MÛSZERKÖNYV KDCL MIKROPROCESSZOROS PID SZABÁLYOZÓ

Átírás

1 H R GA KDCL MIKROPROCESSZOROS PID SZABÁLYOZÓ MÛSZERKÖNYV HAGA AUTOMATIKA Kft 1037 Budapest, Királylaki út 35. T/F MOBIL: (20) haga@elender.hu

2 1. ÁLTALÁNOS ISMERTETÕ A SZABÁLYOZÓ TÍPUSJELE: A SZABÁLYOZÓ ELÕLAPJA A NYOMÓGOMBOK HATÁSAINAK RÖVID LEÍRÁSA A MAGYARÁZÓ ÁBRÁK JELÖLÉSE A SZABÁLYOZÓ KEZELÉSI MÓDJAI (ÜZEMMÓDOK) EGYSZERÛ FOKOZOTT BIZTONSÁGÚ KEZELÉS NORMÁL FELHASZNÁLÓI KEZELÉS BÕVÍTETT FELHASZNÁLÓI KEZELÉS A KÓDOK ISMERTETÉSE A SZABÁLYOZÓ TULAJDONSÁGAINAK BEÁLLÍTÁSA (KONFIGURÁLÁS)...ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 7. AZ EDS (ELEKTRONIKUS KAPCSOLÓK) ISMERTETÉSE EDS ÁLLÍTÁS ENGEDÉLYEZÉSE AZ EDS ÁLLÍTÁSOK ELÉRÉSE KILÉPÉS MÓDJAI AZ EDS ÁLLÍTÁSBÓL ED 0 CSOPORT ED 1 CSOPORT ED 2 CSOPORT ED 3 CSOPORT ED 4 CSOPORT ED 5 CSOPORT ED 6 CSOPORT ED 7 CSOPORT ED 8 CSOPORT ED 9 CSOPORT ED - CSOPORT ED N CSOPORT A HANGOLÁS ÉS A PID PARAMÉTEREK DIGITÁLIS ESZKÖZÖK ALKALMAZÁSA ELEKTROMOSAN ZAJOS KÖRNYEZETBEN MÛSZAKI ADATOK BEMENETEK (ALAPKIVITELBEN) A SZABÁLYOZÓ BESZERELÉSE A SZABÁLYOZÓ HÁTLAPJA A BEMENET BEKÖTÉSE A SZABÁLYOZÓ KIMENETEK BEKÖTÉSE EDS BEÁLLÍTÁSI JEGYZET HIBAJELZÉSEK ÉS HIBAELHÁRÍTÁS PROGRAMOZHATÓSÁG

3 1. Általános ismertetõ Tisztelt Felhasználó Köszönjük, hogy a bõ választékból a KDCL szabályozót vásárolta meg. A KDCL szabályozó az egyszerûbb szabályozók tulajdonságait egyesíti, kezelése egyszerû. A KDCL digitális szabályozó elõlapjának mérete: fekvõ 48x96 mm DIN 1/8). A kis méret lehetõvé teszi, hogy régi szabályozók helyére könnyen beépíthetõ legyen. A szabályozót jó minõségû alkatrészekbõl gyártjuk, ez biztosítja a ±0.3% pontosságot. A készülék programja modern programozási technikával készült. A szabályozó minden tulajdonsága és paramétere az elõlapról állítható. A készülék sok fajta folyamat szabályozására alkalmas. Kiválóan felhasználható analóg PD szabályozók kiváltására, ahol a folyamat a nagyobb szabályozási pontosságot megkívánja. A KDCL szabályozóban maximum 3 db idõzítés definiálható és a beállított adatok védhetõk idegen beavatkozások ellen. A berendezés kezelése ugyanolyan egyszerû, mint egy hasonló tulajdonságú analóg szabályozóé. A négy digites kijelzõn a kívánt érték beállítható az alatta elhelyezkedõ gombokkal. A szabályozó konfigurálása (elsõ beállítása) kevés szabályozástechnikai ismeretet kíván. Ha Ön ezt nem akarja meg tanulni, az Eladó vagy a Gyártó ezt elõször díjtalanul elvégzi. Munkaidõben, telefonon segítjük a berendezés állítását A szabályozó típusjele: - normál szabályozó kimenet (záró érintktzõ) 0 Open collectoros kimenet 12 VDC 10mA - nincs harmadik kimenet S beépített hangjelzés S beépített hangjelzés 0 Open collectoros kimenet 12 VDC 10 ma - nincs alarm kimenet 2 záró érintkezõjû alarm jelfogó 3 váltó érintkezõjû alarm jelfogó 0 Open collectoros kimenet 12VDC 10 ma Például: KDCL -S3 = normál szabályozó kimenetû, hangjelzéssel ellátott, váltóérintkezõs ALARM-mal rendelkezõ mûszer. 1.2 A szabályozó elõlapja 2

4 1.3. A nyomógombok hatásainak rövid leírása A nyomógombok lenyomásával egyidõben a kijelzõn a kiválasztott funkcióhoz tartozó kód vagy szám jelenik meg.,. Szabályozási hõmérséklet állítása (Set Point = alapjel) Alarm hõmérséklet állítása (ALarm) DDS Átkapcsolás PID paraméter állításra (Digital Direct control Setting) EDS Átkapcsolás a digitális kapcsolók állításába (Electronic Dip Switch) MODE aparaméter tipusának kiválasztása SET a kiválasztott paraméter állítása ON/OFF Szabályozás ki, vagy bekapcsolása Minden állítást és átkapcsolást a következõ fejezetekben részletesen ismertetünk A magyarázó ábrák jelölése A kezelést bemutató ábrákon a gombok lenyomását és nyomva tartását, valamint a kijelzõ villogását az alábbi módon jelöltük: 3

