Burkert 1110 series Operating Instructions Manual
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Burkert 1110 series Operating Instructions Manual

Digital industrial controller
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  • Page 1 Operating Instructions Bedienungsanleitung Instructions de Service Type 1110 Digital Industrial Controller Digitaler Industrieregler...
  • Page 2 We reserve the right to make technical changes without notice. Technische Änderungen vorbehalten. © 2002 Bürkert Werke GmbH & Co. KG Operating Instructions 0507/10_EU-ML_00801137...

  • Page 3: Table Of Contents

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER CONTENTS: GENERAL SAFETY INSTRUCTIONS ................CHARACTERISTICS AND POSSIBILITIES OF USE (OVERVIEW) ..........................INSTALLING THE CONTROLLER .................. CONNECTIONS ........................Pin assignments ........................Supply voltages ......................... 4.2.1 115/230 V and 24/48 V Changeover ................4.2.2 24V DC/AC Converter for operation at 24 V DC ............
  • Page 4 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER OPERATION ..........................Operating levels ........................Operator controls and indicators ..................Process operation ........................Setting numeric values ......................Configuration ..........................6.5.1 Operation during configuration ..................6.5.2 Main menu of the configuration level ................6.5.3 Configuration menus ......................6.5.4 Meanings of the symbols in the configuration menus ...........

  • Page 5: General Safety Instructions

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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: •...

  • Page 6: Characteristics And Possibilities Of Use (Overview)

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 7 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.

  • Page 8: Installing The Controller

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.

  • Page 9: Supply Voltages

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller input 2 Controller input 1 Relay 3 (Alarm) Relay 3 (Alarm) Position acknow- Controller output ledgement Standard signal Current Binary output Standard signal Relay 1 Voltage (Output) Resistance thermometer PT100 Relay 2 Binary (Output) input Thermo couples Power supply...

  • Page 10: 115/230 V And 24/48 V Changeover

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 4.2.1 115/230 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.

  • Page 11: Signal Inputs

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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 signal (voltage) 0 ... 10 V Terminals 30 and 31 Input resistance: >...
  • Page 12 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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: Type Thermocouple pair...

  • Page 13: Signal Outputs

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER • Input for the connection of a potentiometer Terminals 19, 20 and 27 for position feedback (1 ... 10 kΩ) for position regulation • Binary inputs Terminals 25 and 26 Input resistance: > 25 kΩ Configurable line of action: Logical value Voltage not inverted...
  • Page 14 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 Max.

  • Page 15: Controller Structures

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 16 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Aabs Input 1 Linearisation Alarm abs. Averh Alarm ratio Ramp Setpoint Arel limiting Alarm rel. Multiplier Continuous signal 2-point- PWM signal 3-point- PWM signal Manipulated Controller 2 Line of action variable limiting 3-point- step signal 3-point-step...

  • Page 17: Controller For Single Control Loop

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller for single control loop 5.2.1 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).
  • Page 18 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Aabs Input 1 Linearisation Alarm abs. Averh Alarm ratio Ramp Setpoint Arel limiting Alarm rel. Multiplier Continuous signal 2-point- PWM signal 3-point- PWM signal Manipulated Controller 2 Line of action variable limiting 3-point- step signal 3-point-step...

  • Page 19: Controller With Additional Functions For Feed Forward Control

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller with additional functions for feed forward control 5.3.1 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.
  • Page 20 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Aabs Input 1 Linearisation Alarm abs. Averh Alarm ratio Ramp Setpoint Arel limiting Alarm rel. Multiplier Continuous signal 2-point- PWM signal 3-point- PWM signal Manipulated Controller 2 Line of action variable limiting 3-point- step signal 3-point-step...

  • Page 21: Controller With Additional Functions For Follow-Up Control

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller with additional functions for follow-up control 5.4.1 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).
  • Page 22 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Aabs Input 1 Linearisation Alarm abs. Averh Alarm ratio Ramp Setpoint Arel limiting Alarm rel. Multiplier Continuous signal 2-point- PWM signal 3-point- PWM signal Manipulated Controller 2 Line of action variable limiting 3-point- step signal 3-point-step...

  • Page 23: Controller With Additional Functions For Ratio Control

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller with additional functions for ratio control 5.5.1 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.

  • Page 24: Ratio Controller Structure

    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 is used for the control variable PV1 and the process variable PV2 is applied to input 2.

  • Page 25: Controller With Additional Functions For Cascade Control

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Controller with additional functions for cascade control 5.6.1 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).

  • Page 26: Cascade Controller Structure

    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 controller 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.
  • Page 27 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Filter 1 Root extraction Scaling Aabs Input 1 Linearisation Alarm abs. Averh Alarm ratio Ramp Setpoint Arel limiting Alarm rel. Multiplier Continuous signal 2-point- PWM signal 3-point- PWM signal Manipulated Controller 2 Line of action variable limiting 3-point- step signal 3-point-step...

  • Page 28: Explanations Of The Controller Structures' Function Blocks

    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 frequency 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).
  • Page 29 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Scaling value 4 mA 20 mA Standard signal 10 V Fmin (0 Hz) Fmax Frequency-analog signal Figure 15: Scaling 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...
  • Page 30 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adjustable parameters: Pitch of the setpoint ramp ∆SP D=∆SP / ∆t ∆t 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.
  • Page 31 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 32 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Positive line of action positiver Wirkungssinn negativer Wirkungssinn Negative line of action xd (Regeldifferenz) PVd (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.
  • Page 33 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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, and driven with the last-calculated set variable.
  • Page 34 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adjustable parameter: 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.
  • Page 35 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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 Controlled variable CO variable CO...
  • Page 36 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 kΩ to 10 kΩ. Adjustable parameters: Psh: Switching hysteresis...
  • Page 37 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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 COl: 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).
  • Page 38 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 Time constant PV0: 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.
  • Page 39 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.

  • Page 40: Operation

    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.

  • Page 41: Operator Controls And Indicators

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.

  • Page 42: Process Operation

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 43 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER In 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“...

  • Page 44: Setting Numeric Values

    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”...

  • Page 45: Configuration

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Configuration 6.5.1 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.

  • Page 46: Main Menu Of The Configuration Level

    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: ` 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...
  • Page 47 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Sub-menu of the main menu option Structure Standard : Standard controller for single control loops; the 2nd controller input is not used. External W: Follow-up control with an external setpoint (command variable); the 2nd controller input is used for external setpoint input. Ratio: Ratio control;...

