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Fluid Control Systems

1. Ee c EDI 20 amp EO 29 EDI EDI Exe ED s t e e J lt e ED 29 sisi NEU gt EDI 8IED gt ED o ED amp EDJ Eise a ED s ED EDI amp ED Sea EDI EDI 8 EDI SIE SIEDI ED TE connection W 4 Technical Earth ED SE e Figure 2 Rear side of controller 102 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Relay 3 Alarm Relay 3 Alarm Relay 1 Output Relay 2 Output Ey NOTE 4 2 H ATTENTION Controller input 2 1 Controller input 1 5 1000Hz 1 fs 28 Sab 2 1159 17 z 29 I 3 2 e 4 E 19 i 1 Controller output 5 g ro 20 ee 32 Standard signal Binary V 204 Current 21 output 33 9 Standard si ignal 7 22 o 34 VW Voltage zd 8 5 10 23 eo 35 8t lees resistance 9 7 2L 9 1136 thermometer m 25 Binary z 3 3 wire 4 wire 100 ro JE E ds L p ipt 6 a 0 24y 5 3 lls e 26 t1 38 Thermo 12 r 27 Position Feedback 39 couples Lee par 1h L1 Power 15 N sew
2. Cool Heat Characteristic Characteristic a for P controller for P controller gt gt ES Setpoint SP Actual value PV Setpoint SP Actual value PV OLP lt 0 OLP gt 0 Figure 20 Overlap area for 3 point PWM signal Adjustable parameters T Period for switching relay 1 heating T Period for switching relay 2 cooling Olp Overlap zone heating and cooling Funktionsblock 18 3 Punkt Schritt Signal The 3 point step signal can be used to control motor driven actuators In doing so TCO is the time needed to move the actuator from one end position to the other Adjustable parameters Gt Backlash of the gearbox when shifting from forwards to reverse Psd insensitive area for explanation refer to Chapter 6 5 4 TCO Regulating time motor running time 129 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Function block 19 3 point step signal with external position acknowledgement Position control This signal serves to control motor driven actuators on which a position acknowledgement is provided by way of a potentiometer The resistance value of the acknowledgement potentiometer must be within the range from 1 KQ to 10 Adjustable parameters Psh Switching hysteresis Psd Insensitivity zone Relay output PV SP ml Psh wo Psd Figure 21 3 point step signal Function block 20 PID controller 1 This function block is a parameter definable PID controller that is used
3. x1 J Eingang 1 Lnwarsiren Gy gt ES Aver b Rampe La Sollwert T gt T a Begrenzung e Alarm rel Multiplizierer stetiges Signal 2 Punkt Em TA Signal 3 Punkt PWM Signal PID Regler 2 Wirkungssinn dz Begrenzung RA 3 Punkt Schritt Signal 3 Punkt Schritt Signal m ext R ck Ee PID Regler 1 Wirkungssinn Stellgr en Begrenzung Eingang 2 99 e ol vena Kask H NS x aus k St rgr Filter 2 Radizieren Skalieren St rgr en aufschaltung Bild 4 Gesamtstruktur des Digitalen Industriereglers Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 26 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 2 5 2 1 5 2 2 Regler f r einschleifigen Regelkreis Einschleifiger Regelkreis Besteht eine Regelungsaufgabe darin eine Gr e z B Temperatur auf einem fest vorgegebenen Sollwert W konstant zu halten so wird dazu eine Festwertregelung eingesetzt Die Regelgr e X Temperatur wird gemessen und mit dem Sollwert W 4 lt N deutsch Sollwert geber Regler Regelstrecke Bild 5 Einschleifiger Regelkreis verglichen Bild 5 Weist sie gegen ber dem Sollwert eine z B durch eine St r gr Be Z verursachte Abweichung auf so wird entsp
4. Fig 3 Allocation of the terminal strip When connecting the sensor lines Lay the lines separate from the power lines lines in which large currents flow and high frequency lines Never under any circumstances use multi pole cables to carry both power and sensor lines When using screened cables only connect the screen at one end Never under any circumstances connect the screen to both the protective conductor and the earth of the regulator input Supply voltages Power supply for the controller Model 1 Model 2 115 230V 50 60 Hz 12 24V 50 60 Hz Connect to terminals 14 and 15 Power supply for transducers 24V DC Accessible on terminals 23 and 24 To ensure the electro magnetic compatibility EMC the screw terminal TE Technical Earth must be connected to the earth potential with a short cable 30 cm 2 5 mm 103 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 4 2 1 4 2 2 115 230 V and 24 48 V Changeover By means of a jumper inside the unit the supply voltage can be changed from 230 V to 115 V or from 12 V to 24 V respectively This adaptation must take place before installing the unit Procedure gt Insert all connection and supply lines 2 Remove the connecting screw for the Technical Earth gt Remove the optionally installed interface card if present gt Undo the four screws on the rear plate and remove the re
5. 0 Technische Anderungen vorbehalten Korea Seoul 137 130 Ph 02 34 62 55 92 Malaysia Penang Ph 04 657 64 49 Netherlands 3606 AV Maarssen Ph 0346 58 10 10 New Zealand Mt Wellington Auckland Ph 09 570 25 39 Norway 2026 Skjetten Ph 063 84 44 10 Poland PL 00 684 Warszawa Ph 022 827 29 00 Singapore Singapore 367986 Ph 383 26 12 South Africa East Rand 1462 Ph 011 397 29 00 Spain 08950 Esplugues de Llobregat Ph 093 371 08 58 Sweden 21120 Malm Ph 040 664 51 00 Switzerland 6331 H nenberg ZG Ph 041 785 66 66 Taiwan Taipei Ph 02 27 58 31 99 Turkey Yenisehir Izmir Ph 0232 459 53 95 USA Irvine CA 92614 Ph 0949 223 31 00 www buerkert com info de buerkert com We reserve the right to make technical changes without notice Sous res rve de modification techniques 2000 B rkert Werke GmbH amp Co Bedienungsanleitung Nr 801 108 ind04 may00 05 00 1 M
6. Add menues Language German Serial Binary input Binary output Ramp Set Point Tracking Display in line 2 Safety code on off on off off on off on on off on off off on off on English French 190 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 191 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 192 burkert Steuer und Regeltechnik Christian B rkert Str 13 17 74653 Ingelfingen Telefon 0 79 40 10 0 Telefax 0 79 40 10 204 Berlin Tel 0 30 67 97 17 0 Dresden Tel 03 59 52 36 30 0 Frankfurt Tel 0 61 03 94 14 0 Hannover Tel 05 11 902 76 0 Dortmund Tel 0 23 73 96 81 0 M nchen Tel 0 89 82 92 28 0 Tel Stuttgart 07 11 451 10 0 Australia Seven Hills NSW 2147 Ph 02 96 74 61 66 Austria 1150 Wien h 01 894 13 33 U elgium 2100 Deurne h 03 325 89 00 anada Oakville Ontario L6L 6M5 h 0905 847 55 66 TO UM DO hina Suzhou h 0512 808 19 16 17 zech Republic 75121 Prosenice h 0641 22 61 80 DO enmark 2730 Herlev h 044 50 75 00 Uc inland 00370 Helsinki h 09 54 97 06 00 UT UT rance 93012 Bobigny Cedex h 01 48 10 31 10 reat Britain Stroud Glos GL5 2QF h 01453 73 13 53 UG UI ong Kong Kwai Chung N T 02 24 80 12 02 Italy 20060 Cassina De Pecchi MI h 02 95 90 71 U eland IRE Cork h 021 86 13 16 US Japan Tokyo 167 0054 h 03 53 05 36 10
7. the key for more than 5 seconds SELEC SELECT key Switching over to the configuration mode by simultaneously pressing this key and the SELECT key for more than 5 seconds ENTER Confirm set value ENTER key Down arrow key Digit selection when setting numeric values Reducing the value of the manipulated variable in MANUAL mode i e reducing the voltage or current in the case of standard signals or the pulse width in the case of PWM signals Relay 2 on motor Reverse in the case of 3 step signals without external feedback arrow key Modifying a numeric value Increasing the value of the manipulated variable in MANUAL mode i e increasing the voltage or current in the case of standard signals or the pulse width in the case of PWM signals Relay 1 on motor Forwards in the case of 3 point step signals without external feedback Figure 23 Meanings of operator controls in the process operation level 136 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER the form of a flow chart Figure 24 shows the meanings of the operator controls in the process operation level It is assumed that the controller is in one of the modes i e MANUAL or AUTOMATIC Switching to the next process value by pressing the DISPLAY key and setting the setpoint by pressing the Up arrow and Down arrow keys are possible both in MANUAL and AUTOMATIC mode The manipulated varia ble can only be modi
8. CHARACTERISTICS AND POSSIBILITIES OF USE OVERVIEW The digital industrial controller is designed as a PID controller for controlling tasks in the process control technology It represents a new controller generation based on a microprocessor Either standard current voltage and frequency analog signals can be applied to the scaleable controller inputs or resistance thermometers and thermocouples can be connected Outputs for continuous standard signals or relay outputs can now be used as controller outputs In addition outputs for error reports and a binary input and output for additional functions are available RS 232 or RS 485 PROFIBUS serial interfaces are available as connection options The following control tasks can be realised with the controller Fixed setpoint control single control loop Fixed setpoint with feed forward control Follow up control external set value Ratio control Cascade control The controller is characterised by user friendly operation and has a backlit easily legible LCD plain language display The following operator actions can be carried out with menu support in various operator control levels Configuration defining the controller structure Parameter definition setting controller parameters Process operation manual interventions Configuration and parameter definition data is stored in an EEPROM to protect against power failures The digital industrial regulator comp
9. Selection within the menu Cascade controller Changeover of display from main to auxiliary controller Proceed to next menu point entry Press SELECT and ENTER keys for 5 sec Changeover to Configuration Press SELECT key for 5 sec Changeover to Parametrisation Figure 22 Operator controls and indicators of the controller There are 6 operator controls keys in the bottom half of the front panel The meanings of these operator controls depend on the operator control level see Sections 6 3 6 5 and 6 6 There is an LCD plain language display with 2 lines of 8 characters each in the top half The display that appears there also depends on the operator control level in which you are currently working The display shown in Figure 22 refers to the process operation level 135 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 3 Process operation In the process operation level the 6 operator controls have the meanings shown in Figure 23 Operator control Meaning Switching over the MANUAL and AUTOMATIC modes The AUTOMATIC mode is indicated by an LED in the operator control Switch over to the next process variable SP Set point PV Actual value of controlled variable PV1 or of the Ratio CO Manipulated variable Ch and Cc for 3 point PWM signals F Flow rate actual value of the Input PV1 for ratio control DISPLAY key Switching over to the parameter definition level by pressing
10. 1 Z Stellenwert lt X Stellenauswahl Komma stellenver Bild 25 Einstellen von Zahlenwerten 42 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 5 6 5 1 Konfigurieren Bedienung beim Konfigurieren Zum Umschalten in die Bedienebene Konfigurieren sind die Tasten SELECT und ENTER 5 Sekunden lang gleichzeitig zu betatigen Wahrend des Konfigurierens befindet sich der Regler im Betriebszustand HAND vergleiche Bild 24 Nach Eintritt in die Ebene Konfigurieren erscheint im LCD Anzeigefeld das Haupt men Um diese Ebene wieder zu verlassen ist im Hauptmen mit der Taste SELECT der Men punkt ENDE auszuw hlen und die Taste ENTER zu dr cken Danach kehrt der Regler in den Betriebszustand zur ck den er vor dem Konfigurieren innehatte Samtliche wahrend des Konfigurierens vorgenommenen Einstellungen werden unmittelbar nach Verlassen der Konfigurierebene wirksam und nullspannungssicher in einem EEPROM abgelegt Bedienelemente SELECT SELECT Taste deutsch Innerhalb der Bedienebene Konfigurieren haben de Bedienelemente die im Bild 26 angegebene Bedeutung Bedeutung Weiterschalten zum n chsten Men punkt innerhalb eines Men s ENTER ENTER Taste Best tigen des betreffenden Men punktes und Weiter schalten in das zugeh rige Untermen Best tigung eingestellter Zahlenwerte von Reglerparametern Weiterschalten zum n chsten Parameter VW Taste Pfeil unten Stellen
11. 31 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellbarer Parameter T Periodendauer des 2 Punkt PWM Signals Optionen Imp nein Einsatz eines Standardventils Die Ausgabe des 2 Punkt PWM Signals erfolgt Uber Relais 1 Imp ja Einsatz eines Impulsventils In diesem Fall werden fur die Ausgabe 2 Relais verwendet Mit der steigenden Flanke des 2 Punkt PWM Signals wird Relais 1 und mit der fallenden Relais 2 erregt Auf diese Weise kann ein Impulsventil betatigt werden Mit Relais 1 wird die Anzugswicklung mit Relais 2 die Abwurfwicklung des Ventils angesteuert Funktionsblock 17 3 Punkt PWM Signal 3 Punkt Ausgang Der 3 Punkt PWM Ausgang ist eine Kombination zweier 2 Punkt PWM Ausgange Der eine PWM Ausgang steuert das Ausgangsrelais 1 Ausgangsrelais heizen in Abh ngigkeit von Y und der andere PWM Ausgang das Ausgangsrelais 2 Ausgang k hlen in Abh nigkeit von Y an Jedem der beiden Ausgange ist reglerintern ein eigener PID Algorithmus zugeord net Das folgende Bild zeigt prinzipiell die Reglercharakteristik f r den 3 Punkt PWM Ausgang Stellgr e Y 100 K hlen Heizen Regler Kennli nie f r P Regler Istwert X Sollwert IW Bild 19 3 Punkt Ausgang Die Periodendauer f r den Ausgang heizen T und die Periodendauer f r den Ausgang k hlen T k nnen getrennt voneinander eingestellt werden Ebenso k nnen die Verst rkungsfaktoren f r die beiden Regler heizen k hlen s
12. Cooling Proportional action coefficient for Heating and Cooling Overlap zone of the signals for Heating and Cooling High scaling value for input 2 Low scaling value for input 2 Dead zone around the setpoint High alarm limit which refers to the ratio low alarm limit which refers to the ratio High scaling value for the ratio Low scaling value for the ratio Insensitivity zone between the two switching functions Swichting hysteresis of the relays High alarm limit for input 1 High alarm limit for input 2 System diviation High scaling value for input 1 Low scaling value for input 1 Setpoint of controller 1 Setpoint of controller 2 High setpoint limit Low setpoint limit High setpoint limit in ratio control Low setpoint limit in ratio control Period of the PWM signal for Heating Period of the PWM signal for Cooling Run time from one end position to the other Derivative action time of PID controller 1 or 2 Derivative action time of the PDT1 element Reset time of PID controller 1 or 2 Time constant of the PDT1 element 187 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Index page 2 point PWM signal 108 127 157 3 point PWM signal 108 128 157 3 point step signal 108 129 159 Adaption 168ff Alarm limit 150 153 Alarm mode 150 153 Alarm absolute 108 124 150 153 Alarm ratio 108 132 Alarm relative 108 125 150 153 Automatic mode 134 136 137 Auxiliary control loop 119ff Auxiliary
13. The standard controller structure shown in Figure 6 is obtained by configuring the overall structure appropriately It is based on PID controller 2 PID controller 1 is not used Input 1 is used for the controlled variable PV1 while input 2 is not used SP1 is the setpoint that has to be set 111 english H DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Setpoint limiting Multiplier Controller 2 Line of action Manipulated variable limiting SP2 Controller 1 Line of action Manipulated variable limiting Input 2 e SP ratio et j d cascade off Feed forward Filter 2 Root extraction Scaling Figure 6 Structure of the Standard Controller Description of the functional blocks from Page 122 ve Feed forward control Controller output 112 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 3 5 3 1 5 3 2 Controller with additional functions for feed forward control Single control loop with feed forward control The control response of a single control loop can be improved substantially in most cases by feed forward control The precondition for this is that the disturbance variable can be measured and recorded The disturbance can be fed either to the controller s input or output via a compensator F
14. Wio und W1u gilt Einstellbereich 1999 lt X10 lt 9999 Wird bei dieser Einstellung der untere Skalierungswert unterschrit ten so wird der untere gleich dem oberen Skalierungswert gesetzt Xtu Unterer Skalierwert der den Einheitssignalen 0 mA 4 mA bzw 0 V oder dem frequenzanalogen Signal 0 Hz zugeordnet wird Einstellbereich 1999 lt Xtu lt X10 Sollwertgrenzen Wio Obere Sollwertgrenze Einstellbereich Wiu lt W1o lt X10 Wiu Untere Sollwertgrenze Einstellbereich X1u lt W1u lt W10 56 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Al abs Absolutalarm Der programmierte Alarm definiert eine absolute Schaltschwelle innerhalb des Skalierungsbereichs Al rel Relativalarm Der programmierte Alarm definiert den Abstand der Schaltschwelle zum Sollwert Alarm Grenze Obere Alarmgrenze Einstellbereich X1 lt X1 lt X10 X1 Untere Alarmgrenze Einstellbereich X1u lt X1 lt X1 Hy Alarmhysterese Einstellbereich 0 1 lt Hy lt 20 0 in bezogen auf den Skalierungsbereich X1u X10 bzw falls dieser nicht einstellbar ist auf den MeBbereichsumfang Filter 1 Mit dem Filter k nnen dem MeBsignal berlagerte St rsignale ged mpft werden Das Filter ist als Tiefpa erster Ordnung ausgef hrt Foi Grenzfrequenz 3 dB des Eingangsfilters 1 Einstellbereich 0 1 lt Fg1 lt 20 0 in Hz 0 1 Hz starke Dampfung Zeitkonstante 1 6 sec 20 Hz schwache Dampfung Zeitkonstante
15. 6 3 6 4 6 5 6 5 1 6 5 2 6 6 6 6 1 6 6 2 74 7 2 7 3 74 7 5 7 6 9 1 9 2 9 94 9 5 DIGITALER INDUSTRIEREGLER BEDIENUNG Bedienebenen Bedien und Anzeigeelemente ProzeBbedienen Einstellen von Zahlenwerten Konfigurieren Bedienung beim Konfigurieren Hauptmen der Bedienebene Konfigurieren Parametrieren Bedienung beim Parametrieren Parametriermen s SELBSTOPTIMIERUNG Stabilitat und Regelg te Prinzip der Selbstoptimierung durch Adaption Prinzip der Selbstoptimierung durch Tune Arbeitsweise des Tune und des Adaptionsmoduls Hinweise zum Einsatz des Tune und des Adaptionsmoduls Bedienung der Tune und Adaptionsfunktion FEHLERMELDUNGEN UND WARNUNGEN ANHANG Eigenschaften von PID Reglern Einstellregeln f r PID Regler Abk rzungsverzeichnis Stichwortverzeichnis Anwenderkonfiguration 38 38 39 40 42 43 43 44 68 68 68 72 72 72 72 74 75 79 81 84 84 88 91 92 93 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 1 ALLGEMEINE SICHERHEITSBESTIMMUNGEN Beachten Sie die Hinweise dieser Betriebsanleitung sowie die Einsatzbedingungen und zul ssigen Daten gem Datenblatt damit das Ger t einwandfrei funktioniert und lange einsatzfahig bleibt Halten Sie sich bei der Einsatzplanung und dem Betrieb des Ger tes an die allgemeinen Regeln der Technik Installation und Wartungsarbeiten d rfen nur durch Fachpersonal und mit geeignetem Werkzeug erfolgen deutsch Beachten Sie
16. 73 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Arbeitsweise des Tune und des Adaptionsmoduls Wurde in der Konfigurier oder Parametrierebene Tune eingeschaltet so wird beim n chsten Sollwertsprung einmalig die Tune Funktion ausgef hrt und danach auto matisch abgeschaltet Dies trifft auch f r die Inbetriebnahme zu Dabei erfolgt eine direkte einmalige Ermittlung der Reglerparameter durch Bestimmung der kritischen Kreisverst rkung und Periodendauer einer kontrolliert erzeugte kurzzeitigen Grenzzyklusschwingung des Istwerts Bild 40 WA Sollwertsprung 100 Grenzzyklusschwingungen Istwertverlauf 30 r lt Tune Phase Bild 40 Arbeitsweise des Tune Moduls Bei Verwendung der Adaptionsfunktion erfolgt bei jeder wahrend des ProzeBab laufes durchgefiihrten Sollwertanderung eine Charakterisierung des Einschwing verhaltens Weicht das Verhalten der Regelgr e von einem vorgegebenen Ideal verhalten ab bernimmt das Fuzzy Logic Modul die Adaption der Reglerparameter Als Idealverhalten ist ein bergangsverhalten mit k rzester Anregelzeit bei ca 5 berschwingen zugrunde gelegt Bild 41 Optional kann ein aperiodisches ber gangsverhalten ohne berschwingen bei entsprechend l ngerer Anregelzeit ein gestellt werden Bild 42 Ist sowohl Tune als auch Adaption eingeschaltet dann hat Tune Vorrang d h beim nachsten Sollwertsprung wird zun chst Tune ausgef hrt und dann abgeschaltet Bei weit
17. Die untere Stellgr enbegrenzung Yku legt die maximale Einschaltdauer die obere Stellgr Benbegrenzung Yko die minimale Einschaltdauer des Ausgangsrelais 2 fest Die Eingabe der Einschaltdauern erfolgt prozentual zur Periodendauer T 3 Pkt Sch 3 Punkt Schritt Signal Getriebelose Gt Getriebelose bei Richtungsumkehr Einstellbereich 0 0 lt Gt lt 10 0 Eingabe prozentual zur Motorlaufzeit Ty Motorlaufzeit Ty Laufzeit von einer Endposition zur anderen Einstellbereich 1 0 lt Ty lt 999 9 in sec 62 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Unempfindlichkeit Xsd In diesem Bereich ist keines der Ausgangsrelais aktiv Die Anderung der Stellgr e mu den hier eingestellten Wert berschreiten damit der angeschlossene Motorantrieb betatigt wird Einstellbereich 0 4 Xsd lt 20 0 Eingabe prozentual zur Motorlaufzeit Ty Stellung 3 Punkt Schritt Signal mit externer R ckf hrung zur Stellungsregelung Unempfindlichkeitsbereich Xsd Unempfindlichkeitsbereich zwischen den beiden Schaltkennlinien Einstellbereich 0 2 lt Xsd lt 20 0 in bezogen auf die Stellgr Be Der Unempfindlichkeitsbereich definiert einen Stellgr enbereich in dem keines der beiden Ausgangsrelais die den Motor ansteuern bet tigt wird Dieser Stellgr enbe reich mu berschritten werden um eine Drehrichtungsumkehr des Antriebs zu erhalten Schalthysterese Xsh Schalthysterese der Relais Die Schalthysterese definiert
18. Method Set the controller as a P controller i e Tr 999 Td 0 initially selecting a low Kp value Set the required setpoint Increase Kp until the controlled variable oscillates continuously without attenuation Figure 44 PV Actual value A Terit Figure 44 Progression of the control variable at the stability limit The proportional action coefficient gain set at the stability limit is referred as Kcrit The resulting oscillation period is referred to as Terit 184 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER On the basis of Kcrit and Tcrit the controller parameters can then be calculated in accordance with the following table Parameter settings according to Ziegler and Nichols Controller type Parameter settings P controller Kp 0 5 Kcrit PI controller Kp 0 45 Kerit Tr 0 85 Terit PID controller Kp 0 6 Kcrit Tr 0 5 Terit Tv 0 12 Terit The Ziegler and Nichols adjustment rules were determined for P systems with a time delay of the first order and a dead time However they apply only to controllers with a disturbance response but not to controllers with a command response Adjustment rules according to Chien Hrones and Reswick manipulated varia ble methods english When using this method the controller parameters are adjusted on the basis of the control system s transition response A 100 change in the manipulated variable is output The ti
19. PV A PVd gt t co A E PVd gt t Superposition P and DT components Function of the real PID controller dt T aco CO Kp PVd 17 PVddt Tv t Step response of the real PVA PID controller PVd ji gt t Kp PVd 183 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 9 2 Rules for adjusting PID controllers The literature on control systems specifies a series of adjustment rules with which a favorable adjustment of controller parameters can be achieved experimentally To avoid bad adjustments the conditions under which the respective adjustment rules have been elaborated must always be observed In addition to the characteristics of the controlled system and of the controller itself it is important to know whether it is intended to balance out a disturbance change or a command variable change Adjustment rules according to Ziegler and Nichols oscillation method When using this method controller parameters are adjusted on the basis of the control loop s response at the stability limit In doing so the controller parameters are adjusted so as to ensure that the control loop begins to oscillate A conclusion as to a favorable adjustment of the controller parameters is reached from critical characteristic values occurring in this case It goes without saying that when using this method it must be possible to bring the control loop to oscillation
20. Section 6 4 Displayed arrow Key to press gt 1 d ENTER Figure 27 Meanings of the arrow in the configuration menu The informations and symbols contained in the following configuration menus are explained in section 6 5 4 142 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Input 1 Controller Controller structure Signal typ ale T lt lt g 5 E gt o s 52 235 9o55ggERERE SORRE SESSA a gt Eostig E Comparison point compensation Alarm limit PV Py Hy D Filter DER Output Safety Adap Contr Add Menu End english Figure 28a Configuration menu for the standard controller structure Part 1 143 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER StruMenu Input 1 Controller Output Add Menu End Contr Safety 3 pt step l Backlash of gearbox Y Manipulated Motor variable limiting run time COh col Simanype Intensi x tivity 88 EX 3 p lated wien limiting COh V A Y 7 faniputater Line of action ME Ko 2 j gt xL Line of action Inv yes ine ne Figure 28b Configuration menu for the standard controller
21. Type Thermocouple pair Measurement range Accuracy J Fe CuNi 200 to 1200 lt 0 3 1 Digit K NiCr Ni 200 to 1370 lt 0 3 1 Digit T Cu CnNi 0 to 400 C lt 0 3 2 Digit R Pt 13Rh Pt 1760 C lt 0 3 1 Digit s Pt 10Rh Pt 1760 lt 0 3 1 Digit NOTE If the displayed values are fluctuating set the limit frequency of the digital filter to a lower value in the Inputs menu and check the TE connection Input impedance gt 1 MO Comparison point compensation internal with integrated NTC thermistor Comparison point compensation error 0 5K 1 digit external with Pt 100 resistance thermometer Controller input 2 Input for standard signal voltage 0 10 V same technical data as for controller input 1 Terminals 18 and 19 Input for standard signal current 0 4 20 mA Terminals 17 and 19 same technical data as for controller input 1 Input for frequency analog signal 5 1000 Hz same technical data as for controller input 1 Terminals 16 and 19 Configurable for Feed forward control Follow up control external setpoint Ratio control Cascade control 106 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Input for the connection of a potentiometer Terminals 19 20 and 27 for position feedback 1 10 for position regulation Binary inputs Terminals 25 and 26 nput resistance gt 25kQ Configurable line of action Log
22. 0 01 sec Untermen s zum Hauptmen punkt Eingang 2 Signaltyp Frequenz Eingang f r frequenzanaloges Signal 0 10V Eingang f r Einheitssignal 0 10 V 0 20mA Eingang f r Einheitssignal 0 20 mA 4 20 Eingang f r Einheitssignal 4 20 mA Radizieren Rad aus Radizierfunktion ausgeschaltet Rad ein Radizierfunktion eingeschaltet 57 deutsch deutsch Skalieren X20 X2u DIGITALER INDUSTRIEREGLER Oberer Skalierwert Einstellbereich 1999 lt X20 lt 9999 Beim Einstellen von X20 kann eine Kommastelle festgelegt werden die dann auch f r X2u und gilt Wird bei dieser Einstellung der untere Skalierungswert X2u unterschritten so wird der untere gleich dem oberen Skalierungswert gesetzt Unterer Skalierwert Einstellbereich 1999 lt X2u lt X20 St rgr Benaufschaltung Gilt nur f r die Struktur St rgr Benaufschaltung Kps Tds Ts Filter 2 2 Verstarkungsfaktor des PDT1 Gliedes Einstellbereich 999 0 lt Kps lt 999 9 Vorhaltezeit des PDT1 Gliedes Einstellbereich 1999 lt Tds lt 9999 in sec Zeitkonstante des PDT1 Gliedes Einstellbereich 0 lt Ts lt 9999 in sec Arbeitspunkt Einstellbereich X2u lt X0 lt X20 Grenzfrequenz 3 dB des Filters am Eingang 2 Einstellbereich 0 1 lt Fg2 lt 20 0 in Hz 0 1 Hz starke Dampfung Zeitkonstante 1 6 sec 20 Hz schwache Dampfung Zeitkonstante 0 01 sec Untermen zum Hauptme
