北京化工大学：《自动化装置》课程电子教案（PPT教学课件）第二章 模拟式仪表 第一节 ICE调节器

第三节ICE调节器 、 方框图 输入电路 PD电路 四、P电路 五、输出电路 六、手动操作电路 七、 指示电路 八、 传递函数

1 ⚫ 第三节ICE调节器 ⚫ 一、方框图 ⚫ 二、输入电路 ⚫ 三、PD电路 ⚫ 四、PI电路 ⚫ 五、输出电路 ⚫ 六、手动操作电路 ⚫ 七、指示电路 ⚫ 八、传递函数

基本定义 二线制、 软手动、硬手动、 保持特 性、无平衡无扰动切换 二、 基本构成 输入电路、PD电路、PI电路的原理 电路（掌握读图及元件的作用） 三、基本原理

2 一、基本定义 二线制、 软手动、 硬手动、 保持特 性、无平衡无扰动切换 二、基本构成 输入电路、 PD电路、 PI电路的原理 电路（掌握读图及元件的作用） 三、基本原理

1、输入电路 (掌握采用偏差、差动输入、 电平移动电 路的原因，会用叠加原理推导电路的输入 输出关系式) 2、PD电路和PI电路 (掌握电路的定性分析， 即=0、>0、>>0时电路的变化过程) 3、双向无平衡无扰动切换 (掌握自动→手动、手动→自动无平无扰 切换的原因)

3 1、输入电路 （掌握采用偏差、差动输入、电平移动电 路的原因，会用叠加原理推导电路的输入 输出关系式） 2、PD电路和PI电路 （掌握电路的定性分析, 即t=0、t>0、t>>0时电路的变化过程） 3、双向无平衡无扰动切换 （掌握自动→手动、手动→自动无平无扰 切换的原因）

15V转换成15mA 对Uo1 红针显示测量 进行PD运 031 算人 2 (U-U 对U2 测量指示之 )→U01 针指示 进行PI运算 1-5mODC 0 U1-5VDC 02 0 4-20mA 自 输入电路 PD电路 PI电路 输出电路 U1-5 软 硬 输出指示 M H 给定指示 【,和硬手操电 给定指示电路 黑针指示 压成比例关系 1-5mADC O 0 软手动电路 硬手动电路 15V转换成 15mA,黑 【和软手操电压对时 针显示给定 间的积分成比例关系

4 ⚫ 一、方框图 测量指示电路 输入电路 给定指示电路 PD电路 软手动电路 PI电路 输出电路 硬手动电路 Ui1-5VDC Us1-5VDC Uo1 Uo2 Uo3 测量指示 红针指示 1-5mADC 给定指示 黑针指示 1-5mADC 软 M 硬 H A 自 输出指示 4-20mA RL 1~5V转换成1~5mA ，红针显示测量 1~5V转换成 1~5mA，黑 针显示给定 2（Ui -Us ）→U01 对U01 进行PD运 算 对U02 进行PI运算 U03 →Io Io和硬手操电 压成比例关系 Io和软手操电压对时 间的积分成比例关系

二、输入电路 (一)作用及原理电路 1、作用 2(Ui-Us) 0V→10V 2、原理电路

5 二、输入电路 （一）作用及原理电路 1、作用 2(U i－Us ) 0V→10V 2、原理电路

导线电阻 U输入电阻 5 反馈电阻 32 R33 5 U 输出电压 B34 R39 反馈电阻 3 U输入电阻 cm2 基准电压 输出电阻 导线电阻 导线电阻电压

6 Rcm1 Ucm1 U i R32 R33 Rcm2 Ucm2 R39 UB R51 R52 R53 A Uo1 5 －△ ＋ Us R34 R35 Ui输入电阻 Us输入电阻 输出电阻 反馈电阻 反馈电阻 导线电阻 导线电阻 基准电压 输出电压 导线电阻电压

A,一理想IC IC的静态 IC同相输 偏置电流 入端和反 相输入端 之间的阻 抗 差模输入阻抗=∞ 偏置电流1、20 共摸增益=0 IC输出电 差模增益=∞ IC输出电 压和共模 压和差模 输入电压 输入电压 之间的增 之间的直 量比 流增量比

7 A5—理想IC 差模输入阻抗=∞ 偏置电流Ib1、Ib2≈0 共模增益＝0 差模增益＝∞ IC同相输 入端和反 相输入端 之间的阻 抗 IC的静态 偏置电流 IC输出电 压和差模 输入电压 之间的直 流增量比 IC输出电 压和共模 输入电压 之间的增 量比

(二)工作原理 1、为何是偏差？ 调节器应接受偏差信号U,一U 采用了Ui和Us并联比较 实现的方法 的方式获得偏差信号

8 （二）工作原理 1、为何是偏差？ ——调节器应接受偏差信号Ui－Us 采用了Ui和Us并联比较 实现的方法 的方式获得偏差信号

R32 差模输入阻抗 -→00 As 35 UR UR e 三 R+R R+R U Us R=R32+R3 R=R34+R35 2 2 →00 28=Ui-Us 偏差信号 9

9 R=R32+R33 R=R34+R35 U i Us － ＋ →∞ 偏差信号 i s i s i s 2 U - U 2 U 2 U R R U R R R U R = = − + − + = ε ε R35 ＋ 差模输入阻抗 →∞ A5 ε － R33 U i Us R34 R32

2、为何是差动？ 消除导线电阻压降可 响 采用差模信号和共模信号 实现的方法 转换的方式消除影响 10

10 2、为何是差动？ ——消除导线电阻压降Ucm1和Ucm2的影响 采用差模信号和共模信号 实现的方法 转换的方式消除影响