Эксплуатация

Принцип работы

Функциональная схема прибора приведена на рисунке.

Graphic
Функциональная схема

Сигнал на входе 1 преобразуется в соответствии с типом выбранного датчика. Для датчиков ТС и ТП сигнал преобразовывается в значение температуры согласно НСХ выбранного датчика. Для датчиков c унифицированными выходными сигналами выполняется линейное преобразование сигнала.

При обработке измеренного значения могут быть использованы следующие функции:

  • цифровая фильтрация измерений (для ослабления влияния внешних импульсных помех);

  • коррекция измерительной характеристики датчиков (для устранения начальной погрешности преобразования входных сигналов и погрешностей, вносимых соединительными проводами);

  • извлечения квадратного корня.

Дискретный вход 2 предназначен для переключения режима работы прибора. В зависимости от настройки прибор переключается между режимами автоматического регулирования и Стоп или автоматического регулирования и ручного регулирования.

ВУ управляется на основании данных, полученных со входа 1, а также настроек ЛУ. ЛУ сравнивает значение уставки со значением входа. В результате сравнения ЛУ подает команду на управление ВУ в соответствии с выбранной логикой («нагреватель», «холодильник», сигнализатор, регистратор, ПИД-регулятор).

Задачей ПИД-регулятора является удержание регулируемой величины в значении, близком к значению уставки, путем управления «нагревателем» и «холодильником»(описание принципа работы ПИД-регулятора см. раздел ). Уставка может меняться посредством ЦИ или путем передачи Modbus-запросов.

Прибор имеет следующие режимы работы:

Режимы работы
Режим работыОписание

Автоматическое регулирование

Процесс регулирования в автоматическом режиме. Значение уставки сравнивается с измеренным сигналом на входе. В зависимости от выбранной логики работы ЛУ, формируется сигнал управления на ВУ

Ручное регулирование

Ручное управление выходной мощностью (выходом) посредством ШИМ или ЦАП. Без обратной связи по входу

Стоп

Процесс регулирования остановлен. Выходы в безопасном состоянии

Авария

Процесс регулирования остановлен по причине аварии. Выходы в безопасном состоянии

Прибор отслеживает следующие ошибки:

  • внутренние ошибки;

  • ошибки на входе: обрыв датчика, выход показаний за диапазон измерений;

  • ошибки на выходе: обрыв или «залипание» контура регулирования.

В случае появления ошибок прибор переходит в режим Авария (мигает светодиод СТ1 (СТ2)). Внутренние ошибки и ошибки на входе выводятся на ЦИ. Ошибка обрыв контура регулирования сигнализируется светодиодом СТ1(СТ2).

Любой тип аварии приводит к остановке регулирования. Каждый ВУ отключается независимо друг от друга.

Авария снимается одним из следующих способов:

  • путем перевода прибора в режим Стоп или режим ручного регулирования и повторным запуском в режим автоматического регулирования;

  • автоматически при восстановлении показаний датчиков.

Общие принципы ПИД-регулирования

На выходе ПИД-регулятора вырабатывается управляющий (выходной) сигнал Yi, действие которого направлено на уменьшение отклонения Ei:

Graphic

где Xp – полоса пропорциональности (настраиваемый параметр P);

Ei – разность между заданными Tуст и текущими Ti значением измеряемой величины, или рассогласование;

τд – постоянная времени дифференцирования (настраиваемый параметр d — «дифференциальная постоянная ПИД-регулятора»);

ΔEi – разность между двумя соседними измерениями Ei и Ei–1;

Δtизм – время между двумя соседними измерениями Ti и Ti–1;

τи – постоянная времени интегрирования (настраиваемый параметр i — «интегральная постоянная ПИД-регулятора»);

Graphic – накопленная сумма рассогласований.

Из формулы видно, что во время ПИД-регулирования сигнал управления зависит от:

  • разницы между текущим параметром Ti и заданным значением Tуст измеряемой величины Ei, которая реагирует на мгновенную ошибку регулирования (отношения Graphic);
  • скорости изменения параметра Graphic, которая позволяет улучшить качество переходного процесса, выражение Graphic называется дифференциальной составляющей выходного сигнала;
  • накопленной ошибки регулирования Graphic, которая позволяет добиться максимально быстрого достижения температуры уставки, выражениеGraphic называется интегральной составляющей выходного сигнала.

