PID REGULÁTORY
CAL 3200, 3300 CAL 9300, 9400
Obsah 1. 2. 3. 4. 5.
Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Mechanická instalace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Elektrická instalace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Nastavení parametrů regulátoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Konfigurace regulátoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 5.1 Zapnutí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 5.2 Volba typu čidla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 5.3 Volba jednotky regulované veličiny . . . . . . . . . . . . . . .9 5.4 Výběr regulačního výstupu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 5.5 Uložení konfigurace do paměti . . . . . . . . . . . . . . . . .10 6. Nastavení žádané teploty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 7. Automatické nastavení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 7.1 Spuštění ladícího programu při nárůstu teploty . . . . .12 7.2 Spuštění programu ladění při žádané teplotě . . . . . .13 8. Zobrazení, výběr funkcí a voleb regulátoru . . . . . . . . .15 8.1 Funkce a volby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8.2 Ovládání programovacího režimu . . . . . . . . . . . . . . .15 9. Popis a význam funkcí a voleb regulátoru . . . . . . . . . .18 9.1 Vstupní bod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 9.2 Parametry regulačního výstupu . . . . . . . . . . . . . . . .18 9.3 Parametry pomocného výstupu . . . . . . . . . . . . . . . .24 9.4 Ruční řízení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 9.5 Režimy pomocného výstupu . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 9.6 Výběr vstupu a rozsahy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 9.7 Volba výstupů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 9.8 Technické funkce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 9.9 Skrytá zabezpečovací úroveň . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 10. Užití a možnosti pomocného výstupu . . . . . . . . . . . .39 10.1 Pomocný výstup v režimu poplach . . . . . . . . . . . . . .39 10.2 Pomocný výstup v proporcionálním režimu . . . . . . . .40 11. Použití regulátorů CAL v režimu ohřev-chlazení . . . . . . . . .41 11.1 Postup při nastavení reg. CAL v režimu ohřev-chlazení . .41 11.2 Činnost regul. v režimu vodního chlazení . . . . . . . . .43 12. Nastavení lineárního vstupu regulátoru . . . . . . . . . . .45 13. Chybová hlášení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 14. Tabulka parametrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 2
1. Úvod Regulátory řady CAL patří do skupiny regulátorů nové generace. Aplikace nejmodernějších technologií, jako je metoda plošné montáže, užití prvků vysoké integrace, umožnila zkonstruovat regulátory malých rozměrů. Čelní panel např. u CAL 3200 (3300) má pouze 24 x 48 mm! Přístroj je řízen mikroprocesorem, obsluha je velmi komfortní. Operátor komunikuje s regulátorem prostřednictvím tří tlačítek a displeje, který je tvořen čtyřmi 7segmentovými LED (pouze u typu CAL 9400 osmi 7segmentovými LED). Čtyřúrovňové menu poskytuje pohodlné nastavení a kontrolu parametrů regulátoru. Tyto parametry lze zadat manuálně nebo si je přístroj vypočte pomocí algoritmu v průběhu automatického ladícího programu. Data jsou uchovávána v paměti i po vypnutí napájení. Dále lze zvolit několik typů poplachů, kdy regulátor zareaguje na předem zvolený nežádoucí stav. Regulátory CAL mohou pracovat v režimu provozním nebo programovacím. V prvním z nich řídí regulovanou soustavu, na displeji je vysvícena provozní hodnota regulované veličiny. Ve druhém lze prohlížet a měnit nastavené parametry bez vlivu na vlastní regulaci. Změny se uplatní až po uložení do paměti neboli ukončení programovacího režimu. Tento návod k obsluze je napsán pro použití regulátorů pro řízení teploty, uvedené principy platí i pro další možná použití. Při popisu je použito následujících symbolů: Čelní panel Ovládací tlačítka
*
▲
▼
jednotlivá tlačítka
stiskni a podrž
stiskni a pusť
3
Další symboly střídavé (alternující) zobrazení u reg. CAL 3200, 3300 a CAL 9300
zobrazení funkce a volby funkce (současně) u regul. typu CAL 9400
blikající indikátor
symbol pro funkci symbol pro volbu funkce symbol pro číselnou hodnotu volby
Regulátory řady CAL 3300, 9300 a 9400 lze doplnit modulem interfejsu RS232 nebo RS485 a přes sériovou komunikační linku připojit k PC. Pomocí software CALCOMMS lze komunikovat až s 32 jednotkami. Získaná data lze zpracovat do tabulek nebo grafů. Výše uvedené regulátory navíc umožňují nastavit náběh na žádanou hodnotu se zadanou rychlostí nárůstu, výdrž na této teplotě po stanovenou dobu, automatické vypnutí regulace a přirozené chládnutí zařízení (jednoduchá rampová funkce). Po instalaci regulátoru doporučujeme prostudovat kapitoly 8. a 9., které popisují jednotlivé funkce regulátoru a jejich možné volby a číselné hodnoty voleb. Dále postupujte podle seřazení kapitol v tomto návodu. UPOZORNĚNÍ!! Regulátor může instalovat a obsluhovat pouze osoba, která je seznámena s bezpečnostními předpisy a tímto návodem k obsluze. Regulátory řady CAL 3300, 9300 a 9400 mají odlišný design v porovnání se starším typem regulátoru CAL 3200 především tím, že nemají odnímatelný konektor, regulátory je třeba nejdříve namontovat do panelu a následně připojit k instalaci. Při servisním zásahu lze regulátory vyjmout ze strany panelu bez odpojování vodičů.
4
2. Mechanická instalace Regulátory jsou konstruovány pro zapojení do panelu a jsou vybaveny příchytkou, která má vlastní aretaci. K montáži není třeba žádné nářadí ani šrouby. Postup je tento: - do panelu vyřízneme obdélníkový otvor o rozměrech 45,0 + 0,6 x 22,2 + 0,3 mm (pro typy CAL 3200, 3300), nebo 45,0 + 0,6 x 45,0 + 0,6 mm (pro typy CAL 9300 a 9400); tloušťka panelu maximálně 8 mm, - z přístroje sejmeme aretační příchytku, kterou protáhneme všechny vodiče pro připojení do svorkovnice regulátoru - u typu CAL 3200 je možné posunem zelené aretační západky odblokovat připojovací konektor a tahem směrem vzhůru ho odpojit od regulátoru je pohodlnější připojit čidlo, napájení i prvky ovládané jednotlivými výstupy regulátoru k oddělenému konektoru a ten potom zasunout na již zabudovaný regulátor a zaaretovat, u ostatních typů je třeba připojit vodiče k regulátoru přes svorkovnici před zasunutím do panelu - vsuneme přístroj do vyříznutého otvoru, nasadíme příchytku a tlakem směrem k panelu jej zafixujeme, - nasadíme a zaaretujeme konektor (pouze u typu CAL 3200).
Obr. 1a Rozměry a celkový pohled na reg. CAL 3200
Obr. 1b Rozměry a celkový pohled na reg. CAL 3300
Obr. 1c Rozměry a celkový pohled na reg. CAL 9300, CAL 9400
Tím je instalace ukončena. Rozměry regulátorů, umístění konektorů, příchytek a aretační západky konektoru u regulátoru CAL 3200 - viz obr. 1a - 1d. Obr. 1d Celkový pohled na svorkovnice reg. CAL 3300, 9300, 9400
5
3. Elektrická instalace - Napájecí napětí regulátorů ve standartním provedení je 100 až 240 Vst, frekvence 50-60 Hz, 3VA. - Regulátory CAL mají ve standartním provedení dva výstupy, jeden slouží k připojení polovodičového spínače (solid state relay), druhý je určen pro spínání napětí 220 V, je to elektromechanické relé 2A/250 Vst. Libovolný z výstupů můžeme zvolit jako hlavní výstup = regulační výstup (výstup 1), druhý je pak automaticky použit jako pomocný výstup (výstup 2). Hlavní výstup řídí výkon dodávaný do regulované soustavy, pomocný výstup je obvykle využit pro funkci POPLACH, která signalizuje předem zvolený nežádoucí stav regulované soustavy. Vhodnou volbou výstupního prvku (polovodičový spínač, stykač) lze docílit optimálního řízení procesu pro danou aplikaci. - Vlastní schéma elektrického zapojení pro obě volby je na obr. 2. - line = vodič L - neutral = vodič N - fuses = pojistky - sensor = čidlo - SSR (solid state relay) = polovodičový spínač - output SP1 = výstup 1 - output SP2 = výstup 2
a) výstup 1 = výstup pro SSR
- supply = napájení - load = zátěž (odporová spirála) - open in alarm state = rozpojeno ve stavu poplach - off in alarm state = vypnuto ve stavu poplach - snubber = RC člen b) výstup 1 = výstup s elektromechanickým relé
Obr. 2 Schéma el. zapojení
6
- Kromě již popsané konfigurace výstupů regulátorů řady CAL 3200, 3300, 9300 a 9400 (tj.polovodičové relé / elektromechanické relé) jsou k dipozici následující typy regulátorů v různém provedení výstupů: CAL 3311 / 9311 / 9411 mají oba výstupy v provedení elektromechanické relé v kombinaci 2A/250 Vst. a 1A/250 Vst. CAL 3322 / 9322 / 9422 mají oba výstupy v provedení pro připojení polovodičových relé (15mA/5Vss). - Regulátory CAL se vyrábí i pro napájecí napětí 12V - 24V (AC/DC), 4VA.
