是对于稳态误差的补偿效果明显，并且调节过程相对平滑。
然而，PI控制器也存在一些缺点。
当系统存在非线性特性或外部干扰时，PI控制器的性能可能不理想。
最后是PID控制器（Proportional-Integral-Derivative Controller）。
PID控制器是最常用的控制器类型，它结合了P、I和D三个部分。
除了比例和积分项，PID控制器还添加了一个微分项。
微分项通过监测偏差信号的变化率来预测系统未来的变化趋势。
这样可以更好地抑制过冲和震荡，并加快系统的反应速度。
PID控制器具有较好的稳定性和响应速度，并适用于各种工业控制场景。
然而，PID控制器的设计和调试相对复杂，需要合适的参数选择和调整。
在性能比较方面，P控制器对于简单和稳定性要求不高的系统可能是一个好的选择。
它简单直接，可用性较强。
PI控制器在对稳态误差有较高要求的系统中表现出色。
而PID控制器在需求更高的控制系统中更为常用，它可以更好地平衡系统的稳定性和响应速度。
综上所述，P、PI和PID控制器是工业控制中常用的控制器类型。
具体选择哪种控制器取决于系统的具体要求。
对于简单的系统，P控制器可能足够。
对于需要更好稳定性的系统，PI控制器可能是更好的选择。
过程控制考试期中试卷-答案解析
过程控制考试期中试卷-答案解析过程控制考试试卷一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分）1、简单控制系统由（控制器）、（执行机构）、（被控对象）和（检测变送仪表）四个环节组成。
2、对象数学模型是指对象的（输入输出）特性，是对象在各输入量（控制量和检测变送量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
3、获取对象数学模型的方法参方法有：（机理法）和（测试法）。
4、气动执行器由（调节）机构和（执行）机构两部分组成，常用的辅助装置有（阀门）定位器和手轮机构。
5、流通能力Ｃ的定义是：调节阀全开，阀前后压差为（0.1Mp），流体重度为（1g/m3），每（小时）所通过的流体（系）数。
6、被调介质流过阀门的（相对）流量与阀门（相对）行程之间的关系称为调节阀的流量特性；若阀前后压差保持不变时，上述关系称为（理想流量）特性，实际使用中，阀门前后的压差总是变化的，此时上述关系为（工作流量）特性。
7、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的（前馈）控制器，使干扰信号经过（前馈）控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象（干扰）通道的动态特性，并使它们符号（相反）（正、反），从而实现对干扰信号进行完全补偿的目标。
8、自动调节系统常用参数整定方法（动态特性参数法），（稳定边界法），（衰减曲线法），（经验法）。
9、调节系统中调节器正、反作用的确定依据是：（保证控制系统成为负反馈）。
4、模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。
二、选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分）1.由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（C）:A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.2C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc.2.定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。
A．测量与给定之间的偏差B．被调量的变化C．干扰量的变化D. 设定值的变化3.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节( B )。
化工仪表及自动化简单控制系统全解
控制器：接收液位传感 器信号，控制泵、阀门 等设备
泵：用于输送液体
阀门：用于调节液体 流量
显示器：显示液位、泵、 阀门等设备的运行状态
报警器：当液位异常 时发出报警信号
流量控制方案
