Двухканальный цифровой ПИД-регулятор с универсальными входами

Проверьте схему подключения. Выходы терморегулятора ECD2 типа R (э/м реле) не являются источниками напряжения. Они выполняют роль ключей, замыкающих и размыкающих цепь питания исполнительного механизма.

Пример схемы подключения катушки соленоидного клапана, как и любой другой нагрузки, к э/м реле первого выхода терморегулятора ECD2 представлен на рисунке.

Проверьте в настройках терморегулятора код типа датчика. Скорее всего, прибор настроен на работу с термопарой. Для Входа 1 — это параметр 1-01, а для Входа 2 — это параметр 2-01.

В схеме подключения, представленной на рисунке, видно, что провода термопреобразователя сопротивления подключаются на те же клеммы, что и термопары. Если в настройках терморегулятора ECD2 выбрана работа с термопарами, то термопреобразователь сопротивления будет выполнять роль перемычки. При этом прибор не выдаст ошибку подключения, а покажет температуру холодного спая.

В таблице ниже представлены параметры, которые оказывают влияние на метрологические характеристики терморегулятора при работе с термопреобразователями сопротивления.

Рекомендуется сбросить все параметры терморегулятора на заводские настройки. Для этого необходимо установить параметр rSt равным 1. (После сброса на заводские значения параметр rSt опять станет равным 0).

В таблице ниже представлены параметры, которые оказывают влияние на метрологические характеристики терморегулятора при работе с термопарами.

Регуляторы ELHART серии ECD2 с выходами типа С (ЦАП), по-умолчанию настроены на выходной сигнал о 4 до 20 мА. Однако, его можно настроить на любой другой диапазон в пределах от 0 до 20 мА. Диапазон выходного сигнала задается в виде процентов в параметрах 1-24 и 1-25 для Выхода 1, 2-24 и 2-25 для Выхода 2. Значения параметров для различных диапазонов выходного сигнала представлены в таблице.

Для получения на выходе сигнала от 0 до 10 В следует задать выходной сигнал в диапазоне от 0 до 20 мА, а к выходу подключить резистор номиналом 500 Ом, согласно приведенной схеме подключения. Специально для этих целей в комплект приборов с выходом типа С (ЦАП) добавлены резисторы номиналом 499 Ом ±1%.

Так как токовый сигнал 0…20 мА более защищен от помех, чем 0…10 В, и при последовательном соединении нагрузки сила тока остается неизменной, рекомендуется устанавливать резистор на клеммы вторичного измерительного прибора или исполнительного механизма.

В терморегуляторах ECD2, начиная с версии 2.0, такая возможность имеется. Для этого необходимо в параметры 1-10 и 2-10 установить значение 3.

В терморегуляторах ECD2, начиная с версии 2.0, такая возможность имеется. Терморегуляторы ECD2-М, в корпусе 72х72 мм, имеют два измерительных входа, каждый из которых может работать с дискретным сигналом типа «сухой контакт». Схема подключения кнопок с фиксацией и тумблеров к измерительным входам ECD2-M представлена на рисунке.

Обращаем внимание, что в случае необходимости применения дистанционного запуска дискретным сигналом, у терморегуляторов ECD2-M один измерительный канал теряется.

Модификация ECD2-L в корпусе 96х96 мм, в отличие от ECD2-M имеет два дополнительных дискретных входа, что решает вышеуказанный недостаток.

При использовании ECD2-M, при подключении тумблера ко Входу 2, следует настроить следующие параметры:

При использовании ECD2-L в качестве двухканального ПИД-регулятора, для индивидуального регулирования температуры в двух зонах термопластавтомата, для каждого канала можно подключить свой тумблер. В рассматриваемом примере, тубмлер 1 будет подключен к Дискретному входу 1 и будет управлять работой первого ПИД-регулятора. Аналогичным образом тубмлер 2 будет подключен к Дискретному входу 2 и будет управлять работой второго ПИД-регулятора. При настройке прибора с заводских настройках потребуется настроить два параметра.

