2HEAT – PID: intelligence digital temperature control instrument
INTRODUKTIE PID ; De 2HEAT-PID thermostaat is een hoogwaardige regelunit die voor tal van toepassingen kan worden gebruikt. De 2HEAT-PID is een zeer geavanceerde thermostaat met een hoge mate van betrouwbaarheid, en zeer eenvoudig te bedienen en in te stellen. De 2HEAT-PID thermostaat kan een temperatuurwaarde meten van -50 ~ +1600 °C, met de bijgeleverde sensor is deze waarde -50 ~ + 150°C. De 2HEAT-PID wordt gevoed middels een voedingsspanning van 230Vac, en is voorzien van een spanningsvrij wisselcontact en een seperaat alarmcontact (maximaal 250Vac/5A ohmse belasting). De 2HEAT-PID is voorzien van geavanceerde instellingen, hierbij kunnen de volgende aanpassingen worden gemaakt: toetsenblokkering, instelbare alarm temp., instelbare hoog/laag temperatuur, temp. callibratie, PID auto setting, PID handmatige instellingen, instelbare hysterese, display precisie, graden C / F, Filter modus
SPECIFICATIES PID ; -
Bedrijfsspanning: Maximale aansluitspanning/stroom: Max. aansluitspanning/stroom alarm: Afmetingen thermostaat: Afmetingen display: Temperatuurmeting: Sensorkeuze: Lengte externe sensor: Sensorbewaking: Montage wijze: Instelbare temperatuurwaarde: Schakel differentie Temperatuur: PID modus / aan-uit: IJken thermostaat: Toetsvergrendeling: Minimale / maximale temp. begrenzing: Keuze °C / °F: Certificeringen:
230Vac. 0~250Vac / 5A (ohmse belasting). 0~250Vac / 5A (ohmse belasting). 62 x 52 x 80mm, Din rail montage. 50 x 15mm, 4 digits. externe sensor, -50 ~ +150 °C met bijgeleverde sensor. ja, 7 sensor keuzes mogelijk. 250cm, 3-draads, voorzien van RVS eindstuk. Ja, regelunit schakelt uit bij een defecte sensor. DIN rail. -50 ~ +150°C (-199 ~ +1600°C mogelijk). 0.1 ~ 100°C (standaard instelling: 1°C), in stapjes van 0.1°C. Ja / ja. Ja, deze waarde is instelbaar: +/- 20°C in stapjes van 0.1°C. Ja. Ja, beide waardes zijn instelbaar. Ja. CE, EN, ISO. -1-
2HEAT – PID: PID: intelligence digital temperature control instrument
UITLEG SYMBOLEN EN DISPLAY PID; De 2HEAT-PID is voorzien van diverse symbolen, deze symbolen hebben als functie om het bedieningscomfort te vereenvoudigen. SYMBOLEN EN TOETSEN Aansluiting externe sensor; A = rood, B = groen, C = groen
Display voorzien van vier rijen digits
Alarm signalering: rood wanneer alarm uitgang is geactiveerd Uitgang signalering: groen wanneer uitgang is geactiveerd (t.o.v. contact 3 en 4
Middels deze toets kan de gewenste waarde naar beneden worden bijgesteld.
Functie toets (setup)
Middels deze toets kan de gewenste waarde naar boven worden bijgesteld.
Voeding 230Vac; 7 = Fase, 8 = Nul Uitgang potentiaal vrij wisselcontact; 3 / 4 = NO (normally open) 4 / 5 = NC (normally closed) Uitgang (alarm) potentiaal vrij kontakt; 1 / 2 = NO (normally open)
MONTAGE VAN DE 2HEAT2HEAT-PID ; De 2HEAT-PID is heel eenvoudig te monteren en aan te sluiten, veiligheid en de normgeving dient in acht te worden genomen. Schakel altijd de spanning uit tijdens deze werkzaamheden en lees deze omschrijving nauwkeurig. De aansluitspanning bedraagt 230Vac, de maximale belastbaarheid is 5A. -
Plaats de PID in een kastje die is voorzien van een DIN-rail. Sluit de bedrading op de PID: 1 & 2 = NO, alarm contact, 3, 4 & 5 = NO/NC uitgang, 6 & 7 = aansluiting voeding, A, B & C = 3-draads sensor. De uitgangen kunnen maximaal 5 A (ohmse belasting) schakelen! Plaats de PID niet achter een deur, in de nabijheid van warmte of vocht genererende apparaten en in zonlicht.
