Измерители - ПИД-регуляторы с универсальными входами УМКТ(У)(ПИД)
Пропорциональная составляющая (ПС) - разница между текущим параметром и его заданным значением. ПС реагирует на мгновенную ошибку регулирования и вносит в управляющий сигнал вклад, линейно зависящий от текущего рассогласования и с соответствующим этому рассогласованию знаком.
Дифференциальная составляющей (ДС)– скорость изменения параметра. ДС вызывает реакцию регулятора на резкое изменение контролируемой величины, и стремится «сгладить» эти изменения, предотвращая возникновения в системе колебаний.
Интегральная составляющая (ИС) - накопленная ошибка регулирования, которая позволяет добиться максимальной скорости достижения уставки.
Коррекция характеристики датчика и цифровая фильтрация измерений аналогично измерителям УМКТ.
Для эффективной работы ПИД-регулятора необходимые для конкретного объекта значения коэффициентов регулирования Hp – полосы пропорциональности, Td – постоянной дифференцирования, Ti – постоянной интегрирования пользователь может установить либо в автоматическом режиме настройки, либо вручную.
После вычисления значения управляющего выходного сигнала Uп(i) анализируется полученное значение и определяется итоговый управляющий сигнал Ui следующим образом:
- в общем случае при 0
- при управлении однонаправленными исполнительными устройствами при Un(i)>1, U(i)=100%, при Un(i)<0, U(i)=0%;
- при управлении реверсивными исполнительными устройствами при Un(i)<-1, U(i)=100%.
- Возможные состояния выходов определены в таблице.
|
Uп(i) |
Выход "больше" |
Выход "меньше" |
||
|
|
При управлении однонаправленными исполнительными устройствами |
При управлении реверсивными исполнительными устройствами) |
При управлении однонаправленными исполнительными устройствами |
При управлении реверсивными исполнительными устройствами) |
|
от 0 до 1 |
Uп(i)*100% |
Uп(i)*100% |
Определяется параметром "bd" |
Выкл |
|
от -1 до 0 |
Выкл |
Выкл |
Uп(i)*100% |
|
|
< -1 |
Выкл |
Выкл |
Вкл |
|
|
>1 |
Вкл |
Вкл |
Выкл |
|
Значение управляющего сигнала соответствует скважности управляющих импульсов ШИМ:
U(i) = ti / Ti
Функциональные параметры регулятора, заданные пользователем при программировании, сохраняются при отключении питания в энергонезависимой памяти.
Устройства индикации и органы управления.
На четырехразрядном индикаторе в режиме "работа" отображается измеренное значение входного сигнала, в режиме "программирование" – значение настраиваемого в данный момент параметра. Четыре прочерка в режиме "работа" сигнализируют об аварийном состоянии входного сигнала (обрыв или замыкание датчика, выход измеряемого значения за пределы измерений и т.п.). Группа светодиодных индикаторов служит для:
- Т1 (индикатор зеленого цвета) – индикатор работы прибора;
- Туст, Ed, Т2уст, ΔТ2 (индикаторы зеленого цвета) – при программировании уставок - уставка для ПИД, полоса нечувствительности, уставка для второго ВУ, дельта уставки второго ВУ соответственно;
- ВУ1 и ВУ2 (индикаторы красного цвета) – состояние ВУ1 и ВУ2 соответственно.