23. 12 V ist ebenso vorzugehen gt Anschlie end ist die Baugruppe wieder ins Geh use einzuschieben und die R ckwand anzuschrauben HINWEIS Falls das Ger t auf die niedrigere Spannung eingstellt wurde achten Sie bitte darauf daB diese Spannung innerhalb der vorge gebenen Toleranzen nicht berschritten wird und machen einen Vermerk auf dem Anschlu schema 24V DC AC Konverter zum Betrieb an 24V Die Reglerausf hrung 12 24V AC kann ber einen optional erh ltlichen DC AC Konverter auch mit 24V DC betrieben werden Dabei k nnen bis zu 3 Regler von einem Konverter versorgt werden Bestellnummer 1913914 Versorgungsspannung 16V 26V DC Ausgangsspannung 16V 26V AC 50 Hz Wirkungsgrad 9596 Einschaltverz gerung max 5 sec MaBe BxHxT 23 x 75 x 110 mm DIGITALER INDUSTRIEREGLER D 4 3 Signaleingange Alle Signaleingange sind kurzschluBfest spannungsfest bis 41 Volt und galvanisch gegen ber den Ausgangen und der Versorgungsspannung getrennt Reglereingang 1 Es k nnen folgende Eingangskonfigurationen genutzt werden Eingang f r Einheitssignal Spannung 0 10 V Klemmen 30 und 31 Eingangswiderstand gt 400 kO MeBfehler 0 2 96 TemperatureinfluB lt 0 2 10 Grad Eingang f r Einheitssignal Strom 0 4 20 mA Klemmen 29 und 31 Eingangswiderstand lt 300 Q nach DIN IEC 381 typisch 2000 MeBfehler lt 02 Temperatureinflu lt 0 2 10
24. 23 angegebene Bedeutung Bedienelemente Bedeutung Umschalten zwischen den Betriebszustanden HAND und AUTOMATIK Der Zustand AUTOMATIK wird durch eine im Bedienelement angeordnete LED signalisiert deutsch DISPLAY Taste Umschalten zum n chsten Proze wert W Sollwert X Istwert der Regelgr Be X1 bzw des Verh ltnisses Y Stellgr e Yh und Yk bei 3 Punkt PWM Signalen Q DurchfluB Istwert des Eingangs X1 bei Verh ltnis regelung SELECT SELECT Taste Umschalten in die Parametrierebene durch Betatigung der Taste ber 5 Sekunden ENTER ENTER Taste Umschalten in den Konfiguriermodus durch gleichzeitiges Betati gen mit der SELECT Taste ber 5 Sekunden Eingestellten Wert best tigen Taste Pfeil unten Stellenauswahl beim Einstellen von Zahlenwerten Wert der Stellgr Be verringern im Betriebszustand HAND d h Spannung bzw Strom verringern bei Einheitssignalen oder Pulsweite bei PWM Signalen verringern Relais 2 ein Motor R ckw rts bei 3 Punkt Schritt Signalen ohne externe R ckf hrung Taste Pfeil oben Zahlenwert ndern Wert der Stellgr e vergr ern im Betriebszustand HAND d h Spannung bzw Strom vergr Bern bei Einheitssignalen oder Pulsweite bei PWM Signalen vergr ern Relais 1 ein Motor Vorw rts bei 3 Punkt Schritt Signalen ohne externe R ckf hrung Bild 23 Bedeutung der Bedienelemente
25. DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Function block 26 PDT1 element This function block is the compensator for feed forward control compare Figure 7 Adjustable parameters Kps Proportional action coefficient Gain Tds Derivative action time Ts Time constant PVO Operating point Function block 27 Multiplier In this function block the command variable PV1 set for ratio control is generated by multiplying the process variable PV2 with the ratio setpoint SP1 cf Figure 11 Function block 28 Alarm ratio This function serves the purpose of alarming in a ratio control In a ratio control the following alarms are possible as alternatives in addition to an alarm absolute that refers to the controlled variable PV1 cf Function block 8 Alarm ratio absolute The alarm relay will be operated if the actual value of the ratio of the regulated varia ble PV1 to the process variable PV2 exceeds an upper limit or falls below a lower limit Alarm ratio relative The alarm relay will be operated if the control system deviation of the ratio exceeds an upper limit or falls below a lower limit In this case the limit value for an alarm message are therefore related to the ratio set point relative Adjustable parameters PV Upper limit for alarm message Actual value of Input 1 PV Lower limit for alarm message Actual value of Input 1 Pr Upper limit for alarm message Actual value of ratio Pr Lower limit for al
26. DIGITALER INDUSTRIEREGLER Reg 1 Adap Reg 2 Filter S 8 3 3 S 5 3 8 8 IRegl Par Ve Tn Tv Xtb YO Bild 37 Parametriermen f r die Struktur Kaskadenregelung verhalten Optimie rungs schritte ber gangs V nein 71 deutsch deutsch NN 7 2 7 3 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELBSTOPTIMIERUNG Stabilitat und Regelg te Um ein stabiles Verhalten des Regelkreises zu erreichen muB zu der vorgegebenen Regelstrecke der dazu passende Regler eingesetzt werden Geschieht dies nicht dann arbeitet der Regelkreis instabil z B schwingend oder aufklingend und eine Regelung ist nicht m glich Es ist also erforderlich die Struktur des Reglers an die Eigenschaften der Regelstrecke anzupassen und seine Parameter so zu wahlen da f r die Regelgr Be ein Regelverlauf mit kurzer Ausregelzeit kleiner Uber schwingweite und guter Dampfung erzielt wird Die Einstellung der Reglerparameter kann auf der Basis von Einstellregeln erfolgen siehe Anhang Der digitale Regler verf gt ber eine Selbstoptimierung die das oftmals zeitaufwen dige Anpassen der Reglerparameter an den Proze bernimmt Es wurden zwei Algorithmen f r die Selbstoptimierung implementiert ein Adaptionsalgorithmus und ein Einstellalgorithmus Tune Prinzip der Selbstoptimierung durch Adaption Den Kern der Selbstoptimierung d
27. Ein und Ausg nge auf ihre konkrete Funktion hin getestet Tritt ein Fehler auf so wird in der zweiten Zeile des Displays angezeigt Die Anzeige des Fehlers erlischt erst dann wieder wenn der Fehler beseitigt ist Beim Auftreten eines Fehlers nimmt der Regler den Zustand HAND ein Fehlermeldungen beim Selbsttest deutsch gespeicherten Kalibrierdaten sind defekt Zustand den er vor dem Abschalten hatte Der Regler arbeitet mit einge schrankter Genauig keit Fehlermeldung Ursache Reglerzustand Beseitigung Para defekt Die im EEPROM Regler schaltet in Regler neu gespeicherten den HAND Zustand parametrieren siehe Parametrierdaten und verbleibt in der dazu Parametrieren sind defekt Selbsttestphase Konfig defekt Die im EEPROM Regler schaltet in Regler neu gespeicherten den HAND Zustand konfigurieren siehe Konfigurierdaten sind und verbleibt in der dazu Konfigurieren defekt Selbsttestphase W def Die im EEPROM Regler schaltet in Sollwert neu einstel gespeicherten den HAND Zustand len und Regler in Zustandsdaten sind den AUTO Zustand defekt schalten KalDef Die im EEPROM Regler geht in den Fehler kann vom Benutzer nicht beseitigt werden 81 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Fehlermeldung Ursache Reglerzustand Beseitigung F 1Def Ein Fehler am ersten Reglereingang wurde erkannt Regler schaltet in den HAND Zustand Angeschlossenen Sen
28. Einsatz des Adaptionsmoduls zu erhalten 76 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Adaption eines Kaskadenreglers Bei einem Kaskadenregler wird die Adaption f r den Hauptregler Regler 1 und f r den Hilfsregler Regler 2 getrennt durchgef hrt Adaption des Hilfsreglers Der Hilfsregler kann nur adaptiert werden wenn er sich im Zustand AUTOMATIK und der Hauptregler sich im Zustand HAND befindet Deshalb muB der Hauptregler zu Beginn einer Adaption in den Zustand HAND bergef hrt werden Danach ist eine Sollwert nderung W2 f r den Hilfsregler durchzuf hren Wenn die Adaption des Hilfsreglers beendet ist mu der Hauptregler wieder in den Zustand AUTOMATIK zur ckgeschaltet werden Adaption des Hauptreglers Der Hauptregler kann nur adaptiert werden wenn beide Regler sich im Zustand AUTOMATIK befinden und die Adaption des Hilfsreglers beendet wurde Deshalb ist der Hauptregler nach erfolgter Adaption des Hilfsreglers erst wieder in den Zustand AUTOMATIK zur ckzuschalten AnschlieBend ist eine Sollwertver nderung W1 f r den Hauptregler durchzuf hren Wird der Hilfsregler wahrend der Adaption in den Zustand HAND geschaltet dann wird die Adaption des Hauptreglers unterbrochen Anfahren eines Sollwertes in Stufen Falls zu erwarten ist da die eingestellten Startparameter weit von den optimalen Reglerparametern entfernt liegen kann das Anfahren eines neuen Sollwertes in Stufen erfolgen Bild 43 0 0 20 4
29. Einstellung 9999 ist der l Anteil des Reglers abgeschaltet P oder PD Regler Vorhaltzeit Einstellbereich 0 0 lt Tv lt 9999 in sec Bei Einstellung 0 ist der D Anteil des Reglers abgeschaltet P oder Pl Regler 59 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Xtb Totbereich um den Sollwert In diesem Bereich reagiert der PID Regler nicht auf Anderungen der Regelgr Be Einstellbereich 0 001 lt Xtb lt 10 in bezieht sich auf den Skalierungsbereich X10 X1u bei Einfach reglern und X20 X2u bei Kaskadenregelung Yo Arbeitspunkt des Reglers Einstellbereich Yu lt Yo lt Yo in bezogen auf die Stell gr Be In den Verst rkungsfaktor Kp des Reglers geht der Skalierbereich d h die Differenz Ds von oberem Skalierwert X10 und unterem Skalierwert X1u ein Soll bei einer nderung der Skalierwerte der gleiche Verst rkungsfaktor bezogen auf die physika lischen Ein und Ausgangsgr Ben erzielt werden so ist der Proportionalbeiwert wie folgt umzurechnen Ds Kp Kp per Dabei bedeuten Kp neuer Verst rkungsfaktor Kp alter Verst rkungsfaktor Ds neue Differenz von oberem und unterem Skaliertwert X 10 X 1u Ds alte Differenz von oberem und unterem Skaliertwert X10 X1u Untermen s zum Hauptmen punkt Ausgang stetig stetiger Ausgang Signaltyp 0 10V Einheitssignal 0 10 V 0 20 mA Einheitssignal 0 20 mA 4 20mA Einheitssignal 4 20 mA Stellgr enbegrenzung Yo obere
30. F The controlled variable PV1 is measured on the subsystem F and the auxiliary controlled variable PV2is measured on the subsystem F The auxiliary control loop consists of the auxiliary controller F and the subsystem The setpoint for the auxiliary control loop is given by the output variable CO1 of the main controller F which constitutes the main control loop together with the auxiliary control loop and the subsystem F The setpoint of the main control loop is specified as SP1 A prerequisite for interaction between the two control loops is that the auxiliary control loop must have a faster time response than the main control loop i e the essential delays are encountered in the sub loop F Disturbances Z2 influencing the subsystem F are balanced out by the faster auxiliary control loop and disturbances Z1 influencing the subsystem F are balanced out by the main control loop Example Control of the temperature in a tank heated with hot steam can be mentioned as an example of a cascade control A fast auxiliary control loop for control of the hot steam flow rate is superimposed on the slow temperature control loop with the main controller F 119 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 5 6 2 Cascade controller structure The cascade controller structure highlighted in Figure 14 is obtained by appropriately configuring the overall structure PID controller 1 is used as the main controll
31. F hrungsverhalten Einstellregeln nach Chien Hrones und Reswick Stellgr ensprung Methode Bei dieser Methode erfolgt die Einstellung der Reglerparameter auf der Basis des bergangsverhaltens der Regelstrecke Es wird ein Stellgr ensprung von 100 ausgegeben Aus dem Verlauf des Istwertes der Regelgr e werden die Zeiten Tu und Tg abgelesen Bild 45 Ks ist der Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor der Regelstrecke A Ks AY Istwert gt Zeit Bild 45 Verlauf der Regelgr e nach einem Stellgr Bensprung AY Vorgehensweise Regler auf HAND schalten Stellgr ensprung ausgeben und Regelgr e mit einem Schreiber aufnehmen Bei kritischen Verl ufen z B bei berhitzungsgefahr rechtzeitig abschalten ES HINWEIS Es ist zu beachten da bei thermisch tragen Systemen der Ist wert der Regelgr Be nach dem Abschalten weiter steigen kann 89 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER In der folgenden Tabelle sind die Einstellwerte f r die Reglerparameter in Abhangig keit von Tu Tg und Ks f r F hrungs und St rverhalten sowie f r einen aperiodischen Regelvorgang und einen Regelvorgang mit 20 berschwingen angegeben Sie gelten f r Strecken mit P Verhalten mit Totzeit und mit Verz gerung erster Ordnung E 3 Einstellung der Parameter nach Chien Hrones und Reswick 0 Emstellung der 3 Reglertyp bei aperiodischen Re
32. Funktionsblock 19 3 Punkt Schritt Signal mit externer Stellungs r ckmeldung Stellungsregelung Dieses Signal dient zur Ansteuerung von motorisch angetriebenen Stellgliedern bei denen eine Stellungsr ckmeldung ber ein Potentiometer vorgesehen ist Der Ge samtwiderstandswert des R ckmeldepotentiometers muB im Bereich von 1 kQ bis 10 kQ liegen Einstellbare Parameter Xsh Schalthysterese Xsd Unempfindlichkeitsbereich Ra Bild 21 3 Punkt Schritt Signal Funktionsblock 20 PID Regler 1 Bei diesem Funktionsblock handelt es sich um einen parametrierbaren PID Regler der als Hauptregler bei der Kaskadenregelung eingesetzt wird Einstellbare Parameter Kp X Verst rkungsfaktor Tn Nachstellzeit Tv Vorhaltzeit Xtb Yo Arbeitspunkt 34 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 21 Stellgr enbegrenzung ber diesen Funktionsblock kann festgelegt werden in welchem Bereich sich die Stellgr e des Reglers 1 bewegen darf Einstellbare Parameter Yo maximaler Wert der Stellgr Be Yu minimaler Wert der Stellgr e deutsch Funktionsblock 22 Einstellen des Sollwertes W2 Einstellung des Sollwerts ber die Tastatur des Reglers Sollwert des unterlagerten Reglers bei Kaskadenregelung Funktionsblock 23 Filter am Eingang 2 Mit dem Filter k nnen dem MeBsignal berlagerte St rsignale ged mpft werden Das Filter ist als TiefpaBfilter erster Ordnung ausgef h
33. Grad Nenntemperatur 22 Leitungsbruch und KurzschluBerkennung im Bereich von 4 bis 20 mA Eingang f r frequenzanaloges Signal 5 1000 Hz Klemmen 28 und 31 Eingangswiderstand 10kQ MeBfehler 0 1 6 Signalarten Sinus Rechteck Dreieck gt 300 mV Eingang zum Anschlu von Widerstands thermometern Pt 100 nach DIN 43760 f r 3 und 4 Leitertechnik Klemmen 35 36 37 38 MeBbereich 200 bis 850 MeBstromstarke max 0 5 mA Me fehler 0 2 2 Digit deutsch deutsch H DIGITALER INDUSTRIEREGLER HINWEIS Bei schwankendem Anzeigewert sollte die Grenzfrequenz des Digitalfilters im Men Eing nge auf einen kleineren Wert eingestellt und der TE Anschlu kontrolliert werden Eingang zum Anschlu von Thermoelementen Klemmen 38 und 39 F r folgende Thermoelemente werden die Kennlinien intern linearisiert Typ Thermopaar Me bereich Genauigkeit J Fe CuNi 200 bis 1200 lt 06 3 1 Digit K NiCr Ni 200 bis 1370 lt 0 3 1 Digit T Cu CnNi 0 bis 400 C lt 0 3 2 Digit R Pt 13Rh Pt 0 bis 1760 lt 0 3 1 Digit s Pt 10Rh Pt 0 bis 1760 C lt 0 3 1 Digit HINWEIS Bei schwankendem Anzeigewert sollte die Grenzfrequenz des Ey Digitalfilters im Men Eing nge auf einen kleineren Wert eingestellt und der TE Anschlu kontrolliert werden Eingangsimpedanz gt
34. Leiterverbindung gew hlt wird m ssen die Klemmen 35 und 36 durch eine Drahtbr cke kurzgeschlossen werden siehe Anschlu belegung 55 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER VSt Komp Vergleichsstellenkompensation Diese Funktion wird nur bei Thermoelementen angeboten Bei interner Kompensation muB das Thermoelement direkt oder mit Ausgleichsleitung bis an die Klemmen des Reglers gef hrt werden VSt int Verwendung des internen Sensors zur Vergleichsstellenkompen sation Der Temperatursensor ist an den Anschlu klemmen des Reglers angebracht VSt ext Verwendung eines externen Pt 100 zur Vergleichsstellenkompen sation Der Pt 100 muB an der Stelle angebracht werden wo das Thermoelement an die Verlangerungsleitung angeschlossen ist Der Pt 100 F hler wird dazu an die vorgesehenen Klemmen ange schlossen Der Anschlu kann in 3 oder 4 Leiter Technik erfolgen Frequenz Frequenzanaloge Signale Fre Eingabe der maximalen Frequenz des angeschlossenen Sensors Einstellbereich 5 lt Fre lt 1000 in Hz Skalieren Alle spateren Eingaben wie Alarme Sollwertgrenzen beziehen sich auf die Skalierwerte Bei Temperatursensoren entsprechen diese Werte den MeBbereichen der Sensoren siehe Kapitel 4 3 X1o Oberer Skalierwert der den Einheitssignalen 20 mA bzw 10 V oder der maximalen Frequenz des frequenzanalogen Signals zugeordnet wird Beim Einstellen von X10 kann eine Kommastelle festgelegt werden die dann auch f r X1u X1 X1
35. S 0 1760 C 50 0 K siehe Abschnitt 7 6 Anmerkung X 0 X10 oder X20 X u Xtu oder X2u st die Sollwertanderung zu gering erfolgt eine Statusanzeige durch den Code 07 Handhabung der Adaption bei unzureichender Kenntnis des Prozesses Sind bei der Inbetriebnahme einer Regelung unzureichende Kenntnisse ber den ProzeB Zeitverhalten Verst rkung usw vorhanden wird folgende Vorgehensweise beim Einsatz der Selbstoptimierung durch Adaption empfohlen 78 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 7 6 Schritt 1 Entweder Einsatz der Tune Funktion zur Ermittlung von Start parametern oder Wahl der Starparameter in der Parametrierebene Men punkt Regler Verst rkungsfaktor Kp auf einen Wert setzen der im station ren ProzeBzustand zu einer bleibenden Regeldifferenz von 80 des vorgegebenen Sollwertsprungs f hrt Nachstellzeit Tn auf einen sehr groBen Wert z B 9999 setzen Vorhaltzeit Tv auf 0 belassen Werkseinstellung wenn die Optimie rung einer PI Struktur angestrebt wird oder Vorhaltzeit Tv auf 0 1 setzen wenn die Optimierung einer PID Struktur gew nscht wird Schritt 2 Wahl von Optionen in der Parametrierebene Men punkt Adaption Adaption einschalten Anfahren des Sollwertes in mehreren Stufen w hlen Schritt 3 Eingabe des gew nschten Sollwertes in der ProzeBbedienebene Der Sollwert wird unter diesen Bedingungen in maximal 5 Stufen an gefahren wobei in jeder Stufe eine Optimierun
36. Taste 40 43 Set Point Tracking 66 Sicherheitswert 30 64 65 Signal frequenzanaloges 9 56 57 Signal stetig 11 31 Signal unstetig 11 Skalieren 54 Sollwert externer 10 11 19 50 68 Sollwert interner 11 Sollwertgrenze 56 Sollwertnachf hrung 66 Sollwertrampe 66 Sprache 65 Sprungantwort 84 ff Standardregler 13 15 16 69 Statusanzeige 80 Stellgr enbegrenzung 55 61 62 63 Stellungsregelung 12 Stellungsr ckmeldung 11 St rgr enaufschaltung 17 18 58 68 Taste Pfeil oben 40 43 Taste Pfeil unten 40 43 Thermoelement 10 55 56 Totbereich um den Sollwert 59 Tune 64 72 ff Uberlappungsbereich 33 62 Unempfindlichkeitsberei ich 33 34 63 Vergleichsstellenkompensation 10 56 Verh ltnisregelung 21 22 45 Verh ltnissollwert 21 Verstarkungsfaktor 58 59 Vorhaltzeit 29 34 36 58 59 Widerstandsthermometer 9 55 Wirkungssinn 29 61 65 92 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 9 5 Anwenderkonfiguration Struktur des Reglers Eingang 1 Eingangssignaltyp Wurzelfunktion ja nein Skalierung X20 X2u Frequenz Alarmmodus rel abs Alarmgrenzen 1 X1 Hy Eingangsfilter Foi Sollwertgrenzen Wio Wiu Eingang 2 Eingangssignaltyp Wurzelfunktion ja nein Skalierung X10 1 Frequenz Eingangsfilter Fg2 Bei St rgr enaufschaltung Parameter des PDT1 Gliedes Kps Tds Ts Regler 1 Kp1 Kp2 Tn o k Xtb YO Regler 2 Kp1 Kp2 Tn Tv Xtb Yo
37. Xd D 3 2 Ymin gt t Regelbereich AXd Stellzeit Ti Kennlinie Sprungantwort Eigenschaften Ein reiner Leger beseitigt die Auswirkungen auftretender St rungen vollst ndig Er besitzt also ein g nstiges statisches Verhalten Er arbeitet aufgrund seiner endlichen Stellgeschwindigkeit langsamer als der P Regler und neigt zu Schwingungen Er ist also dynamisch relativ ung nstig D Anteil Funktion Kd d Xd dt Kd ist der Differenzierbeiwert Je gr er Kd ist desto st rker ist der D Einflu XA Xa t kt Ya Ya gt t gt t Sprungantwort Anstiegsantwort Eigenschaften P Ein Regler mit D Anteil reagiert auf Anderungen der Regelgr e und kann dadurch auftretende Regeldifferenzen schneller abbauen 85 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Uberlagerung von P 1 und D Anteil Y Kp Xd f Xd dt d Mit Ti Tn und Kd Kp Tv ergibt sich f r die Funktion des PID Reglers Y Kp Xd e Xd dt Tv dXd dt Kp Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor Tn Nachstellzeit Zeit die ben tigt wird um durch den I Anteil eine gleich gro e Stellgr en nderung zu erzielen wie sie infolge des P Anteils ent steht Tv Vorhalizeit Zeit um die eine bestimmte Stellgr e aufgrund des D Anteils fr her erreicht wird als bei einem reinen P Regler deutsch X X LY A Xd gt t gt t Y id Y A A D Anteil I Anteil I Anteil KpeXd D Antei
38. additional functions for ratio control Ratio control A ratio control is a special type of follow up control and or external set point input The task of a ratio control is to cause a controlled variable PV1 to track another process variable PV2 within a specific ratio PV1 is described as the dependent variable and PV2 as the command variable In the regulated condition of the ratio control the following equation applies SPr PV1 PV2 SPr ratio set point PV1 dependent variable controlled variable PV2 command variable 5 This gives the internal set point for the channel X1 that is to be controlled D E PV1set PV2 SPr SP X2 SPr q Controller Ratio Multiplier PID Controller Regulated setpoint Setpoint x variable CO SPr Command variable Pv2 Reference system Follow up system Figure 11 Ratio control Example Let us take mixture control of an acid alkali flow as an example of a ratio control system The internal setpoint SP for the supply of acid PV1 set is generated by multiplying the flow rate of the alkali command variable PV2 with the ratio setpoint SPr 117 english H DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 5 5 2 Ratio controller structure The ratio controller structure highlighted in Figure 12 is obtained by appropriately configuring the overall structure It is based on PID controller 2 PID controller 1 is not used Input 1
39. as a main controller for cascade control Adjustable parameters Kp Proportional action coefficient Gain Tr Reset time Td Derivative action time Pdb Dead area CO0 Operating point 130 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Function block 21 Manipulated variable limiting This function block can be used to define the range in which the output variable of controller 1 may vary Adjustable parameters COh Maximum value of the output variable COI Minimum value of the output variable Function block 22 Setting the setpoint SP2 Setting the set point via the controller keyboard set point of the subordinate controller for cascade regulation english Function block 23 Filter at input 2 The filter can be used to attenuate interference signals superimposed on the measured signal The filter consists of a low pass filter of the first order see Functional Block 1 Adjustable parameters Fg2 Limiting frequency 3 dB of the filter at input 2 Function block 24 Root extraction at input 2 This function serves to extract the root of the measured signal at input 2 see Functional Block 2 Function block 25 Scaling at input 2 Function corresponding to function block 3 Adjustable parameters P2h High scaling value which is assigned to the maximum current voltage or frequency value P2l Low scaling value which is assigned to the minimum current voltage or frequency value 131 english
40. bei aktivem Bin reingang Funktion Sicherh ausgegeben Adaption Auswahl verschiedener Optimierungsalgorithmen Zusatze Auswahl der Sprache Zuordnung des Binareinganges Zuordnung des Bin rausganges Einstellen der Rampe Festlegungen zum Set Point Tracking StoBfreies Umschalten von HAND nach AUTO Auswahl der Anzeigedarstellung in Zeile 2 Eingabe des Sicherheitscodes Beim Konfigurieren muB immer als erstes ber das Men Struktur eine konkrete Reglerstruktur festgelegt werden Die weiteren Men s beziehen sich dann auf die gew hlte Reglerstruktur 44 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermen zum Hauptmen punkt Struktur Standard extern W Verh ltn St rgr Kaskade Standardregler f r einschleifige Regelkreise der 2 Reglereingang wird nicht verwendet Folgeregelung mit externem Sollwert F hrungsgr e der 2 Reglereingang wird f r die externe Sollwertvorgabe verwendet Verh ltnisregelung der 2 Reglereingang wird f r die Proze gr e X2 verwendet Festwertregelung mit St rgr enaufschaltung der 2 Reglereingang wird zur St rgr enaufschaltung verwendet Kaskadenregelung der 2 Reglereingang wird zur Kaskadenregelung verwendet 45 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 5 3 Konfiguriermen s In den Bildern 28 bis 32 sind die Konfiguriermen s f r die 5 m glichen Regler strukturen in Form von Ablaufdiagrammen dargestellt Diese Ablaufdi
41. change the regulator structure and or the input and output types When you switch to the parameter definition level the controller retains its original operating mode If no key is pressed for 30 sec parameter definition mode is terminated All inputs made up to that time are saved Process operation The setpoint and value of the controlled variable and the manipulated variable can be displayed in the process operation level The setpoint can be set both in MANUAL and also in AUTOMATIC mode In the AUTO operational mode a self optimisation process can be initiated by setting the set point for more information refer to Chapter 7 The manipulated variable however can only be altered in MANUAL mode When the controller is switched on you are first of all in the process operation level From here you can then switch over to the configuration or parameter definition levels see Sections 6 3 6 5 and 6 6 After switch on the unit takes up the operational mode that it had before being last switched off Every operator control level can be protected against unauthorised access by means of a four digit code number Code numbers can be chosen freely They then allow hierarchically arranged protection Entering the code number for the configuration level allows users to use all three levels The code number for parameter definition allows access to the parameter definition and process operation levels 134 DIGITAL INDUSTRIAL CON
42. controller 119ff 173 Binary input 107 161 Binary output 108 162 Cascade control 119 142 149 151 167 Comparison point compensation 106 152 Compensator 113 Configuration 134 139ff 175 Dead zone 156 Derivation action time 125 132 154 155 182ff DISPLAY key 136 Down arrow key 136 139 ENTER key 136 139 Error message 177ff Feed forward control 113 114 154 166 Filter 122 131 153 154 Fixed setpoint control 111 113 Follow up control 115 Gain 156 component 180 Insensitivity zone 131 Interface serial 101 161 Language 161 Line of action 161 Linearisation 123 Main control loop 119 Main controller 119ff 130 155 173 Manipulated variable limiting 151 156 157 158 Manual mode 134 136 137 MANUAL AUTO key 136 Master code 101 135 Operating level 134ff Operating point 125 132 page Operation 134ff 139 164 Operator control 135 Operator indicators 135 136 139 Overlap zone 129 158 P component 180 183 PID controller 125 130 180ff 184ff Process operation 134 136ff 175 Proportional action coefficient 154 155 180ff Protective code 163 Pulse output 157 PWM signal 108 128 129 157 159 Ramp 162 Ratio control 117 118 142 Ratio setpoint 117 Reset time 129 154 155 182 Resistance thermometer 151 Rise response 181 182 Root extraction 153 Rules for adjusting 170 184 ff Safety value 160 161 Scaling 152 Select key 136 139 Self adjustment 160 Self optimisation 160 168ff Self test 177 Setpoint limit 152 Setpoint ramp 162 Setpo
