Настройка трм12 для управления 3 ходовым клапаном

Настройка прибора предназначена для задания и записи настраиваемых параметров в энергонезависимую память прибора.

Прибор имеет два уровня настройки.

На первом уровне осуществляется просмотр и изменение значений параметров регулирования:

Для доступа к параметрам настройки следует нажать кнопку .

Если в течение 20 секунд при настройке не производится операций с кнопками, прибор автоматически возвращается к работе.

Последовательность работы с прибором на этом уровне настройки приведена на рисунке.

На втором уровне настройки осуществляется просмотр и необходимое изменение функциональных параметров прибора. Функциональные параметры прибора разделены на группы:

группа А (параметры, определяющие логику работы прибора);
группа b (параметры, отвечающие за настройку измерительной части прибора).

Для входа на второй уровень настройки следует нажать и удерживать кнопку не менее 3 секунды.

Последовательности процедуры настройки прибора на втором уровне для обеих групп параметров приведены на рисунках ниже.

118 – Код сброса настраиваемых параметров до заводских установок.

100 – Код отключения компенсации «холодного спая».

Для защиты параметров от несанкционированного изменения служат параметры секретности А0-0 и b0-0 . В них устанавливается запрет на изменение параметров соответствующей группы и параметров регулирования. При установленном запрете разрешается только просмотр ранее заданных значений параметров этих групп.

Настройка цифровой фильтрации измерений

Для дополнительной защиты от электромагнитных помех в приборе предусмотрен программный цифровой фильтр низких частот. Цифровая фильтрация проводится в два этапа.

На первом этапе фильтрации из текущих измерений входных параметров отфильтровываются значения, имеющие явно выраженные «провалы» или «выбросы». Для этого прибор вычисляет разность между результатами измерений входной величины, выполненных в двух последних циклах опроса, и сравнивает ее с заданным значением, называемым полосой фильтра. Если вычисленная разность превышает заданный предел, то производится повторное измерение, полученный результат отбрасывается, а значение полосы фильтра удваивается. В случае подтверждения нового значения фильтр перестраивается (т.е. полоса фильтра уменьшается до исходной) на новое стабильное состояние измеряемой величины. Такой алгоритм позволяет защитить прибор от воздействия единичных импульсных и коммутационных помех, возникающих на производстве при работе силового оборудования.

На втором этапе фильтрации осуществляется сглаживание (демпфирование) сигнала с целью устранения шумовых составляющих. Основной характеристикой сглаживающего фильтра является «постоянная времени фильтра» – интервал, в течение которого изменение выходного сигнала фильтра достигает значения 0,63 от изменения входного сигнала.

Временные диаграммы работы цифровых фильтров представлены на рисунке.

Полоса фильтра задается в единицах измеряемой величины параметром b1-8 . Уменьшение полосы фильтра улучшает помехозащищенность канала измерения, но приводит к замедлению реакции прибора на быстрое изменение входной величины. Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстро меняющимися процессами рекомендуется увеличить значение полосы фильтра или отключить действие этого параметра. При работе в условиях сильных помех для устранения их влияния на работу прибора необходимо уменьшить значение полосы фильтра.

Для отключения фильтра следует установить нулевое значение параметра b1-8 . Постоянная времени фильтра задается в секундах параметром b1-9 . Увеличение значения постоянной времени фильтра улучшает помехозащищенность канала измерения, но одновременно увеличивает его инерционность, т. е. реакция прибора на быстрые изменения входной величины замедляется. Для отключения фильтра следует установить нулевое значение параметра b1-9 .

Коррекция измерительной характеристики датчиков

Для устранения начальной погрешности преобразования входных сигналов, измеренное прибором значение может быть откорректировано. В приборе есть два типа коррекции, позволяющие осуществлять сдвиг или наклон характеристики на заданную величину.

При подключении ТС по двухпроводной схеме следует выполнять коррекцию сдвиг характеристики в обязательном порядке. Определение значения параметра сдвиг характеристики производится по методике, приведенной в разделе.