Nadat de 2HEAT-PID is aangesloten doet de thermostaat een zelf test van een paar seconden, de display vertoont binnen 2 seconden de volgende symbolen; -
-2-
2HEAT – PID: intelligence digital temperature control instrument
GEAVANCEERDE INSTELLINGEN ; De 2HEAT-PID is voorzien van tal van instellingen die via het menu kunnen worden gewijzigd, de gewenste temperatuurwaarde kan handmatig worden ingesteld: - Druk 2 ~ 3 seconden op de ▲ of de ▼ toets. De getallenreeks in de display kan nu worden bijgesteld naar de gewenste waarde. - Wanneer U de ▲ of de ▼ toets niet meer ingedrukt houdt, dan zal de getallenreeks gaan knipperen in de display, druk op de toets SET om de ingestelde waarde te bevestigen. - De display geeft nu de te meten temperatuurwaarde weer.
Om in het eerste menu te komen, druk ca. 3 seconden op de SET toets, AL knippert in de display. Onderstaande getallen waardes kunnen middels de ▲ of de ▼ toets worden gewijzigd. Druk op SET voor de volgende stappen. Eerste Menu
Stap
Beschrijving Code
Instelbereik
Alarm: bovenwaarde grens.
Bepalend a.d.h. van de waarde
2
Afwijking sensor.
en -20 ~ +20
3
Proportie of verhoudings waarde.
1
Code
Omschrijving
100 Bij temperatuur- verschillen kan de waarde worden bijgesteld (calibratie) De P(ID) is een belangrijke factor voor de zelfregulering i.c.m. de I en D. Wanneer de waarde op 0 is ingesteld , is de functie PID uitgeschakeld.
0 ~ 400
Fabrieks instelling
0
15
4
Calculerende tijd.
0 ~ 2000
240
5
Differentie tijd.
0 ~ 200
30
6
Uitgangsvertraging.
2 ~ 120 seconden
7
Hysterese, bepaalt de gevoeligheid verschil waarde tussen de boven- en onderwaarde temperatuur t.ov. de ingestelde temperatuur. Automatische self setting modus t.b.v. PID instellingen.
0,1 ~ 100
Toetsen / functie vergrendeling.
0 ~ 50
8
9
Is alleen van toepassing wanneer de functie P op 0 is ingesteld. 0,5
ON: het starten van de automatische self setting mode. OFF: automatische self setting mode is uitgeschakeld.
/
LOC=0, alle waardes en functies kunnen worden aangepast. LOC=1, alleen de instelwaarde van de gewenste temperatuur kan worden gewijzigd. LOC>1: Alle waardes kunnen niet worden aangepast.