В терморегуляторах ECD2-M и ECD2-L для дискретных сигналов имеется возможность настройки типов входных сигналов (НО/НЗ), задержек включения и отключения.

При установке кнопки с фиксацией в цепь управления (например, между выходом регулятора и пускателем), кнопка разрывает обратную связь линии управления. Для разных типов регулирования ответ будет разным.

Для двухпозиционного (ON/OFF) регулятора это рабочая ситуация.

Для П и ПД-регуляторов такая схема также допустима.

Для ПИ и ПИД-регулятора такое решение нежелательно из-за интегральной составляющей. Пока линия управления отключена, интегральная составляющая может накопить достаточно большое значение. Это приведет к сильному перерегулированию после замыкания кнопки и продолжительному выходу температуры на уставку, что часто недопустимо.

В итоге:

• При наличии специализированного входа необходимо им воспользоваться.
• При отсутствии специализированного входа ПУСК/СТОП у ПИ и ПИД-регуляторов, лучшим вариантом будет отключение напряжения питания самого регулятора.

Список терморегуляторов, из ассортимента компании «КИП-Сервис», имеющих специализированный дискретный вход для запуска / остановки регулирования, приведен в таблице:

ECD2 – двухканальный ПИД-регулятор, где каждый релейный выход привязан к отдельному логическому устройству внутри прибора. Но эти логические устройства друг с другом не связаны, и поэтому корректно управлять КЗР не получится.

Для решения этой задачи разработан специальный регулятор ECV1-х-RR-RS.

Да, можно. По интерфейсу RS-485 пользователю доступны все параметры регуляторов, в том числе и прямое управление состоянием выходов.

Для примера, рассмотрим управление выходами регулятора ECD2-М-CR-RS, с учетом того, что связь по интерфейсу уже предварительно настроена.

Для первого выхода типа С (токовый сигнал) необходимо:

1. в регистр с адресом 89h записать 1 (включить работу ЛУ1)
2. в регистр с адресом 30h записать 4 (переключить ЛУ1 на ручной режим)
3. в регистр с адресом 09h записать требуемый уровень выходного сигнала. Выходной сигнал 0…20 мА приведен к диапазону 0…10000. То есть:
   • при записи в регистр значения 0, на выходе регулятора появится сигнал 0 мА
   • при записи в регистр значения 2000, на выходе регулятора появится сигнал 4 мА
   • при записи в регистр значения 5000, на выходе регулятора появится сигнал 10 мА
   и так далее.

Для второго выхода типа R (релейный выход) необходимо:

1. в регистр с адресом 8Ah записать 1 (включить работу ЛУ2)
2. в регистр с адресом 31h записать 4 (переключить ЛУ2 на ручной режим)
3. в регистр с адресом 0Ah записать требуемый уровень выходного сигнала. При этом, включение выхода будет осуществляться при записи значения 10000, а выключение — при записи значения 0. При записи в регистр 0Ah промежуточного значения в диапазоне от 0 до 10000, выход будет включаться и выключаться периодически в соответствии с периодом ШИМ-модуляции (период ШИМ для второго выхода можно задать в регистре 4Ch).

Список доступных по интерфейсу RS-485 параметров представлен в сводных таблицах параметров в пункте 12 «Настройка обмена данными через RS-485»: ECD2-M, ECD2-L.

Терморегуляторы серии ECD2 версии 2.0 и выше имеют такую возможность. У ECD2 любой из двух аналоговых входов можно использовать для задания уставки.

Регуляторы серии ECD2 поддерживают работу с переменными резисторами до 500 Ом, 1 кОм, 5 кОм и 10 кОм, при этом резисторы до 1 кОм подключаются по 3-х проводной схеме, а от 1 до 10 кОм — по 2-х проводной.

