Всі поширені запитання щодо основ, запуску та продуктів. Компактний регулятор JUMO dTRON 16.1, Компактний регулятор JUMO cTRON, Багатоканальний регулятор процесів і програм JUMO IMAGO 500, Регулятор процесів JUMO DICON 400, 500, 501 та Компактний регулятор JUMO dTRON 304/308/316
Такі контролери, як JUMO IMAGO 500, JUMO DICON 500, а тепер і нова серія JUMO dTRON, включають в програму налаштування спеціальний програмний інструмент для моніторингу та документування введення в експлуатацію, що значно полегшує його проведення.
Це програмне забезпечення для запуску дозволяє візуалізувати та зберігати аналогові та двійкові сигнали під час оптимізації системи.
Особливо для складних процесів візуальне представлення найважливіших даних процесу в режимі реального часу є практично незамінним для інженера з управління.
Все, що вам потрібно для оптимізації системи - це один з вищезгаданих контролерів, ПК або ноутбук з програмою налаштування та інтерфейсне з'єднання за допомогою кабелю з інтерфейсом RS232 або USB. Таке з'єднання необхідне для програмування налаштувань, тому воно зазвичай є доступним.
Важливі налаштування, такі як вільний вибір сигналів для відображення окремих аналогових і двійкових значень в приладі, масштабування, різні варіанти друку, показ або приховування окремих кривих, вільне масштабування і вибір кольорів - все це включено в цей програмний інструмент в стандартній комплектації.
Основні функції програми охоплюють:
Програма не просто корисна, вона також надає багато інших переваг - в тому числі і економічних - в порівнянні зі звичайним моніторингом управління процесом, таких як:
Оптимізація (або налаштування) регулятора - це пристосування регулятора до заданого процесу або контуру керування. Параметри керування повинні бути обрані таким чином, щоб досягти найбільш сприятливої реакції контуру керування за заданих умов експлуатації. Однак ця оптимальна реакція може бути визначена по-різному, наприклад, досягнення заданого значення швидко, з невеликим перерегулюванням, або дещо довший час стабілізації без перерегулювання. Якщо все, що очікується від регулятора - це реакція, як для кінцевого контакту (без імпульсної роботи), немає необхідності шукати оптимальні налаштування для пропорційного діапазону, часу похідної або часу скидання. Потрібно лише задати диференціал перемикання.
У більшості випадків контролер може сам визначати параметри керування за допомогою самооптимізації (автоналаштування), якщо технологічний процес допускає самооптимізацію. Крім того, оптимальне налаштування параметрів може бути визначене "вручну", за допомогою експериментів та емпіричних рівнянь (див. формули в додатку).
При заміні контролерів або за наявності ідентичних контрольних установок, параметри управління також можуть бути безпосередньо прийняті або введені.
Після ручного налаштування параметрів автоналаштування більше не можна запускати, оскільки це призведе до перезапису налаштувань.
| Дія контролера | |
| P | XP = XPk / 0,5 |
| PI | XP = XPk / 0,45 T P = 0,85 ·TK |
| PID | XP = XPk / 0,6 Tn = 0,5 · TK Tv = 0,12 · TK |
| Дія контролера | Контур управління | Помилка |
| P | XP = 3,3 · KS · (Tu/Tg) · 100 % | XP = 3,3 · KS · (Tu/Tg) · 100 % |
| PI | XP = 2,86 · KS · (Tu/Tg) · 100 % T n = 1,2 · Tg |
XP = 1,66 · KS · (Tu/Tg) · 100 % T n = 4 · Tu |
| PID | XP = 1,66 · KS · (Tu/Tg) · 100 % T n = 1 · Tg T v = 0,5 · Tu |
XP = 1,05 · KS · (Tu/Tg) · 100 % T n = 2,4 · Tu T v = 0,42 · Tu |
інверсія: Вихід регулятора Y більший за 0, або реле знаходиться під напругою, коли значення процесу є меншим за задане значення (напр.
наприклад, опалення).
прямий: Вихід регулятора Y більший за 0, або реле знаходиться під напругою, коли значення процесу перевищує задане значення (напр.
охолодження).
Модулюючий регулятор, як і 3-позиційний регулятор, має два комутаційні керуючі виходи, які, однак, призначені спеціально для електроприводів, наприклад, для відчинення або зачинення. Якщо для 3-позиційного контролера потрібен безперервний вихідний сигнал для підтримки певного рівня вихідного сигналу, то у випадку модуляційного контролера електропривод залишатиметься в досягнутому положенні, коли від контролера не надходитиме більше жодного сигналу.