Сдвиг характеристики применяется

для компенсации погрешностей, вносимых сопротивлением подводящих проводов при использовании двухпроводной схемы подключения ТС,
при отклонении у ТС значения R₀.

Такая коррекция осуществляется путем прибавления к измеренной величине значения δ. Значение δ задается параметром b1-1 . Пример сдвига характеристики для датчика TCM (Cu50) графически представлен на рисунке.

Изменение наклона характеристики осуществляется путем умножения измеренной (и скорректированной «сдвигом», если эта коррекция необходима) величины на поправочный коэффициент β, значение которого задается параметром b1-2 . Пример изменения наклона измерительной характеристики графически представлен на рисунке. Данный вид коррекции используется, как правило, для компенсации погрешностей самих датчиков (например, при отклонении у термометров сопротивления параметра α от стандартного значения) или погрешностей, связанных с разбросом сопротивлений шунтирующих резисторов (при работе с преобразователями, выходным сигналом которых является ток). Значение поправочного коэффициента β задается в безразмерных единицах в диапазоне от 0,900 до 1,100 и перед установкой определяется по формуле:

П_факт – фактическое значение контролируемой входной величины;

П_изм – измеренное прибором значение той же величины.

Определить необходимость введения поправочного коэффициента можно, измерив максимальное или близкое к нему значение параметра, где отклонение наклона измерительной характеристики наиболее заметно.

Настройка вычисления квадратного корня

Данная функция предназначена для датчиков с выходным сигналом, пропорциональным квадрату измеряемого сигнала.

Для включения/выключения вычислителя необходимо установить соответствующее значение параметра b1-3 . Вычисление квадратного корня T с учетом настроек масштабирования происходит по следующей формуле:

П_н – заданное нижнее значение границы диапазона измерения ( b1-5 );

П_в – заданное верхнее значение границы диапазона измерения ( b1-6 );

I_х – значение сигнала с датчика в относительных единицах от 0,000 до 1,000 .

Настройка ПИД-регулятора

Общие сведения

На рисунке приведена функциональная схема ПИД-регулятора. Основное назначение регулятора – формирование управляющего сигнала Y, задающего выходную мощность ИМ и направленного на уменьшение рассогласования Е или отклонения текущего значения регулируемой величины Т от величины уставки Т_уст.

В операторной форме формула ПИД-регулятора выглядит следующим образом:

где К_п – пропорциональная составляющая;

1 / (р · Т_и) – интегральная составляющая;

р · Т_д – дифференциальная составляющая.

На практике, для создания цифровых регуляторов используются разностные формулы, позволяющие работать не с непрерывным во времени сигналом, а с дискретным по времени.

Поэтому для расчета управляющего сигнала на выходе цифрового ПИД-регулятора используется формула:

где X_p – полоса пропорциональности (X_p = 1 / К_п);

E_i – рассогласование или разность между уставкой Т_уст и текущим значением измеренной величины Т_i;

τ _д – дифференциальная постоянная;

ΔE_i – разность между двумя соседними рассогласованиями E_i и E_i–1;

τ _и – интегральная постоянная;

– накопленная в i-й момент времени сумма рассогласований (интегральная сумма).

Пропорциональная составляющая зависит от рассогласования E_i и отвечает за реакцию на мгновенную ошибку регулирования.

Интегральная составляющая содержит в себе накопленную ошибку регулирования и позволяет добиться максимальной скорости достижения уставки.

Дифференциальная составляющая зависит от скорости изменения рассогласования и позволяет улучшить качество переходного процесса.

Время между соседними измерениями Δt_изм определяется временем опроса одного канала измерения.

Параметры настройки регулятора

Для эффективной работы конкретного объекта управления необходимо подобрать коэффициенты ПИД-регулятора: Х_р, τ_и и τ_д. Для этого в приборе предусмотрен следующий функционал:

автонастройка ПИД-регулятора;
ручная настройка.

Для управления исполнительным механизмом прибор использует оба ВУ, см. рисунок.