5 2. A szabályozó kezelési módjai (Üzemmódok) A KDCL szabályozó szoftverje minden mechanikus kapcsolóelemet helyettesít. Ez azt jelenti, hogy minden szabályozástechnikai tulajdonság az elõlapon található és 4 nyomõgombbal beállítható. Az elsõ beállítás után (hõelem fajtája, beállási tulajdonságok, idõzítések, relék mûködtetése, idegen beavatkozás elleni védelem, stb) Önnek már nincs szüksége ezek megváltoztatására. Az összes beállítási lehetõség három csoportba sorolható. E csoportok alapján 3 féle üzemmódot választhat 1. Egyszerû, fokozott biztonságú kezelés A szabályozón csak a be-ki ((JNIOFF) kapcsoló mûködik.ezt az üzemmódot az egy alapjelet használó (pl. mindig 820 C-on mûködõ kemence) berendezésen célszerû alkalmazni. Elõnye az egyszerû kezelés és védelem a szándékos, vagy véletlen hibás beállítás ellen. 2. Normál felhasználói kezelés A szabályozó kimenet és az ALARM kimenet alapjele (hõmérséklete) beállítható. 3. Bõvített felhasználói kezelés A normál felhasználó kezelést kiegészíti a PID paraméterek beállítása. A kezelés részletes leírása: 3. Egyszerû fokozott biztonságú kezelés A szabályozón semmi nem állítható, de a szabályozás ki és bekapcsolható. Az rövid idejû lenyomásával a szabályozó állapotát kérdezhetjük le. Szabályozás bekapcsolva (On lámpa világít) Szabályozás kikapcsolva (On lámpa nem világít) Az gombot 5 másodpercig nyomva tartva a kijelzõ átvált és a szabályozó bekapcsol. A gombot tavább nyomva tartva ezután már nem történik változás. Ugyanezt ismételve a szabályozás kikapcsolható. 4

6 4. Normál felhasználói kezelés Az egyszerû, fokozott biztonságú kezeléshez képest a célhõmérséklet (alapjel) és az alarm érték állításával bõvül a szabályozó kezelése. A két állítás azonos, de a célhõmérséklet állításához a kell nyomvatartani, míg az alarm állításához az gombot kell megnyomni. Válasszuk ki a megfelelõ állítást a gombbal (célhõmérsékletet). Nyomvatartva gombot a számérték allítása a legnagyobb helyértékre való beléptetéssel kezdõdik. A legnagyobb helyi értekre a gombbal léphetünk, többször megnyomva a villogó számjegy a kisebb helyi érték felé halad. A legkisebb helyi értéknél megnyomva gombot a legnagyobb hely értékre ugrik a villogás. A villogó számjegy a gombbal növelhetõ. A legnagyobb számértéken túl állítva a legkisebb számérték következik ( ). Beállított szám az összes gomb elengedése után a memóriában tárolódik. Példa, állítsuk a célhõmérsékletet 1063-ra Elõfordulhat az az állapot (például a maximális érték csökketése után), hogy a számérték elõhíváskor az utolsó (egyesek) helyi érték azonnal villogni kezd. Ez azt jelzi, hogy a memóriában a maximálisan megengedhetõ értéknél több volt tárolva. Elengedve a gombokat, a program automatikusan kijavítja a túlállítást. Ha a maximális értéken túl állítjuk a kívánt értékeket, a kijelzõn E--1 hibakód jelenik meg kb. 3 másodpercre és a szabályozó a maximális értéket tárolja memóriájában. Figyelem! A szabályozó konfigurálásától függõen módosulhatnak az állítások. Az ALARM jelfogó mûködése állítható, de hõmérsékletét az Ed 6-ban is meg. lehet határozni. Ha ALARM "deviation" típusú, csak között állítható. Ha a KDCL hõntartásra van beállítva, az ALARM az utolsó elõtti hõntartás hõmérséklete. 5

7 5. Bõvített felhasználói kezelés A normál felhasználói kezelés bõvült a PID paraméterek állításával. A paraméterek állításához a szabályozó DDS kezelését kapcsoljuk DDS-re, a történik gomb 3 másodperces nyomvatartásával. A visszakapcsolás ugyanígy A kijelzõn látható kódok jelentései Célhõmérséklet és ALARM állítás (alaphelyzet) PID paraméter állítás.a és a gombok a felsõ felirat szerint mûködnek. A gomb lenyomása mellet választható a kívánt állítás kódja A kiválasztott kódhoz tartozó érték a gomb lenyomása mellet ugyanúgy állítható mint a célhõmérséklet A kódok ismertetése A kimenõ teljesítmény kiolvasása, [%]-ban. Csak bekapcsolt állapotban van értelme. Proporcionális tag állítása [%]-ban. Állítható között, kb. 0.4% pontosságal. A beállítás 0.1 % pontossággal történik, de a szabályozó, a számára megfelelõ értékre kerekíti. 0.0%-ra állítva úgynevezett "On/OFF szabályozó", vagy határérték kapcsoló lesz a szabályozóból, ha a deriválótag értéke nulla. Ha a deriválótag nem nulla "D" szabályozót kapunk. Az integráló tag állítása másodpercben. Állítható között 2 másodperces lépésekben. Az állítás 1 másodperces pontossággal történik, de tároláskor a szabályozó kerekít. Az integráló tag nulla értékkel kikapcsolható, így P és PD szabályozót állíthatunk be. A deriváló tag állítása másodpercben. Állítható másodperc között. Nullára állítva p p kikapcsolható, így P és PI szabályozás is lehetséges A szabályozó az utolsó állítás után kb másodperc múlva automatikusan állapotba lép. 6

