Руководство по эксплуатации

Прибор следует соединять с датчиками температуры при помощи трехпроводной линии, жилы которой по отношению друг к другу имеют одинаковое сопротивление. Длина линии связи должна быть не более 100 метров, а сопротивление каждой ее жилы не более 15,0 Ом.

Предупреждение

Допускается соединение датчиков температуры с прибором и по двухпроводной линии, но при условии обязательного выполнения работ, перечень которых приведен в разделе. Длина линии связи должна быть не более 100 м, а сопротивление каждой ее жилы не более 15,0 Ом.

Внимание

Во время подключения к выходным реле прибора цепей управления исполнительными устройствами, а также цепи питания напряжением 220 В следует иметь в виду, что допустимое максимальное напряжение, подводимое к контактам клеммника, не может превышать 250 В переменного тока.

В тех случаях, когда использование трехпроводной схемы невозможно (например, в случае установки прибора на объектах, оборудованных ранее проложенными монтажными трассами), проводится подключение термометров к прибору по двухпроводной схеме.

Внимание

Все работы по подключению датчиков выполнять при обесточенном приборе.

Для соединения датчиков с прибором по двухпроводной схеме следует:

1. Перед началом работы установить перемычки между контактами 15 и 16 клеммника прибора, а двухпроводную линию подключить, к контактам 15 и 17, соответственно.

2. Далее подключить к противоположным от прибора концам линии связи «датчик – прибор» термометра магазин сопротивлений с классом точности не ниже 0,05 (например, МСР-63).

3. Установить на магазине сопротивлений значение, равное сопротивлению термометра при температуре 0 °С (50 или 100 Ом, в зависимости от типа датчика).

4. Подать на прибор питание и через 15–20 с по показаниям цифрового индикатора Т_влаж определить величину отклонения температуры от 0 °С.

5. Задать значение коррекции «сдвиг характеристики», равное по величине показаниям прибора, но взятое с противоположным знаком.

6. Проверить правильность заданного значения коррекции, для чего, не изменяя значения сопротивления на магазине, перевести прибор в режим измерения температуры и убедиться, что его показания равны 0 ± 0,2 °С.

7. Отключить питание прибора, отсоединить линию связи «датчик – прибор» от магазина сопротивлений и подключить ее к термометру.

8. Аналогичным образом подключить к прибору и ввести значения соответствующих коррекций для датчиков Т_сух. и Т_прод., которые необходимо соединить с прибором по двухпроводной схеме.

9. После выполнения вышеуказанных действий прибор готов к работе.

Прибор и адаптер следует соединять экранированной парой проводов длиной не более 1200 метров для интерфейса RS-485. В случае подключения к сети, МПР-51 и все приборы, подключенные к RS-485, должны быть обесточены.

Назначение ЦИ

Назначение светодиодов

Назначение кнопок

Кнопка	Режим эксплуатации прибора	Назначение
	ОСТАНОВ	Вход в режим НАСТРОЙКА; Переход на различные уровни основного меню; Занесение в память выбранного значения параметра.
	РАБОТА
	ОСТАНОВ	Переход между входными величинами, отображаемыми на индикаторе «ПАРАМЕТР».
	РАБОТА
	НАСТРОЙКА	Переход между параметрами во время их просмотра и увеличения значения параметра
	ОСТАНОВ	Для перехода в начало первого шага программы и сброса сигнала АВАРИЯ.
	НАСТРОЙКА	Уменьшение значения параметра.
	ОСТАНОВ / РАБОТА	Перевод прибора из режима ОСТАНОВ в режим РАБОТА и обратно.
	НАСТРОЙКА	Выход из текущего уровня в основное меню без записи нового значения параметра, а из основного меню осуществляется выход из режима

Режим работы прибора после пропадания питания

На рисунке изображена схема переходов на уровне L1, где задаются значения параметров программ управления (программ технолога). На индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» отображаются имена параметров программ управления, на индикаторе «ПАРАМЕТР» – значения параметров.

Предупреждение

Все параметры, изображенные на рисунке, кроме двух самых верхних и двух самых нижних прямоугольников, принадлежат только одной программе управления (программе технолога).

Группы параметров обведены мелким пунктиром, крупным пунктиром обведены параметры, относящиеся к одному шагу программы.

Переход от параметра к параметру происходит после нажатия кнопки и , направление перехода указано на рисунке выше стрелкой.

Вход в уровень L1 осуществляется так же, как и в уровень L2 — через код доступа Cod = 987.

После нажатия кнопки происходит переход к выбору номера программы управления (программы технолога), значения параметров которой необходимо задать или просмотреть — на верхнем индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» высвечивается имя первого параметра H01, на индикаторе «ПАРАМЕТР» мигает число шагов в программе, на нижнем индикаторе мигает «01» – номер программы.

Номер программы устанавливается с помощью кнопок и .

Вход в выбранную программу осуществляется нажатием кнопки .

Изменение, запись нового значения параметра, отказ от записи, а также просмотр значений параметров без записи производятся в том же порядке, что и при настройке на уровне L2.

При отключении одного или обоих ПИД-регуляторов (параметры Р07 и Р.07 уровня L3), соответствующие ему параметры (Е0х и Е.0х) на уровне L1 становятся недоступными.

Выход из уровня L1 осуществляется в том же порядке, что и выход из уровня L2.

На рисунке изображена схема переходов на уровне L2.