  • Page 48: Configuration Menus

    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).
  • Page 49 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 28a: Configuration menu for the standard controller structure (Part 1) 1110 - 47...
  • Page 50 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Output signal type Signal type Intensi- Backlash Period Period tivity of gearbox T+ : T+ : Psd: Overlap Manipulated Switching Motor Manipulated zone variable limiting hysteresis run time variable limiting COh: Psh: TCO: COh: Olp: COl:: COl: Manipulated Insensitivity Manipulated...
  • Page 51 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 28c: Configuration menu for the standard controller structure (Part 3) NOTE The menu point Serial only appears if an interface card is plugged in (Option). For explanation, refer to the Operating Instructions of the Interface Card. 1110 - 49...
  • Page 52 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER 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) 50 - 1110...
  • Page 53 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 30: Configuration menu for the ratio contro l structure (see Figures 28b and 28c for details of the Output, Safety value and Options menu options) 1110 - 51...
  • Page 54 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER 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) 52 - 1110...
  • Page 55 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 32: Configuration menu for the cascade control structure (See Figures 28b and 28c for details of the Output, Safety value and Options menu options) 1110 - 53...

  • Page 56: Meanings Of The Symbols In The Configuration Menus

    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: 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.
  • Page 57 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Cascade control Manipulated variable limiting (main controller) COh: High manipulated variable limit Adjustment limit: COl ≤ COh ≤ 100 (in %) COl: Low manipulated variable limit Adjustment limit: 0 ≤ COl ≤ COh (in %) Direction of action (Main controller) Inv: no The main controller (PID controller 1) works with positive direction of action...
  • Page 58 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.
  • Page 59 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Alarm mode Al: abs Absolute alarm. The programmed alarm has a fixed reference to the scaling range. Al: re l Relative alarm. The programmed alarm has a fixed reference to the setpoint. Alarm limit PV+: High alarm limit Pv- ≤...
  • Page 60 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Scaling P2h: High scaling value -1999 ≤ P2h ≤ 9999 Adjustment range: When setting P2h, a decimal point position can be defined, which is then also valid for P2l and PV0. 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.
  • Page 61 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Derivative action time 0.0 ≤ Td ≤ 9999 (in sec.) Adjustment range: 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.
  • Page 62 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER CO0: Controller’s operating point COl ≤ CO0 ≤ COh (in %, with reference Adjustment range: 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 PVl. 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:...
  • Page 63 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 2-point PWM (2-point PWM signal) Period Period of the PWM signal (refers to relay 1) 1 ≤ T+ ≤ 999,9 (in sec.) Adjustment range: Manipulated variable limiting COh: High manipulated variable limit COl ≤ COh ≤ 100 (in %, with reference to Adjustment range: the time period of the PWM Output T+) COl:...
  • Page 64 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Overlap zone Olp: Overlap zone of the signals for „Heating“ and „Cooling“ PVl  < PVh : - PVh  ≤ Olp ≤ PVh  Adjustment range: PVh  < PVl : - PVl  ≤ Olp ≤ PVl  PVl : Amount of the low scaling value PVh : Amount of the high scaling value Manipulated variable limiting...
  • Page 65 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Insensitivity Psd: 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. 0.4 ≤ Psd ≤ 20.0 Setting range: (Entered as percentage of motor running time TCO) Position...
  • Page 66 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.
  • Page 67 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 Definition of the binary input’s function none...
  • Page 68 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 •...
  • Page 69 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 P1l...P1h or P2l ...

  • Page 70: Parameter Definition

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Parameter definition 6.6.1 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 parameter definition level (to interrupt a self-optimisation, see Par. 7.6, Process Operation Level).
  • Page 71 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 33: Parametrisation menu for the Standard Regulator Structure SELECT ENTER Figure 34: Parametrisation menu for the External Set-point Structure 1110 - 69...
  • Page 72 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 35: Parametrisation menu for the Ratio Regulation Structure SELECT ENTER Figure 36: Parametrisation menu for the Feed Forward Control Structure 70 - 1110...
  • Page 73 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELECT ENTER Figure 37: Parametrisation menu for the Cascade Regulation Structure 1110 - 71...

  • Page 74: Self-Optimisation

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER SELF-OPTIMISATION 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.
  • Page 75 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Figure 38: Principle of operation of the adaption module in the Digital Controller Figure 39: Principle of operation of the tune module in the Digital Controller 1110 - 73...

  • Page 76: Operating Principle Of The Tuning And Adaption Modules

    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 to 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).

  • Page 77: Notes On Using The Tuning And Adaption Module

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Setpoint actual value Figure 41: Transition response with shortest initial stabilisation time and 5% overshoot Setpoint actual value Figure 42: Aperiodic transition response without overshoot 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.
  • Page 78 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 continuous standard signals 0 ... 20 mA continuous standard signals 4 ..
  • Page 79 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Adapting a cascade controller In a cascade controller, the main controller (Controller 1) and the auxiliary 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.
  • Page 80 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Accordingly, several adaption cycles are run until the required setpoint 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.

  • Page 81: Operating The Tuning And Adaption Functions

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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 <...
  • Page 82 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 settings may lead to a situation in which an adaption cycle cannot be started.

  • Page 83: Error Messages And Warnings

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 84 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Remedy Error message Cause Controller status Check and repair the In1Err An error has been Controller switches to connected sensor detected at the first MANUAL mode. and wiring. The controller input. controller remains in MANUAL mode and may have to be switched back to AUTO mode by way...
  • Page 85 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER The following table 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 + 850 850 °C The cable to the Pt100 has a discontinuity...

  • Page 86: Annex

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER ANNEX Characteristics of PID controllers A PID controller has a proportional, an integral and a differential component (P, I 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 ∆CO to the proportional range ∆PVd.
  • Page 87 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Characteristic Step response Characteristics A pure I 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.
  • Page 88 DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Superposition of P, I and D components: dPVd ∫ PVd dt + CO = Kp PVd + where Kp · Ti = Tr and Kd/Kp = Td results with regard to functioning of the PID controller: dPVd ∫...
  • Page 89 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). Function: + CO= Kd Step response: Superposition P, I and DT components: Function of the real PID controller: dPVd ∫...

  • Page 90: Rules For Adjusting Pid Controllers

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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.
  • Page 91 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 Kcrit Tr = 0,85 Tcrit...
  • Page 92 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.

  • Page 93: List Of Abbreviations

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER 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...

  • Page 94: Index

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Index page page Operation 134ff,139,164 2-point PWM signal 108,127,157 Operator control 3-point PWM signal 108,128,157 Operator indicators 135,136,139 3-point step signal 108,129,159 Overlap zone 129,158 Adaption 168ff P component 180,183 Alarm limit 150,153 PID controller 125,130,180ff,184ff Alarm mode 150,153 Process operation 134,136ff,175...

