XMT-3000系列智能温度控制器
工业温度调节仪
一、主要特点
采用先进的微电脑芯片及技术,减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。
按国际标准制造,具备85-265VAC宽范围输入的自由电源供选配,有多种安装尺寸。
输入采用数字校正系统及自校准技术,测量精确稳定,消除了温漂和时漂引起的测量误差。
具备WATCHDOG及数字滤波功能。在强干扰环境下也能保持精确的测量及稳定的工作。
采用先进的专家PID控制算法,具备高准确度的自整定功能。并可以设置出多种报警方式。
仪表接热电阻输入时,采用三线制接线,消除了引线带来的误差;接热电偶输入时,仪表内部带有冷端补
偿部件;接电压/电流输入时,对应显示的物理量程可任意设定。
仪表有多种输入功能,一台仪表可以接不同的输入信号(热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻)
型号 |
代码 |
说明 |
|||||||
XMT-3000 |
□ –□ –□ –□ –□ –□ –□ –□ |
||||||||
基本功能 |
自整定专家PID调节;手动/自动无扰动切换外部给定功能带反馈阀门直接驱动控制 |
||||||||
外形特征 |
□ |
参见"仪表外形" |
|||||||
控制输出 (OUT) |
□ |
参见"控制输出方式" |
|||||||
第一报警 (ALM1) |
□ |
参见"报警方式" |
|||||||
第二报警 (ALM2) |
□ |
参见"报警方式" |
|||||||
辅助输出 (COMM) |
□ |
|
参见"辅助输出方式" |
||||||
馈电输出 |
N V24 |
无馈电输出 带24VDC馈电输出 |
|||||||
输入信号类型 |
□ |
参见"输入类型" |
输入类型:
XMT-3000系列仪表的输入信号可以任意切换,切换输入信号后,只需按下表设定参数Sn即可。
Sn |
输入类型 |
测量范围 |
Sn |
输入类型 |
测量范围 |
Sn |
输入类型 |
测量范围 |
00 |
K |
-50~1300℃ |
08-19 |
备用 |
30 |
0~60mV |
-1999~9999 |
|
01 |
S |
-50~1700℃ |
20 |
Cu50 |
-50~150℃ |
31 |
0~1V |
-1999~9999 |
02 |
Wr |
0~2300℃ |
21 |
Pt100 |
-200~600℃ |
32 |
0.2~1V |
-1999~9999 |
03 |
T |
-200~350℃ |
22-25 |
备用 |
33 |
1~5V |
-1999~9999 |
|
04 |
E |
0~1000℃ |
26 |
0~80Ω |
-1999~9999 |
34 |
0~5V |
-1999~9999 |
05 |
J |
0~1000℃ |
27 |
0~400Ω |
-1999~9999 |
35 |
-20~20mV |
-1999~9999 |
06 |
B |
0~1800℃ |
28 |
0~20mV |
-1999~9999 |
36 |
-100~100mV |
-1999~9999 |
07 |
N |
0~1300℃ |
29 |
0~100mV |
-1999~9999 |
37 |
-5~5V |
-1999~9999 |
如果输入线性电压(或电阻)信号范围与上表中的内容不相符,则可以选上表中量程较大的项。
例如:用户使用远传压力表时,输出电阻为30~350W,对应显示压力为0~1.000MPa。则选Sn=27,然后正确计算并设置参数diL和diH即可。
XMT-3000仪表接电流输入时,输入类型要选电压输入(要在括号中注明电流范围),并使用电压输入的接线端子,同时在端子上并联取样电阻。
例如: 输入0~10mA电流,则选Sn=34,在0~5V输入端子处并联500W(1/2W,0.1%)取样电阻;
输入4~20mA电流,则选Sn=33,在1~5V输入端子处并联250W(1/2W,0.1%)取样电阻。
[注] 如用户订货时注明输入电流并注明输入电流的范围,则厂家可以将取样电阻安装在仪表内部。
仪表外形:
代码 |
外形形状 |
外形尺寸 |
开孔尺寸 |
测量值显示 |
A |
横式 |
160*80*180 mm |
152* 76 mm |
0.8英寸LED |
A/S |
竖式 |
80*160*180 mm |
76*152 mm |
0.56英寸LED |
B |
方式 |
96*96*105 mm |
92*92 mm |
0.8英寸LED |
