调节器的正反作用

调节器的正反作用

当PV>SV，MV需要开大时为正作用；反之为反作用；

以上判断是在假设阀门特性后进行的，假设阀门为气开阀或电开阀（正作用），调节器的正反作用由被控对象、负反馈即可判断：

当PV>SV时,MV需开大可知被控对象为负，调节器为正，构成负反馈；当PV>SV时,MV需关小可知被控对象为正，调节器为负，构成负反馈。实际完整的判断方法为：

调节器的正反作用设置原理：

实际上，调节器的正反作用通常根据PID控制的闭环回路负反馈的原则设置。

检测仪表×被控对象×调节器×调节阀 = 负反馈

（1）现场各种检测仪表一般都认为是正作用的；（不考虑其正反作

用）（2）气动调节阀门的正反特性由阀门定位器、执行机构的特性共同组成。

（2）①定位器的正反作用（不考虑其正反作用）

（3）输入信号4mA时输出气压最小，输入信号是20mA时输出气压最大，正作用；反之则为反作用。

（4）从理论上说，智能电气阀门定位器可以调校为正作用或者反作用，但是我们在做回路分析时，我们只是以阀门的特性为研究对象，即根据回路特性确定阀门为正作用或者反作用，如果阀门定位器选择反作用，那么也就意味着阀门的执行机构和阀门结构正反作用要调整，也就是说，阀门从结构上做不到气源故障安全位置。所以说，从实践执行的角度来讲，阀门定位器几乎可以认为永远的正作用，除非使用场合有非常特殊的要求。②执行机构的正反作用（需要考虑）：（5）气源压力由小变大时，阀门由关到开为正作用，反之为反作用。气开、电开为正；气关、电关为负。（3）被控对象正反作用（需要考虑）：

（6）当阀门增大时，被控对象也增加为正作用，反之为反作用。简化后：

（7）DCS单回路的调节器的正反作用判定：

（8）被控对象×调节器×调节阀 = 负反馈 DCS串级回路副回路的调节器的正反作用判定：副控对象×调节器×调节阀 = 负反馈 DCS串级回路主回路的调节器的正反作用判定：主控对象×副控对象×调节器 = 负反馈

备注：调节阀一般由工艺、安全等原因事先确定气开（FC）、气关（FO）。被控对象特性由工艺决定，例如温度控制系统：

加热工艺中测量值大于设定值，阀门需要关小，被控对象为正作用；冷却工艺中测量值大于设定值，阀门需要开大，被控对象为反作用。

调节器的正反作用的简单判定方法

1、正偏差与负偏差

在自动控制系统中，被调参数由于受到干扰的影响，常常偏离设定值，即被调参数产生了偏差：e=pv-sp 式中：e为偏差；pv为测量值；sp 为给定值。习惯上，e>0，称为正偏差；e<0，称为负偏差。 2、调节器的正反作用

对于调节器来说，按照统一的规定，如果测量值增加，调节器输出增加，调节器放大系数Kc为正，则该调节器称为正作用调节器；测量值增加，调节器输出减小，Kc为负，则该调节器称为反作用调节器。任何一个控制系统在投运前，必须正确选择调节器的正反作用，使控制作用的方向对头，否则，在闭合回路中进行的不是负反馈而是正反馈，它将不断增大偏差，最终必将把被控变量引导到受其它条件约束的高端或低端极限值上。 3、调节器的正反作用的选择原则闭环控制系统为一般负反馈控制系统

调节器的正反作用的选择原则是保证控制系统为负反馈控制系统，所以，首先应确定控制回路中各环节的符号：

控制参数：控制参数增加时（阀门开大），被控参数增加（液上升），则符号为正，反之为负；

调节阀：当输入信号增加时，开度增加（气开阀），则符号为正，反之为负（气关阀）；

变送器：输入变量增大（如液位升高），输出信号也增大（如毫安信号变大）则为“+”，否则为“-”。

将对象符号与调节阀符号相乘，同号相乘等于“+”，异号相乘等于“-”（例如：“+ ”x“+ ”=“+”，“+”x“-”=“-”，“-”x“-”=“+”），调节器的正负与相乘的符号相反，这是单回路的选择，复杂回路可按照上述方法确定。

例如：调节器的正反作用指输入增加输出也增加为正做用（+），输入增加输出减少为反作用（-）。

1、根据工艺对象的控制特点判定，如容器采用进口阀门控制液位，阀门开大液位上升，则控制对象的特性为A为“+”，若是出口阀门，阀门开大液位下降A 取“-”。本例中选出口阀，阀门开大液位下降A 取“-”。

2、根据工艺状况确保安全第一的前提，选择合适的阀门气开（B取+）还是气关（B取-），设计院一般已确定阀门的作用。如本例中选气关（B取-）。

3、变送器：输入变量增大，液位升高，输出信号也增大，毫安信号变大，则C为“+”。

3、最后根据闭环控制都是负反馈，所以 A*B*C =正，取反后为负，由此可以方便的判断出调节器是选反作用。

但有些人不根据工艺要求选阀，虽然可以通过1、组态中增加有反相器2、阀门的凸轮选择了反装，至使气关阀实际动作是控制输出信号增大，定位器输出是减小阀门打开而不是关闭。但这样做阀门不能保证在气源故障时处于安全状态，建议更换阀门，保证设备的安全，设计人员设错了，及时沟通改正，避免在现场调试时出现事故