  • Page 95: Userconfiguration

    DIGITAL INDUSTRIAL CONTROLLER Configuration Structur of the controller: Input 1 Input signal type: Root function: Scaling: PVh: PVl: Frequency: Alarm mode: rel. abs. Alarm limit: PV+: PV-: Input filter: Set point limit: SPh: SPl: (Input 2) Input signal type: Root function: Scaling: PVh: PVl:...
  • Page 96 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: Add menues: Language: German English French (Serial:) Binary input:...
  • Page 97 DIGITALER INDUSTRIEREGLER INHALT: ALLGEMEINE SICHERHEITSBESTIMMUNGEN ..........MERKMALE UND ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN (ÜBERBLICK) ......................... INSTALLATIONSHINWEISE ..................ANSCHLÜSSE ........................Anschlußbelegung ......................Versorgungsspannungen ....................4.2.1 Umstellung 115/230V bzw. 12/24V ................4.2.2 24V DC/AC Konverter zum Betrieb an 24V= ............Signaleingänge ........................Signalausgänge ........................REGLERSTRUKTUREN ....................Gesamtstruktur des Digitalen Industriereglers ............
  • Page 98 DIGITALER INDUSTRIEREGLER BEDIENUNG ......................... Bedienebenen ........................Bedien- und Anzeigeelemente ..................Prozeßbedienen ........................Einstellen von Zahlenwerten ..................Konfigurieren .......................... 6.5.1 Bedienung beim Konfigurieren ..................6.5.2 Hauptmenü der Bedienebene Konfigurieren ............Parametrieren ........................6.6.1 Bedienung beim Parametrieren ..................6.6.2 Parametriermenüs ....................... SELBSTOPTIMIERUNG ....................

  • Page 99: Allgemeine Sicherheitsbestimmungen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER ALLGEMEINE SICHERHEITSBESTIMMUNGEN Beachten Sie die Hinweise dieser Betriebsanleitung sowie die Einsatzbedingungen und zulässigen Daten gemäß Datenblatt , damit das Gerät einwandfrei funktioniert und lange einsatzfähig bleibt: • Halten Sie sich bei der Einsatzplanung und dem Betrieb des Gerätes an die allgemeinen Regeln der Technik! •...

  • Page 100: Merkmale Und Anwendungsmöglichkeiten

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER MERKMALE UND ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN (ÜBERBLICK) Der digitale Industrieregler ist als PID-Regler für Regelungen in der Verfahrenstech- nik konzipiert. Er verkörpert eine neue Reglergeneration auf Mikroprozessorbasis. An die skalierbaren Reglereingänge können wahlweise Einheitssignale Strom / Spannung und frequenzanaloge Signale angelegt oder Widerstandsthermometer und Thermoelemente angeschlossen werden.
  • Page 101 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Für die einzelnen Bedienebenen kann eine unbefugte Bedienung durch frei wählba- re Benutzercodes ausgeschlossen werden. Unabhängig davon existiert ein fest einprogrammierter, nicht veränderbarer 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.

  • Page 102: Installationshinweise

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER INSTALLATIONSHINWEISE Der Regler ist für den Einbau in Schalttafeln konzipiert. Am Regler sind zunächst die beidseitig eingerasteten Halterungselemente durch Schwenken entgegen dem Uhrzeigersinn zu entfernen. Der Regler wird einschließlich der beigefügten Gummi- dichtung von vorn in die Einschuböffnung eingefügt. Danach werden die beiden Halterungselemente wieder in die oben und unten am Gehäuse angeordneten Bolzen eingerastet und die darin befindlichen Gewindebolzen von hinten eingedreht.

  • Page 103: Versorgungsspannungen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Relais 3 (Alarm) Relais 3 (Alarm) Relais 1 (Ausgang) Relais 2 (Ausgang) Bild 3: Belegung der Klemmleisten HINWEIS Beachten Sie beim Anschluß der Sensorleitungen: • Verlegen Sie die Leitungen getrennt von Leistungskabel (Leitun- gen, auf denen größere Ströme fließen) und hochfrequenten Leitungen.

  • Page 104: Umstellung 115/230V Bzw. 12/24V

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER 4.2.1 Umstellung 115/230V bzw. 12/24V Über eine Brücke im Geräteinneren kann die Versorgungsspannung von 230V auf 115V bzw. von 24V auf 12V angepaßt werden. Die Anpassung muß vor dem Einbau des Gerätes erfolgen. Vorgehensweise: Abstecken sämtlicher Anschluß- und Versorgungsleitungen Entfernen der Anschlußschraube für die Technische Erde Ausbau der optional eingebauten Schnittstellenkarte (wenn vorhanden) Lösen der 4 Schrauben auf der Rückseite und entfernen der Rückwand...

  • Page 105: Signaleingänge

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Signaleingänge Alle Signaleingänge sind kurzschlußfest, spannungsfest bis 41 Volt und galvanisch gegenüber den Ausgängen und der Versorgungsspannung getrennt. Reglereingang 1: Es können folgende Eingangskonfigurationen genutzt werden: • Eingang für Einheitssignal (Spannung) 0 ... 10 V Klemmen 30 und 31 Eingangswiderstand: >...
  • Page 106 DIGITALER INDUSTRIEREGLER HINWEIS Bei schwankendem Anzeigewert sollte die Grenzfrequenz des Digitalfilters im Menü Eingänge auf einen kleineren Wert eingestellt und der TE-Anschluß kontrolliert werden. • Eingang zum Anschluß von Thermoelementen Klemmen 38 und 39 Für folgende Thermoelemente werden die Kennlinien intern linearisiert: Thermopaar Meßbereich Genauigkeit...

  • Page 107: Signalausgänge

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER • Eingang zum Anschluß von Potentiometern Klemmen 19, 20 und 27 für Stellungsrückmeldung (1 ... 10 kΩ) bei Stellungsregelung • Binäreingang Klemmen 25 und 26 Eingangswiderstand: > 25 kΩ Konfigurierbare Wirkungsrichtung: Logischer Wert Spannung nicht invertiert invertiert 0 ... 4,5 V inaktiv aktiv 13 ...
  • Page 108 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Folgende Ausgangssignale sind konfigurierbar (vergleiche Abscnnitt 5.7 und Ab- schnitt 6.5.4): • 2-Punkt-PWM-Signal (PWM: Pulsweitenmodulation) • 3-Punkt-PWM-Signal • 3-Punkt-Schritt-Signal • 3-Punkt-Schritt-Signal mit externer Rückführung (Stellungsregelung) Elektrische Daten der Relais max. Schaltspannung 250V 300V max. Schaltstrom max. Schaltleistung 1250 VA 100 W bei 24V, 30 W bei 250V •...