7
4. Nastavení parametrů regulátoru K dosažení přesného a optimálního řízení tepelného procesu je nutné vhodně nastavit parametry regulátoru. K tomu slouží následující tři kroky:
4.1 Provedeme konfiguraci regulátoru, tj. zvolíme - typ čidla, kterým budeme snímat teplotu, tzn. termočlánek nebo odporové čidlo Pt 100 - jednotku, tj. °C - typ regulačního výstupu, tj. výstup pro SSR (0-5 Vss) nebo výstup s mechanickým relé (220 Vst/2A) pro řízení stykače, - další přídavné funkce regulátoru, např funkci POPLACH pro výstup 2 (tyto přídavné funkce můžeme zvolit i později).
4.2 Nastavíme žádanou teplotu, od tohoto okamžiku regulátor pracuje s parametry nastavenými výrobcem.
4.3 Naladíme regulátor pro náš konkrétní případ pokud nevyhovuje regulace s parametry nastavenými výrobcem. - Spustíme automatické ladění parametrů regulátoru, které je optimálně nastaví podle charakteristik naší aplikace. - Můžeme použít i metodu pokus-omyl, tzn. že postupně korigujeme jednotlivé parametry regulátoru, které mají vliv na průběh regulace, a sledujeme odezvu regulované soustavy. Korekce provádíme až do doby, kdy je odezva soustavy vyhovující. Tato metoda je časově náročná a vyžaduje určité zkušenosti a znalosti z oblasti regulace.
8
5. Konfigurace regulátoru 5.1 Zapnutí Po zapnutí napájení se na displeji regulátoru objeví čtyři číslice 8, viz obr. 3. Proběhne automatický test zařízení, displej krátce pohasne a po chvíli se objeví střídavě se měnící (alternující) zobrazení, viz Obr. 3. Stav obr. 4, které nás informuje o tom, že není vy- Obr. 4. Není nastaveno displeje vstupní čidlo po zapnutí brán typ čidla. Zvolíme ten, který jsme použili pro náš případ.
5.2 Volba typu čidla Stiskneme a držíme tlačítko * a pomocí zbývajících dvou tlačítek ▲ nebo ▼ najdeme požadované čidlo, např. tc k (obr. 5.). V okamžiku, kdy se na displeji objeví hledané čidlo, pustíme tlačítko *. Displej
Obr. 5. Výběr typu čidla
bude alternovat tak, jak ukazuje obr. 6. Předtím, než přejdeme k dalšímu Obr. 6. Zobrazení vybraného bodu, je nutné zkontrolovat, že jsme čidla skutečně vybrali správný typ čidla. Pokud ano, je střídavě zobrazován na displeji.
5.3 Volba jednotky regulované veličiny Pro náš případ, kdy regulujeme teplotu, zvolíme °C. Stiskneme jedenkrát tlačítko ▲, na displeji se objeví funkce pro volbu jednotky, viz obr. 7. Opět se objeví alternující zobrazení, které nám říká, že dosud nebyla zvolena žádná jednotka. Stiskneme a držíme tlačítko *, pomocí tlačítek ▲ ,▼ najdeme °C a pustíme tlačítko *. Přesvědčíme se, že je skutečně vybrán °C.
Obr. 7. Výběr jednotky měřené veličiny
9
5.4 Výběr regulačního výstupu Stiskneme tlačítko ▲, zobrazí se funkce pro výběr výstupu 1, viz obr. 8. Displej ukazuje, že není vybrán žádný výstup. Jak víme z kapitoly 3., je možno vybrat jeden z následujících výstupů: ssd rLY
výstup pro řízení SSR (5 Vss) výstup s miniaturním relé 220 Vst/2A, resp. 220Vst/1A (bezpotenciálový)
Výstup vybereme standardním způsobem, tj. stiskneme a držíme tlačítko * a tlačítky ▲ ,▼ najdeme požadovaný typ výstupu.
DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ!
Obr. 8. Výběr regulačního výstupu
Je nezbytně nutné zvolit správný typ regulačního výstupu, protože pokud ho jednou vložíme do paměti regulátoru, už jej není možné změnit jinak, než úplným vynulováním regulátoru, kdy dojde ke změně všech námi nastavených hodnot parametrů na hodnoty nastavené výrobcem (funkce rSEt - viz tab. 3.)
5.5 Uložení konfigurace do paměti Stiskneme a držíme současně tlačítka ▲ a ▼ , přitom nezáleží na tom, co je zobrazeno na displeji, viz obr. 9. Pokud jsme tento úkol provedli správně, na displeji máme alternujíObr. 9. Uložení konfigurace cí zobrazení, viz obr. 10., které nám říká, že regulátor je do paměti v režimu PArK , což znamená, že jsou odpojeny oba výstupy - regulační i pomocný. Současně je zobrazena okolní teplota snímaná čidlem. Nyní můžeme přikročit k nastavení žádané teploty, tj. teploty, kterou má regulátor udržovat na stabilní hodnotě.
Obr. 10. Parkovací režim regulátoru
10
(PV = process value = měřená hodnota)
6. Nastavení žádané teploty Stiskneme a držíme tlačítko * , objeví se alternující zobrazení podle obr. 11. Pomocí tlačítek ▲ ,▼ nastavíme žádanou hodnotu teploty. Prvním z nich teplotu zvyšujeme, druhým snižujeme. Nastavíme teplotu např. 320°C. Pustíme tlačítko *. Na displeji se ukáže okolní teplota čidla, po chvíli začne blikat LED pro výstup 1, to znamená, že regulační výstup je ve stavu zapnuto. Platí, je-li okolní teplota menší než žádaná! Teplota vzrůstá směrem k žádané hodnotě a regulátor se bude snažit tuto teplotu udržet na této hodnotě řízením výkonu dodávaObr. 11. Nastavení žádané hodnoty ného do zátěže (v našem případě topného tělesa). Regulátor po nastavení konfigurace pracuje s hodnotami nastavenými výrobcem: proporcionální pásmo pracovní cyklus řízení nárůstu teploty (dAC) integrační čas derivační čas
10°C 20s 1,5s 5 min. 25s
Pokud odezva regulovaného systému není taková, jakou potřebujeme, máme možnost parametry regulátoru nastavit pomocí automatického ladícího programu.
11
7. Automatické nastavení Tato funkce umožňuje uživateli dosáhnout takového nastavení parametrů regulátoru, které jsou optimální pro konkrétní aplikaci. K docílení uspokojivých výsledků je nutné spustit ladící program za těchto podmínek: - “studená” zátěž = teplota topného tělesa není výrazně větší než teplota okolí - nastavena obvykle žádaná teplota, - obvyklé zatěžovací podmínky. Ladící program vypočte optimální hodnoty PID parametrů, které jsou automaticky vloženy do paměti regulátoru. Jsou laděny tyto parametry PID: 1) Proporcionální pásmo (zisk) 2) Pracovní cyklus 3) Integrační čas / RESET = nulování 4) Derivační čas / RATE = derivace 5) Řízení nárůstu teploty (DAC) Je možno spustit dva typy ladícího programu: TUNE PROGRAM - ladící program při nárůstu teploty (je spuštěn při dosažení 75% žádané hodnoty) TUNE AT SETPOINT PROGRAM - ladění při žádané teplotě
7.1 Spuštění ladícího programu při nárůstu teploty Současným stisknutím a podržením tlačítek ▲ ,▼ po dobu 3 s převedeme regulátor do programovacího režimu. Na displeji se musí objevit střídavé zobrazení podle obr. 12. Je to vstupní bod programovacího režimu. V tomto okamžiku máme možnost spustit ladící program. Pokud je zobrazení odlišné, pomocí tlačítek ▲ ,▼ najdeme funkci tunE , stiskneme tlačítko * a tlačítkem ▲ zvolíme volbu on . Pustíme tlačítko * .
Obr. 12. Vstupní bod programovacího režimu
12
Obr. 13. Spuštění ladícího programu při nárůstu teploty
Objeví se zobrazení dle obr. 13. V tomto okamžiku je vše připraveno pro spuštění ladícího programu. Současně stiskneme a držíme tlačítka ▲ ,▼ po dobu 3 s.
Regulátor po této době přejde do pracovního režimu a spustí ladící program. Displej střídavě zobrazuje měřenou teplotu a funkci tunE . Po ukončení ladění se displej přepne na zobrazení měřené teploty, automaticky se uloží nově nastavené PID parametry. Teplota vzrůstá směrem k nastavené hodnotě (obr. 14), časový průběh ladícího programu je na obr. 15.
Obr. 14. Ladící program při nárůstu teploty -
temp = teplota setpoint = žádaná teplota tune cycle = ladící cyklus new PID values = uložení nových hodnot PID parametrů output = výstup
Obr. 15. Časový průběh ladícího programu při nárůstu teploty
7.2 Spuštění programu ladění při žádané hodnotě Převedeme regulátor do programovacího režimu, tj. stiskneme a podržíme současně tlačítka ▲ a ▼ po dobu 3 s. Vybereme funkci tunE a zvolíme volbu At.SP . Převedeme regulátor do pracovního režimu - opět současným stiskem a podržením tlačítek ▲ a ▼ po dobu 3 s. Ladění spouštíme při žádané hodnotě teploty. U některých aplikací může přinést lepší výsledky než ladící program při nárůstu teploty. Tento způsob ladění je vhodný v těchto případech: 1) žádaná teplota je nižší než 100°C, 2) řídíme aplikaci ohřev-chlazení, 3) chceme přeladit v důsledku podstatné změny žádané hodnoty (tzn. že nová žádaná hodnota se podstatně liší od žádané hodnoty předchozího ladění).
