日本岛电FP93可编程PID调节器中文操作说明FP93是日本岛电公司高性能的0.3级可编程PID调节器,它功能完善,性能优良、设计细腻。具有自由输入,四位超大高亮的字符显示,众多的状态指示。可带4组曲线最大40段可编程,六组专家PID参数,更高级的区域PID算法。带手动、停电和故障保护、模拟变送、通讯接口、两路时标输出,I/O接口包括4组DI外部开关、3路继电器和4路OC扩展门共16种和事件。一.仪表的显示面板和功能键三.简单加热系统定值调节的快速入门设置例1.定值设置例:仪表选用FP93-8P-90-N1000,K型热偶0.0~800.0℃输入,P型输出接固态继电器。设定温度为600.0℃,EV1上限绝对值报警值650.0℃,EV2下限绝对值报警值550℃,EV2的报警为上电抑制。首先按面板RUN/RST(运行/复位键),使仪表进入复位,面板RUN运行灯灭,确定键和窗口是不被锁定或被转移到外部操作,参照中文流程图设置:在[5-5]窗口,将传感器量程代码设定为:05(K型热偶0.0~800.0℃)。1)在[5-6]窗口,选择传感器量程的单位C(0.0~800.0℃)。2)在[5-12]窗口,将调节输出极性设为:rA反作用(加热)。3)在[5-13]窗口,将调节输出的时间比例周期设为:2秒。2)6组调节输出限幅:每个PID号码都有对应的一组输出限幅参数,分别在[4-7][4-8]窗口设定下限O-L(0~99%)和上限O-H(1~100%)。例如:O-L设20%和O-H设80%,对应0~10V和4~20mA分别是2~8V和7.2~16.8mA。适用于限定阀门开度,避开如线性阀的非线性区,伺服动作范围、减小加热功率以及对特殊加热元件某升温段的功率限制等。限幅虽能减小超调,如果因调节量不足将影响调节速度造成欠调(如长时间温度不能到达)。对反作用的加热,会因下限维持输出造成连续超调,一般不设下限(保持0.0%)。同上,在该PID参数窗口群中设其它5组PID号对应的调节输出限幅。3)6组抗超调系数:每个PID号码都有对应的一组抗超调SF系数4)在[3-1]窗口,设置为ON,定值方式。5)在[3-2]或[0-0]窗口,按增、减键将SV值设为600.0℃,按ENT键确认。6)在[5-19]窗口,将EV1报警方式设为:上限绝对值(HA)。7)在[5-22]窗口,将EV2报警方式设为:下限绝对值(LA)。8)根据要求,在[5-24]窗口,设置下限报警应具有上电抑制功能,设为:2。10)在[3-4]窗口,设EV1报警值:650.0℃;在[3-5]设EV2报警值:550.0℃。11)在[3-3]窗口,选择PID参数号1注:0或1等同于1号PID参数12)接输出,在[0-0]窗口按住RUN键3秒钟,面板RUN灯闪烁,启动运行。13)在[0-7]自整定窗口,按增/减键将OFF改为ON,按ENT键启动自整定,AT灯亮。当炉温到达设定值时,AT灯闪烁。经三,两个周期振荡,AT灯灭,自整定完成。基本的设置和调整结束,可进行定值FIX的调节了。图一:有超调、振荡无超调、无振荡欠调,过渡时间长四.用户的基本设置窗口基本窗口[0-0]窗口1)传感器类型和范围/单位[5-5]/[5-6]窗口2)调节输出正/反作用[5-12]窗口3)SSR(P型)和继电器接点(Y型)的输出比例周期[5-13]窗口4)PID参数,调节输出限幅和抗超调系数[4-0]~[4-8]窗口5)PID参数的自整定AT执行[0-7]窗口6)定值控制FIX和程序控制PROG选择[3-1]窗口在[4-6]窗口,设置第1组PID参数的超调抑制系数SF。调整SF可使被控对象到达目标设定值的过渡过程最平稳。其原理是提前进入比例调节,延迟进行积分调节(克服积分饱和)。SF对过渡过程的影响见图--,理论上,到达新设定值,过快的调节速度,容易产生振荡,而中间图的效果较为理想。可根据工艺时间和允许超调量,现场具体选择超调抑制系数SF(0~1.00),SF=0为常规PID;SF=1超调抑制作用强,速度慢;SF=0.4为出厂值,建议初次采用。