Для эффективной работы ПИД-регулятора следует установить оптимальные для конкретного объекта регулирования значения коэффициентов Xр, τд и τи, которые можно определить в режиме автонастройки или в режиме ручной настройки.

Работа ПИД-регулятора при изменении режимов работы прибора

Переход из режима автоматического регулирования в режим ручного регулирования и наоборот происходит безударным способом, т.е. значение мощности Out.P при этом сохраняется. Все накопленные интегральные и дифференциальные составляющие сохраняются и действуют при возвращении в режим автоматического регулирования. Для режима ручного регулирования ограничение выходной мощности не действует.

При переходе в режим Стоп все накопленные интегральные и дифференциальные составляющие сбрасываются. Выходная мощность ВУ составляет значение StP.P, т.е. в режиме Стоп прибор может поддерживать заданную выходную мощность, но без отслеживания состояния входа.

В режиме Авария также происходит сброс интегральной и дифференциальной составляющей. Выходная мощность ВУ принимает значение Err.P, т.е. в аварийном режиме прибор может поддерживать заданную выходную мощность, но без отслеживания состояния входа.

При перезагрузке прибора происходит сброс интегральной и дифференциальной составляющей.

При изменении параметров PID.P, PID.I, PID.D через меню прибора или посредством Modbus-интерфейса накопленные интегральная и дифференциальная составляющая не сбрасывается. Прибор осуществляет расчет выходной мощности для ВУ по новым коэффициентам, однако уже накопленные составляющие не сбрасываются, т.е. переход к новым параметрам регулирования происходит плавно. Для сброса уже накопленных параметров следует перезагрузить прибор.

Управление и индикация

На лицевой панели прибора расположены элементы индикации и управления:

  • два четырехразрядных семисегментных индикатора (ЦИ);

  • шесть (для модификаций без RS-485) и семь (для модификаций с RS-485) светодиодов;

  • четыре кнопки управления.

Graphic
Лицевая панель
Graphic
Лицевая панель корпусов Д и Н

Цифровые индикаторы

Graphic
Пользовательский экран

Информация выводится на ЦИ прибора. Верхний и нижний ЦИ образуют пользовательский экран. Выводимую на ЦИ информацию можно настроить (см.раздел). В приборе можно настроить до шести экранов.

Отображаемая информация на ЦИ

Состояние прибора

Отображаемая информация (для настроек по умолчанию)

Верхний ЦИ

Нижний ЦИ

Загрузка*Наименования прибораВерсия встроенного ПО

Регулирование

Текущее значение измеряемой величины

Значение уставки

Меню

Название параметра настройки

Значение параметра настройки

Название группы параметров

Надпись MEnu

Авария

Обозначение ошибки выбранного измерительного канала (см. таблицу)

Примечание
* После подачи питания, на лицевой панели прибора светятся все индикаторы. Потом на ЦИ появляется справочная информация, указанная в строке «Загрузка».
Индикация аварийных ситуаций

Текст на ЦИ

Описание

N0.dt

Данные еще не готовы

0CL.H

Датчик КХС превысил верхнюю границу измерения (+105 °С)

0CL.L

Датчик КХС превысил нижнюю границу измерения (минус 50 °С)

HHHH

Вычисленное значение входной величины выше допустимого предела.

LLLL

Вычисленное значение входной величины ниже допустимого предела.

Обрыв линии связи с датчиком.

Hi

Вычисленное значение входной величины выше допустимого предела индикации.

Невозможно отобразить измеренную величину из-за ограничения разрядности отображения в параметре DPt

LO

Вычисленное значение входной величины ниже допустимого предела индикации.

