Burkert 8630 Operating Instructions Manual
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Burkert 8630 Operating Instructions Manual

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* Betriebsanleitung
* Operating instructions
Top Control Positioner
Type 8630

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Summary of Contents for Burkert 8630

  • Page 1 F l u i d C o n t r o l S y s t e m s * Betriebsanleitung * Operating instructions Top Control Positioner Type 8630...

  • Page 2: Table Of Contents

    TOP CONTROL POSITIONER TYP 8630 Inhalt: Seite ALLGEMEINE HINWEISE Darstellungsmittel Sicherheitshinweise Schutz gegen Beschädigung durch elektrostatische Aufladung Lieferumfang Garantiebestimmungen SYSTEMKONFIGURATION BESCHREIBUNG DES TOP CONTROL Aufbau Funktion 3.2.1 Betrieb des Positioners als Stellungsregler 3.2.2 Betrieb des Positioners als Prozeßregler Varianten des TopControl...
  • Page 3 Seite BEDIENUNG Bedien- und Anzeigeelemente Bedienebenen Inbetriebnahme und Einrichten als Stellungsregler 6.3.1 Grundeinstellungen 6.3.2 Vorgehensweise zum Festlegen der Grundeinstellungen Konfigurieren der Zusatzfunktionen 6.4.1 Tasten in der Konfigurierebene 6.4.2 Konfiguriermenü 6.4. Zusatzfunktionen Einrichten einer Prozeßregelung 6.5.1 Start der Routine zur Linearisierung der Prozeßkennlinie Prozeßbedienen 6.6.1 Betriebszustand AUTOMATIK...

  • Page 4: Allgemeine Hinweise

    ALLGEMEINE HINWEISE Darstellungsmittel In dieser Betriebsanleitung werden folgende Darstellungsmittel verwendet: markiert einen Arbeitsschritt, den Sie ausführen müssen ACHTUNG! kennzeichnet Hinweise, bei deren Nichtbeachtung Ihre Gesundheit oder die Funktionsfähigkeit des Gerätes gefährdet ist HINWEIS kennzeichnet wichtige Zusatzinformationen, Tips und Empfehlungen Sicherheitshinweise Bitte beachten Sie die Hinweise dieser Betriebsanleitung sowie die Einsatzbedingungen und zulässigen Daten, die in den Daten- blättern des Top Control sowie des jeweiligen pneumatisch betätigten Ventils spezifiziert sind, damit das Gerät einwandfrei funk- tioniert und lange einsatzfähig bleibt:...

  • Page 5: Lieferumfang

    Lieferumfang Überzeugen Sie sich unmittelbar nach Erhalt der Sendung, daß der Inhalt nicht beschädigt ist und mit dem auf dem beigelegten Packzettel angegebenen Lieferumfang übereinstimmt. Generell besteht dieser aus: • pneumatisch betätigtem Ventil der Typen 2000 R, 2632, 2030, 2031, 2031K 2652 oder 2655 mit angebautem elektropneumatischem Positioner der Baureihe Top Control •...

  • Page 6: Systemkonfiguration

    Bild 2.1 zeigt eine Übersicht über die möglichen Kombinationen von Top Control und verschiedenen pneumatisch betätigten Venti- len. Für jeden Typ sind verschiedene, hier nicht abgebildete Antriebsgrößen und Ventilnennweiten lieferbar. Genauere Angaben hierzu entnehmen Sie den jeweiligen Datenblättern. Die Produktpalette wird laufend erweitert. Top Control Typ 8630 Schrägsitzventil Typ 2000 oder Typ 2632...
  • Page 7 Je nach Einsatzbedingungen können verschiedene Prozeßventile aus dem Bürkert-Programm mit dem Top Control kombiniert werden. Geeignet sind mit Regelkegel versehene Schrägsitz-, Membran- oder Kugelventile. Als Antrieb können pneumatisch betätigte Kolbenantriebe und Drehantriebe verwendet werden. In Kombination mit dem Top Control wer- den sowohl einfachwirkende als auch doppeltwirkende Antriebe angeboten.

  • Page 8: Beschreibung Des Top Control

    BESCHREIBUNG DES TOP CONTROL Die Positioner der Baureihe Top Control sind elektropneumatische Stellungsregler, die mit verschiedenen pneumatisch betätigbaren Ventilen kombiniert werden. Positioner und pneumatischer Antrieb sind mechanisch verbunden und bilden eine funktionelle Einheit. Aufbau Der Positioner (Bild 3.1) ist modular aufgebaut, so daß verschiedene Ausführungen und elektrische Anschlußkonzepte realisiert werden können.
  • Page 9 Merkmale des Aufbaus: • Ausführungen: für einfachwirkende oder doppeltwirkende Ventilantriebe • Wegmeßsystem: sehr hoch auflösendes Leitplastikpotentiometer, spielfrei mit der Kolbenstange des pneumatischen Antriebs gekoppelt • Mikroprozessorgesteuerte Elektronik: für die Signalverarbeitung, Regelung und Ventilansteuerung • Bedienmodul: Bedienung des Geräts über 3 Tasten. 8stelliges 16-Segment- LC-Display zur Anzeige von Soll- oder Istwert sowie zur Konfigurierung und Parametrierung über Menüfunktionen.

  • Page 10: Funktion

    Funktion Bild 3.4 zeigt das Funktionsschema des Positioners in Verbindung mit einem Kolbenstellventil mit einfachwirkendem Antrieb. Prozeß-Istwert Prozeß- Sollwert Soll- Prozeß- Position Regler externer Stellungs- Sollwert Stellungs- Stellsystem Regler 1: Belüftungsventil Ist- 2: Entlüftungsventil Position Stellsystem Top Control Druckluft- Wegmeß- versorgung system Abluft...

  • Page 11: Betrieb Des Positioners Als Stellungsregler

    Bild 3.5: Beispiel für eine Prozeßregelung: TopControl mit Sensor 3.2.1 Betrieb des Positioners als Stellungsregler (Bild 3.6) Über das Wegmeßsystem wird die aktuelle Position (POS) des pneumatischen Antriebs erfaßt. Dieser Stellungs-Istwert wird vom Regler mit dem als Normsignal vorgebbaren Sollwert (CMD) verglichen. Liegt eine Regeldifferenz (Xd1) vor, wird als Stellgröße an das Stellsystem ein pulsweitenmoduliertes Spannungssignal gegeben.

  • Page 12: Betrieb Des Positioners Als Prozeßregler

    3.2.2 Betrieb des Positioners als Prozeßregler (Bild 3.7) Bei Betreiben des Positioner als Prozeßregler wird die zuvor erwähnte Stellungsregelung zum untergeordneten Hilfsregelkreis; es ergibt sich eine Kaskadenregelung. Der Prozeßregler im Hauptregelkreis des Top Control hat eine PID-Funktion. Als Sollwert wird der Prozeß-Sollwert (SP) vorgegeben und mit dem Istwert (PV) der zu regelnden Prozeßgröße verglichen. Der Istwert wird von einem Sensor geliefert.