同上,在该PID参数窗口群中设其它5组PID参数的SF。4)PID参数的自整定AT执行:1.传感器类型和测量范围此窗口需首先设置,一旦更改将清除其它与量程有关的参数,例如设定值SV输入类型的设定:(参照流程图上的量程代码表,在[5-5]“RANG”窗口,按增/减键选择传感器类型和测量范围代码),按确认键(ENT)确认。此外,可在[5-6]窗口选择温度测量的摄氏(℃)或华氏(℉)的单位。注:铂电阻Pt100或JPt100(旧国标BA2)的标准区别。专家系统的办法是利用自整定功能,自动找到系统最佳的PID参数。在定值控制或程序控制运行状态时,在[0-7]窗口,可执行自整定AT:执行(on)或停止(off)。如图示的AT自整定起动on后,AT灯亮闪烁,在PV测量值到达SV设定值后,AT灯常亮,产生对系统的二、三次扰动。根据超调振荡的大小和恢复的周期,自动算出系统的PID参数。整定完成,AT灯灭,系统恢复正常控制。在曲线运行时,对于选择多组PID号的需反复起动AT的自整定。直流输入的可编显示量程:在[5-9]窗口选择直流信号的小数点位置(DP):XXXX、XXX.X、XX.XX、X.XXX;[5-8][5-7]设置直流信号显示范围的上、下限值:-1999~9999,最大间隔10~5000。由此定义了直流信号的工程显示量程。例如:4~20mA表示为0~100.0兆帕的压力量程.二.操作流程图说明2.调节输出正/反作用在[5-12]“ACT”窗口,选择调节输出反作用(加热)或正作用(致冷)。反作用(RA):PV测量值与SV设定值的正偏差越大,调节输出越小(加热系统)。正作用(DA):PV测量值与SV设定值的正偏差越大,调节输出越大(致冷系统)。SVAT启动AT结束t自整定示意图自整定在下述的情况下被禁止:a.手动状态时不执行b.P=OFF、位式调节时不执行c.PV测量值超量程时不执行d.第3种锁定方式e.调节器处于复位状态自整定执行时,其它操作被禁止3.SSR(P型)和继电器接点(Y型)的输出比例周期:在[5-13]窗口设置Out的输出比例周期。在比例周期内,占空比脉宽调节输出正比于PID运算,用于交流过零调功。P型输出比例周期一般选2~12秒(出厂值3秒)。继电器接点(Y型)输出比例周期一般选20~30秒(出厂值30秒)。周期短调节变化快,适合小惯性系统;惯性大的周期可选长些。负载电流大于300A时,可配功率扩展板触发晶闸管。还可配置先进的TAC10I/P周波控制器,具有节能、不打表针,调节精度高和提高电源功率因数的优点。4.系统PID参数组FP93可分为六个窗口群,每个窗口群的第一个窗口用星号代表,全部的子窗口1)6组PID参数:比例P,积分I和微分D参数是决定系统调节品质的重要参数,和用虚线表示的选件子窗口共95个。每个窗口采用了编号,例如传感器量程选提供了0-6号的6组PID参数(0或1都代表1号),以对号入座的配制在定值择窗口[5-5],表示第5窗口群的第5号窗口。进入子窗口,按增减键修改参或曲线控制中。定值方式时,仅能在[3-3]窗口,选择1个PID号码。程序方式,数时,面板SV窗口的小数点闪动,按ENT键确认修改后,小数点灭。一组曲线最多可选择6个。-1-PID参数手动调整:(初学跳过)FP93为用户提供了6组PID参数。可在[4-1]~[4-8]PID窗口群中观察或手动修改自整定后的参数。对于滞后和变频控制等特殊系统,若反复整定效果不理想,可手动修改PID参数。A.当到达稳态前超调过大,如对到达稳态时间要求不高,可增大比例克服超调。B.如要加快到达稳态的时间,而允许少量超调时,可适当减小比例带。C.当测量值在设定值上下缓慢波动时,可适当增加积分时间或增大比例带。D.当测量值在设定值上下频繁波动时,可适当减小微分时间。