13
Poznámka: V tomto typu ladícího programu není měřen DAC (řízení nárůstu teploty). Časový průběh programu ladění při žádané hodnotě je na obr. 16.
- overshoot during tuning = překmit v průběhu ladění - prop band = proporcionální pásmo
Obr. 16. Časový průběh ladícího programu při žádané teplotě
14
8. Zobrazení, výběr funkcí a voleb regulátoru 8.1 Funkce a volby Možnosti provozu regulátoru jsou vybírány z multi-úrovňové nabídky v programovacím režimu. Přitom funkcí budeme rozumět parametr regulátoru, volbou pak možnosti nastavení tohoto parametru a hodnotou číselnou hodnotu nastavení parametru. Přehled jednotlivých úrovní nabídky, funkcí, voleb a hodnot ukazují tabulky 1 - 4 (str. 34 až 38). Během programovacího režimu probíhá řízení soustavy s původními parametry, k řízení s novými parametry dochází po jeho ukončení, kdy se nově zadané parametry uloží do paměti. Pokud některé volby nemohou být změněny, jsou s největší pravděpodobností zablokovány funkcí uzamčení. Všechny parametry, nastavené volby a hodnoty mohou být prohlíženy i pokud jsou uzamčeny. Je-li zapnuta funkce automatického výstupu z programovacího režimu, pak nestiskneme-li po dobu 60 s žádné tlačítko, regulátor se sám přepne do pracovního režimu. Přitom se vloží do paměti všechny změny, které byly provedeny do tohoto okamžiku.
8.2 Ovládání programovacího režimu 8.2.1 Přepínání mezi pracovním a programovacím režimem Při běžné činnosti regulátoru, tj. regulování soustavy, displej jednotky zobrazuje pracovní teplotu procesu, případně bliká LED výstupu 1, jestliže je sepnut regulační výstup. Současným stisknutím a podržením tlačítek ▲ a ▼ po dobu 3 s převedeme regulátor do programovacího režimu, zobrazí se vstupní bod tohoto režimu, viz obr. 17. Zpět do pracovního režimu se dostaneme opět stisknutím a podržením tlačítek ▲ a ▼ po dobu 3 s.
Obr. 17. Vstupní bod programovacího režimu
8.2.2 Prohlížení funkcí na dané úrovni Jednotlivé funkce na zvolené úrovni lze prohlížet pomocí tlačítek ▲ a ▼ , pokud některé tlačítko držíme déle, funkce jsou přepínány cyklicky. Viz obr. 18. Obr. 18. Prohlížení funkcí
15
8.2.3 Zobrazení volby nebo hodnoty pro danou funkci Tlačítkem ▲ nebo ▼ najdeme požadovanou funkci. Po puštění tlačítka se objeví střídavé zobrazení funkce, volby nebo číselné hodnoty, obr. 19. Obr. 19. Zobrazení hodnoty
volby 8.2.4 Hodnoty naladěné ladícím programem Pokud chceme zjistit hodnoty nastavené ladícím programem, najdeme tlačítkem ▲ nebo ▼ funkci, jejíž volbu si chceme prohlédnout, např. funkci bAnd . Jak bylo řečeno dříve, střídavě se zobrazuje funkce a hodnota, obr. 20. Pokud před hodnotou je zobrazeno Obr. 20. Hodnota volby písmeno A, jedná se o hodnotu získanou pomocí nastavená ladícím programem ladění. Pokud zvolíme hodnotu ručně, tak naladěná hodnota se vloží do paměti a lze ji prohlédnout kdykoliv později.
8.2.5 Změna volby nebo číselné hodnoty Najdeme funkci, ve které budeme měnit volbu nebo číselnou hodnotu, např. bAnd . Jakmile se na displeji objeví číselná hodnota této funkce, stiskneme a držíme tlačítko * a pomocí tlačítek ▲ nebo ▼ najdeme požadovanou číselnou hodnotu, např. z hodnoty 10 na 15 , obr. 21. Pustíme tlačítko * a zkontrolujeme, zda jsme tuto novou hodnotu nebo volbu skutečně vybrali. Nová hodnota nebo volba se musí střídavě zobrazovat na displeji, obr. 22.
Obr. 22. Kontrola nového nastavení
Obr. 21. Změna hodnoty volby
16
8.2.6 Změna úrovně v nabídce Pomocí tlačítka ▼ najdeme funkci LEVL . V okamžiku, kdy je zobrazeno číslo úrovně, stiskneme tlačítko * a tlačítkem ▲ nebo ▼ zvolíme požadovanou úroveň a pustíme tlačítko * . Opět se přesvědčíme o správnosti nastavení, obr. 23.
Obr. 23. Změna úrovně
17
9. Popis a význam funkcí a voleb regulátoru V této kapitole jsou probrány všechny funkce a volby regulátoru, které je možno měnit v programovacím režimu. Přehledně jsou seřazeny v tabulkách 1 až 4 (str. 34 až 38). Poznámka: V názvech podkapitol jednotlivých funkcí je vždy uveden odkaz na příslušnou tabulku, případně hodnota nastavená výrobcem.
9.1 Vstupní bod 9.1.1 Funkce tunE - Tab1/1.1 Při každém vstupu do programovacího režimu se na displeji zobrazí právě tato funkce. Je to tzv. vstupní bod režimu programování. Máme možnost volit celkem ze čtyř voleb: oFF on At.SP PArK
funkce je vypnuta spustí ladící program při nárůstu teploty, spustí program ladění při žádané hodnotě teploty, tato volba vypíná oba výstupy regulátoru, regulační i pomocný.
9.2 Parametry regulačního výstupu 9.2.1 Funkce bAnd - Tab1/1.2 - 10 Určuje rozsah proporcionálního pásma (zisku) pro proporcionální režim regulátoru, nebo hysterezi pro dvoustavový režim. Může nabývat hodnot 0 - 25% maxima rozsahu použitého čidla, udává se ve °C. Hodnota nastavená výrobcem je 10°C. Příliš úzké proporcionální pásmo způsobuje oscilace regulované veličiny, široké pásmo pak pomalý nárůst a odezvu. 9.2.2 Funkce int.t - Tab1/1.3 - 5 Určuje integrační čas/nulování výstupu 1. Může nabývat hodnot 0,1 - 60 minut. Tato funkce se využívá pro korekci offsetu (odchylky) v proporcionálním režimu regulátoru. Po stabilizaci regulovaného systému dochází k tomu, že stabilizovaná hodnota se liší od žádané, tato odchylka = offset. Funkce upravuje proporcionální pásmo tak, aby byl offset kompenzován. Příliš krátký integrační čas způsobuje překmity a oscilace, příliš dlouhý pomalý nárůst teploty a pomalou odezvu.
18
Pokud je nastavena funkce oFSt - Tab1/1.7, je třeba funkci int.t vypnout - nastavíme volbu oFF . 9.2.3 Funkce dEr.t - Tab1/1.4 - 25 Určuje derivační čas/derivaci pro výstup 1. Může nabývat hodnot 1 - 200 sekund nebo může být vypnuta - oFF . Sleduje rozsah nárůstu nebo poklesu teploty procesu a automaticky upravuje proporcionální pásmo tak, aby byly kompenzovány překmity a poklesy regulované veličiny. Krátký derivační čas způsobuje pomalý nárůst teploty a pomalou odezvu, příliš dlouhý oscilace. Hodnota nastavená výrobcem je 25 sekund. 9.2.4 Funkce dAC - Tab 1/1.5 - 1.5 Ladí strmost nárůstu teploty nezávisle na provozu regulátoru. Řídí okamžik spuštění derivační akce během nárůstu teploty. Může nabývat hodnot 0,5 - 5,0 x bAnd . Příliš malá hodnota způsobí překmity, příliš velká pomalý stupňovitý nárůst teploty. Menší hodnoty dAC = nižší požadovaná teplota. Hodnota nastavená výrobcem je 1,5. 9.2.5 Funkce CYC.t - Tab 1/1.6 - 20 Určuje pracovní cyklus prvku, připojeného k regulačnímu výstupu, v proporcionálním režimu. Může nabývat hodnot 0,1 - 81 sekund, hodnota nastavená výrobcem je 20. Pro dvoustavový režim zvolíme volbu on.oF . Volba A-- udává pracovní cyklus vypočtený ladícím programem (“--” = nebyl naladěn). Optimální pracovní cyklus je vypočten v průběhu ladícího programu při nárůstu teploty nebo programu ladění při žádané hodnotě, ale není automaticky zapsán do paměti. Výběr pracovního cyklu je ovlivňován typem vnějšího spínacího zařízení (stykač, polovodičové relé, logické obvody). Příliš dlouhý pracovní cyklus procesu může způsobit oscilace, příliš krátký pak zbytečné opotřebování elektromechanického spínacího prvku. Obr. 24. Pracovní cyklus
19
Alternativní metody výběru pracovního cyklu A) Spustíme ladící program s hodnotou pracovního cyklu 20 s nastavenou výrobcem, po jeho ukončení přepneme do programovacího režimu (současný stisk ▲ a ▼ po dobu 3 s) a najdeme funkci Obr. 26. Hodnota pracovního CYC.t , objeví se střídavé cyklu vypočtená ladícím programem zobrazení, (obr. 25.). Najdeme pracovní cyklus vypočtený programem stiskneme * v okamžiku, kdy je zobrazeno 20 a tlačítky ▲ nebo ▼ najdeme hodnotu označenou pís- Obr. 25. Prohlížení hodnoty pracovního cyklu menem A, viz obr. 26. Je-li tato hodnota 16 s vhodná pro naši konfiguraci regulační smyčky, vložíme ji do paměti (ukončíme programovací režim). V případě, Obr. 27. Uložení hodnoty pracovního cyklu do paměti že tato hodnota není kompatibilní s použitým spínacím prvkem (viz doporučené hodnoty pracovního cyklu na konci této kapitoly), zvolíme takovou, která vyhovuje. Stiskneme * a pomocí ▲ nebo ▼ vybereme vhodnou hodnotu (30). Tu pak vložíme do paměti, obr. 27. Regulátor nyní pracuje s touto novou hodnotou pracovního cyklu. B) Spouštíme-li ladící program poprvé, máme možnost zvolit automatické uložení vypočtené hodnoty pracovního cyklu do paměti. Postupujeme následujícím způsobem. Zvolíme programovací režim, navolíme funkci CYC.t , stiskneme * a tlačítky ▲ nebo ▼ najdeme volbu A-- , viz obr. 28. Spustíme jeden z ladících programů. Po jeho ukončení bude Obr. 28. Zobrazení volby pracovního cyklu hodnota pracovního cyklu automaticky uložena do paměti. C) Pokud nechceme spustit ladící program s hodnotou pracovního cyklu nastavenou výrobcem (20 s), ale chceme, aby ladění proběhlo s jinou hodnotou, pak tuto hodnotu nastavíme před spuštěním ladícího programu.