  • Page 13: Varianten Des Topcontrol

    Varianten des Top Control Der TopControl Positioner ist in drei Varianten lieferbar. Diese unterscheiden sich in den elektrischen Anschlüssen und im Funk tions- umfang: • Variante Multipolstecker mit vollem Funktionsumfang (Bild 3.8) • Variante PG-Verschraubungen mit Schraubklemmen mit eingeschränktem Funktionsumfang (Bild 3.9) •...

  • Page 14: Eigenschaften Der Software

    Eigenschaften der Software e i l ß o i t i t n e i l t ß ß b l i i n i u l i u l i t i e o i t n i l ß...

  • Page 15: Technische Daten

    Technische Daten 3.5.1 Sicherheitsstellungen nach Ausfall der elektrischen bzw. pneumatischen Hilfsenergie Antriebsart Bezeichnung Sicherheitseinstellung nach Ausfall der Hilfsenergie elektrisch pneumatisch einfachwirkend down down WW A einfachwirkend WW B doppeltwirkend down / up nicht definiert WW I (je nach Anschluß der Steuerleitungen 3.5.2 Werkseinstellungan des Top Control Positioners Funktion Werkseinstellung...

  • Page 16: Daten Des Positioners Topcontrol

    3.5.3 Daten des Positioners Top Control Betriebsbedingungen Umgebungstemperatur 0...+50°C Schutzart IP 65 nach EN 60529 (nur bei korrekt angeschlossenem Kabel bzw. Stecker und Buchsen) Konformität mit folgenden Normen konform bzgl. EMV-Richtlinie 89/336/EWG Mechanische Daten Maße siehe Datenblatt Gehäusematerial Top Control außen POM, PSU innen PA 6...

  • Page 17: Erste Inbetriebnahme

    ERSTE INBETRIEBNAHME HINWEIS Dieser Abschnitt ermöglicht Ihnen, den Positioner der Baureihe Top Control zur Funktionskontrolle schnell in Betrieb zu nehmen. Auf nicht erforderliche Zusatzfunktionen wird in diesem Zusammenhang nicht eingegan- gen. Ausführliche Erläuterungen über Bedienung und Funktionen siehe Kapitel 5 und 6. Fluidische Installation Bauen Sie das Ventil laut beiliegender Bedienungsanleitung ein.

  • Page 18: Grundeinstellungen

    b) Anschlußklemmen bei PG-Verschraubungen Zugänglich machen der Anschlußklemmen: Lösen Sie den Deckel mit den PG-Verschraubungen, drehen Sie dazu die 4 selbstschneidenden Schrauben heraus. Die Anordnung der Schraubklemmen zeigt Bild 4.2. Schraubklemmen Legen Sie das Sollwertsignal und die Versorgungs- spannung an die entsprechenden Klemmen (siehe Klemmenbelegung bei PG-Verschraubungen).
  • Page 19 bei der Erstinbetriebnahme überspringen Bild 4.4: Grundeinstellungen Betriebsanleitung-Nr. 800607...
  • Page 20 Einstellungen in den Menüpunkten: ACTFUNC Wirkungsweise des Antriebs FUNC SNGL - einfachwirkend FUNC DOUB - doppeltwirkend INPUT gewähltes Einheitssignal INP 4’20A - Strom 4..20 mA INP 0’20A - Strom 0..20 mA INP 0’10V - Spannung 0..10 V INP 0’5V - Spannung 0..5 V ADDFUNCT überspringen X.TUNE...

  • Page 21: Installation

    INSTALLATION Abmessungen des Top Control und der verschiedenen Komplettgerätevarianten bestehend aus Top Control , pneumatischem An- trieb und Ventil siehe Datenblatt. Fluidischer Anschluß 5.1.1 Fluidischer Anschluß des Ventils Abmessungen und Gewindearten siehe Datenblatt des Ventils. 5.1.2 Fluidischer Anschluß des Positioners Legen Sie den Versorgungsdruck an den Druckanschluß...

  • Page 22: Multipolstecker

    5.2.1 Multipolstecker Die Bezeichnung der Multipolstecker bzw. -buchsen und die Bezeichnung der Kontakte zeigt Bild 5.2. Betriebsspannung Signale zur SPS Initiatoren Prozeß-Istwert Bild 5.2: Rundstecker mit Bezeichnung der Kontakte Ausgangssignale zur SPS ( Rundstecker M 16) Belegung äußere Beschaltung / Signalpegel Sollwert GND + (0/4..20 mA oder 0..5 / 10V) Sollwert + (0/4..20 mA oder 0..5/10 V)
  • Page 23 Betriebsspannung (Rundstecker M 12) Belegung äußere Beschaltung + 24 V nicht belegt 24 V DC ± 10 % max. Restwelligkeit 10 % nicht belegt Initiatoren (Buchse rund M 8) Belegung Signalpegel Initiator 1 + Initiator 1 GND Initiator 2 + Initiator 2 GND Prozeß-Istwert (Rundstecker M 8) Eingangstyp *...

  • Page 24: Anschlußklemmen Für Pg-Verschraubungen

    5.2.2 Anschlußklemmen für PG-Verschraubungen Zugänglich machen der Anschlußklemmen: Drehen Sie die 4 selbstschneidenden Schrauben heraus, um den Deckel mit den PG-Verschraubungen zu lösen. Die Anordnung der Schraubklemmen zeigt Bild 5.3. Jumper Schraubklemmen Bild 5.3: Anschlußplatine des TopControl mit Schraubklemmen und Jumpern Klemmenbelegung bei PG-Verschraubungen Klemme Belegung...
  • Page 25 Auswahl zwischen binären Ausgängen und Prozeß-Istwert-Eingang: Wählen Sie über die Jumper: 2 binäre Ausgänge (siehe Klemmenbelegung bei Wahl der binären Ausgänge) oder Prozeß-Istwert-Eingang (siehe Klemmenbelegung bei Wahl des Prozeß-Istwert-Eingangs). Die Klemmen 7 bis 10 werden mit den entsprechenden Signalen belegt. Klemmenbelegung bei Wahl der binären Ausgänge: Jumper Klemme...

  • Page 26: Einstellen Der Initiatoren (Option)

    Einstellen der Initiatoren (Option) ACHTUNG! Um die Initiatoren (Näherungsschalter) einzustellen, muß das Gehäuse des Top Control geöffnet werden. Schalten Sie vor diesem Eingriff die Betriebsspannung ab! Öffnen des Top Control -Gehäuses: Entfernen Sie eventuell vorhandene Verplombungen bzw. Verschraubungen zwischen Deckel und Gehäuse. Drehen Sie den Deckel nach links und heben Sie ihn ab.

  • Page 27: Bedienung

    BEDIENUNG Bedien- und Anzeigeelemente Der Top Control- Positioner ist mit einem 3-Tasten-Bedien- und Anzeigeelement mit LC-Display ausgestattet (Bild 6.1). Die Funkti- on der Tasten ist in den folgenden Kapiteln beschrieben. Pfeiltaste "oben" HAND / AUTOMATIK-Taste LED (in der HAND / AUTOMATIK-Taste) Pfeiltaste "unten"...