如果是串级控制回路，如图所示，它是一个加热炉出口温度对阀后压力的串级调节系统。当燃料气压力变化时，副调节器动作使压力保持恒定，克服其可能给出口温度来的波动。当出口温度变化时，温度调节器发出信号，改变副调节的给定，加减燃料量维护出口温度的稳定。调节作用判定如下：

调节器正反作用

调节器的正反作用 当PV>SV，MV需要开大时为正作用；反之为反作用； 以上判断是在假设阀门特性后进行的，假设阀门为气开阀或电开阀（正作用），调节器的正反作用由被控对象、负反馈即可判断： 当PV>SV时，MV需开大可知被控对象为负，调节器为正，构成负反馈； 当PV>SV时，MV需关小可知被控对象为正，调节器为负，构成负反馈。 实际完整的判断方法为： 当PV>SV时 调节器 阀门需开大阀门需关小 气、电开阀正作用反作用 气、电关阀反作用正作用 调节器的正反作用设置原理： 实际上，调节器的正反作用通常根据PID控制的闭环回路负反馈的原则设置。 检测仪表×被控对象×调节器×调节阀= 负反馈 （1）现场各种检测仪表一般都认为是正作用的；（不考虑其正反作用） （2）气动调节阀门的正反特性由阀门定位器、执行机构的特性共同组成。

①定位器的正反作用（不考虑其正反作用） 输入信号4mA时输出气压最小，输入信号是20mA时输出气压最大，正作用；反之则为反作用。 从理论上说，智能电气阀门定位器可以调校为正作用或者反作用，但是我们在做回路分析时，我们只是以阀门的特性为研究对象，即根据回路特性确定阀门为正作用或者反作用，如果阀门定位器选择反作用，那么也就意味着阀门的执行机构和阀门结构正反作用要调整，也就是说，阀门从结构上做不到气源故障安全位置。所以说，从实践执行的角度来讲，阀门定位器几乎可以认为永远的正作用，除非使用场合有非常特殊的要求。 ②执行机构的正反作用（需要考虑）： 气源压力由小变大时，阀门由关到开为正作用，反之为反作用。 气开、电开为正；气关、电关为负。 （3）被控对象正反作用（需要考虑）： 当阀门增大时，被控对象也增加为正作用，反之为反作用。 简化后： DCS单回路的调节器的正反作用判定： 被控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路副回路的调节器的正反作用判定： 副控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路主回路的调节器的正反作用判定： 主控对象×副控对象×调节器= 负反馈

调节器正反作用的确定3

1，我记得上学的时候老师教的一个简单办法，不晓得有没有记错，判断副参变动对阀门的影响，可以确定副控的作用方式，再判断主参变动对阀门的影响，确定主控的作用方式，如果副控是正作用，则主控取反。说白了就是分开判断主副控，然后如果副控是正作用，则相应主控取反。 2，主、副调节器正反作用方式的确定 一个过程控制系统正常工作必须保证采用的反馈是负反馈。串级控制系统有两个回路，主、副调节器作用方式的确定原则是要保证两个回路均为负反馈。确定过程是首先判定为保证内环是负反馈副调节器应选用那种作用方式，然后再确定主调节器的作用方式。以图1所示物料出口温度与炉膛温度串级控制系统为例，说明主、副调节器正反作用方式的确定。 副调节器作用方式的确定： 首先确定调节阀，出于生产工艺安全考虑，燃料调节阀应选用气开式，这样保证当系统出现故障使调节阀损坏而处于全关状态，防止燃料进入加热炉，确保设备安全，调节阀的 Kv >0 。然后确定副被控过程的Ko2，当调节阀开度增大，燃料量增大，炉膛温度上升，所以 Ko2 >0 。最后确定副调节器，为保证副回路是负反馈，各环节放大系数(即增益)乘积必须为正，所以副调节器 K 2>0 ，副调节器作用方式为反作用方式。 主调节器作用方式的确定： 炉膛温度升高，物料出口温度也升高，主被控过程 Ko1 > 0。为保证主回路为负反馈，各环节放大系数乘积必须为正，所以副调节器的放大系数 K 1> 0，主调节器作用方式为反作用方式。 3，根据生产工艺安全原则，先确定其开关形式，然后按照被控对象的特性，决定其正反作用；最后遵照组成该系统的三个环节的静态放大系数极性相乘必须为正的原则，决定调节器的正反作用。 具体如下： 先明白被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向是怎样规定的？ 被控对象的正反作用方向规定为：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于正作用；反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于反作用 调节阀的的作用方向由它的气开、气关型式来确定。气开阀为正方向，气关阀为反方向 如果将调节器的输入偏差信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的调节器称为正作用调节器；反之，调节器的输出信号随偏差增加而减小的称为反作用调节器 选择调节器的正反作用先做如下两条规定：1.气开调节阀为+A，气关调节阀为-A； 2.调节阀开大，被调参数上升为+B，下降为-B。; 则A.B=+ 时调节器选反作用； A.B=- 时调节器选正作用。