По вертикали расположены изображения показаний верхнего индикатора «ЧАСЫ:МИНУТЫ», на который выводятся имена параметров, общих для всего прибора, и параметров регулирования.

Группы параметров обведены пунктиром: полностью изображены только первый и последний параметры группы, параметры, находящиеся между ними, условно обозначены в виде узкого прямоугольника.

Справа по вертикали на рисунке расположены изображения показаний индикатора «ПАРАМЕТР», на который выводятся значения параметров. Здесь изображен сдвоенный индикатор: на верхнем индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» высвечивается имя кода доступа в уровень настройки – «Cod», на нижнем индикаторе «ПАРАМЕТР» – значение кода доступа – например, 000.

Для входа на уровень L2 необходимо, находясь в основном меню на мигающем L2, нажать кнопку .

На сдвоенном индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» будет отображена надпись Cod, на индикаторе «ПАРАМЕТР» будет мигать произвольное число, на самом нижнем индикаторе отображается обозначение уровня L2.

Если параметр секретности Scr в уровне L2 равен 1 или 2, кнопками и необходимо установить код доступа в уровень L2: Cod=–13, и нажать кнопку .

Если параметр Scr = 3 (устанавливается таким при продаже прибора), то можно сразу нажимать кнопку . Происходит переход к первому, общему для всего прибора параметру o01, при этом имя параметра o01 мигает на индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ», значение параметра отображается на индикаторе «ПАРАМЕТР».

Для изменения значения параметра следует:

1. Нажать кнопку . Имя параметра на индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» перестанет мигать, начнет мигать значение параметра на индикаторе «ПАРАМЕТР».

2. Кнопками и установить требуемое значение параметра.

Для записи измененного значения следует:

1. Нажать кнопку , новое значение запишется в память и произойдет переход к следующему параметру.

2. Если набрано неверное значение, то вместо кнопки нажать кнопку .

Для просмотра значений параметров следует:

1. Использовать кнопку , для перемещения вниз по списку параметров.

2. Кнопку — для перемещения вверх по списку параметров — на мигающем индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» отобразится имя параметра, а на индикаторе «ПАРАМЕТР» его значение.

Таким образом можно просмотреть значения всех параметров, не входя в режим изменения значения параметра.

Предупреждение

Кнопками  и  всегда (в любых режимах и подрежимах) изменяется показание мигающего индикатора.

Для выхода из уровня L2 нажать кнопку , после чего прибор перейдет в состояние 0ut основного меню.

Если еще раз нажать кнопку , то произойдет выход из настройки и возврат в режим ОСТАНОВ или РАБОТА.

При движении по списку параметров с помощью кнопок и в конце списка прибор переходит в состояние 0ut уровня L2. Из этого состояния можно выйти в состояние 0ut основного меню, так же, как и из любого параметра уровня L2, путем нажатия кнопки .

На рисунке изображена схема, поясняющая настройки на уровне L3, где задаются значения параметров автонастройки ПИД-регуляторов.

Вход в уровень L3 осуществляется также, как и в предыдущие уровни, код доступа в уровень L3: Cod = 465.

На индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» отображается имя параметра SLF (SLF), на индикаторе «ПАРАМЕТР» — значение параметра, определяющее, для какой входной величины производится автонастройка.

На индикаторе «ПАРАМЕТР» во время процедуры автонастройки высвечиваются прочерки «‑ ‑ ‑», по ее окончании появляется сообщение rdY (сокр. англ. «ready» — готово).

На рисунке изображена схема настроек на уровне L4, где задаются значения параметров калибровки датчиков.

Вход в уровень настройки осуществляется так же, как и в другие уровни, код доступа в уровень L4: Cod = 343.

На индикаторе «ЧАСЫ:МИНУТЫ» отображается имя параметра (CAL). На индикаторе «ПАРАМЕТР» — значение параметра, определяющего вид калибровки.

На индикаторе «ПАРАМЕТР» во время процедуры калибровки высвечиваются прочерки «‑ ‑ ‑», по ее окончании появляется сообщение rdY.

Величина выходного сигнала вычисляется, исходя из рассогласования Е, которое равно разности Т_уст (заданного значения – уставки) и Т_изм(измеренного значения), а также из установленных в приборе значений ПИД-коэффициентов. Величина выходного сигнала изменяется от 0 до 100 % и определяется отношением длительности замыкания выходного реле (длительности выходного управляющего импульса) к периоду следования выходных управляющих импульсов Т_сл.

Выходной сигнал Y вычисляется по следующей формуле:

где D_i — длительность выходного управляющего импульса;

Т_сл — период следования управляющих импульсов;

X_p — полоса пропорциональности;

E_i — рассогласование, измеренное в i-й момент времени;

ΔE — разность между текущим E_i и предшествующим E_i–1  измерениями;

Δt_изм — время между этими измерениями;

τ_и — постоянная времени дифференцирования;

τ_д — постоянная времени интегрирования;

f(En) — функция ограничения очередного члена интегральной суммы;

n — число измерений от начала регулирования до i-го момента времени.

Из формулы (1) видно, что во время ПИД-регулировании сигнал управления зависит от:

• пропорциональной составляющей выходного сигнала ;

• дифференциальной составляющей выходного сигнала ;

• интегральной составляющей выходного сигнала .