  • Page 28: Inbetriebnahme Und Einrichten Als Stellungsregler

    Inbetriebnahme und Einrichten als Stellungsregler Führen Sie vor Beginn der Inbetriebnahme die fluidische und elektrische Installation aus (Kapitel 5). 6.3.1 Grundeinstellungen Nehmen Sie bei der ersten Inbetriebnahme des Positioners folgende Grundeinstellungen vor: • Angabe der Wirkungsweise des verwendeten pneumatischen Antriebs. •...
  • Page 29 Hauptmenü für die Einstellungen bei der Inbetriebnahme: bei der Erstinbetriebnahme überspringen Bild 6.3: Einstellungen im Hauptmenü Betriebsanleitung-Nr. 800607...
  • Page 30 Beschreibung der Vorgehensweise (Bild 6.3): Nach dem Einschalten der Betriebsspannung befindet sich der Positioner in der Prozeßbedienebene im Betriebszustand AUTO- MATIK . Zum Festlegen der Grundeinstellungen schalten Sie in die Konfigurierebene um. Halten Sie dazu die HAND/AUTOMA- TIK-Taste 5 Sekunden lang gedrückt. Danach erscheint auf dem Display mit ACTFUNC der erste Menüpunkt des Hauptmenüs. Drücken Sie die HAND/AUTOMATIK-Taste kurz, um eine Einstellung unter dem Menüpunkt ACTFUNC vorzunehmen.
  • Page 31 X.tune Autotune für Stellungsregler Über den Menüpunkt X.TUNE starten Sie das Programm zur automatischen Parametrierung des Positioners. Folgende Funktionen werden selbsttätig ausgelöst: • Anpassung des Sensorsignals an den (physikalischen) Hub des verwendeten Stellgliedes Ermittlung von Parametern der PWM-Signale zur Ansteuerung der im Top Control integrierten Magnetventile •...

  • Page 32: Konfigurieren Der Zusatzfunktionen

    Konfigurieren der Zusatzfunktionen HINWEIS Das Bedienkonzept für den Positioner basiert auf einer strikten Trennung zwischen Grund- und Zusatzfunk- tionen. Im Auslieferungszustand des Gerätes sind nur die Grundfunktionen aktiviert. Sie dienen dazu, bei der Erstinbetriebnahme gerätespezifische Grundeinstellungen vorzunehmen (Kap. 4). Sie sind für den normalen Betrieb ausreichend.

  • Page 33: Input

    Aufnahme von Zusatzfunktionen ins Hauptmenü Wählen Sie im Hauptmenü den Menüpunkt ADDFUNCT aus. Sie gelangen durch Betätigen der HAND/AUTOMATIK-Taste in das Zusatzmenü. Wählen Sie mit den Pfeil-Tasten die gewünschte Zusatzfunktion aus. Durch Drücken der HAND/AUTOMATIK-Taste bestätigen Sie die Aufnahme der Zusatzfunktion in das Hauptmenü. Die Funktion wird automatisch mit einem Stern (*) gekennzeichnet.
  • Page 34 6.4. Zusatzfunktionen Auswahl der Übertragungskennlinie zwischen Eingangssignal und Hub (Korrekturkennlinie) Dichtschließfunktion Wirksinn zwischen Eingangssignal und Soll- position Zuordnung des Belüftungszustands der Antriebs- kammer (Anschluß 2 ) zur Istposition Signalbereichsaufteilung; Eingangssignal in %, für den das Ventil den gesamten Hubbereich durchläuft. Begrenzung des mechanischen Hubbereichs Begrenzung der Stellgeschwindigkeit Parametrierung des Stellungsreglers...
  • Page 35 Charact Auswahl der Übertragungskennlinie zwischen Eingangssignal und Hub (Korrekturkennlinie) Kundenspezifische Kennlinie (Characteristic) CHA LIN Werkseinstellung: Mit dieser Zusatzfunktion wählen Sie eine Übertragungskennlinie bezüglich Stellungssollwert (Soll-Position) und Ventilhub zur Korrektur der Durchfluß- bzw. Betriebskennlinie aus. Lineare Kennlinie Gleichprozentige Kennlinie, Stellverhältnis 1 : 25 Gleichprozentige Kennlinie, Stellverhältnis 1 : 33 Gleichprozentige Kennlinie,...

  • Page 36: Charact

    Eingabe der frei programmierbaren Kennlinie Die Kennlinie wird über 21 Stützstellen definiert, die gleichmäßig über den Stellungssollwertbereich von 0..100 % verteilt sind. Ihr Abstand beträgt 5 %. Jeder Stützstelle kann ein frei wählbarer Hub (Einstellbereich 0..100 %) zugeordnet werden (Bild 6.8). Die Differenz zwischen den Hubwerten zweier benachbarter Stützstellen darf nicht größer als 20 % sein.

  • Page 37: Dir.cmd

    Cutoff Dichtschließfunktion = 1 %; CUT Werkseinstellung: = 99% Diese Funktion bewirkt, daß das Ventil außerhalb des Regelbereiches dicht schließt. Geben Sie hier Grenzen für den Sollwert ein (in %), ab denen der Antrieb vollständig entlüftet bzw. belüftet wird. Das Öffnen bzw. die Wiederaufnahme des Regelbetriebes erfolgt mit einer Hysterese von 1 % (Bild 6.9).

  • Page 38: Dir.act

    Sollposition RISE FALL Eingangs- signal Bild 6.10: Wirkungssinn zwischen Eingangssignal und Sollposition Dir.a Dir.a Dir.a Dir.a Dir.act ct ct ct ct Wirkungssinn bzw. Wirkungsrichtung (Direction) des Stellantriebs DIR.ARISE Werkseinstellung: Über diese Zusatzfunktion stellen Sie den Wirkungssinn zwischen dem Belüftungszustand des Antriebs und der Istposition ein (Bild 6.11).

  • Page 39: Spltrng

    SPLtrng Signalbereichsaufteilung (Split range); Min. und Max.-Werte des Eingangssignal in %, für den das Ventil den gesamten Hubbereich durchläuft. SR = 0 (%); SR = 100 (%) Werkseinstellung: Mit dieser Zusatzfunktion schränken Sie den Sollwertbereich des Positioners durch Festlegen eines minimalen und eines maxi- malen Wertes ein.

  • Page 40: X.limit

    X.limit X.limit X.limit X.limit X.limit Begrenzung des mechanischen Hubbereichs LIM = 0%, LIM = 100% Werkseinstellung: Diese Zusatzfunktion begrenzt den (physikalischen) Hub auf vorgegebene %-Werte (minimal und maximal) (Bild 6.13). Dabei wird der Hubbereich des begrenzten Hubes gleich 100 % gesetzt. Wird im Betrieb der begrenzte Hubbereich verlassen, werden negative POS-Werte oder POS-Werte größer 100 % angezeigt.

