КонтрАвт
YoutubeVkontakteYandex Zen
КонтрАвт
Подписка

Будьте всегда в курсе!

Новинки продукции, обучающие видеоролики, типовые решения!

 

Всего 2 раза в месяц!

Будьте всегда в курсе!

Новинки продукции, обучающие видеоролики, типовые решения!

 

Всего 2 раза в месяц!

Корзина заказовКорзина заказов
Выбор продукции

МЕТАКОН-6305. Настройка меню “Регулятор”

Cмотри подробную информацию (описание, характеристики, cхемы и др.):

Другие видео серии:

  1. МЕТАКОН-6305. Классы задач. I класс.

  2. МЕТАКОН-6305. Классы задач. II класс.

  3. МЕТАКОН-6305. Классы задач. III класс.

  4. МЕТАКОН-6305. Классы задач. IV класс.

  5. МЕТАКОН-6305. Система меню, кнопки и индикаторы.

  6. МЕТАКОН-6305. Работа оператора. Настройка оперативного меню.

  7. МЕТАКОН-6305. Режимы работы и управление ими.

 

Статьи:

  1. Что такое позиционные регулятор?
  2. ПИД-регулятор vs. Позиционный регулятор. Что выбрать?
  3. Настройка дифференциальной компоненты ПИД-регулятора
  4. Настройка интегральной компоненты ПИД-регулятора
  5. Ручная настройка пропорциональной компоненты ПИД-регулятора

 

Текстовая расшифровка видео.

Добрый день, уважаемые коллеги! Мы продолжаем cерию видеороликов, посвященных температурному контроллеру МЕТАКОН-6305.

В данном видео мы обсудим настройку важнейшего функционального блока РЕГУЛЯТОР. Для этого используем одноименное конфигурационное меню "РЕГУЛЯТОР"

 

Меню "Регулятор"

Нажимаем кнопку МЕНЮ на передней передней прибора и переходим к списку конфигурационных меню регулятора. 

В меню "Регулятор"  входим по кнопке ПАРАМЕТР.

 

Алгоритм регулирования

Первый параметр задает алгоритм регулирования: ПИД-регулирование и двухпозиционное регулирование. 

Подробно про позиционное и ПИД-регулирование у нас написано две подробные статьи, ссылки на которые доступны под видео. Рекомендуем ознакомиться с ними для детального понимания сути вопроса.

Здесь же только укажем,  что при прочих равных условиях ПИД-регулирование позволяют поднять точность управления в 5-100 раз по сравнению с позиционным регулятором. Сразу же подчеркнем, это не значит, что ПИД регулятор лучше всегда. Имеется ввиду, что «при прочих равных условиях» (то есть , когда применим позиционный регулятор) ПИД дает лучшие результаты. 

 

Уставка регулятора. Виды уставок.

Следующий параметр меню "Регулятор" SP позволяет задать уставку регулятора.

Тут важно дать пояснение о какой именно уставке идет речь.

В температурном контроллере МЕТАКОН-6305 определены четыре различных уставки: непосредственно уставка, предуставка, активная уставка  и текущая уставка.

В чем разница между всеми ними? Все виды уставок показаны на графике.

Основной в регуляторе является непосредственно уставка SP. Кроме того,  при необходимости можно задать еще и предуставку P.SP. Обе уставки задает оператор. Активная уставка равна той из них, которая в данный момент используется. Если сигнал ПРЕДУСТАВКА не подан, то активная уставка равна уставке SP, если подан - предуставке. Текущая уставка рассчитывается самим регулятором. Она может изменяться во времени, именно к ней регулятор стремится вывести температуру в объекте. "

На рисунке показан процесс регулирования, в котором выполняется преход на две уставки SP1 и SP2, а затем на предуставку P.SP. Вначале уставка  равна  SP1. Поскольку сигна ПРЕДУСТАВКА не подан, активная уставка  Ac.SP равна SP1 и показана на графике красным. Текущая уставка регулятора Ch.SP изображена на графике зеленым пунктиром. До момента запуска регулятора, текущая уставка регулятора   совпадает с измеренной температурой в объекте. Далее включаем режим автоматического регулирования.  Текущая уставка  начинают изменяться от измеренного значения температуры к активной уставке Ac.SP, то есть к значению SP1. Скорость изменения уставки S.SP1 задается пользователем.  Регулятор стремится  удерживать температуру в объекте на уровне изменяющейся текущей уставки.  При достижении  уровня активной уставки, текущая уставка перестает изменяться. С этого момента  все три уставки совпадают: активная и текущая уставки  равны SP1.