20
D) Chceme-li použít hodnotu nastavenou výrobcem, neprovádíme žádné další zásahy a spustíme ladící program. Upozornění: Je-li hodnota pracovního cyklu vypočtená ladícím programem uložena v paměti, bude automaticky použita při následujícím spuštění tohoto programu. Doporučené hodnoty pracovního cyklu Výstup regulátoru
Pracovní cyklus
Zátěž (odporová)
rLY
20 s a více 10 s minimum
2A / 250 Vst
ssd
1-3 s typicky (rozsah 0,1-81 s) 0,1 s
- polovodičové relé - logické obvody
9.2.6 Funkce oFSt - Tab 1/1.7. Po stabilizaci systému se může stát, že výsledná hodnota regulované veličiny se liší od žádané hodnoty o určitou odchylku. Tato odchylka se nazývá offset. Lze ji kompenzovat pomocí funkce int.t - viz 9.2.2. Pokud je tato funkce vypnuta, lze offset kompenzovat funkcí oFSt . Kompenzaci lze provést v rozsahu 0 - +- 50% bAnd. Podle charakteru odchylky nastavíme ručně kladnou nebo zápornou hodnotu funkce oFSt - odtud ruční nulování. Např. při offsetu 10°C nad žádanou hodnotu nastavíme funkce oFSt na hodnotu - 10°C. 9.2.7 Funkce SP.LK - Tab 1/1.8. Tato funkce umožňuje “uzamknout” všechny nastavené volby a hodnoty regulačního výstupu. Ty se pak dají pouze přečíst, nelze je změnit. Je tak možno zabránit případným chybám a problémům při nekvalifikovaných zásazích obsluhy. Možné volby jsou on nebo oFF .
21
9.2.8 Funkce SPrr - Tab 1/1.9 Určuje rychlost nárůstu z aktuální teploty na žádanou hodnotu teploty. Rozsah možného nastavení je od 0 - 9995°C/hod Regulátor CAL 3200 tuto funkci neobsahuje. 9.2.9 Funkce SPrn - Tab 1/1.10 Touto funkcí lze nastavit parametry pro spuštění rampové funkce. Jsou možné následující volby: oFF - vypnuto (funkce je vypnuta) on - zapnuto (funkce je zapnuta, po výpadku napájení se funkce nárůstu teploty znovu spustí) hold - výdrž (funkce je zapnuta, po výpadku napájení zůstává nárůst nastaven na poslední hodnotě) Regulátor CAL 3200 tuto funkci neobsahuje. 9.2.10 Funkce SoAk - Tab 1/1.11 Umožňuje nastavit požadovaný čas výdrže. Rozsah možného nastavení je od 0 - 1440 minut . Regulátor CAL 3200 tuto funkci neobsahuje.
Obr. 29. Časový průběh teploty: nárůst-výdrž-chládnutí
Dále je uveden příklad nastavení pro následující rampovou funkci: Náběh na žádanou teplotu 300°C za 2 hodiny, výdrž na této teplotě 2 hodiny a vypnutí regulace. Postup: - žádanou hodnotu teploty nastavíme na hodnotu alespoň o 20°C menší (nebo na nulovou hodnotu) než je skutečná (měřená) teplota - tím zajistíme, že regulační výstup bude během nastavování rampové funkce vypnut - stiskneme současně tlačítka ▲ a ▼ a držíme stisknutá tak dlouho, až se na displeji objeví střídavě se zobrazující nápisy tunE a oFF (přepneme regulátor do Režimu nastavování funkcí)
22
- 8x stiskneme tlačítko ▲ , na displeji se objeví střídavě se zobrazující nápisy SPrr a číselná hodnota od 0 do 9995 (hodnota, kterou jsme nastavili při předchozím nastavování rampové funkce) - nastavíme hodnotu 150 (= nárůst 150°C za hodinu neboli požadovaných 300°C za dvě hodiny) - stiskneme a držíme tlačítko * , tlačítky ▲ a ▼ nastavíme požadovanou hodnotu 150 - stiskneme 1x tlačítko ▲ , na displeji se objeví střídavě se zobrazující nápisy SPrn a oFF nebo on nebo hold , stiskneme a držíme tlačítko * , tlačítky ▲ a ▼ nastavíme on - stiskneme 1x tlačítko ▲ , na displeji se objeví střídavě se zobrazující nápisy SoAk a číselná hodnota od 0 do 1440 (hodnota, kterou jsme nastavili při předchozím nastavování rampové funkce) - nastavíme hodnotu 120 (= výdrž dvě hodiny) - stiskneme a držíme tlačítko * , tlačítky ▲ a ▼ nastavíme požadovanou hodnotu 120 - stiskneme současně tlačítka ▲ a ▼ a držíme stisknutá tak dlouho, až se objeví střídavě se zobrazující nápis SPrr a skutečná hodnota teploty v peci - nastavíme požadovanou hodnotu teploty 300, regulátor začne regulovat teplotu podle nastavené rampové funkce Důležité upozornění!!! Při nastavování parametrů rampové funkce neměňte nastavení funkcí tunE, bAnd, int.t, dEr.t, dAC, CyC.t, oFSt a SP.Lk, které se na displeji postupně objevují při každém stisknutí tlačítka , než se na displeji objeví požadovaná funkce SPrr. Změna nastavení těchto funkcí může výrazně ovlivnit kvalitu regulace. - po uplynutí nastavené výdrže se vypne regulační výstup a zařízení chladne na teplotu okolí, na displeji se objeví střídavě nápis Stop a skutečná hodnota teploty v zařízení Pokud budeme při dalším výpalu používat rampovou funkci, změníme výše uvedeným způsobem její parametry a spustíme ji. Pokud budeme chtít přejít na regulaci na konstantní hodnotu, přepneme regulátor do Režimu nastavování funkcí, a nastavíme pro funkci SPrn volbu oFF . Popsanou rampovou funkci lze nastavit pouze u regulátorů řady CAL 3300, 9300 a 9400.
23
9.3 Parametry pomocného výstupu Podrobné vysvětlení a možnosti použití tohoto výstupu viz kapitola 10: Užití a možnosti pomocného výstupu. 9.3.1 Funkce SEt.2 - Tab 1/1.12 Určuje žádanou teplotu pro výstup 2, která je vyjádřena odchylkou y (°C). Může nabývat těchto hodnot: 0 - x °C x pro poplach určený odchylkou vůči žádané teplotě regulačního výstupu: DV.hi , DV.Lo , bAnd - maximální velikost y je 25% maxima čidla x pro poplach vztažený k celému rozsahu čidla: FS.hi , FS.Lo hodnotu y je možno volit v celém rozsahu čidla. 9.3.2 Funkce bnd.2 - Tab 1/1.13 Udává velikost hystereze ve dvoustavovém režimu nebo šířku proporcionálního pásma v proporcionálním režimu pro výstup 2. Hodnoty mohou být voleny od 0 - 25% maxima čidla. Hodnota nastavená výrobcem je 2°C. 9.3.3 Funkce CYC.2 - Tab 1/1.14. Pomocí této funkce volíme provozní režim regulátoru pro výstup 2. Volby jsou on.oF pro dvoustavový režim a hodnoty 0.1 - 81 sekund pro proporcionální režim.