8 6. A szabályozó tulajdonságainak beállítása (konfigurálás) A szabályozó mûködési tulajdonságait az elektronikus kapcsolókkal lehet beállítani. Ezeket a kapcsolókat a megrendelõ által kitöltött kérdõív alapján a gyártó, vagy annak megbízottja állítja be. A kapcsolók egy része kellõ szakismeret birtokában átállítható. A kalibráló kapcsolókat csak megfelelõ mûszerekkel való összehasonlítással szabad állítani. 7. Az EDS (elektronikus kapcsolók) ismertetése Az elektronikus kapcsolók egyesével vagy csoportosan fordulhatnak elõ. A elektronikus kapcsoló helyzetét a leírásban 0 és 1 logikai értékkel helyettesítettük. Gépkönyv Szabályozó Kikapcsolva (OFF; Logikai "0") 0 Bekapcsolva (ON; Logikai "1") 1 Az ajánlott beállításokat sötétebb háttérrel jelezzük 7.1. EDS állítás engedélyezése A szabályozót kapcsoljuk ki (On LED nem világít). Feszültségmenetesítsük a szabályozót (a kijelzõ nem világít) Helyezzük ismét feszültség alá az EDS gombok folyamatos nyomvatartása mellett. Most engedélyeztük az EDS üzemmódot. Normál feszültség alá helyezés esetén az EDS nem állítató! 7.2. Az EDS állítások elérése A EDS mód bekapcsolásához két feltételnek kell teljesülnie: Szabályozás kikapcsolva (On LED nem világít) Ne legyen állítható a DDS (dds0) Tartsuk nyomva az EDS gombokat folyamtosan, 12 másodperc múlva a kijelzõn az EdS0 látható, majd 3 másoperc elteltével az EdS1 villog a kijelzõn Kilépés módjai az EDS állításból Mint az EDS bekapcsolása, de mindjárt látható az aktuális állapot szabályozás bekapcsolása DDS állítás az utolsó állítás után automatikusan kb másodperc múlva a készülék feszültség mentesítése 7

9 Az állítások hasonlóak a DDS állításaihoz, de itt kapcsolókat állítunk a számok helyett ED 0 csoport Deriváró tag szûrõ konstansa Tracking [%] (PID A derivalótag szûrõje, a derivált jel zaját csökkenti, és az hirtelen változásokat simítja. Kis értéknél gyorsan követi a jelet, nagyobb értékeknél lassabban, jobban átlagol. A hõtechnikai feladatokra a legnagyobb érték megfelelõ. Tracking, A KDCL szabályozó egy tovább fejlesztett PID algoritmust tartalmaz, amely az arányossági tartományon kívül megjósolja azt a teljesítmény értéket amivel belépve az arányossági tartományba, minimális túllendüléssel éri el a kívánt értéket (setpointot). Nagyobb tracking értéknél kisebb a túllendülés, de a mérési zavarérzékenység erõsen növekszik. Hibás mérés esetén (zavar) az arányossági tartományban is újra számíthatja az integráltag offset kiegyenlítõ értékét és emiatt nem megfelelõ kimenõ-teljesítményt ad. A kis tracking érték a túllendülést növeli, vagy kikapcsolva normál PID szabályozó lesz. Az optimális érték 50%, ha a mérés zajos 25% -ig csökkenthetõ a tracking értéke 8

10 7.5. ED 1 csoport 0 Alarm jelfogó csak bekapcsolt állapotban mûködik 1 Az alarm jelfogó mindig mûködik 0 Az alarm jelfogó hiszterézis nélkül kapcsol (±0.5 digit) 1 Az alarm jelfogó ±2 digites hiszterézissel kapcsol 0 0 Nincs alarm jelfogó (nem állítható és nem mûködik) 0 1 Process típusú alarm jelfogó (állítása és mûködése egyezik SP-vel) 1 0 Deviation típusú alarm jelfogó AL = SP + Al dev állítható( ) 1 1 Deviation típusú alarm jelfogó AL = SP - AL dev,, állítható( ) Maximálisan állítható SP setpoint (alapjel) és ALARM A SP és az ALARM a maximális állíthatóság fölé nem állítható. Ha a maximálisan beállított értéket újra állítjuk és ez kisebb lesz mint a bármelyik célérték (SP, ALARM, kiegészítõ alarm, és az elsõ hõntartás hõmérséklete) a szabályozó ezeket az értékeket a beállított új értékkel helyettesíti! Vigyázat, ha a kisegítõ alarm értéke (ED 6) nem nulla és az ALARM process típusú az AL feliratú gombbal beállított ALARM érték helyett a kisegítõ alarm érték lesz érvényes, függetlenül a szabályozó üzemmódjától. Tehát a II. kapcsolási pont beállításánál ügyelni kell arra, hogy az melyik alarm beállítás értékén fog kapcsolni. 9