43. controller when using cascade control 1 Proportional action coefficient gain Adjustment range 0 001 lt Kp1 lt 999 9 Tr Reset time Adjustment range 0 4 lt 1 lt 9999 in sec With the setting 9999 the l portion of the controller is switched off P or PD controller 154 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Derivative action time Adjustment range 0 0 lt Td lt 9999 in sec With the setting 0 the D portion of the controller is switched off P or PI controller Pab Dead zone around the setpoint Inside the dead zone the PID controller does not react on changes of the process value Adjustment range 0 001 lt Pdb lt 10 in 96 refers to the scaling range P1h P11 coo Controller s operating point Adjustment range COl lt CO0 lt COh in with reference to the regulated variable english Sub menu of the main menu option Controller Controller 2 RPar 2 Controller parameter of the single controller or Controller parameter of the subordinate controller in a cascade control 1 Proportional action coefficient 1 Gain Adjustment range 0 001 lt Kp1 lt 999 9 In the case of a 3 point PWM signal Kp1 refers only to the output relay 1 heating Kp2 Proportional action coefficient 2 Gain Adjustment range 0 001 lt Kp2 lt 999 9 Kp2 applies only to 3 point PWM signals and refers to the output relay 2 cooling Tr Reset time Adjustment range 0 4 lt Tr lt 9999 in sec With
44. de geltenden Unfallverh tungs und Sicherheitsbestimmungen f r elektrische Ger te w hrend des Betriebs und der Wartung des Ger tes Jet der Regler Teil eines komplexen Automatisierungssystems so ist nach einer Unterbrechung ein definierter und kontrollierter Wiederanlauf zu gew hrleisten Schalten Sie vor Eingriffen in das System in jedem Fall die Spannung ab Treffen Sie geeignete Ma nahmen um unbeabsichtigtes Bet tigen oder unzulassige Beeintr chtigung auszuschlieBen Nichtbeachtung dieser Hinweise und unzul ssigen Eingriffen in das Ger t entfallt jegliche Haftung unsererseits ebenso erlischt die Garantie auf Gerate und Zubeh rteile deutsch N ES HINWEIS DIGITALER INDUSTRIEREGLER MERKMALE UND ANWENDUNGSMOGLICHKEITEN UBERBLICK Der digitale Industrieregler ist als PID Regler f r Regelungen in der Verfahrenstech nik konzipiert Er verk rpert eine neue Reglergeneration auf Mikroprozessorbasis An die skalierbaren Reglereing nge k nnen wahlweise Einheitssignale Strom Spannung und frequenzanaloge Signale angelegt oder Widerstandsthermometer und Thermoelemente angeschlossen werden Als Reglerausgange sind Ausgange f r stetige Einheitssignale oder Relaisaus g nge nutzbar Uber die Relaisausg nge k nnen Ventile oder andere schaltende Stellglieder bet tigt werden Au erdem sind Ausg nge f r Alarmmeldungen sowie ein Bin r Eingang und ein Bin r Ausgang f r Zusatzfunktionen vorhand
45. die Entfernung zwischen dem Ein und Ausschaltpunkt eines Ausgangsrelais Einstellbereich 0 1 Xsh lt 10 0 in bezogen auf die Stellgr e Bedingung Xsh lt 0 5 Xsd Stellgr enbegrenzung Yo obere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich Yu lt Yo lt 100 0 in bezogen auf die Stellgr e Yu untere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich 0 x Yu lt Yo in bezogen auf die Stell gr e 63 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermen zum Hauptmentipunkt SICHERH Sicherheitswert Ys Sicherheitswert f r die Stellgr e Er wird ausgegeben wenn eines der folgenden Ereignisse eintritt Fehler am Eingang interner Fehler Bin reingang wird aktiv und ist f r die Ausgabe des Sicherheits wertes konfiguriert Einstellbereich Yu lt Ys lt Yo in 96 bei 3 Punkt Ausgang Yku lt Ys lt Yko oder Yhu lt Ys lt Yho in 96 Untermen zum Hauptmen Adap Reg Tune Funktion zur Selbstoptimierung der Reglerparameter durch Selbsteinstellung siehe Abschn 7 bei Verwendung eines Ausgangs f r Einheitssignale 2 Punkt PWM Signale und 3 Punkt PWM Signale Tune ein Die Selbsteinstellung erfolgt nach einer Sollwert nderung Tune aus Die Funktion Tune wird nicht verwendet Adaption Funktion zur Selbstoptimierung der Reglerparameter durch Adaption s Abschn 7 bei Verwendung eines Ausgangs f r Einheits und 3 Punkt Schritt Signale Adapt ein Die Adaption erfolgt
46. folgenden Kongfigurationsmen s enthaltenen Angaben und Symbole werden in Abschnitt 6 5 4 erl utert DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 B E 5 5 5 EFE PERZSE 28833 E lt 5a Reglerstruktur Verh ltn St rgr s Frequenz 0 10V 0 20 4 20mA Pr100 Th Th Typ K Th Typ T deutsch Y Radizieren D Frequenz d Fre Alarm Grenze xt X1 Hy lt gt E Filter Y Bild 28a Konfiguriermen f r die Struktur Standardregler Teil 1 47 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Eingang 1 L Ausgangssignaltyp WM Stellung Perioden dauer VT Stellgr ften begrenzung berlapp bereich Stellgr en begrenzung Motor laufzeit Unempfind lichkeit Y Stellgr en begrenzun Unempfind lichkeit Te Stellgr en begrenzung yr Yu ausgang Bild 28 b Konfiguriermen f r die Struktur Standardregler Teil 2 48 DIGITALER INDUSTRIEREGLER E 8 ER E E Y v Y Tune vr gt Adaption bergangs verhalten d 2 Pri TE isi a S 283 BEER A Sl amp i id
47. function activated last Tune or Adaption or ramp therefore has priority SP track Definition of the parameters for setpoint tracking SPT off Setpoint tracking not in operation SPT Setpoint tracking is on Jolt free changeover between MANUAL and AUTOMATIC mode S Pitch of the setpoint tracking ramp Adjustment range 0 lt 5 9999 Setpoint change per minute 162 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Line 2 Selection of the display in line 2 Z2 Barg The system deviation is displayed as a bargraph Z2 Act The actual value is displayed Bar Display range for the bargraphs as a percentage of the input measurement range or scaling range P1I P1h or P2l P2h Code Protection against unauthorised access user code Pri Protective code for configuration Pr2 Protective code for parameter definition Pr3 Protective code for process operation english End Allows you to exit from the Options menu you can quit this menu here Software version End This option allows you to exit the main configuration menu you can quit this menu here Software version 163 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 6 6 6 1 6 6 2 Parameter definition Operation during parameter definition Press the SELECT key for 5 seconds to switch to the parameter definition level If self optimisation tune adaption is currently taking place you will not be able to switch to the parame
48. ged mpft werden Das Filter ist als Tiefpa erster Ordnung ausgef hrt Die Grenzfrequenz der Filter kann ber die Parameter Fg 1 1 Eingang und Fg 2 2 Eingang im Parametrieren Men Filter und Konfigurieren Men Eingang 1 und Eingang 2 im Bereich 0 1 bis 20 0 Hz eingestellt werden 0 1 Hz starke D mpfung Zeitkonstante 1 6 Sekunden 20 0 Hz schwache D mpfung Zeitkonstante 0 01 Sekunden ACHTUNG Da die Filterzeitkonstante unter Umst nden einen Einflu auf die Reglerparameter hat sollte die Einstellung der Grenz frequenz der Filter immer vor der Einstellung der Reglerpara meter erfolgen Einstellbarer Parameter Fg1 Grenzfrequenz 3 dB des Filters am Eingang 1 Funktionsblock 2 Radizieren am Eingang 1 Diese Funktion dient der Radizierung des Eingangssignals Sie wird ben tigt wenn der Durchflu als Druckdifferenz an einer D se oder Blende gemessen wird Wirk druckverfahren Funktionsblock 3 Skalieren am Eingang 1 Durch die Skalierfunktion wird dem gemessenen elektrischen Wert der der physika lischen Me gr e entspricht ein Zahlenwert zugeordnet Bild 15 Einstellbare Parameter X1o Oberer Skalierwert wird dem maximalen Strom Spannungs oder Frequenzwert zugeordnet X1u Unterer Skalierwert wird dem minimalen Strom Spannungs oder Frequenzwert zugeordnet 26 DIGITALER INDUSTRIEREGLER X19 Xu 20 Einheitssignal fmin
49. gt gt gt Wirksinn S lt Bild 28 c Konfiguriermen f r die Struktur Standardregler Teil 3 HINWEIS Der Men punkt Seriell erscheint nur bei eingesteckter Schnittstellenkarte Option Zur Erl uterung siehe Betriebsanlei tung der Schnittstellenkarte 49 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Eingang 1 L Eingang 2 Regler Ausgang Sicherh Adap Reg Zus tze Ende Reglerstruktur Verh ltn St rgr s Kaskade Frequenz s z 5 Ei V Fre Frequenz Y Skalierung X20 X2u Filter Fg2 Y LE Bild 29 Konfiguriermen f r die Struktur Externer Sollwert Bez glich der Men punkte Ausgang Sicherheitswert und Zus tze siehe Bild 28b und Bild 28c 50 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Eingang 1 Eingang 2 Zus tze Ende L Kur Reglerstruklur Standard St rgr s Kaskade Frequenz 0 10V 0 20 4 20mA Pt 100 Frequenz extern W deutsch Frequenz Radizieren Fre Skalierung Skalierung X20 X2u v Filter Fg2 Solwertgr wen Bild 30 Konfiguriermen f r die Struktur Verhaltnisregelung Bez glich der Men punkte Ausgang Sicherheitswert und Zus tze siehe Bild 28b und Bild 28c 51 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREG
50. mA x x 2 Punkt PWM Signale x 3 Punkt PWM Signale x 3 Punkt Schritt Signale mit interner R ckf hrung x 3 Punkt Schritt Signale mit externer R ckf hrung x Einbeziehbare Reglerstrukturen Die Funktion Tune und Adaption k nnen bei folgenden Reglerstrukturen genutzt werden Standardregler St rgr Benaufschaltung Kaskadenregelung Das Tune und das Adaptionsmodul optimieren die Parameter von PI und von PID Reglerstrukturen Eine P Reglerstruktur die bei Strecken mit Ausgleich im stationa ren Zustand zu einer bleibenden Regeldifferenz f hrt wird nicht auf direkte Weise optimiert sondern in eine Pl Struktur umgewandelt Werden als Startparameter vor Beginn von Tune bzw Adaption ausschlieBlich die beiden Pl Parameter Verst rkung Kp und Nachstellzeit Tn vorgegeben Vorhaltezeit Tv 0 erfolgt die Optimierung einer Pl Reglerstruktur Wird die Optimierung einer PID Struktur gew nscht ist als Startwert f r die Vorhaltezeit Tv 0 1 sec einzustel len W hrend bei der Funktion Tune eine direkte d h startparameterunabh ngige Be rechnung der Reglerparameter erfolgt ist f r die Funktion Adaption die geeignete Wahl von Startparametern von Bedeutung Das hei t die Ausgangsbasis f r die einzelnen Optimierungsschritte bilden die jeweils aktuell vorliegenden Regler parameter Deshalb wird empfohlen bei der ersten Inbetriebnahme die Tune Funkti on zu aktivieren um einen geeigneten Startparametersatz f r den
51. pulse valve can be actuated in this way The valve s pick up winding is triggered with relay 1 while its drop out winding is triggered with relay 2 Function block 17 3 point PWM signal 3 point Output The 3 point PWM output is a combination of two 2 point PWM outputs One PWM output controls the output relay 1 Output relay heat dependent on CO while the other PWM output controls the output relay 2 Output cool dependent on CO Each of the two outputs is subordinated to a PID algorithm within the controller The following diagram shows the principle of the controller characteristic for the 3 point output Controlled variable CO 100 Heat Characteristic for P controller gt Setpoint SP Actual value PV Figure 19 3 point output The Output Heat period T and the Output Cool period T can be set separately of one another In addition the amplification factors for both controllers heat cool can be separately adjusted The reset time Tr I portion of the controller and the derivative action time Td D portion of the controller are the same for both controllers 128 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Overlap area When using the 3 point PWM Output the following controller behaviour results in the area around the set point depending on the setting of the overlap area Overlap area negative Overlap area positive Dead range overlap Controlled 100 Mvariable CO Controlled
52. range APVd PVA PVd gt t co COmax COA Kp PVd 8 9 2 gt 2 8 i gt gt t COmin PVd Proportional range APVd Characteristic Step response Characteristics Theoretically a pure P controller operates without delay i e it is fast and therefore dynamically favorable It has a lasting system deviation i e it does not balance out the effects of disturbances completely and is therefore relatively unfavorable from the static point of view component Function JPvd dt Ti is the integration or manipulating time This is the time that elapses before the manipulated variable has passed through the complete manipulating range 180 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER PVA lr gt t aco at A 7 18 3 COmin ee Control range APVd Manipulating time Ti Characteristic Step response Characteristics english A pure controller eliminates the effects of occurring disturbances completely Therefore it has a favorable static response Owing to its finite manipulating speed it operates more slowly than the P controller and tends to oscillate Therefore it is relatively unfavorable from the dynamic point of view D component Funktion CO Kd pu Kd is the derivative action coefficient The higher Kd is the stronger the D influence is PVA PV T a gt t gt t co COA gt
53. settings may lead to a situation in which an adaption cycle cannot be started The reason for this is indicated by the not ready status message and by a two digit code displayed for 5 sec Refer to the following table for the meanings of the codes Code Meaning 01 External setpoint input active 02 Setpoint tracking active 03 Setpoint ramp active 04 Measured variable in a non stationary state 05 Main controller not in MANUAL mode cascade control only 06 Subordinate controller not in Automatic mode cascade control only 07 Resolution less than minimum setpoint change too small 176 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 8 ERROR MESSAGES AND WARNINGS The Digital Controller carries out a self test each time it is switched on The data memory the program memory and the non volatile memory are checked during the course of the self test Correct functioning of the inputs and outputs can also be tested during operation If an error occurs it is displayed in the second line of the display The error display does not disappear until the error has been remedied The controller assumes the MANUAL mode whenever an error occurs Error mesages during the self test Error message Cause Controller status Remedy Para defective The parameterisation data stored in the EEPROM is defective The controller switches to MANUAL mode and remains the self test phase Parameterise the control
54. signal 0 20 mA 4 20 mA Standard signal 4 20 mA Manipulated variable limiting COh High manipulated variable limit Adjustment range lt COh lt 100 in 96 with reference to the manipulated variable Low manipulated variable limit Adjustment range 0 lt COI lt COh in with reference to the manipulated variable Line of action inv no Output operates with a positive line of action inv yes Output operates with a negative line of action 156 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 2 point PWM 2 point PWM signal Period Tt Period of the PWM signal refers to relay 1 Adjustment range 1 lt T lt 999 9 in sec Manipulated variable limiting COh High manipulated variable limit Adjustment range COI lt COh lt 100 with reference to the time period of the PWM Output T Low manipulated variable limit Adjustment range 0 lt COl lt COh 96 with reference to the time period of the PWM Output T english The upper manipulated value limit determines the maximum switch on time and the lower regulated value limit the minimum switch on time of the Output Relay 1 The entry of the switch on time is made as a percentage of the time period Line of action inv no The output operates with a positive line of action inv yes The output operates with a negative line of action Pulse output This function allows you to trigger a pulse valve Relay 1 controls the pickup wind
55. t gt t Step response Rise response Characteristics A controller with a D component reacts to changes in the controlled variable and is accordingly capable of dissipating occurring deviations faster 181 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Superposition of P and D components dPVd 1 CO Kp PVd J PVd dt di where Ti Tr and Kd Kp Td results with regard to functioning of the PID controller 1 dPVd dt Td CO Kp J It Td dt Kp Proportional action coefficient gain Tr Reset time The time needed to achieve the same manipulated variable change by the component as is produced as the result of the P component Td Derivative action time The time needed to achieve a specific manipulated variable on the basis of the D component earlier than when using a pure P controller Step response of the PV A PID controller gt t co A D component component Kp PVd P component 7 gt t Reset time Tr Rise response of the PV A PID controller gt t co A component D component P component gt t ee Derivative action time Td 182 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Realised PID Controller D component with delay In the digital controller the D component ist realised with a delay T T 1 3 Td 90 co wa 9 Function Ta Kd at Step response
56. the setting 9999 the l portion of the controller is switched off P or PD controller Td Derivative action time Adjustment range 0 0 lt Td lt 9999 in sec With the setting 0 the D portion of the controller is switched off P or PI controller Pdb Dead zone around the setpoint Inside the dead zone the PID controller does not react on changes of the process value Adjustment range 0 001 lt Pdb lt 10 in Refers to the scaling range P1h P11 for single controllers and P2h 21 for cascade controller 155 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER coo Controller s operating point Adjustment range lt CO0 lt in 96 with reference to the manipulated variable The controller s proportional coefficient Gain Kp includes the scaling range i e the difference Ds between the high scaling value PVh and the low scaling value PVI If it is intended to achieve the same gain referred to the physical input and output varia bles in the event of a change in the scaling values the proportional coefficient must bei converted as follows D where Kp new proportional coefficient Gain Kp old proportional coefficient Gain Ds new difference between high and low scaling value PVh PVI Ds old difference between high and low scaling value PVh PVI Sub menus of the main menu option Output continuous continuous output Signal type 0 10 V Standard signal 0 10 V 0 20 mA Standard
57. und 5 Konfigurierbare Alarmmeldungen Alarm absolut Alarm relativ Alarm Verh ltnis Elektrische Daten der Relais AC DC max Schaltspannung 250V 300V max Schaltstrom 5A 5A max Schaltleistung 1250 VA 100 W bei 24V 30 W bei 250V DIGITALER INDUSTRIEREGLER REGLERSTRUKTUREN Gesamtstruktur des Digitalen Industriereglers Bild 4 zeigt die Gesamtstruktur des digitalen Industriereglers in Form eines Signal fluBbildes Es enth lt neben Funktionsbl cken Strukturschalter ber die beim Konfigurieren des Reglers eine konkrete Reglerstruktur eingestellt wird 5 5 1 Folgende konkrete Reglerstrukturen k nnen auf der Basis der Gesamtstruktur konfiguriert werden Strul Strul Strul Strul Regler f r einschleifigen Regelkreis tur Standardregler deutsch Regler mit Zusatzfunktionen f r St rgr enaufschaltung tur St rgr enaufschaltung Regler mit Zusatzfunktionen f r Folgeregelung tur Externer Sollwert Regler mit Zusatzfunktionen f r Verh ltnisregelung tur Verh ltnisregelung Regler mit Zusatzfunktionen f r Kaskadenregelung Strul tur Kaskadenregelung Im Abschnitt 5 7 werden die in der Gesamtstruktur enthaltenen Funktionsbl cke erl utert 13 deutsch H DIGITALER INDUSTRIEREGLER Filter 1 Radizieren Skalieren
58. werden berschreiten des oberen Grenzwertes Alarmmeldung ber Relais 3 Unterschreiten des unteren Grenzwertes Alarmmeldung ber Relais 4 Einstellbare Parameter X1 oberer Grenzwert f r Alarmmeldung X1 unterer Grenzwert f r Alarmmeldung Hy Schalthysterese 28 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 9 Alarm relativ Mit dieser Funktion werden die Alarmrelais betatigt wenn die Regeldifferenz einen oberen Grenzwert ber oder einen unteren Grenzwert unterschreitet Die Grenz werte f r eine Alarmmeldung sind hier also auf den Sollwert bzw auf die Differenz zwischen Soll und Istwert bezogen relativ Diese Alarmfunktion ist bei konfigurier ter Verh ltnisregelung nicht verf gbar berschreiten des oberen Grenzwertes Alarmmeldung ber Relais 3 Unterschreiten des unteren Grenzwertes Alarmmeldung ber Relais 4 Einstellbare Parameter X1 oberer Grenzwert f r Alarmmeldung X1 unterer Grenzwert f r Alarmmeldung Hy Schalthysterese Funktionsblock 10 PID Regler 2 Bei diesem Funktionsblock handelt es sich um einen parametrierbaren PID Regler der entweder als Einfachregler oder als Hilfsregler bei der Kaskadenregelung einge setzt werden kann Einstellbare Parameter Kp X Verstarkungsfaktor Tn Nachstellzeit Tv Vorhaltzeit YO Arbeitspunkt Funktionsblock 11 Wirkungssinn Hier kann ber Strukturschalter eingestellt werden ob das Stellglied mit positivem oder mit negativem Wirkungss
59. 0 60 80 100 120 140 160 180 gt t Bild 43 Beispiel f r das Anfahren des Sollwertes in 3 Stufen mit je einem Adaptionszyklus 77 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Dadurch werden bis zum Erreichen des gew nschten Sollwertes mehrere Adap tionszyklen ausgef hrt wodurch die G te der Reglerparameter erh ht wird Ein neuer Sollwert wird in maximal 5 Stufen angefahren Es werden jedoch nur so viele Schritte ausgef hrt bis die optiomalen Reglerparameter gefunden sind In Abh ngigkeit vom Skalierungsbereich des Reglereingangs Xu X10 X2u X20 muB die Sollwertanderung einen bestimmten Betrag berschreiten damit eine Adaption durchgef hrt werden kann In der folgenden Tabelle ist die mindestens auszuf hrende Sollwert nderung in Abh ngigkeit von den konfigurierten Reglerein gangen 1 bzw 2 angegeben Die Angaben gelten f r das Anfahren eines Sollwertes in einer Stufe Konfigurierter Reglereingang mindestens auszuf hrende Sollwertanderung Einheitssignal 0 10 V X 0 X u 0 0135 Einheitssignal 0 20 mA X 0 X u 0 0135 Einheitssignal 4 20 mA X 0 X u 0 0169 Frequenzanaloges Signal X 0 X u 0 0153 Pt 100 200 850 C 20 0 K Thermoelement Typ J 200 1200 C 16 5K Thermoelement Typ K 200 1370 C 280K Thermoelement Typ T 0 400 C 16 5K Thermoelement Typ R 0 1760 C 50 0 K Thermoelement Typ
60. 1 MQ Vergleichsstellenkompensation intern mit eingebautem NTC Widerstand Fehler der Vergleichsstellenkompensation 0 5 K x 1 Digit extern mit Widerstandsthemometer Pt 100 Reglereingang 2 Eingang f r Einheitssignal Spannung 0 10 V Klemmen 18 und 19 Technische Daten wie beim Reglereingang 1 Eingang f r Einheitssignal Strom 0 4 20 mA Klemmen 17 und 19 Technische Daten wie beim Reglereingang 1 Eingang f r frequenzanaloges Signal 5 1000 Hz Klemmen 16 und 19 Technische Daten wie beim Reglereingang 1 Konfigurierbar f r St rgr enaufschaltung Folgeregelung externer Sollwert Verh ltnisregelung Kaskadenregelung DIGITALER INDUSTRIEREGLER 4 4 Eingang zum AnschluB von Potentiometern f r Stellungsr ckmeldung 1 10 bei Stellungsregelung Bin reingang Eingangswiderstand gt 25 Konfigurierbare Wirkungsrichtung Klemmen 19 20 und 27 Klemmen 25 und 26 Logischer Wert Spannung nicht invertiert invertiert 0 0 45V inaktiv aktiv 1 13 35V aktiv inaktiv Konfigurierbare Funktionen Umschaltung zwischen Hand und Automatik Umschaltung zwischen externem und internem Sollwert Ausl sen von Alarm Ausgabe des Sicherheitswertes nur verf gbar wenn Reglereingang 2 f r externen Sollwert konfiguriert wurde Signalausgange Reglerausgang Es k nnen folgende Ausgangskonfigurationen genutzt werden Reglerausgang f r s
61. 3 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 5 4 Bedeutung der Symbole in den Konfiguriermen s Untermen s zum Hauptmen punkt Struktur Verh ltnisregelung Skalieren Xvo Xvu Oberer Skalierwert f r den Istwert des Verh ltnisses von Regel zu Proze gr e Beim Einstellen von Xvo kann eine Kommastelle fest gelegt werden die dann auch f r Xvu Xv Xv Wvo und Wvu gilt Weiterhin wird der Verh ltnisistwert mit dieser Kommastelle angezeigt Eingestellt wird hier der Anzeigebereich f r den Verh ltnisistwert Liegt der Verh ltnisistwert auBerhalb dieses Bereichs wird die berschritte ne Bereichsgrenze Xvo Xvu angezeigt Die Sollwert und Alarm grenzen k nnen in diesem Bereich eingestellt werden Die Alarm hysterese bezieht sich ebenfalls auf diesen Bereich Einstellbereich 0000 lt Xvo lt 9999 Unterer Skalierwert f r das Verh ltnis Einstellbereich 0000 lt Xvu x Xvo Alarm Modus Al abs Al rel Absolutalarm der programmierte Alarm hat einen festen Bezug zum Skalierungsbereich Relativalarm der programmierte Alarm hat einen festen Bezug zum Verh ltnis Alarm Verh Alarm Grenze Xv Xv Hy Obere Alarmgrenze bezieht sich auf das Verh ltnis Einstellbereich Xv lt Xv lt Xvo Untere Alarmgrenze bezieht sich auf das Verh ltnis Einstellbereich Xvu lt Xv lt Xv Alarmhysterese Einstellbereich 0 1 lt Hy lt 20 0 in bezogen auf den Skalierungsbe
62. AL mode Check and repair the connected actuator and wiring The controller remains in MANUAL mode and may have to be switched back to AUTO mode by way of the keyboard NTCErr A defect has been detected on the temperature sensor for internal compa rison The controller remains in the state it was in before the error occurred A constant point compensation temperature of 20 is set as the temperature for the comparison point This error cannot be remedied by the user An error at input 1 can only be detected when using the following sensor types Pt100 Thermocouples standard signal inputs 0 10 V 0 20 mA 4 20 mA 2 An error at input 2 can only be detected when using the following sensor types Standard signal inputs 0 10 V 0 20 mA 4 20 mA 178 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER The following tabl le shows the circumstances under which an error is detected with the various sensor types Sensor type Error occurs in the the following cases Value displayed in the event of an error Pt 100 The Pt100 is at a temperature higher than 850 C 850 The cable to the Pt100 has a discontinuity 850 The Pt100 is at a temperature less than 200 C The cable to the Pt100 has a short circuit Thermocouple Type J The thermocouple is at a temperature higher than 1200 C 1200 The thermocouple is at a tempera
63. Ausgang Stetig Stellung 2 Pkt PWM 3 Pkt PWM 3 Pkt Sch deutsch deutsch Sicherheit Ys Adaption Regler 1 Tune Adaption Optimierungsschritte Ubergangsverhalten Adaption Regler 2 Tune Adaption Optimierungsschritte Ubergangsverhalten Zus tze Sprache Deutsch Seriell Bin reingang Bin rausgang Rampe Set Point Tracking Anzeigedarstellung in Zeile 2 Sicherheitscode DIGITALER INDUSTRIEREGLER ein ein nein nein ein ein nein nein Englisch aus aus ja ja aus aus ja ja Franz sisch 94 DIGITALER INDUSTRIEREGLER NOTIZEN 95 deutsch deutsch NOTIZEN DIGITALER INDUSTRIEREGLER 96 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER CONTENTS 1 44 42 42 1 422 43 44 5 1 5 2 5 2 1 522 53 5 3 1 5 3 2 5 4 5 4 1 5 4 2 5 5 5 5 1 5 5 2 5 6 5 6 1 5 6 2 5 7 GENERAL SAFETY INSTRUCTIONS CHARACTERISTICS AND POSSIBILITIES OF USE OVERVIEW INSTALLING THE CONTROLLER CONNECTIONS Pin assignments Supply voltages 115 230 V and 24 48 V Changeover 24V DC AC Converter for operation at 24 V DC Signal inputs Signal outputs CONTROLLER STRUCTURES Overall Structure of the Digital Industrial regulator Controller for single control loop Single control loop Standard controller structure Controller with additional functions for feed forward control Single control loop with feed forward control Feed forward controller structure Cont