Відповідно, привід виконавчого механізму може залишатися, наприклад, відкритим на 60 %, хоча в цей момент контролер ним не керує.
Цифровий вхідний фільтр (dF) слугує для демпфування вхідних сигналів і впливає як на індикацію, так і на контролер. Чим більше значення для "dF", тим більше демпфування вхідного сигналу. Надмірно високе або низьке значення значення може мати негативний вплив на якість керування. У більшості випадків для роботи можна використовувати значення "dF" за замовчуванням.
3-позиційні контролери мають два виходи, які можуть бути або перемикаючими, або безперервними (релейний контакт або, наприклад, 4 - 20 мА). 3-позиційні регулятори використовуються, якщо на регульовану величину потрібно або можна впливати за допомогою двох виконавчими механізмами з протилежною дією. Це може бути кліматична шафа з тиристорним блоком живлення для електрообігріву і електромагнітним клапаном для охолодження. У цьому прикладі 3-позиційний контролер з безперервним (аналоговим) виходом для функції обігріву (вихід контролера 1) і перемикаючим виходом для функції охолодження (вихід контролера 2) буде найкращим вибором.
На 3-позиційних контролерах параметри пропорційний діапазон, час скидання, час похідної та гістерезис, знайомі з 2-позиційних контролерів, часто можна встановити окремо для обох робочих сенсів. У 3-позиційних регуляторах додатково є параметр.
Модулюючі контролери мають два комутаційні виходи і спеціально призначені для керування приводами, які можуть, наприклад, відкривати або закрити заслінку.
Виконавчі механізми/приводи виконавчих механізмів, якими можна керувати:
Приводи змінного струму, двигуни постійного струму, 3-фазні приводи, гідроциліндри з електромагнітними клапанами тощо.
Каскадне керування може значно покращити якість регулювання. Це стосується, зокрема, динамічної дії контуру регулювання, іншими словами, переходу змінної процесу після зміни заданого значення або збурення.
Приклад 1: схема побудови каскаду
Для переробки шоколад повинен бути нагрітий до vs = 40 °C. Температура шоколаду не повинна перевищувати 50 °C (навіть близько до нагрівача). Тому його нагрівають на водяній бані.
Каскадне керування використовується для досягнення швидкої стабілізації.
Контролер 1 завжди є головним контролером, контролер 2 завжди є підлеглим.
Заданне значення для підлеглого контролера створюється шляхом перетворення вихідного сигналу.
Керуючий вихід y1 перетворюється в уставку за допомогою одиниці технологічної величини x2 (тут: 0 - 100 % = 0 - 50 °C).
Список символів
O2 - Вихід 2
I1 - Аналоговий вхід 1
I2 - Аналоговий вхід 2
C1 - Контролер 1
C2 - Контролер2
w 1 - Регулятор заданого значення 1
w 2 - Регулятор заданого значення 2
x 1 - Регулятор значення процесу 1
x 2 - Регулятор значення процесу 2
x w1 - Регулятор відхилення 1
x w2 - Регулятор відхилення 2
y 1 - Керуючий вихід 1
y 2 - Керуючий вихід 2; вихід 1 контролера 2
v s - Температура шоколаду
v w - Температура водяної бані
Приклад 2: побудова каскаду обрізки
Дві порції шоколаду потрібно нагріти до 40 °C і 50 °C. Температура шоколаду ніде (навіть поблизу нагрівача) не повинна перевищувати задану більш ніж на 10 °C. Тому його нагрівають на водяній бані.
Каскадне регулювання використовується для досягнення швидкої стабілізації без перерегулювання і без зміни конфігурації регулятора (перетворення вихідного сигналу) при зміні заданого значення (зміні партії).
Контролер 1 завжди є головним контролером, контролер 2 завжди є підлеглим контролером.
Уставка для підлеглого регулятора отримується шляхом перетворення вихідного сигналу та додавання уставки ведучого регулятора (w1).
При перетворенні уставки регулювальний вихід y1 перетворюється на значення з одиницею технологічної величини w2. Це відповідає максимально допустимій різниці температур (± | x1 - w1 |; тут: 0 - 100 % = -10 to +10 °C).