  • Page 109: Reglerstrukturen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER REGLERSTRUKTUREN Gesamtstruktur des Digitalen Industriereglers Bild 4 zeigt die Gesamtstruktur des digitalen Industriereglers in Form eines Signal- flußbildes. Es enthält neben Funktionsblöcken Strukturschalter, über die beim Konfigurieren des Reglers eine konkrete Reglerstruktur eingestellt wird. Folgende konkrete Reglerstrukturen können auf der Basis der Gesamtstruktur konfiguriert werden: •...
  • Page 110 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Filter 1 Radizieren Skalieren Aabs Eingang 1 Linearisieren Alarm abs. Averh Alarm Verh. Rampe Sollwert- Arel Begrenzung Alarm rel. Multiplizierer stetiges Signal 2-Punkt- PWM-Signal 3-Punkt- PWM-Signal Stellgrößen- PID-Regler 2 Wirkungssinn Begrenzung 3-Punkt- Schritt-Signal 3-Punkt- Schritt-Signal m. ext. Rückf. Stellgrößen- PID-Regler 1 Wirkungssinn...

  • Page 111: Regler Für Einschleifigen Regelkreis

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler für einschleifigen Regelkreis 5.2.1 Einschleifiger Regelkreis Besteht eine Regelungsaufgabe darin, eine Größe (z.B. Temperatur) auf einem fest vorgegebenen Sollwert W (konstant) zu halten, so wird dazu eine Festwertregelung eingesetzt. Die Regelgröße X (Temperatur) wird gemessen und mit dem Sollwert W Bild 5: Einschleifiger Regelkreis verglichen (Bild 5).
  • Page 112 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 6: Struktur Standardregler Beschreibung der Funktionsblöcke ab Seite 26...

  • Page 113: Regler Mit Zusatzfunktionen Für Störgrößenaufschaltung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler mit Zusatzfunktionen für Störgrößenaufschaltung 5.3.1 Einschleifiger Regelkreis mit Störgrößenaufschaltung Bei Regelstrecken kann durch Aufschalten der Störgröße das Regelverhalten eines Einfachregelkreises meist wesentlich verbessert werden. Voraussetzung dabei ist, daß sich die Störgröße meßtechnisch erfassen läßt. Die Aufschaltung der Störgröße kann über ein Kompensationsglied F entweder auf den Reglereingang oder auf den Reglerausgang erfolgen (Bild 7).
  • Page 114 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler- ausgang Bild 8: Struktur Störgrößenaufschaltung Beschreibung der Funktionsblöcke ab Seite 26...

  • Page 115: Regler Mit Zusatzfunktionen Für Folgeregelung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler mit Zusatzfunktionen für Folgeregelung 5.4.1 Folgeregelung (externe Sollwertvorgabe) Aufgabe einer Folgeregelung ist es, die Regelgröße X1 möglichst genau einer ande- ren sich zeitlich ändernden Größe, der Führungsgröße, nachzuführen. Als Füh- rungsgröße kann entweder eine aus einer Strecke F stammende Prozeßgröße X2 oder eine andere Größe mit vorgegebenem Zeitverlauf verwendet werden (Bild 9).
  • Page 116 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler- ausgang Bild 10: Struktur Externer Sollwert Beschreibung der Funktionsblöcke ab Seite 25...

  • Page 117: Regler Mit Zusatzfunktionen Für Verhältnisregelung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler mit Zusatzfunktionen für Verhältnisregelung 5.5.1 Verhältnisregelung Eine Verhältnisregelung ist eine besondere Art der Folgeregelung bzw. der externen Sollwertvorgabe. Aufgabe einer Verhältnisregelung ist es eine Regelgröße (X1) ständig in einem bestimmten Verhältnis zu einer anderen Prozeßgröße (X2) nachzuführen. X1 wird als Folgegröße bezeichnet, X2 als Führungsgröße.

  • Page 118: Reglerstruktur Verhältnisregelung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5.5.2 Reglerstruktur Verhältnisregelung Aus der Gesamtstruktur ergibt sich durch Konfigurieren die im Bild 12 hervorgeho- bene Struktur Verhältnisregelung. Die Basis bildet der PID-Regler 2. PID-Regler 1 bleibt unbenutzt. Eingang 1 ist für die Regelgröße X1 vorgesehen, an Eingang 2 wird die Prozeßgröße gelegt.

  • Page 119: Regler Mit Zusatzfunktionen Für Kaskadenregelung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler mit Zusatzfunktionen für Kaskadenregelung 5.6.1 Kaskadenregelung Bei einer Kaskadenregelung sind zwei Regelkreise so miteinander vermascht, daß der eine Regelkreis (Hauptregelkreis) dem anderen (Hilfsregelkreis) überlagert ist. Man spricht deshalb auch von einem zweischleifigen Regelkreis (Bild 13). Bild 13: Kaskadenregelung Die Regelstrecke ist in die beiden Teilstrecken F und F aufgeteilt.

  • Page 120: Reglerstruktur Kaskadenregelung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER 5.6.2 Reglerstruktur Kaskadenregelung Aus der Gesamtstruktur ergibt 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 für die Regelgröße X1 des Hauptregelkreises und Eingang 2 für die Hilfs- regelgröße X2 vorgesehen.
  • Page 121 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Regler- ausgang Bild 14: Struktur Kaskadenregelung Beschreibung der Funktionsblöcke ab Seite 26...