11 7.6. ED 2 csoport 0 Állítható a SP és az ALARM 1 Nem állítható az SP és az ALARM (DDS nem hívható elõ) 0 Állítható a DDS 1 Nem hívható elõ a DDS állítás 0 0 S hõelem 0 1 Bemenet típusa K kõelem 1 0 J kõelem 1 1 Pt100/385 ellenállás hõmérõ 0 Hálózat figyelés kikapcsolva 1 Hálózat figyelés bekapcsolva 0 Normál alarm jelfogó mûködés 1 Inverz alarm jelfogó mûködés másodperc 0 1 Beavatkozó jelfogó periódus idõ 25.4 másodperc másodperc másodperc A szabályozó kezelése egyszerûsíthetõ és védhetõ illetéktelen beavatkozások ellen. A SP és az ALARM állítás tiltható, a DDS állítások elrejthetõk. Lehet az ALARM állítást külön is tiltani. Process típusú ALARM választása esetén ha a kisegítõ alarm értékét (Ed 6)megadjuk, az elõlapi ALARM állítás hatástalan marad és a II. kapcsolási pont a kisegítõ alarm értéke szerint kapcsol. Az invertált jelfogó üzemet csak akkor szabad használni, ha az alarm jelfogó váltó (morze) érintkezõs! Ekkor a jelfogó fordítva üzemel és feszültségmentes állapotban ad zárt kontaktust a szabályozott berendezés felé! 7.7. ED 3 csoport 0 Soros adat kiküldés tiltva 1 Soros adat kiküldés engedélyezve legkisebb erõsítés normál erõsítés maximális erõsítés Erõsítés állítás (a végkitérés ± 1.5 %-a) (csak hitelesítõ eszközrõl) 10

12 Az erõsítés állításra nincs szükség, mert a szabályozó etalonhoz van beállítva. Ha az öregedés miatt csökken a pontosság a szabályozó itt állítható az etalonhoz, szétszedés nélkül ED 4 csoport Áram állítás (a végkitérés ± 1.5 % -a) hitelesítõ eszközrõl legkisebb mérõáram az ellenállás-hõmérõn normál mérõáram az ellenállás-hõmérõn maximális mérõáram az ellenállás-hõmérõn Az áram állításra nincs szükség, mert a szabályozó etalonhoz van beállítva. Ha az öregedés miatt a pontosság csökken, a szabályozó az etalonhoz itt állítható hozzá, szétszedés nélkül. Figyelem, az állítás nem áramot állít, hanem erõsítést, ezért árammérõvel a változás nem követhetõ ED 5 csoport null érték +127 eltolva (maximális érték) null érték +1 eltolva nincs offset érték beállítva null érték -1 eltolva null érték -128 eltolva (minimális érték) Offset (null pont) kiegyenlítés A szabályozó automatikus nullpont kiegyenlítéssel dolgozik. Néhány digit hibát a zavarok és a mérõkör ellenállása okozhat a mérésben. Ellenállás-hõmérõ vonalkiegyenlítõ ellenállása helyett itt kompenzálhatjuk ki a mérõkör ellenállását. Kapcsoljunk a Pt100 helyére egy 100 Ohmos ellenállást és addig offset-teljük a mérést, míg nullát nem mutat a kijelzõ. A másik lehetõség a Pt100 mellé helyezzünk egy pontos hõmérõt. Hagyjuk, hogy beálljon a hõmérséklet (10-30 perc) és utána addig állítsuk az offset értékét míg a kijelzõ a hõmérõ hõmérsékletét nem mutatja. 11

13 7.10. ED 6 csoport Kisegítõ ALARM Bemeneti szûrõ konstansa A szabályozóban 3 hõntartást lehet beállítani. Az utolsó elõtti hõntartás hõmérsékletét az ALARM-nál beállított hõmérséklet adja. Ha mégis szükséges a II. kapcsolási pont, használhatunk kisegítõ alarmot. A kisegítõ alarm értékét 100 K pontossággal az ED 6 csoport elsõ négy kapcsolójával lehet beállítani. Vigyázat, ha a kisegítõ alarm értéke nem nulla és az ALARM process típusú az AL feliratú gombbal beállított ALARM érték helyett a kisegítõ alarm érték lesz érvényes, függetlenül a szabályozó üzemmódjától. Tehát a II. kapcsolási pont beállításánál ügyelni kell arra, hogy az melyik alarm beállítás értékén fog kapcsolni. A.szabályozó értéktartó szabályozásra, vagy. maximum három hõntartásra konfigurálható. A legutolsó hõntartás hõmérséklete a SP értéke az utolsó elõttié az ALARM értéke. Bemeneti szûrõ, a mért jel zaját csökkenti, és az AD konverziót kerekíti. Kis értéknél gyorsan követi a jelet, de zajos, nagyobb értékeknél a jelet lassabban követi, de nem billeg az utolsó digit. A hõtechnikai feladatokra a nagyobb értékeket javasoljuk ED 7 csoport A hangjelzés feltételei: beépített zümmögõ, tiltott soros kimenet és hõntartó üzemmód. 0 Értéktartó szabályozás 1 Utolsó hõntartás engedélyezve 0 nincs hangjelzés 1 a hõntartás utolsó percében hangjelzés perc hõntartás (azonnali kikapcsolás) perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás F E D C B A Hõstartás ideje: (32xF+16xE+8xD+4xC+2xB+A) perc 12