Список символів
O2 - Вихідні дані2
I1 - Аналоговий вхід 1
I2 - Аналоговий вхід 2
C1 - Контролер1
C2 - Контролер 2
w1 - Регулятор заданого значення 1
x1 - Регулятор значення процесу 1
x2 - Регулятор значення процесу 2
xw1 - Регулятор відхилення 1
xw2 - Регулятор відхилення 2
y1 - Керуючий вихід 1
y2 - Керуючий вихід 2; вихід1 контролера 2
vs - Температура шоколаду
vw - Температура водяної бані
Якщо змінна процесу змінюється в межах фіксованого інтервалу навколо заданого значення - відстані між контактами Xsh - то жоден з виходів не є активним. Виняток: 3-позиційні регулятори з компонентами I і D. В межах міжконтактної відстані неактивним є лише пропорційний компонент.
Така відстань між контактами необхідна для запобігання постійному перемиканню між двома керуючими змінними, наприклад, нагріванням та охолодженням регістрами, коли керуюча змінна є нестабільною. Відстань між контактами також часто називають зоною нечутливості. Занадто мала зона нечутливості може призвести до
до безглуздої втрати енергії в установці.
I-компонент вихідного сигналу регулятора впливає на безперервну зміну керуючої змінної, поки значення процесу не досягне заданого значення.
Поки присутнє відхилення регулювання, керуюча змінна інтегрується вгору або вниз. Чим довше в регуляторі присутнє відхилення керування, тим більший інтегральний вплив на керуючу змінну. Чим більше відхилення регулювання і чим менший час скидання, тим більш виражений (швидший) вплив І-компоненти.
I-компонент забезпечує стабілізацію контуру регулювання без постійного відхилення регулювання. Час перезавантаження є мірою впливу тривалості відхилення регулювання на регулюючу дію. Чим більший час перезапуску, тим менш ефективним є І-компонент, і навпаки. Протягом визначеного часу Tn (в сек.), зміна керуючої змінної, яка спричинена P-компонентом (xp або pb), додається ще раз. Відповідно, між P- і I-компонентами існує фіксований зв'язок. Зміна P-компоненти (xp) також означає зміну часової характеристики при незмінному значенні Tn.
У чисто пропорційному регуляторі (P-регуляторі) керуюча змінна (вихід регулятора Y) пропорційна відхиленню регулювання в межах діапазону пропорційності (Xp). Коефіцієнт підсилення регулятора може бути пристосований до процесу шляхом зміни діапазону пропорційності. Якщо обрано вузький діапазон пропорційності, невелике відхилення є достатнім для досягнення 100 % потужності, тобто коефіцієнт підсилення збільшується зі зменшенням діапазону пропорційності (Xp). Реакція регулятора на вузький пропорційний діапазон є швидша і більш виражена. Занадто вузький діапазон пропорційності призведе до того, що призведе до коливань контуру керування. Будь-яка зміна пропорційного діапазону також вплине на дію входів і виходів PID-регулятора в тій же мірі. однаковою мірою.
Якщо в пропорційний діапазон дорівнює нулю, дія контролера є неефективною. Це означає, що контролер працює виключно як кінцевий контакт. Вибраний гістерезис або диференціал перемикання є ефективним, налаштування часу похідної та часу скидання, однак, не беруться до уваги.
Для всіх типів регуляторів, крім 3-позиційного (з подвійною уставкою) для всіх типів регуляторів, окрім 3-позиційного (двоточкового), важливим є лише пропорційний діапазон Xp1. Тільки для 3-позиційних регуляторів потрібні окремі налаштування для пропорційного діапазону (для обох для обох робочих режимів) (наприклад, Xp1 для опалення та Xp2 для охолодження).
Диференціал перемикання також називається гістерезисом і має значення тільки для перемикаючих контролерів з пропорційною смугою = 0.
Для контролерів з інверсним принципом дії (наприклад, керування опаленням) стандартна реакція виглядає наступним чином:
Диференціал перемикання знаходиться нижче заданого значення. Це означає, що регулятор вимикається саме тоді, коли перевищується задане значення. Він знову вмикається тільки тоді, коли значення процесу опускається нижче точки ввімкнення, яка лежить нижче заданого значення на величину диференціала ввімкнення.