PID 控制器的正作用与反作用

PID Controller Action: Directing Acting & Reverse Acting Air to open/close valves and direction of control action Control valves come in two sorts: air to open; and air to close. Air to open valves are normally held closed by the spring and require air pressure (a control signal) to open them – they open progressively as the air pressure increases. Air to close valves are valves which are held open by the valve spring and require air pressure to move them towards the closed position. The reason for the two types of valves is to allow fail safe operation. In the event of a plant instrument air failure it is important that all control valves fail in a safe position (e.g. an exothermic reactor’s feed va lves (or, perhaps, just one of the valves) should fail closed (air to open) and its coolant system valves fail open (air to close)). The type of valve used obviously impacts on what a controller has to do – changing the type of valve would mean that the controller would need to move the manipulation in the opposite direction. To simplify things in this course we shall assume that we are always using air to open valves – an increase in control action will cause the valve to open and the flow through it to increase. The other important thing you need to understand is the direction of control action. Consider the system shown in the diagram. PID Controller Action Consider Two cases: 1) Level Controller LC controlling discharge control valve. In this process I have connected a level controller to the bottom valve. For this configuration the controller needs to increase its signal (and hence the flow) when the level in the tank increases. 2) Level Controller LC controlling inlet control valve. In this case the controller needs to reduce the flow when the level in the tank increases. Both configurations are equally capable of controlling the level, but they require the controller to do entirely opposite things. This is what direction of control action involves. A direct acting controller is one whose output tends to increase as the measurement signal increases. A reverse acting controller is one whose output tends to decrease as the measurement signal increases.

调节器正反作用确定

调节器正反作用确定 把系统的输出信号直接或经过一些环节引回到输入端的做法叫负反馈。反馈分为负反馈和正反馈。引回到输入端的信号是减弱输入端的作用的，称为负反馈，用“—”表示；引回到输入端的信号是加强输入端的作用的，称为正反馈，用“+”表示。 反馈控制系统的特点：该系统中的控制器是根据被控变量的测量值与设定值的偏差来进行控制的。 控制器正反作用的确定方法有两种：逻辑推理法和方框图法。 所谓方框图法，就是利用控制系统中各环节的符号来确定控制器正、反作用的方法。环节正、负符号的定义是：凡是输入增大导致输出也增大的为“+”，反之为“—”。对于控制系统中的四个环节，一般只需要确定控制阀、被控对象、和控制器三个环节的符号，至于变送器，可不考虑。因为当被控变量增加时，其输出量一般也是增加的，一般都是“+”。 控制阀环节，对于气开式，因为输入增大，输出也增大，所以定义为“+”；气关式定义为“—”。 被控对象环节，只需考虑控制通道输出和输入信号的关系，当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象定义为“+”；反之，定义为“—”。输入量是扰动和操纵变量，输出量是被控变量。 控制器环节，仅考虑以测量值为输入（设定值不变）的环节，即输入增大，输出也增大为“+”，反之为“—”。因为还有一种情况，就是以设定值为输入（测量值不变），此时，则正好相反，给予控制器的正反作用正好相反。 我们可以用表格进行逻辑运算。

环节控制阀被控变量控制器作用方式作用类型+/—+/—+/—正/反

很多人搞不清楚调节器的正反作用，是因为被△偏差的定义给搞糊涂了，我们实际使用中，都是将PV-SP定义为偏差，但是在我们学习的自控理论中，则是将SP-PV定义为偏差，这两个定义刚好相反，业界也一直没有统一，所以大家理解起来当然容易搞混了。 其实这个判别方法很简单，就是不要根据偏差来判断，用测量值PV来判断，测量值越大，调节器的输出值越大，这个调节器就是正作用；反之，测量值越大，调节器输出越小，这个调节器就是反作用。 （此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容， 供参考，感谢您的配合和支持）

调节器正反作用的判定方法(简单好用)

调节器的正反作用的简单判定方法 1、正偏差与负偏差 在自动控制系统中，被调参数由于受到干扰的影响，常常偏离设定值，即被调参数产生了偏差：e=pv-sp 式中：e为偏差；pv为测量值；sp为给定值。习惯上， e>0，称为正偏差；e<0，称为负偏差。 2、调节器的正反作用 对于调节器来说，按照统一的规定，如果测量值增加，调节器输出增加，调节器放大系数Kc为正，则该调节器称为正作用调节器；测量值增加，调节器输出减小，Kc为负，则该调节器称为反作用调节器。 任何一个控制系统在投运前，必须正确选择调节器的正反作用，使控制作用的方向对头，否则，在闭合回路中进行的不是负反馈而是正反馈，它将不断增大偏差，最终必将把被控变量引导到受其它条件约束的高端或低端极限值上。 3、调节器的正反作用的选择原则 闭环控制系统为一般负反馈控制系统 调节器的正反作用的选择原则是保证控制系统为负反馈控制系统，所以，首先应确定控制回路中各环节的符号： 控制参数：控制参数增加时（阀门开大），被控参数增加（液上升），则符号为正，反之为负； 调节阀：当输入信号增加时，开度增加（气开阀），则符号为正，反之为负（气关阀）； 变送器：输入变量增大（如液位升高），输出信号也增大（如毫安信号变大）则为“+”，否则为“-”。 将对象符号与调节阀符号相乘，同号相乘等于“+”，异号相乘等于“-”（例如：“+”x“+”=“+”，“+”x“-”=“-”，“-”x“-”=“+”），调节器的正负与相乘的符号相反，这是单回路的选择，复杂回路可按照上述方法确定。