64. Fig 7 In the digital controller the disturbance is fed forward to the controller s output The compensator F consists of a PDT 1 element This element s P component feeds forward in proportion to the disturbance The D component feeds a value that is proportional to changes in the disturbance Both components can be chosen freely when configuring or defining the parameters Compensation element Z 1 english PV Fei Setpoint Controller Partial controlled Partial controlled generator system 1 system 2 Figure 7 Single control loop with feed forward control a to the controller s input b to the controller s output Example Let us take water level control in a steam boiler as an example of fixed setpoint control with feed forward control The water level is measured and controlled by way of the supply of feed water Here the outgoing quantity of steam manifests itself in the form of the principal disturbance If it is measured and additionally fed forward to the controller The controller s response can be improved in this way Feed forward controller structure The feed forward controller structure highlighted in Figure 8 is obtained by configuring the overall structure accordingly It is based on PID controller 2 PID controller 1 is not used Input 1 is used for the controlled variable PV1 while input 2 serves to feed the disturbance forward to the controller s output SP1 is the setpoint that has t
65. Function block 4 Linearisation The characteristics of the various thermocouples and of the Pt 100 are linearised internally Function block 5 Setting the setpoint SP1 Setting the set point using the regulator keyboard Function block 6 Ramp The set point can be continually increased or decreased using the ramp function Options Ramp on Setpoint ramp active An entered setpoint is initialised by way of the ramp In a cascade control the setpoint ramp is only available for the main controller The ramp is only started when the controller is in Automatic mode Ramp off Setpoint ramp not active 123 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adjustable parameters D Pitch of the setpoint ramp SP d D ASP At gt t gt Figure 16 Ramp function Function block 7 Setpoint limiting A low and a high limit can be entered for the setpoint The setpoint can only be adjusted within this range Adjustable parameters SPh High setpoint limit SPI Low setpoint limit Function block 8 Alarm absolute With this function the alarm relay is operated if the controlled variable PV exceeds an upper limit or falls below a lower limit The limits can be adjusted within the scaling range PVI PVh or within the measurement range of the temperature inputs High limit violation Alarm via relay 3 Low limit violation Alarm via relay 4 Adjustable parameters PV High alarm limit PV Low a
66. LER Struktur Eingang 1 Eingang 2 Regler Ausgang Sicherheit Adap Reg Zus tze Ende Reglerstruktur p s H o Verh ltn Kaskade Frequenz 8 5 2 0 10 v Frequenz V Fre PT100 Verb a y Skalierung Skalierung Sollwertgr Parameter St rgr en aufschaltung Alarm Modus t Bild 31 Konfiguriermen f r die Struktur St rgr enaufschaltung Bez glich der Men punkte Ausgang Sicherheitswert Adaption und Zus tze siehe Bild 28b und Bild 28c 52 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 e gt 9 9 EE B 2 gt gt SS ZS s 2 id ZZ d o X 3 d _Signaityp 8 lt lt ES 3 gt S SERR t NER o Frequenz Tune re eo amp gt Skalierung Prover Skallerung See pa xao D 2 xu s 8 8 D Y i Sollwertgr Filter Ontimie Optimis rungs rungs We Schritte schritte wiu SZ om Alarm Modus EST Vier ber gangs gangs erhalten verhalten s gt gt Bild 32 Konfiguriermen f r die Struktur Kaskadenregelung Bez glich der Men punkte Ausgang Sicherheitswert und Zus tze siehe Bild 28b und Bild 28c 5
67. LER INDUSTRIEREGLER Die folgende Tabelle zeigt unter welchen Umstanden bei den verschiedenen Sensortypen ein Fehler erkannt wird Sensortyp Auftreten des Fehlers bei Angezeigter Wert im Fehlerfall Pt 100 Der Pt 100 befindet sich auf einer Tempera 850 tur gr Ber als 850 C Die Leitung zum Pt 100 ist unterbrochen 850 Der Pt 100 befindet sich auf einer Tempera an tur kleiner als 200 C Die Leitung zum Pt 100 hat einen Kurz K i schlu Thermoelement Das Thermoelement befindet sich auf einer 1200 Typ J Temperatur gr er als 1200 C Das Thermoelement befindet sich auf einer 200 Themperatur kleiner als 200 Thermoelement Das Thermoelement befindet sich auf einer 1370 Typ K Temperatur gr Ber als 1370 C Das Thermoelement befindet sich auf einer 200 Temperatur kleiner als 200 Thermoelement Das Thermoelement befindet sich auf einer 400 Typ T Temperatur gr Ber als 400 C Das Thermoelement befindet sich auf einer So Temperatur kleiner als 0 Thermoelement Das Thermoelement befindet sich auf einer 1760 Typ R Temperatur gr Ber als 1760 C Das Thermoelement befindet sich auf einer 0 Temperatur kleiner als 0 C Thermoelement Das Thermoelement befindet sich auf einer 1760 Typ S Temperatur gr Ber als 1760 C Das Thermoelement befindet sich auf einer 0 Temperatur kleiner als 0 C Einheitssignal Der angeschlo
68. OHz fmax frequenzanaloges Signal Bild 15 Skalieren Funktionsblock 4 Linearisieren Die Kennlinien der verschiedenen Thermoelemente und des Pt 100 werden intern linearisiert Funktionsblock 5 Einstellen des Sollwertes W1 Einstellung des Sollwerts ber die Tastatur des Reglers Funktionsblock 6 Rampe Der Sollwert kann mit der Rampenfunktion kontinuierlich vergr ert bzw verkleinert werden Optionen Rampe ein Sollwertrampe aktiv Ein eingegebener Sollwert wird ber die Rampe angefahren Bei Kaskadenregelung ist die Sollwertrampe nur f r den Haupt regler verf gbar Die Rampe wird nur gestartet wenn sich der Regler im Zustand Automatik befindet Rampe aus Sollwertrampe nicht aktiv 27 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellbarer Parameter D Steigung der Sollwertrampe w Bild 16 Rampenfunktion Funktionsblock 7 Sollwertbegrenzung F r den Sollwert kann eine untere sowie eine obere Begrenzung eingegeben wer Der Sollwert l Bt sich nur innerhalb dieses Bereiches einstellen Einstellbare Parameter Wio obere Sollwertgrenze Wiu untere Sollwertgrenze Funktionsblock 8 Alarm absolut Mit dieser Funktion werden die Alarmrelais bet tigt wenn die Regelgr e X1 eine obere Grenze ber oder eine untere Grenze unterschreitet Die Grenzen k nnen innerhalb des Skalierungsbereiches X1u X10 bzw innerhalb des MeBbereiches bei Temperatureing ngen eingestellt
69. REGLER Reglereingang 2 Reglereingang 1 Relais 3 Alarm 1 16 28 E Sm a MnO 2 E z 3 m Fog Relais 3 1 1 1 SE ls EE SE 5 lt Lo 20 r ckmeldung 32 pesa Bin r da 2l ausgang 33 2 d pmeitssiqnat Relais 1 7 7 Spannung Ausgang 22 any 15 2 Dm ST Widerstands 9 24 L 36 thermometer Relais 2 e 3 wire 4 wire Pt 100 Ausgang 10 d cre ER EE tap pe 26 r e ermo 12 CS 27 Position Feedback elemente 14 11 versoegungs mE ns Bild 3 Belegung der Klemmleisten F HINWEIS 4 2 Beachten Sie beim Anschlu der Sensorleitungen Verlegen Sie die Leitungen getrennt von Leistungskabel Leitun gen auf denen gr ere Str me flie en und hochfrequenten Leitungen Verwenden Sie auf keinen Fall mehradrige Installa tionskabel um Leistungs und Sensorleitungen gemeinsam zu f hren Legen Sie bei Verwendung von geschirmten Kabeln den Schirm nur auf einer Seite auf Vermeiden Sie in jedem Fall den Schirm auf den Schutzleiter und zugleich an die Masse des Reglerein gangs zu legen Versorgungsspannungen Versorgungsspannung f
70. SATION Stability and control quality To achieve a stable response of the control loop use must be made of the controller that matches the given controlled system If this is not done stable operation of the control loop will not be possible e g it will oscillate and control will also not be possible Therefor the structure of the controller must be adapted to the characteristics of the controlles system and its parameters must be chosen so as to ensure that a control progression will be achieved for the controlled variable that has a short stabilisation time little overshoot and good attenuation The controller parameters can be set on the basis of setting rules see Annex The Digital Controller has a self optimisation function that assumes the frequently time consuming task of adapting the controller s parameters to the process Two self optimisation algorithms have been implemented an adaption algorithm and a tuning algorithm Principle of self optimisation by adaption The core of self optimisation by adaption consists of a fuzzy logic module In analogy to the procedure followed by an experienced control technician conclusions as to the quality of the set controller parameters are drawn on the basis of the characteristic attributes of the transition response in the closed control loop The expert knowledge required to do this is stored in the form of linguistic rules rule base in the controllers EPROM and is used by the fuzzy logi
71. Stellgr enbegrenzung Einstellbereich Yu lt Yo lt 100 in bezogen auf die Stell gr e Yu untere Stellgr Benbegrenzung Einstellbereich 0 lt Yu lt Yo in bezogen auf die Stell gr Be Wirkungssinn inv nein Ausgang arbeitet mit positivem Wirkungssinn inv ja Ausgang arbeitet mit negativem Wirkungssinn 60 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 2 Pkt PWM 2 Punkt PWM Signal Periodendauer Tt Periodendauer des PWM Signals bezieht sich auf das Relais 1 Einstellbereich 1 lt T lt 999 9 in sec Stellgr Benbegrenzung Yo obere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich 0 lt Yo lt 100 in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs Yu untere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich 0 lt Yu lt Yo in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs Die obere Stellgr enbegrenzung legt die maximale Einschaltdauer die untere Stellgr enbegrenzung die minimale Einschaltdauer des Ausgangsrelais 1 fest Die Eingabe der Einschaltdauer erfolgt prozentual zur Periodendauer Wirkungssinn Inv nein Ausgang arbeitet mit positivem Wirkungssinn Inv ja Ausgang arbeitet mit negativem Wirkungssinn Impulsausgang Mit dieser Funktion ist es m glich ein Impulsventil anzusteuern Relais 1 steuert die Anzugswicklung Relais 2 steuert die Abwurfwicklung Imp nein Impulsventil wird nicht verwendet Imp ja Impulsventil wird verwendet 3 Pkt PWM 3 Punkt PWM Signal Periodendauer Tt Periodendau
72. TAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 2 5 2 1 5 2 2 Controller for single control loop Single control loop If a control task consists of keeping a quantity e g a temperature at a fixed setpoint SP constant a fixed setpoint control configuration is used for this purpose The control variable PV temperature is measured and compared against the setpoint SP Figure 5 Setpoint Controller generator Controlled system english Figure 5 Single control loop If it deviates from the setpoint as the result of a disturbance Z for example the controller generates a manipulated variable CO according to this deviation which is referred to as the system deviation PVd SP PV in such a way that the controlled variable PV is adapted as exactly as possible to the setpoint A PID controller can be used for this purpose With regard to its parameters it must be configured so as to arrive at a control response that does justice to the task in hand see Annex Example Let us look at control of a room s temperature as an example of a fixed setpoint control configuration in a single control loop The aim is to compensate all disturbances that cause the room temperature to deviate from the temperature setpoint The room temperature is compared against the setpoint SP According to the system deviation PVd the controller adjusts the fuel supply until the required room temperature has been reached Standard controller structure
73. TROLLER 6 2 The code number for process operation only allows to carry out operations in the process operation level Regardless of any code numbers already entered access to all three levels is obtained with the permanently programmed master code which should be reserved for selected persons cf Section 1 Operator controls and indicators Figure 22 shows the front of the controller Display of the manipulated variable of a 3 point controller H Heating C Cooling Value of the process variables CO PV SP or F Display of Manipulated variable CO Actual value Output relay 1 Heat Set point SP GE Flow rate F 099 EE MEE Internal set point I Top alarm relay External set point E ALAR NON For cascade EEE Buttom alarm relay Bar graph system deviation Main controller 1 oractual value Auxiliary controller 2 Inscription field english displayed Change numeric value for each position Increase manipulated value Set decimal point position Select position Reduce manipulated value LED AUTOMATIC Changeover MANUAL AUTOMATIC Display of Manipulated variable CO Actual value PV Set point SP Flow rate F actual value of Input PV1 for ratio control The decimal point position is valid for several parameters see explanation of parameters You must therefore always set the decimal point in good time Cancel a set numeric value
74. agramme enthalten Selektionsbl cke und Spezifikationsbl cke Selektionsbl cke Hier kann aus einer Menge von M glichkeiten Optionen eine ausgewahlt werden Die einzelnen M glichkeiten sind in einem Selektionsblock jeweils nebeneinander aufgelistet Schrift senkrecht Die Auswahl einer M glichkeit erfolgt durch Bet tigen der SELECT Taste In den Selektionsbl cken ist dies durch einen waagerechten Pfeil dargestellt Die Best tigung einer Option und das Weiterschalten zum nachsten Block wird durch Dr cken der ENTER Taste bewirkt Dies ist durch senkrechte Pfeile neben den Verbindungslinien zwischen den Bl cken gekennzeichnet Spezifikationsbl cke Hier sind Zahlenwerte f r Parameter festzulegen Die einzelnen Parameter sind in einem Spezifikationsblock untereinander aufgelistet Die Einstellung der Zahlenwer te erfolgt mit den Tasten Pfeil oben und Pfeil unten siehe Abschn 6 4 Das Best tigen der eingestellten Zahlenwerte und das Weiterschalten zum n chsten Parameter wird durch Dr cken der ENTER Taste bewirkt In den Spezifikations bl cken ist dies durch einen senkrechten Pfeil dargestellt siehe Bild 27 Vor dem Best tigen und Weiterschalten durch die ENTER Taste kann der eingestellte Wert durch Bet tigen der SELECT Taste verworfen werden vergl Abschn 6 4 Dargestellter Pfeil Zu betatigende Taste gt SELECT l ENTER Bild 27 Bedeutung der Pfeile in den Konfiguriermen s Die in den
75. al voltage 0 10 V Terminals 30 and 31 Input resistance gt 400 kQ Measuring error lt 0 2 Temperature influence lt 0 2 10 degrees Input for standard signal current 0 4 20 mA Terminals 29 and 31 Input resistance 300 Q in accordance with DIN IEC 381 typically 200 Measuring error 0 2 Temperature influence lt 0 2 10 degrees Nominal temperature 22 C Wire breakage and short circuit detection within the range from 4 to 20 mA Input for frequency analog signal 5 1000 Hz Terminals 28 and 31 Input resistance gt 10 Measuring error lt 0 1 Signal types Sine wave square wave delta gt 300 mVpp thermometers Input for connection of Pt 100 resistance Terminals 35 36 37 38 in accordance with DIN 43760 for 3 and 4 wire connection Measurement range 200 to 850 Measurement current max 0 5 mA Measuring error 0 2 2 digits 105 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Ey NOTE If the displayed values are fluctuating set the limit frequency of the digital filter to a lower value in the Inputs menu and check the TE connection Input for connection of thermocouples Terminals 38 and 39 For the following thermocouples the characteristics are linearised internally
76. amp Alarm Verh deutsch Sollwert begrenzung PID Regler2 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung mit ext R ckt Regler ausgang PID Regler i Wirkungssinn Stellgr Ren begrenzung Eingang 2 PDT1 Filter 2 Radizieren Skalieren St rgr en aufschaltung Bild 10 Struktur Externer Sollwert Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 25 20 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 5 Regler mit Zusatzfunktionen f r Verh ltnisregelung 5 5 4 Verh ltnisregelung Eine Verh ltnisregelung ist eine besondere Art der Folgeregelung bzw der externen Sollwertvorgabe Aufgabe einer Verh ltnisregelung ist es eine Regelgr Be X1 st ndig in einem bestimmten Verh ltnis zu einer anderen ProzeBgr Be X2 nachzuf hren X1 wird als Folgegr Be bezeichnet X2 als F hrungsgr Be Im ausgeregelten Zustand des Verh ltnis Regelkreise gilt Wv X1 X2 Wv Verh ltnis Sollwert X1 Folgegr Be geregelte Gr e X2 F hrungsgr e Daraus ergibt sich als interner Sollwert f r den zu regelnden Kanal X1 X1soll X2 Wv W X2 Ww Regler Verh ltnis Multiplizierer PID Regler Sollwert Wv Soll i wert Ww wea i Stellgr e Y F hrungs i gr e X2 i Strecke 2 F hrungs kanal Strecke 1 Folge PE kanal Regelstrecke Bild 11 Verh ltnisregelung Beispiel Als Beispiel f r eine Verh ltnisregelung soll die Mischungsregelung eines S ur
77. ang Beispiel Als Beispiel f r eine Festwertregelung mit St rgr enaufschaltung diene die Wasserstandsregelung in einem Dampfkessel Der Wasserstand wird gemessen und ber die Speisewasserzufuhr geregelt Die abgehende Dampfmenge tritt hier als Hauptst rgr e in Erscheinung Wird sie gemessen und zus tzlich auf den Regler aufgeschaltet kann dadurch das Regelverhalten verbessert werden Aus der Gesamtstruktur ergibt sich durch Konfigurieren die im Bild 8 hervorgehobe ne Struktur St rgr Benaufschaltung Die Basis bildet der PID Regler 2 Reglerstruktur St rgr Benaufschaltung PID Regler 1 bleibt unbenutzt Eingang 1 ist f r die Regelgr Be X1 vorgesehen Eingang 2 dient zur St rgr enaufschaltung auf den Reglerausgang W1 ist der einzustellende Sollwert 17 deutsch H DIGITALER INDUSTRIEREGLER Skalieren Filler1 Eingang 1 Alarm abs gt Averh Alarm Verh deutsch Sollwert begrenzung gt E Multiplizierer PID Regler 2 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung ER as 2 Regler ausgang PID Regler 1 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung 25 exw 9 Kask Eingang 2 Filter 2 Radizieren Skalieren St rgr en aufschaltung Bild 8 Struktur St rgr enaufschaltung Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 26 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 4 5 4 5 4 2 Regler mit Zusatzfunkti
78. appears in the display You can move the decimal point by one position to the left by pressing the Up arrow and Down arrow keys at the same time Not all numeric values allow you to move the decimal point however The parameters can now be set within the pre defined setting ranges cf Par 6 5 4 If a value is entered which is outside the permitted range it will be set to the limit value that would have been exceeded when confirmed by the ENTER key olinitiruoul Wi Tur 0 0 9 9 A pen modifying mumeric value lt b XY digit selection moving SE t position of Z decimal I point Figure 25 Setting the number values 138 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 5 6 5 1 Configuration Operation during configuration To switch to the configuration level the SELECT and ENTER keys must be pressed simultaneously for 5 seconds During configuration the controller is in the MANUAL mode cf Figure 24 The main menu appears in the LCD display panel when you enter the configuration level To exit this level again you must select the END option in the main menu with the SELECT key and then press ENTER The controller then returns to the ope rating mode it was in before configuration All settings made during the configuration will become effective immediately after the Configuration level is quit and will be sto
79. ar plate gt Pull the unit one third of the way out of the housing 2 The jumper is easily accessible on the power supply printed circuit board positioned immediately in front of one of the relays and identified by the numbers 1 4 on the board gt At delivery the connector is positioned between contacts 2 and 4 gt To change the unit to 115V or 12 V respectively contacts 1 and 3 must be bridged with the connector Proceed identically when changing from 24V to 12V gt Finally push the unit back into the housing and screw on the rear plate NOTE If the unit is to be set to the lower voltage please ensure that the voltage does not exceed the quoted tolerances and make a note on the wiring diagram 24V DC AC Converter for operation at 24 V DC The 12 24V AC controller model can also be operated at 24 VDC using an optional DC AC converter Up to 3 controllers can be supplied from a single converter Order number 19139J Supply voltage 16V 26V DC Output voltage 16V 26V AC 50 Hz Efficiency 9596 Switch on delay max 5 secs Dimensions WxHxD 23 x 75 x 110 mm 104 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 4 3 Signal inputs All signal inputs are short circuit proof are voltage stable to 41 volts and are galvanically isolated with regard to the outputs and the supply voltage Controller input 1 The following input configurations are available Input for standard sign
80. arm message Actual value of ratio Hy Switching hysterisis 132 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Functional Block 29 Direction of action Here the structure switches can be set to determine whether the output signal CO1 of PID controller1 main controller of the cascade regulation will be used with a positive or negative direction of action With a positive direction of action the output signal increases with increasing control difference PVd1 with negative direction of action it reduces cf Functional Block 11 Options Inv No positive direction of action Inv Yes negative direction of action english 133 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER OPERATION Operating levels The controller has two operating modes MANUAL and AUTOMATIC It can be operated either in MANUAL or in AUTOMATIC mode Operation is broken down into 3 levels Configuration In the configuration level concrete controller structures can be selected and the inputs and outputs can be adapted to connected sensors and actuators All parameter definition data can also be entered During the course of configuration the controller is always in MANUAL mode Once configuration is completed the controller assumes the operating mode it was in before configuration Parameter definition At the Parametrisation level the regulator parameters can be entered on the basis of the selected regulator structure No settings can be made that
81. ausgeschaltet wird Die zuletzt aktivierte Funktion Tune bzw Adaption oder Rampe hat also Vorrang SP Track Festlegung der Parameter f r Set Point Tracking SPT aus Sollwertnachf hrung nicht in Betrieb SPT ein Sollwertnachf hrung ist eingeschaltet Sto freies Umschalten zwischen Betriebszustand HAND und AUTOMATIK Del Steigung der Rampe der Sollwertnachf hrung Einstellbereich 0 lt Del lt 9999 Sollwert nderung pro Minute 66 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Zeile 2 Auswahl der Darstellung in Zeile 2 Z2 Barg Die Regeldifferenz wird als Bargraph dargestellt Z2 Istw Der Istwert wird angezeigt Bar Anzeigebereich f r den Bargraphen Angaben in 96 bezogen auf EingangsmeBbereich bzw Skalierungsbereich X1u X10 bzw X2u X20 Code Schutz gegen unberechtigten Bedieneingriff Benutzercode Pr1 Schutzcode f r Konfigurieren Pr2 Schutzcode f r Parametrieren Pr3 Schutzcode f r ProzeBbedienung Ende Ende des Men s Zus tze Hier kann dieses Men verlassen werden Softwareversion Ende Ende des Hauptmen s Konfigurieren Hier kann dieses Men verlassen werden Softwareversion 67 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 6 6 6 1 6 6 2 Parametrieren Bedienung beim Parametrieren Zum Umschalten in die Bedienebene Parametrieren ist die Taste SELECT 5 Sekun den zu dr cken Wenn gerade eine Selbstoptimierung Tune Adaption durchgef hrt wird kann nic
82. auswahl beim Einstellen von Zahlenwerten A 0 Taste Pfeil oben Zahlenwert einstellen Bild 26 Bedeutung der Bedienelemente in der Bedienebene Konfigurieren 43 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 5 2 Hauptmen der Bedienebene Konfigurieren Das Hauptmen der Bedienebene Konfigurieren umfa t insgesamt folgende Men punkte Struktur Festlegen der Reglerstruktur bei Kaskadenregelung Festlegen der Sollgr enbegrenzung des Hauptreglers bei Verh ltnisregelung Festlegung des Anzeigebereichs f r den Verh ltnisistwert Einstellung der Sollwertgrenzen Festlegung des Alarmmodus Festlegung der Alarmgrenzen auf den Verh ltniswert Eingang 1 Festlegen des Eingangssignaltyps Entscheidung ber Einbeziehung der Wurzelfunktion Festlegungen zur Skalierung Festlegung des Alarmmodus und der Alarmgrenzen Dimensionierung des Eingangsfilters Einstellen der Sollwertgrenzen Eingang 2 Festlegen des Eingangssignaltyps Entscheidung ber Einbeziehung der Wurzelfunktion Festlegungen zur Skalierung Dimensionierung des Eingangsfilters Bei St rgr enaufschaltung Einstellen der Parameter des PDT1 Gliedes Funktionsblock 26 im Bild 8 Regler Einstellen der Reglerparameter Ausgang Festlegung des Ausgangssignaltyps Sicherheit Einstellen des Sicherheitswertes f r die Stellgr e Dieser Wert wird im Fall eines internen Fehlers eines Fehlers am Reglereingang oder
83. burkert Fluid Control Systems Digitaler Industrieregler Digital Industrial Controller Type 1110 Bedienungsanleitung Installation and Service Instructions DIGITALER INDUSTRIEREGLER INHALT 1 44 42 42 1 422 43 44 5 1 5 2 5 2 1 522 53 5 3 1 5 3 2 5 4 5 4 1 5 4 2 5 5 5 5 1 5 5 2 5 6 5 6 1 5 6 2 5 7 ALLGEMEINE SICHERHEITSBESTIMMUNGEN MERKMALE UND ANWENDUNGSMOGLICHKEITEN UBERBLICK INSTALLATIONSHINWEISE ANSCHLUSSE AnschluBbelegung Versorgungsspannungen Umstellung 115 230V bzw 12 24V 24V DC AC Konverter zum Betrieb an 24V Signaleingange Signalausgange REGLERSTRUKTUREN Gesamtstruktur des Digitalen Industriereglers Regler f r einschleifigen Regelkreis Einschleifiger Regelkreis Reglerstruktur Standardregler Regler mit Zusatzfunktionen f r St rgr enaufschaltung Einschleifiger Regelkreis mit St rgr enaufschaltung Reglerstruktur St rgr enaufschaltung Regler mit Zusatzfunktionen f r Folgeregelung Folgeregelung externe Sollwertvorgabe Reglerstruktur Externer Sollwert Regler mit Zusatzfunktionen f r Verh ltnisregelung Verh ltnisregelung Reglerstruktur Verh ltnisregelung Regler mit Zusatzfunktionen f r Kaskadenregelung Kaskadenregelung Reglerstruktur Kaskadenregelung Erl uterungen zu den Funktionsbl cken in den Reglerstrukturen o 13 13 15 15 15 17 17 17 19 19 19 21 21 22 23 23 24 26 deutsch deutsch 6 1 6 2
84. c algorithm during the course of adaption Figure 38 Principle of self optimisation by tuning A tune module is provided in addition to adaption for non recurring and direct determination of the controller parameters The controller parameters are calculated on the basis of a modified Ziegler Nichols process Figure 39 and Annex 168 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Rule base Expert knowledge Characteristic attributes of the transition response IC Adaption of Setpoint Adaption module Disturbance Kp Tr Td manipulated PID Controller Ce variable Process variable Process english Figure 38 Principle of operation of the adaption module in the Digital Controller Determination of Terit and Kcrit PID Controller Tas Setpoint Adaption of Kp Tr Td Controller with PWM output 2 point element Disturbance Process Process variable manipulator variable gt Figure 39 Principle of operation of the tune module in the Digital Controller 169 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Operating principle of the tuning and adaption modules If Tune has been activated in the configuration or parameterisation level the Tune function is executed once the next time the setpoint changes and is then deactivated automatically This also applies t