  • Page 122: Erläuterungen Zu Den Funktionsblöcken In Den Reglerstrukturen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Erläuterungen zu den Funktionsblöcken in den Reglerstrukturen Funktionsblock 1: Filter am Eingang 1 Mit dem Filter können dem Meßsignal überlagerte Störsignale gedämpft werden. Das Filter ist als Tiefpaß erster Ordnung ausgeführt. Die Grenzfrequenz der Filter kann über die Parameter Fg 1 (1. Eingang) und Fg 2 (2.
  • Page 123 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 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 über die Tastatur des Reglers. Funktionsblock 6: Rampe Der Sollwert kann mit der Rampenfunktion kontinuierlich vergrößert bzw. verkleinert werden.
  • Page 124 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellbarer Parameter: Steigung der Sollwertrampe Bild 16: Rampenfunktion Funktionsblock 7: Sollwertbegrenzung Für den Sollwert kann eine untere sowie eine obere Begrenzung eingegeben wer- den. Der Sollwert läßt sich nur innerhalb dieses Bereiches einstellen. Einstellbare Parameter: W1o: obere Sollwertgrenze W1u: untere Sollwertgrenze Funktionsblock 8: Alarm, absolut...
  • Page 125 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 9: Alarm, relativ Mit dieser Funktion werden die Alarmrelais betätigt, wenn die Regeldifferenz einen oberen Grenzwert über- oder einen unteren Grenzwert unterschreitet. Die Grenz- werte für eine Alarmmeldung sind hier also auf den Sollwert bzw. auf die Differenz zwischen Soll- und Istwert bezogen (relativ).
  • Page 126 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 17: Wirkungssinn am Beispiel des P-Reglers Funktionsblock 12: Stellgrößenbegrenzung Über diesen Funktionsblock kann festgelegt werden, in welchem Bereich sich die Stellgröße Y bewegen darf. Einstellbare Parameter: maximaler Wert der Stellgröße minimaler Wert der Stellgröße Bei 3-Punkt-PWM-Signalen kann der Bereich Heizen/Kühlen getrennt begrenzt werden.
  • Page 127 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 14: Stellgrößeneinstellung von Hand Dieser Funktionblock ist in der Ebene Prozeßbedienung aktivierbar. Die Stellgrößen- einstellung von Hand ist nur im HAND-Betriebszustand des Gerätes möglich. Das Stellglied wird vom Regler weggeschaltet und mit der zuletzt berechneten Stellgröße angesteuert. Der Wert kann jetzt durch die „Pfeiltasten“ verändert werden (siehe Abschn.
  • Page 128 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellbarer Parameter: Periodendauer des 2-Punkt-PWM-Signals Optionen: Imp. nein: Einsatz eines Standardventils. Die Ausgabe des 2-Punkt-PWM- Signals erfolgt über Relais 1 Imp. ja: Einsatz eines Impulsventils. In diesem Fall werden für die Ausgabe 2 Relais verwendet. Mit der steigenden Flanke des 2-Punkt PWM- Signals wird Relais 1 und mit der fallenden Relais 2 erregt.
  • Page 129 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Überlappungsbereich Bei Verwendung des 3-Punkt-PWM-Ausgangs ergeben sich, je nach Einstellung des Überlappungsbereichs, folgende Reglerverhalten im Bereich um den Sollwert. Überlappungsbereich negativ Überlappungsbereich positiv (Totbereich) (Überlappung) Stellgröße Y Stellgröße Y 100 % 100 % Kühlen Heizen Kühlen Heizen Regler-Kennli- Regler-Kennli- nie für P-Regler nie für P-Regler...
  • Page 130 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 19: 3-Punkt-Schritt-Signal mit externer Stellungs rückmeldung (Stellungsregelung) Dieses Signal dient zur Ansteuerung von motorisch angetriebenen Stellgliedern, bei denen eine Stellungsrückmeldung über ein Potentiometer vorgesehen ist. Der Ge- samtwiderstandswert des Rückmeldepotentiometers muß im Bereich von 1 kΩ bis 10 kΩ...
  • Page 131 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 21: Stellgrößenbegrenzung Über diesen Funktionsblock kann festgelegt werden, in welchem Bereich sich die Stellgröße des Reglers 1 bewegen darf. Einstellbare Parameter: maximaler Wert der Stellgröße minimaler Wert der Stellgröße Funktionsblock 22: Einstellen des Sollwertes W2 Einstellung des Sollwerts über die Tastatur des Reglers (Sollwert des unterlagerten Reglers bei Kaskadenregelung).
  • Page 132 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 26: PDT1-Glied Dieser Funktionsblock ist das Kompensationsglied bei der Störgrößenaufschaltung (vergl. Bild 7). Einstellbare Parameter: Kps: Verstärkungsfaktor Tds: Vorhaltzeit Zeitkonstante Arbeitspunkt Funktionsblock 27: Multiplizierer In diesem Funktionsblock wird durch Multiplikation der Prozeßgröße X2 mit dem Verhältnissollwert W1 die Führungsgröße X1 für die Verhältnisregelung gebildet Soll (vergl.
  • Page 133 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Funktionsblock 29: Wirkungssinn Hier kann über 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.

  • Page 134: Bedienung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER BEDIENUNG Bedienebenen Der Regler besitzt die Betriebszustände HAND und AUTOMATIK. Die Bedienung kann sowohl im Betriebszustand HAND als auch im Betriebszustand AUTOMATIK erfolgen. Sie ist in 3 Ebenen gegliedert: • Konfigurieren In der Konfigurierebene können konkrete Reglerstrukturen ausgewählt sowie die Ein- und Ausgänge an die anzuschließenden Sensoren und Aktoren angepaßt werden.

  • Page 135: Bedien- Und Anzeigeelemente

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Prozeßbedienen. Mit der Codenummer für Prozeßbedienen kann man Bedien- handlungen in der Prozeßbedienebene ausführen. Mit einem fest einprogrammierten Mastercode, der ausgewählten Personen vorbehalten bleiben sollte, hat man unab- hängig von bereits eingegebenen Codenummern Zugang zu allen drei Ebenen (vergl.

  • Page 136: Prozeßbedienen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Prozeßbedienen In der Prozeßbedienebene haben die 6 Bedienelemente die im Bild 23 angegebene Bedeutung. Bedeutung Bedienelemente Umschalten zwischen den Betriebszuständen HAND und AUTOMATIK. Der Zustand AUTOMATIK wird durch eine im Bedienelement angeordnete LED signalisiert HAND/AUTO -Taste Umschalten zum nächsten Prozeßwert W : Sollwert DISPLAY Istwert der Regelgröße X1 (bzw.
  • Page 137 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 24 veranschaulicht die Bedeutung der Bedienelemente in der Ebene Prozeß- bedienen in Form eines Ablaufgraphen. Es wird davon ausgegangen, daß sich der Regler in einem der Betriebszustände HAND oder AUTOMATIK befindet. Das Um- schalten zum nächsten Prozeßwert über die DISPLAY-Taste und das Einstellen des Sollwertes über die Tasten „Pfeil oben“...

  • Page 138: Einstellen Von Zahlenwerten

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellen von Zahlenwerten Beim Sollwerteinstellen in der Ebene Prozeßbedienen, aber auch beim Parametrieren und beim Konfigurieren sind Zahlenwerte einzustellen. Das kann mit Hilfe der Tasten „Pfeil oben“ und „Pfeil unten“ durchgeführt werden. Bild 25 zeigt das Prinzip des Einstellens von Zahlenwerten am Beispiel der Nachstellzeit T eines Reglers.

  • Page 139: Konfigurieren

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Konfigurieren 6.5.1 Bedienung beim Konfigurieren Zum Umschalten in die Bedienebene Konfigurieren sind die Tasten SELECT und ENTER 5 Sekunden lang gleichzeitig zu betätigen. Während des Konfigurierens befindet sich der Regler im Betriebszustand HAND (vergleiche Bild 24). Nach Eintritt in die Ebene Konfigurieren erscheint im LCD-Anzeigefeld das Haupt- menü.