14 7.12. ED 8 csoport 0 nincs utolsó elõtti hõntartás 1 Utolsó elõtti hõntartás engedélyezve 0 nincs hangjelzés 1 a hõntartás utolsó percében hangjelzés perc hõntartás (azonnali kikapcsolás) perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás F E D C B A Hõstartás ideje: (32xF+16xE+8xD+4xC+2xB+A) perc ED 9 csoport 0 nincs elsõ hõntartás 1 elsõ hõntartás engedélyezve 0 nincs hangjelzés 1 a hõntartás utolsó percében hangjelzés perc hõntartás (azonnali kikapcsolás) perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás perc hõntartás F E D C B A Hõstartás ideje: (32xF+16xE+8xD+4xC+2xB+A) perc ED - csoport 13 elsõ hõntartás hõmérséklet C C C C H G F E D C B A (128xH+64xG+32xF+16xE+8xD+4xC+2xB+A) x 10 C

15 Összefoglalva: a KDCL szabályozóban 3 hõntartást lehet meghatározni az alábbi ábra szerint. Minden hõntartás után hangjelzést lehet adni ED n csoport Kimenõ teljesítmény kizárás [KTK] Derivaló tag mintáinak száma % % % % % % % % % % $.5% % % % % A kapcsolókkal meghatározható, hogy a deriválótagot a PID algoritmus hány mintából képezze. Kis mintaszám esetén a deriválótag gyorsabban változik hirtelen durva, erõs változásokkal. Ezek a változások a kimenõ teljesítményt erõsen módosítják, esetleg az anti wind up számítást is bekapcsolhatják a arányossági tartományon belül. A nagyobb mintaszámnál a deriválótag kis késleltetéssel avatkozik be, ez viszont gyors változásoknál túlszabályozást okozhat. Hõmérséklet szabályozásnál ez általában 5 fölötti értéket használjunk. A kimenõ teljesítmény kizárása. Az itt beállított érték alatti kimenõ teljesítmény esetén nulla a beavatkozó jel, ill. szimmetrikusan (loo% - KTh~ felett maximális a beavatkozó jel. 14

16 8. A hangolás és a PID paraméterek A PID paraméterek határozzák meg a szabályozás minõségét. A legegyszerûbb szabályozók, az állásos szabályozók, a szabályozott jellemzõt (hõmérséklet, nyomás, villamos áram, villamos feszültség, stb) összehasonlítják az alapjellel és annak elérésekor kikapcsolják az energiát majd megvárják míg a szabályozott jellemzõ a túllendülés után újra lecsökken az alapjel értékére és bekapcsolják az energiát. Mivel a gyakorlatban elõforduló rendszereknek holtidejük van (az érzékelõ csak késve tudja a szabályozott jellemzõt mérni), a szabályozás lengésekkel jön létre. Minél nagyobb a holtidõ és minél erõsebb a beavatkozás, annál nagyobb a lengések mértéke. Vannak rendszerek, amelyek technológiai tulajdonságait ezek a lengések teljesen lerontják. Így nem szabad állásos szabályozót használni azokhoz a technológiákhoz, amelyeknél a szabályozott jellemzõ pontos tartása fontos. Ilyen technológia minden hõkezelés, de különösen a kerámiák, a fémek és mûanyagok hõkezelése. Laboratóriumokban elemzés elõtt a szerves anyagokat elhamvasztják. Az alacsony és a magas hõmérséklet egyaránt meghamisítja az elemzési eredményt. A korszerû szabályozott rendszereket igen nagy energiatartalékokkal gyártják. Ez teszi lehetõvé a széleskörû alkalmazhatóságot. A nagy energiatartalék viszont a szabályozhatóságot rontja. Ezért korszerû berendezést csak korszerû PID szabályozóval lehet szabályozni. Minden más szabályozó csak rángatja a rendszert, a szabályozott jellemzõ a legképtelenebb értékeket veheti fel. A korszerû szabályozó korszerû PID algoritmussal rendelkezik, amely a szabályozó minden állapotában, minden zavarójel hatását a legrövidebb idõ alatt megszûnteti és PID paramétereitõl függõen a túllövést korlátozza. Itt kell megemlíteni még a PD szabályozókat, amelyek az energiát az alapjel környezetében arányosan szabályozzák. Ezek a szabályozók az alapjel értékénél az energia 50%-át vezetik a rendszerbe. Természetesen csak véletlenül létezik olyan rendszer, amely az alapjelnél pontosan 50% energiát igényel. Azok a rendszerek, amelyek ennél kevesebb energiát igényelnek túllendülnek és tartósan így maradnak. Ennek fordítottja is érvényes. Minél nagyobb a szabályozási arányossági tartomány az eltérés annál nagyobb. Az ilyen szabályozók használati útmutatójában különbözõ tanácsokat adnak a jelenség kiküszöbölésére, amelyek oda vezetnek, hogy a felhasználó kénytelen a szabályozási tartományt lecsökkenteni és így egy állásos szabályozót használni. Az állásos szabályozó tulajdonságait fent ismertettük. A PID szabályozó csak megfelelõen beállított paraméterek esetén mûködik jól. A PID tulajdonságoknak ára van, így azokat nem használni nagy pazarlás. A PID paramétereket mindig az adott technológiához kell meghatározni, mert a szabályozási túllendülés és a beállási idõ összefügg egymással. Nagyon kis túllendüléshez hosszabb beállási idõ szükséges. A PID paraméterek beállítása, amelyet hangolásnak is neveznek, némi szabályozástechnikai alapismeretet igényel. Ezért a továbbiakban leírjuk azokat a tudnivalókat, amelyekkel a hangolás elvégezhetõ. A hangolás valamelyik ismert hangolási módszer alkalmazásával kezdõdik. Mi két hangolási módszert javasolunk, különösen hõmérsékletszabályozók hangolásához. Az egyik hangolási lehetõség a Chien-Hrones-Reswick módszer. A szabályozási kört az adott alapjel közelében 100%-os teljesítménnyel bekapcsoljuk és megmérjük a holtidõt (Th) és a legnagyobb fûtési sebességet (Vmax). A mérést az alábbi ábra segíti A hangolási adatok: X p = 60 / V max x t h ahol x p V max t h az arányossági tartomány %-ban a legnagyobb fûtési sebesség [K/perc] a holtidõ percben T i =2t h T d = t h /4 8 Az adatokat célszerû nyomtatóval felvenni. A stopperrel felvett adatok gyors melegítésnél nem elég pontosak. A kiszámolt adatokat kísérletekkel kell pontosítani a következõ módszernél leírtak szerint. 15