  • Page 41: X.control

    X.control Parametrierung des Stellungsreglers Unempfindlichkeitsbereich (Totband) des Stellungsreglers Eingabe des Totbands in % (0 = automatisch) Werkseinstellung: Durch diese Funktion wird erreicht, daß der Stellungsregler erst ab einer bestimmten Regeldifferenz anspricht (Bild 6.14). Die Funktion schont die Magnetventile im Top Control und den pneumatische Antrieb. Parameter des Stellungsreglers Proportionalbeiwert für Stellungsregler (zum Schließen des Ventils) Proportionalbeiwert für Stellungsregler (zum Öffnen des Ventils)

  • Page 42: P.control

    P.control Parametrierung des Prozeßreglers Unempfindlichkeitsbereich (Totband) des PID-Prozeß- reglers Parameter des PID-Prozeßreglers Art der Sollwertvorgabe Angabe der Signalart für Prozeß-Istwert Skalierung des Prozeßreglers Speichern der neuen Parameter Ende der Parametrierung des Prozeßreglers P.co - dbnd Unempfindlichkeitsbereich (Totband) des Prozeßreglers Werkseinstellung: Durch diese Funktion wird erreicht, daß...

  • Page 43: P.co - Para

    P.co - para Parameter des PID-Prozeßreglers Proportionalbeiwert 0...99.99 (Werkseinstellung 1.00) Nachstellzeit 0.5...999.9 (Werkseinstellung 999.9) Vorhaltezeit 0.5...999.9 (Werkseinstellung 0) Arbeitspunkt 0.0...100 % (Werkseinstellung 0 %) s. Anhang P.co - setp Art der Sollwertvorgabe (intern / extern) Sollwertvorgabe intern über die Tasten am TopControl Sollwertvorgabe extern über den Einheitssignal- eingang P.co - inp...

  • Page 44: P.co Scal

    P.CO SCAL Skalierung des Prozeßreglers bei Auswahl des Analogeingangs "4 ..20 mA" (P.CO inp 4-20A) (Beispiel siehe unten) Position des Dezimalpunkts für Prozeß-Istwert- und Sollwert (Einstellbereich: 0..3) Unterer Skalierungswert für den Prozeß-Istwert (process value); der Wert wird 4 mA zugeordnet. Oberer Skalierungswert für den Prozeß-Istwert (process value);...
  • Page 45 Skalierung des Prozeßreglers bei Auswahl des Frequenzeingangs (P.CO inp Freq) HINWEIS Beim Einstieg in dieses Menü wird das Ventil geschlossen, um für das Durchführen der Teach-In-Funktion einen definierten Ausgangszustand zu haben. Einheit l/s Einheit l/m Einheit m³/min Einheit m³/h Einheit gal(US)/s Einheit gal(US)/min Einheit gal(US)/h Einheit gal(Imperial)/s...
  • Page 46 Einstellung der gewünschten Einheit für den Durchfluß Position des Dezimalpunkts für Prozeß-Istwert und -Sollwert (Einstellbereich: 0..3). Unterer Skalierungswert für den Prozeß-Sollwert (setpoint); der Wert wird dem kleinsten Strom- bzw. Spannungswert des Einheitssignals zugeordnet. Diese Einstellung ist nur aktiv, wenn P.CO SETP / SETP EXT gewählt ist. Oberer Skalierungswert für den Prozeß-Sollwert (setpoint);...

  • Page 47: Code

    Skalierung des Prozeßreglers bei Auswahl des Pt-100-Eingangs (P.CO inp pt100) Position des Dezimalpunkts (Einstellbereich: 0..3) Unterer Skalierungswert für externen Prozeß-Sollwert der Wert wird dem kleinsten Strom- bzw. Spannungs- wert des Einheitssignals zugeordnet (nur aktiv, wenn P.CO SETP / SETP EXT gewählt ist) Oberer Skalierungswert für externen Prozeß-Sollwert der Wert wird dem größten Strom- bzw.

  • Page 48: Bin-In

    BIN-IN Aktivierung des Binäreingangs Auswahl der Funktion des Binäreingangs Anfahren einer Sicherheits- position Binäreingang deaktiviert Eingabe der Sicherheits- position (0..100%) Typ des Binäreingangs normally closed (0..10 V = 1; 10..30 V = 0) normally open (0..10 V = 0; 10..30 V = 1) Ende der Einstellung des Binäreingangs Output...
  • Page 49 out ANL Einheitssignal für den analogen Stellungsausgang Strom 4..20 mA Strom 0..20 mA Spannung 0..10 V Spannung 0..5 V out bin Konfigurierung der binären Ausgänge normally closed zulässige Regelab- weichung* normally open normally closed untere Grenzstellung (Ausgang 1) normally open normally closed obere Grenzstellung (Ausgang 2)

  • Page 50: Cal.user

    cal.user Kalibrierung der Istwert-Anzeige, der Eingänge für Stellungs-Sollwert und Prozeß-Sollwert und Prozeß-Istwert, sowie des K-Faktors für das Ventil A) STELLUNGSREGLER AKTIVIERT Beschreibung siehe nächste Seite nur bei analoger Stellungsrückmeldung aktiv Ende der Kalibrierung HINWEIS Die in Klammern gesetzten Signalarten werden in diesem Menü nur angezeigt, sie können hier nicht verän- dert werden.
  • Page 51 CAl.pos Kalibrierung der Positionsanzeige (0 - 100 %) Übernahme der minimalen Position: minimale Position des Ventils über Pfeiltasten anfahren und durch Drücken der HAND/AUTOMATIK-Taste bestätigen Übernahme der maximalen Position: Fahren Sie die maximale Position des Ventils über die Pfeiltasten an und bestätigen Sie diesen Wert durch Drücken der HAND/AUTOMATIK-Taste cal inp Kalibrierung des Stellungs-Sollwerts (4..20 mA;...
  • Page 52 B) PROZESSREGLER AKTIVIERT Beschreibung siehe nächste Seite nur bei analoger Stellungsrück- meldung aktiv Ende der Kalibrierung HINWEIS Die in Klammern gesetzten Signalarten bzw. Vorgaben werden in diesem Menü nur angezeigt, sie können hier nicht verändert werden. Angezeigt werden die Signalart bzw. Vorgaben, die Sie in den zugehörigen Me- nüs ausgewählt haben: CAL PV: Anzeige der Auswahl im Menü...

  • Page 53: Setfact

    CAl pos Kalibrierung der Positionsanzeige Übernahme der minimalen Position: Fahren Sie die minimale Position des Ventils über Pfeiltasten an und bestätigen Sie diese durch Drücken der HAND/AUTOMATIK-Taste Übernahme der maximalen Position: Fahren Sie die maximale Position des Ventils über Pfeiltasten an und bestätigen Sie diese durch Drücken der HAND/AUTOMATIK-Taste cal sp Kalibrierung des Prozeß-Sollwerts;...

  • Page 54: Einrichten Einer Prozeßregelung

    Einrichten einer Prozeßregelung Um den Positioner als Prozeßregler betreiben zu können, führen Sie folgende Schritte aus: Führen Sie in jedem Fall zunächst die Selbstparametrierung für Stellungsregler (X.TUNE - siehe Abschnitt 6.3.2) durch. Nehmen Sie Zusatzfunktion P.CONTRL über das Konfiguriermenü ins Hauptmenü auf (Abschnitt 6.4). Mit der Funktion P.CONTRL wird auch die Funktion P.Q’LIN ins Hauptmenü...