ПИД-закон реализуется с помощью следующих параметров:

• постоянная времени дифференцирования P01;

• постоянная времени дифференцирования P01;

• полоса пропорциональности P03;

• период следования выходных (управляющих) импульсов регулятора P04;

• зона действия интегральной составляющей P05;

• ограничение максимальной мощности исполнительного устройства P06;

• тип исполнительного устройства на выходе регулятора P07;

• зона нечувствительности P08.

Если какой-либо регулятор прибора будет использоваться как ПИД-регулятор, следует произвести настройку его коэффициентов на объект, которым он будет управлять. Значения коэффициентов определяются либо в режиме АВТОНАСТРОЙКА, либо ручной настройкой по методике, изложенной в разделе.

Внимание

Процедуру самонастройки ПИД-регулятора следует производить только в режиме ОСТАНОВ.

Во время действия П-закона регулятор выдает импульсы, в которых присутствует только пропорциональная составляющая величины выходного сигнала.

Полоса пропорциональности Xp (рисунок,1), как и отклонение E, выражается в единицах контролируемого параметра. Чем шире полоса пропорциональности, тем меньше величина выходного сигнала при одном и том же отклонении. Вне полосы пропорциональности выходной сигнал равен 0 или 100 %.

С коррекцией выходного сигнала выходные управляющие импульсы изменяют свою ширину при постоянном периоде следования (широтно-импульсная модуляция – ШИМ).

Если уменьшать полосу пропорциональности, то зона ШИМ также будет уменьшаться. В предельном случае, когда полоса пропорциональности равна нулю, ШИМ осуществляться не будет, частный случай П-закона регулирования – Т-закон (релейный) (см. рисунок, 2).

При выходе температуры на заданное значение (уставку) (при пропорциональном законе регулирования), она устанавливается около уставки, несколько не доходя до нее (от долей до нескольких градусов). Эта разность будет тем больше, чем больше значение полосы пропорциональности.

Для устранения этого вводится параметр «постоянная времени интегрирования», который в приборе описывается параметром P02 (P.02). Чем меньше значение постоянной времени интегрирования, тем быстрее возрастает длительность выходных импульсов регулятора и, следовательно, тем быстрее температура достигает уставки. Чем больше значение постоянной времени интегрирования, тем меньше вклад интегральной составляющей в выходной сигнал (см. формулу (1)).

После задания постоянной времени интегрирования происходит переход от П-закона к ПИ-закону регулирования.

Рассмотрим пример, где регулятор должен поддерживать Т_уст = 150 °С, а исходная температура равна 20 °С. Тогда в начале нагрева рассогласование Е_i = 130 °С.

Во время ПИД-регулирования к интегральной сумме (последнее слагаемое в формуле 1) прибавляется рассогласование после каждого измерения. С ростом температуры каждый последующий член суммы уменьшается, но общая сумма интегральной составляющей сигнала оказывается недопустимо большой с приближением температуры к уставке, что приводит к значительному перерегулированию. Чтобы этого не происходило, вводится ограничение величины очередного слагаемого интегральной суммы с помощью зоны линейного действия интегральной составляющей 2 Х_и, которая задается параметром P05.

Зависимость величины каждого последующего члена интегральной суммы от отклонения показана на рисунке.

Из рисунка видно, что, чем уже зона линейного действия интегральной составляющей (чем меньше значение параметра P05), тем меньше значение, добавляющееся к интегральной сумме при большом отклонении. Следовательно, во время первого выхода на уставку (после первого включения) при меньшем значении параметра P05 перерегулирование будет меньше. В то же время подтягивание регулируемой величины к уставке (в установившемся режиме) замедляется.

Значение функции f(En) определяется так:

 т. е. в диапазоне значений от Е = 0 до Е = ± Х_и  f(En) = E, а за пределами диапазона Е = ± Х_и происходит ограничение f(En).

При постоянной времени дифференцирования, не равной 0, прибор будет работать в режиме ПИД-регулятора. Чем больше значение постоянной времени дифференцирования, тем быстрее будет реагировать выходной сигнал на изменение входного сигнала. Чем меньше значение постоянной времени дифференцирования, тем меньше вклад дифференциальной составляющей в выходной сигнал (см. формулу (1)).

Постоянная времени дифференцирования задается с помощью параметра  P01 (P.01).

Если мощность исполнительного устройства слишком велика для данного объекта управления, может потребоваться ее ограничение. Ограничение мощности происходит посредством ограничения длительности выходных импульсов (при постоянном периоде их следования).

В приборе ограничение мощности осуществляется с помощью параметра P06 (P.06).

Если вычисленная регулятором длительность очередного импульса превышает значение, установленное в параметре P06 (P.06), то длительность выходного импульса t_{имп вых} будет равна значению, установленному в этом параметре (в процентах от максимальной мощности исполнительного устройства) (см. рисунок ).

Для правильного формирования выходного сигнала ПИД-регулятора следует задать тип исполнительного устройства: нагреватель или холодильник.

Нагревателем условно называют устройство, включение которого увеличивает значение измеряемого параметра.

Холодильником называют устройство, включение которого уменьшает значение измеряемого параметра.

Тип исполнительного устройства на выходе первого или второго регуляторов задается параметром P07.

Во время управления задвижками прибор учитывает, что двигатель задвижки – это интегрирующее звено, и регулятор производит дополнительное дифференцирование выходного сигнала. В этом случае «постоянная времени дифференцирования» не учитывается, даже если она была ранее установлена. Но «полоса пропорциональности» и «постоянная времени интегрирования» производят то же действие, что и во время управления нагревателем (холодильником).