Невозможно отобразить измеренную величину из-за ограничения разрядности отображения в параметре DPt

| - - |

Обрыв датчика или значительное превышение диапазона отображения

F.Err

Ошибка вычисления функции

Err

Ошибка связи с АЦП

Светодиоды

Назначение светодиодов

Светодиод

Состояние

Значение

I

Светит

На ЦИ отображается значение Входа (в т. ч. аварийное значение) или выполняется настройка параметра, относящегося к каналу (Вход или ВУ)

Мигает

Ошибка на Входе (обрыв датчика, выход показаний за диапазон измерений), значение Входа не отображается на ЦИ

Не светит

На ЦИ не отображается значение Входа и нет ошибки на Входе

РУЧ

Светит

Режим ручного регулирования выходной мощности

Не светит

Режим автоматического регулирования или режим Стоп

ВУ1

ВУ2

Светит

Дискретное ВУ: ВУ замкнут.

Аналоговое ВУ: максимальное значение выхода ЦАП

Не светит

Дискретное ВУ: ВУ разомкнут.

Аналоговое ВУ: минимальное значение выхода ЦАП

RS

Не светит

Нет обмена данными по интерфейсу RS-485

Светит

(10 с)

Обнаружены данные по интерфейсу RS-485

Мигает

Обнаружен пакет, предназначенный для данного устройства

СТ1

Светит

Канал 1: режим автоматического регулирования

Не светит

Канал 1: режим ручного регулирования выходной мощности или режим Стоп

Мигает

Канал 1 перешел из режима автоматического регулирования в режим Авария по причине обрыва датчика или выхода показаний за диапазон измерения

Мигает (дважды)

Канал 1 перешел из режима автоматического регулирования в режим Авария по причине обрыва или «залипания» контура регулирования

СТ2

Светит

ЛУ2 включено

Не светит

ЛУ2 выключено

Мигает

Авария на входе 1

Кнопки управления

Назначение кнопок

Кнопка

Состояние ЦИ

Тип нажатия

Назначение

GraphicРабота

Удержание более 2 с

Вход в меню выбора режима работы:

  • runавтоматическое регулирование;

  • MAnручное регулирование;

  • StOPСтоп

МенюОднократное нажатиеВозврат на основной экран или к предыдущему уровню меню. Отмена изменения значения параметра и возврат исходного значения
GraphicРаботаУдержаниеОтображение конфигурации текущего экрана

Graphic

или

Graphic

РаботаОднократное нажатиеПереключение экранов
МенюОднократное нажатиеПереключение пунктов меню. Изменение значения параметра
УдержаниеУвеличение скорости изменения редактируемого параметра
GraphicРаботаУдержание более 3 сПереход в меню
Однократное нажатиеПереход к изменению уставки или выходной мощности
МенюОднократное нажатиеПереход в пункт меню. Переход к редактированию параметра. Сохранение измененного значения параметра в память прибора
Комбинации кнопок для входа в специальные режимы

Graphic

+

Graphic

РаботаУдержание более 2 с

Переход к настройкам защиты параметров SCrt (см. раздел)

Graphic

+

Graphic

РаботаУдержание более 2 с

Сброс до заводских настроек.

Перед нажатием следует установить перемычку (см. раздел)

Включение и работа

Предупреждение

В случае изменения температуры окружающего воздуха с низкой на высокую в приборе возможно образование конденсата. Чтобы избежать выхода прибора из строя рекомендуется выдержать прибор в выключенном состоянии не менее 1 часа.

Во время включения прибора выполняется проверка светодиодов (все светодиоды светятся 2 секунды).

После проверки на верхнем индикаторе отобразится измеренная величина с датчика, на нижнем – значение уставки для ЛУ1 (для значения параметра SCr.1 по умолчанию).

Кнопками Graphic или Graphic переключаются экраны. Экраны настраиваются в параметрах SCr.1 ... SCr.6 (см. раздел). Экраны можно включать и выключать. Выключенные экраны не отображаются. По умолчанию включен экран SCr.1.

Примечание
Экран SCr.1 выключить нельзя.

Для выбора режима работы следует:

  1. Нажать и удерживать (2 секунды) кнопку Graphic на любом экране.

  2. Выбрать режим кнопками Graphic и Graphic.

  3. Подтвердить выбор кнопкой Graphic.

Graphic
Схема переходов с главного экрана