  • Page 55: Prozeßbedienen

    Prozeßbedienen Nach jedem Einschalten der Betriebsspannung befindet sich der Positioner automatisch in der Prozeßbedienebene. Aus der Konfigurierebene wechseln Sie durch Bestätigen des Menüpunkts END mit der HAND/AUTOMATIK-Taste in die Prozeßbedienebene. Von der Prozeßbedienebene aus wird der normale Regelbetrieb ausgeführt und überwacht (Betriebszustand AUTOMATIK ), sowie das Ventil manuell auf- oder zugefahren (Betriebszustand HAND ).
  • Page 56 Anzeigen im Betriebszustand AUTOMATIK: Prozeßregler nicht aktiv Bezüglich des Stellungsreglers sind folgende Anzeigen möglich: POS__xxx (0..100%) • Ist-Position des Ventilantriebs: • Soll-Position des Ventilantriebs nach Umskalierung CMD__xxx (0..100%) durch evtl. aktivierte Split-Range-Funktion oder Korrekturkennlinie: INP__xxx (0..100%) • Eingangssignal für Soll-Position: TEMP_xx.x (in °C) •...
  • Page 57 Prozeßregler aktiv Bei aktiviertem Prozeßregler können folgende Größen angezeigt werden: PV___(-999..9999) • Istwert der Prozeßgröße (Prozeßistwert): SP___(-999..9999) • Sollwert der Prozeßgröße (Prozeßsollwert): POS__xxx (0..100%) • Ist-Position des Ventilantriebs: • Soll-Position des Ventilantriebs nach Umskalierung durch evtl. aktivierte CMD__xxx (0..100%) Split-Range-Funktion oder Korrekturkennlinie: TEMP_xx.x (in °C) •...
  • Page 58 6.6.2 Betriebszustand HAND (gelbe LED aus) Im Betriebszustand HAND kann das Ventil manuell auf- oder zugefahren werden. Bedeutung der Tasten im Betriebszustand HAND : Drücken der Taste „Pfeil oben“ im Betriebszustand HAND : Auffahren des Antriebs Drücken der Taste „Pfeil unten“ im Betriebszustand HAND : Zufahren des Antriebs Gedrückthalten der Taste ”Pfeil oben”...
  • Page 59 WARTUNG UND FEHLERBEHEBUNG Die Positioner der Baureihe Top Control sind bei Betrieb entsprechend den in dieser Anleitung gegebenen Anweisungen war- tungsfrei. Fehlermeldungen auf dem LC-Display • Fehlermeldungen beim Einschalten: Anzeige Fehlerursachen Abhilfe INT.ERROR Interner Fehler nicht möglich, Gerät defekt • Fehlermeldungen bei der Durchführung der Autotune-Funktion: Anzeige Fehlerursachen...
  • Page 60 ANHANG Auswahlkriterien für Stetigventile Von entscheidender Bedeutung für ein optimales Regelverhalten und das Erreichen des gewünschten Maximaldurchflusses sind folgende Kriterien: • die richtige Wahl des Durchflußbeiwertes, der im wesentlichen durch die Nennweite des Ventils definiert wird; • eine gute Abstimmung der Ventilnennweite auf die Druckverhältnisse unter Berücksichtigung der übrigen Strömungs- widerstände in der Anlage.
  • Page 61 -Wert des Stetigventils ist über die sogenannte Ventilautorität Ψ mög- Eine praxisgerechte Festlegung der Obergrenze für den k lich: ∆ Ψ ∆ (∆p) : Druckabfall über das voll geöffnete Ventil (∆p) : Druckabfall über die gesamte Anlage Bei einer Ventilautorität Ψ Ψ Ψ Ψ Ψ < 0,3 ist das Stetigventil überdimensioniert. HINWEIS Bei voller Öffnung des Stetigventils ist in diesem Fall der Strömungswiderstand wesentlich kleiner als der der übrigen fluidischen Komponenten in der Anlage.
  • Page 62 Eigenschaften von PID-Reglern Ein PID-Regler besitzt einen Proportional-, einen Integral- und einen Differentialanteil (P-, I- und D-Anteil). P-Anteil: Funktion: Y = Kp · Xd Kp ist der Proportionalbeiwert (Verstärkungsfaktor). Er ergibt sich als Verhältnis von Stellbereich ∆Y zu Proportionalbereich ∆Xd. Kennlinie Sprungantwort Bild 8.1: Kennlinie und Sprungantwort des P-Anteils eines PID-Reglers...
  • Page 63 Eigenschaften: Ein reiner I-Regler beseitigt die Auswirkungen auftretender Störungen vollständig. Er besitzt also ein günstiges statisches Verhal- ten. Er arbeitet aufgrund seiner endlichen Stellgeschwindigkeit langsamer als der P-Regler und neigt zu Schwingungen. Er ist also dynamisch relativ ungünstig. D-Anteil: Funktion: Y = Kd d Xd/dt Kd ist der Differenzierbeiwert.
  • Page 64 D-Anteil D-Anteil I-Anteil I-Anteil I-Anteil I-Anteil D-Anteil D-Anteil Kp•Xd P-Anteil P-Anteil P-Anteil P-Anteil Nachstellzeit Tn Vorhaltzeit Tv Nachstellzeit Tn Vorhaltezeit Tv Sprungantwort des PID-Reglers Anstiegsantwort des PID-Reglers Bild 8.4: Sprungantwort und Anstiegsantwort des PID-Reglers Realisierter PID-Regler D-Anteil mit Verzögerung: Im Prozeßregler des Positioners ist der D-Anteil mit einer Verzögerung T realisiert. Funktion: + Y = Kd Überlagerung von P-, I- und DT- Anteil:...
  • Page 65 Funktion des realen PID-Reglers: ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ Xd dt + Tv + Y = Kp (Xd + Sprungantwort des realen PID-Reglers: Kp Tv Kp Xd Bild 8.6: Sprungantwort des realen PID-Reglers Betriebsanleitung-Nr. 800607...