  • Page 140: Hauptmenü Der Bedienebene Konfigurieren

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6.5.2 Hauptmenü der Bedienebene Konfigurieren Das Hauptmenü der Bedienebene Konfigurieren umfaßt insgesamt folgende Menü- punkte: Struktur: • Festlegen der Reglerstruktur • bei Kaskadenregelung: Festlegen der Sollgrößenbegrenzung des Hauptreglers • bei Verhältnisregelung: - Festlegung des Anzeigebereichs für den Verhältnisistwert - Einstellung der Sollwertgrenzen - Festlegung des Alarmmodus - Festlegung der Alarmgrenzen auf den Verhältniswert...
  • Page 141 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermenü zum Hauptmenüpunkt Struktur Standard: Standardregler für einschleifige Regelkreise, der 2. Reglereingang wird nicht verwendet. extern W: Folgeregelung mit externem Sollwert (Führungsgröße),der 2. Reglereingang wird für die externe Sollwertvorgabe verwendet. Verhältn: Verhältnisregelung, der 2. Reglereingang wird für die Prozeßgröße X2 verwendet. Störgröß: Festwertregelung mit Störgrößenaufschaltung, der 2.
  • Page 142 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6.5.3 Konfiguriermenüs In den Bildern 28 bis 32 sind die Konfiguriermenüs für die 5 möglichen Regler- strukturen in Form von Ablaufdiagrammen dargestellt. Diese Ablaufdiagramme enthalten Selektionsblöcke und Spezifikationsblöcke. Selektionsblöcke: Hier kann aus einer Menge von Möglichkeiten (Optionen) eine ausgewählt werden. Die einzelnen Möglichkeiten sind in einem Selektionsblock jeweils nebeneinander aufgelistet (Schrift senkrecht).
  • Page 143 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 28a: Konfiguriermenü für die Struktur Standardregler (Teil 1) 1110 - 141...
  • Page 144 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 28 b: Konfiguriermenü für die Struktur Standardregler (Teil 2) 142 - 1110...
  • Page 145 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 28 c: Konfiguriermenü für die Struktur Standardregler (Teil 3) HINWEIS Der Menüpunkt Seriell erscheint nur bei eingesteckter Schnittstellenkarte (Option). Zur Erläuterung siehe Betriebsanlei- tung der Schnittstellenkarte. 1110 - 143...
  • Page 146 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 29: Konfiguriermenü für die Struktur Externer Sollwert (Bezüglich der Menüpunkte Ausgang, Sicherheitswert und Zusätze siehe Bild 28b und Bild 28c) 144 - 1110...
  • Page 147 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 30: Konfiguriermenü für die Struktur Verhältnisregelung (Bezüglich der Menüpunkte Ausgang, Sicherheitswert und Zusätze siehe Bild 28b und Bild 28c) 1110 - 145...
  • Page 148 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 31: Konfiguriermenü für die Struktur Störgrößenaufschaltung (Bezüglich der Menüpunkte Ausgang, Sicherheitswert, Adaption und Zusätze siehe Bild 28b und Bild 28c) 146 - 1110...
  • Page 149 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 32: Konfiguriermenü für die Struktur Kaskadenregelung (Bezüglich der Menüpunkte Ausgang, Sicherheitswert und Zusätze siehe Bild 28b und Bild 28c) 1110 - 147...
  • Page 150 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 6.5.4 Bedeutung der Symbole in den Konfiguriermenüs Untermenüs zum Hauptmenüpunkt Struktur Verhältnisregelung Skalieren Xvo: Oberer Skalierwert für den Istwert des Verhältnisses von Regel- zu Prozeßgröße. Beim Einstellen von Xvo kann eine Kommastelle fest- gelegt werden, die dann auch für Xvu, Xv+, Xv-, Wvo und Wvu gilt. Weiterhin wird der Verhältnisistwert mit dieser Kommastelle angezeigt.
  • Page 151 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Kaskadenregelung Stellgrößenbegrenzung (Hauptregler) Obere Stellgrößenbegrenzung 0 ≤ Yo ≤ 100 (in %) Einstellbereich: Untere Stellgrößenbegrenzung 0 ≤ Yu ≤ Yo (in %) Einstellbereich: Wirkungssinn (Hauptregler) Inv: nein Der Hauptregler (PID-Regler 1) arbeitet mit positivem Wirkungssinn. Inv: ja Der Hauptregler (PID-Regler 1) arbeitet mit negativem Wirkungssinn. Untermenüs zum Hauptmenüpunkt EINGANG 1 (Reglereingang 1) Signaltyp Frequenz...
  • Page 152 DIGITALER INDUSTRIEREGLER VSt-Komp Vergleichsstellenkompensation (Diese Funktion wird nur bei Thermoelementen angeboten. Bei interner Kompensation muß das Thermoelement direkt oder mit Ausgleichsleitung bis an die Klemmen des Reglers geführt werden.) VSt: int Verwendung des internen Sensors zur Vergleichsstellenkompen- sation. Der Temperatursensor ist an den Anschlußklemmen des Reglers angebracht.
  • Page 153 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Alarm-Modus 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 X1+: Obere Alarmgrenze X1- ≤ X1 ≤ X1o Einstellbereich: X1-: Untere Alarmgrenze X1u ≤...
  • Page 154 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Skalieren X2o: Oberer Skalierwert -1999 ≤ X2o ≤ 9999 Einstellbereich: Beim Einstellen von X2o kann eine Kommastelle festgelegt werden, die dann auch für X2u und X0 gilt. Wird bei dieser Einstellung der untere Skalierungswert X2u unterschritten, so wird der untere gleich dem oberen Skalierungswert gesetzt.
  • Page 155 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Vorhaltezeit 0,0 ≤ Tv ≤ 9999 (in sec.) Einstellbereich: Bei der Einstellung 0 ist der D-Anteil des Reglers abgeschaltet (P oder PI-Regler) Xtb: Totbereich um den Sollwert. In diesem Bereich reagiert der PID- Regler nicht auf Änderungen der Regelgröße. 0,001 ≤...
  • Page 156 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Xtb: Totbereich um den Sollwert. In diesem Bereich reagiert der PID- Regler nicht auf Änderungen der Regelgröße. 0,001 ≤ Xtb ≤ 10 (in %) Einstellbereich: (bezieht sich auf den Skalierungsbereich X1o, X1u bei Einfach- reglern und X2o, X2u bei Kaskadenregelung) Arbeitspunkt des Reglers Yu ≤...
  • Page 157 DIGITALER INDUSTRIEREGLER 2-Pkt-PWM (2-Punkt-PWM-Signal) Periodendauer Periodendauer des PWM-Signals (bezieht sich auf das Relais 1) 1 ≤ T+ ≤ 999,9 (in sec.) Einstellbereich: Stellgrößenbegrenzung obere Stellgrößenbegrenzung 0 ≤ Yo ≤ 100 (in % bezogen auf die Einstellbereich: Periodendauer des PWM-Ausgangs T+) untere Stellgrößenbegrenzung 0 ≤...
  • Page 158 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Überlappungsbereich Olp: Überlappungsbereich der Signale für “Heizen” und “Kühlen” Xu < Xo: - Xo ≤ Olp ≤ Xo Einstellbereich: Xo < Xu: - Xu ≤ Olp ≤ Xu Xu:Betrag des unteren Skalierungswertes Xo:Betrag des oberen Skalierungswertes Stellgrößenbegrenzung Yho: obere Stellgrößenbegrenzung “Heizen”...
  • Page 159 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Unempfindlichkeit Xsd: In diesem Bereich ist keines der Ausgangsrelais aktiv. Die Änderung der Stellgröße muß den hier eingestellten Wert überschreiten, damit der angeschlossene Motorantrieb betätigt wird. 0,4 ≤ Xsd ≤ 20,0 Einstellbereich: (Eingabe prozentual zur Motorlaufzeit Ty) Stellung (3-Punkt-Schritt-Signal mit externer Rückführung zur Stellungsregelung Unempfindlichkeitsbereich Xsd:...
  • Page 160 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermenü zum Hauptmenüpunkt SICHERH (Sicherheitswert) Sicherheitswert für die Stellgröße Er wird ausgegeben, wenn eines der folgenden Ereignisse eintritt: • Fehler am Eingang • interner Fehler • Binäreingang wird aktiv und ist für die Ausgabe des Sicherheits- wertes konfiguriert. Yu ≤...
  • Page 161 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Untermenüs zum Hauptmenü ZUSÄTZE Sprache Festlegung der Dialogsprache • Deutsch • Englisch • Französisch Seriell Dieser Menüpunkt 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 Binäreinganges nicht...
  • Page 162 DIGITALER INDUSTRIEREGLER BinAus Festlegung der Funktion des Binärausgangs 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 für die Sollwertrampe aus:...
  • Page 163 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 für den Bargraphen (Angaben in %, bezogen auf Eingangsmeßbereich bzw. Skalierungsbereich X1u...X1o bzw. X2u...X2o) Code Schutz gegen unberechtigten Bedieneingriff (Benutzercode) Pr1:...