5.PID算法外的其他方式:手动更改PID参数设定窗口时,有下述的调节方式:位式调节:当[4-1]窗口设置P=OFF时,[4-3][4-4]的积分和微分窗口被取消,出现[4-2]“DF”位式灵敏度调整(初值为20),用于调整动作宽度,例如:0~1000℃量程,设定500℃,灵敏度30℃,“Y”型继电器接点在500±15℃间通断,继电器接点在515℃时关断,在低于485℃时吸合。此外[4-3]I=OFF时为比例微分PD调节[4-4]D=OFF时为比例积分PI调节I=OFF和D=OFF时为纯比例P调节五.程序控制方式一组曲线的设定以及相关参数的示意图1.设置顺序(初次设置时带星号的可跳过)⑴设定曲线的分组格式[5-1]⑵确定程序运行的时间单位[5-2]进入曲线的设定⑶设定曲线的步(段)数[1-2]⑷设定曲线执行次数[1-14](不设置为1,为单次运行)⑸设定曲线运行中的报警点[1-11][1-12][1-13]⑹设定曲线的伺服起动[1-15]⑺曲线的确保平台[1-16]⑻曲线的时标[1-3]~[1-10]⑼曲线的掉电保护方式[5-3]⑽超量程故障的保护方式[5-4]循环完成的设置⑾第一步的起始值[1-1]⑿每步的目标值[2-1]⒀按号选择的PID参数[2-3]调试过程⒁选择程序方式[3-1]⒂选择曲线入口[0-0]⒃运行程序[0-0]⒄据选择的PID号的数量,反复起动自整定[0-7]2.设置说明:1)由工艺要求设定曲线的分组格式和时间单位:参照图示的一组曲线示意,曲线是由步(段)组成的,在[5-1]窗口,可选择1:1组曲线40步2:2组曲线20步/组2:4组曲线10步/组的格式。仅有曲线的小循环,曲线和曲线间不能链接,40段已足够满足了绝大多数的应用。在[5-2]窗口,选每步最大的执行时间,HM:99小时59分;MS:99分59秒2)运行曲线中的PID号的选择一组曲线可利用6组PID号,一般可按低温-中温-高温区选三个号。在曲线的设置中,不选PID号,将被自动默认1号PID。更便利的办法是区域PID。3)运行曲线的PID参数自整定一组曲线用了几组PID号,就需要反复起动几次自整定[0-7]。运行程序和起动自整定后,当测量PV值到达平台步的SV设定值后,自整定才开始,整定的是平台的PID参数,AT整定完成,AT灯灭。其后需再次起动自整定,得到下个平台的PID参数。PID号相同的,取最后一次的整定结果。在曲线斜率运行中,需进入程序的保持状态,才能进行自整定。可利用程序的跳步,缩短整条曲线的整定时间;也可已利用定值或某设定点的整定结果,在PID号的参数窗口群中,手动填写修改其它PID号的参数。4)程序复位时,可修改全部参数;程序运行时,仅初始化参数不能被修改。可方便地修改PID参数、运行目标、运行时间等参数。5)提高系统的调节品质的方法:根据自整定效果,可手动修改整定后的PID参数;对应PID号,调整与低温-中温-高温区加热功率匹配的输出限制;改变SF系数减小超调;为减小平台的超调,甚至可增加一步曲线或加长运行时间。3.程序例某加热系统,仪表选用FP93-1P-90-P1000,K型热偶0.0~800.0℃输入,P型输出接固态继电器。4组程序曲线设置,每组曲线10步,程序要求掉电保护,超量程故障出现,以“复位”方式停止。起始设定温度为20.0℃,第1组曲线:时间单位:分钟。第N步12345678910步目标值404060608080180180400400运行时间10102020303040408080PID号1122334455EV1上限绝对值报警值450.0℃,设置步骤如下:1)~4)项的设定与定值方式相同5)在[3-1]窗口,设置为OFF,程序控制方式。6)在[5-1]窗口,按增减键设置为4(4组曲线,每组10步)按ENT键确认。7)在[5-2]窗口,将时间单位设为MS(分钟)。8)在[5-3]窗口,将程序掉电保护设为ON。9)在[5-4]窗口,将超量程故障方式设为超量程RST,程序停止,输出为0。10)在[1-1]窗口,第1组曲线的第1步的起始值设为20