Типы входных датчиков
|
Тип датчика |
Диапазон измерений |
УМКТ(У) |
|
Термопреобразователи сопротивления по ГОСТ 6651-94 |
||
|
ТСП 100П W100=1,391 |
-200… +750 °С |
P`100 |
|
ТСП 50П W100=1,391 |
-200… +750 °С |
P`50 |
|
ТСП 100П W100=1,385 (Pt100) |
-200… +750 °С |
P100 |
|
ТСП 50П W100=1,385 (Pt50) |
-200… +750 °С |
P50 |
|
ТСМ 100М W100=1,428 |
-200… +200 °С |
C`100 |
|
TCM 50M W100=1,428 |
-200… +200 °С |
C`50 |
|
ТСМ 100М W100=1,426 (Cu100) |
-50… +200 °С |
C100 |
|
TCM 50M W100=1,426 (Cu50) |
-50… +200 °С |
C50 |
|
ТСМ 53М W100=1,426 (гр.23) (ГОСТ 6651-59) |
-50…+200 °С |
Cu53 |
|
ТСМ 46П W100=1,385 (гр.21) (ГОСТ 6651-59) |
-200..+650 °С |
Pt46 |
|
Термопары по ГОСТ Р 8.585-2001 |
||
|
ТВР (А-1) |
0…+2500 °С |
E-A1 |
|
ТВР (А-2) |
0…+1800 °С |
T-A2 |
|
ТВР (А-3) |
0…+1800 °С |
T-A3 |
|
ТПР (В) |
+250…+1800 °С |
E--b |
|
ТЖК (J) |
-200…+1200 °С |
E--j |
|
TXA (K) |
-200…+1300 °С |
E--K |
|
TXK (L) |
-200…+800 °С |
E--L |
|
TXK (E) |
-200…+1000 °С |
E--E |
|
ТНН (N) |
-270…+1300 °С |
E --n |
|
ТПП (R) |
0…+1750 °С |
E--r |
|
ТПП (S) |
0…+1750 °С |
E--S |
|
ТMK (T) |
-200…+400 °С |
E--t |
|
Датчики с унифицированным выходом по току (сопротивление внешнего шунта 100 Ом) и напряжению по ГОСТ 26.011-80 |
||
|
0…5 мА |
0…100% |
I0_5 |
|
0…20 мА |
0…100% |
I4.20 |
|
4…20 мА |
0…100% |
I0.20 |
|
0…1 В |
0…100% |
U0-1 |
|
-50…+50 мВ |
0…100% |
U-50 |
Прибор состоит из одного входного канала, блока индикации и управления, одного или двух (для модификации "-К") выходных каналов ПИД, одного выходного канала сигнализации (в модификации "-К" отсутствует), микропроцессора и интерфейса.
Настройка ПИД-регулятора
В приборах УМКТ предусмотрена процедура автоматической настройки параметров ПИД-регулирования на конкретный объект. Для выполнения автонастройки удерживайте кнопку "F" нажатой более 6 сек., после чего введите код 1945. Алгоритм автонастройки дает приемлемые результаты для большинства ОУ.
Если по каким-либо причинам значения коэффициентов ПИД-регулятора, полученные при автоматической настройке оказались неоптимальными, следует подстроить их вручную.
Зона нечувствительности
Для исключения ложных срабатываний регулятора в окрестностях уставки рассогласование вычисляется следующим образом:
- если -Ed > Err(i) > Ed, то Err(i) = 0;
- если Err(i) > Ed, то Err(i) = Err(i) - Ed;
- если Err(i) < -Ed, то Err(i) = Err(i) + Ed;
где Ed – зона нечувствительности.
Технические характеристики и условия эксплуатации
|
Время опроса входного канала, сек |
1 |
|
Предельно допустимая основная приведенная погрешность (без учета погрешности датчика), %, не хуже |
|
|
для теромосопротивлений и датчиков тока и напряжения |
0,25 |
|
для термопар |
0,5 |
|
Разрешающая способность, °С |
|
|
от -100°С до +1000°С |
0,1 |
|
ниже -100°С и выше +1000°С |
1 |
|
Количество выходных устройств |
2 |
|
Максимальный ток, коммутируемый контактами реле при ~220В 50Гц, А |
5 |
|
Максимальный ток нагрузки транзисторной оптопары при напряжении 50 В постоянного тока, мА |
50 |
|
Максимальный ток нагрузки симисторной оптопары при напряжении до 400 В, мА |
100 |
|
Максимальный ток нагрузки выхода управления твердотельным реле, мА |
50 |
|
Интерфейс связи УМКТ |
RS-485 |
|
Длина линии связи прибора с ИМ485, не более, м |
1200 |
|
Скорость передачи данных, бит/с |
19200 |
|
Напряжение питания, В |
~110...~245 |
|
Частота питающей электросети, Гц |
50 |
|
Потребляемая мощность, не более, Вт |
6 |
|
Температура окружающей среды, °С |
+5...+50 |
|
Относительная влажность воздуха (при t = 35°С), % |
30...80 |
|
Атмосферное давление, кПа |
86...107 |
|
Степень защиты корпуса настенного исполнения (Н1) |
IP54 |
|
Габаритные размеры корпуса Н1 |
138х105х59 |
|
Степень защиты корпуса Щ2 со стороны передней панели |
IP20 |
|
Габаритные размеры корпуса Щ2 |
96х48х100 |
|
Масса прибора, не более, кГ |
0,5 |
Выходные устройства
ПИД-регулятор УМКТ1(У)(ПИД) имеет два независимых выходных устройства. ВУ1 формирует сигналы управления внешним оборудованием, обеспечивая регулирование по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы. Режим работы ВУ2 - сравнение измеренной величины с эталонной (уставкой) и изменение состояния ВУ при пересечении порогового уровня ê (гистерезиса) в зависимости от заданной логики работы. Управление выходным устройством производится с помощью изменения периода и скважности управляющих импульсов, пропорционально значению управляющего сигнала.