例如：调节器的正反作用指输入增加输出也增加为正做用（+），输入增加输出减少为反作用（-）。 1、根据工艺对象的控制特点判定，如容器采用进口阀门控制液位，阀门开大液位上升，则控制对象的特性为A为“+” ，若是出口阀门，阀门开大液位下降A 取“-”。本例中选出口阀，阀门开大液位下降A取“-”。 2、根据工艺状况确保安全第一的前提，选择合适的阀门气开（B取+）还是气关（B取-），设计院一般已确定阀门的作用。如本例中选气关（B取-）。 3、变送器：输入变量增大，液位升高，输出信号也增大，毫安信号变大，则C 为“+”。 3、最后根据闭环控制都是负反馈，所以 A*B*C =正，取反后为负，由此可以方便的判断出调节器是选反作用。 但有些人不根据工艺要求选阀，虽然可以通过1、组态中增加有反相器2、阀门的凸轮选择了反装，至使气关阀实际动作是控制输出信号增大，定位器输出是减小阀门打开而不是关闭。但这样做阀门不能保证在气源故障时处于安全状态，建议更换阀门，保证设备的安全，设计人员设错了，及时沟通改正，避免在现场调试时出现事故 如果是串级控制回路，如图所示，它是一个加热炉出口温度对阀后压力的串级调节系统。当燃料气压力变化时，副调节器动作使压力保持恒定，克服其可能给出口温度来的波动。当出口温度变化时，温度调节器发出信号，改变副调节的给定，加减燃料量维护出口温度的稳定。调节作用判定如下：

PI调节器

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。

为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI 调节器或PID调节器。微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器

自动调节器典型调节规律及调节过程分析

第八章 调节器调节规律及其对过程影响 第一节 自动调节器典型调节规律及调节过程分析 调节器的基本调节规律是模拟运行人员的基本操作，是运行人员调节动作精华的总结。选择合适的调节器动作规律是热工自动人员的职责范畴，但运行人员如果能理解各种动作的调节过程，就能够使用好相应的自动调节系统。 自动调节的目的是要及时准确地进行调节，前面我们已经讲到基本环节由比例、积分、惯性、微分、迟延组成。因为惯性、迟延环节不符合及时准确的要求，所以我们可考虑的就只有比例、积分、微分这三种特性了（积分、微分调节规律一般不能单独使用）。自动调节器的典型动作规律按照环节特性可分为比例（P ）、比例积分（PI ）、比例微分（PD ）、比例积分微分（PID ）。 一、典型调节规律 1. 比例（P ）调节规律 比例调节作用简称为P 作用，是所有调节器必不可少的一种典型调节作用。P 作用实质上就是典型环节中的比例作用。不过这个环节一般用电子元件构成的电路来实现，其输入输出都是电信号。 比例环节的传递函数P K W =，P K 称为比例环节的比例放大系数；而在比例（P ）调节作用中，传递函数习惯上表示成δ 1 =P W ， （8-1） 式中 P K 1 = δ——调节器的比例带（比例度），δ越大，比例作用越弱。 下面以如图8-1所示的采用浮子式比例调节器的水位调节系统为例，说明比例调节器的调节规律。该系统的被调对象是有自平衡能力的单容水箱；浮子起到检测器的作用，用于感受水位的变化；比例调节器就是杠杆本身，杠杆以O 点为支点可以顺时针或逆时针转动。给定值的大小与给定值连杆的长短有关；选择流入侧阀门作为调节阀，由调节器来控制它的开度变化。当某种扰动使水位升高时（说明此时流入量1q ＞流出量2q ），浮子随之升高，通过杠杆作用使阀门芯下移，关小调节阀，流入量1q 减小直至等于流出量 2q 。反之，当某种扰动使水位降低时（说明此时流入量1q ＜流出量2q ，浮子随之降低，通过杠杆作用使阀门芯上移，开大调节阀，流入量1q 加大直至等于流出量2q 。这样，就可以自动地把水位H 维持在某个 高度附近，完成水位的自动调节。↓↑?μh ，↑↓?μh ，动作方向始终正确，朝着减小被调量波动的方向努力。比例调节器的动画演示见光盘第八章目录下”比例调节器流出侧扰动(阶跃减少)”和“比例调节 图示中连杆长度为L ，水位如图8-1所示。假设在目前调节阀门开度μ下流入流出正好平衡，水位稳定不变。此时，将给定值连杆变短后重新装入，由于连杆变短，水位还是原数值没有变化，所以调节器杠杆右侧下降左端升高，调节阀门开度阶跃开大，使流入量1q 阶跃增加，21q q >，进而引起水位H 上升，水位上升的同时，调节杠杆右侧又不断回升，杠杆左端下移，调节阀开度不断关小，使1q 减小，当21q q =时，水位处于新的平衡状态。这个新的水位高于原来的水位，所以给定值连杆长度变短相当于给定值的增