У нас может возникнуть потребность перейти с одной заданной уставки на другую, то есть задать другую активную уставку.  На рисунке показано второй значение той же самой уставки SP - SP2. В случае изменения основной уставки SP вся процедура повторяется. Активной уставкой становится уже SP2. Текущая уставка Ch.SP начинается движение к ней уже с какой-то другой заданной нами скоростью S.SP2 независимо от измеренного значения температуры. Важный ньюанс в том, что в начале своего движения текущая уставка переключается на измеренное значение температуры (хотя разница между ними должна бы быть в идеале минимальна) и только потом начинает движение к активной уставке с заданной скоростью. При выходе текущей уставки на значение SP2 все три уставки - основная, текущая и активная опять совпадают.

Обычно в регуляторах переход с одного значения уставки на другое осуществляется путем изменения значения самой уставки. Мы только что об этом рассказали. Однако , это долго, неудобно,  есть вероятность ошибки при наборе значения, плюс при частных изменениях уставки изнашивается  панель. В контроллере МЕТАКОН-6305 можно заранее задать значение предуставки P.SP и скорости перехода на предуставку, а сам процесс перехода запустить по сигналу с панели или внешними сигналами ,например, тумблером на панели управления печью. 

Процесс перехода с основной уставки SP2 на предуставку P.SP  показан на нашем рисунке. Процесс запускается подачей внешнего сигнала ПРЕДУСТАВКА. 

В момент подачи сигнала ПРЕДУСТАВКА активная уставка Aс.SP скачкообразно меняет свое значение с уставки SP2 на предуставку P.SP. При этом текущая уставка Ch.SP становится равной измеренному значению температуры и далее линейно изменяет свое значение со скоростью S.P.SP. 

Изменение текущей уставки Ch.SP заканчивается при достижении предуставки P.SP. В этот момент совпадают значения трех уставок: активная уставка Ac.SP и текущая уставка Ch.SP совпадают с предуставкой P.SP. 

Теперь, если мы снимем сигнал ПРЕДУСТАВКА ,то  активная уставка станет равной SP2. Одновременно мы остановили регулирование сигналом СТОП. В режиме СТОП текущая уставка всегда равна измеренной температуре. Печь начинает остывать и измеренное значение и текущая уставка будут спадать по экспоненте.

Итак, контроллер температуры МЕТАКОН-6305 позволяет не только поддерживать температуру на заданном постоянном уровне, но и управлять ею во времени по линейному закону с заданной скоростью. Использование предуставки позволяет управлять процессом «одним движением пальца»,  исключая хлопотный и долгий набор нового значения уставки.

 

Скорость перехода на уставку

Скорость перехода на уставку задается следующим параметром S.SP. 

Значения задаются в диапазоне от 1 до 9999 в размерности единиц измерения физической величины, деленных на минуту.

При установке значения ноль данный параметр будет выключен и уставка меняется скачкообразно.

 

Предуставка регулятора

Значение предуставки P.SP  и скорости перехода на предуставку S.P.SP  задаются  аналогично. 

Параметры ПИД-регулятора: зона пропорциональности, время интегрирования, время дифференцирования

Качество управления, которое обеспечивает ПИД-регулятор в значительной степени зависит от того, насколько хорошо параметры регулятора  (зона пропорциональности Pb, время интегрирования ti и время дифференцирования td) соответствуют свойствам системы. Это означает, что ПИД-регулятор перед началом работы необходимо настроить.На нашем сайте представлены подробные статьи по методиками ручной настройки всех трех параметров. Рекомендуем вам ознакомится с этими материалами. Ссылки представлены в описании к этому видео.