0
De gemaakte aanpassingen worden opgeslagen wanneer de display stopt met het knipperen van de digits! OPMERKING; In veel gevallen zal de 2HEAT-PID als een “gewone” thermostaat worden toegepast. Zorg ervoor dat de P waarde ingesteld staat op 0, de functie PID is dan uitgeschakeld. SELF SETTING MODUS (AT); Wanneer de 2HEAT-PID voor het eerst wordt gebruikt of wanneer de condities zijn verandert, stel de 2HEAT PID in op de standaard fabrieks instellingen. Om de P.I.D. functie optimaal te benutten, dient de 2HEAT-PID te worden gereset en in de AT (ON) modus te worden ingesteld (zie bovenstaand). - Stel als eerste de gewenste temperatuurwaarde in (middels ▲ of de ▼ toets). - Benader het eerste menu (3 seconden de SET toets ingedrukt houden). - Scroll door naar de AT modus, en stel deze in op ON. Druk op de SET toets om naar het einde te gaan van het eerste menu. - De Display geeft (knippert) AT0 en een temperatuurwaarde weer. - Na enige tijd geeft de display (knipperend) AT1 weer, en als laatste AT2. - De 2HEAT-PID heeft de nieuwe PID waardes opgenomen en opgeslagen. - De 2HEAT-PID reset zich automatisch en geeft de waarde 8888 en CJ weer in de display. De 2HEAT-PID is nu klaar voor gebruik a.d.h. van de nieuwste P.I.D. instellingen. LET OP: Indien de 2HEAT-PID alleen AT0 toont in de display, dus geen AT1 en AT2, dan zijn de huidige PID instellingen al geoptimaliseerd. M.b.t. AT0 (self setting) dienen de instellingen als fabrieksinstellingen te worden ingesteld. -3-
2HEAT – PID: PID: intelligence digital temperature control instrument
GEAVANCEERDE INSTELLINGEN (vervolg) ; Om in het tweede menu te komen, druk ca. 3 seconden op de SET en ▼ toets, LOC knippert in de display. Onderstaande getallen waardes kunnen middels de ▲ of de ▼ toets worden gewijzigd. Druk op SET voor de volgende stappen.
tweede Menu
Stap 9
10
Code
Beschrijving Code
Instelbereik
Omschrijving
Toetsen / functie vergrendeling.
0 ~ 50
LOC=0, alle waardes en functies kunnen worden aangepast. LOC=1, alleen de instelwaarde van de gewenste temperatuur kan worden gewijzigd. LOC>1: Alle waardes kunnen niet worden aangepast.
Sensor type.
(CU50, standaard) (PT100)
－30～1300°C /－54～2340℉、
K
(E) (J)
－30～700°C /－54～1260℉、
J
－30～900°C /－54～1620℉、
(T)
T
－199～400°C /－199～720℉、
(S)
S
－30～1600°C /－54～2880℉
0~1
12
Minimale gewenste temperatuurwaarde binnen het bereik van de sensor.
DIL ≤ DIH
13
CU50－ －50～ ～150 °C/－ －90～ ～270℉ ℉)
E
Display precisie
DP = 0, 4 digits (zonder komma). DP = 1, 3+1 digits (1/10) De gewenste temperatuurbereik kan worden ingesteld. Sensor type CU50 (-50 ~ +150°) kan als bereik worden ingesteld tussen 0 (DIL) ~ 50 (DIH)°C. De gewenste temperatuurbereik kan worden ingesteld. Sensor type CU50 (-50 ~ +150°) kan als bereik worden ingesteld tussen 0 (DIL) ~ 50 (DIH)°C. C = °C (graden Celcius) F = °F (graden Fahrenheit) Software filter, waarde 20 is een ideale waarde voor dit filter.
Maximale gewenste temperatuurwaarde binnen het bereik van de sensor.
14
Keuze tussen °C of °F.
C/F
15
Filter modus
0 ~ 50
0
PT100 －199～600°C/－199～1080℉、
(K)
11
Fabrieks instelling
K
15
0
1300
C 20
LET OP: Indien de 2HEAT-PID alleen AT0 toont in de display, dus geen AT1 en AT2, dan zijn de huidige PID instellingen al geoptimaliseerd. M.b.t. AT0 (self setting) dienen de instellingen als fabrieksinstellingen te worden ingesteld. LET OP: Indien er geen sensor is aangesloten of dat deze onjuist is aangesloten ofwel ingesteld, dan zal de 2HEATPID het symbool weergeven. De 2HEAT-PID zal nu niet kunnen functioneren! Controleer de bedrading, de waarde van de sensor (50Kohm @ 0°C) en de instellingen.