正反作用

一般说控制系统是由对象、检测仪表、控制器、执行器四部分构成，而且是负反馈系统。一般有现场的各种检测仪表它一般是正作用的，PID调节器是比例微分积分控制器，阀门定位器和阀门是在一起的，阀门属于执行器。阀门由于是由执行机构和控制机构组成，它有四种组合。控制系统的正反作用方向主要由控制器、执行器和对象决定。 执行器因为包括执行机构和控制机构两部分。正反作用反向为四种组合。序号执行机构控制阀气动执行器 a 正正气关（正） b 正反气开（反） c 反正气开（反） d 反反气关（正） 执行器（阀门的）气开式一般式正作用方向，气关式一般是反作用方向。 对于被控对象当操作变量增加时，被控变量增加为正作用，反之为反作用。 控制器的作用方向：当给定值不变，被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，称为“正方向”；或者当测量值不变，给定值减小时。控制器的输出增加称为“正方向”。反之称为“反方向”。在这里被控变量是我们需要保持恒定的工艺参数，比如温度、压力、流量等。要构成一个负反馈控制系统，如果已经确定了执行器、控制器好对象的方向。就根据正正为正，正反为反的预兆怒责确定控制系统的作用方向。阀门正反装是它的安装要求，而与控制系统的正反作用方向无关。 阀门的气开气关：阀门在断气的情况下处于全关的状态叫气开，阀门在断气的情况下处于全开的状态叫气关；PID调节器的正反作用：输入值与反馈信号做减法为反作用；做加法为正作用；执行机构的正反作用：气源压力由小变大时，阀门由关到开为正作用，反之为反作用；定位器的正反作用：输入信号4mA时输出气压最小，输入信号是20mA时，输出气压最大，这种情况为正作用；反之则为反作用；阀门的正装反装：不知是指阀门的执行机构向上向下，还是只介质的流向与阀门的流向相同还是相反； 正反作用阀门主要是针对阀门组的控制，同一个信号控制多个阀门，有的需要开有的需要关，只能选用不同作用的阀门来实现 我们讨论阀门正反特性的时候，默认阀门作为一个完整的功能来讨论的，而一个完整的阀门正反特性由阀门定位器、执行机构、阀门正装反装这3个串行元件的特性共同组成。阀门定位器作为控制回路中的一个串行元件，它的正反作用对于回路的正反作用当然有影响。厂家之所以这么说，是因为我们所有的阀门在选型时都默认为正作用。

仪表自控专业控制器正反作用的说明和选择

控制器的正反作用是指的自动控制回路。 如一个槽子的液位自动控制： 当调节阀装在槽子的进料侧时，槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时，调节阀要关小，此时我们说他是反作用。 当调节阀装在槽子的出料侧时，槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时，调节阀要开大，此时我们说他是正作用。 RRRRR 如上图，液位上升，入口阀开度减小，为反作用； 液位上升，出口阀开度增大，为政作用。 就是阀门开度根据你测量值的增大而增大就是正作用 就是阀门开度根据你测量值的减小而增大就是反作用 （注意：调节阀的气开气关，流开流关，对正反作用的选择是有影响的。例如：输出4～20ma 增大，IA气压增大，对气关阀来说，开度是减小的） 首先说一下“控制器”，在现今的智能调节器或DCS等基于微处理器的控制系统中，就是指一段程序（或者说算法），大部分情况是指“PID调节器”（或PID算法）。 1.控制器的输出，就是控制算法的输出，在程序中它只是一个“内存变量”；如果非要对应到物理量，我想4-20mA更可能一些。 2.我的理解，决定正反作用，是输出在经过调整之后，使得测量值达到给定值之后的稳定状态的情况下，此时的输出和上一个稳态输出之间的相对关系，而不是在调节器正在动态响应的期间，在动态响应过程中，即使测量值一直在减小，控制器的输出也可能会发生方向上的改变。楼主给的问题应该是正在动态过程中，是无法判断的。

"1.书中“控制器的输出”是指什么啊？是4-20mA的电流么还是20-100KPa的风压还是控制阀的开度？" “控制器的输出”是指4-20mA的电流,而与4-20mA的电流对应的是20-100KPa的风压.除非电/气转换器是反的. "2.当被控变量大于设定值而正在减少时，如设定压力为1.0MPa，测量值正由1.2MPa降到1.1MPa但此时还是大于设定值，如果控制器的输出增加，是正作用还是反作用啊" 正作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出增加. 偏差=PV-SV 的值减小,输出减小. 反作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出减小. 偏差=PV-SV 的值减小,输出增加. "当设定压力为1.0MPa，测量值正由1.2MPa降到1.1MPa,如果控制器的输出增加"，是反作用. 因为测量值正由1.2MPa降到1.1MPa, 是偏差=PV-SV 的值减小, 而控制器的输出增加,所以是反作用.

(推荐)控制阀的正作用与反作用

控制阀的正作用与反作用 一、正作用和反作用简介 调节器有正作用和反作用调节器两种。调节器正反作用的选择同被控过程的特性及调节阀的气开、气关形式有关。被控过程也分正反两种。当被控过程的输入量（通过调节阀的物料或能量）增加（或减小）时，其输出（被控参数）亦增加（或减小），此时称其被控过程为正作用；反之，当被控过程的输入量增加时，其输出却减小，称其过程为反作用。一个控制系统能够正常工作，则其组成的各个环节的极性（可用其静态放大系数表示）相乘必须为正。由于变送器的静态放大系数Km通常为正极性，故只需调节器静态放大系数Kc，调节阀静态放大系数Kv和过程的静态放大系数Ko极性相乘必须为正即可。 对于控制系统各环节的极性是这样规定的：正作用调节器，即当系统的测量值增加时，调节器的输出亦增加，其Kc 取负；反作用调节器，即当系统的测量值增加时，调节器的输出减小，其Kc取正。气开阀Kv取正，气闭阀Kv取负。正作用被控过程，其Ko取正，反作用被控过程，其Ko取负。 确定调节器的正反作用次序为：首先根据工艺安全等原则确定调节阀的气开、气闭形式，然后根据被控过程特性，确定其正反作用；最后根据上述组成该系统的各环节的静态放大系数极性相乘必须为正的原则来确定调节器的正反作用形式。一般来说：正向作用设定值高于一个值，平常输出是0，也就是阀门通常是关闭（或开启）的，而反向作用跟正向作用相反。 关闭（后开启）的是阀门的常态。 对调节器来说输入增加，输出也增加为正作用。输入增加输出减少为反作用。 对调节阀来说气源从膜头上面进的称正作用调节阀，气源从膜头下面进的称反作用调节阀。 气源增加阀门打开称气开阀，气源增加阀门关闭称气闭阀。