9.4 Ruční řízení 9.4.1 Funkce SP1.P - Tab 2/2.1. Uvedená funkce zobrazuje procenta aplikovaného výstupního výkonu. Pro přesnou regulaci je jeho hodnota při běžné žádané teplotě 10 - 80% (lépe 20 - 70 %). Tato funkce je určena pouze pro čtení procent výstupního výkonu. Hodnoty jsou od 0 - 100% . 9.4.2 Funkce hAnd - Tab 2/2.2. Máme možnost ručně nastavit procenta výstupního výkonu. Hodnoty jsou 1 - 100% , volba oFF pro dvoustavový režim. Je vhodné zvolit hodnotu přečtenou ve funkci SP1.P . 9.4.3 Funkce PL.1 - Tab 2/2.3. Limituje maximální tepelný výkon regulačního výstupu během nárůstu teploty a v proporcionálním pásmu. Hodnoty jsou 100 - 0% pracovního cyklu. 9.4.4 Funkce PL.2 - Tab 2/2.2. Totéž co PL.1 , ale pro pomocný výstup.
24
9.5 Režimy pomocného výstupu Podrobnější popis režimů pomocného výstupu viz kapitola 10. 9.5.1 Funkce SP2.A - Tab 2/2.5. Nastavuje hlavní režim výstupu 2, volby jsou nonE , dV.hi , dV.Lo, bAnd , FS.hi , FS.Lo a CooL . 9.5.2 Funkce SP2.b - Tab 2/2.6. Určuje přídavné režimy výstupu 2: trvalý nebo sekvenční poplach, nelineární chlazení. Volby jsou nonE , LtCh , hoLd , Lt.ho , nLin .
9.6 Výběr vstupu a rozsahy 9.6.1 Funkce diSP - Tab 2/2.7. Přepíná citlivost zobrazení teploty, rozlišení je 1°C nebo 0,1°C. Ovlivňuje citlivost při zobrazení provozní teploty, žádané teploty, oFSt , SEt.2 , hiSC , Lo.Sc . Hodnoty jsou 0,1 , 1 . Rozsah zobrazení teploty na displeji je při citlivosti 1 v rozmezí -250°C do 3500°C a při citlivosti 0,1 v rozmezí 199,9°C až 999,9°C. 9.6.2 Funkce hiSC - Tab 2/2.8. 9.6.3 Funkce Lo.Sc - Tab 2/2.9. Funkce hiSC limituje maximum nastavení žádané hodnoty, funkce Lo.Sc limituje minimum. Hodnota rozsahu nastavená výrobcem je hodnota maxima čidla. Může být redukována na bezpečné maximum, viz obr. 30. Obě hodnoty lze volit v plném rozsahu čidla, včetně záporných hodnot. Výrobcem nastavená hodnota volby Lo.Sc je 0°C. Pokud je třeba (při použití čidla i se záporným rozsahem), lze ji zvolit pod 0°C. hiSC nesmí být volen menší než Lo.Sc a naopak!
Obr. 30. Bezpečný rozsah žádané teploty (příklad)
25
9.6.4 Funkce inPt - Tab 2/2.10. V této funkci volíme typ čidla, kterým snímáme teplotu procesu. Volba nastavená výrobcem je nonE . Máme možnost vybrat z 9 termočlánků, odporový termosnímač, z 5 lineárních vstupů. Volba
Typ
Rozsah
Linearita [+-°C]
Termočlánky tc b
B
0 až 1800°C
2,0
tc E
E
0 až
600°C
0,5
tc J
J
0 až
800°C
0,5
tc k
K
-50 až 1200°C
0,25
tc L
L
tc n
0 až
5° pro 70 - 500°C
1 pro > 350°C
800°C
0,5
N
-50 až 1200°C
0,25
1 pro > 350°C
tc r
R
0 až 1600°C
2,0
5 pro < 500°C
tc S
S
0 až 1600°C
2,0
5 pro < 500°C
tc t
T
0,25
1 pro<-25 ° C>150 ° C
-200 až
250°C
Odporový termosnímač rtd
-
-200 až
400°C
0,25
0,5 pro < -100°C
Lineární vstupy Volba
0 - 20 mV
Lin 1
0 - 100
Lin 2 Lin 3
0 - 1000
Linearita je +- 0,5%
26
- 25 až 400 0 až 3000
0 - 1000 0 - 2000
Limity požadované teploty 0 až 400
0 - 100
Lin 4 Lin 5
4 - 20 mV
- 250 až 3000 0 až 3000
9.6.5 Funkce unit - Tab 2/2.11. V této funkci volíme jednotku měřené veličiny. Možné volby jsou: nonE - žádná °C , °F bAr PSi Ph rh
-
stupeň Celsia, stupeň Fahrenheita pro teplotu bar, jednotka tlaku, 1 bar = 105Pa (Pascal) tlak (pounds square inch) kyselost prostředí relativní vlhkost [%]
9.7 Volba výstupů Regulátor má dva výstupy, jeden pro řízení polovodičového relé a druhý s elektromechanickým relé (bezpotenciálový). Při konfiguraci regulátoru určíme, který z nich bude regulační a který pomocný. Tuto volbu pak lze změnit pouze vynulováním regulátoru ( viz fce rSEt Tab 3/3.12.) 9.7.1 Funkce SP1.d - Tab 3/3.1. Zobrazuje vybraný typ regulačního výstupu. Možné volby jsou nonE , rLY , SSd . 9.7.2 Funkce SP2.d - Tab 3/3.3. Zobrazuje vybraný typ pomocného výstupu. Možné volby jsou nonE , rLY , SSd .
9.8 Technické funkce 9.8.1 Funkce burn - Tab 3/3.3. Ochrana při přepálení čidla. Nastavení této funkce ovlivňuje reakci regulátoru při přepálení čidla. Volby jsou: pomocný výstup regulační výstup up.SC stav vypnuto stav vypnuto dn.SC stav zapnuto stav zapnuto 1u.2d stav vypnuto stav zapnuto 1d.2u stav zapnuto stav vypnuto Při regulaci topení volíme 1u.2d, při přerušení čidla je pak regulační výstup vypnut a pomocný výstup v režimu alarm zapnut.
27
9.8.2 Funkce rEV.d - Tab 3/3.4. Výstupy regulátoru mohou pracovat buď v přímém nebo nepřímém režimu. U přímého režimu se hodnota výstupního signálu zvyšuje při vzrůstající hodnotě měřené veličiny - užívá se pro chlazení. U reverzního režimu se hodnota výstupního signálu snižuje při vzrůstající hodnotě měřené veličiny - užívá se pro ohřev. Pomocí funkce rEV.d zvolíme, v jakém režimu bude pracovat regulační a pomocný výstup. Možné volby jsou:
1r.2d 1d.2d 1r.2r 1d.2r
režim výstupu 1 (regulační výstup) reversní přímý reversní přímý
režim výstupu 2 (pomocný výstup) přímý přímý reversní reversní
Upozornění: Nastavení režimů pro jednotlivé výstupy ovlivňuje reakci regulátoru při poruše. 9.8.3 Funkce rEV.L - Tab 3/3.5. Regulátor má 2 indikační LED, jedna indikuje stav regulačního výstupu, druhá pomocného výstupu (viz čelní panel regulátoru). Pomocí této funkce určujeme, jakým způsobem budou indikovány stavy výstupů. V normálním stavu při sepnutém výstupu LED bliká. Pokud zvolíme inversní způsob, pak při sepnutém výstupu LED nesvítí. Tato funkce souvisí s nastavením režimů výstupů ve funkci rEV.d . Možné volby:
1n.2n 1i.2n 1n.2i 1i.2i
indikace výstupu 1 normální inversní normální inversní
indikace výstupu 2 normální normální inversní inversní
9.8.4 Funkce SPAn - Tab 3/3.6. Pomocí funkcí SPAn a ZEro (viz 9.8.5) lze regulátor zkalibrovat tak, aby data snímaná regulátorem odpovídala datům, která snímá např. vnější liniový zapisovač. Sensor span adjust - SPAn umožňuje korekci odlišných chyb při různých teplotách.
28
teplota snímaná vnějším zařízením
ideální
aktuální
T2
T1
CH2 CH1
T1
teplota snímaná regul. CAL
T2
Vybereme dvě teploty, jednu (T1) blízkou spodní hranici pracovního rozsahu a druhou (T2) horní mezi. Zaznamenáme hodnoty CH1 a CH2. Např.: T1 T2 teplota sejmutá 58 385 vnějším zařízením teplota sejmutá 60 400 regul. CAL -----------------------chyba CH1(-)2 CH2(-)15 Výpočet hodnoty pro nastavení funkce SPAn: CH2 - CH1 x hi . SC (= hodnota pro plný rozsah) viz 2.8, tab 2, např. T2 - T1 450 (-15) - (-2) x 450 = (-) 13 x 450 = (-)17,9 = 18 385 - 58 327 Nyní nastavíme SPAn na 18. Hodnoty snímané regul. CAL se změní. Počkáme až se teplota stabilizuje na žádané teplotě (T2) a provedeme, je-li to nutné, další nastavení. Většinou je třeba nastavit novou hodnotu pro funkci ZEro , která provede korekci při T2. Zkontrolujeme, zda se teplota stabilizovala na T2 a pak zkontrolujeme T1. Jestliže chyba při T2 stále trvá, změníme nastavení ZEro Pokud se objeví chyba při T1, zopakujeme proceduru pro funkci SPAn .