Зона нечувствительности – это область значений рассогласований входного сигнала Е, в которой считается, что Е = 0. За пределами этой зоны регулятор определяет величину отклонения по формуле:

где E_p – истинное отклонение;

Х_d – ширина зоны нечувствительности.

Размерность величины зоны нечувствительности та же, что и у входной величины, подаваемой на вход регулятора. Зона нечувствительности для «нагревателя» представлена на рисунке, 1), для «нагревателя – холодильника» – на рисунке, 2).

Предупреждение

Если P03 = 000, полоса пропорциональности регулятора равна нулю (а не бесконечности, как было бы, если строго следовать формуле), и пропорциональная составляющая выходного сигнала обратится в ноль.

Если P01 = 000, дифференциальная составляющая выходного сигнала обратится в ноль.

Если P02 = 000, интегральная составляющая выходного сигнала будет равна нулю (а не стремиться к бесконечности, как было бы, если строго следовать формуле).

Внимание

Автонастройка в приборе производится только для объектов типа «нагреватель» или «холодильник», для объектов типа «задвижка» или «нагреватель – холодильник» автонастройка не предусмотрена.

Для начальной (грубой) настройки ПИД-регулятора используется режим АВТОНАСТРОЙКА, предназначенный для автоматического определения оптимальных значений коэффициентов ПИД-регулятора во время работы конкретной системы. Автонастройку рекомендуется проводить при пуске и наладке системы, а также при значительном изменении характеристик объекта.

Режим автонастройки первого или второго регуляторов реализуется с помощью параметров SLF (SLF.), значения которых зависят от вида входной величины, для которой производится автонастройка

Перед проведением процедуры автонастройки первого или второго регулятора к соответствующему входу прибора должен быть подключен датчик, а к выходному реле регулятора – исполнительное устройство. При этом образуется контур регулирования, составленный из объекта управления (например, печи, или климатической камеры), датчика температуры, прибора (с выбранным регулятором), исполнительного устройства (например, нагревателя).

Автонастройка производится методом единичного скачка. Перед началом процедуры сигнал на выходе регулятора отсутствует. При запуске процедуры автонастройки регулятор выдает на свой выход максимальный сигнал и одновременно отслеживает сигнал на входе. Как только скорость изменения регулируемого параметра начнет уменьшаться, процесс автонастройки заканчивается, прибор прекращает выдавать выходной сигнал и вычисляет коэффициенты ПИД-регулирования: постоянную времени дифференцирования, постоянную времени интегрирования, полосу пропорциональности, а также период следования управляющих импульсов. После этого вычисленные значения коэффициенты записываются в память прибора, в уровень L2. Время автонастройки зависит от свойств объекта (его инерционности) и может меняться от секунд до десятков минут и более.

Для проведения автонастройки следует:

1. Войти в уровень L3 настройки.

2. В зависимости от вида входной величины, для которой производится автонастройка, установить значение параметра для первого или второго регулятора.

3. Нажать кнопку , чтобы запустить процедуру автонастройки, на индикаторе «ПАРАМЕТР» появятся мигающие прочерки. По окончании процедуры автонастройки на индикаторе «ПАРАМЕТР» появится сообщение rdY, указывающее на завершение вычисления ПИД-коэффициентов.

4. Нажать кнопку , чтобы записать вычисленные ПИД-коэффициенты в память прибора. Если вместо кнопки , нажать , то внесение в память новых значений ПИД-коэффициентов не произойдет.

Для повышения качества регулирования требуется подбор (уточнение) значений ПИД-коэффициентов вручную. Для этого требуется многократный запуск технологического процесса: для каждого нового значения одного из трех коэффициентов ПИД-регулятора (и, в некоторых случаях, для периода следования управляющих импульсов).

Если время установления значения на выходе объекта управления составляет десятки секунд или единицы минут, то можно попробовать подобрать коэффициенты ПИД-регулятора вручную.

Время установления – это отрезок времени Δt, который требуется для того, чтобы после входного воздействия ΔР на объект регулирования его выходной параметр (например, температура) изменился на ΔТ (°С), и установилось новое значение ΔТ (°С).

Для подбора коэффициентов необходимо:

1. Задать значения параметров P01 = 000, P02 = 000, P03 = 000.

2. Выставить уставку входного параметра.

3. Запустить программу, составленную на этапе подготовки прибора к работе.

   Прибор будет поддерживать входную величину (например, температуру) возле уставки с большими колебаниями.

4. Постепенно увеличивая значения параметра P03 (т. е. осуществляя П-закон регулирования) надо добиться минимальных колебаний. Если таким образом удается достичь приемлемого регулирования, то настройку регулятора можно считать оконченной. Если при минимальных колебаниях входная величина не дотягивает до уставки, либо не удается избавиться от колебаний входной величины, то следует ввести интегральную составляющую (реализуя, таким образом, ПИ-закон регулирования).

   Для этого надо установить большое значение параметра P02, например, 500 или 800. Постепенно уменьшая значение P02, необходимо добиться минимального недотягивания входной величины до уставки при максимальном значении P02. Если удается получить удовлетворительные результаты регулирования, то настройку регулятора можно считать оконченной.

5. Если после введения интегральной составляющей в выходной сигнал реакция регулятора сильно замедлилась, то необходимо ввести дифференциальную составляющую (реализуя ПИД-закон регулирования). Для этого надо постепенно увеличивать значение параметра P01.