  • Page 164: Parametrieren

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Parametrieren 6.6.1 Bedienung beim Parametrieren Zum Umschalten in die Bedienebene Parametrieren ist die Taste SELECT 5 Sekun- den zu drücken. Wenn gerade eine Selbstoptimierung (Tune, Adaption) durchgeführt wird, kann nicht in die Parametrierebene umgeschaltet werden (Abbrechen einer Selbstoptimierung siehe Abschn. 7.6, Prozeßbedienebene). Die Parametriermenüs bilden eine Teilmenge des Konfiguriermenüs.
  • Page 165 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 33: Parametriermenü für die Struktur Standardregler SELECT ENTER Bild 34: Parametriermenü für die Struktur Externer Sollwert 1110 - 163...
  • Page 166 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 35: Parametriermenü für die Struktur Verhältnisregelung SELECT ENTER Bild 36: Parametriermenü für die Struktur Störgrößenaufschaltung 164 - 1110...
  • Page 167 DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELECT ENTER Bild 37: Parametriermenü für die Struktur Kaskadenregelung 1110 - 165...

  • Page 168: Selbstoptimierung

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER SELBSTOPTIMIERUNG Stabilität und Regelgüte Um ein stabiles Verhalten des Regelkreises zu erreichen, muß 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 möglich. Es ist also erforderlich, die Struktur des Reglers an die Eigenschaften der Regelstrecke anzupassen und seine Parameter so zu wählen, daß...
  • Page 169 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 38: Funktionsprinzip des Adaptionsmoduls beim digitalen Regler Bild 39: Funktionsprinzip des Tune-Moduls beim digitalen Regler 1110 - 167...

  • Page 170: Arbeitsweise Des Tune- Und Des Adaptionsmoduls

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Arbeitsweise des Tune- und des Adaptionsmoduls Wurde in der Konfigurier- oder Parametrierebene Tune eingeschaltet, so wird beim nächsten Sollwertsprung einmalig die Tune-Funktion ausgeführt und danach auto- matisch abgeschaltet. Dies trifft auch für die Inbetriebnahme zu. Dabei erfolgt eine direkte, einmalige Ermittlung der Reglerparameter durch Bestimmung der kritischen Kreisverstärkung und Periodendauer einer kontrolliert erzeugte, kurzzeitigen Grenzzyklusschwingung des Istwerts (Bild 40).

  • Page 171: Hinweise Zum Einsatz Des Tune- Und Des Adaptionsmoduls

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Bild 41: Übergangsverhalten mit kürzester Anregelzeit und 5 % Überschwingen Bild 42: Aperiodisches Übergangsverhalten ohne Überschwingen 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 zuverlässig bei dynamischen Prozessen •...

  • Page 172: Bedienung Der Tune- Und Adaptionsfunktion

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einbeziehbare Reglerausgänge Die Module Tune und Adaption können bei Reglerausgängen bzw. Ausgangs- signalen gemäß folgender Tabelle eingesetzt werden: Reglerausgang/Ausgangssignal Tune Adaption stetige Einheitssignale 0 ... 10 V stetige Einheitssignale 0 ... 20 mA stetige Einheitssignale 4 .. 20 mA 2-Punkt-PWM-Signale 3-Punkt-PWM-Signale 3-Punkt-Schritt-Signale mit interner Rückführung...
  • Page 173 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Adaption eines Kaskadenreglers Bei einem Kaskadenregler wird die Adaption für den Hauptregler (Regler 1) und für den Hilfsregler (Regler 2) getrennt durchgeführt. • Adaption des Hilfsreglers: Der Hilfsregler kann nur adaptiert werden, wenn er sich im Zustand AUTOMATIK und der Hauptregler sich im Zustand HAND befindet.
  • Page 174 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Dadurch werden bis zum Erreichen des gewünschten Sollwertes mehrere Adap- tionszyklen ausgeführt, wodurch die Güte der Reglerparameter erhöht wird. Ein neuer Sollwert wird in maximal 5 Stufen angefahren. Es werden jedoch nur so viele Schritte ausgeführt, bis die optiomalen Reglerparameter gefunden sind. In Abhängigkeit vom Skalierungsbereich des Reglereingangs (X1u ...
  • Page 175 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Schritt 1: Entweder Einsatz der Tune-Funktion zur Ermittlung von Start parametern oder Wahl der Starparameter in der Parametrierebene, Menüpunkt Regler : • Verstärkungsfaktor Kp auf einen Wert setzen, der im stationären Prozeßzustand zu einer bleibenden Regeldifferenz von < 80 % des vorgegebenen Sollwertsprungs führt.
  • Page 176 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 Zustände und Reglereinstellungen können dazu führen, daß kein Start eines Adaptionszyklus erfolgen kann. Die jeweilige Ursache wird über die Status- meldung nicht bereit sowie durch einen zweistelligen Code für die Dauer von 5 sec.