Конфигурирование  всех трех параметров выполняется в меню "Регулятор". Зона пропорциональности ПИД-регулятора задается параметром Pb в единицах измеренной величины. Время интегрирования и время дифференцирования указываются в параметрах ti и td в секундах.

Отметим, что в температурный контроллер МЕТАКОН-6305 имеет функцию автонастройки параметров ПИД-регулирования, которая дает возможность получить высокое качество настройки парметров ПИД алгоритма даже неспециалистам. Мы расскажем о ней чуть позднее. 

 

Характеристика регулирования

Наклон характеристики позволяет обратную связь в контуре управления сделать всегда отрицательной, в зависимости от особенностей исполнительного устройства. Прямая характеристика используется в системах с «охлаждением». В таких системах рост сигнала управления увеличивает охлаждение и вызывает уменьшение измеренного сигнала. Обратная характеристика  устанавливается в системах с «нагревом». В них рост сигнала управления вызывает нагрев и  увеличение измеренного сигнала. 

Наклон характеристики регулирования задается параметром SLOP. Значение CooL соответствует прямой характеристике для работы с холодильниками, значение HEAt, обратной характеристике для работы с нагревателями.

 

Гистерезис двухпозиционного регулятора

Следующий параметр HSt. Задается в единицах измерения физической величины от 0 до 9999. Для ПИД регулятора данный параметр играет роль зоны нечувствительности. Отклонение температуры от текущей уставки на эту величину считается нулевым рассогласованием.

Для позиционного регулятора данный параметр является гистерезисом. Это единственный настроечный параметр у позиционного регулятора. Для того, чтобы не было частых срабатываний и/или ложных срабатываний от воздействия помех («дребезг контактов»), в регулировочную характеристику позиционных регуляторов вводят гистерезис. Это соответствующим образом увеличивает колебания измеренного сигнала (а значит ухудшает точность регулирования позиционным регулятором), но снижает износ оборудования (реле, пускателей, приводов и так далее).

 

Максимальный и минимальный уровни сигнала управления 

Оборудование термообработки может не допускать перегрева. Для исключения перегрева  следует ограничить максимальную мощность. Какой бы сигнал управления не вырабатывал ПИД-алгоритм,   мощность не должна превышать заданного порога.  Аналогично, можно исключить полное отключение нагревателя. Для органичения максимального и минимального уровня сигнала управления в диапазоне от 0 до 100 % используются параметры Out.H и Out.L  . 

Ограниченный сигнал управления будет изменяться в пределах от Out.L до Out.H и не будет выходить за их значения.

 

Период ШИМ-сигнала

Если используется дискретный выход управления ПИД-регулятора, то необходимо задать период ШИМ сигнала. Задается параметром  РР в секундах от 0 до 9999.

 

Время уменьшения сигнала управления от текущего значения до 0 после окончания времени выдержки

В предыдущем видео, говоря о работе ПИД-регулятора после окончания работы таймера выдержки, мы рассмотрели несколько вариантов поведения ПИД-регулятора. Одним из них был случай, когда регулятор останавливает свою работу. Сигнал управления уменьшается с текущего значения до нууля за время t.Out и после этого регулятор переходит  в режим СТОП. Это время задается параметром t.Out в минутах. Этот параметр определяет время остывания объекта. Применяется только для ПИД-регулятора.

 

Поведение и значение сигнала управления в состоянии ПАУЗА

Если применяется  сигнал ""ПАУЗА"", то необходимо определить работу ПИД алгоритма во время этого сигнала и настроить параметр Out.P.  Назначение и смысл сигнала ПАУЗА легко понять, если считать его сигналом с концевого выключателя, связанного с дверью печи. На графике отображены 4 возможных варианта.  А – сигнал управления фиксируется на уровне на момент подачи сигнала ПАУЗА ,параметр равен Fi. Б – сигнал управления фиксируется на заданном уровне dP, параметр равен dP . В – сигнал управления в частном случае равен 0 (dP=0). Г – сигнал управления фиксируется на уровне на момент подачи сигнала ПАУЗА, смещенном на  заданную величину dP ,параметр равен Fi.dP   Во всех этих случаях ПИД-алгоритм приостанавливает свою работу и сигнал управления принимает  определенное фиксированное значение. 