   Если результат регулирования удовлетворительный, то регулятор считается настроенным.

6. Если не удается достичь удовлетворительных результатов, то следует повторить настройку регулятора путем изменения значений параметров P02 и P03, как описывалось выше.

Внимание

Изменять значения параметров следует на фоне режима РАБОТА, дождавшись, когда значение регулируемого параметра установится.

Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения входной величины с уставкой. Компаратор имеет два состояния, которые сменяются, если входная величина пересекает уставку.

Компараторы используются для:

• оповещения об аварийных или близких к аварийным ситуациях (поэтому их еще называют компараторами сигнала ТРЕВОГА);

• двухпозиционного регулирования;

• включения (выключения) оборудования при достижении управляющим сигналом установленного уровня или выходе его за установленные пределы;

• включения (выключения) оборудования по истечении заданного времени.

Работа каждого из четырех компараторов регулируется следующими параметрами:

• входная величина компаратора (c01);

• состояние выхода компаратора (c02);

• уставки компаратора (c03, c04);

• логика работы компаратора (c05);

• блокировка срабатывания компаратора до первого достижения уставки (c06, c07);

• блокировка срабатывания компаратора до снятия внешнего воздействия (c08);

• параметры задержки срабатывания компаратора (c09, c10).

Параметры c01…c10 для каждого компаратора устанавливаются на уровне L1 для каждой программы в целом (отдельно для каждого шага задать уставки и другие параметры компаратора нельзя). Если компаратор не используется, то его выход надо отключить, задав значение параметра c02 = 000.

На вход компаратора подается одна из пяти измеряемых или вычисляемых входных величин (Т_сух, Т_прод, Т_влаж, ΔТ, ψ) непосредственно или входной сигнал, поступающий на вход одного из регуляторов (параметр c01).

С помощью параметра c02 определяется, на какое реле будет подаваться выходной сигнал компаратора. На одно и то же реле могут быть поданы выходные сигналы от нескольких компараторов (т. е. объединение их выходов по схеме «ИЛИ»).

С помощью параметров c03 и c04 задают значения, верхней и нижней уставок компаратора, т.е. предельно допустимые для данного технологического процесса значения контролируемой величины, соответственно. Верхней уставкой автоматически становится уставка с большим значением.

Закон, в соответствии с которым будет работать компаратор, устанавливается с помощью параметра c05.

Если c05 = 000 (рисунок, 1), компаратор замыкает свое выходное реле в случае превышения контролируемой величиной установленного значения верхней уставки, размыкает реле при уменьшении выходной величины меньше нижней установки. Этот закон используется, например, при управлении «холодильником», для сигнализации о превышении допустимой температуры нагрева.

Если c05 = 001 (рисунок, 2), компаратор замыкает свое выходное реле в случае, когда контролируемая величина становится меньше значения нижней уставки, размыкает реле, когда входная величина превысит верхнюю уставку. Этот закон используется, например, для поддержания температуры с помощью «нагревателя»; для сигнализации об остывании объекта ниже определенной температуры.

Эти законы используются также для включения оборудования по достижении определенной температуры.

Предупреждение

Если необходимо, чтобы оборудование после включения больше не выключалось, необходимо установить значение параметра c08 = 001.

Если c05 = 002 (рисунок, 1) компаратор используется для сигнализации о достижении контролируемой величиной (например, температурой) установленных пределов.

Если c05 = 003 (рисунок, 2) компаратор используется для сигнализации о выходе контролируемой величины за установленные пределы.

В случаях, когда в начале технологического процесса, например, во время нагрева, разница между исходной температурой и уставкой намного превосходит установленное значение верхней уставки компаратора, должно произойти аварийное срабатывание компаратора. Чтобы избежать этого, в приборе предусмотрен параметр c06, позволяющий игнорировать первое «ненужное» срабатывание компаратора (см. рисунок), аналогичная ситуация может возникнуть во время перехода от одного шага программы к другому, если уставки этих шагов далеко стоят друг от друга.

Блокировать срабатывание компаратора до первого достижения уставки можно как в начале программы (с помощью параметра c06), так и в начале каждого шага программы (с помощью параметра c07).

Прибор может работать в режиме, когда после первого срабатывания компаратор больше не реагирует на свой входной сигнал и остается в таком положении (когда его выходное реле замкнуто) до окончания программы (до нажатия кнопки ). Этот режим работы компаратора реализуется заданием параметру c08 = 001.

С помощью этого параметра возможно фиксировать факт выхода управляемой величины за установленный предел (пределы) в течение одной программы.

С выходом управляемой величины за установленные пределы можно задержать во времени момент срабатывания компаратора:

• если время нахождения регулируемой величины t > t₁ (времени задержки срабатывания компаратора), то компаратор срабатывает, рисунок, 1);

• если время нахождения регулируемой величины t < t₁, то компаратор не срабатывает, рисунок, 2).

Этот режим работы компаратора реализуется путем заданием параметру c09 ненулевого значения

Аналогично задается задержка отпускания компаратора:

• если время нахождения управляемой величины ниже установленного предела после срабатывания компаратора меньше t₂ (установленного времени задержки отпускания компаратора), то отпускания не происходит (рисунок, 1);

• если время нахождения управляемой величины ниже установленного предела после срабатывания компаратора меньше t₂ (установленного времени задержки отпускания компаратора), то отпускания не происходит (рисунок, 2).