Выбор ВУ определяется следующим условием:

если Y > 0 – включается ВУ1;
если YВременная диаграмма выходного сигнала ПИД-регулятора

Для формирования управляющего сигнала регулятора выходной сигнал ВУ преобразуется в последовательность импульсов согласно следующей формуле:

D – длительность импульса, с;

Т_сл — период следования импульсов, с;

Y – сигнал на выходе ПИД-регулятора, [%].

Период следования импульсов Т_сл зависит от параметров пускового оборудования исполнительного механизма и задается параметром А1-5 .

В зависимости от встроенного дискретного ВУ, необходимо установить минимальную длительность импульса ШИМ, которая задается параметром А1-8 .

Чтобы исключить излишние срабатывания регулятора при небольшом значении рассогласования E_i для вычисления значений Y_i используется уточненное значение E_Р, которое вычисляется в соответствии с условиями:

Зона нечувствительности задается параметром А1-2 .

В случае необходимости можно ограничить максимальную мощность ИМ с помощью функции ограничения управляющего воздействия (рисунок).

К примеру, чтобы мощность ИМ не превышала 80 %, следует выставить соответствующее значение в параметре А1-3 .

Если после автоматической или ручной настройки переходная характеристика объекта отличается от оптимальной (по величине допустимых отклонений и скорости выхода на уставку), необходимо откорректировать заданные параметры регулирования.

Автоматическая настройка ПИД-регулятора

Автоматическая настройка ПИД-регулятора (АНР) предназначена для определения его параметров, путем анализа реакции объекта регулирования на возмущающее воздействие. Процесс автоматической настройки проходит непосредственно на объекте. Для этого следует предварительно сконфигурировать прибор с подключенными к нему датчиками и ИМ. Условия, в которых проводится АНР, должны быть максимально приближены к реальным условиям эксплуатации объекта. Рекомендуется выставить значение уставки, максимально приближенное к рабочей.

Автоматическая настройка состоит из двух последовательных этапов «раскачивания» объекта регулирования в области уставки в пределах (Т_уст + 2) и (Т_уст — 2) путем подачи максимального управляющего воздействия. Процесс АНР приведен на рисунке.

Для запуска АНР необходимо выполнить операции, указанные на рисунке.

В процессе выполнения автоматической настройки прибор попеременно индицирует этап, на котором находится АНР, и текущее значение регулируемого параметра. По завершению автоматической настройки все рассчитанные параметры ПИД-регулятора сохраняются в энергонезависимой памяти прибора, а выходные устройства выключаются.

Ручная подстройка ПИД-регулятора

Ручная подстройка осуществляется итерационным методом с оценкой процесса по двум показателям:

наличию колебаний;
наличию перехода графика регулируемой величины через уставку.

В ряде случаев данные действия не могут обеспечить качественную настройку ПИД-регуляторов:

системы с непрогнозируемыми внешними возмущающими воздействиями;
системы с разнородными нагрузками (например, ГВС днем и вечером).

В зависимости от показателей корректировка параметров осуществляется по рекомендациям:

Увеличение параметра К_п (уменьшение X_p) способствует увеличению быстродействия регулятора. Однако амплитуда колебаний регулируемой величины может возрасти до недопустимого уровня.
Уменьшение К_п (увеличение X_p) способствует уменьшению колебаний регулируемой величины, вплоть до исчезновения. Однако при этом ухудшается быстродействие регулятора и повышается вероятность колебаний регулируемой величины..
При завышенном значении Т_и процесс подхода регулируемой величины к уставке становится односторонним даже при наличии колебаний. При этом быстродействие регулятора уменьшается.
При заниженном значении Т_и появляется значительный переход регулируемой величины через уставку. Однако при этом существенно ухудшается быстродействие регулятора и повышается вероятность колебаний регулируемой величины.
Увеличение Т_д способствует повышению быстродействия системы. Однако при этом повышается ее чувствительность к помехам и возможно появление высокочастотных колебаний регулируемой величины с малым периодом.

При оптимальной подстройке регулятора график регулируемой величины должен иметь минимальное значение показателя ошибки регулирования (А₁) при достаточно степени затухания φ = 1 – А₃/А₁ (0,8 … 0,9).

Источник