流量控制原理：通过调节阀门开度，控制流体流量 流量控制设备：包括流量计、调节阀、控制器等 流量控制策略：PID控制、模糊控制、自适应控制等 流量控制应用：化工生产、供水系统、暖通空调等领域
自动化简单控制系统的日常维护
定期检查：检查控制系统的硬件和软件是否正常工作 备份数据：定期备份控制系统的数据，以防数据丢失 更新软件：定期更新控制系统的软件，以保持系统的稳定性和性能 清洁设备：定期清洁控制系统的设备，以保持设备的清洁和性能
自动化简单控制系统故障排除方法
检查电源：确保电源正常，无短路、断 路等情况
产品质量
储罐液位控制实例
储罐液位控制系统概 述
储罐液位控制原理
储罐液位控制设备及 安装
储罐液位控制操作流 程
储罐液位控制常见问 题及解决方法
储罐液位控制实例分 析
流体流量控制实例
应用领域：化工、石油、天然气等工业领域 控制目标：保持流体流量稳定，避免流量过大或过小 控制方法：采用PID控制器，根据流量传感器反馈的信号进行调节 应用效果：提高生产效率，减少能源消耗，降低生产成本
安装位置：根据工 艺要求，安装在合 适的位置
调节阀
调节阀是自动化简单控制系统的重要组成部分 调节阀的作用是控制流体的流量、压力和温度等参数 调节阀的类型包括气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀等 调节阀的选型需要考虑流体的性质、流量、压力和温度等因素
温度控制方案
温度传感器： 用于测量和控
制温度
串级控制系统
控制器、执行器和被控对象三个环节的作用 方向。
执行器及被控对象的正、反作用
执行器的作用方向： 1.气开阀是正作用方向。 2.气关阀是反作用方向。 3.气开或气关型式从工艺安全角度来确定。
被控对象的作用方向： 1.被控变量随操纵变量增加而增加的对象是正作 用方向。 2.被控变量随操纵变量的增加而降低的对象是反 作用方向。
串级控制系统中副回路的确定
1.主、副回路应有一定的内在联系； 2.副回路应尽可能多地包含干扰因素；
主要干扰应包含在副回路中；在可能条件下，使副回 路包含较多的次要干扰； 3.注意主、副回路的时间匹配，防止“共振”；
1.主副变量间应有一定的内在联系
1)选择与主变量有一定关系的某一中间变量作为副变量； 管式加热炉的温度串级控制系统中，选择的副变量是燃 料进入量至原料油出口温度通道中间的一个变量，即炉 膛温度。由于它的滞后小、反应快, 可以提前预报主变量 的变化。 2)选择的副变量就是操纵变量本身，这样能及时克服它的 波动，减少对主变量的影响。
管式加热炉串级控制系统
生产实践中，往往根据炉膛温度的变化，先改变燃料量， 然后再根据原料油出口温度与其给定值之差，进一步改 变燃料量，保持原料油出口温度的恒定。
管式加热炉串级控制系统基本工作原理
“粗调”作 用。 “细调”作用。 两个控制器协同工作直到原料油出口温度重 新稳定在给定值。
管式加热炉串级控制系统的方框图
2. 干扰作用于主对象
某一时刻，由于原料油的进口流量或温度变化，F2不存 在，只有F1作用于温度对象1上。
结论：在串级控制系统中，如果干扰作用于主对象，由 于副回路的存在，可以及时改变副变量的数值，以达到 稳定主变量的目的。
温度控制器 EKC 201 EKC 301 制冷与空调 说明书
附件
如果系统允许，控制器可以插入一个模块来实现扩展。 控制器出厂时已带有插头和端子，所有客户只需将模块推到 恰当位置即可。
如果需要调整定期化霜设置，使系统在 一天中指定的时间运行，可以增加一个 时钟模块。
重置报警
当拨到 pos. ON 位置时将重置所有的
报警功能。
报警状态/延迟
用户可以看到报警器状态。如果控制器
接有报警继电器，用户可以使用“手动
控制”来进行强制控制。
-4-
使用手册 RS.8A.V2.02 © Danfoss 01-2002
EKC 201/ EKC 301
压缩机功能
压缩机继电器和温控器协同工作。当温控器调至制冷模式时，压缩机继电器接
可能会停止运行。如设置 Yes(ON)压缩机将会停机。
化霜
控制器带有计时功能，可以进行定期化霜，例如每 8 个小时。
如果控制器连有一个实时时钟模块，则可以在每天的固定时间进行化霜运行。
控制器中有一个化霜继电器，用户可以设置选择电加热除霜或热气除霜。
实际化霜可以定时中止，或者在蒸发器上放一个温度传感器，当达到设定温度
功能
参数
温控器功能
基准
－
温控器根据设定值进行调节
微分
r01