ПИД-регулятор для управления задвижкой УМКТ1(У)(ПИД-К) имеет два зависимых выходных устройства. ВУ1 и ВУ2 формируют сигналы "больше" и "меньше" соответственно, обеспечивая управление задвижкой по пропорционально-позиционному алгоритму. В один о и тот же момент времени может быть включено либо только одно из ВУ либо оба выключены.
В приборе используются следующие типы встроенных выходных устройств:
- Р - реле электромагнитные.
- Т - транзисторные оптопары n-р-n структуры.
- С - симисторные оптопары.
- К - выход управления внешним твердотельным реле.
Приборы имеют встроенный интерфейс стандарта RS-485 для связи с персональным компьютером и объединения в автоматизированные системы управления технологическими процессами.
По варианту конструкции приборы отличаются исполнением корпусов, предназначенных для настенного или щитового крепления. Типы крепления корпуса:
- Н1 – настенный, с размерами 138х105х59 мм.
- Щ2 – щитовой, с размерами 96х48х100 мм.
Функциональные параметры УМКТ1(У) (ПИД(-К))
|
Параметр |
Диапазон изменения |
Комментарий |
Заводская установка |
|
xxxx |
см. табл. №1 |
Тип входного датчика см. таблицу №1 |
C°50 |
|
|
|
Масштабные коэффициенты для датчиков с унифицированным выходом |
|
|
An.L xxx.x |
-999...+3000 |
Масштабный коэффициент, соответствующий 0% шкалы |
0.0 |
|
An.H ххх.х |
-999...+3000 |
Масштабный коэффициент, соответствующий 100% шкалы |
100.0 |
|
|
|
Логика работы |
|
|
tb x |
0 |
Охладитель |
1 |
|
1 |
Нагреватель |
||
|
|
|
Параметры цифрового фильтра |
|
|
PF.xx |
0...99 |
Полоса цифрового фильтра. При PF=0 полоса фильтра отключена. |
30 |
|
FF.xx |
0...10 |
Глубина цифрового фильтра. |
2 |
|
|
|
Коррекция характеристики |
|
|
SH_1 xxx.x |
-99.0...+99.0 |
Значение сдвига характеристики |
0.0 |
|
P.xxx.x |
0.90…1.10 |
Значение наклона характеристики |
1.00 |
|
|
|
Параметры ВУ2(для УМКТ(У)(ПИД)) |
|
|
bd x |
0 |
Выключено |
0 |
|
1 |
Сигнализация о выходе за заданный интервал |
||
|
2 |
Сигнализация о входе в заданный интервал |
||
|
3 |
Сигнализация о превышении уставки Т2уст |
||
|
4 |
Сигнализация о нахождении ниже уставки Т2уст |
||
|
n.xxx |
1...255 |
Интерфейсный номер прибора |
1 |
|
|
0 |
Разрешено изменять параметры 1 уровня |
0 |
|
|
1 |
Запрещено изменять параметры 1 уровня |
|
|
HP xxxx |
1...65000 |
Полоса пропорциональности |
10 |
|
|
|
Постоянная интегрирования |
|
|
ti xxxx |
0...30000 |
При ti=0 И-звено выключено |
100 |
|
|
|
Постоянная дифференцирования |
|
|
td xxxx |
0...30000 |
При td=0 Д-звено выключено |
20 |
|
tP xxx |
1...100 |
Период управляющих импульсов |
1 |
|
|
|
Скорость набега на уставку |
|
|
SP xxxx |
0...1000 |
При SP=0 ограничение скорости выключено |
0 |
|
PA xxx |
1...100 |
Максимальная мощность |
100 |
|
PI xxx |
0...99 |
Минимальная мощность |
0 |
Информация о модификации прибора при заказе
УМКТ1(у)(ПИД-К)-хх-х-RS.
"-К" для управления задвижкой ----------------------/ / / /
Тип корпуса -----------------------------------------------------/ / /
Тип выходных устройств --------------------------------------/ /
Наличие интерфейса RS-485 ---------------------------------/
Типы подключаемых датчиков и выходных устройств
| Производитель | Компания ООО ФЭА |
| Страна | Россия |