PID调节器的作用及其参数对系统

实验六 PID调节器的作用及其参数对系统 调节质量的影响 一.实验目的: 1.了解和观测PID基本控制规律的作用，对系统动态特性和稳态特性及稳 定性的影响。 2.验证调节器各参数(Kc，Ti，Td), 在调节系统中的功能和对调节质量的 影响。 二. 实验内容: 1.分别对系统采取比例(P)、比例微分(PD)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID) 控制规律，通过观察系统的响应曲线，分析系统各性能的变化情况。 1.观测定值调节系统（扰动作用时）在各调节规律下的响应曲线。 2.观测调节器参数变化对定值调节系统瞬态响应性能指标的影响。 三. 实验原理: 参考输入量（给定值）作用时，系统连接如图（6-1）所示: 图（6-1） 扰动信号作用时，系统连接如图（6-2）所示：

图（6-2） 四. 实验步骤: 利用MATLAB中的Simulink仿真软件。 l. 参考实验一，建立如图(6-1)所示的实验原理图； 2. 将鼠标移到原理图中的PID模块进行双击，出现参数设定对话框，将PID 控制器的积分增益和微分增益改为0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。 3. 单击工具栏中的图标，开始仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性 能；调整比例增益，观察响应曲线的变化，分析系统性能的变化。 4. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例微分控制的作用。 5. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例积分控制的作用。 6. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲 线，分析比例积分微分控制的作用。 7. 参照实验一的步骤，绘出如图(6-2)所示的方块图; 8. 将PID控制器的积分增益和微分增益改为0，对系统进行纯比例控制。不断 修改比例增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=4，记下此时的比例增益值。 9. 修改比例增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2，记下此时的比例 增益值。 10. 修改比例增益，使系统输出呈临界振荡波形,记下此时的比例增益值。 11. 将PID控制器的比例、积分增益进行修改，对系统进行比例积分控制。不断

调节器正反作用的选择

调节器正反作用的选择 FC的阀一般用反作用，FO的阀用正作用 对于（定值或随动）调节系统来说，整个调节回路必须处于负反馈才能正确构成； 在调节回路中的各个环节参数的传递有的成正比（正作用）有的成反比（反作用），以一个简单液位调节系统举例： . 调节阀装在入口开阀使液位上升是正作用，调节阀装在出口开阀使液位下降是反作用； 信号增加阀门（假设带定位器）开大是正作用，信号增加阀门关闭是反作用；（这里不是指正作用阀和反作用阀） 液位上升时测量信号增大是正作用，液位上升时测量信号减小是反作用； . 各个环节的正正反反相互叠加抵消后，调节回路处于负反馈就能够工作；如果调节回路处于正反馈就必须通过调节器增加一个“反”，使调节回路处于负反馈。 . 叠加方式为：顺着参数（信号）传递通道依次叠加，正正得正，正反得反，反正得反，反反得正，直到传递回路闭合。 . 例如：简单液位调节系统，调节阀装在入口，调节阀气开，定位器反作用则： 液位上升变送器输出上升（正），变送器输出上升调节器输出上升（正，叠加后仍为正），调节器输出上升定位器输出下降（反，叠加后为反），定位器输出上升（设调节器为正作用）调节阀开度上升（正，叠加后仍为反），调节阀开度上升液位上升（正，叠加后仍为反，），此时回路闭合，系统为负反馈，调节器定为正作用可以工作。 若上例中调节阀改为气闭或者定位器改为正作用，叠加的结果为正，调节器定为反作用； 若上例中调节阀改为气闭同时定位器改为正作用，叠加的结果为反，调节器定为正作用； 一般来说，由于被调参数经测量到调节器的叠加结果大多是“正”，如果调节器输出增加会使被调参数增加（正）系统处于正反馈，需要将调节器置于反作用；如果调节器输出增加会使被调参数下降（正）系统已经处于负反馈，需要将调节器置于正作用。 其实按不讲道理的说法就是：如果调节器输出增加会使指示上升就置反作用，反之为正作用。