Параметры программ включают параметры, относящиеся непосредственно к программе (H01 и H02), и параметры компараторов – c01…c10.

С помощью параметра H01 задается число шагов программы (см. рисунок, 1).

С помощью параметра H02 возможно создание циклов. Циклы могут состоять из нескольких шагов, например, для организации суточного цикла работы теплиц, или из одного шага, например, при регулировании температуры в помещениях для хранения продукции, где поддерживаются постоянные климатические условия неопределенно долгое время (см. рисунок, 2).

Каждый шаг программы описывается тремя группами параметров:

• Первая группа параметров n 01…n 08 задает режимы работы транзисторных ключей.

• Вторая группа параметров У01…У05 задает условия перехода от одного шага к другому.

• Третья группа параметров E01…Е05 задает уставки для первого или второго регуляторов.

Шаг программы управления (программы технолога) может быть задан:

• по длительности (по времени), параметр У01 = 001;

• по достижении установленного значения управляемой величины, параметр У01 = 000;

• по выполнении первых двух условий. Шаг окончится по событию, произошедшему последним: если истекло установленное время шага, то по достижении управляемой величиной установленного значения, и наоборот; параметр У01 = 002;

• по выполнении первых двух условий. Шаг окончится по событию, произошедшему первым: по истечении времени шага, если не достигнуто установленное значение управляемой величины, и наоборот, параметр У01 = 003.

Условия перехода к следующему шагу в зависимости от значения температур Т_сух, Т_влаж, Т_прод, ΔТ и влажности ψ по отношению к их уставкам задаются параметром У02.

Уставка температуры (или влажности), по достижении которой произойдет переход к следующему шагу, задается параметром У03.

Время длительности шага задается параметрами У04 и У05. Максимально возможная уставка для часов — 63 часа, а для минут— 59 минут.

Входная величина регулятора задается параметрами E01 (для первого регулятора) и E.01 (для второго регулятора).

Уставка входной величины первого или второго регуляторов задается параметрами E02 — целая часть, E03 — дробная часть.

Скорость выхода управляемой величины на уставку задается параметрами E04 — значение скорости выхода на уставку; E05 — знак скорости (положительный — рост входной величины, отрицательный - снижение входной величины).

Для наглядности программу управления можно представить в графическом виде (см. рисунок).

На графике отображаются уставки для каждого шага и скорости выхода на них.

На первом шаге скорость выхода на уставку задана и имеет положительный знак.

На втором шаге — задана и имеет отрицательный знак.

На третьем и четвертом шагах скорость не задана (равна нулю), т. е. на этих шагах температура выходит на свои уставки с максимально возможной скоростью, которая определяется свойствами объекта управления (размерами нагреваемой камеры, мате­риалом ее стен и т. д.) и свойствами исполнительного устройства (конструкцией нагревателя, его мощностью и т. д.).

Программы управления можно создавать с разным числом шагов. Поскольку объем памяти ограничен, предусмотрен жесткий порядок разбиения памяти, отведенной для программ технолога: чем больше число шагов в программе, тем меньше число возможных программ, и наоборот. Поэтому максимальное число шагов следует определять заранее, на этапе подготовки прибора к работе.

Требуемый по условиям технологического процесса тип разбиения памяти задается параметром o10.

Задавая число шагов в программе с помощью параметра H01 — следует иметь в виду, что их число будет ограничено значением параметра o10.

В приборе предусмотрено сохранение значений текущих параметров в случае сбоев в работе питающей сети. Поведение прибора после появления пропавшего напряжения регулируется параметром o07 :

• продолжение выполнения программы с момента пропадания питания (o07 = 001);

• аварийный ОСТАНОВ со срабатыванием реле 5 «АВАРИЯ» (o07 = 002);

• неаварийный ОСТАНОВ – переход в режим ОСТАНОВ (o07 = 003).

Следует задавать ширину зоны значений регулируемой величины таким образом, что если после восстановления питания значение регулируемой величины окажется внутри этой зоны, прибор продолжит выполнение программы, если регулируемая величина выйдет за пределы зоны, то прибор перейдет в режим ОСТАНОВ. Границы этой зоны задаются в параметре o08. Размерность зоны – процент от значения температуры, которую имел объект управления в момент отключения питания 220 В.

Программа управления отслеживает изменение температуры после перерыва в питании на всех трех температурных входах. Если хотя бы на одном входе произошло изменение регулируемой величины, выходящее за пределы, заданные параметром o08, то поведение прибора будет зависеть от значения параметра o07: 004 или 005. Поэтому следует обратить внимание на то, чтобы после перерыва в питании изменение регулируемой величины на входах, по которым не происходит регулирование температуры объекта, не было больше, чем изменение на входе, по которому происходит регулирование.

Режимы технологического процесса

Требуется непрерывное поддержание температуры +50 °С с точностью ± 1 °С.

Режим работы прибора

Поскольку процесс непрерывный, программа управления имеет циклический характер. Цикл повторяется до нажатия кнопки .

Поскольку будет регулироваться один параметр (температура), работать должен только один регулятор, который используется не как ПИД-регулятор, а как компаратор.

Датчик температуры должен подключаться к входу Т_сух., к входам Т_влаж. и Т_прод. для имитации подключения датчиков температуры подключаются резисторы с сопротивлением 47…91 Ом или 68...120 Ом (в зависимости от модификации датчика на входе Тсух – сопротивлением 50 или 100 Ом, соответственно).