29
9.8.5 Funkce ZEro - Tab 3/3.7. teplota snímaná vnějším zařízením
ideální
aktuální
396
chyba teplota snímaná regul. CAL
396
400
Pro korekci chyby je třeba nastavit pro funkci ZEro hodnotu 4. 9.8.6 Funkce ChEk - Tab 3/3.8. Tato funkce umožňuje sledovat (monitorovat) kolísání teploty během regulace v určitém časovém intervalu. Tento časový interval je dán zapnutím této funkce a pak následným čtením zjištěných hodnot pomocí funkce rEAd . Odchylku lze měřit s přesností 0,1°C, obr. 31. Funkci spustíme volbou on , při oFF je vypnuta. Během Obr. 31. Měření kolísání teploty monitorování může být regulátor v provozním režimu. Při vypnutí funkce ChEk jsou zjištěné hodnoty uchovány v paměti a vynulovány až při dalším spuštění této funkce. Při vypnutí napájení regulátoru se funkce přepne do oFF a vynuluje funkci rEAd .
30
9.8.7 Funkce rEAd - Tab 3/3.9. Čte hodnoty zjištěné monitorováním teploty funkcí ChEK . Postup je následující: Obvyklým způsobem navolíme funkci rEAd . Stiskneme a držíme tlačítko * , objeví se zjištěná odchylka, stiskneme a pustíme ▲ , zobrazí se maximum, opět stiskneme a pustíme ▲ , zobrazí se minimum. Viz obr. 32.
Obr. 32. Čtení odchylky teploty
9.8.8 Funkce dAtA / tECh - Tab 3/3.10. Čte výsledky automatického ladícího cyklu: Zvolíme funkci dAtA / tECh stiskneme tlačítko * a opakovaným stisknutím tlačítka ▲ na displeji postupně můžeme přečíst následující data (viz obr. 32.): Ct A , Ct b , Ct 1 , Ct 2 , Ct 3 , Ct 4 , oS 1 , uS , oS 2 , viz obr. 34.
Obr. 33. Čtení dat zjištěných ladícím programem
Platí tyto limity: Ct (čtvrtina časového cyklu) oS (překmit) uS (pokles)
Obr. 34. Data ladícího programu
- 1 až 1800 sek - max. 255°C - max. 255°C
31
9.8.9 Funkce VEr - Tab 3/3.11. Udává číslo verze software a slouží jako vstupní bod do čtvrté (skryté) úrovně programovacího režimu. 9.8.10 Funkce rSEt - Tab 3/3.12. Obnoví původní, tedy výrobcem nastavené hodnoty všech funkcí regulátoru. DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ: Před použitím této funkce je potřeba mít zaznamenané všechny hodnoty získané např. laděním při různých žádaných teplotách, různých zátěžích a pod., jinak dojde k jejich ztrátě (viz kap. 14).
9.9 Skrytá zabezpečovací úroveň Tuto úroveň programovacího režimu tvoří čtyři funkce ovlivňující činnost regulátoru a jedna funkce, která umožňuje “uzamknout” (= znemožnit nastavení) postupně jednotlivé úrovně programovacího režimu a tím zamezit neautorizovaným a nekvalifikovaným zásahům obsluhy. Vstup do této úrovně je následující: Najdeme obvyklým způsobem funkci VEr ve třetí úrovni, střídavě se zobrazuje VEr a číslo software. Stiskneme současně tlačítka ▲ a ▼ a držíme po dobu deseti sekund, kdy se objeví střídavé zobrazení, obr. 35. Nyní jsme ve čtvrté úrovni, přepínání funkcí je stejné jako u ostatních tří. Výstup z úrovně je přes LEVL obvyklým způsobem, ale pouze jednoObr. 35. Vstup do skryté směrně, tzn. ze 4. do 3. úrovně. Do 4. úrovně úrovně se dá dostat pouze výše uvedeným způsobem. 9.9.1 Funkce LoCK - Tab 4/4.1. Uzamyká jednotlivé úrovně podle nastavené volby. Nastavení z výroby je nonE . Jsou možné tyto způsoby uzamčení úrovní: LEV.3 - uzamkne úrovně 3 a 4 LEV.2 - uzamkne úrovně 2, 3 a 4 ALL - uzamkne vše mimo LEVL , VEr , dAtA , SP.LK . Uzamčené funkce se nedají nastavovat, ale pouze číst!
32
9.9.2 Funkce ProG - Tab 4/4.2. Nastavuje automatické ukončení programovacího režimu. Volby jsou Auto , StAY . Volba Auto způsobí ukončení programovacího režimu po 60 s, pokud v této době nedojde k stisknutí žádného tlačítka. StAY funkci vypíná. 9.9.3 Funkce no.AL - Tab 4/4.3. Je-li pomocný výstup v režimu POPLACH (ALARM - odtud AL), po splnění podmínky pro POPLACH se na displeji zobrazuje indikace -AL- střídavě s provozní teplotou. Při volbě on k tomu nedochází, pro volbu oFF ano. 9.9.4 Funkce diS.S - Tab 4/4.4. Stanovuje citlivost zobrazení indikované veličiny. Máme tyto možnosti: dir - zobrazuje veličinu přímo (bez znecitlivění) 1 - 32 - rozsah znecitlivění od maxima do minima Nastavení z výroby je 6. 9.9.5 Funkce dEr.S - Tab 4/4.5. - 0.5 Určuje derivační citlivost v rozmezí 0,1 - 1,0 x dEr.t . Nastavení z výroby je 0,5.
33
Tabulka 1a: Funkce a volby úrovně 1 1
▲
Funkce
Volby
1.1. str. 18
tunE
výběr ladících programů nebo parkování oFF on PArk At.SP
1.2. str. 18
bAnd
proporcionální pásmo / zisk nebo hystereze 0,1 - 25% maxima čidla
1.3. str. 18
int.t
integrační čas / NULOVÁNÍ oFF 0,1 - 60 minut
1.4. str. 19
dEr.t
derivační čas / DERIVACE oFF 1 - 200 sekund
1.5. str. 19
dAC
řízení strmosti 0,5 - 5,0 x band
1.6. str. 19
CYC.t
pracovní cyklus, dvoustavový režim A - - on.oF 0,1 - 80 sekund
1.7. str. 21
oFSt
odchylka / ruční nulování 0 - 50% bAnd
1.8. str. 21
SP.LK
uzamčení regulačního výstupu oFF on
1.12. str. 24
SEt.2
požadovaná teplota pro výstup 2 0 - * * = DV.hi DV.Lo bAnd FS.hi FS.Lo
1.13. str. 24
bnd.2
proporcionální pásmo / zisk nebo hystereze 0 - 25% maxima čidla
1.14. str. 24
CYC.2
pracovní cyklus, dvoustavový režim pro výstup 2 on.oF 0,1 - 81 sekund
parametry regulačního výstupu
▲▼
2
parametry pomocného výstupu
LEVL
(platí pouze pro regulátor CAL 3200)
Legenda: vstupní bod programovacího režimu ▲
34
2 přechod do úrovně 2
▲▼ přepínání funkcí na dané úrovni
Tabulka 1b: Funkce a volby úrovně 1 1
▲
Funkce
Volby
1.1. str. 18
tunE
výběr ladících programů nebo parkování oFF on PArk At.SP
1.2. str. 18
bAnd
proporcionální pásmo / zisk nebo hystereze 0,1 - 25% maxima čidla
1.3. str. 18
int.t
integrační čas / NULOVÁNÍ oFF 0,1 - 60 minut
1.4. str. 19
dEr.t
derivační čas / DERIVACE oFF 1 - 200 sekund
1.5. str. 19
dAC
řízení strmosti 0,5 - 5,0 x band
1.6. str. 19
CYC.t
pracovní cyklus, dvoustavový režim A - - on.oF 0,1 - 80 sekund
1.7. str. 21
oFSt
odchylka / ruční nulování 0 - 50% bAnd
1.8. str. 21
SP.LK
1.9. str. 22
SPrr
rychlost nárůstu pro rampovou funkci 0 - 9995°C/hod.