当温度高于参考值＋设定微分时，会接通压缩机继电器。当温度下降到设定参
考值时，继电器会再次断开。
通过数据采集操作 Thermostat Temp. setpoint
Differential
基准限制
控制器的基准设置范围可能很窄，所以太高或太低的值（会造成损坏）都很难
火警报警控制器简单操作说明
火警报警控制器简单操作说明火警报警控制器简单操作说明1、概述火警报警控制器是一种用于检测和报警火灾的设备，它可以实时监测建筑物内的火灾风险，并及时发出警报以保护人们的安全。
本文档旨在提供火警报警控制器的简单操作说明，以帮助用户正确使用和维护设备。
2、控制器外观和组件2.1 外观描述：火警报警控制器外观通常为黑色或白色塑料箱体，上面有控制按钮、显示屏、指示灯等。
2.2 主要组件：2.2.1 控制按钮：用于开关设备、设置参数等。
2.2.2 显示屏：显示设备的状态、警报信息等。
2.2.3 指示灯：用于指示设备的工作状态，如供电、故障、报警等。
2.2.4 接口：用于连接其他设备、传输数据等。
3、控制器基本设置3.1 供电接口：将电源适配器连接到供电接口，确保设备有稳定的电源供应。
3.2 网络设置：根据实际需求，将控制器连接到网络。
3.3 参数设置：通过控制按钮和显示屏，设置控制器的参数，如检测敏感度、报警延迟等。
4、火灾检测和报警4.1 火灾检测方式：控制器可采用多种方式进行火灾检测，如烟雾探测器、温度传感器等。
4.2 报警方式：当探测到火灾风险时，控制器会通过声音、光线或网络等方式发出警报。
5、设备维护5.1 定期检查：定期检查设备的工作状态、电源连接和接口连接是否正常。
5.2 清洁保养：定期清洁设备表面，防止灰尘等污染影响设备效果。
5.3 故障处理：当设备出现故障时，及时联系售后服务，并按照服务人员的指示进行处理。
6、附件本文档附带以下附件供参考：- 火警报警控制器用户手册：详细介绍控制器的高级设置和部署方法。
7、法律名词及注释- 火灾风险：指火灾可能发生的可能性和潜在危害程度。
- 烟雾探测器：一种用于检测烟雾并发送警报的设备。
- 温度传感器：一种用于检测温度变化的设备。
DCS控制系统基础知识
DCS大致经历了四个发展阶段，相应地有四代的基本结构: 第一阶段(初创期)，1975年一1980年
第二节 DCS控制系统发展史
第二阶段〔成熟期)，1980年一1985年
第二节 DCS控制系统发展史
第三阶段(扩展期)，1985年一2000年 DCS向计算机网络控制扩展，将过程控制、监督控制和管理调度进一步结合起来，并且加强断续系统功能，采用专家系统，制造自动化协议MAP(Manufactur Automation Protocol)标准，以及硬件上诸多新技术。这一代的典型产品中，有的是在原有基础上扩展，如美国Honeywell公司扩展后的TDCS 3000，横河电机的CENTUM-XL和UX[，美国西屋公司的WDPF II等，也有的是新发展的系统，如Foxboro公司的I/A Series等。这一代产品的进一步发展就是计算机集成制造(生产)系统
第六节 选择控制系统
第七节 三冲量控制系统
图 三冲量控制系统
该系统除了液位、蒸汽流量信号外,再增加一个给水流量的信号。它有助于及时克服由于供水压力波动而引起的汽包液位的变化。
控制器 对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必须合理选择相应的控制规律，否则PID控制器将达不到预期的控制效果。 控制器有三种：比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器
根据根据系统的结构和所担负的任务
复杂控制系统
串级控制系统
均匀控制系统
比值控制系统
分程控制系统
简单控制器控制器分解
二、控制器的组成
DB AB OP AD IR(指令寄存器)
指令译码器 ID
PC(程序计数器) +1 至运算器 至存储器 中断系统 异常特殊请求 状态控制条件 微操作命令 序列形成部件
地址形成 部件
至输入设备 至输出设备
ห้องสมุดไป่ตู้
时序信号发生器 控制台