85. d system deviation Figure 17 Line of action with reference to the P controller Functional block 12 Setting the regulated variables This function block can be used to define the range within which the controlled variable CO may vary Adjustable parameters COh Maximum value of the controlled variable COI Minimum value of the controlled variable For 3 point PWM signals the heating cooling range can be limited separately If the variable is at a limit value the integrator circuit will be active Chh Maximum value of the heating variable Relay 1 Chl Minimum value of the heating variable Relay 1 Cch Maximum value of the cooling variable Relay 2 Ccl Minimum value of the cooling variable Relay 2 For a 3 point step output without external feedback the variable limitation is not available Function block 13 Safety value Here you specify the controlled variable that is to be output in the event of a malfunction occurring or if the binary input is activated when the Output safety value function is configured see Section 6 5 4 Adjustable parameters COs Safety value of the control variable 126 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Function block 14 Manual controlled variable adjustment This functional block can be activated at the Process Operation level The manual variable setting is only possible in the MANUAL operating mode of the unit The control element is switched out by the controller an
86. d driven with the last calculated set variable The value can now be changed using the arrow keys See Par 6 3 Function block 15 Continuous signal The controlled variable CO is output as a continuous signal Ra see Figure 6 for example Three standard signals can be selected Standard signal 0 10 V Standard signal 0 20 mA Standard signal 4 20 mA english Function block 16 2 point PWM signal 2 point output When using a switching output such as the 2 point PWM output the continuous variable CO which is calculated by the PID algorithm must be converted into a switching signal This conversion takes place via a PWM element PWM Pulse Width Modulation The relay will be clocked with a changeover period which is proportional to CO In this way a quasi continuous behaviour is achieved The period T of the PWM signal must be adapted to the regulated system Ra ton tott Relay on ton T Relay off gt gt Te gt Figure 18 2 point PWM signal CO t T 100 ta CO 100 T 127 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adjustable parameter T Period of the 2 point PWM signal Options Imp no Use of a standard valve The 2 point PWM signal is output via relay1 Imp yes Use of a pulse valve 2 relays are used for output in this case Relay 1 is energised with the rising edge of the 2 point PWM signal while relay 2 is energised with its falling edge A
87. dienen Von hier aus kann dann in die Bedienebenen Konfigurieren oder Parametrieren umgeschaltet werden Siehe Abschn 6 3 6 5 und 6 6 Nach dem Einschalten nimmt das Ger t den Betriebszustand ein den es vor dem Ausschalten innehatte Jede Bedienebene kann durch Eingabe einer vierstelligen Codenummer vor unbe fugtem Zugriff gesch tzt werden Die Codenummern k nnen frei gew hlt werden Sie bewirken dann einen hierarchisch gegliederten Schutz Die Eingabe der Code nummer f r Konfigurieren berechtigt zur Nutzung aller drei Ebenen Mit der Code nummer f r Parametrieren erh lt man Zugriff zu den Ebenen Parametrieren und 38 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6 2 ProzeBbedienen Mit der Codenummer fiir ProzeBbedienen kann man Bedien handlungen in der ProzeBbedienebene ausf hren Mit einem fest einprogrammierten Mastercode der ausgew hlten Personen vorbehalten bleiben sollte hat man unab h ngig von bereits eingegebenen Codenummern Zugang zu allen drei Ebenen vergl Abschnitt 1 Bedien und Anzeigeelemente Bild 22 zeigt die Frontseite des Reglers Darstellung der Stellgr e eines 3 Punkt Reglers H Heizen K K hlen Wert der Proze gr e Y X W oder Q Anzeige von Stellgr e Y Istwert X Sollwert W Durchflu Q Ausgangsrelais 1 Heizen Sollwert intern 1 Sollwert extern E emer oben Bei Kaskade Hauptregler 1 wm l1 ALAR Alarmrelais unten Hiltsregler 2 dargest
88. e Lauge Stromes genannt werden Der interne Sollwert W f r die S urezufuhr X1 wird durch Multiplikation aus dem Durchflu der Lauge Proze gr e X2 mit dem Verh ltnissollwert Wv gebildet 21 deutsch deutsch H DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 5 2 Reglerstruktur Verh ltnisregelung Aus der Gesamtstruktur ergibt sich durch Konfigurieren die im Bild 12 hervorgeho bene Struktur Verh ltnisregelung Die Basis bildet der PID Regler 2 PID Regler 1 bleibt unbenutzt Eingang 1 ist f r die Regelgr e X1 vorgesehen an Eingang 2 wird die ProzeBgr Be gelegt W1 ist der einzustellende Verh ltnissollwert Filter 1 Radizieren Sollwert begrenzung Multiplizierer _ PID Regler2 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung mit ext Ruickt Regler ausgang PID Regler Wirkungssinn Stellgr en begrenzung ext W e Verha E Kask POT1 St rgr Skali St rgr en aufschaltung Bild 12 Struktur Verh ltnisregelung Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 26 22 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 6 Regler mit Zusatzfunktionen f r Kaskadenregelung 5 6 1 Kaskadenregelung Bei einer Kaskadenregelung sind zwei Regelkreise so miteinander vermascht da der eine Regelkreis Hauptregelkreis dem anderen Hilfsregelkreis berlagert ist Man spricht deshalb auch von einem zweischleifigen Regelkreis Bild 13 Eo Xd2 Y2 x2 Hauptregler Hif
89. e and adaption functions can be used for the following control structures Standard controller Feed forward control Cascade control The tune and adaption modules optimise the parameters of PI and PID controller structures A P controller structure that produces a lasting system deviation in the stationary state in control systems with compensation is not optimised directly but is converted to a structure If only the two PI parameters proportional action coefficient Kp and reset time Tr derivative action time Td 0 are specified as starting parameters before commencing tuning or adaption a P controller structure is optimised If optimisation of a PID structure is required Td 0 1 sec must be set as the starting value for the derivative action time While the tune function involves direct calculation of controller parameters i e independently of the starting parameters the suitable choice of starting parameters is important with regard to the adaption function That is to say the respectively current controller parameters form the basis for the individual optimisation steps This is why you are advised to activate the tuning function when commissioning the controller for the first time thus arriving at a suitable set of starting parameters for use of the adaption module 172 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adapting a cascade controller In a cascade controller the main controller Controller 1 and the auxi
90. ed the terminals 35 and 36 have to be shorted by a wire see connection allocation 151 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER CJC Comp Comparison point compensation this function is only offered when using thermocouples When using internal compensation the thermocouple must lead directly to the terminals or a compensation line must be used CJC int Use of the internal sensor for comparison point compensation The temperature sensor is connected to the controller s connection terminals CJC ext Use of an external Pt 100 for cold junction compensation The Pt 100 must be fixed at the position where the thermo element is connected to the expansion line The Pt 100 sensor is then con nected to the terminals provided The connection can take place in either the 3 wire or 4 wire technique Frequency Frequency analog signals Fre Input of the connected sensor s maximum frequency Adjustment range 0 lt Fre lt 1000 in Hz Scaling All later inputs such as alarms and setpoint limits refer to the scaling values When using temperature sensors these values correspond to the sensors definition ranges see 4 3 PVh High scaling value assigned to the standard 20 mA or 10 V signals or the maximum frequency of the frequency analog signal When setting PVh one decimal place can be defined which then applies to PVI PV PV SPh and SPI Adjustment range 1999 lt PVh lt 9999 If with this set
91. ed to proceed as follows when using the self optimisation function by adaption 174 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 7 6 Step 1 Either use the tune function to determine starting parameters or select the starting parameters in the parameter definition level Controller option Set the proportional action coefficient Gain Kp to a value that will produce a lasting system deviation of lt 80 of the given setpoint change in the stationary process state Set the reset time Trto a very high value e g 9999 s Leave the derivative action time Td at 0 works setting if you are trying to optimise a PI structure or set the derivative action time Td to 0 1 if you wish to optimise a PI structure Step 2 Select options in the parameter definition level Adaption option Activate adaption Select Setpoint in several stages Step 3 Enter the required process setpoint in the process control level Under these conditions the process setpoint is set in up to 5 stages and in doing so the controller parameters are optimised in each stage english Operating the tuning and adaption functions Configuration and parameter definition levels Both in the configuration and also in the parameterisation levels first the Tune module and then the Adaption module can be used for adaption in the sub menus However Tune and Adaption cannot be run simultaneously cf Par 7 4 When the Tune on option is selected the controller pa
92. ed variable cannot be adjusted in this mode ext intW Via the binary input switching between the external set point set point which is given as an electrical signal via the 2nd input and the internal set point set point pre defined via the unit keyboard is possible This menu point is only available in the external set point controller structure Line of action inv no non inverted line of action inv yes inverted line of action 161 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER BinOut Definition of the binary output s function none Not active Alarm Output active when an alarm occurs man auto Output active in MANUAL mode Error Output active if one of the following errors occurs Input error Output error Internal error Ramp Definition of the parameters for the setpoint ramp off Setpoint ramp not active on Setpoint ramp active An entered setpoint is moved to via the setpoint ramp D Setpoint ramp pitch Adjustment range 0 lt 0 lt 999 Setpoint change per minute The setpoint ramp and the Tune or Adaption function in the case of cascade control adaption of the main controller cannot be executed simultaneously If the ramp function is activated in the configuration or parametrisation level Tune and Adaption are deactivated automatically in the AdapReg or AdapReg 1 menus Conversely activating Tune or Adaption in the configuration or parametrisation level deactivates the ramp function The
93. ellt Bargraph Regeldifferenz oder Istwert Zahlenwerte je Stelle Beschriftungsfeld ver ndern Stellgr e erh hen ia LED AUTOMATIK Kommastelle einstellen ec Umschaltung HAND AUTOMATIK Stelle auswahlen Anzeige von Stellgr e verringern Stellgr e Y Istwert X Sollwert W Durchflu Q istwert des Eingangs X1 bei Verh ltnisregelung Kommastelle gilt f r mehrere Parameter s Erkl rungen zu den Parametern Stellen Sie deshalb die Kommastelle rechtzeitig ein Annulieren eines eingestell ten Zahlenwertes Auswahl innerhalb des Men s bei Kaskadenregler Umschaltung der Darstellung von Haupt und Hilfsregler Weiterschalten in den Men s Eingabe best tigen 5 sec lang SELECT und ENTER Taste dr cken bergang zum Konfigurieren 5 sec lang SELECT Taste dr cken bergang zum Parametrieren Bild 22 Bedien und Anzeigeelemente des Reglers In der unteren H lfte der Frontplatte sind 6 Bedienelemente Tasten angeordnet Die Funktion dieser Bedienelemente h ngt von der Bedienebene ab siehe Abschn 6 3 6 5 und 6 6 In der oberen H lfte befindet sich eine LCD Klartextanzeige mit 2 Zeilen zu je 8 Zeichen Die dort erscheinende Anzeige hangt ebenfalls von der Bedienebene ab die gerade aktiv ist Die im Bild 22 dargestellte Anzeige betrifft die Ebene ProzeB bedienen 39 deutsch 6 3 ProzeBbedienen DIGITALER INDUSTRIEREGLER In der ProzeBbedienebene haben die 6 Bedienelemente die im Bild
94. en F r den Anschlu sind als Optionen die seriellen Schnittstellen RS 232 oder RS 485 PROFIBUS vorgesehen Mit dem Regler k nnen folgende Regelungsaufgaben gel st werden Festwertregelung Einschleifiger Regelkreis Festwertregelung mit St rgr enaufschaltung Folgeregelung externer Sollwert Verh ltnisregelung Kaskadenregelung Der Regler ist durch eine benutzerfreundliche Bedienung ausgezeichnet und besitzt eine gut ablesbare hinterleuchtete LCD Klartextanzeige Folgende Bedienhandlungen sind in unterschiedlichen Bedienebenen men unter st tzt ausf hrbar Konfigurieren Festlegen der Reglerstruktur Parametrieren Einstellen der Reglerparameter ProzeBbedienen Handeingriffe Die Konfigurier und Parametrierdaten werden f r den Fall eines Spannungsausfalls nullspannungssicher in einem EEPROM gespeichert Der digitale Industrieregler entspricht der Niederspannungs verordnung 73 23 EWG und der EMV Verordnung 89 338 EWG DIGITALER INDUSTRIEREGLER F r die einzelnen Bedienebenen kann eine unbefugte Bedienung durch frei wahlba re Benutzercodes ausgeschlossen werden Unabh ngig davon existiert ein fest einprogrammierter nicht ver nderbarer Mastercode mit dem man in alle Ebenen gelangt Dieser 4stellige Mastercode steht am unteren Rand dieser Seite Er kann ausgeschnitten und getrennt von dieser Bedienungsanleitung aufbewahrt werden Im Reg
95. enu End Controller structure Signal type D Ei mw ele 3 12 225 EE s Eil g ee eleje Z ee Contr_ Par Signal type A A Frequency 0 10V 0 20 4 20 m Scaling Setpoint limit Alarm mode AL abs E Alarm limit 100 Con a y PT100 Con 5 Y Fre Scaling Parameter Feed forward control Figure 31 Configuration menu for the feed forward control structure See Figures 28b and 28c for details of the Output Safety value Adaption and Options menu options 148 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER ul en g El i a 8 gt 5 zi 3 E B B gt 8 S 525 838357 ZS E 8652822 235 Controller structure 5 in Frequency Frequency Tune Are Y Fre en 5 5 gt Scaling Adaption Jer E 5 5 gt H A Setpoint limi Filter Kass Optimisa Ven steps tion steps SPh Ire e alle ao a 5 5 5 Alarm mode gt Transition Transition response response ES eg gt gt gt amp gt Figure 32 Configuration menu for the cascade control structure See Figures 28b and 28c for details of the O
96. eparat eingestellt werden Die Nachstellzeit Tn I Anteil des Reglers und die Vor haltezeit Tv D Anteil des Reglers sind f r beide Regler gleich 32 DIGITALER INDUSTRIEREGLER D Uberlappungsbereich Bei Verwendung des 3 Punkt PWM Ausgangs ergeben sich je nach Einstellung des Uberlappungsbereichs folgende Reglerverhalten im Bereich um den Sollwert Uberlappungsbereich negativ Uberlappungsbereich positiv Totbereich Uberlappung Stellgr Be Y Stellgr e Y 100 100 K hlen Heizen K hlen Heizen deutsch Regler Kennli Regler Kennli nie f r P Regler nie f r P Regler Bm gt Sollwert lw Sollwert lw Istwert X OLP lt 0 OLP gt 0 Bild 20 Uberlappungsbereich beim 3 Punkt PWM Signal Einstellbare Parameter T Periodendauer fiir das Schalten von Relais 1 Heizen T Periodendauer f r das Schalten von Relais 2 K hlen Olp berlappungsbereich Heizen und K hlen Funktionsblock 18 3 Punkt Schritt Signal Das 3 Punkt Schritt Signal kann zur Ansteuerung von motorisch angetriebenen Stellgliedern verwendet werden Ty ist dabei die Zeit die ben tigt wird um das Stellglied von einer Endposition in die andere zu fahren Einstellbare Parameter Gt Getriebelose Spiel des Getriebes beim Umschalten von vorwarts auf r ckw rts Xsd Unempfindlichkeitsbereich Erl uterung siehe Kapitel 6 5 4 Ty Stellzeit Motorlaufzeit 33 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER
97. er and PID controller 2 as the auxiliary controller Input 1 is used for the controlled variable PV1 of the main control loop and input 2 is used for the auxiliary controlled variable PV2 SP1 is the setpoint for the main control loop When the main controller is in AUTO mode it specifies the setpoint for the auxiliary control loop When the main controller is in MANUAL mode a setpoint SP2 for the auxiliary control loop can be set on the keyboard 120 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 1 Root erection Scaling 3C EM Em Input 1 eg Alarm abs Averh 2 P OL Gs zii ZE LXE Peek limiting Multiplier e pes EE Controller 2 Line of action Manipulated variable limiting output Controller 1 Line of action Manipulated variable limiting Input 2 9 Sp ratio E EW ES e off Feed forward Filter 2 Root extraction Scaling Feed forward control Figure 14 Cascade controller structure See Page 122 ff for a description of the function blocks english Controller 121 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Explanations of the controller structures function blocks Functional Block 1 Filter at Input 1 Using the filter the disturbance signals superimposed on the measured signal can be damped The filter is designed as a 1st order low pass filter The limiting fre
98. er des PWM Signals fiir Heizen Relais 1 Einstellbereich 1 lt T lt 999 9 in sec T Periodendauer des PWM Signals f r K hlen Relais 2 Einstellbereich 1 lt T lt 999 9 in sec 61 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Uberlappungsbereich Olp berlappungsbereich der Signale f r Heizen und K hlen Einstellbereich Xu lt Xol Xo lt Olp lt Xol Xo lt Ixul IXu lt Olp lt Xu Xul Betrag des unteren Skalierungswertes Xol Betrag des oberen Skalierungswertes Stellgr enbegrenzung Yho obere Stellgr enbegrenzung Heizen Relais 1 Einstellbereich Yhu lt Yho lt 100 0 in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs Heizen T Yhu untere Stellgr enbegrenzung Heizen Relais 1 Einstellbereich 0 0 lt Yhu lt Yho in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs Heizen T Yko obere Stellgr enbegrenzung K hlen Relais 2 Einstellbereich Yku lt Yko lt 0 0 in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs K hlen T Yku untere Stellgr enbegrenzung K hlen Relais 2 Einstellbereich 100 0 lt Yku lt Yko in bezogen auf die Periodendauer des PWM Ausgangs K hlen T Die obere Stellgr enbegrenzung Yho legt die maximale Einschaltdauer die untere Stellgr enbegrenzung Yhu die minimale Einschaltdauer des Ausgangsrelais 1 fest Die Eingabe der Einschaltdauer erfolgt prozentual zur Periodendauer T
99. eren Sollwertspr ngen wird dann nur noch die Adaption realisiert 74 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 7 5 12 T T T T 2 Sollwert t L L n gt 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Bild 41 Ubergangsverhalten mit k rzester Anregelzeit und 5 berschwingen t L 1 L 1 gt 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Bild 42 Aperiodisches Ubergangsverhalten ohne Uberschwingen Hinweise zum Einsatz des Tune und des Adaptions moduls Einbeziehbare Regelstrecken Die Adaption wurde in umfangreichen Laboruntersuchungen an einer Vielzahl unter schiedlicher Regelstrecken mit Erfolg getestet Die Anpassung bzw Optimierung der Reglerparameter durch das Tune und das Adaptionsmodul erfolgt zuverlassig bei dynamischen Prozessen mit Verz gerungsverhalten mit Totzeitverhalten mit schwingungsf higen Komponente sowie mit AllpaBverhalten Bei Regelstrecken ohne Ausgleich integrale Regelstrecken ist die Nutzung der im Regler integrierten Selbstoptimierungsmodule Tune und Adaption nicht m glich 75 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einbeziehbare Reglerausgange Die Module Tune und Adaption k nnen bei Reglerausgangen bzw Ausgangs signalen gem folgender Tabelle eingesetzt werden Reglerausgang Ausgangssignal Tune Adaption stetige Einheitssignale 0 10 V D D stetige Einheitssignale 0 20 mA x x Stetige Einheitssignale 4 20
100. ert Konfigurieren In der Konfigurierebene k nnen konkrete Reglerstrukturen ausgew hlt sowie die Ein und Ausg nge an die anzuschlie enden Sensoren und Aktoren angepa t werden Es k nnen zus tzlich alle Parametrierdaten eingegeben werden Der Regler befindet sich beim Konfigurieren immer im Betriebszustand HAND Nach Beenden des Konfigurierens nimmt der Regler den Betriebszustand ein den er vor dem Konfigurieren innehatte Parametrieren In der Parametrierebene k nnen auf der Basis der gew hlten Reglerstruktur die Reglerparameter eingegeben werden Es k nnen keine Einstellungen vorgenommen werden die die Reglerstruktur bzw die Ein und Ausgangstypen verandern Beim Umschalten in die Parametrierebene beh lt der Regler seinen Betriebszu stand bei Wird f r eine Dauer von 30 sec keine Taste bet tigt wird der Parametriermodus verlassen Alle bis dahin gemachten Eingaben werden bernommen ProzeBbedienen In der ProzeBbedienebene k nnen Sollwert und Istwert der Regelgr e und die Stellgr e angezeigt werden Der Sollwert kann sowohl im Betriebszustand HAND als auch im Betriebszustand AUTOMATIK eingestellt werden Im AUTO Betriebszustand kann durch das Einstel len des Sollwerts ein Selbstoptimierungsvorgang ausgel st werden siehe dazu Kapitel 7 Die Stellgr e l t sich dagegen nur im Betriebszustand HAND ver ndern Beim Einschalten des Reglers befindet man sich zun chst in der Ebene Proze be
101. eter werden dabei zun chst so eingestellt da der Regelkreis zu schwingen beginnt Aus dabei auftretenden kritischen Kennwerten wird auf eine g nstige Einstellung der Regler parameter geschlossen Voraussetzung f r die Anwendung dieser Methode ist nat rlich da der Regelkreis in Schwingungen gebracht werden darf Vorgehensweise Regler als P Regler einstellen d h Tn 999 Tv 0 Kp zun chst klein w hlen gew nschten Sollwert einstellen Kp solange vergr ern bis die Regelgr e eine unged mpfte Dauerschwingung ausf hrt Bild 44 x Istwert A T krit Zeit Bild 44 Verlauf der Regelgr Be an der Stabilit tsgrenze Der an der Stabilitatsgrenze eingestellte Proportionalitatsbeiwert Verst rkungs faktor wird als Kkrit bezeichnet Die sich dabei ergebende Schwingungsdauer wird Tkrit genannt 88 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Aus Kkrit und Tkrit lassen sich dann die Reglerparameter gem folgender Tabelle berechnen Einstellung der Parameter nach Ziegler und Nichols Reglertyp Einstellung der Parameter P Regler 0 5 Kkrit PI Regler Kp 0 45 Kkrit Tn 0 85 Tkrit PID Regler Kp 0 6 Kkrit Tn 0 5 Tkrit Tv 0 12 Tkrit Die Einstellregeln von Ziegler und Nichols sind f r P Strecken mit Zeitvergr erung erster Ordnung und Totzeit ermittelt worden Sie gelten allerdings nur f r Regler mit St rverhalten und nicht f r solche mit
102. etpoint is reached thus increasing the quality of the controller parameters A new setpoint is set in up to 5 stages However only as many steps are run through as are needed to find the optimum controller parameters Depending on the scaling range of the controller input PVI PVh P2l P2h the setpoint change must exceed a specific amount for adaption to take place In the following table you find the minimum set point changes to execute in dependence of the configured controller inputs 1 and 2 The data applies to activation of a setpoint in one stage Configured controller input minimum setpoint change to execute Standard signal 0 10 V PVh PVI 0 0135 Standard signal 0 20 mA PVh PVI 0 0135 Standard signal 4 20 mA PVh PVI 0 0169 Frequency analog signal PVh PVlu 0 0153 Pt 100 200 850 20 0 K Thermocouple type J 200 1200 C 16 5 K Thermocouple type K 200 1370 C 28 0 K Thermocouple type T 0 400 C 16 5K Thermocouple type R 0 1760 C 50 0 K Thermocouple type S 0 1760 C 50 0 K note P h PVh oder P2h P I PVI oder 21 f the setpoint change is too less this status is displayed by the code 07 see Par 7 6 Handling adaption if you have an inadequate knowledge of the process f you have an inadequate knowledge of the process time response and gain etc when commissioning a control system you are advis
103. etpoint limits Srh Srl High ratio setpoint limit Adjustment limit Srl lt Srh lt Prh Low ratio setpoint limit Adjustment limit Prl lt Srl lt Srh 150 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Cascade control Manipulated variable limiting main controller COh High manipulated variable limit Adjustment limit COI lt COh lt 100 in Low manipulated variable limit Adjustment limit 0 lt COI lt COh in 96 Direction of action Main controller Inv no The main controller PID controller 1 works with positive direction of action Inv yes The main controller PID controller 1 works with negative direction of action Sub menus of the main menu option NPUT 1 controller input 1 Signal type Frequency Input for a frequency analog signal 0 10 V Input for 0 10 V standard signal 0 20 mA Input for 0 20 mA standard signal 4 20 mA Input for 4 20 mA standard signal Pt 100 Input for connection of Pt 100 resistance thermometers TC type J TC type K TC type T Input for connection of thermocouples TC type R TC type S Root extraction This function is only offered when using standard signals off Root extraction function off on Root extraction function on Pt100 Connection Mode of connection of the Pt 100 sensor Pt100 3 Pt 100 sensor is connected by 3 wires 3 wire technique Pt100 4 Pt 100 sensor is connected by 4 wires 4 wire technique If a 3 wire connection is select
104. etrieren und beim Konfigurieren sind Zahlenwerte einzustellen Das kann mit Hilfe der Tasten Pfeil oben und Pfeil unten durchgef hrt werden Bild 25 zeigt das Prinzip des Einstellens von Zahlenwerten am Beispiel der Nachstellzeit eines Reglers Durch Dr cken der Taste Pfeil unten wird jeweils beginnend von der niedrigsten Stelle um eine Stelle nach links weitergeschaltet Stellenauswahl Die betreffende Stelle wird durch Blinken angezeigt Mit der Taste Pfeil oben kann der Wert der blinkenden Stelle von 0 bis 9 h chste Stelle von 1 bis 9 ver ndert werden Beim Dr cken der Taste ENTER wird der eingestellte Zahlenwert bernommen Wird nach dem Einstellen eines Zahlenwertes die SELECT Taste bet tigt dann wird dieser Wert verworfen und es erscheint wieder der urspr ngliche Zahlenwert in der An zeige Durch gleichzeitiges Dr cken der Tasten Pfeil oben und Pfeil unten wird das Komma jeweils um eine Stelle nach links verschoben Die Verschiebung der Kommastelle ist aber nicht bei allen Zahlenwerten m glich Die Parameter lassen sich nur innerhalb der vorgeschriebenen Einstellbereiche einstellen vergl Abschn 6 5 4 Wird ein Wert auBerhalb des zulassigen Einstell bereichs eingegeben so wird er beim Bet tigen der ENTER Taste auf die ber schrittene Bereichsgrenze gesetzt 11 0 0 9 9
105. fied in MANUAL mode Parameter Next Set definition process value setpoint END gt 4 E lt 7 5 sec 4 alx d a EA S 5 sec No w E operator E A action A AUTOMATIC mode MANUAL mode Y z END be SL Modify Configuration operator action W AT x variable TANK 5 sec aE 5 sec ek AC A END END Configuration Parameter Biss value setpoint definition Explanation Press key and No Y Operator action depending vor operation on the set process value Release key action WI Figure 24 Flow chart of the process operation level 137 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Setting numeric values Numeric values have to be set when setting a setpoint in the process operation level but also when defining parameters and when configuring This can be done by means of the Up arrow and Down arrow keys Figure 25 shows the principle of setting numeric values with reference to a controller s reset time T Pressing the Arrow down key will switch one position to the left each time starting with the lowest position Position selection The position will blink to indicate that it is selected By pressing the Up arrow key the value in the flashing position can be altered from 0 to 9 highest position from 1 to 9 The value set is saved by pressing the ENTER key If the SELECT key is pressed after entering a numeric value the value is cancelled and the original numeric again
