AD693 等组成。输入电路是一个冷端补偿电桥，Rcu为铜补偿电阻，通过改变电位器W1的阻值可以调整变送器的零点。W2和W3的作用是调整量程。
图3.1 一体化热电偶温度变送器原理图
3.4 控制器的选择
3.4.1 控制器控制规律的选择
在串级控制中，主变量直接关系到产品的质量或生产的安全，所以主变量一般要求不得有余差，而对副变量的要求一般都不很严格，允许有一定波动和余差。从串级控制的结构上看，主环是一个定值系统，副环是一个随动系统。对于本系统由于温度变化缓慢造成的滞后较大，为克服较大滞后，选用PID控制器作为主控制器。副控制器只选比例控制器。 3.4.2 控制器正、反作用选择
因为当阀开大使燃料流量增加时，燃烧室温度升高，故副对象为正作用。燃烧室温度增加使烧成带温度也增加，即主对象为正作用。
调节阀为气开式为正作用。 温度传感器均为正作用。
要满足主回路和副回路为负反馈，则副控制器为反作用，主控制器为反作用。
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3.4.3 控制器选型
通过前面的分析，主调节器要用到PID调节，副调节器要用到P调节，所以对于主副调节器我们用两个DDZ-III型控制器即可。
DDZ-III型仪表采用了集成电路和安全火花型防爆结构，提高了仪表精度、仪表可靠性和安全性，适应了大型化工厂、炼油厂的防爆要求。III型仪表具有特点：1）采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一信号标准，现场传输信号为DC4-20mA，控制室联络信号为DC1-5V，信号电流与电压的转换电阻为250?；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）整套仪表可构成安全火花型防爆系统。DDZ-III型仪表室按国家防爆规程进行设计的，而且增加了安全栅，实现了控制室与危险场所之间的能量限制于隔离，使仪表能在危险的场所中使用。
图3.2 DDZ-III型调节器的结构框图
DDZ-III型PID调节器的结构框图如图6。主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、手动与自动切换电路、输出电路和指示电路组成。
调节器接收变送器送来的测量信号(DC4-20mA或DC1-5V），在输入电路中与给定信号进行比较，得出偏差信号，然后在PD与PI电路中进行PID运算，最后由输出电路转换为4-20mA直流电流输出。
对于控制器的正反作用、PID或P调节以及参数的设定都可以通过调节器面板上的操作键来完成。对于主控制器的DDZ-III型调节器，我们将其右侧面板上设有正反作用切换按钮切到反作用上，并在P、TI、TD参数设定轮上使P、TI、TD均不为0构成PID调节；对于副控制器的DDZ-III型调节器，我们将其右侧面板上设有正反作用切换按钮切到反作用上，并在P、TI、TD参数设定轮上将TD设定
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为零，TI设定为无穷大，构成P调节。
综上所述，串级控制在结构上形成的两个闭环，一个在闭环里面，成为内环、副环或副控回路，其控制器为副控制器，在控制中起“粗调”的作用；一个闭环在外面，成为外环、主环或主控回路，其控制器称为主控制器，在控制中起“细调”作用，最终被控量满足控制要求。主控制器的输出作为副控制器的给定值，而副控制器的输出则去控制被控对象。由此，根据串级控制的结构特点可画出隔焰隧道窑温度—温度串级控制系统的结构框图。隧道窑炉串级控制系统的结构框图如下图所示。
图3.3 隔焰隧道窑温度串级控制系统的结构方框图
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第4章 系统调试
本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件MATLAB，使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法有两种，一是以控制系统的传递函数为基础，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。另外一种是面向控制系统电气原理结构图，使用Power System工具箱进行调速系统仿真的新方法。
4.1系统参数的整定
工程实践中，串级控制系统常用的整定方法有以下三种：逐步逼近法；两步整定法；一步整定法。逐步逼近法费时费力，在实际中很少使用。两步整定法虽然比逐步近法简化了调试过程，但还是要做两次4：1衰减曲线法的实测。对两步整定法进行简化，在总结实践经验的基础上提出了一步整定法。为了简便起见，本设计采用一步整定法。
所谓一步整定法，就是根据经验先确定副调节器的参数，然后将副回路作为主回路的一个环节，按单回路反馈控制系统的整定方法整定主调节器的参数。
本次课程设计中的串级控制系统中主、副对象的传递函数分别为： G01(s)=1/(30s+1)(3s+1);g02(s)=1/((10s+1)(s+1)^2);
首先在比例作用的条件下，由大到小逐渐降低副调节器的比例度，进行副回路的参数整定。然后保持副回路的比例度不变，逐步降低主回路的比例度P1，直到得到主回路过渡过程衰减比为4：1的比例度P1S，记取过渡过程的振荡周期T1S。当衰减比为4：1时，比例度P2s为98，振荡周期为T2s为56.3，最后按已求得的P1S、T1S和P2s、T2s值，结合已选定的调节规律，按衰减曲线法整定参数的经验公式，进行主、副调节器的参数的整定。
4.2 系统仿真
根据隔焰隧道窑温度串级控制系统的结构方框图和主副控制对象的传递函数以及控制部分的PID参数可在Simulink中建立系统结构图。由于本次课程设计要求进行分别采用单回路控制和串级控制两种过程控制方式的系统仿真，因此可先进行单回路控制系统的系统仿真，然后再进行
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串级控制系统的系统仿真。单回路控制系统的系统结构仿真原理图和串级控制系统的系统结构仿真原理图如下所示。
图4.1 单回路控制系统仿真图
图4.2 串级控制系统仿真图
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