控制器正反作用选择

控制器正、反作用的确定 在控制系统中，不仅是控制器，而且被控对象、测量元件及变送器和执行器都有各自的作用方向。它们如果组合不当，使总的作用方向构成正反馈，则控制系统不但不能起控制作用，反而破坏了生产过程的稳定。所以在系统投运前必须注意检查各环节的作用方向，其目的是通过改变控制器的正、反作用，以保证整个控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。 所谓作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向。当某个环节的输入增加时，其输出也增加，则称该环节为“正作用”方向，反之，当环节的输入增加时，输出减少的称“反作用”方向。 对于测量元件及变送器，其作用方向一般都是“正”的，因为当被控变量增加时，其输出量一般也是增加的，所以在考虑整个控制系统的作用方向时，可不考虑测量元件及变送器的作用方向（因为它总是“正”的），只需要考虑控制器、执行器和被控对象三个环节的作用方向，使它们组合后能起到负反馈的作用。 对于执行器，它的作用方向取决于是气开阀还是气关阀。当控制器输出信号增加时，气开阀的开度增加，因而流过阀的流体流量也增加，故气开阀是“正”方向。反之，由于当气关阀接收的信号增加时，流过阀的流体流量反而减少，所以是“反”作用。执行器的气开或气关形式主要应从工艺安全角度来确定。 对于被控对象的作用方向，则随具体对象的不同而各不相同。当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”的。反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。 由于控制器的输出决定于被控变量的测量值于给定值之差，所以被控变量的测量值与给定值变化时，对输出的作用方向是相反的。对于控制器的作用方向是这样规定的：当给定值不变，被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，称为“正作用”方向，或者当测量值不变，给定值减小时，控制器的输出增加的称为“正作用”方向。反之，如果测量值增加（或给定值减小）时，控制器的输出减小的称为“反作用”方向。 在一个安装好的控制系统中，对象的作用方向由工艺机理可以确定，执行器的作用方向由工艺安全条件可以确定，而控制器的作用方向要根据对象及执行器的作用方向来确定，以使整个控制系统构成负反馈的闭环系统。

常规控制正反作用判断总结

常规控制正反作用判断总结 一：单回路正反作用判断 调节器正反作用的概念，通常应用于仪表控制行业。由于控制理论中定义的偏差(SP-PV)与仪表行业定义的偏差正好相反(PV-SP)，仍然采用偏差来描述正反作用与控制器输出的关系会存在混淆。因此，用测量值与控制器输出的关系来定义控制器的正反作用，具体定义为：若测量信号增加(假设设定值不变)，控制器比例作用的输出也增加的称正作用，否则为反作用。 控制器正反作用的选取原则，是要使控制回路构成负反馈系统，根据控制理论中关于稳定性判据的论证，这种情况下系统能够使偏差逐渐减小，并最终趋于稳定。单回路控制正反作用的判断相对容易些，是指一个单回路控制系统中，只要调节器的放大系数Kc、调节阀的放大系数Kv、被控对象的放大系数Ko的乘积为正，就能实现负反馈控制，这时传递函数特征根都位于复数域的负半平面，而这恰是系统稳定的充分必要条件。 其中调节器、调节阀和对象放大系数正负号规定如下： 1. 调节器放大系数的正负号 对于调节器来说，测量值增加，输出增加，称为正作用，调节器放大系数Kc为负。Kc取负，是因为比较环节的测量通道占了一个“-”号，即表达式为：(PV-SP)= - (SP-PV)。而(SP-PV)是PID控制器的偏差输入。反之，测量值增加，控制器输出减小，Kc为正，称为反作用。 2. 调节阀放大系数的正负号 调节阀的放大系数Kv定义为气开阀(FC)Kv为正，气关阀(FO)Kv为负。 3.对象放大系数的正负号 对象的放大系数Ko定义为：如操作变量增加，被控变量也增加，Ko为正；操作变量增加，被控变量减少，Ko为负。例如，在炉膛负压控制中，操作变量为空气流量，被控变量为炉膛压力，当引风机转速增加(出口阀门开度恒定)，空气流量增大，炉膛压力就会降低，这时Ko即为负。 由此可知，单回路控制系统调节器正反作用的确定方法如下：首先确定调节阀Kv是气开阀还是气关阀，接着确定对象放大系数Ko的正负号，根据(Kv * Ko * Kc) >0 的原则，可得Kc的正负号，从而确定调节器的作用方式。

调节器调调节规律的选择

调节器调调节规律的选择 目前,工业上常用的主要有P、I、D三种调节规律组合而成。调节器的选型应根据调节系统的特性和工艺要求。 比例调节器的特点是：调节器的输出与偏差成比例，阀门位置与偏差之间有对应关系。当负荷变化时，克服干扰能力强，过渡过程时间短，过程终了存在余差。负荷变化愈大，余差愈大。 它适用于调节通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数只要求在一个范围内变化的系统。如中间贮罐的液位、精馏塔塔釜液位，以及不太重要的蒸汽压力等。 比例积分调节器的特点是：积分作用使调节器的输出与偏差的积分成比例。积分作用使过渡过程结束时无余差，但稳定性降低。虽然加大比例度可以提高稳定性，但超调量和振荡周期都增大，回复时间也加长。 比例积分调节器适用于调通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统。例如流量、压力和要求严格的液位调节系统，都采用比例积分调节器。这是使用最多，应用最广的调节器。 比例积分微分调节器的特点是：微分作用使调节器的输出与偏差变化速度成比例。它对克服容量滞后有显著效果。在比例的基础上加入微分作用则增加稳定性。再加上积分作用可以消除余差。对于滞后很小的对象，应避免引入微分作用，否则会导致系统的不稳定。 PID三作用调节器用于容量滞后较大的对象（如温度对象），负荷变化大的系统可获得满意的调节质量。