106. fsregler Teilstrecke 2 Hilfsregelkreis 1 Sollwert geber Teilstrecke 1 Hauptregelkreis Bild 13 Kaskadenregelung Die Regelstrecke ist in die beiden Teilstrecken F und F aufgeteilt An der Teil strecke wird die Regelgr e X1 und an der Teilstrecke F die Hilfsregelgr e X2 gemessen Der Hilfsregelkreis besteht aus dem Hilfsregler F und der Teilstrecke F Der Sollwert f r den Hilfsregelkreis ist durch de Ausgangsgr e Y1 des Haupt reglers F gegeben der zusammen mit dem Hilfsregelkreis und der Teilstrecke F den Hauptregelkreis bildet Der Sollwert des Hauptregelkreises wird als W1 vorge geben Voraussetzung f r das Zusammenwirken der beiden Regelkreise ist da der Hilfs regelkreis ein schnelleres Zeitverhalten hat als der Hauptregelkreis d h da die wesentlichen Verz gerungen in der Teilstrecke F enthalten sind St rungen Z2 auf die Teilstrecke F werden vom schnelleren Hilfsregelkreis und St rungen Z1 auf die Teilstrecke F vom Hauptregelkreis ausgeregelt Beispiel Als ein Beispiel f r eine Kaskadenregelung bietet sich die Regelung der Temperatur in einem mit Hei dampf beheizten Beh lter an Dem langsamen Temperatur regelkreis mit dem Hauptregler Fp wird ein schneller Hilfsregelkreis zur Regelung des Durchflusses des HeiBdampfes untergeordnet 23 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 6 2 Reglerstruktur Kaskadenregelung Aus der Gesamtstruktur ergibt
107. g der Reglerparameter durchgef hrt wird Bedienung der Tune und Adaptionsfunktion Konfigurier und Parametrierebene Sowohl in der Konfigurier als auch in der Parametrierebene kann in den Unterme n s zur Adaption zun chst das Modul Tune und dann das Modul Adaption ein bzw ausgeschaltet werden Tune und Adaption k nnen aber nicht gleichzeitig ausgef hrt werden vgl Abschnitt 7 4 Bei der Option Tune ein erfolgt die Optimierung der Reglerparameter beim ersten Sollwertsprung Wird ein entsprechender Ausgang der Tabelle in Kapitel 7 5 genutzt so bewirkt die Option Adapt ein daf bei jeder weiteren Sollwert nderung eine Bewertung des Einschwingverhaltens der Regelgr e und gegebenenfalls eine Optimierung der Reglerparameter durchgef hrt wird Mit der Option Wf ja wird erreicht da innerhalb der Adaptionsfunktion ein neuer Sollwert in mehreren Stufen angefahren wird wobei jede dieser Stufen f r einen Optimierungszyklus genutzt wird Bei WTT nein findet die Optimierung in einer Stufe statt Mit der Option Xf ja bzw XT nein nimmt die Adaptionsfunktion eine Optimierung auf k rzeste Anregelzeit bei 5 berschwingen bzw auf aperiodi sches bergangsverhalten vor ProzeBbedienebene In der Ebene Proze bedienen ist keine direkte Beeinflussung der Adaption m glich Ein laufender Adaptionszyklus kann aber durch zweimaliges Bet tigen der HAND AUTOMATIK Taste abgebrochen werden Wird w hrend eines laufenden Adapt
108. gelvorgang bei Regelvorgang 0 Uberschwingen mit 20 Uberschwingen ks F hrung St rung F hrung St rung P Regler Tg Tg Tg Tg 03 ses KP 03 qus POT see KP O7 xo _ Tg a Tg Tg e Tg PReger 2 035 Kp 06 sig Kp 06 Ta 07 Tee Tn 1 2 Tg Tn 4 Tu Tn Tg 2 3 Tu Kp 0 6 Tg Kp 0 95 Tg 0 95 To Kp 1 2 Tg PiD Regler KP 96 Tks 095 p 095 Tks FP Tks Tn Tg Tn 2 4 Tu 1 35 Tg 2 Tv 0 5 Tu Tv 0 42 Tu Tv 0 47 Tu Tv 0 42 Tu Der Proportionalit tsfaktor Ks der Regelstrecke kann gem Bild 45 ber den Anstieg der Wendetangente d h ber AX At berechnet werden AY Stellgr en sprung Ks At AY AX Tg 90 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Abk rzungsverzeichnis 9 3 D Foi Fg2 Gt Hy Kp1 Kp2 Kps Olp T T Tds Tn Xtb Xv Xv Xvo Xvu YO Yo Yho Yhu Yko Yku Ys Steigung der Sollwertrampe Grenzfrequenz 3dB des Filters am Eingang 1 Grenzfrequenz 3dB des Filters am Eingang 2 Getriebelose Alarmhysterese Verstarkungsfaktor von PID Regler 1 oder 2 Verstarkungsfaktor gilt nur bei 3 Punkt PWM Signal Relais 2 K hlen Verst rkungsfaktor des Kompensationsgliedes St rgr Benaufschaltung Uberlappungsbereich Periodendauer des PWM Signals bez Relais 1 Periodendauer des PWM Signals bez Relais 2 Vorhaltzeit des Kompensationsgliedes St rgr enaufschal
109. h shortest initial stabilisation time 5 overshoot PV i 1 Setpoint english 08 06 actual value 0 4 0 2 L L 1 L 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Figure 42 Aperiodic transition response without overshoot 7 5 Notes on using the tuning and adaption module Includable controlled systems Adaption was tested in extensive laboratory tests on a number of different control systems Controller parameters are adapted or optimised reliably by the tuning and adaption modules in dynamic processes with a delay response with a dead zone response with components capable of oscillation and with all pass response It is not possible to use the tune and adaption self optimisation modules integrated in the controller in controlled systems without compensation integral controlled systems 171 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Includable controller outputs The tune and adaption modules can be used for controller outputs or output signals as listed in the following table Controller output output signal Tune Adaption continuous standard signals 0 10 V x x continuous standard signals 0 20 mA x x continuous standard signals 4 20 mA x x 2 point PWM signals D 3 point PWM signals x 3 point step signals with internal feedback D 3 point step signals with external feedback x Includable controller structures The tun
110. ht in die Parametrierebene umgeschaltet werden Abbrechen einer Selbstoptimierung siehe Abschn 7 6 ProzeBbedienebene Die Parametriermenis bilden eine Teilmenge des Konfiguriermen s In den Parametriermen s werden nur Parameter und Optionen angeboten durch die die gew hlte Reglerstruktur nicht ver ndert wird Es besteht kein Zugriff auf alle Konfigurationsdaten W hrend des Parametrierens bleibt der Regler in dem Zustand den er vor Eintritt in die Bedienebene Parametrieren innehatte vergl Bild 18 Verlassen wird die Bedienebene Parametrieren wenn im Parmetriermen der Men punkt ENDE ausgew hlt und die ENTER Taste bet tigt wird oder 30 Sekunden lang keine Taste bet tigt wurde Der Regler befindet sich dann wieder in der Ebene ProzeBbedienen Alle bis zu diesem Zeitpunkt vollzogenen Einstellungen werden bernommen Innerhalb der Bedienebene Parametrieren haben die Bedienelemente die gleiche Bedeutung wie in der Bedienebene Konfigurieren vergl Bild 20 Parametriermen s Die Parametriermen s f r die einzelnen Reglerstrukturen sind in den Bildern 27 bis 31 in Form von Ablaufdiagrammen dargestellt Sie enthalten jeweils die folgenden Hauptpunkte Regler 1 nur bei Kaskadenregelung Regler bzw Regler 2 Alarm GrenzenW Sollwertgrenzen Rampe St rgr Be nur bei St rgr Benaufschaltung Code Adap Reg bzw Adap Reg 1 nicht bei Externer Sollwert und Verh ltnisregelung Adap Reg 2 nur bei Kaskaden
111. hwortverzeichnis Seite 2 Punkt PWM Signal 12 31 61 3 Punkt PWM Signal 12 32 61 3 Punkt Schritt Signal 12 33 62 Adaption 72 ff Alarm absolut 12 28 54 57 Alarm relativ 12 29 54 57 Alarm Verh ltnis 12 36 Alarm Grenze 54 57 Alarm Modus 54 57 Alarmmeldung 12 Anstiegsantwort 85 86 Anzeigeelemente 39 Arbeitspunkt 29 34 36 59 Automatik Betrieb 38 40 41 Bedienebene 38 ff Bedienelemente 39 40 43 Bedienung 38 ff 43 68 Benutzercode 5 67 Bin rausgang 12 66 Binareingang 11 65 D Anteil 84 ff DISPLAY Taste 40 Einheitssignal 9 10 11 55 57 Einstellen von Zahlenwerten 42 Einstellregeln 72 88 ff ENTER Taste 40 43 Fehlermeldung 81 ff Festwertregelung 15 17 Filter 26 35 57 58 Folgeregelung 19 45 Hand Betrieb 38 40 41 HAND AUTO Taste 40 Hauptregelkreis 23 ff Hauptregler 23 ff 34 58 77 Hilfsregelkreis 23 ff Hilfsregeler 23 ff 77 l Anteil 84 ff Impulsausgang 61 Kaskadenregelung 23 45 53 55 71 Kompensationsglied 17 36 Konfigurieren 38 43 ff 79 Linearisierung 27 Mastercode 5 39 Nachstellzeit 29 34 58 59 86 ff P Anteil 84 87 Parametrieren 38 68 ff 79 PID Regler 29 34 84 ff 88 ff Seite Proportionalbeiwert 58 60 84 ff ProzeBbedienen 38 40 ff 79 Prozegr e 19 21 PWM Signal 12 31 32 61 62 Radizieren 55 57 Rampe 66 Regeldifferenz 15 Schalthysterese 34 63 Schnittstelle serielle 4 65 Schutzcode 67 Selbsteinstellung 64 Selbstoptimierung 64 72 ff Selbsttest 81 SELECT
112. ical value Voltage not inverted inverted 0 0 45V nactive active 1 13 35V active inactive Configurable functions Changeover between manual and automatic mode Changeover between external and internal setpoint Triggering alarms Safety value output Available only if controller input 2 has been configured for an external setpoint 44 Signal outputs Controller output The following output configurations are available Controller output for continuous signals Output for standard signal 0 10 V Terminals 33 and 34 max load current 5mA Accuracy 0 5 Output for standard signal 0 4 20 mA Terminals 32 and 33 max load resistance 600 Q Accuracy 0 5 Controller outputs for discontinuous signals 2 relays with one potential free changeover contact each Relay 1 Terminals 7 8 and 9 Relay 2 Terminals 10 11 and 12 107 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER The following output signals are configurable cf Sections 5 7 and 6 5 4 2 point PWM signal PWM Pulse width modulation 3 point PWM signal 3 point step signal 3 point step signal with external feedback position control Electrical data of the relay AC DC Max switched voltage 250 V 300 V Max switched current 5A 5A Max switched power 1250 VA 100 W at 24V 30 W at 250V Binary output Terminals 21 and 22 max load current 20 mA Configurable line of action not
113. ie Einschub ffnung eingef gt Danach werden die beiden Halterungselemente wieder in die oben und unten am Geh use angeordneten Bolzen eingerastet und die darin befindlichen Gewindebolzen von hinten eingedreht Einschub ffnung in Schalttafel B x H Au enma e des Reglers B x H x T 92 x 92 mm 0 8 mm 96 x 96 x 173 mm Gewicht des Reglers 960g Schutzgrad IP 65 frontseitig bei Verwendung der beigef gten Dichtung Betriebstemperatur 0 bis 50 Lagertemperatur 20 bis 60 H ACHTUNG Zur Gew hrleistung der elektromagnetischen Vertraglichkeit EMV muB die Schraubklemme TE Technische Erde mit einem m glichst kurzen Kabel 30cm 2 5 mm auf Erdpotential gelegt werden 4 ANSCHL SSE 4 1 AnschluBbelegung el ED EO s ED ED amp m mD us 20 ED e H ED EO ED mlel sml 9 cu El ei D ED RIED DJ ED 20 ED ED Biest ED EDI lt ED LO ED a EDI 8 ED RERE Anschlu a ell Technische Erde elo amp Si Bild 2 R ckseite des Reglers DIGITALER INDUSTRIE
114. ime of the output relay 1 while the other manipulated variable limit Chl defines its minimum on time On times are entered as a percentage of the period T The low manipulated variable limit Ccl defines the maximum on time while the high manipulated variable limit Cch defines the minimum on time of the output relay 2 On times are entered as a percentage of the period T 3 point step Three point step signal Backlash Gt Backlash for direction reversal Adjustment range 0 0 lt Gt lt 10 0 Entry as a percentage of the motor running time TCO Motor run time TCO Run time from one end position to the other Adjustment range 1 0 lt TCO lt 999 9 in sec 158 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Insensitivity Psd Position Within this range none of the output relays are active The change of the manipulated variable must exceed the value set here in order that the connected motor drive will be actuated Setting range 0 4 lt Psd lt 20 0 Entered as percentage of motor running time TCO 3 point step signal with external feedback for position control Insensitivity zone Psd Insensitive range between the two switching characteristics Setting range 0 2 lt Psd lt 20 0 in of the manipulated variable english The insensitive range defines a range of the manipulated variable in which neither of the two output relays which drive the motor are actuated This manipulated variable ra
115. in der Ebene Proze bedienen 40 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 24 veranschaulicht die Bedeutung der Bedienelemente in der Ebene Proze bedienen in Form eines Ablaufgraphen Es wird davon ausgegangen daf sich der Regler in einem der Betriebszust nde HAND oder AUTOMATIK befindet Das Um schalten zum n chsten Proze wert ber die DISPLAY Taste und das Einstellen des Sollwertes ber die Tasten Pfeil oben und Pfeil unten kann sowohl im Betriebszu stand HAND als auch im Betriebszustand AUTOMATIK erfolgen Eine Anderung der Stellgr Be ist nur im Betriebszustand HAND m glich Nachster Sollwert Parametrieren ee einstellen ENDE Keine Bedien handlung Betriebszustand AUTOMATIK p en Betriebszustand HAND ENDE Konfigurieren Keine Bedien handlung wj v Stellgr e ndern Gd Y ENDE Enoe N chst Konfigurieren Parametrieren Prozess Uri Steak Erlauterungen Taste dr cken i Und LY Bedienhandlung in Abh ngigkeit gt d v Oder handlung w vom eingestellten Proze wert Bild 24 Bedienstruktur und Bedienabl ufe in der Ebene Proze bedienen 41 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellen von Zahlenwerten Beim Sollwerteinstellen in der Ebene Proze bedienen aber auch beim Param
116. ing while relay 2 controls the dropout winding Imp no Pulse valve is not used Imp yes Pulse valve is used 3 point PWM 3 point PWM signal Period Tt Period of the PWM signal for Heating Relay 1 Adjustment range 1 lt T lt 999 9 in sec T Period of the PWM signal for Cooling Relay 1 Adjustment range 1 lt T lt 999 9 in sec 157 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Overlap zone Olp Overlap zone of the signals for Heating and Cooling Adjustment range PVI lt PVh PVh lt Olp lt Pvh PVh lt Ipvil PVIl lt lt PVII PVI Amount of the low scaling value PVh Amount of the high scaling value Manipulated variable limiting Chh Upper manipulated value limit Heat Relay 1 Setting range Chl lt Chh lt 100 0 in 96 with reference to the time period of the PWM output Heat T Chi Lower manipulated value limit Heat Relay 1 Setting range 0 lt Chl lt Chh in with reference to the time period of the PWM output Heat T o Cch Upper manipulated value limit Relay 2 Setting range cl lt Cch lt 0 0 in 96 with reference to the ime period of the PWM output Cool T zo Cel Lower manipulated value limit Cool Relay 2 Setting range 100 0 lt lt Cch in 96 with reference to the time period of the PWM output Cool T The high manipulated variable limit Chh defines the maximum on t
117. inn angesteuert werden soll Bei positivem Wirkungs sinn steigt das Ausgangssignal Y des PID Reglers 2 mit wachsender Regeldifferenz Xd bei negativem Wirkungssinn nimmt es ab Optionen Inv nein positiver Wirkungssinn Inv ja negativer Wirkungssinn 29 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER YA positiver Wirkungssinn negativer Wirkungssinn gt 9 Xd Regeldifferenz Bild 17 Wirkungssinn am Beispiel des P Reglers Funktionsblock 12 Stellgr enbegrenzung ber diesen Funktionsblock kann festgelegt werden in welchem Bereich sich die Stellgr e Y bewegen darf Einstellbare Parameter Yo maximaler Wert der Stellgr Be Yu minimaler Wert der Stellgr e Bei 3 Punkt PWM Signalen kann der Bereich Heizen K hlen getrennt begrenzt werden Wenn sich die Stellgr en an einer Begrenzung befinden wird die Integratorabschaltung aktiv Yho max Wert der Stellgr e heizen Relais 1 Yhu min Wert der Stellgr e heizen Relais 1 Yko max Wert der Stellgr e k hlen Relais 2 Yku min Wert der Stellgr e k hlen Relais 2 Bei einem 3 Punkt Schritt Ausgang ohne externe R ckf hrung ist die Stellgr en begrenzung nicht verf gbar Funktionsblock 13 Sicherheitswert Hier wird die Stellgr e vorgegeben die bei Auftreten einer St rung oder bei Akti vierung des Bin reingangs bei konfigurierter Funktion Sicherheitswert ausgeben Siehe Abschn 6 5 4 ausgegeben werden soll Einste
118. int tracking 162 Setpoint external 107 116 146 165 Setpoint iternal 107 Setting numeric values 138 Signal continuous 107 127 Signal discontinuous 107 Signal frequency analog 105 151 152 Standard controller 109 111 112 165 Status display 176 Step response 180 Switching hysteresis 130 159 System deviation 111 Thermocouple 106 151 152 Tuning 160 168ff Transition response 160 Up arrow key 136 139 User code 101 188 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 9 5 Configuration Structur of the controller Input 1 Input signal type Root function yes no Scaling PVh PVI Frequency Alarm mode rel abs Alarm limit PV PV Hy Input filter Foi Fg2 Set point limit SPh SPI lt 2 Input 2 D Input signal type Root function yes no Scaling PVh PVI Frequency Alarm mode rel abs Alarm limit PV PV Hy Input filter Fg1 Fg2 Set point limit SPh SPI In the case of feed forward control Setting the Parameters of the PDT1 element Kps Tds Ts PVO Controller 1 1 2 Tr Td Pdb coo Controller 2 Kp1 Kp2 Tr Td Pdb Coo 189 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Output Continuous Position 2 point PWM signal 3 point PWM signal 3 point step signal Safety COs Adaption Controller 1 Tune Adaption Optimation steps transition rsponse Adaption Controller 2 Tune Adaption Optimation steps transition response
119. inverted inverted Logical value Output not inverted inverted 0 high resistance inactive active 1 17 5 24 V active inactive Configurable functions Signal Alarm has occurred Signal Error has occurred Signal VANUALmode Outputs for alarms 2 relays with one potential free changeover contact and internal connected bose see connection diagram Relay 3 Terminals 1 2 and 3 Relay 4 Terminals 3 4 and 5 Configurable alarms Alarm absolute Alarm relative Alarm ratio Electrical data of the relay AC DC Max switched voltage 250 V 300 V Max switched current 5A 5A Max switched power 1250 VA 100 W at 24V 30 W at 250V 108 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 5 1 CONTROLLER STRUCTURES Overall Structure of the Digital Industrial Controller Figure 4 shows the overall structure of the digital industrial controller in the form of a signal flow chart In addition to function blocks it contains function selectors which are used to set a concrete controller structure when configuring the controller The following concrete controller structures can be configured on the basis of the overall structure Controller for single control loop Standard controller structure Controller with additional functions for feed forward control Feed forward controller structure Controller with additional functions for follow up control External setp
120. ionszyklus eine Sollwert nderung vorgenom men dann wird die Adaption abgebrochen und ein neuer Adaptionszyklus auf der Basis des neuen Sollwertes entsprechend der beim Konfigurieren bzw Parametrieren gewahlten Option initialisiert 79 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Statusanzeigen Ein laufender Adaptions bzw Tune Zyklus wird im Bedienmodus durch die im 5 Sekunden Takt blinkende Statusmeldung Adap bzw Tune in der zweiten Zeile des Displays angezeigt Bestimmte Zust nde und Reglereinstellungen k nnen dazu f hren da kein Start eines Adaptionszyklus erfolgen kann Die jeweilige Ursache wird Uber die Status meldung nicht bereit sowie durch einen zweistelligen Code f r die Dauer von 5 sec im Display angezeigt Code Bedeutung 01 Externe Sollwertvorgabe aktiv 02 Sollwertnachf hrung aktiv 03 Sollwertrampe aktiv 04 Instation rer Zustand der Me gr e 05 Hauptregler nicht im Zustand HAND nur bei Kaskadenregelung 06 Unterlagerter Regler nicht im Zustand AUTOMATIK nur bei Kaskadenregelung 07 Mindestaufl sung unterschritten Sollwert nderung zu gering 80 DIGITALER INDUSTRIEREGLER FEHLERMELDUNGEN UND WARNUNGEN Der digitale Regler f hrt nach jedem Einschalten einen Selbsttest durch Im Rah 8 men dieses Selbsttests werden der Datenspeicher der Programmspeicher und der nullspannungssichere Speicher berpr ft Weiterhin werden w hrend des Betriebes des Reglers die
121. is used for the control variable PV1 and the process variable PV2 is applied to input 2 SP1 is the ratio setpoint that has to be set Filter 1 Root extraction Scaling Setpoint limiting Arel Multiplier Controller 2 Manipulated variable limiting Line of action variable limiting Filter 2 Root extraction Scaling ratio cascade 8 2 FBomrstep signal with Lm Controller output Le coi 7 Controller 1 Line of action Manipulated Feed forward control Figure 12 Ratio controller structure See Page 25 ff for a description of the function blocks 118 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 6 5 6 1 Controller with additional functions for cascade control Cascade control In a cascade control two control loops are interlinked so that one control loop the main control loop is superimposed on the other the auxiliary control loop We therefore speak of a double control loop Figure 13 V A 5 1 PVdi CO PVd2 coz Pv2 Pvt gt Fri gt Fm gt fe gt Fri gt Setpoint Main controler Auxiliary Subsystem 2 Subsystem 1 generator controller Auxiliary control loop Main control loop Figure 13 Cascade control The controlled system is split into the two subsystems F and
122. isses von Regelgr e X1 zu Proze gr e X2 eine obere Grenze ber oder eine untere Grenze unter schreitet Alarm Verh ltnis relativ Die Alarmrelais werden bet tigt wenn die Regeldifferenz des Verh ltnisses einen oberen Grenzwert ber oder einen unteren Grenzwert unterschreitet Die Grenzwerte f r eine Alarmmeldung sind hier also auf den Verh ltnissollwert bezogen relativ Einstellbare Parameter X1 oberer Grenzwert f r Alarmmeldung Istwert Eingang 1 X1 unterer Grenzwert f r Alarmmeldung Istwert Eingang 1 Xv oberer Grenzwert f r Alarmmeldung Istwert Verh ltnis Xv unterer Grenzwert f r Alarmmeldung Istwert Verh ltnis Hy Schalthysterese 36 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 29 Wirkungssinn Hier kann ber Strukturschalter eingestellt werden ob das Ausgangssignal Y1 des PID Reglers 1 Hauptregler bei Kaskadenregelung mit positivem oder mit negati vem Wirkungssinn genutzt werden soll Bei positivem Wirkungssinn steigt das Aus gangssignal mit wachsender Regeldifferenz Xd1 bei negativem Wirkungssinn nimmt es ab vergl Funktionsblock 11 Optionen Inv nein positiver Wirkungssinn Inv ja negativer Wirkungssinn 37 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER BEDIENUNG Bedienebenen Der Regler besitzt die Betriebszustande HAND und AUTOMATIK Die Bedienung kann sowohl im Betriebszustand HAND als auch im Betriebszustand AUTOMATIK erfolgen Sie ist in 3 Ebenen geglied
123. l P Anteil P Anteil gt t 17 t Nachstelzeit Tn Vorhaltzeit Tv Sprungantwort des PID Reglers Anstiegsantwort des PID Reglers 86 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Realisierter PID Regler D Anteil mit Verz gerung Im digitalen Regler ist der D Anteil mit einer Verz gerung T realisiert T 1 3 Tv Funktion T 9Y v kg 94 unktion dt d d Sprungantwort X A Xd p lt gt berlagerung von P I und DT Anteil Funktion des realen PID Reglers TE Y Kp Xd d Xd dt Tv 9 Sprungantwort des realen PID Reglers XA Xd Kp T Kp Xd 87 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellregeln f r PID Regler In der regelungstechnischen Literatur werden eine Reihe von Einstellregeln angege ben mit denen auf experimentellem Wege eine g nstige Einstellung der Regler parameter ermittelt werden kann Um dabei Fehleinstellungen zu vermeiden sind stets die Bedingungen zu beachten unter denen die jeweiligen Einstellregeln aufge stellt worden sind Neben den Eigenschaften der Regelstrecke und des Reglers selbst spielt dabei eine Rolle ob eine St rgr en nderung oder eine F hrungs gr Ben nderung ausgeregelt werden soll Einstellregeln nach Ziegler und Nichols Schwingungsmethode Bei dieser Methode erfolgt die Einstellung der Reglerparameter auf der Basis des Verhaltens des Regelkreises an der Stabilitatsgrenze Die Reglerparam
124. larm limit Hy Switching hysteresis 124 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Function block 9 Alarm relative This function actuates the alarm relays when the system deviation exceeds a high limit or falls below a low limit In this case therefore the limits are referred to the setpoint relative This alarm function is not available when ratio control is configured High limit violation Alarm via relay 3 Low limit violation Alarm via relay 4 Adjustable parameters PV High alarm limit PV Low alarm limit Hy Switching hysteresis english Function block 10 PID controller 2 This function block is a parameter definable PID controller that can be used either as a single controller or as an auxiliary controller within the scope of cascade control Adjustable parameters Kp Amplification factor Tr Reset time Td Derivative action time COO Operating point Function block 11 Line of action Here a function selector can be used to set whether the actuator is to be triggered with a positive or negative line of action When a positive line of action is set the output signal CO of PID controller 2 increases along with rises in the system deviation PVd while it decreases when the line of action is negative Options Inv no positive line of action Inv yes negative line of action 125 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER co Positiveline of action Negative line of action 0 PV
125. ler again see Parameterisa tion english Config defetive The configuration data stored in the The controller switches to MANUAL Configure the con troller again see data stored in the EEPROM is defective EEPROM is mode and remains Configuration defective the self test phase SP def The status data The controller Set the setpoint stored in the switches to MANUAL again and then EEPROM is mode switch the controller defective to AUTO mode KalDef The calibration The controller This fault cannot assumes the status it was in before switching off The controller operates with limited accuracy be remedied by the user 177 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Error message Cause Controller status Remedy Int Err An error has been detected at the first controller input Controller switches to MANUAL mode Check and repair the connected sensor and wiring The controller remains in MANUAL mode and may have to be switched back to AUTO mode by way of the keyboard In2Err 2 An error has been detected at the 2nd controller input Controller switches to the MANUAL mode Check and repair the connected sensor and wiring The controller remains in MANUAL mode and may have to be switched back to AUTO mode by way of the keyboard OutErr An error has been detected at the controller output Controller switches to the MANU
126. ler sind Algorithmen zur Selbstoptimierung Selbsteinstellung und Adapti Q on implementiert ber die im geschlossenen Regelkreis selbstt tig eine Anpas 7 sung der Reglerparameter an den Proze erfolgt Bild 1 zeigt ein Ubersichtsschema zum Regler 5 Parametrierbarer PID Regler konfigurierbar als Standardregler Regler f r Folgeregelung Regler f r Verh ltnisregelung Regler f r St rgr enaufschaltung Regler f r Kaskadenregelung Skalierbare Eing nge Selbstoptimierung Selbsttest und Fehlermeldung Funktionen 7 DD VC Analog Regler 0 20 mA Ausgang 4 20 mA eingang 1 m Thermool 2 o Ei Relais 3 Punk PWM EH 2 JS Ausgang 3 PunktSchrit wm Regler 0720 mA gt 3 Punkt Schrill ext pt eingang2 4 20 ma Digitaler 2 ie Industrie Alarm Ausgang gt Bin reingang gt Regler Bin r Ausgang gt g Spannungsversor 115v 9 5 D 2 m Spannungsversor c E RS 485 PROFIBUS e S gung f r Sensoren s o o o Bedienung Anzeige Bild 1 bersichtsschema p gt Mastercode f r den digitalen Industrieregler 8575 deutsch e DIGITALER INDUSTRIEREGLER INSTALLATIONSHINWEISE Der Regler ist f r den Einbau in Schalttafeln konzipiert Am Regler sind zunachst die beidseitig eingerasteten Halterungselemente durch Schwenken entgegen dem Uhrzeigersinn zu entfernen Der Regler wird einschlieBlich der beigef gten Gummi dichtung von vorn in d