Мы подробно пояснили принцип работы сигнала Пауза,  рассказывая про возможности регулятора МЕТАКОН-6305 в видеоуроке, посвященном первому классу типовых задач.  Ссылка  приведена в описании к этому видео. 

Для позиционного регулятора для параметра Out.P устанавливаются значения On или Off .

Уровень сигнала управления (поправка) в состоянии ПАУЗА

Конкретное значение поправки задает параметр dP. 

 

Уровень сигнала управления в аварийной ситуации

С помощью параметра Out.A мы можем задать уровень сигнала управления, который зафиксируется  регулятором в случае возникновения какой-либо аварийной ситуации (например, неисправности датчика или измерительного канала).  Значение задается в процентах в диапазоне от 0 до 100. Из каких соображений выбирать данный уровень. Например,  из соображений безопасности можно отключить регулирование и задать аварийный урвоень сигнала управления равным нулю.  Возможно,  технологический объект таков,  что полностью отключать нагрев  даже в аварийной ситуации нельзя. Желательно поддерживать мощность примерно на том же уровне, что и в нормальных условиях. Тогда наблюдаем за мощностью в процессе нормальной работы регулятора,  фиксируем этот уровень и задаем его в качестве аварийного уровня. Точного регулирования не будет, но и температура не упадет слишком сильно. 

 

Уровень Автонастройки

Мы уже упоминали о том, что температурный контроллер МЕТАКОН-6305 имеет функцию автонастройки параметров ПИД-регулирования, которая дает возможность получить высокое качество регулирования даже неспециалистам. 

Для запуска режима АВТОНАСТРОЙКА нужно войти в меню «Режим» кнопкой [РЕЖИМ/СБРОС], выбрать кнопками БОЛЬШЕ и МЕНЬШЕ значение параметра rEG = tunE и запустить процедуру настройки повторным нажатием и удержанием кнопки [РЕЖИМ/СБРОС].

После включения функции автонастройки регулятор работает в двухпозиционном режиме, выходит на уставку и совершает один цикл колебаний. По параметрам этого колебания контроллер рассчитывает параметры ПИД алгоритма, а затем автоматически переходит в режим ПИД-регулирования . Длительность автонастройки – один период колебаний в системе (зеленый участок). Характерный вид процесса на всех трех этапах показан на рисунке. Начальная температура может быть как ниже , так и выше уставки. Таким образом, в режиме автонастройки регулятор сначала работает в двухпозиционном режиме, а затем в режиме ПИД-регулирования. Поскольку после окончания автонастройки регулятор находится уже в точке уставки SP, то переходный процесс заключается только в быстрозатухающих колебаниях относительно уставки.

Очевидно, в течение этих двух этапов общий результат будет не хуже, чем при позиционном регулировании. Это значит, в частности, что режим автонастройки можно запускать каждый раз при включении регулятора и заново настраивать ПИД параметры, если точность позиционного регулирования на первом шаге является допустимой. Найденные таким образом параметры сохраняются в энергонезависимой памяти, поэтому при работе с одной и той же системой настройка может производиться только один раз. При необходимости параметры могут быть скорректированы вручную оператором

Бывают ситуации, когда в системе не допускаются выбросы в процессе автонастройки.  В этом случае автонастройку слеудет првоодить не на уровне уставки SP, а на некотором другом уровне со смещением SP+At.SP . После автонастройки регулятор автоматически переходит на уставку SP уже без выбрсоов.  Такой вариант автонастройки может понадобиться, если в системе не допускаются выбросы в процессе автонастройки

Смещение уровня автонастройки задается параметром At.Sp. 

 

Итак, мы рассмотрели все параметры меню Регулятор и их значения. Пояснили их смысл и назначение. 

Оставайся с нами.




Copyright © 2003-2021 КонтрАвт
Телефон: +7 (831) 260-13-08 (многоканальный)
Почта: sales@contravt.ru



Powered by TreeGraph (Graphit Ltd.)