17 A második hangolási lehetõség a Ziegler-Nichols módszer, amely a szabályozott rendszer kritikus állapotát keresi meg. Ehhez a szabályozót állásos szabályozóvá alakítjuk (dd_l = 0.0). Elindítjuk a szabályozást azzal az alapjellel, amelynek környezetében akarunk hangolni. Az alapjel értékét elérve jól mérhetõ lengéseket kapunk. Várjunk meg néhány lengést és mérjük meg a lengés periódusidejét (két maximum, vagy minimum, vagy alapjel közti idõ) és maximális valamint minimális értékét. Ezután állítsunk be egy arányos szabályozót (dd 1.=.***.* dd 2 = 0 dd 3 = 0, ahol ***.* az arányos tartomány értéke %-ban, amelynek értéke ,7 lehet). Az arányossági tartomány értéke %-ban annyit jelent, hogy 1 körüli érték széles tartományt, 50-nél nagyobb érték szûk tartományt jelent. A 0 érték különleges, mert ezzel az arányossági tartomány megszûnik. Az arányossági tartomány értéke az alapjel egységében 100/x p %, tehát 5%-os érték hõmérsékletszabályozásnál 100/5=20 C és ez az alapjelre szimmetrikusan helyezkedik el. Ennek alapján a gyakorlati tapasztalatok szerint a hangolási érték 1-50% között várható. Az arányos szabályozón megmért lengések állandósulása után állítsunk közti értéket és ismételten mérjük a lengéseket. A dd 1 x p értékét csökkentve mindig mérjük a lengéseket. Célszerû az állításokat felezni pl.: A mérések folyamán lesz egy olyan lengés, amely csillapodik, vagyis a maximumok és a minimumok csökkennek. Ennek a környezetében (valószínûleg ez, vagy a megelõzõ dd 1 érték, vagy a kettõ közötti) találjuk meg a kritikus állapotot, amelynek mért értékébõl a kezdeti PID paraméterek az alábbiak szerint számolhatók ki (a kritikus dd 1 értéke = x pk és a kritikus lengésidõ T k ): A képletekben X p = 0,6 x X pk T i = 0,5xT k T d = T i / 4 8 x p a dd 1 tárolt értéke (P tag) T i a dd 2 tárolt értéke (I tag) T d a dd 3 tárolt értéke (D tag) A hangolás pontossága a szabályozott rendszertõl függ. Elõfordul, hogy a kapott érték azonnal használható, de gyakran kell a hangolást pontosítani. A képletek szerint kapott értékeket és a hangoláskor használt alapjelet állítsuk be a paraméter lapon és kapcsoljuk be a szabályozót. A szabályozott jellemzõt megfigyelve a szabályozó beállásakor az alábbiak szerint módosítsuk a PID paramétereket: 1. Az alapjelet a szabályozó lengésekkel közelíti meg. A lengések csillapodnak. Az elsõ lengés nagy túllendüléssel kezdõdik. Növeljük a Ti és Td értékét addig ameddig a lengések nem szûnnek meg. Minden állítás után zavarójelet kell mesterségesen elõidézni, hogy a szabályozott jellemzõ pillanatnyi értéke a szabályozási (arányossági) tartományon kívülre kerüljön. Ezt a módszert kell követni minden új érték kipróbálásánál,.mert csak azok a beállások jellemzõek, amelyeknél a pillanatnyi érték a szabályozási tartományon kívülrõl indul. 2. Az alapjelet a szabályozó alulról nagyon lassan közelíti meg lengések nélkül. Csökkentsük a Ti és Td értékét addig, amíg a megközelítés megfelelõ nem lesz. Az elõbbiek szerint a szabályozó I és D paramétere jól meghatározható. A két paraméter hányadosa általában 4-8 között van, de szélsõséges estekben ettõl eltérhet (4-10). A D tag növelése a megközelítés sebességét csökkenti, nagyobb értéknél lassúbb a megközelítés. Az I tag a lengések visszaállási idejét növeli, nagyobb I tag esetén a lengések maximuma és minimuma lassabban közelíti az alapjelet. A két érték együtt hat a szabályozóra, ezért sok kísérlet szükséges az optimális hányados megkereséséhez. 3. Az alapjelet a szabályozó egy túllövés után nagyon lassan közelíti meg, esetleg néhány lengést is észlelünk. Növeljük az x p értékét addig, ameddig a túllövés a megengedett értékre nem csökken és a lengések megszûnnek. 4. Az alapjelet a szabályozó alulról szabálytalan lengésekkel közelíti meg. Csökkentsük az x p értékét addig, ameddig a lengések megszûnnek és a beállás a megfelelõ lesz. Az x p értékét célszerû pontosan meghatározni, mert szabályozó beállásának jellegét alapvetõen befolyásolja. Ezért feltétlenül ellenõrizni kell a megfelelõnek ítélt értéket egy nagyobb és egy kisebb érték kipróbálásával. A hangolást nagyon megkönnyíti egy regisztráló. 16

