控制系统的结构分解课件

2 控制系统的组成及框图以上所列举的控制系统都属于简单控制系统，与其他任何的控制系统相同，这些控制系统均由下列基本单元组成。

○1被控对象（也称被控过程）是指被控制的生产设备或装置。

针对以上三例，分别是液罐、蒸汽加热器、气罐系统。

○2测量变送器用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号输出。

依据电器标准的不同，常用的标准信号包括：0—10mA DC信号（DDZ 二型仪表）、4—20mA DC信号（DDZ 三型仪表）、0.02—0.10MPa气动信号等。

○3执行器常用的是控制阀。

它接受来自控制器的命令信号u，用于自动改变控制阀的开度。

如例1中，控制器通过改变出水阀门的开度以调节水量Q。

，最终达到克服外部扰动对被控变量h的影响。

○4控制器（也称调节器）它将被控变量的测量值与设定值进行比较，得出偏差信号e（t），并按一定的规律给出控制信号u（t），对于工业中常用的各类控制器，其输入输出信号大都为标准的电流信号，如DDZ三型仪表的4—20mA DC信号。

通常，用文字叙述的方法来描述控制系统的组成和工作原理较为复杂，而在过程控制实践中常常采用直观的方框图来表示。

如图1.1.5为液体储罐液位控制对应的方框图，一般的单回路控制系统的方框图可用如图1.1.6所示的方框图来表示方框图中每一条线代表系统中的一个信号，线上的箭头表示信号传递的方向；每个方块代表系统中的一个环节，它表示了其输入对其输出的影响。

方框图可以把一个控制系统变量间的关系完整的表达出来。

3 过程控制的术语○1被控变量（Controlled Variable，CV）也称受控变量或过程变量（Process Variable，PV）。

他是指被控对象需要维持在其理想值的工艺变量，如上述各例中的夜罐液位、换热器工艺介质出口温度、罐内压力。

在过程控制中常用的被控变量包括：温度、压力/差压、液位/料位、流量、成分含量等实际物理量。

有时，也可以用过程变量的检测电信号来表示被控变量，该测量信号称为过程变量的测量值（Measurement）。

一．控制系统结构框架图数据总线由用于RS-485通信的双绞线和一根数据发送允许控制线——使能控制线组成。

示意图如下：当某个PLC需向其他PLC发送数据时，首先判断I0.0是否为高电平，如果为高电平，说明总线处于空闲状态，那么首先将Q0.0输出口导通，把使能找到的电平拉去，如果判断为低电平，则要一直要等到使能线上的电平为高时，才能发送数据，此种方法好处是每个单元都可作为主站或从站，串口数据由固定顺序的4个字节组成（数据1、数据2、数据3、数据4）主控板发送出的数据的含义数据1：主控板标志设定为0xaa数据2：电梯位于的楼层值数据3：电梯的运行方向数据4：电梯预到达的楼层楼层单元板发送数据的含义数据1：单元板标志设定为0x55数据2：乘坐者位于的楼层数据3：乘坐者预到的楼层数据4：乘坐者坐电梯的方向，向上运行设定为0x66,向下运行设定为0x99接受到数据后的运算处理：主控板PLC接收完成一组数据，首先判断数据4的值，若为0x66，时将数据2和数据3的值保存在VB2—VB6的存储器中，方法是：如果数据等于（a）,则VB(a)=0×66，若为0×99，则将数据2和3的值保存在VB11—VB15.楼层单元板PLC接收完一组数据后，要先判断数据1的值，若为0xaa说明是主控PLC发来的数据，则把数据2和数据3送给显示模块，判断数据4的值，点亮相对应的指示灯，若为0x55，则说明是楼层单元PLC发来的数据，则判断数据2和数据3的值，点亮相对应的指示灯。

三．电梯运行状态的控制电梯上点后，首先进行自检，包括厅门是否关闭，车厢门是否关闭，电梯是否为于正确的楼层位置，然后电梯自动运行到都正常的状态，（厅门关闭、车厢门关闭，读取到正常的楼层信息）静止下来，等待命令电梯在静止状态时，接收到的楼层单元发来的信息，判断数据2的大小，如果小于电梯位于的楼层值，电梯向下运行，否则电梯向上运行，电梯在运行的状态下，实时接收各楼层单元发来的数据并进行相应的处理，向下运行时，不断检测VB11—VB15，存储器中的值，在到达对应的楼层时停靠，并清零对应的存储器的值，直至VB1为零，电梯暂停，系统开始判断VB2—VB6中是否有存储器的值为0x66，如果有时开始向上运行，到达相应的楼层。

控制系统构造及原理讲义(PPT 89页)任课教师教研室主任年月日任课教师教研室主任年月日任课教师教研室主任年月日任课教师教研室主任年月日1) 控制器的处理模块(CPU模块)位于塔基控制柜，主要完成数据采集及I/O信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与机舱控制柜光纤通信，接收机舱信号，返回控制信号；与中央监控系统通信，传递信息。

2) 对变流器、变桨距系统、液压系统，偏航系统，润滑系统，齿轮箱及机组关键设备的温度及环境温度等作监控；变流器和变桨距系统的耦合控制，与变流器通信，实现机组变速恒频运行、有功及无功调节、功率控制、高速轴紧急制动、偏航自动对风、自动解缆、发电机和主轴自动润滑、主要部件的除湿加热和散热器开停。

3) 对定子侧和转子侧的电压、电流测量，除了用于监控过电压、低电压、过电流、低电流、三相不平衡外，也用于统计发电量，以及并网前后的相序检测。

4）通过和机舱控制柜相连的信号线实现系统安全关机、紧急关机、安全链复位等功能。

3、控制系统的功能①根据风速信号自动进入起动状态、并网或从电网切出；②根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制；③根据风向信号自动对风；④根据功率因数自动投入(或切出)相应的补偿电容(对于设置补偿电容的机组)。

当发电机脱网时，能确保机组安全关机；⑤在机组运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况进行监测和记录，对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施，并能够根据记录的数据，生成各种图表，以反映风力发电机组的各项性能指标；⑥对于在风电场中运行的风力发电机组还应具备远程通信的功能。

二、安全保护风力发电机组的控制系统具有两种基本功能：一个是运行管理功能，一个是安全保护功能。

1、安全保护系统1）大风保护安全系统多数机组取l0min平均25m/s为切出风速，由于此时风的能量很大，系统必须采取保护措施。

在关机前对失速型风力发电机组，风轮叶片自动降低风能的捕获，风力发电机组的功率输出仍然保持在额定功率左右。