У регуляторах з прямим принципом дії (наприклад, охолодження) диференціал перемикання зазвичай лежить вище заданого значення. Що стосується регуляторів зі зворотним принципом дії, то точка вимкнення знаходиться точно на заданому значенні. Однак увімкнення відбувається знову вище заданого значення, зміщеного на величину диференціала перемикання.
Перемикання 2-позиційного регулятора з інверсним принципом дії
Комутаційна дія переривчастого 3-позиційного регулятора
Час ходу приводу - це змінна величина, що забезпечується приводом приводу і тому має значення лише для модулюючих регуляторів або пропорційних (безперервних) регуляторів з вбудованим приводом приводу.
Час, який потрібен приводу приводу для однократного переміщення через весь корисного діапазону маніпуляції задається в параметрі "Час ходу приводу".
Час ходу приводу не може бути визначений шляхом самооптимізації (автоналаштування). Він завжди повинен бути встановлений перед оптимізацією.
Час ходу приводу надає контролеру інформацію про вплив керуючих імпульсів. Наприклад, при часі ходу приводу 20 секунд відсоткова зміна регульованої величини при одному і тому ж керуючому імпульсі значно більша, ніж при того самого керуючого імпульсу, значно більша, ніж для приводу наприклад, з часом ходу 100 секунд.
При виборі або визначенні розмірів приводів виконавчих механізмів необхідно враховувати що малий час ходу, скажімо, менше 10 секунд, призведе до великих кроків керуючої величини призведе до великих кроків керуючої величини, а отже, до зниженню точності керування. Якщо, наприклад, припустити, що 0,5 секунди це найкоротший час керуючого імпульсу, то час ходу в 10 секунд призведе до того, що буде зроблено лише 20 кроків керування. Це означає, що керуюча змінна може бути змінена лише на 5 %. змінну можна змінювати лише з кроком 5 %.Однак приводи з дуже довгим часом ходу можуть бутиневигідними з точки зору динаміки, оскільки керуючу змінну можна змінювати лише керуюча змінна може змінюватися відносно повільно за допомогою керуючим впливом можна змінювати лише відносно повільно. У реальній експлуатації, однак, проблеми, що виникають через занадто короткого часу ходу виникають частіше, ніж проблеми, спричинені занадто довгим часом ходу.
Коротка форма "виконавчий регулятор" використовується для опису "пропорційного регулятора з вбудованим драйвером приводу". На відміну від модулюючого регулятора, для виконавчого регулятора необхідний сигнал зворотного зв'язку з приводом. Виконавчий контролер керує рухом моторизованого приводу за годинниковою стрілкою або проти годинникової стрілки за допомогою 2 комутаційних виходів. Положення моторизованого приводу реєструється і порівнюється з керуючою змінною (yR) пропорційного регулятора.
Інтенсивність D-компоненти (диференціальної складової) можна встановити за допомогою похідної за часом. D-компонента регулятора з PID або PD дією реагує на швидкість зміни технологічної величини.
При наближенні до заданого значення D-компонент діє як гальмо, тим самим запобігаючи перевищенню заданого значення регулюючою змінною.
В основному, D-компонент має наступні ефекти:
Як тільки керуюча змінна змінюється, D-компонент реагує на цю зміну.
Для контролера зі зворотним принципом дії (тобто для опалення) це може означати, наприклад:
2-позиційний контролер (контролер УВІМКНЕНО/ВИМКНЕНО) перемикає вихід, коли досягається коли досягається задане значення. Якщо значення падає нижче заданого значення на певний регульований допуск (xsd, диференціал перемикання, гістерезис), то вихід знову вмикається. Таким чином, він має лише два станів перемикання. Застосовується в системах регулювання температури, де нагрівання або охолодження тільки вмикається або вимикається.
Однак 2-позиційний регулятор з динамікою може також працювати з P-, I- або D-компонентом.
Час циклу перемикання вказується в секундах і визначає період, протягом якого відбувається повний цикл перемикання, що складається з часу увімкнення та вимкнення.
Як правило, тривалість циклу повинна бути обрана таким чином, щоб фактичний процес регулювання все ще міг бути згладжений. У той же час, завжди слід враховувати частоту перемикань.
Реакцію найкраще скидати в ручному режимі, щоб можна було відстежувати прямий вплив керуючої змінної на тривалість циклу. Якщо керуюча змінна становить 50 %, значення "Ton" і "Toff" дорівнюють один одному. Якщо керуюча змінна змінюється, це співвідношення відповідно змінюється.