Цепь включения нагревателя должна коммутироваться с помощью реле Р2.

Компараторы не используются.

Параметры, устанавливаемые на уровне L1

Параметры программ:

• H01 = 001 – один шаг;

• H02 = 001 – после окончания шага происходит возврат в его начало.

Предупреждение

Прочерки в таблицах означают любое значение; обычно вместо прочерков записывают нули (или наименьшее значение параметра).

Режимы технологического процесса

Необходимо непрерывно поддерживать температуру 5 ± 1 °С и относительную влажность 65 ± 3 %.

Установка для поддержания температуры состоит из ТЭН и холодильного аппарата.

Установка для поддержания влажности имеет осушитель и увлажнитель.

Режим работы прибора

Программа управления имеет циклический характер и продолжается до нажатия кнопки .

Первый регулятор управляет температурой с помощью реле Р1 и реле Р2;

Второй регулятор управляет влажностью с помощью реле Р3 и реле Р4.

Для обоих регуляторов для простоты принимается релейный закон регулирования.

Датчики температуры подключаются ко входу Т_сух и Т_влаж, ко входу Т_прод для имитации подключения датчика температуры подключается резистор сопротивлением 47…91 Ом или 68...120 Ом (в зависимости от типа датчика на входе Т_сух – 50 или 100 Ом соответственно).

Цепь включения холодильника коммутируется с помощью реле Р1.

Цепь включения нагревателя – реле Р2.

Цепь включения осушителя – реле Р3.

Цепь включения увлажнителя – реле Р4.

Компараторы не используются.

Параметры, устанавливаемые на уровне L1

Параметры программ:

• H01 = 001 – один шаг;

• H02 = 001 – после окончания шага происходит возврат в его начало.

Режимы технологического процесса

Требуется осуществить процесс получения полукопченой колбасы из сырья определенного состава в четыре этапа:

• подсушка (температура +55 °С и влажность 20 % в камере в течение 35 мин);

• обжарка (температура +75 °С и влажность 30 % в течение 35 мин);

• копчение (температура +80 °С и влажность 50…70 % в камере до достижения температуры +63 °С внутри батона, при подаче в камеру дыма);

• варка (температура +87 °С и влажность 100 % в камере до достижения температуры +73 °С внутри батона, без подачи дыма).

Точность поддержания температуры ± 1 °С, точность подержания влажности ± 4 %.

Режим работы прибора

Программа управления должна состоять из четырех шагов.

Первый регулятор должен регулировать температуру с помощью реле Р2.

Второй регулятор должен регулировать влажность с помощью реле Р3 и реле Р4, управляющими задвижкой подачи пара в камеру.

Датчики температуры подключаются к входам Т_сух, Т_влаж и Т_прод. На вход датчика Т_влаж одевается марлевый чехол, конец которого опускается в ванночку с водой, а датчик Т_прод определяет температуру продукта.

Цепь включения нагревателя (ТЭН) коммутируется с помощью реле Р2.

Подача пара регулируется с помощью:

• реле Р3, которое открывает задвижку;

• реле Р4, которое закрывает задвижку.

Удаление пара осуществляется с постоянной скоростью при помощи непрерывно работающей вытяжки.

Компараторы не используются.

Включением/выключением дымогенератора управляет транзисторный ключ № 1.

Параметры, устанавливаемые в уровне L1

Параметры программ:

• H01 = 004 – четыре шага;

• H02 = 000 – циклов нет, после окончания четвертого шага прибор переходит в режим ОСТАНОВ.

Предупреждение

Прочерки в таблицах означают любое значение; обычно вместо прочерков записывают нули (или наименьшее значение параметра).

В приводимом примере вместо ПИД-регулирования используется двухпозиционное (релейное) регулирование; это сделано для упрощения примера.

Режимы технологического процесса

Сушка дубовых досок толщиной 20 мм, осуществляемая в шесть этапов.

Параметры процесса сушки указаны в таблице.

Нагрев воздуха в камере осуществляется с помощью ТЭНов.

Влажность в камере увеличивается путем подачи в камеру пара, снижается путем открытия заслонки вытяжного вентилятора.

Режим работы прибора

Программа управления должна иметь пять шагов.

Температура в камере должна поддерживаться первым регулятором с помощью реле Р2, влажность в камере должна поддерживаться вторым регулятором. Поскольку задается разность температур «влажного» и «сухого» термометров, то второй регулятор должен поддерживать температуру «влажного» термометра с помощью реле Р3 и Р4.

Длительность каждого шага задается по времени.

Датчики температуры подключаются ко входу Т_сух и Т_влаж, на вход Т_прод для имитации подключения датчиков температуры подключается резистор сопротивлением 47…91 Ом или 68...120 Ом (в зависимости от типа датчика на входе Т_сух – сопротивлением 50 или 100 Ом, соответственно).

Цепь включения нагревателя камеры (ТЭН) коммутируется реле Р2.

Реле Р3 открывает клапан, через который подается пар в камеру.

Реле Р4 открывает заслонку на вытяжном воздуховоде.

Компараторы не используются.

Программирование прибора

Параметры, устанавливаемые на уровне L1

Параметры программ:

• H01 = 005 – пять шагов;

• H02 = 000 – циклов нет, после окончания пятого шага прибор переходит в режим ОСТАНОВ.

