?IO?KP??Ii?KP1??Ii?t?1?0.2??0.2?5?0.7mA TI2则经过5min后，输出将由5mA变化到
3．2．模拟式控制器
IO?5?0.7?5.7mA。
1．模拟式控制器用模拟电路实现控制功能。
2．单元组合仪表的发展经历了Ⅰ型（用电子管）、Ⅱ型（用晶体管）和Ⅲ型（用集成电路）。 3．2-1．DDZ-Ⅲ型仪表的特点
1．采用统一信号标准：4~20mA DC和1～5V DC。这种信号制的主要优点是电气零点不是从零开始，容易识别断电、断线等故障。同样，因为最小信号电流不为零，可以使现场变送器实现两线制。
2．广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度提高、可靠性提高、维修工作量减少。 3．可构成安全火花型防爆系统，用于危险现场。 3．3．数字PID控制器
1．数字调节器的特点是采样一次、计算一次。必须把连续方程用离散方程表示。第n次采样时：
11 yn?[en?
PTI?ei?T?TDi?0nen?en?1]?T综合实用简答题 1．位式控制是怎样的？
答：位式控制是断续控制——控制器输出接点信号，如双位控制、三位控制。
双位控制器只有两个输出值，相应的执行机构只有开和关两个极限位置，因此又称开关控制。被控温度在T0 上下振荡，无法稳定。
三位控制控制器有三个输出位值，可以控制两个继电器。温度三位控制效果：温度偏差大时，升温速度快；温度偏差小时，小幅调整。
2．DDZ-Ⅲ基型调节器有哪几部分组成？
答：DDZ-Ⅲ基型调节器的主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、自动与手动（硬手动和软手动）切换电路、输出电路及指示电路等组成。
3．DDZ-Ⅲ基型调节器的软手动与硬手动有什么区别？各用在什么场合？
答：软手动时：调节器的输出是随着时间按一定的速度增加或减少；硬手动时：调节器的输出数值完全由硬手动操作杆的位置所决定。
通常情况下，都是用软手动操作扳键进行手动操作的，这样的控制比较平稳、精细；
只有当要求给出恒定不变的操作信号，或者在紧急时刻要一下子就控制到“安全开度”等情况下，才使用软手动。 3．什么叫控制器的无扰动切换？
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答：基型模拟调节器一般都具备自动与手动两种功能；在进行自动与手动两种功能切换时，在切换瞬间，应保持控制器的输出不变，这样保证执行器的位置在切换过程中不至于突变、不会对生产过程引起附加的扰动，着称为“无扰动切换”。
4．什么是调节器的正作用、反作用？
答：工程上，通常将调节器的输出随反馈输入的增大而增大时，称为正作用调节器；而将调节器的输出随反馈输入的增大而减小时，称为反作用调节器。
5．从控制器的发展及结构原理来看，主要有哪几种类型？
答：⑴．基地式仪表：将检测、显示、控制、乃至记录功能设计在一个整体内。安装简单、使用方便。但一般通用性差，只适用于小规模、简单控制系统。
⑵．单元式组合仪表：单元组合式仪表是将仪表按其功能的不同分成若干单元（例如变送单元、给定单元、控制单元、显示单元等），每个单元只完成其中的一种功能。
其中的控制单元是接受测量与给定信号，然后根据它们的偏差进行控制运算，运算的结果作为控制信号输出。 各个单元之间以统一的标准信号相互联系。
⑶．以微处理器为中心的控制仪表（装置）：内设微处理器，控制功能丰富，很容易构成各种复杂控制系统。 DDZ-Ⅲ型组合仪表习题择选
1．DDZ-Ⅲ基型调节器，输入信号阶跃变化了0。5mA时，其输出信号由6mA变化到7mA，试求调节器的比例放大系数KP与比例度?。
解：DDZ-Ⅲ基型调节器的输入、输出均为4~20mA，所以：
???e0.5?100%??100%?50%；?p7?6
11KP???2?0。502．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为0~800℃，当温度阶跃变化了40℃时，控制器的输出由6mA变化到8mA，试求控制器的比例度?。
解：
???e/(xmax?xmin)40/8001/20???0.4?40%
?p/(pmax?pmin)(8?6)/(20?4)2/163．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为0~1000℃，当温度阶跃变化了40℃时，控制器的比例度?=50%，试求控制器的输出变化。
解：
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???e/(xmax?xmin)；?p/(pmax?pmin)???50%,?e?40?e（/xmax?xmin) ?p??（/pmax?pmin）?40/1000?1。28mA0。5/165．DDZ-Ⅲ比例积分控制器，若将比例度设为200%，稳态时输出为5mA，某瞬间，输入突然增加了0.5mA，试问经过30s后，输出将由5mA变化到6mA，试问积分时间TI=多少？
解：，
输出增量?IO?KP??Ii?KP??Ii?t TITI?KP??Ii?t/(?IO?KP??Ii)?0.5?0.5?30/(1?0.5?0.5)?7.5/0.75?10s
6．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为200~1200℃，当温度给定值由800℃阶跃变化到了850℃时，控制器的输出由12mA变化到16mA，试求控制器的比例度及放大倍数；该控制器属于正作用还是反作用？
解：
???e/(xmax?xmin)；?p/(pmax?pmin)(850?800)（/1200?200）50/1000???100%??100%?20%(16?12)（/20?4）4/16
由于DDZ-Ⅲ型温度控制器的输入与输出都是4~20mA的统一信号，所以：
KP?1??1?5 20%因为：“调节器的反作用：（偏差=给定值—测量值）增加、调节器输出增加”，故该控制器为反作用！
执行器与安全栅
4．1．执行器
1．执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。
2．执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀门是(石油、化工、热工系统）最常见的执行器，种类繁多。
3．自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：