1.10. str. 22
SPrn
parametr spouštění rampové funkce oFF on hold
1.11. str. 22
SoAk
1.12. str. 24
SEt.2
1.13. str. 24
bnd.2
proporcionální pásmo / zisk nebo hystereze 0 - 25% maxima čidla
1.14. str. 24
CYC.2
pracovní cyklus, dvoustavový režim pro výstup 2 on.oF 0,1 - 81 sekund
uzamčení regulačního výstupu oFF on
čas výdrže na pož. teplotě 0 - 1440 minut požadovaná teplota pro výstup 2 0 - * * = DV.hi DV.Lo bAnd FS.hi FS.Lo
parametry regulačního výstupu
▲▼
2
parametry pomocného výstupu
LEVL
(platí pro ostatní typy regulátorů mimo CAL 3200)
Legenda: vstupní bod programovacího režimu ▲
2 přechod do úrovně 2
▲▼ přepínání funkcí na dané úrovni
35
Tabulka 2: Funkce a volby úrovně 2
LEVL
2
▲
Funkce
Volby
2.1. str. 24
SP1.P
čtení výkonu výstupu 1 0 - 100%
2.2. str. 24
hAnd
ruční řízení výkonu oFF 1 - 100%
2.3. str. 24
PL.1
limit výkonu výstupu 1 100 - 0% pracovního cyklu
2.4. str. 24
PL.2
limit výkonu výstupu 2 0 - 100% pracovního cyklu
2.5. str. 25
SP2.A
hlavní režim výstupu 2, POPLACH / CHLAZENÍ nonE dV.hi dV.Lo bAnd FS.hi FS.Lo CooL
2.6. str. 25
SP2.b
přídavný režim výstupu 2, trvalý / sekvenční nonE LtCh hoLd Lt.ho
2.7. str. 25
diSP
volba citlivosti zobrazení pro oFSt SEt.2 hi.SC Lo.SC - 0,1 nebo 1
2.8. str. 25
hiSC
nastavení plného rozsahu minimum čidla maximum čidla
2.9. str. 25
Lo.Sc
nastavení minima rozsahu minimum čidla maximum čidla
ruční řízení
▲▼
2.10. str. 26
inPt
výběr vstupního čidla rtd tc b tc E tc J tc K tc L tc n tc r tc S tc t Lin1 Lin2 Lin3 Lin4 Lin5
2.11. str. 27
unit
výběr jednotky měřené veličiny nonE °C °F bAr PSi
Legenda: ▼
1
přechod do úrovně 1
▲
2
přechod do úrovně 2
▲▼
36
3
přepínání funkcí na dané úrovni
Ph rh
režimy výstupu 2
1
výběr vstupu a rozsahy
▼
Tabulka 3: Funkce a volby úrovně 3
3
▲▼
Funkce
Volby
3.1. str. 27
SP1.d
čtení typu výstupu 1 nonE rLY SSd
3.2. str. 27
SP2.d
čtení typu výstupu 2 nonE rLY SSd
3.3. str. 27
burn
reakce regulátoru při přepálení čidla UP.SC dh.SC 1u.2d 1d.2u
3.4. str. 28
rEV.d
výběr režimu výstupu 1r.2d 1d.2d 1r.2r 1d.2r
3.5. str. 28
rEV.L
výběr způsobu indikace pomocí LED 1n.2n 1i.2n 1n.2i 1i.2i
3.6. str. 28
SPAn
korekce (při rekalibraci) 0.0 - +- 25% maxima čidla
3.7. str. 30
ZEro
chyba čidla v 0 (při rekalibraci) 0.0 - +- 25% maxima čidla
3.8. str. 30
ChEK
monitorování teploty během regulace oFF on
3.9. str. 31
rEAd
čtení výsledku monitorování teploty VAr° hi° Lo°
konfigurace výstupů
LEVL
2
technické nastavení
▼
čtení dat naladěných ladícím programem Ct.A Ct.b Ct.1 Ct.2 Ct.3 Ct.4 oS.1 uS oS.2
3.10. str. 31
dAtA / tECh
3.11. str. 32
VEr
číslo verze software ! vstupní bod úrovně 4
3.12. str. 32
rSEt
nulovací funkce nonE ALL
Legenda: ▼
2
▲▼
přechod do úrovně 2 přepínání funkcí na dané úrovni
37
Tabulka 4: Funkce a volby úrovně 4 ▼
3
LEVL
4
▲▼
Funkce
Volby
4.1. str. 32
LoCK
bezpečnostní uzamykání funkcí programu nonE LEV.3 LEV.2 ALL
4.2. str. 33
ProG
přepínač ukončení programovacího režimu Auto StAy
4.3. str. 33
no.AL
povoluje nebo zakazuje zobrazení -AL- na displeji při POPLACHU oFF on
4.4. str. 33
diS.S
citlivost zobrazení dir 1 max. - 32 min.
4.5. str. 33
dEr.S
derivační citlivost 0,1 - 1,0 x dErt
Legenda: ▼
3
▲▼
38
přechod do úrovně 3 přepínání funkcí na dané úrovni
10. Užití a možnosti pomocného výstupu Pomocný výstup regulátoru může zůstat nepřipojen nebo jej můžeme využít pro hlídání meze nebo mezí, které nesmí regulovaná teplota překročit, můžeme jej využít pro chlazení (při regulaci teploty, kdy je překročena žádaná hodnota). Pomocí tohoto výstupu je možno spustit nějakou další akci, související se žádanou hodnotou regulačního výstupu.
10.1 Pomocný výstup v režimu poplach - Nastavíme hlavní režim výstupu 2 pomocí funkce SP2.A , neboli zvolíme typ poplachu, viz obr. 36. Poplach je dán hodnotou odchylky (značení y) od žádané teploty výstupu 1, tzv. POPLACH PŘI ODCHYLCE, nebo je vztažen k celému rozsahu měření, tzv. POPLACH VZTAŽENÝ K PLNÉMU ROZSAHU. Ty pak jsou dále rozlišeny podle toho, je-li odchylka pod nebo nad žádanou hodnotou výstupu 1, případně v pásmu okolo této hodnoty, na vysoký, nízký nebo pásmový. - Je-li třeba, zvolíme ještě přídavný režim: poplach trvalý nebo sekvenční. Pro první z nich platí, že poplachový stav trvá i tehdy, když podmínka pro poplach pominula (lze jej vynulovat krátkým současným stiskem tlačítek ▲ a ▼). Druhý zabraňuje spuštění poplachu po zapnutí soustavy (pro dV.Lo , bAnd , FS.Lo ). Poplach je možný až po dosažení žádané teploty výstupu 1, obr. 37. Nastavení z výroby pro obě funkce je nonE . Volbou Lt.ho můžeme zvolit kombinaci trvalého a sekvenčního polachu.
Obr. 36. Typy poplachů
Obr. 37. Sekvenční poplach
39
Stavy pomocného výstupu a indikační LED 2 pro jednotlivé typy POPLACHU ukazuje tabulka 5. Tabulka 5: Indikace poplachu Typ poplachu při odchylce dV.hi dV.Lo bAnd pro plný rozsah FS.hi FS.Lo
Dvoustavový režim
Proporcionální režim
stav výstupu 2
indikace výstupu 2
stav výstupu 2
vypnuto
bliká
zapnuto bliká bAnd jen pro dvoustavový režim
vypnuto
bliká
zapnuto
chlazení
indikace výstupu 2
bliká
provozní teplota je vyšší než žádaná teplota zapnuto
bliká
zapnuto
bliká
- V okamžiku splnění podmínky pro polachový stav se na displeji objeví střídavé zobrazení -AL- a teploty procesu. Pro sekvenční poplach trvá tento stav po dobu platnosti pomínky, pro trvalý polach do vynulování (stisk ▲ a ▼). Toto zobrazení může být potlačeno pomocí zapnutí funkce no.AL do stavu on . - Při režimu poplach musí pomocný výstup regulátoru pracovat ve dvoustavovém režimu. (To znamená pro funkci CYC.2 je třeba zvolit volbu on.oFF .) Nastavíme hysterezi pomocí funkce bnd.2 nevyhovuje-li nastavení výrobcem 2°C. - Funkcí SEt.2 určíme hodnotu teploty, při které se uvede do činnosti POPLACH. Tato teplota je dána buď hodnotou vztaženou k celému rozsahu nebo odchylkou y od žádané hodnoty regulačního výstupu. - Ukončíme programovací režim, od tohoto okamžiku bude pomocný výstup pracovat v režimu POPLACH.
10.2 Pomocný výstup v proporcionálním režimu -
Zvolíme hlavní provozní režim (viz 10.1) Nastavíme proporcionální pásmo v bnd.2 a pracovní cyklus v CYC.2 Určíme žádanou hodnotu v SEt.2 Ukončíme programovací režim, pomocný výstup pracuje nyní v proporcionálním řídícím režimu
40
11. Použití regulátorů CAL v režimu ohřev-chlazení V tomto režimu je regulační výstup (výstup 1) regulátoru využit pro řízení ohřevu - topení a pomocný výstup (výstup 2) řídí chlazení (spíná ventilátor při chlazení vzduchem nebo solenoid při chlazení vodou). Využívá se u soustav, které jsou vybaveny chladícím okruhem, který je spouštěn v okamžiku, kdy měřená teplota překročí teplotu žádanou. Typická zapojení těchto soustav jsou uvedena na str. 44.
11.1 Postup při nastavení regulátorů CAL v režimu ohřev-chlazení Při níže popsaném postupu nastavení regulátoru CAL pro režim ohřevchlazení jsou pro náběh teploty soustavy na obvyklou provozní (žádanou) teplotu použity PID parametry nastavené výrobcem. Pak následuje program ladění na žádané (provozní) teplotě, kdy jsou vypočteny a naladěny nové hodnoty PID parametrů pro výstup ohřevu. Tyto nové hodnoty proporcionálního pásma (band) a pracovního cyklu (CYC.t) regulačního výstupu jsou pak použity pro nastavení pomocného výstupu - nastaví se stejné hodnoty pro oba výstupy (bnd.2 a CYC.t). Tento způsob nastavení pomocného výstupu může způsobit rozkmitání teploty, které by mělo odeznít po stabilizaci soustavy. Při vícezónových aplikacích, kdy řídíme regulátory CAL více zón (smyček), které se teplotně ovlivňují, se mohou objevit chyby, způsobené touto teplotní závislostí. Tyto chyby jsou eliminovány současným spuštěním programů automatického ladění parametrů regulátorů všech zón. Postup nastavení regulátoru: 1. Konfigurace regulátoru - počáteční nastavení regulátoru (viz kap. 5 a 6). 2. Spuštění programu automatického ladění na žádané teplotě (viz kap. 7). 3. Výběr pracovního cyklu vypočteného v průběhu automatického ladění (viz kap. 9, odst. 9.2.5 - Alternativní metody výběru pracovního cyklu). 4. Kontrola a zápis parametrů band a CYC.t naladěných pro regulační výstup ohřevu Vstup do programovacího režimu: - Současně stiskneme a držíme tlačítka ▲ , ▼ po dobu 3 s a po jejich následném uvolnění displej zobrazuje funkci tune viz obr. 38.