  • Page 66: Einstellregeln Für Pid-Regler

    Einstellregeln für PID-Regler In der regelungstechnischen Literatur werden eine Reihe von Einstellregeln angegeben, mit denen auf experimentellem Wege eine günstige Einstellung der Reglerparameter ermittelt werden kann. Um dabei Fehleinstellungen zu vermeiden, sind stets die Bedingungen zu beachten, unter denen die jeweiligen Einstellregeln aufgestellt worden sind. Neben den Eigenschaften der Regelstrecke und des Reglers selbst spielt dabei eine Rolle, ob eine Störgrößenänderung oder eine Führungsgrößenänderung ausgeregelt werden soll.
  • Page 67 Istwert Istwert Ks•∠ Y ∠ x ∠ t ∠ x ∠ t Zeit Zeit Bild 8.8: Verlauf der Regelgröße nach einem Stellgrößensprung ∆ Y Vorgehensweise: • Regler auf HAND schalten • Stellgrößensprung ausgeben und Regelgröße mit einem Schreiber aufnehmen • Bei kritischen Verläufen (z.B.
  • Page 68 NOTIZEN Top Control Positioner...
  • Page 69 TOP CONTROL POSITIONER TYPE 8630 CONTENTS: GENERAL INFORMATION Symbols Safety information Important for Handling Scope of delivery Warranty conditions SYSTEM CONFIGURATION DESCRIPTION OF THE TOP CONTROL Construction Function 3.2.1 Working of the positioner as position controller 3.2.2 Using the positioner as a process controller...
  • Page 70 OPERATION Control and display elements Operating levels Commissioning as a position controller 6.3.1 Basic configuration 6.3.2 Operating mode for basic configuration Configuration of the additional functions 6.4.1 Keys in the configuration menu 6.4.2 Configuration menu 6.4.3 Additional functions Setting a process control function 6.5.1 Starting the function to obtain linear characteristic curve Process operation level...

  • Page 71: General Information

    GENERAL INFORMATION Symbols The following symbols are used in these operating instructions: indicates a working step which must be performed ATTENTION! Indicates information, which if not observed can result in harmful effects on the health or the serviceability of the unit. NOTE Indicates important additional information, tips and recommendations.

  • Page 72: Scope Of Delivery

    Scope of delivery Check the contents of the delivery for damage and agreement with the details specified on the delivery note immediately following receipt. This normally comprises: • pneumatically actuated valve of types 2000, 2030, 2031, 2031K, 2652 or 2655 with control head fitted of the Top Control series •...

  • Page 73: System Configuration

    A vast range of connections and valve diameters is available, although not displayed in the figure below. All technical informations about these products are described in the relevant data sheets. The product range will be continuously increased. Top Control Typ 8630 with Angle valve...
  • Page 74 Various control valves from the Bürkert range may be used in connection with the Top Control positioner depending on the installation conditions. Angle valves, diaphragm valves, including ball valves fitted with a control cone are suitable, as well as piston or rotary driven pneumatic actuators.

  • Page 75: Description Of The Top Control

    DESCRIPTION OF THE TOP CONTROL The type 8630 Top Control positioner is an electropneumatic position controller for pneumatically actuated continuous valves. The positioner and pneumatic actuator are joined together to build one functional unit. Construction The design of the type 8630 Top Control positioner (Fig. 3.1) is based on a modular concept.
  • Page 76 CONSTRUCTION FEATURES: • Design: for single/double-acting actuators • Path measuring system: high linear resolution with plastic potentiometer. Freely coupled to the piston rod of the actuator • Electronic system piloted by a microprocessor: ensure an efficient configuration, control, and drive of the actuator •...

  • Page 77: Function

    Function The figure 3.4 shows the functional diagram of the positioner in combination with a single acting piston valve. Process value Process setpoint Position Process setpoint controller external position setpoint Position Actuator controler 1: Air inlet valve Position 2: Air exhaust valve feedback Actuator Top Control...

  • Page 78: Working Of The Positioner As Position Controller

    Fig. 3.5: Process control example: TopControl with sensor 3.2.1 Working of the positioner as position controller (Fig. 3.6) The actual position (POS) is measured by the displacement measuring system. This position value is compared to the normalized position setpoint signal (CMD). In cases of difference (Xd1), a voltage pulse-width modulation signal is sent as control signal. With single-acting actuators, a positive error exists and pulses are sent from output B to activate the air supply.

  • Page 79: Using The Positioner As A Process Controller

    3.2.2 Using the positioner as a process controller (Fig. 3.6) By using the positioner as a process controller, the previous position control function is a component of the main control loop. The process controller within the main control loop posseses a PID function. The process setpoint (SP) is used and compared to the controlled process value (PV).

  • Page 80: Top Control Variants

    Top Control variants The Top Control positioner is available in 3 forms, varying in electrical connection and control functions. • Multipole connection with complete functions (Fig. 3.8) • Terminal with PG cable glands and terminals with restricted functions (Fig. 3.9) •...

  • Page 81: Software Characteristics

    Software characteristics Additional function Operation Positon controller with additional functions Close tight function Valve tightly closed over the tightness process range Plug travel limitation Valve movement within a specified stroke range Split range The signal is split in 2 or more positions Characteristics curves for process The linearization of the characteristic curvecan be processed value adjustment...

  • Page 82: Technical Characteristics

    Technical characteristics 3.5.1 Safety positions according to electrical and pneumatic power supplys Type of actuator Designation Safety settings following failure or auxillary power supply electrical pneumatic single acting down down WW A single acting WW B double acting down / up not assigned WW I (depending on con-...

  • Page 83: Characteristics Of The Topcontrol Positioner

    3.5.3 Characteristics of the Top Control positioner Operating data Operating temperature 0...+50°C Degree of protection IP 65 according to EN 60529 (in correct electrical installation conditions) Conformity to norms According to CE 89/336 Mechanical data Dimensions refer to data sheet Material of the body external POM, PSU...

  • Page 84: Initial Commissioning

    INITIAL COMMISSIONING NOTE This section allows you to perform the quick commissioning of the Top Control positioner. The not essential additional functions are not described in this section. See chapter 5 and 6 for complete explanations about commissioning and the functions available. Pneumatic connection Install the valve according to the specific requirements.

  • Page 85: Basic Configuration

    b) Cable gland connection Easy connection of the terminal box: Remove the 4 self-cutting screws to open the cover of the terminal box. The connections of the terminals are shown in figure 4.2. Terminals Connect the external position setpoint signal and power supply wires to the terminals (according to the PG-terminal assignment).
  • Page 86 AUTOMATIC Mode MANUAL Mode Omit during first commissioning Fig. 4.4: Basic configuration Operating instructions no. 800607...
  • Page 87 Configuration within the MAIN menu: ACTFUNC Function of the actuator FUNC SNGL - single acting FUNC DOUB - double acting INPUT Selection of the input signal INP 4’20A - Current 4..20 mA INP 0’20A - Current 0..20 mA INP 0’10V - Voltage 0..10 V INP 0’5V - Voltage 0..5 V...

  • Page 88: Installation

    INSTALLATION Please refer to the data sheets for dimensions of the Top Control and complete instrument variants of the Top Control , pneumatic actuators and valves. Pneumatic connection 5.1.1 Pneumatic connection of the valve Dimensions and connections see data sheet. 5.1.2 Pneumatic connection of the positioner Connect the air supply (3..7 bar, instrument air, oil, water and duster) to port 1 (Fig.