Рассмотрим пример подключения и настройки терморегулятора ECD2. К первому входу будет подключен основной датчик температуры, а ко второму входу - переменный резистор с номинальным сопротивлением 100 Ом, который должен изменять уставку первого логического устройства (ПИД или ON/OFF регулятора) в пределах от +80 до +95 °С. Представленный диапазон температуры обусловлен рабочими характеристиками оборудования, в котором используется терморегулятор. Таким образом, оператор сможет изменять уставку легко, вращая ручку потенциометра только в допустимом диапазоне температур.

Схема подключения представления на рисунке ниже.

* - по задаче требуется, чтобы при поступлении на Вход 2 сопротивления 100 Ом, прибор воспринимал его как +95 °С. Однако, прибор измеряет сигнал до 500 Ом (при 2-01=37), поэтому для правильного масштабирования требуется определить какая температура будет соответствовать сопротивлению 500 Ом, учитывая, что зависимость линейная.

Для начала расчета у нас уже имеются координаты двух точек: (+80 °С при 0 Ом) и (+95 °С при 100 Ом).

Формула прямой через эти две точки будет определяться зависимостью, где Y – температура в °С, а Х – сопротивление в Ом-ах:

Подставляем координаты точек:

Откуда получаем формулу зависимости:

Теперь вместо Х подставляем 500 Ом и получаем искомую температуру при 500 Ом. Получаем 155. В параметр 2-05 записываем значение 155.

При использовании резистора номиналом до 500 Ом подобные расчеты не требуются вовсе. Достаточно записать в параметры 2-03 и 2-05 значения температуры при 500 Ом, то есть при полностью выкрученной вправо ручке задатчика.

Терморегуляторы серии ECD2 версии 2.0 имеют ряд аппаратных и функциональных улучшений:

1. Аналоговые входы теперь поддерживают работу с дискретными сигналами типа «сухой контакт». В зависимости от значений параметров X-42 и  X-43, для первого и второго входа соответственно, поступающие сигналы могут:
   • запускать и останавливать процесс регулирования,
   • фиксировать текущую выходную мощность регулятора (режим Паузы),
   • прекращать накопление интегральной составляющей ПИ и ПИД-регуляторов,
   • активировать вторую предустановленную уставку,
   • сбрасывать фиксацию выходного устройства,
   • менять режим работы с автоматического на ручной и обратном.
2. Аналоговые входы поддерживают работу с переменными резисторами номиналом до 10 кОм. Сигналы от переменных резисторов могут использоваться при работе с датчиками положения и линейными потенциометрами, а так же для задания уставки регулятора.
3. Аналоговые входы позволяют работать с унифицированным сигналом 0…10 В без использования дополнительных делителей напряжения.
4. Аналоговые входы имеют встроенный шунтирующий резистор 49 Ом для измерения токового сигнала 0/4…20 мА. Таким образом, необходимость использования внешнего шунтирующего резистора отпала. Встроенный резистор имеет номинал 49 Ом.
5. Уставка регулятора может задаваться внешними аналоговыми сигналами: переменными резисторами, а так же сигналами тока и напряжения.
6. Имеется возможность активации второй предустановленной уставки внешними дискретными сигналами.
7. Добавлен оперативный параметр RUN (Пуск) для быстрого запуска и остановки процесса регулирования.
8. Добавлена возможность блокировки оперативных параметров.
9. Добавлена возможность вычисления среднего арифметического.
10. Добавлена возможность отключения нижнего 4-х разрядного индикатора.
11. При работе в ручном режиме добавлена возможность задавать шаг изменения выходного сигнала. Эта возможность особенно полезна при работе с аналоговым выходным сигналом.

Все терморегулятры ECD2-L (в корпусе щитового монтажа с передней панелью размером 96х96) имеют версию 2.0.

Регуляторы ECD2-M (в корпусе щитового монтажа с передней панелью размером 72х72), в зависимости от даты выпуска, могут иметь как версию 1.0, так и 2.0.

Определить версию приборов можно несколькими способами:

1. версия указана на этикетке упаковочной коробки,
2. версия выгравирована на корпусе регулятора,
3. версия прибора отображается при включении напряжения питания в течении нескольких секунд.