-4-
2HEAT – PID: PID: intelligence digital temperature control instrument
PROGRAMMA OVERZICHT ;
-5-
2HEAT – PID: PID: intelligence digital temperature control instrument
TABEL SENSOREN ; °C
CU50
200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100
PT100
K
E
J
T
K
E
J
S
°C
1849
-5891
-8824
-7890
-5603
S
°C 510
CU50
PT100 28422
21071
37815
27949
T
4332
1220
CU50
PT100
49565
K
E
J
T
12191
S
2280
-5730
-8561
-7659
-5439
520
28753
21497
38624
28511
4432
1230
49926
12312
2708
-5550
-8273
-7402
-5261
530
29083
21924
39434
29075
4532
1240
50286
12433
3132
-5354
-7963
-7112
-5069
540
29411
22350
40243
29642
4632
1250
50644
12554
3553
-5141
-7631
-6821
-4865
550
29739
22776
41053
30210
4732
1260
51000
12675
3971
-4912
-7279
-6499
-4648
560
30065
23203
41862
30782
4833
1270
51355
12796
4387
-4669
-6907
-6159
-4419
570
30391
23629
42671
31356
4934
1280
51708
12917
4800
-4410
-6516
-5801
-4177
580
30715
24055
43479
31933
5035
1290
52060
13038
5211
-4138
-6107
-5426
-3923
590
31038
24480
44286
32513
5137
1300
52410
13159
5619
-3852
-5680
-5036
-3656
600
31359
24905
45093
33096
5239
1310
52759
13280
6025
-3553
-5237
-4632
-3378
610
31680
25330
45900
33683
5341
1320
53106
13402
-90
6430
-3242
-4777
-4215
-3089
620
31999
25755
46705
34273
5443
1330
53451
13523
-80
6833
-2920
-4301
-3785
-2788
630
32318
26179
47509
34867
5546
1340
13644
-70
7233
-2586
-3811
-3344
-2475
640
26602
48313
35464
5649
1350
13766
-60
7633
-2243
-3306
-2892
-2152
650
27025
49116
36066
5753
1360
13887
-50
39242
8031
-1889
-2787
-2431
-1819
-236
660
27447
49917
36671
5857
1370
14009
-40
41400
8427
-1527
-2255
-1960
-1475
-194
670
27869
50718
37280
5961
1380
14130
-30
43555
8822
-1156
-1709
-1481
-1121
-150
680
28289
51517
37893
6065
1390
14251
-20
45706
9216
-778
-1152
-995
-757
-103
690
28710
52315
38510
6170
1400
14373
-10
47854
9609
-392
-582
-501
-383
-53
700
29129
53112
39130
6275
1410
14494
0
50000
10000
0
0
0
0
0
710
29548
53908
39754
6381
1420
14615
10
52144
10390
397
591
507
391
55
720
29965
54703
40382
6486
1430
14736
20
54285
10779
798
1192
1019
789
113
730
30382
55497
41013
6593
1440
14857
30
56426
11167
1203
1801
1536
1196
173
740
30798
41647
6699
1450
14978
40
58565
11554
1612
2420
2053
1611
235
750
31213
42283
6806
1460
15099
50
60704
11940
2023
3048
2585
2035
299
760
31628
42922
6913
1470
15220
60
62842
12324
2436
3685
3115
2467
365
770
32041
43563
7020
1480
15341
70
64981
12707
2851
4330
3649
2908
433
780
32453
44207
7128
1490
15461
80
67120
13089
3267
4985
4186
3357
502
790
32865
44852
7236
1500
15582
90
69259
13470
3682
5648
4725
3813
573
800
33275
45498
7345
1510
15702
100
71400
13850
4096
6319
5268
4277
646
810
33685
46144
7454
1520
15822
110
73542
14229
4509
6998
5812
4749
720
820
34093
46790
7563
1530
15942
120
75686
14606
4920
7685
6359
5227
795
830
34501
47434
7673
1540
16062
130
77833
14982
5328
8379
6907
5712
872
840
34908
48076
7783
1550
16182
140
79982