18 9. Digitális eszközök alkalmazása elektromosan zajos környezetben Az új, digitális elven mûködõ berendezések ugyanúgy érzékenyek az elektromos zavarokra, mint analóg társaik. A zavar hatására az analóg szabályozók hibásan kapcsoltak, vagy tönkrementek. A zavar a digitális szabályozókban a belsõ adatokat átírhatja. A folyamatos hibátlan mûködés érdekében különös gondossággal kell a mûszereket telepíteni. A jelvezetékektõl külön vezesse a hálózati, vagy ezzel bármilyen csatolással (galvanikus, induktív és kapacitív) összeköttetésben lévõ vezetékeket. Úgy huzalozzunk, hogy az EMI (elektromos mágneses áthallás) és az RFI (rádiófrekvenciás áthallás) minimális legyen. A jelvezetéket árnyékolt kábelben vezetve az áthallás csökkenthetõ. Ha nagyfrekvenciás szûrõt alkalmaz a bemeneten a zavarok csökkennek. Csavart érpáron vezetve a jelet az induktív zavar hatása csökken. A minden szabályozó érzékeny a rövid idejû, nagy intenzitású zavarjelekre. A mért értéket meghamisítják és a berendezés helyes mûködését is zavarják. A nagy intenzitású zavarokat a mágneskapcsolók, a gyors jelfogók, a motorok, és a fémgõz lámpák gyújtói okoznak, amelyek ellen védekezés nehéz, de megoldható. A zavarok ellen így védekezhetünk: 1. Növelje a belsõ zajelnyomást. Építse a szabályozást földelt fémházba. A hálózatot leválasztó transzformátoron vezesse a mûszerbe. 2. A zaj elnyomása legegyszerûbb és leghatékonyabb a keletkezés helyén (zajforrásnál). Sok zavarjelet csak így lehet szûrni. ( Ehhez a zajforrást természetesen meg kell találni.) 9.1. Néhány gyakorlati tanács a zavarszûréshez. A 100V alatti jeleket csavart érpáron vezesse, lehetõleg ne párhuzamosan a hálózati vezetékekkel. Az analóg jeleket csavart érpáron külön vezesse a többi vezetéktõl. Az árnyékolt kábelben az árnyékolást csak az egyik végén szabad földelni! Digitális jeleket az analóg jelektõl független kábelkötegben vezessük. A kis jelszintû vezetékeket minél távolabb vezessük a nagy zajforrásoktól (mágneskapcsolók, motorok). Nagy kiterjedésû kapcsolószekrényben a vezetékeket zárt kábelcsatornában vezessük külön a jelszintek szerint.az alacsony jelszintû vezetékek csatornáját földeljük. A különbözõ jelszintû kábel kötegek 90 -os szögben keresztezzék egymást. A földeléseket közvetlenül a földsínre csatlakoztassuk. A földsínt a kapcsolószekrény táplálási pontján kell földelni. Válassza a földsín keresztmetszetét minimum 5 mm 2 -re. A kapcsolószekrényben minden mágneskapcsolóra, motorra és induktivitásra kapcsoljon közvetlenül zavarszûrõt. Ez lehet soros R-C tag, vagy varisztor, ill. ezek variációja. Zavarszûrõt több cég gyárt. A jól választott zavarszûrõ teljesen elnyomja a tekercsek kikapcsolásakor keletkezõ több ezer voltos jelet. Az általunk ajánlott zavarszûrõ megfelel a kisebb mágneskapcsolókhoz, a mellékletben található kapcsolásokban. A zavarszûrés hatása a szabályozó viselkedésén látható. Ha az induktivitásokat kapcsolgatva a mért érték hirtelen megváltozik, vagy a szabályozó a kapcsolások hatására öntesztet (a kijelzõ kialszik és néhány másodperc múlva újra jelez) hajt végre (bekapcsolási ellenõrzés), a szûrés elégtelen. A szûrõt addig változtatassa, amíg a jelenségek megszûnnek. Az induktivitások egyenáramú kapcsolása, hasonló hibát okoz. A keletkezõ túlfeszültségeket egy diódával levezethetjük. A bekötés a függelékben található. Szilárdtest relék (STR) alkalmazásakor gyakori hiba, hogy a kikapcsolt relé minden ok nélkül megszakad, vagy vezetni kezd. Ezt a jelenséget általában a nagy intenzitású zavarok okozzák. A több ezer voltos feszültség meghaladja a STR-rek szilárdságát és átütik. Ezért kössünk varisztort a STR hálózati kapcsaira. A bekötési ábra a függelékben található. A zavarszûrõ elemek a kiskereskedelemben nem kaphatók. Ezért cégünk ezeket forgalmazza. A szabályozóval kapcsolatos zavarszûrési problémájával forduljon bizalommal a gyártóhoz vagy az eladóhoz. 17