调节参数的工程整定 调节系统的过渡过程，与调节对象的特性、干扰形式和大小、调节方案的确定以及调节参数的整定有着密切的关系。对象特性和干扰情况是受工艺操作和设备特性限制的。在确定调节方案时，只能尽量设计合理，并不能任意改变它。一旦方案确定之后，对象各通道的特性就已成定居。这时调节系统的调节质量只取决于调节器参数的整定了。所谓调节器参数的整定，就是求取最好的过渡过程中调节器的比例度δ、积分时间T1、微分时间T D具体数值的工作。 整定调节器参数的方法，至今已有几十种，可分两大类。一类是理论计算整定法。如反应曲线法、频率特性法、根轨迹法等。这些方法都要获得对象的动态特性。由于化工对象特性复杂，其理论推导和实验测定都比较困难；有的不能得到完全符合实际对象特性的资料；有的方法繁琐，计算麻烦；有的采用近似方法忽略了一些因素。因此，最后所得数据可靠性不高，还需要拿到现场去修改。因而在工程上多不采用。 另一类是工程整定的方法。就是避开对象特性曲线和数学描述，直接在调节系统中进行整定。其方法简单，计算简便，容易掌握。当然，这是近似的方法，所得调节器的参数不一定是最佳参数。但是相当实用，可以解决一般实际问题。 一、经验凑试法 此法是根据经验先将调节器参数放在一个数值上，直接在闭合调节系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪上看过渡过程曲线。

调节器的正反作用简单判定方法

调节器的正反作用设置原理： 实际上，调节器的正反作用通常根据PID控制的闭环回路负反馈的原则设置。

（1）现场各种检测仪表一般都认为是正作用的；（不考虑其正反作用） （2）气动调节阀门的正反特性由阀门定位器、执行机构的特性共同组成。 ①定位器的正反作用（不考虑其正反作用） 输入信号4mA时输出气压最小，输入信号是20mA时输出气压最大，正作用；反之则为反作用。 从理论上说，智能电气阀门定位器可以调校为正作用或者反作用，但是我们在做回路分析时，我们只是以阀门的特性为研究对象，即根据回路特性确定阀门为正作用或者反作用，如果阀门定位器选择反作用，那么也就意味着阀门的执行机构和阀门结构正反作用要调整，也就是说，阀门从结构上做不到气源故障安全位置。所以说，从实践执行的角度来讲，阀门定位器几乎可以认为永远的正作用，除非使用场合有非常特殊的要求。 ②执行机构的正反作用（需要考虑）： 气源压力由小变大时，阀门由关到开为正作用，反之为反作用。 气开、电开为正；气关、电关为负。 （3）被控对象正反作用（需要考虑）： 当阀门增大时，被控对象也增加为正作用，反之为反作用。 简化后： DCS单回路的调节器的正反作用判定：

被控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路副回路的调节器的正反作用判定： 副控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路主回路的调节器的正反作用判定： 主控对象×副控对象×调节器= 负反馈 备注：调节阀一般由工艺、安全等原因事先确定气开（FC）、气关（FO）。 被控对象特性由工艺决定，例如温度控制系统： 加热工艺中测量值大于设定值，阀门需要关小，被控对象为正作用； 冷却工艺中测量值大于设定值，阀门需要开大，被控对象为反作用。

控制系统习题问题详解

1.1 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？ 控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系； 干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。 （1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面） 控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。 控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。 控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。 （2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面） 干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。 干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀， 干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。 干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个纯滞后时间τ0。 1.2 如何选择操纵变量？ 1）考虑工艺的合理性和可实现性； 2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数； 3）控制通道时间常数应适当小些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。干扰动通 道时间常数越大越好，阶数越高越好。 4）控制通道纯滞后越小越好。 1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响？对控制系统的动态质量有何影响？ 比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。随着δ减小，系统的稳定性下降。 1.5图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问：影响物料出口温 度的主要因素有哪些？如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用？ 答：影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。被控变量应选择物料的出口温度，操纵变量应选择蒸汽流量。物料的出口温度是工艺要求的直接质量指标，测试技术成熟、成本低，应当选作被控变量。可选作操纵变量的因数有两个：蒸汽流量、物料流量。后者工艺不合理，因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。控制阀应选择气关阀，控制器选择正作用。 1.6 图1-43为热交换器出口温度控制系统，要求确定在下面不同情况下控制阀的开闭形式及控制器的正反作用： 被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚；

线性调节器的分类及原理

线性调节器可以分为有限时间调节器和无限时间调节器两类。 有限时间调节器指控制过程结束时间τ为有限值时的线性调节器。它的调节规律的表达式为 u*（t）＝-R-1BTP（t）x（t） 式中R-1为逆矩阵，而 P（t）可由求解如下形式的黎卡提矩阵微分方程来确定： 有限时间调节器作用相当于一个线性状态反馈。其特点是不管被控对象是时变的还是定常的，调节器必定是时变的。下图为有限时间线性调节器和整个最优调节系统的框图。 无限时间调节器控制作用结束时间τ为无穷大时的线性调节器。只有在被控对象为完全能控（见能控性）的条件下，无限时间调节器才能使系统的偏离运动最终回复到原平衡状态。这类调节器问题的性能指标中的第一项必定是零，因此常可将其删去。无限时间调节器的调节规律的表达式是 u*（t）＝－ R-1BTPx（t） 式中P由求解下列黎卡提矩阵代数方程来定出： PA＋ATP－PBR-1BTP＋Q＝0 无限时间调节器也是由线性状态反馈构成的。与有限时间调节器不同，无限时间调节器当被控对象为定常时也一定是定常的。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关仪器仪表产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/42947645.html,/