  • Page 177: Fehlermeldungen Und Warnungen

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER FEHLERMELDUNGEN UND WARNUNGEN Der digitale Regler führt nach jedem Einschalten einen Selbsttest durch. Im Rah- men dieses Selbsttests werden der Datenspeicher, der Programmspeicher und der nullspannungssichere Speicher überprüft. Weiterhin werden während des Betriebes des Reglers die Ein- und Ausgänge auf ihre konkrete Funktion hin getestet.
  • Page 178 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Beseitigung Fehlermeldung Ursache Reglerzustand Angeschlossenen Fü1Def Ein Fehler am ersten Regler schaltet in Sensor und Verkabe- Reglereingang den HAND-Zustand. lung prüfen und wurde erkannt. instandsetzen. Der Regler verbleibt im HAND-Zustand und muß evtl. über die Tastatur wieder in den AUTO-Zustand geschaltet werden.
  • Page 179 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Die folgende Tabelle zeigt, unter welchen Umständen 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 größer als 850 °C Die Leitung zum Pt 100 ist unterbrochen + 850 Der Pt 100 befindet sich auf einer Tempera-...

  • Page 180: Anhang

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER ANHANG Eigenschaften von PID-Reglern Ein PID-Regler besitzt einen Proportional-, einen Integral- und einen Differentialan- teil (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 Eigenschaften:...
  • Page 181 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Kennlinie Sprungantwort Eigenschaften: Ein reiner I-Regler beseitigt die Auswirkungen auftretender Störungen vollständig. Er besitzt also ein günstiges statisches Verhalten. 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...
  • Page 182 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Überlagerung von P-, I- und D-Anteil: ∫ Xd dt + d Xd/dt Y = Kp Xd + Mit Kp · Ti = Tn und Kd/Kp = Tv ergibt sich für die Funktion des PID-Reglers: ∫ Xd dt + Tv dXd/dt) Y = Kp (Xd + Proportionalbeiwert / Verstärkungsfaktor Nachstellzeit...
  • Page 183 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Realisierter PID-Regler D-Anteil mit Verzögerung: Im digitalen Regler ist der D-Anteil mit einer Verzögerung T realisiert (T = 1/3 Tv). Funktion: + Y = Kd Sprungantwort: Überlagerung von P-, I- und DT- Anteil: Funktion des realen PID-Reglers: ∫ Xd dt + Tv + Y = Kp (Xd + Sprungantwort des realen PID-Reglers: 1110 - 181...

  • Page 184: Einstellregeln Für Pid-Regler

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Einstellregeln für PID-Regler In der regelungstechnischen Literatur werden eine Reihe von Einstellregeln angege- ben, mit denen auf experimentellem Wege eine günstige 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.
  • Page 185 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Aus Kkrit und Tkrit lassen sich dann die Reglerparameter gemäß folgender Tabelle berechnen. Einstellung der Parameter nach Ziegler und Nichols: Reglertyp Einstellung der Parameter P-Regler Kp = 0,5 Kkrit PI-Regler Kp = 0,45 Kkrit Tn = 0,85 Tkrit PID-Regler Kp = 0,6 Kkrit Tn = 0,5 Tkrit...
  • Page 186 DIGITALER INDUSTRIEREGLER In der folgenden Tabelle sind die Einstellwerte für die Reglerparameter in Abhängig- keit von Tu, Tg und Ks für Führungs- und Störverhalten sowie für einen aperiodischen Regelvorgang und einen Regelvorgang mit 20 % Überschwingen angegeben. Sie gelten für Strecken mit P-Verhalten, mit Totzeit und mit Verzögerung erster Ordnung.

  • Page 187: Abkürzungsverzeichnis

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Abkürzungsverzeichnis Steigung der Sollwertrampe Grenzfrequenz (-3dB) des Filters am Eingang 1 Grenzfrequenz (-3dB) des Filters am Eingang 2 Getriebelose Alarmhysterese Verstärkungsfaktor von PID-Regler 1 oder 2 Verstärkungsfaktor (gilt nur bei 3-Punkt-PWM-Signal (Relais 2, Kühlen)) Verstärkungsfaktor des Kompensationsgliedes (Störgrößenaufschaltung) Überlappungsbereich Periodendauer des PWM-Signals bez.

  • Page 188: Stichwortverzeichnis

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Stichwortverzeichnis Seite Seite 2-Punkt-PWM-Signal 12, 31, 61 Proportionalbeiwert 58, 60, 84 ff 3-Punkt-PWM-Signal 12, 32, 61 Prozeßbedienen 38, 40 ff, 79 3-Punkt-Schritt-Signal 12, 33, 62 Prozegröße 19, 21 Adaption 72 ff PWM-Signal 12, 31, 32, 61, 62 Alarm, absolut 12, 28, 54, 57 Radizieren 55, 57...

  • Page 189: Anwenderkonfiguration

    DIGITALER INDUSTRIEREGLER Anwenderkonfiguration Struktur des Reglers: Eingang 1 Eingangssignaltyp: Wurzelfunktion: nein Skalierung: X2o: X2u: Frequenz: Alarmmodus: rel. abs. Alarmgrenzen: X1+: X1-: Eingangsfilter: Sollwertgrenzen: W1o: W1u: (Eingang 2) Eingangssignaltyp: Wurzelfunktion: nein Skalierung: X1o: X1u: Frequenz: Eingangsfilter: (Bei Störgrößenaufschaltung: Parameter des PDT1-Gliedes) Kps: Tds: Regler 1...
  • Page 190 DIGITALER INDUSTRIEREGLER Sicherheit Adaption Regler 1 Tune: Adaption: Optimierungsschritte nein Übergangsverhalten nein (Adaption Regler 2) Tune: Adaption: Optimierungsschritte: nein Übergangsverhalten: nein Zusätze: Sprache: Deutsch Englisch Französisch (Seriell:) Binäreingang: Binärausgang: Rampe: Set-Point-Tracking: Anzeigedarstellung in Zeile 2: Sicherheitscode: 188 - 1110...
  • Page 191 Fax + 49 (0) 7940 - 10 91 448 E-mail: info@de.buerkert.com International Contact addresses can be found on the internet at: Die Kontaktadressen finden Sie im Internet unter: Les adresses se trouvent sur internet sous : www.burkert.com Bürkert Company Locations...
  • Page 192 The smart choice of Fluid Control Systems www.buerkert.com...

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