  • Page 89: Multipole Connection

    5.2.1 Multipole connection The figure 5.2 indicates the functions of the multipole connectors and assignment of the pins. Power supply Signal to SPS Initiators Process value Fig 5.2: Circular connector with pin assignment Output signal to SPS (circular connector M16) Assignment External connection Setpoint GND...
  • Page 90 Power supply (circular connector M12) Assignment External connection + 24 V not connected 24 V DC ± 10 % Residual ripple 10 % not connected Limit switches (circular connector M8) Assignment External connection Limit switch 1 + Limit switch 1 GND Limit switch 2 + Limit switch 2 GND Process value (circular connector M8)

  • Page 91: Cable Gland Connection

    5.2.2 Cable gland connection Easy connection of the terminal box: Remove the 4 self-cutting screws to open the cover of the terminal box. The disposal of the terminal is shown on figure 5.3. Straps Terminals Fig. 5.3: TopControl terminals and straps Connection of terminals (with cable glands) Terminal Assignment...
  • Page 92 Selection between digital output and process value input: Select using the strap: 2 digital outputs (see terminal assignment when digital output selected) process value inputs (see terminal assignment when process value is selected). The terminals 7 to 10 are connected to the corresponding signals. Connect the limit switches to the terminals: Strap Terminal...

  • Page 93: Installation Of The Position Switches (Option)

    Installation of the position switches (option) ATTENTION! It is necessary to open the Top Control housing to install the position switches. Disconnect the power supply before opening open the Top Control . Opening the Top Control : Remove the screws and possible seals between the cover and the housing. Twist the cover to the left and remove it.

  • Page 94: Operation

    OPERATION Control and display elements The Top Control has 3 keys and a LCD (Fig 6.1). The functions of the keys are described in the following section. Arrow up key MANUAL/AUTOMATIC key LED (in the MANUAL/ AUTOMATIC key) Arrow down key Fig.

  • Page 95: Commissioning As A Position Controller

    Commissioning as a position controller Follow the pneumatic and electrical connection instructions before commissioning (chapter 5). 6.3.1 Basic configuration Select the following basic configuration for the initial commissioning : • Enter the displacement range of the pneumatic actuator. • Enter the unit of the selected input signal (4..20 mA, 0..20 mA, 0..10 V or 0..5 V). •...
  • Page 96 Main menu for configuration during servicing: AUTOMATIC Mode MANUAL Mode Omit during first commissioning Fig. 6.3: Setting within the main menu Operating instructions no. 800607...
  • Page 97 Description of the overview (Fig. 6.3): After switching the power on, the positioner is in the process operation level in the AUTOMATIC mode. To enter the basic configuration, within the configuration level, press the MANUAL/AUTOMATIC key for a duration of 5 seconds. The submenu ACTFUNC will then be displayed as the first step of the main menu.
  • Page 98 X.tune Autotuning of the positioner With the X.TUNE sub-menu, you start a program that performs an automatic parametring of the positioner. The following parameters are automatically calculated: • Matching the sensor signal to the (physical) stroke of the control valve •...

  • Page 99: Configuration Of The Additional Functions

    Configuration of the additional functions NOTE The operating concept of the positioner is based on a separate basic and additional functions. Only the basic functions of the unit are activated on delivery. This enables the basic settings such as specific units to be set during the initial setting up of the unit (Chapter 4).
  • Page 100 Selection of additional functions within the main menu Select the sub menu ADDFUNCT within the main menu. By pressing the MANUAL/AUTOMATIC key, enter within the additional sub-menu. Select the required function with the arrow-keys. By pressing the MANUAL/AUTOMATIC key, validate the additional function within the main menu. The function is marked with a star (*).

  • Page 101: Additional Functions

    6.4.3 Additional functions Selection of the transmission characteristic curve between the input signal and stroke (correction characteristic curve) Close tight function Relationship between the input signal and the setpoint Relationship between the indicated position value and the air supply state (Connection 2 Split range: min.
  • Page 102 Charact Selection of the transmission characteristic curve between the input signal and the stroke (correction characteristic curve) User specific characteristic curve (Characteristic) CHA LIN Factory setting: With this function you select a transmission characteristic curve in relation to the position set value (position setpoint) and to the valve stroke to correct the flow rate respectively the operating characteristic curve.

  • Page 103: Input

    Input of the freely-programmable characteristic curve The characteristic curve is defined by means of 21 restart points distributed uniformly over the set positioning range of 0 ... 100%. These are spaced at 5%. A freely selectable stroke (range 0 ... 100%) can be assigned to each restart (Fig. 6.8). The difference between the values of the stroke of two adjacent restart points shall not exceed 20%.
  • Page 104 Cutoff Close tight function = 1 %; CUT Factory setting: = 99% The closed tight function ensures that the valve is tightly closed outside the control range. Specification of a value (%) from which the actuator air is completely exhausted or supplied with air. The opening or resumption of the control operation takes place with a hysteresis of 1% (refer to Fig.
  • Page 105 Setpoint RISE FALL Input signal Bild 6.10: Sense of action Dir.a Dir.a Dir.a Dir.a Dir.act ct ct ct ct Relationship or direction of the actuator DIR.ARISE Factory setting: This function determines the direction of action between the air supply state and the actual value indication of the actuator (Fig.

  • Page 106: Spltrng

    SPLtrng Splitrange; minimal and maximum values of the input signal (in %) generating the complete displacement of the valve all over the plug range. SR = 0 (%); SR = 100 (%) Factory setting: This additional function enables the set value range of a positioner to be restricted by stipulating a minimum and maximum value. This makes it possible to divide the used unit signal range (4..20 mA, 0..20 mA, 0..10 V oder 0..5 V) over several positioners (without or with an overlap).

  • Page 107: X.limit

    X.limit X.limit X.limit X.limit X.limit Mechanical stroke limitation LIM = 0%, LIM = 100% Factory setting: This additional function enables the (physical) stroke to be limited to a given MIN and MAX percentage value (Fig. 6.13). There, the stroke range of the limited stroke is set to equal 100%. If during servicing the selected plug travel is overpassed, then the display of POS value may be greater than 100 % or lower than Entry of the lower value of the stroke range in % 0..50% of the total stroke...

  • Page 108: X.control

    X.control Parameters setting for the positioner Deadband of the positioner Enter the deadband in % ( 0 = automatic) Factory setting: 1 % This function ensures that the postioner acts only then a selected control difference is measured (Fig. 6.14). This function protects the servovalve and pneumatic actuator by controlling the start-up frequency.

  • Page 109: P.control

    P.control Parameters setting of the process controller Dead band of the controller Parameters of the PID controller Mode of setpoint entry Type of the analogue input Scale of the controller Storage of the new parameters End of the parametering setting of the controller P.co - dbnd Deadband of the process controller Factory setting: 1 %...

  • Page 110: P.co - Para

    P.co - para Controller PID parameters Proportional correction value 0...99.99 (factory setting 1.00) Reset time 0.5...999.9 (factory setting 999.9) Rate action time 0.5...999.9 (factory setting 0) Operating point of process controller 0.0...100 % (factory setting 0 %) See Appendix P.co - setp Type of setpoint (internal/external) Internal setpoint by keys on the TopControl External setpoint by analogue input...