15358
5735
9081
7457
6204
950
850
35313
48716
7893
1560
16301
150
82134
15731
6138
9789
8008
6702
1029
860
35718
49354
8003
1570
16420
160
84288
16104
6540
10503
8560
7207
1110
870
36121
49989
8114
1580
16539
170
86444
16476
6941
11224
9113
7718
1191
880
36524
50621
8226
1590
16658
180
88600
16846
7340
11951
9667
8235
1273
890
36925
51249
8337
1600
16777
190
17216
7739
12684
10222
8757
1357
900
37326
51875
8449
1610
16895
200
17584
8138
13421
10777
9286
1441
910
37725
52496
8562
1620
17013
210
17951
8539
14164
11332
9820
1526
920
38124
53115
8674
1630
17131
220
18317
8940
14912
11887
10360
1612
930
38522
53729
8787
230
18682
9343
15664
12442
10905
1698
940
38918
54341
8900
240
19045
9747
16420
12998
11456
1786
950
39314
54948
9014
250
19407
10153
17181
13553
12011
1874
960
39708
55553
9128
260
19769
10561
17945
14108
12572
1962
970
40101
56155
9242
270
20129
10971
18713
14663
13137
2052
980
40494
56753
9357
280
20488
11382
19484
15217
13707
2141
990
40885
57349
9472
290
20845
11795
20259
15771
14281
2232
1000
41276
57942
9587
300
21202
12209
21036
16325
14860
2323
1010
41665
58533
9703
310
21557
12624
21817
16879
15443
2415
1020
42053
59121
9819
320
21912
13040
22600
17432
16030
2507
1030
42440
59708
9935
330
22265
13457
23386
17984
16621
2599
1040
42826
60293
10051
340
22617
13874
24174
18537
17217
2692
1050
43211
60876
10168
350
22967
14293
24964
19089
17816
2786
1060
43595
61459
10285
360
23317
14713
25757
19640
18420
2880
1070
43978
62039
10403
370
23665
15133
26552
20192
19027
2974
1080
44359
62619
10520
380
24013
15554
27348
20743
19638
3069
1090
44740
63199
10638
390
24359
15975
28146
21295
20252
3164
1100
45119
63777
10757
400
24704
16397
28946
21846
20869
3259
1110
45497
64355
10875
410
25048
16820
29747
22397
21486
3355
1120
45873
64933
10994
420
25390
17243
30550
22949
22103
3451
1130
46249
65510
11113
430
25732
17667
31354
23501
22720
3548
1140
46623
66087
11232
440
26072
18091
32159
24054
3645
1150
46995
66664
11351
450
26411
18516
32965
24607
3742
1160
47367
67240
11471
460
26749
18941
33772
25161
3840
1170
47737
67815
11590
470
27086
19366
34579
25716
3938
1180
48105
68390
11710
480
27422
19792
35387
26272
4036
1190
48473
68964
11830
490
27756
20218
36196
26829
4134
1200
48838
69536
11951
500
28090
20644
37005
27388
4233
1210
49202
-6-
12071
2HEAT – PID: PID: intelligence digital temperature control instrument
WAT IS P.I.D. P.I.D. ; De PID-regelaar is zowat de meest voorkomende regelaar in de procesregeling. De letters PID staan hier voor Proportioneel, Integrerend en Differentiërend. De PID-regelaar gebruikt het volgende regelalgoritme voor de uitgang u(t):
waarin het foutsignaal e(t) het verschil is van de proceswaarde PV(t) en het setpunt SP(t): e(t) = PV(t) − SP(t) Dit is eenvoudig te schrijven met Laplacetransformatie:
-