19 10. Mûszaki adatok A szabályozó pontossága Az idõalap pontossága 0,05% Mûködési hõmérséklet Relék terhelhetõsége 0,3% ±1 digit 5 C...45 C ~220V 2A; vagy 30V DC 2A Open collectoros kimenet V DC 10 ma Szabályozó belsõ felügyelet Nagyfeszültségû próba Védettség elõlapon Tömeg kb. Méretek 10.1.Bemenetek (alapkivitelben) Alsó és Felsõ tápfeszültség figyelés, "Watch Dog" 4kVeff, 50 Hz IP40, a többi részen IP g 42x96x130 mm S Pt-PtRh C K NiCr-Ni C J Fe-CuNi C Pt100/ Ω/0 C C Vonalellenállás kiegyenlítés belsõleg 100 Ω-ra Megrendelésre bármely más négy bemenettel is kapható 10.2.A szabályozó beszerelése A szabályozó kapcsolótáblába építhetõ, az ablak kivágás mérete: 44,4 +0,6 x 92,5 +0,6 mm Kezelõ szervek Csatlakozók 4db 7 segmenses kijelzõ + 3 LED és 4db nyomógomb 2,54 mm raszterben, csavarozható gyorscsatlakozók 18

20 10.3.A szabályozó hátlapja 10.4.A bemenet bekötése 10.5.A szabályozó kimenetek bekötése Jelfogó, vagy mágneskapcsoló bekötése Háromállású (Hût-Fût) szabályozás bekötése 19

21 Motoros szelep vezérlés bekötése A szabályozó kimenetek OPC bekötése (csak rendelésre) 10.6.EDS beállítási jegyzet dd 0 Ed 0 Ed 1 Ed 2 Ed 3 Ed 4 Ed 5 Ed 6 Ed 7 Ed 8 Ed 9 Ed - Ed n dd 1 dd 2 dd 3 20

22 11. Hibajelzések és hibaelhárítás A KDCL szabályozó a következõ hibaüzeneteket adja Túlállítás, a kijelzõn kb. 3 másodpercig látható. A beállított szám a megengedett értéknél nagyobb, a szabályozó a maximálisan beállítható értékkel helyettesíti. Hõmérséklet túlfutás vagy hõelem szakadás. A hibajelzés a szabályozó feszültségmentesítésével törölhetõ. Kicserélve a hõelemet és a szabályozót bekapcsolva a hiba megszûnik. Ha nem sikerült elhárítani a hibát, keresse meg az eladót, vagy a gyártót. Hõmérséklet túl kicsi vagy az érzékelõ fordítva van bekötve. A hibajelzés a szabályozó áramtalanításával törölhetõ. Megcserélve az érzékelõ polaritását és a szabályozót bekapcsolva a hiba megszûnik, Ha nem sikerült elhárítani a hibát, keresse meg az eladót vagy a gyártót. A szabályozó figyeli a saját mûködését és a belsõ energia ellátását. Ha meghibásodik a mikrokontroller a berendezés újra és újra megpróbál bekapcsolni (mintha most helyeznénk feszültség alá) és a kimeneteit alapállapotba hozza. Hasonlóan viselkedik a szabályozó kevés, vagy túl sok tápfeszültség esetén is. A hiba felderítése: Ha a tápfeszültség ~220V (-15%...+10%) tartományon kívül van, valószínûleg ez a hiba. Ha nem keresse meg az eladót vagy a gyártót. 12. Programozhatóság A KDCL szabályozó maximum 3 hõntartásra programozható. A készülék programozása az EDS-ben található. A felhasználó csak a két utolsó hõntartás hõmérsékletét állíthatja be a nyomógombokról. A SP gombbal a befejezõ hõmérsékletet és az AL gombbal az ezt megelõzõ hõmérsékletet. Az elsõ hõntartás hõmérsékletét az Ed 9 kapcsolóival binárisan (kettes számrendszerben) lehet beállítani. Figyelem! A program futása közbeni feszültség kimaradás esetén mindig a legutolsó szakaszra ugrik a program. Felfût az utolsó hõntartás hõmérsékletére és ezen hõntart a megadott ideig. Ez lehetõséget ad az utolsó hõntartás meghosszabítására! Ha az utolsó hõntartás rövid, az automatikus kikapcsolás után az ON/OFF gombbal kapcsolja be a szabályozást és a fõkapcsoló ki-be kapcsolásával idézzen elõ feszültség kimaradást.