  • Page 111: P.co Scal

    P.CO SCAL "4 ..20 mA" (P.CO inp 4-20A) Scale limit for process control by selection of (example see below) Position of the decimal point for the process setpoint and actual value (Selectable value: 0..3) Lower range value for process actual value (process value);...
  • Page 112 Scale limit for process control by selection of frequency input (P.CO inp Freq) NOTE The valve is closed as this menu is activated. Then, the Teach-In is performed with a defined output conditions. Unit l/s Unit l/m Unit m³/min Unit m³/h Unit gal(US)/s Unit gal(US)/min Unit gal(US)/h...
  • Page 113 Entry of the required flow unit Position of the decimal point for the process setpoint and actual value (Selectable value: 0..3). Lower range value for process setpoint ; assigned to the lower current/voltage value of the external setpoint signal. This setting is only activated if P.CO SETP / SETP EXT is selected. Higher range value for process setpoint;...

  • Page 114: Code

    Scale limit for process control with Pt100 (P.CO inp pt100) Position of the decimal point for the process setpoint and actual value (Selectable value: 0..3) Lower range value for external process setpoint Assigned to the lower current/voltage value of the external setpoint signal (this setting is only activated if P.CO SETP / SETP EXT is selected).

  • Page 115: Bin-In

    BIN-IN Configuration of the binary input Selection of the function of the binary input Searching of a security position Binary input not activated Enter the security position (0..100%) Type of binary input normally closed (0..10 V = 1; 10..30 V = 0) normally open (0..10 V = 0;...
  • Page 116 out ANL Unit of analogue position indication Current 4..20 mA Current 0..20 mA Voltage 0..10 V Voltage 0..5 V out bin Configuration of the output signal normally closed allowed control range* normally open normally closed lower threshold (output 1) normally open normally closed higher threshold (output 2)

  • Page 117: Cal.user

    cal.user Calibration of the actual value display, entries for position and process control setpoint, process value, and K-Factor of the valve. A) POSITION CONTROL ACTIVATED Description see next page only activated in case of analogue position indication end of the calibration NOTE The signal values within parenthesis are only available as a display and cannot be modified.
  • Page 118 CAl.pos Calibration of the position indication (0 - 100 %) Entry of the minimal position: set the minimal position of valve with the arrow key, then validate by pressing the MANUAL/AUTOMATIC key Entry of the maximal position: set the valve to the maximal position with the arrow key, then validate by pressing the MANUAL/ AUTOMATIC key cal inp Calibration of the position setpoint (4..20 mA;...
  • Page 119 B) PROCESS CONTROL ACTIVATED Description see next page only activated in case of analogue position indication end of the calibration NOTE The signal units within parenthesis are only available as a display and cannot be modified. The type of signal as previously selected in the configuration menu is displayed: CAL PV: Display of the selection within the P.co.inp menu CAL Sp: Display of the selection within the P.co.setp menu...

  • Page 120: Setfact

    CAl pos Calibration of the position indication Entry of the minimal position: Set the minimal position of valve with the arrow key, then validate by pressing the MANUAL/ AUTOMATIC key Entry of the maximal position: Set the valve to the maximal position with the arrow key, then validate by pressing the MANUAL/ AUTOMATIC key cal sp Calibration of the position setpoint;...
  • Page 121 Setting a process control function In order to use the positioner as a process controller, apply the following requirements: Perform first the self-calibration procedure for the position controller (X.TUNE - see 6.3.2). Select the P.CONTRL additional function within the configuration mode in the main menu (see 6.4). The function P.CONTRL will also be activated into the main menu.
  • Page 122 Process operation level The process operating level is automatically set each time the unit is switched on. From configuration level you can change over to the process operation level by using the MANUAL/AUTOMATIC key and after validation of the instruction END of the menu. The process operating level allows viewing of normal control functions (AUTOMATIC mode) and to open and close the valve manually (MANUAL mode).
  • Page 123 Display indications in AUTOMATIC operating mode: Process controller not active The following information from the positioner is possible: POS__xxx (0..100%) • Actual position of the valve actuator: • Set position of the actuator after scaling CMD__xxx (0..100%) i.e. split range function or characteristic curves modification: INP__xxx (0..100%) •...
  • Page 124 Active process controller The following points are shown: PV___(-999..9999) • Actual process value: SP___(-999..9999) • Process set point: POS__xxx (0..100%) • Actual position of the actuator: • Set position of the actuator after scaling CMD__xxx (0..100%) i.e. split range function or characteristic curves modification: TEMP_xx.x (in °C) •...
  • Page 125 6.6.2 MANUAL operating mode (yellow LED off) In the MANUAL operating mode the valve can be opened or closed manually. Key functions in the MANUAL operating mode: Pressing the ”up arrow” key: Opens the actuator Pressing the ”down arrow” key: Closes the actuator Continuously pressing the ”up arrow”...
  • Page 126 FAILURES AND REPORT ERRORS Positioners from Top Control series are maintenance free if used according to the recommendations of this manual. Report errors on LCD display • Faults during initial activation: Message Possible cause Remedy INT.ERROR Internal fault Not possible, unit defective •...
  • Page 127 APPENDIX Selection criteria for continuous valves For optional control behaviour and the reaching of the desired maximum flowrate the following criteria must be observed: • The correct selection of the k value, which is in fact defined by the valve size; •...
  • Page 128 A practical rule for the determination of the k value for the upper limits in respect to continuous valves consists of using the so called ‘valve authority Ψ : ∆ Ψ ∆ with (∆p) : pressure drop with a fully open valve (∆p) : pressured drop over the complete installation For valve authority Ψ...
  • Page 129 Characteristics of PID controllers A PID controller has a proportional, an integral and a differential component (P, I and D components). P component: Function: Y = Kp · Xd Kp is the proportional action coefficient. It results from the ratio of the manipulating range ∆Y to the proportional range ∆Xd. Proportional range ∆...
  • Page 130 Characteristics: A pure I controller eliminates the effects of occuring 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.
  • Page 131 Fig. 8.4: Step response and rise response of the PID controller Realised PID controller D component with delay: In the Positioner Top Control 8630, the D component is realised with a delay T. Function: + Y = Kd Superposition of P, I and DT components Fig.
  • Page 132 Function of the real PID controller : ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ Xd dt + Tv + Y = Kp (Xd + Step response of the real PID controller: Kp Tv Kp Xd Fig. 8.6: Step response of the real PID controller Operating instructions no.
  • Page 133 Rules for adjusting PID controllers The litterature 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.
  • Page 134 Actual value Istwert Ks•∠ Y ∠ x ∠ t ∠ x ∠ t Zeit Time Figure 8.8: Progression of the controlled variable after a manipulated variable change ∆ Y Method: • Set the controller to MANUAL mode • Output a manipulated variable change and record the controlled variable with a recorder •...
  • Page 135 NOTES Top Control Positioner...
  • Page 136 Berlin: Tel. (0 30) 67 97 17-0 Dresden: Tel. (03 59 52) 36 30-0 Steuer- und Regeltechnik Frankfurt: Tel. (0 61 03) 94 14-0 Christian-Bürkert-Str. 13-17 Hannover: Tel. (05 11) 902 76-0 74653 Ingelfingen Dortmund: Tel. (0 23 73) 96 81-0 Telefon (0 79 40) 10-0 München: Tel.

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