H(s) = De transferfunctie van de regelaar Kr = de proportionele actie van de regelaar (P-actie) Ti = de integratietijd van de regelaar (I-actie): hoe kleiner Ti, hoe meer I-actie Td = de differentiatietijd van de regelaar (D-actie): hoe groter Td, hoe meer D-actie
Dikwijls gebruikt men in plaats van de versterking Kr de proportionele band:
Verklaring - P-actie: Proportioneel betekent dat het verschil in wenswaarde en gemeten waarde met de factor Kr wordt versterkt. - I-actie: De integrerende term zorgt voor een constante sommatie van de fout en blijft meer signaal uitsturen afhankelijk van hoe lang er een fout bestaat tussen gemeten en gewenste waarde. Ti noemt men hier wel de nasteltijd, dit wil zeggen de tijd (in seconden) die nodig is om een even grote waarde te krijgen als de P-actie. Een kleine Ti geeft een krachtige I-actie. - D-actie: De differentiërende term wordt minder gebruikt dan de twee voorgaande. In gevallen waarin de dode tijd Tl kleiner is dan de tijdconstante Tr / 7,4 wordt die uitgeschakeld. Het is wel nodig bij processen een dode tijd Tl van Tr / 7,4 tot Tr / 3,3. De D-actie reageert op de snelheid van de verandering van de fout. Dus enkel bij het aanleggen van een stap (directe verandering van de wenswaarde bijvoorbeeld van 10°C naar 30°C) zal de D- actie haar bijdrage in de regelaar geven. Hoe hoger Td, hoe feller de reactie op de verandering. Ziegler-Nichols-methode In de jaren '40 hebben John G. Ziegler en Nathaniel B. Nichols proefsgewijs afstelregels voor het correct instellen van een P-, PI- of PID-regelaar ontwikkeld, zodat deze op acceptabele wijze op verstoringen kan reageren zonder dat er instabiliteit in het systeem ontstaat. Er zijn twee soorten afstelregels van Ziegler-Nichols: die met open kring en die met gesloten kring. Bij de regels met open kring moet de regelaar afgeschakeld worden. Dan wordt aan de ingang een stap q aangelegd. De uitgang reageert na een dode tijd Tl en gaat dan met tijdsconstante Tr naar een waarde G q. Dan raden Ziegler en Nichols deze afstellingen aan: Kr = 1,5 Tr / (G Tl) Ti = 2,5 Tl Td = 0,4 Tl Bij de regels met gesloten kring blijft de regelaar, maar worden zijn D en I functies uitgeschakeld: Ti = ∞, Td = 0. Nu wordt de versterking Kr opgeschroefd tot de waarde Ku waarbij de proceswaarde oscilleert met periode To. Dan raden Ziegler en Nichols aan: Voor een P-regelaar:
Voor een PI-regelaar:
Voor een PID-regelaar:
Kr = 0,5 Ku Ti = ∞ Td = 0
Kr = 0,45 Ku Ti = 5 To / 6 Td = 0
Kr = 0,6 Ku Ti = 0,5 To Td = 0,125 To
Naast Ziegler-Nichols zijn er ook afstelregels van Cohen-Coon gebaseerd op de open kring. Voor een P-regelaar: Voor een PI-regelaar: Voor een PID-regelaar: Kr = (Tr/Tl + 1/3) / G Ti = ∞ Td = 0
Kr = (0,9 Tr/Tl + 1/12) / G Ti = Tl (30 Tr + 3 Tl) / (9 Tr + 20 Tl) Td = 0
Kr = (0,25 + 4 Tr / 3Tl) / G Ti = Tl (32 Tr + 6 Tl) / (13 Tr + 8 Tl) Td = Tl 4 Tr / (11 Tr + 2 Tl)
Distibuteur;
De 2HEAT-DESIGN thermostaat wordt geleverd via distributeurs in Nederland, Belgie, Duitsland en Groot-Brittanie.