127. liary controller Controller 2 are adapted separately Adapting the auxiliary controller The auxiliary controller can only be adapted if it is in AUTOMATIC mode and the main controller is in MANUAL mode This is why the main controller must be switched to MANUAL mode at the start of an adaption A setpoint change SP2 must then be implemented for the auxiliary controller The main controller must be returned to AUTOMATIC mode once adaption of the auxiliary controller has been completed Adapting the main controller The main controller can only be adapted if both controllers are in AUTOMATIC mode and adaption of the auxiliary controller has been completed This is why the main controller must not be returned to AUTOMATIC mode until the auxiliary controller has been adapted A setpoint change SP1 must then be implemented for the main controller Adaption of the main controller is cancelled if the auxiliary controller is switched to MANUAL mode during adaption english Starting up to the setpoint in stages If it can be expected that the set starting parameters are at a distance from the optimum controller parameters a new setpoint can be set in stages Figure 43 PV A 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 gt t Figure 43 Example of starting up to a setpoint in 3 stages with one adaption cycle each 173 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Accordingly several adaption cycles are run until the required s
128. lies with the 73 23 EWG Low Voltage Regulations and the EMC 89 2338 EWG Regulations 100 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Unauthorized operation of the individual operator control levels can be rendered impossible by a free choice of user codes Regardless of this a permanently programmed and invariable master code exists which allows access to all levels This 4 digit master code can be found on the bottom margin of this page It can be cut out and stored separately from the instruction manual Self optimization algorithms for self adjustment and adaption are implemented in the controller and ensure automatic adaption of the controller s parameters to the process in the closed control loop Figure 1 shows an overview of the controller frequency eg Control 0 20 mA 4 20ma ipu A thermocouple 0 10V Conto Zi input 2 4 20 mA frequency Binary input gt Power supply nsv for controllers 230V Power supply 24V for sensors PID Controller usable for fixed setpoint control follow up control ratio control fixed setpoint with feed forward control cascade control Scaleable inputs Self optimisation Self test and error report Figure 1 Overview diagram Functions 2 eo igi a 2 Digital E El Industrial Controller gt Q o s i E 5 E z 2 n Operation E dm L 2 point PWM 3 point PWM 3 point ste
129. llbarer Parameter Sicherheitswert der Stellgr e 30 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 14 Stellgr eneinstellung von Hand Dieser Funktionblock ist in der Ebene Proze bedienung aktivierbar Die Stellgr en einstellung von Hand ist nur im HAND Betriebszustand des Ger tes m glich Das Stellglied wird vom Regler weggeschaltet und mit der zuletzt berechneten Stellgr Be angesteuert Der Wert kann jetzt durch die Pfeiltasten ver ndert werden siehe Abschn 6 3 Funktionsblock 15 Stetiges Signal deutsch Die Stellgr e Y wird als stetiges Signal Ra siehe z B Bild 6 ausgegeben Es k nnen drei Einheitssignale gew hlt werden Einheitssignal 0 10 V kinheitssignal 0 20 mA Einheitssignal 4 20 mA Funktionsblock 16 2 Punkt PWM Signal 2 Punkt Ausgang Bei Verwendung eines schaltenden Ausgangs wie den 2 Punkt PWM Ausgang mu die stetige Stellgr e Y die der PID Regelalgorithmus berechnet in ein schal tendes Signal umgeformt werden Diese Umformung geschieht ber ein PWM Glied PWM Puls Weiten Modulation Das Relais wird mit einer Umschaltdauer getaktet die proportional Y ist Damit wird ein quasi stetiges Verhalten erzielt Die Periodendauer T des PWM Signals mu an die Regelstrecke angepaBt werden Ra tein taus lt gt lt gt Relais ein tein T Y Relais aus gt t 0 lt gt T Bild 18 2 Punkt PWM Signal Y l T 100 t Y 100 96 T ei
130. mA 4 20 mA Input for a frequency analog signal Input for 0 10 V standard signal Input for 0 20 mA standard signal Input for 4 20 mA standard signal Root extraction v off Root extraction function off Root extraction function on 153 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Scaling P2h High scaling value Adjustment range 1999 lt P2h lt 9999 When setting P2h a decimal point position can be defined which is then also valid for 21 and PVO If with this setting the value is below the lower scaling value the lower scaling value will be set to the same value as the upper Pal Low scaling value Adjustment range 1999 lt P2l P2h Feed forward control Applicable to the feed forward control structure only Kps Proportional action coefficient gain of the PDT1 element Adjustment range 999 0 lt Kps lt 999 9 Tds Derivative action time of the PDT1 element Adjustment range 1999 lt Tds lt 9999 in sec Ts Time constant of the PDT1 element Adjustment range 0 lt 5 lt 9999 in sec Pv0 Operating point Adjustment range 21 lt PVO lt P2h Filter 2 Fg2 Limiting frequency 3 dB of the filter at input 2 Adjustment range 0 1 lt Fg2 lt 20 0 in Hz 0 1 Hz strong damping time constant 1 6 sec 20 Hz weak damping time constant 0 01 sec Sub menu of the main menu option Controller 1 Only when using the cascade control structure RPar 1 Controller parameter of the main
131. mes Tu and Tg are derived from the progression of the actual value of the control variable Figure 45 Ks is the proportional action coefficient gain of the control system LY Actual value Ks ACO gt t Tu Tg Figure 45 Progression of the controlled variable after a manipulated variable change ACO Method Set the controller to MANUAL mode Output a manipulated variable change and record the controlled variable with a recorder Switch off in good time if you encounter critical progressions e g a risk of overheating ES NOTE Pay attention to the fact that in thermally inert systems the actual value of the controlled variable may increase further after switching off 185 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER The following table lists the settings for the controller parameters depending on Tu Tg and Ks for command and disturbance response and for an aperiodic control operation as well as a control operation with 20 overshoot They apply to systems with a P response with a dead time and with a delay of the 1st order Parameter settings according to Chien Hrones and Reswick Parameter settings Controller aperiodic control operation control operation with type 0 overshoot 20 overshoot Command Disturbance Command Disturbance P controller Kp 03 2 Kp 03 2 Kp 07 2 Kp 07 2 controler SP 03 Ks 0709 Tg 977
132. n punkt Regler 1 Nur bei Struktur Kaskadenregelung RPar 1 Reglerparameter des Hauptreglers bei Kaskadenregelung 1 Verstarkungsfaktor Einstellbereich 0 001 lt Kp1 lt 999 9 Nachstellzeit Einstellbereich 0 4 Tn lt 9999 in sec Bei der Einstellung 9999 ist der I Anteil des Reglers abgeschaltet P oder PD Regler 58 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Tv Xtb Yo Vorhaltezeit Einstellbereich 0 0 lt Tv lt 9999 in sec Bei der Einstellung 0 ist der D Anteil des Reglers abgeschaltet P oder Pl Regler Totbereich um den Sollwert In diesem Bereich reagiert der PID Regler nicht auf Anderungen der Regelgr e Einstellbereich 0 001 lt Xtb lt 10 in 96 bezieht sich auf den Skalierungsbereich X10 X1u Arbeitspunkt des Reglers Einstellbereich Yu lt YO lt Yo in bezogen auf die Stell gr e Untermen zum Hauptmen punkt Regler Regler 2 Rpar 2 Reglerparameter des Einfachreglers bzw Reglerparameter des untergelagerten Reglers bei Kaskadenregelung 1 2 Tn Tv Verstarkungsfaktor 1 Einstellbereich 0 001 lt Kp1 x 999 9 Bei einem 3 Punkt PWM Signal bezieht sich Kp1 nur auf das Aus gangsrelais 1 Heizen Verst rkungsfaktor 2 Einstellbereich 0 001 lt Kp2 x 999 9 Kp2 gilt nur f r 3 Punkt PWM Signale und bezieht sich auf das Ausgangsrelais 2 K hlen Nachstellzeit Einstellbereich 0 4 lt Tn lt 9999 in sec Bei
133. nach Sollwertanderung Adapt aus Die Adaption wird nicht durchgef hrt Optimierungsschritte WTT nein Ein neu eingegebener Sollwert wird in einem Schritt angefahren WIT ja Ein neu eingegebener Sollwert wird in mehreren Schritten angefah ren maximal 5 Sollwertschritte In jedem Schritt erfolgt eine Optimierung der Reglerparameter bergangsverhalten XT nein Es wird eine Optimierung auf aperiodisches bergangsverhalten ohne berschwingung der Regelgr e vorgenommen Dies f hrt zu einer entsprechend l ngeren Anregelzeit siehe Abschn 7 Xf ja Es wird eine Optimierung auf k rzeste Anregelzeit mit ca 5 berschwingen vorgenommen 64 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermen s zum Hauptmen ZUSATZE Sprache Festlegung der Dialogsprache Deutsch Englisch Franz sisch Seriell Dieser Men punkt erscheint nur wenn die Schnittstellenkarte RS 232 RS 485 Profibus eingebaut ist siehe Bedienungsanleitung zur seriellen Schnittstellenkarte RS 232 RS 485 Profibus BinEin Festlegung der Funktion des Bin reinganges nicht nicht in Betrieb Alarm Uber den Bin reingang wird das Alarmrelais 1 geschaltet man auto ber den Bin reingang wird zwischen HAND und AUTOMATIK ge schaltet Sicherh ber den Bin reingang wird der Sicherheitswert ausgegeben Regler schaltet in den Zustand HAND In diesem Zustand kann die Stellgr e nicht verstellt werden ext intW ber den Bin reingang kann zwischen exter
134. nem Sollwert Sollwert der als elektrisches Signal ber den 2 Reglereingang vorgegeben wird und internem Sollwert Sollwert der ber die Tastatur des Ger ts vorgegeben wird umgeschaltet werden Dieser Men punkt ist nur bei der Reglerstruktur externer Sollwert verf gbar Wirkungssinn inv nein nichtinvertierter Wirkungssinn inv ja invertierter Wirkungssinn 65 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER BinAus Festlegung der Funktion des Bin rausgangs nicht nicht aktiv Alarm Ausgang aktiv wenn Alarm aufgetreten ist man auto Ausgang aktiv bei HAND Betriebsstart Fehler Ausgang aktiv wenn einer der folgenden Fehler aufgetreten ist Eingangsfehler Ausgangsfehler interner Fehler Rampe Festlegung der Parameter f r die Sollwertrampe aus Sollwertrampe nicht aktiv ein Sollwertrampe aktiv Ein eingegebener Sollwert wird ber die Soll wertrampe angefahren D Steigung der Sollwertrampe Einstellbereich 0 lt D lt 999 Sollwert nderung pro Minute Die Sollwertrampe und die Tune bzw die Adaptionsfunktion bei Kaskadenregelung die Adaption des Hauptreglers k nnen nicht gleichzeitig ausgef hrt werden Wird in der Konfigurier oder Parametrierebene die Rampenfunktion eingeschaltet so wird in den Men s AdapReg bzw AdapReg 1 automatisch Tune und Adaption ausge schaltet Andererseits bewirkt ein Einschalten von Tune oder Adaption in der Konfi gurier oder Parametrierebene da die Rampenfunktion
135. nge must be exceeded to obtain a change of direction of the drive Switching hysteresis Psh Switching hysterisis of the relay The switching hysterisis defines the distance between the switch on and switch off point of an output relay Setting range 0 1 lt Psh lt 10 0 as of the manipulated variable Condition Psh lt 0 5 Psd Manipulated variable limiting COh COI Upper manipulated variable limit Setting range COI lt COh lt 100 0 as of the manipulated variable Lower manipulated variable limit Setting range 0 lt COI lt COh as of the manipulated variable 159 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Sub menu of the main menu optional SAFETY safety value COs Safety value for the manipulated variable This value is output if one of the following events occurs Error at the input Internal error Binary input becomes active and is configured for output of the safety value Adjustment range lt COs lt COh For 3 point Output Ccl lt COs lt Cch or Chl lt COs lt Chh in SUB MENU of the main menu option AdapCont Tune Function for self optimisation of the controller parameters by self adjustment see Section 7 when using an output for standard signals 2 point PWM signals and 3 point PWM signals Tune on Self adjustment takes place after a setpoint change Tune off The Tune function is not used Adaption Function for self optimi
136. nzung E 29 St gt gt ENG 07 Y1 PID Regler 1 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung Eingang2 gt 94 E P VE extwe 726 6 N j gt Kask Gi x2 gt St rgr gt aus Filter 2 Radizieren Skalieren St rgr en aufschaltung Bild 6 Struktur Standardregler Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 26 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5 3 5 3 1 5 3 2 Regler mit Zusatzfunktionen f r St rgr enaufschaltung Einschleifiger Regelkreis mit St rgr enaufschaltung Bei Regelstrecken kann durch Aufschalten der St rgr Be das Regelverhalten eines Einfachregelkreises meist wesentlich verbessert werden Voraussetzung dabei ist da sich die St rgr e meBtechnisch erfassen l t Die Aufschaltung der St rgr e kann ber ein Kompensationsglied F entweder auf den Reglereingang oder auf den Reglerausgang erfolgen Bild 7 Im digitalen Reg ler ist eine St rgr enaufschaltung auf den Reglerausgang realisiert Das Kompensationsglied F ist als PDT1 Glied ausgef hrt Durch den P Anteil dieses Gliedes wird eine der St rgr e proportionale Aufschaltung erzielt Der D Anteil bewirkt eine Aufschaltung die der nderungen der St rgr e proportional ist Beide Anteile k nnen beim Konfigurieren bzw Parametrieren frei gew hlt werden Kompensationsglied Sollwert geber Bild 7 Einfachregelkreis mit St rgr Benaufschaltung a auf den Reglereingang b auf den Reglerausg
137. o be set 113 H DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Setpoint limiting x Multiplier english Controller 2 Line of action Manipulated variable limiting Controller output Es e S Se N Controller 1 Line of action Manipulated variable limiting Input 2 ex SP ratio cascade off Feed forward Scaling Filter 2 Root extraction 9 Feed forward control Figure 8 Structure of the feed forward control Description of the functional blocks from Page 122 114 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 4 5 4 1 5 4 2 Controller with additional functions for follow up control Follow up control external set point input The purpose of a follow up control is to slave the controlled variable PV1 as exactly as possible to another variable the command variable which varies in time Either a process variable PV2 originating from a system F or a different variable with a given time progression can be used as the command variable Figure 9 PV1 7 Setpoint Controller Controlled system E generator D Figure 9 Follow up control The controller of a follow up control configuration must be designed so as to arrive at a good response to setpoint changes with a short settling time and well attenuated stabilisation Example Let us take a
138. o commissioning In doing so the controller parameters are determined directly and once only by definition of the critical closed loop gain and the period of a brief limit cycle oscillation of the actual value generated under controlled conditions Figure 40 SP PV Setpoint change 100 Limit cycle oscillations Actual value progression 30 be lt Tnigphase Figure 40 Operating principle of the tuning module When additionally using the adaption function the transient response is characterised each time the setpoint changes during the process sequence The fuzzy logic module adapts the controller parameters if the response of the controlled variable deviates from a given ideal response The ideal response is based on a transition response with the shortest initial stabilisation time at approx 5 96 overshoot Figure 41 An aperiodic transition response without overshoot with a correspondingly longer initial stabilisation time can be optionally set Figure 42 If both Tune and Adaption are activated then Tune has priority i e at the next setpoint change Tune is first of all executed and then deactivated In the event of further setpoint changes then only adaption is realised 170 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER PV A12 ji 0 8 0 6 04 0 2 0 Figure 41 Setpoint actual value L L L 1 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Transition response wit
139. oint controller structure english Controller with additional functions for ratio control Ratio controller structure Controller with additional functions for cascade control Cascade controller structure The function blocks contained in the overall structure are explained in Section 5 7 109 english H DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Je PV1 gt Input 1 Linearisation Hubs gt IE o gt Averh Alarm ratio ramp r 6 Setpoint gt T gt limitin 9 Alarm rel Multiplier E pen KE gt signal 2 point ps PWM signal e Controller2 Line of action Manipulated variable limiting SEE Manipulated variable limiting ext SP Input 2 e ratio zi NE PDT1 PY off Feed forward Filter 2 Root extraction Scaling Feed forward control 3 point gt PWM signal 3 point step signal 3 pointstep La signal with ext p a Controller output Controller 1 Line of action C Gi Figure 4 Overall structure of the Digital Industrial Regulator Refer to Page 122 ff for a description of the function blocks 110 DIGI
140. oke P 07 Turks Tg Tg Tg Tg PI Kp 0 35 0 6 0 6 07 gt Sie KZ wK P Turks P Turks P Turks Tn 1 2Tg Tn 4 Tu Tn Tg Tn 2 3 Tu PID Kp 06 2 0 95 9 Kp 095 19 Kp 12 2 0 6 p 0 gt 0 1 controller Tu Ks Tu Ks Tu Ks Tu Ks Tn Tg Tn 2 4 Tu 1 35 Tg 2 0 5 Tu Tv 0 42 Tu Tv 0 47 Tu Tv 0 42 Tu As shown in Figure 45 the proportional action coefficient gain Ks of the control System can be calculated by way of the increase in the inflectional tangent i e by way of APV At ACO Manipulated variable changing Ks At ACO 186 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 9 3 Cch Cd Chh Chl coo COh col COs Abbreviations High manipulated variable limit for Cooling position controll Low manipulated variable limit for Cooling position controll High manipulated variable limit for Heating position controll Low manipulated variable limit for Heating position controll Operating point of controller 1 or 2 High manipulated variable limit Low manipulated variable limit Safety value for the manipulated variable Setpoint ramp pitch Cut off frequency 3 dB of input filter 1 Cut off frequency 3 dB of input filter 2 Backlash for direction reversal Alarm hysterises Proportional action coefficient gain of PID controller 1 or 2 Proportional action coefficient only for 3 point PMW signal
141. ol with feed forward control the 2nd controller input is used for feed forward control Cascade control the 2nd controller input is used for cascade control english 141 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 5 3 Configuration menus Figures 28 to 32 show the configuration menus for the 5 possible control structures in the form of flow charts These flow charts contain selection blocks and specification blocks Selection blocks Here you can make a selection from a number of possibilities options The individual possibilities are each listed adjacently in a selection block vertical lettering Select an option by pressing the SELECT key In the selection blocks this is indicated by a horizontal arrow You can confirm an option and switch to the next block by pressing the ENTER key This is indicated by vertical arrows next to the connecting lines between the blocks Specification blocks Here numeric values must be defined for parameters The individual parameters in a specification block are listed one below the other The numeric values are set with the Up arrow and Down arrow keys see Section 6 4 You can confirm set numeric values and switch to the next parameter by pressing the ENTER key In the specification blocks this is represented by a vertical arrow see Figure 27 Before confirming and switching further by pressing the ENTER key you can cancel a set value by pressing the SELECT key cf
142. onen f r Folgeregelung Folgeregelung externe Sollwertvorgabe Aufgabe einer Folgeregelung ist es die Regelgr e X1 m glichst genau einer ande ren sich zeitlich ndernden Gr e der F hrungsgr e nachzuf hren Als F h rungsgr e kann entweder eine aus einer Strecke F stammende Proze gr e X2 oder eine andere Gr e mit vorgegebenem Zeitverlauf verwendet werden Bild 9 deutsch Regler Regelstrecke Bild 9 Folgeregelung Der Regler einer Folgeregelung mu so ausgelegt werden da sich ein gutes F hrungsverhalten mit kurzer Ausregelzeit und gut ged mpftem Einschwingen ergibt Beispiel Als Beispiel f r eine Folgeregelung sei die Servolenkung genannt Die F hrungs gr Be X2 f r die Winkelstellung des Rades Regelgr Be X1 wird ber die Lenkrad stellung vorgegeben Reglerstruktur Externer Sollwert Aus der Gesamtstruktur ergibt sich durch Konfigurieren die im Bild 10 hervorgeho bene Struktur Externer Sollwert Die Basis bildet der PID Regler 2 PID Regler 1 bleibt unbenutzt Eingang 1 ist f r die Regelgr e X1 vorgesehen an Eingang 2 wird die F hrungsgr Be als externer Sollwert gelegt Bei dieser Reglerstruktur kann der Bin reingang dazu verwendet werden um zwi Schen dem externen Sollwert und dem Sollwert W1 umzuschalten 19 H DIGITALER INDUSTRIEREGLER Filter 1 Radizieren Skalieren 1 Aabs Eingang 1 Linearisieren d Alarm abs gt 7 28 5 Averh S
143. or adjusting PID controllers List of abbreviations Index Userconfiguration 134 134 135 136 138 139 139 140 142 150 164 164 164 168 168 168 168 170 171 175 177 180 180 184 187 188 189 98 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 1 GENERAL SAFETY INSTRUCTIONS To ensure that the device functions correctly and will have a long service life please comply with the information in these Operating Instructions as well as in the application conditions and the additional data given in the data sheet When planning the application of the device and during its operation observe the general technical rules Installation and maintenance work should only be carried out by specialist staff using the correct tools Observe the relevant accident prevention and safety regulations for electrical equipment during the operation and maintenance of the unit If the controller is part of a complex automation system a defined and controlled re start must be carried out following an interruption of operation english Always switch off the voltage before carrying out work on the device Take suitable measures to prevent unintentional operation or impermissible impairment If these instructions are ignored no liability will be accepted from our side and the guarantee on the device and on accessory parts will become invalid 99 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 2 ES NOTE
144. p positioner Relay output 0 10V 0 20 4 20 mA output gt Binary output gt RS 485 PROFIBUS Analog output Mastercode for digital industrial controller 8575 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 3 INSTALLING THE CONTROLLER The controller was conceived for installation in switch panels On the controller first of all remove the retaining elements engaged on both sides by swivelling in anticlockwise direction Insert the controller including the enclosed rubber seal into the insertion opening from the front Then again engage the two retaining elements in the bolts on the sides of the housing and screw in the threaded pin inside from the rear Switch panel insertion opening W x H 92 x 92 mm 0 8 mm Outer controller dimensions W x H x D 96 x 96 x 173 mm Controller weight 960 g Degree of protection IP 65 front when using the enclosed seal Operating temperature 0 bis 50 C Storage temperature 20 bis 60 C ATTENTION To ensure the electromagnetic compatibility EMC the screw terminal TE Technical Earth must be connected to the earth potential by a cable that is as short as possible 30 cm 2 5 mm CONNECTIONS Pin assignments
145. point limits Defining the input signal type Decision to include the root function Scaling definitions Dimensioning the input filter In the case of feed forward control Setting the parameters of the PDT1 element function block 26 in Figure 8 Setting controller parameters Defining the output signal type Setting the safety value for the manipulated variable This manipulated variable is output in the event of an internal error an error at the controller input or when the binary input is active function safety Selection of various adaption algorithms Selection of the language Binary input affiliation Binary output affiliation Setting the ramp Defining the set point tracking jolt free switchover from MANUAL to AUTO Selection of the display layout in row 2 Input of a security code When configuring a specific controller structure must always be defined first using the Structure menu The other menus then relate to the selected menu structure 140 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Sub menu of the main menu option Structure Standard External W Ratio Feed forward Cascade Standard controller for single control loops the 2nd controller input is not used Follow up control with an external setpoint command variable the 2nd controller input is used for external setpoint input Ratio control the 2nd controller input is used for the process variable PV2 Fixed setpoint contr
146. power steering system as an example of a follow up control The command variable PV2 for the angle of the wheel controlled variable PV1 is specified by the position of the steering wheel External setpoint controller structure The external setpoint controller structure highlighted in Figure 10 is obtained by appropriately configuring the overall structure It is based on PID controller 2 PID controller 1 is not used Input 1 is used for the control variable PV1 while the command variable is applied to input 2 as the external setpoint In this controller structure the binary input can be used to switch between the external setpoint and the setpoint SP1 115 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Figure 10 Structure for External Set Point Filter 1 Root extraction Setpoint limiting Scaling Controller 2 Line of action M Manipulated variable limiting ultiplier Alarm ratio Alarm rel pomt step signal with Controller output Ki i TR Controller 1 Line of action Manipulated variable limiting Filter 2 Root extraction Scaling Description of the functional blocks from Page 122 ratio cascade Feed forward Feed forward control 116 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D 5 5 5 51 Controller with
147. quency of the filter can be set up within the range 0 1 to 20 0 Hz via the parameters Fg1 1st input and Fg2 2nd input in Parameter Filter menu and Configure Input 1 and Input 2 menus 0 1 Hz strong damping time constant 1 6 seconds 20 0 Hz weak damping time constant 0 01 seconds ATTENTION As in some cases the filter constant can have an effect on the regulation parameters the settings of the limiting frequency of the filter should always be carried out before setting the regulation parameters Adjustable parameters Fg1 Limiting frequency 3 dB of the filter at input 1 Function block 2 Root extraction at input 1 This function serves to extract the square root of the input signal It is needed whenever the flow rate is measured as a pressure difference on a nozzle or diaphragm effective pressure method Function block 3 Scaling at input 1 Scaling assigns a numeric value to the measured electrical value that corresponds to the physical measured quantity Figure 15 Adjustable parameters PVh High scaling value which is assigned to the maximum current voltage or frequency value PVI Low scaling value which is assigned to the minimum current voltage or frequency value 122 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER D Scaling value PVh PVI 4mA 20 t 0 Standard signal WA Frequency analog signal english Figure 15 Scaling