Obr. 38. Vstupní bod do programovacího režimu
41
- Po jednom stisknutí tlačítka ▲ se na displeji zobrazí funkce bAnd s číselnou hodnotou volby A 5,2 viz obr. 39. Písmeno A znamená, že se jedná o hodnotu získanou pomocí ladění. Hodnotu si zapíšeme. - Stiskneme 4x tlačítko ▲ , na displeji se zobrazí funkce CYC.t s číselnou hodnotou volby A 16 , tj. 16s. Hodnotu si zapíšeme.
Obr. 39. Hodnota volby nastavená ladícím programem
Obr. 40. Hodnota volby nastavená ladícím programem
5. Nastavení parametrů pomocného výstupu pro činnost v režimu chlazení - Stiskneme 4x tlačítko ▲ , na displeji se zobrazí funkce bnd.2 s číselnou hodnotou volby 2,0 , kterou je potřeba změnit na hodnotu 5,2 tj. na stejnou Obr. 41. Průběh změny hodnoty volby číselnou hodnotu volby funkce bAnd . Tuto změnu provedeme pomocí současného stisku tlačítek * a ▲ . V okamžiku zobrazení hodnoty 5,2 současně uvolníme obě tlačítka viz obr. 41. - Dále obdobným postupem nastavíme volbu funkce CYC.2 jedním stiskem tlačítka ▲ na on.oF a následným současným stiskem tlačítek * a nastavíme Obr. 42. Změna provozního
režimu číselnou hodnotu funkce na 16 , jako je nastavena u funkce CYC.t , tj. 16s - viz obr. 42.
- Vyhledáme funkci LEVL pomocí tlačítka ▼. Stikneme a držíme tlačítko * a tlačítem ▲ nebo ▼ přejdeme do programovací úrovně 2 - viz obr. 43.
Obr. 43. Zobrazení programovací úrovně
42
- Stiskneme 5x tlačítko a přejdeme na další funkci pomocného výObr. 44. Zobrazení stupu SP2.A . programovací Stiskneme a podržíme úrovně tlačítko * a tlačítkem ▲ nastavíme volbu COOL a uvolníme tlačítka - viz obr. 44. - Ukončíme programovací režim současným stiskem tlačítek ▲ , ▼ po dobu 3s. Regulátor je nyní nastaven pro provozní režim ohřev - chlazení.
11.2 Činnost regulátoru v režimu vodního chlazení V praktických aplikacích s teplotami nad 100°C dochází ke vzniku par. V těchto případech je třeba změnit lineární proporcionální pásmo regulátoru na nelineární ve funkci SP2.b volbou nLin viz obr. 45.
Obr. 45. Změna přídavného režimu výstupu 2
43
A) Regulační výstup (výstup 1) = ssd - řídí ohřev Pomocný výstup (výstup 2) = rLy - řídí chlazení
Ventilátor chlazení nebo solenoid (pro chlazení vodou) je spínán reléovým výstupem, polovodičové spínací relé spíná příkon do topných spirál. B) Regulační výstup (výstup 1) = rLy - řídí ohřev Pomocný výstup (výstup 2) = ssd - řídí chlazení
Ventilátor chlazení nebo solenoid (pro chlazení vodou) je spínán polovodičovým spínacím relé, příkon do topných spirál je spínán stykačem ovládaným elektromechanicky relé 2A / 250 VST.
44
12. Nastavení lineárního vstupu regulátoru Regulátory CAL mohou kromě standardních mV signálů z termočlánků zpracovávat i nestandardní mV signály. K tomu slouží 5 lineárních vstupů (viz tabulka). Obsluha nastaví příslušný lineární vstup a rozsah, který nestandardní signál reprezentuje - pomocí funkcí inpt , HiSC , SPAn . VSTUP
0 - 20 mV
Lin 1
0 - 100
Lin 2 Lin 3
Rozsah zobrazení
0 - 100
-25 až 400
0 - 1000
-250 až 3000
0 až 400
0 - 1000
Lin 4 Lin 5
4 -20 mV
0 až 3000
0 - 2000
0 až 3000
Postup nastavení ukazuje následující vzorový příklad: Signál z čidla je 4 - 7 mV, představuje 0 - 110 jednotek. 1. Zvolíme rozsah Lin 4 . 2. Určíme rozsah signálu lineárního vstupu: 20 mV - 4 mV = 16 mV 3. Určíme rozsah signálu z čidla: 7 mV - 4 mV = 3 mV 4. Pro určení hodnoty funkce HiSC vypočteme podíl rozsah signálu z čidla / rozsah signálu lineárního vstupu = A čili A = 3 / 16 = 0,1875 5. Určíme požadovaný rozsah zobrazení: 110 - 0 = 110 6. Vypočteme HiSC HiSC = požadovaný rozsah zobrazení / A = 110 / 0,1875 = 587 7. Vypočteme SPAn SPAn = =
(HiSC - horní rozsah jednotky lineárního vstupu) (HiSC / horní rozsah jednotky lineárního vstupu)
587 - 1000 = - 243 587 / 1000
Na regulátoru nastavíme tyto funkce: inpt = Lin 4, HiSC = 587, SPAn = - 243.
45
Způsob nastavování jednotlivých funkcí je popsán v tomto návodu k obsluze regulátorů. Regulátor by měl být správně nastaven včetně rozsahu zobrazení měřené veličiny. Zkontrolujeme ještě zobrazovanou hodnotu pro spodní a horní hodnotu vstupního mV signálu. Pokud se liší požadované zobrazované hodnoty od předpokládaných (např. v uvedeném vzorovém příkladu má být na displeji zobrazeno: pro 3 mV 0 a pro 7 mV 110). Pokud je odchylka (záporná nebo kladná) stejná, pak ji můžeme odstranit tak, že její hodnotu s patřičným znaménkem zadáme ve funkci ZEro . Tento způsob nastavení lineárního vstupu nelze použít, pokud požadovaná hodnota pro funkci ZEro bude větší než 100 nebo signál je mimo rozsah -10 až 50 mV.
46
13. Chybová hlášení A) Chyba čidla (obr. 46) Došlo k nějaké poruše v obvodu čidla (přerušení, přepálení, nekontakt) nebo k zápornému přetečení rozsahu. Je třeba zkontrolovat zapojení obvodu čidla a čidlo samotné.
Obr. 46. Chyba čidla
B) Chyba paměti (obr. 47) Došlo k chybě regulátoru. Neodstraníme-li tuto chybu ani krátkodobým vypnutím regulátoru, je třeba vyměnit regulátor.
Obr. 47. Chyba paměti
C) Chyba ručního řízení výkonu (obr. 48) Špatně nastavená volba funkce CYC.t . Je nastavena hodnota on.oFF , je třeba nastavit proporcionální režim.
Obr. 48. Chyba ručního řízení
D) Chyba při spuštění ladícího programu (obr. 49) Může se objevit, když není nastavena žádaná hodnota nebo když pro výstup 1 je u funkce CYC.t nastavena volba on.oFF . Zvolíme proporcionální režim. Chybové hlášení je nutno vynulovat krátkým stiskem tlačítek ▲ a ▼.
Obr. 49. Chyba při spuštění ladícího programu
E) Chyba v průběhu ladícího programu Parametry regulovaného procesu překročily limity pro algoritmus ladícího programu. Prvotním příznakem této chyby jsou nulové hodnoty parametrů čtených funkcí dAtA . Pokud nepomohou ani následující zásahy: zvýšení žádané hodnoty, spuštění ladícího programu při žádané teplotě, změna procent výkonu v SP1.P , je nutno vyměnit regulátor.
47
14. Tabulka parametrů Při každém spuštění ladících programů se mění parametry regulátoru. Mění-li se podstatně žádané teploty, je i změna hodnot parametrů výrazná. Je vhodné tyto změny zaznamenat. K tomu je určena následující tabulka: Úroveň
1
2
3
Datum Nastavení Ladění 1 Ladění 2 Ladění 3 Ladění 4 Ladění 5 Funkce z výroby .............. .............. .............. .............. .............. bAnd
10
int.t
5
dEr.t
25
dAC
1,5
CYC.t
20
SEt.2
0
bnd.2
2,0
CYC.2
on.oF
SP1.P
0
SP2.A
nonE
SP2.B
nonE
hi.SC
400
Lo.SC
0
inPt
rtd
unit
°C
SP1.d
rLY
Žádaná hodnota
48