微操作命令序列的形成部件 中断机构 现行指令地址寄存器 PC 时序信号发生器 现行指令寄存器 控制台 是产生各种微操作命令的部件，微操作控制信号是由指令译码 IR 地址形成部件 用于处理机器运行中所出现的异常情况和特殊情况的部件，它 用于存放当前正在执行的指令地址或即将执行执行的下一条指 对指令寄存器的操作码进行分析、译码并产生相应的控制信号。 用来产生计算机运行所需的时序信号，以保证各个微操作的 器产的译码信号、时序信号发生器提供的时序信号、被控制部件所 用来存放当前正在执行的指令。其位数与存储字长相等， 用来实现用户对机器作某些干预的部件。 主要包括开中断触发器、中断排队判优、中断隐指令的产生和执行 根据指令的地址码AD部分，形成操作数的地址 令的地址。其位数取决于内存单元的个数。 执行顺序。 反馈的状态及条件信号综合形成。它由触发器和逻辑门电路等组成。 部件。
执行周期
指 令 周 期 乘法指令
间接寻址的指令周期包括取指周期、间址周期和执行周 期。
取指周期 间址周期
指 令 周 期
执行周期
当CPU采用中断方式实现主机与I/O交换信息时，CPU要 每条指令执行结束前，发中断查询信号，若检查到I/O提 出中断请求，CPU要进入中断响应阶段——中断周期。 一个完整的指令周期包括取指、间址、执行和中断四个 子周期。
指令周期流程
取指周期FE 有间址吗？ N Y 间址周期IND
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术
控制电压。
应
用
安
主要内容
全 一、继电器
防 二、云台控制器
范 – 单路水平云台控制器 – 单路全方位云台控制器
技 – 多路云台控制器
术 三、多功能控制器
应
用
安
二、云台控制器
全 • （一）云台的特点：
防 – 控制电压：
• AC24V、220V
范 – 两种工作方式：
• 自动扫描
技
• 手动控制扫描
– 控制线：
术
• 水平云台：4芯
应
• 全方位云台：6芯
用
安
（二）云台控制器
全 • 1、单路水平云台控制器 防 • 2、单路全方位云台控制器 范 • 3、4路全方位云台控制器
技
术
应
用
安
（二）云台控制器
全 • 1、单路水平云台控制器
防
范
技
术
应
用
安
（二）云台控制器
全 • 2、单路全方位云台控制器
防
范
技
术
应
用
安
术
镜头调整速度
应
云台自动扫描、关闭控制 器、手动控制选择
用
云台手动控制的 上、下、左、右
辅助控制：加热、风 扇、雨刮、照明
安
结论
全 • 控制器的使用：
防
– 通常用在活动监视点少且控制距离不太远的小 型闭路电视监控系统中。
范 – 原因：前端活动点到中心端控制器ห้องสมุดไป่ตู้连线是一
对一布设的，且每一个前端到中心端的控制电
安
全
防
第13节
范
技
简单控制器
术
应
用
安
全 • 教学目的和要求：
防 – 掌握云台控制器及多功能控制器的控制要求和
控制原理。了解控制器中主要部件继电器的特
范
点。
技 • 教学重点：
术 – 云台控制器和多功能控制器的控制特点。
应
用
安
全 • 具有云台、电动镜头的小型系统：
防 范 技 术 应 用
安
1、控制对象
应
用
（三）云台镜头防护罩多功能控制
安
器
全
防
范
技
术
应
用
安
全• 控制器面板
AUTO
防
OFF UP DOWN LEFT RIGHT MAN
OPEN NEAR TELE LENS SPEED CLOSE FAR WIDE
HEAT SWAP FAN LIGHT
范 镜头光圈的大小、
聚焦的近远、变焦
技
的远景和广角
技
缆的芯数都在10芯以上。如果系统的前端监视
术
点很多，且控制距离较远，则需要的线缆数量 很多，工程难度也相应加大，整个系统的成本
应
较高。而且低压长线传输损耗较大。
用
安
结束
全
• 谢谢大家
防
范
技 术
应
用
2020/9/17
16
全
•
电动镜头：
防 – 光圈 – 聚焦
范 – 变焦
• 云台：
技 – 水平云台
术 – 全方位云台
• 防护罩
应 – 加热、吹风
– 射灯 用 – 雨刷
安
2、云台镜头控制器
全 • 控制原理：
防 – 输出相应的控制电压控制云台、电动镜头、防
护罩的动作。
范 • 控制方式：
技 – 由简单逻辑控制电磁继电器或固体继电器输出
（二）云台控制器
全 • 3、 4路全方位云台控制器
防
范
技
术
应
用
安 三、云台镜头防护罩多功能控制器
全 （一）控制对象：
防
– 云台 – 电动3可变镜头
范 – 防护罩的雨刷、射灯等
（二）特点：
技 – 电动3可变镜头：
• 小功率直流电机，通常控制电压为直流6～12V。
术 – 防护罩：
• 交流220V或24V。