148. r Regler Ausf hrung 1 Ausf hrung 2 115 230V 50 60 Hz 12 24V 50 60 Hz An die Klemmen 14 und 15 anzulegen Versorgungsspannung f r MeBumformer 24V DC An den Klemmen 23 u 24 abgreifbar ACHTUNG Zur Gew hrleistung der elektromagnetischen Vertr glichkeit EMV muB die Schraubklemme TE Technische Erde mit einem kurzen Kabel 30cm 2 5 mm auf Erdpotential gelegt werden deutsch deutsch 4 2 1 gt 4 2 2 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Umstellung 115 230V bzw 12 24V ber eine Br cke im Ger teinneren kann die Versorgungsspannung von 230V auf 115V bzw von 24V auf 12V angepa t werden Die Anpassung mu vor dem Einbau des Ger tes erfolgen Vorgehensweise gt Abstecken s mtlicher Anschlu und Versorgungsleitungen gt Entfernen der AnschluBschraube f r die Technische Erde gt Ausbau der optional eingebauten Schnittstellenkarte wenn vorhanden gt L sen der 4 Schrauben auf der R ckseite und entfernen der R ckwand gt Das Ger t zu einem Drittel aus dem Geh use ziehen 2 Die Br cke ist leicht zuganglich auf der Stromversorgungsplatine direkt vor einem der 4 Relais plaziert und mit den Zahlen 1 4 auf der Platine beschriftet gt Im Auslieferungszustand befindet sich der Stecker zwischen Kontakt 2 und 4 gt Um das Ger t auf 115V bzw 12 V einzustellen mu Kontakt 1 und 3 mit dem Stecker gebr ckt werden F r die Umstellung von 24V auf
149. rameter definition menus are also given in Figure 21 Refer to Section 6 5 4 for details of the meanings of symbols and entries in the parameter definition menus 164 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Alarm Limit SP Ramp Code AdapContr Filter End Controller Filter Fgt english Transition response Figure 33 Parametrisation menu for the Standard Regulator Structure Controller Figure 34 Parametrisation menu for the External Set point Structure 165 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER english Alarm Limit SP Ramp Code Filter End Controller 1 Alarm limit for Setpoint limit Code Filter ratio abs rel Pre Fa SPI Fe Fg2 Figure 35 Parametrisation menu for the Ratio Regulation Structure Alam Limit SP Ramp Feed forw Code AdapContr Filter End Controller Parameter Feed forward control i Egi Fg Transition response Figure 36 Parametrisation menu for the Feed Forward Control Structure 166 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Alarm Limit SP AdapContr 1 lt AdapContr 2 Transition response Figure 37 Parametrisation menu for the Cascade Regulation Structure english 167 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER NN 7 2 7 3 SELF OPTIMI
150. rameters are optimised the first Time the setpoint changes When using a corresponding output as detailed in the table at paragraph 7 5 the Adapt on option produces an evaluation of the controlled variable s transient response with each change in the setpoint and if applicable optimisation of the controller parameters The SPTT yes option activates a new setpoint is set in several stages within the adaption function each of these stages being used for one optimisation cycle If SPTT no is selected optimisation takes place in one stage When the PVT yes or PVT no option is selected the adaption function performs optimisation on the basis of the shortest control stabilisation time with 5 overshoot or an aperiodic transition response Process operating level The adaption process cannot be influenced directly in the process operation level A running adaption cycle can however be aborted by pressing the MANUAL AUTOMATIC key twice If the setpoint is changed while an adaption cycle is running adaption is aborted and a new adaption cycle is initialised on the basis of the new setpoint according to the options selected during configuration or parameter definition 175 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Status displays In the operator control mode the Adap or Tune status message flashes every 5 sec in the second line of the display whenever an adaption or tune cycle is running Specific statuses and controller
151. rechend dieser Abweichung die als Regeldifferenz Xd W X bezeichnet wird vom Regler eine Stellgr Be Y derart gebildet daf die Regelgr Be X dem Sollwert m glichst genau angeglichen wird Als Regler kann ein PID Regler verwendet werden der bez glich seiner Parameter so auszulegen ist da sich ein der Aufgabenstellung entsprechendes Regel verhalten ergibt siehe Anhang Beispiel Als Beispiel f r eine Festwertregelung im einschleifigen Regelkreis sei die Regelung der Temperatur eines Raumes genannt Das Ziel besteht darin alle St rgr Ben die eine Abweichung der Raumtemperatur von der Solltemperatur verursachen zu kompensieren Die Raumtemperatur wird gemessen und mit dem Sollwert W vergli chen Entsprechend der Regeldifferenz Xd wird ber den Regler solange eine Ver stellung der Brennstoffzufuhr bewirkt bis die gew nschte Raumtemperatur erreicht ist Reglerstruktur Standardregler Aus der Gesamtstruktur ergibt sich durch Konfigurieren die im Bild 6 hervorgehobe ne Struktur Standardregler Die Basis bildet der PID Regler 2 PID Regler 1 bleibt unbenutzt Eingang 1 ist f r die Regelgr e X1 vorgesehen Eingang 2 wird nicht verwendet W1 ist der einzustellende Sollwert 15 deutsch H DIGITALER INDUSTRIEREGLER Filter 1 Radizieren Skalieren 1 Eingang 1 Linearisieren Alarm abs 28 gt Averh Alarm Verh Sollwert begrenzung PID Regler 2 Wirkungssinn Stellgr en begre
152. red in an EEPROM where they will be unchanged by a loss of voltage Operator control SELECT the configuration level operator controls have the meanings shown in Figure 26 english Meaning Switching to the next option within a menu SELECT key Confirming the menu option concerned and switching to the affiliated sub menu ENTER Confirming set numeric values of controller parameters Switching to the next parameter ENTER key VW Down arrow key Position selection when setting a numeric value A 0 Up arrow key Setting a numeric value Figure 26 Meanings of operator controls in the configuration level 139 english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 5 2 Main menu of the configuration level In total the main menu of the configuration level embraces the following options Structure Input 1 Input 2 Controller Output Safety Adaption Options Definition of the controller structure For cascade control Definition of the set point limits of the main controller For ratio control Definition of the display range for the ratio value Setting the set value limits Defining the alarm mode Defining the alarm limits for the ratio value Defining the input signal type Decision to include the root function Scaling definitions Definition of alarm mode and alarm limits Dimensioning the input filter Setting the set
153. regelung Filter Die Zuorndung der Tasten SELECT und ENTER zu den in den Ablaufdiagrammen der Parametriermen s dargestellten Pfeilen ist ebenfalls durch Bild 21 gegeben Die Bedeutung der Symbole und Angaben in den Parametriermen s entnehmen Sie Abschnitt 6 5 4 68 ul DIGITALER INDUSTRIEREGLER 2 t z i 2 5 3 BS x o z z od eg rer Alarm Grenze Sollwertgr Filter kri Wio Foi ES dei 2 Th Tv 3 YO o gangs verhalten 7 Bild 33 Parametriermen f r die Struktur Standardregler z 8 E 3 E lt t o ir u Alarm Grenze Bild 34 Parametriermen f r die Struktur Externer Sollwert 69 DIGITALER INDUSTRIEREGLER GrenzenW Alarm Grenze f r Verh ltnis absirel Sollwertgr Rampe Wie PETI eg m Hy II U Alarm Grenze f r Eingang 1 abs Si BS VS deutsch XI Hy 5 Bild 35 Parametriermen f r die Struktur Verh ltnisregelung H E H 8 g E E gt gt E 5 3 2 8 II Regl Par Alanm Grenze Sollwertgr Parameter St rgr en Kp2 laufschaltung Tv Ki Xtb Tas YO Ts X0 E Bild 36 Parametriermen f r die Struktur St rgr Benaufschaltung 70
154. reich Xvu Xvo Sollwertgrenzen Wvo Wvu Obere Begrenzung des Verh ltnissollwertes Einstellbereich Wvu lt Wvo lt Xvo Untere Begrenzung des Verh ltnissollwertes Einstellbereich Xvu x Wvu x Wvo 54 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Kaskadenregelung Stellgr enbegrenzung Hauptregler Yo Obere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich 0 Yo lt 100 in 96 Ya Untere Stellgr enbegrenzung Einstellbereich 0 lt Yu lt Yo in 96 o Ve Wirkungssinn Hauptregler a Inv nein Der Hauptregler PID Regler 1 arbeitet mit positivem Wirkungssinn 5 Inv ja Der Hauptregler PID Regler 1 arbeitet mit negativem Wirkungssinn Untermen s zum Hauptmen punkt EINGANG 1 Reglereingang 1 Signaltyp Frequenz Eingang f r frequenzanaloges Signal 0 10 V Eingang fur Einheitssignal 0 10 V 0 20 mA Eingang f r Einheitssignal 0 20 mA 4 20 mA Eingang f r Einheitssignal 4 20 mA Pt 100 Eingang zum Anschlu von Widerstandsthermometern Pt 100 Th Typ J ThTpK Th Typ T t Eingang zum Anschlu von Thermoelementen ThlypR Th Typ S J Radizieren Diese Funktion wird nur bei Einheitssignalen angeboten Rad aus Radizierfunktion ausgeschaltet Rad ein Radizierfunktion eingeschaltet PT 100 Verbindung Art des Anschlusses des Widerstandsthermometers PT 100 PT100 3 PT 100 ist ber 3 Leitungen verbunden 3 Leitertechnik PT100 4 PT 100 ist Ober 4 Leitungen verbunden 4 Leitertechnik Wenn eine 3
155. roller with additional functions for follow up control Servo control external set point input External setpoint controller structure Controller with additional functions for ratio control Ratio control Ratio controller structure Controller with additional functions for cascade control Cascade control Cascade controller structure Explanations of the controller structures function blocks 99 100 102 102 102 103 104 104 105 107 109 109 111 111 111 113 113 113 115 115 115 117 117 118 119 119 120 122 97 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 5 1 6 5 2 6 5 3 6 5 4 6 6 6 6 1 6 6 2 74 7 2 7 3 74 7 5 7 6 9 1 9 2 9 3 9 4 9 5 OPERATION Operating levels Operator controls and indicators Process operation Setting numeric values Configuration Operation during configuration Main menu of the configuration level Configuration menus Meanings of the symbols in the configuration menus Parameter definition Operation during parameter definition Parameter definition menus SELF OPTIMISATION Stability and control quality Principle of self optimisation by adaption Principle of self optimisation by tuning Operating principle of the tuning and adaption modules Notes on using the tuning and adaption module Operating the tuning and adaption functions ERROR MESSAGES AND WARNINGS ANNEX Characteristics of PID controllers Rules f
156. rt siehe Funktionsblock 1 Einstellbare Parameter Fg2 Grenzfrequenz 3 dB des Filters am Eingang 2 Funktionsblock 24 Radizieren am Eingang 2 Diese Funktion dient der Radizierung des MeBsignals am Eingang 2 siehe Funktionsblock 2 Funktionsblock 25 Skalieren am Eingang 2 Funktion entsprechend Funktionsblock 3 Einstellbare Parameter X20 Oberer Skalierwert wird dem maximalen Strom Spannungs bzw Frequenzwert zugeordnet X2u Unterer Skalierwert wird dem minimalen Strom Spannungs bzw Fregenzwert zugeordnet 35 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 26 PDT1 Glied Dieser Funktionsblock ist das Kompensationsglied bei der St rgr Benaufschaltung vergl Bild 7 Einstellbare Parameter Kps Verst rkungsfaktor Tds Vorhaltzeit Ts Zeitkonstante X0 Arbeitspunkt Funktionsblock 27 Multiplizierer In diesem Funktionsblock wird durch Multiplikation der Proze gr e X2 mit dem Verh ltnissollwert W1 die F hrungsgr e X1 f r die Verh ltnisregelung gebildet vergl Bild 11 Soll Funktionsblock 28 Alarm Verh ltnis Dieser Funktionsblock dient zur Alarmmeldung bei der Verh ltnisregelung Bei der Verh ltnisregelung sind auBer einem Alarm absolut der sich auf die Regel gr Be X1 bezieht vergl Funktionsblock 8 zus tzlich alternativ folgende Alarmmel dungen m glich Alarm Verh ltnis absolut Die Alarmrelais werden bet tigt wenn der Istwert des Verh ltn
157. sation of the controller parameters by adaption see Section 7 when using an output for standard signals and 3 point step signals Adapt on Adaption takes place after a setpoint change Adapt off Adaption is off Optimization steps SPTT no A newly entered setpoint is moved to in one step SPTT yes A newly entered setpoint is moved to in several steps up to 5 set point steps The controller parameters are optimised in each step Transition response PVT no Controller parameters are optimised to aperiodic transition res ponse without overshoot of the control variable This leads to a correspondingly longer initial stabilisation time cf Section 7 PVT yes Controller parameters are optimised to the shortest initial stabilisation time with approx 5 overshoot 160 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Sub menus of the main menu option OPTIONS Language Language definition German English French Serial This menu point only appears if the RS 232 RS 485 Profibus cards are installed see Operating Instructions for the RS 232 RS 485 Profibus serial interface cards Binin D Definition of the binary input s function none not in operation Alarm Alarm relay 1 is switched via the binary input man auto Changeover between MANUAL and AUTOMATIC takes place via the binary input Safety The safety value is output through the binary input The controller Switches to MANUAL mode The manipulat
158. sich durch Konfigurieren die im Bild 14 hervorgeho bene Struktur Kaskadenegelung PID Regler 1 wird als Hauptregler und PID Regler 2 als Hilfsregler verwendet Ein gang 1 ist f r die Regelgr e X1 des Hauptregelkreises und Eingang 2 f r die Hilfs regelgr e X2 vorgesehen W1 ist der Sollwert f r den Hauptregelkreis Befindet sich der Hauptregler im Zu stand AUTO gibt er den Sollwert f r den Hilfsregelkreis vor Wenn der Hauptregler im Zustand HAND ist kann ber die Tastatur ein Sollwert W2 f r den Hilfsregelkreis eingestellt werden 24 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Filter 1 Radizieren 4 Skalieren Eingang 1 Aabs Linearisieren x Alarm abs x 28 Averh Alarm Verh Sollwert begrenzung H Multiplizierer PID Regler2 wWirkungssinn Stellgr en begrenzung 3 Punkt Sehritt Signal nkt Schrit Signal mit ext R ck 22 21 pepe PID Regler 1 Wirkungssinn Stellgr en begrenzung Regler ausgang Eingang2 2 25 etw o Verh Kask 26 POT Filter 2 Radizieren Skalieren St rgr en aufschaltung Bild 14 Struktur Kaskadenregelung Beschreibung der Funktionsbl cke ab Seite 26 25 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Erlauterungen zu den Funktionsbl cken in den Reglerstrukturen Funktionsblock 1 Filter am Eingang 1 Mit dem Filter k nnen dem MeBsignal berlagerte St rsignale
159. sor und Verkabe lung pr fen und instandsetzen Der Regler verbleibt im HAND Zustand und muf evtl ber die Tastatur wieder in den AUTO Zustand geschaltet werden F 2Def Ein Fehler am zweiten Reglerein gang wurde erkannt Regler schaltet in den HAND Zustand Angeschlossenen Sensor und Verkabe lung pr fen und instandsetzen Der Regler verbleibt im HAND Zustand und muf evtl ber die Tastatur wieder in den AUTO Zustand geschaltet werden AusDef Ein Fehler am Reglerausgang wurde erkannt Regler schaltet in den HAND Zustand Angeschlossenes Stellglied und Verka belung pr fen und instandsetzen Der Regler verbleibt im HAND Zustand und muf evtl ber die Tastatur wieder in den AUTO Zustand geschaltet werden NTCDDef Ein Defekt am Temperaturf hler f r die interne Vergleichsstellen kompensation wurde erkannt Der Regler verbleibt in dem Zustand den er vor Auftreten des Fehlers hatte F r die Temperatur der Vergleichsstelle wird eine konstante Temperatur von 20 C gesetzt Dieser Fehler kann vom Benutzer nicht beseitigt werden 1 Ein Fehler am Eingang 1 kann nur bei den folgenden Sensortypen erkannt werden PT 100 Thermoelemente Einheitssignaleing nge 0 10 V 0 20 mA 4 20 mA 2 Ein Fehler am Eingang 2 kann nur bei den folgenden Sensortypen erkannt werden Einheitssignaleing nge 0 10 V 0 20 mA 4 20 mA 82 DIGITA
160. ssene Sensor liefert eine Xu 0 10V Ausgangsspannung kleiner als 0 7 V unterer Skalierungswert Einheitssignal Der angeschlossene Sensor liefert einen Xu 0 20mA Ausgangsstrom kleiner als 0 5 mA unterer Skalierungswert Einheitssignal Der angeschlossene Sensor liefert einen Xu 4 20 mA Ausgangsstrom kleiner als 3 5 mA unterer Skalierungswert 83 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER ANHANG Eigenschaften von PID Reglern Ein PID Regler besitzt einen Proportional einen Integral und einen Differentialan teil P l und D Anteil P Anteil Funktion Xd Kp ist der Proportionalbeiwert Verstarkungsfaktor ergibt sich als Verhaltnis von Stellbereich AY zu Proportionalbereich AXd xa Xd f gt t E Ymax Ya gt Kp Xd 5 Yo 5 2 3 o f x Ymin Xd Proportionalbereich AXd Kennlinie Sprungantwort Eigenschaften Ein reiner P Regler arbeitet theoretisch unverz gert d h er ist schnell und damit dynamisch g nstig Er hat eine bleibende Regeldifferenz d h er regelt die Auswir kungen von St rungen nicht vollst ndig aus und ist damit statisch relativ ung nstig Anteil Funktion Y i 1 Ti ist die Integrier oder Stellzeit Sie ist die Zeit die vergeht bis die Stellgr e den gesamten Stellbereich durchlaufen hat 84 DIGITALER INDUSTRIEREGLER XA Xd dY mit dt A gt gt 5
161. structure Part 2 144 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Optin sation steps 2 Figure 28c Configuration menu for the standard controller structure Part 3 The menu point Seria only appears if an interface card is plugged in Option For explanation refer to the Operating Instructions of NOTE the Interface Card 145 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller Adap Cont Signal type r structure Standard Cascade Frequency Alarm Mode AL abs Figure 29 Configuration menu for the external setpoint structure See Figures 28b and 28c for details of the Output Safety value and Options menu options 146 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER p r4 es 5 E L s _ Bg E S 2 8388335 Controller structure Signal type Signal type Contr Par Standard Cascade Frequency Root extr english Scaling Pin Pak PT100 Con 5 E 8 amp Filter Fg2 Setpoint limit seh SPI Figure 30 Configuration menu for the ratio control structure see Figures 28b and 28c for details of the Output Safety value and Optionsmenu options 147 english ul DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Input 1 Input 2 Controller Output Safety Adap Contr AddM
162. ter definition level to interrupt a self optimisation see Par 7 6 Process Operation Level The parameter definition menus are a subset of the configuration menu The parameter definition menus only offer parameters and options that do not modify the chosen control structure You do not have access to all configuration data During parameter definition the controller remains in the state it was in before you entered the parameter definition level cf Figure 18 The parameter definition level is terminated if the EXIT option is selected in the parameter definition menu and the ENTER key is pressed or no key has been pressed for 30 seconds The controller then returns to the process operation level All settings made up to that time are saved In the parameter definition level the operator controls have the same meanings as in the configuration level cf Figure 20 Parameter definition menus The parameter definition menus for the individual control structures are shown in Figures 27 to 31 in the form of flow charts They each contain the following main points Controller 1 cascade control only Controller or Controller 2 Alarm LimitsW setpoint limit Ramp Interference feed forward control only Code Adap Reg or Adap Reg 1 not with External Set point and Ratio Controller AdapReg 2 cascade control only Filter The affiliations of the SELECT and ENTER keys to the arrows shown in the flow charts of the pa
163. tetige Signale Ausgang f r Einheitssignal 0 10 V max Laststrom 5 mA Genauigkeit 0 5 96 Ausgang f r Einheitssignal 0 4 20 mA max Lastwiderstand B rde 600 Q Genauigkeit 0 5 Reglerausgange f r unstetige Signale 2 Relais mit je einem potentialfreien Wechsler Relais 1 Relais 2 Klemmen 33 und 34 Klemmen 32 und 33 Klemmen 7 8 und 9 Klemmen 10 11 und 12 11 deutsch deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER Folgende Ausgangssignale sind konfigurierbar vergleiche Abscnnitt 5 7 und Ab schnitt 6 5 4 2 Punkt PWM Signal PWM Pulsweitenmodulation 8 Punkt PWM Signal 9 Punkt Schritt Signal 3 Punkt Schritt Signal mit externer R ckf hrung Stellungsregelung Elektrische Daten der Relais AC DC max Schaltspannung 250V 300V max Schaltstrom 5A 5A max Schaltleistung 1250 VA 100 W bei 24V 30 W bei 250V Bin rausgang Klemmen 21 und 22 max Laststrom 20 mA Konfigurierbare Wirkungsrichtung nicht invertiert invertiert Logischer Wert Ausgang nicht invertiert invertiert 0 hochohmig inaktiv aktiv 1 17 5 24 V aktiv inaktiv Konfigurierbare Funktionen Meldung Alarm aufgetreten Meldung Fehler ist aufgetreten Meldung Betriebsart HAND Ausg nge f r Alarmmeldungen 2 Relais mit je einem potentialfreien Wechsler und intern verbundenem Mittelkontakt siehe AnschluBbild Relais 3 Klemmen 1 2 und 3 Relais 4 Klemmen 3 4
164. ting the value is below the lower scaling value the lower scaling value will be set to the same value as the upper PVI Low scaling value assigned to the 0 mA 4mA or 0 V standard signals of the frequency analog 0 Hz signal Adjustment range 1999 lt PVI lt PVh Setpoint limits SPh High setpoint limit Adjustment range SPI lt SPh lt PVh SPI Low setpoint limit Adjustment range PVI lt SPI lt SPh 152 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Al abs Al rel Alarm limit PV Filter 1 Absolute alarm The programmed alarm has a fixed reference to the scaling range Relative alarm The programmed alarm has a fixed reference to the setpoint High alarm limit Adjustment range Pv x PV lt PVh Low alarm limit Adjustment range PVI lt PV x PV Alarm hysteresis Adjustment range 0 1 lt Hy lt 20 0 in related to the scaling rangePVI PVh or if these can not be set to the size of the measuring range english An interference signal superimposed on the measured signal can be attenuated with the filter The filter consists of a low pass filter of the 1st order Foi Limiting frequency 3 dB of input filter 1 Adjustment range 0 1 lt Fg1 lt 20 0 in Hz 0 1 Hz strong damping time constant 1 6 sec 20 Hz weak damping time constant 0 01 sec Sub menus of the main menu option nput 2 Signal type Frequency 0 10 V 0 20
165. tung Nachstellzeit von PID Regler 1 oder 2 Stellzeit Motorlaufzeit Sollwert f r Regler 1 Sollwert f r Regler 2 Obere Grenze f r Sollwert W1 Untere Grenze f r Sollwert W1 Obere Begrenzung f r Verh ltnissollwert Untere Begrenzung f r Verh ltnissollwert Arbeitspunkt des Kompensationsgliedes St rgr enaufschaltung Eingang 1 Istwert Eingang 2 Istwert Obere Alarmgrenze f r Eingang 1 Untere Alarmgrenze f r Eingang 1 Oberer Skalierwert f r Eingang 1 Unterer Skalierwert f r Eingang 1 Oberer Skalierwert f r Eingang 2 Unterer Skalierwert f r Eingang 2 Regeldifferenz bzw Regelabweichung Unempfindlichkeitsbereich Schalthysterese Totbereich um den Sollwert Regler Obere Alarmgrenze bzw des Verh ltnisses von Regel zu ProzeB gr e Untere Alarmgrenze bzw des Verh ltnisses von Regel zu Proze gr e Oberer Skalierwert f r das Verh ltnis von Regel zu Proze gr e Unterer Skalierwert f r das Verh ltnis von Regel zu Proze gr e Arbeitspunkt von PID Regler 1 oder 2 Obere Stellgr enbegrenzung Untere Stellgr enbegrenzung Obere Stellgr enbegrenzung f r Relais 1 Heizen 3 Punkt PWM Untere Stellgr enbegrenzung f r Relais 1 Heizen 3 Punkt PWM Obere Stellgr enbegrenzung f r Relais 2 K hlen 3 Punkt PWM Untere Stellgr enbegrenzung f r Relais 2 K hlen 3 Punkt PWM Sicherheitswert der Stellgr e deutsch 91 deutsch DIGITALER INDUSTRIEREGLER 9 4 Stic
166. ture less than 200 200 Thermocouple Type K The thermocouple is at a temperature higher than 1370 1370 The thermocouple is at a temperature less than 200 C 200 Thermocouple Type T The thermocouple is at a temperature higher than 400 C 400 The thermocouple is at a temperature less than 0 C Thermocouple The thermocouple is at a temperature higher than 1760 1760 The thermocouple is at a temperature less than 0 C Thermocouple S Das Thermoelement befindet sich auf einer Temperatur gr er als 1760 C 1760 The thermocouple is at a temperature less than 0 C Standard signal 0 10V The connected sensor supplies an output voltage less than 0 7 V PVI low scaling value Standard signal 0 20mA The connected sensor supplies an output voltage less than 0 5 mA PVI low scaling value Standard signal 4 20mA The connected sensor supplies an output voltage less than 3 5 mA PVI low scaling value 179 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER ANNEX Characteristics of PID controllers A PID controller has a proportional an integral and a differential component P and D components P component Function CO Kp PVd Kp is the proportional action coefficient Gain It results from the ratio of the manipulating range ACO to the proportional
167. urch Adaption bildet ein Fuzzy Logic Modul Analog zur Vorgehensweise eines erfahrenen Regelungstechnikers werden aus den charakteristischen Merkmalen des bergangsverhaltens im geschlossenen Regel kreis R ckschl sse auf die G te der eingestellten Reglerparameter gezogen Das dazu erforderliche Expertenwissen ist im EPROM des Reglers in Form linguisti scher Regeln Regelbasis abgespeichert und wird vom Fuzzy Logic Algorithmus bei der Anpassung verwendet Bild 38 Prinzip der Selbstoptimierung durch Tune Zus tzlich zur Adaption ist ein Modul Tune vorgesehen das eine einmalige direkte Ermittlung der Reglerparameter vornimmt Die Berechnung der Reglerparameter erfolgt auf der Basis eines modifizierten Ziegler Nichols Verfahren Bild 39 und Anhang 72 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regelbasis j i Expertenwissen Adaptionsmodul Charakteristische Merkmale der bergangsfunktion t St rgr e deutsch Adaption von Kp Tn Tv Sollwert Stell gr e Istwert PID Regler gt Bild 38 Funktionsprinzip des Adaptionsmoduls beim digitalen Regler Bestimmung von Tkrit und Kkrit Sollwert PID Regler St rgr e Regler mit Istwert PWM Ausgang Zweipunktglied CR Bild 39 Funktionsprinzip des Tune Moduls beim digitalen Regler
168. utput Safety value and Options menu options 149 english english DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 6 5 4 Meanings of the symbols in the configuration menus Sub menus to the Structure main menu Ratio control Scaling Prh Pri Alarm mode Al abs Al rel Alarm limit Pr Hy Upper scaling value for the actual value of the ratio of control to process variable When setting Prh a decimal point position is defined which will then be also valid for Prl Pr Pr Srh and Srl In addition the ratio value will be displayed with this decimal point position The display range for the ratio value will be set up here If the ratio value is outside this range the area limit Prh Prl that has been exceeded will be displayed The set point and alarm limits can be set up within this range The alarm hysterisis also refers to this range Setting range 0000 lt Prh 9999 Low scaling value for the ratio Adjustment range 0000 lt Prl Prh Absolute alarm the programmed alarm has a fixed reference to the scaling range Relative alarm the programmed alarm has a fixed reference to the ratio alarm ratio High alarm limit which refers to the ratio Adjustment range Pr lt Pr lt Prh Low alarm limit which refers to the ratio Adjustment range Prl lt Pr Pr Alarm hysteresis Adjustment range 0 1 lt Hy lt 20 0 in referred to the Prl Prh scaling range S

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