Предупреждение

В случае, когда влажность древесины в процессе сушки периодически контролируется извне, при необходимости можно или раньше закончить какой-либо шаг (перейдя «вручную» на следующий шаг), или увеличить время шага, запустив его сначала (также «вручную»). Последовательность действий при выборе шага «вручную» приведена в разделе.

Предупреждение

Прочерки в таблицах означают любое значение — обычно вместо прочерков записывают нули (или наименьшее значение параметра).

В приводимом примере используется П-регулирование (устанавливаются значения полосы пропорциональности, не равные нулю) — это сделано для упрощения примера.

Для подключения к компьютеру приборов, имеющих интерфейс «RS-485», используются адаптеры сети АС3-M или АС4.

Перед подключением приборов к адаптерам необходимо установить требуемую скорость обмена данными. Скорость обмена прибора устанавливается с помощью программатора EEPROM или с помощью кнопок, расположенных на передней панели прибора (параметр о09).

Для установки параметров сети RS-485 «по умолчанию», необходимо открыть прибор и установить перемычку на соединитель Х1 платы MPR01B1. При установленной перемычке, с помощью программы «Конфигуратор МПР–51» можно изменить параметры сети RS-485. Установленные параметры вступают в силу после удаления перемычки соединителя Х1.

Регистрация параметров выполнения технологической программы выполняется с помощью программы Owen Process Manager.

Перечень параметров в таблице ниже доступен только для чтения. Код функции 0х03 или 0х04. Формат данных — Float32.

Калибровка должна производится только высококвалифицированными специалистами метрологических служб при увеличении погрешности измерения входных параметров сверх установленных значений.

Процедуру калибровки входов датчиков температуры возможно производить только в режиме ОСТАНОВ.

Канал, подлежащий калибровке (T_сух, Т_влаж, Т_прод), выставляется нажатием кнопки .

При этом засвечен соответствующий юстируемому датчику зеленый светодиод.

Для юстировки датчиков температуры следует выполнить действия:

1. Выставить канал, подлежащий калибровке (например, T_сух.).

2. Установить параметры коррекции «сдвиг характеристики» датчиков температуры (1c1...3c1, 1c2 ... 3c2, 1c3...3c3) равными нулю.

3. Подключить ко входу прибора вместо датчика магазин сопротивлений типа Р4831.

4. Установить на магазине сопротивлений R = 50 Ом (при использовании датчиков сопротивлением 50 Ом) или R = 100 Ом (при использовании датчиков сопротивлением 100 Ом).

5. Войти в уровень L4 и выставить значение параметра CAL = 001.

6. Нажав кнопку , запустить процедуру калибровки, при этом на индикаторе «ПАРАМЕТР» появятся прочерки «- - -», через 10…15 с по окончании процедуры калибровки появится сообщение rdY, свидетельствующее о завершении вычисления коэффициента калибровки.

7. Снова нажать кнопку — вычисленное значение коэффициента калибровки будет записано в память прибора. Если вместо кнопки нажать кнопку , запись значений коэффициентов в память не произойдет.

8. После двойного нажатия кнопки произвести выход из режима НАСТРОЙКА в исходный режим. На индикаторе «ПАРАМЕТР» / Т_сух. будет высвечиваться 000.

9. Для того, чтобы использовать вычисленный коэффициент калибровки для всех трех термометрических входов, надо установить значение параметра o05 = 001.

10. Для того, чтобы использовать коэффициент калибровки отдельно для Т_сух, Т_влаж. надо установить значение параметра o05 = 000. Для Т_прод всегда используется тот же коэффициент калибровки, что и для Т_сух..

Для калибровки входов датчиков положения необходимо выполнить следующие действия:

1. Выставить канал коррекции КЗР1 на индикаторе путем нажатия кнопки . Загорится соответствующий зеленый светодиод.

2. Установить задвижку с датчиком положения задвижки КЗР1 в положение полного закрытия.

3. Войти в настройку, в уровень L4 и установить значение параметра CAL = 003.

4. Нажав кнопку , запустить процедуру калибровки, при этом на индикаторе «ПАРАМЕТР» появятся прочерки «- – -», через 10…15 с, после завершения процедуры, на индикаторе «ПАРАМЕТР» появится сообщение rdY, свидетельствующее об окончании вычисления коэффициента калибровки.

5. Нажав кнопку , внести в память прибора значение вычисленного коэффициента калибровки, соответствующее полному закрытию задвижки (0 %). Если вместо кнопки нажать кнопку , внесение в память вычисленного значения коэффициента калибровки не произойдет.

6. Установить задвижку с датчиком положения КЗР1 в положение полного открытия.

7. Установить значение параметра CAL = 004.

8. Нажать кнопку , на индикаторе «ПАРАМЕТР» появятся прочерки «- - - », через 10…15 с появится сообщение rdY, свидетельствующее о завершении вычисления коэффициента калибровки.

9. Нажав кнопку , внести в память прибора вычисленное значение коэффициента калибровки, соответствующее полному открытию задвижки (100 %). Если вместо кнопки нажать кнопку , внесение вычисленного значения коэффициента калибровки в память не произойдет.

10. Калибровка датчика положения задвижки КЗР2 производится в том же порядке с учетом того, что калибровка полностью открытого положения (0 %) датчика производится при значении параметра CAL = 005, а калибровка полностью закрытого положения (100 %) – при значении параметра CAL = 006