电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但推力较小。 气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，防火防爆；但气源配备不方便。 液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。 4．1-1．气动调节阀
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1．气动调节阀是由气压信号控制的阀门。气动调节阀由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。 执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。 控制机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小。
2．直行程输出的气动执行机构有薄膜式执行机构、气动活塞式执行机构两类。 薄膜式执行机构：正作用执行机构、反作用执行机构 正作用执行机构：信号压力增大时，阀杆向下移动
3．调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型式很多。 直通单座阀：流体对阀芯的不平衡作用力大。一般用在小口径、低压差的场合。
直通双座阀：阀体内有两个阀芯和阀座。流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。
阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。 正装：阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小 4．调节阀的流量特性
调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制系统的调节品质有很大影响。
流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。 固有（理想）流量特性：在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。 常用的调节阀的理想流量特性有四种：
（1）直线特性、（2）等百分比（对数）特性、（3）快开特性、（4）抛物线特性
调节阀的工作流量特性：实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。
为了表示调节阀两端压差△PT的变化范围，以阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin与总压力△ P之比。
5．调节阀的流通能力用流量系数C值表示。流量系数C的定义：在阀两端压差100kPa，流体为水（10Kg／m）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（m /h）。
例如，某一阀门全开、阀两端压差为100kPa时，流经阀的水流量为20 m /h，则该调节阀的流量系数为：C=20。 在调节阀技术手册上，给出了各种阀门的口径和流通能力 C ，供用户查阅。
实际应用中阀门两端压差不一定是100kPa，流经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。 液体流量系数C值的计算：C?Q3
3
3
3
?10?p
气体、蒸汽C值的计算：C?k?Q4．2．安全栅
?10?p
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4．2-1．安全防爆的基本概念
1．安全栅（又称防爆栅）是防止危险电能从控制系统信号线进入现场仪表的安全保护器。
2．不同的危险等级对电气设备的防爆要求不同，煤矿井下用电气设备属Ⅰ类设备；有爆炸性气体的工厂用电气设备属Ⅱ类设备；有爆炸性粉尘的工厂用电气设备属Ⅲ类设备。
对于Ⅱ类电气设备，电路电压限制在30VDC时，各种爆炸性混合物按最小引爆电流分为三级。
级 别 最小引爆电流(mA) 4．2-2．安全火花防爆系统
1．电动仪表存在电路打火的可能。如果从电路设计就开始考虑防爆，把电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下，则此仪表称为安全火花防爆仪表。
2．安全火花防爆仪表只能保证本仪表内部不发生危险火花，对其它仪表通过信号线传入的能量是否安全则无法保证。如果在与其它仪表的电路连线之间设置安全栅，防止危险能量进入，则完全做到了安全火花防爆。
3．构成安全火花防爆系统的二要素：
① 在危险现场使用的仪表必须是安全火花防爆仪表（本安仪表）。 ② 现场仪表与危险场所之间的电路连接必须经过安全栅（防爆栅）。 4．2-3．安全栅
1．安全栅是传递正常信号、阻止危险能量通过的保险器件。如在信号通路上串联一定电阻，起限流作用，可称作电阻式安全栅。其缺点是正常信号也衰减，且防爆定额低。
2．目前最常用的安全栅是齐纳式安全栅安全栅和变压器隔离式安全栅。 3．隔离式安全栅有两种：检测端安全栅、执行端安全栅。 习题：
1．气动调节阀主要由哪两部分组成？各起什么作用？ 答：气动调节阀由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。
执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。 控制机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小。
2．什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀的理想流量特性有哪些？
答：流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。
Ql?f()QmaxLⅡA ⅡB 70＜i＜120 ⅡC i＞120 i≤70 固有（理想）流量特性：在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。 调节阀的工作流量特性：实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。
常用的调节阀的理想流量特性有：（1）快开特性，（2）直线特性，（3）抛物线特性，（4）等百分比（对数）特性。
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