D/S |
竖式 |
48*96*105 mm |
44* 92 mm |
0.36英寸LED |
D |
横式 |
96*48*105 mm |
92*44 mm |
0.56英寸LED |
(PID)控制输出方式:
代码 |
N |
L |
G |
K1 |
K2+ K1 |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
T |
输出方式 |
无输出 |
继电器 |
SSR |
SCR |
三相SCR |
4~20mA |
0~10mA |
1~5V |
0~5V |
特殊规格 |
当仪表控制三相SCR触发工作时,控制输出(OUT)触发两相SCR;第一报警(ALM1)与控制输出(OUT)同步动作,触发第三相SCR。触发方式为过零触发。此时,第一报警(ALM1)不再作为报警输出使用了。仪表的所有控制输出与输入信号完全隔离。
当仪表选择外部给定功能时,外部给定值以1~5V的形式输入。当外部给定信号小于1V时,则仪表自动取消外部给定功能,改用内部给定值。利用外部给定功能,可以实现串级PID调节功能。
当仪表直接控制阀门时,控制输出(OUT)位置的继电器控制为正转,第一报警(ALM1)位置的继电器控制为反转。ALM1不再作报警输出使用。阀门位置反馈信号以0~5V的形式输入。
报警输出方式:
代码 |
N |
H |
L |
dH |
dL |
H ž L ž dH ž dL |
输出方式 |
无输出 |
上限报警 |
下限报警 |
正偏差报警 |
负偏差报警 |
组合报警 |
XMT-3000仪表的第一报警(ALM1)和第二报警(ALM2)都允许组合报警方式。例如,设置ALM1为H ž L,则ALM1为上下限报警方式。既无论仪表超过上限还是低于下限,ALM1报警都动作。
辅助输出方式:
代码 |
N |
S |
R |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
T |
输出方式 |
无输出 |
串行通信 |
串行通信 |
变送 |
变送 |
变送 |
变送 |
变送 |
输出内容 |
无 |
RS485 |
RS232 |
4~20mA |
0~10mA |
1~5V |
0~5V |
特殊规格 |
辅助输出为RS485通讯输出或变送输出时,输出与输入信号之间有光电隔离。RS232通讯输出与输入信 号之间不隔离。XMT-3000仪表备有完整的通信协议和测试软件(全部在软盘上)。
选型举例:
1、XMT-3000A-G-H-N-X1-N-0,表示160*80*180mm;横式外形,控制输出(OUT)为SSR驱动电压输出,ALM1为上限报警输出,ALM2无报警输出,辅助输出为4~20mA变送电流,无馈电输出,K型热电偶输入。
2、XMT-3000B-X1- H ž L -N-S-V24-33(4~20mA),表示96*96*105mm;方形仪表,控制输出(OUT)为4~20mA电流,ALM1为上下限组合报警输出,ALM2无报警输出,辅助输出为RS485串行通信口,带DC24V馈电输出,
4~20mA线性电流输入。
二、主要技术参数
输入规格
热电偶:K、S、Wr、E、J、T、B、N 热电阻:Pt100、Cu50
电 压:0-20mV …… 0-1V→输入阻抗≥5MΩ, 0-5V→输入阻抗≥100kΩ
电 流:0-10mA、4-20mA、0-20mA等→输入电阻≤250Ω
测量范围:-1999 ~ +9999
测量精度:0.2级(±0.2%FS)
注意事项:
1、仪表对B分度号热电偶在0~600℃范围内可进行测量,但测量精度无法达到0.2级,在600~1800℃范围内可保证0.2级测量精度。
2、因钨铼热电偶本身精度及一致性较低,仪表对WRe3-WRe25的测量精度只为0.5级。
报警输出:可选择上限、下限、正偏差、负偏差或组合。继电器触点容量220VAC/1A或24VDC/1A
控制方式:专家PID算法,包含模糊控制及自整定参数PID控制。
控制输出:
1、SSR驱动电压:DC12V/30mA
2、单相/三相SCR过零触发:可触发5~500A的双向可控硅(或单硅反并联模块)
3、线性电流:0~22mA之间任意设置(输出电压≥11V)
4、继电器触点1A。
温度补偿:0~50℃数字式温度自动补偿
使用环境:环境温度:0~50℃,相对湿度:≤85%,避免强腐蚀气体
电 源:开关电源:AC85~265V(50Hz/60Hz), 功耗:≤4W
重 量:≤500g
三、面板说明及操作说明
(一)面板说明:
图1:XMT-3000单回路仪表面板图(以XMT-3000A仪表为例)
① OUT—输出指示灯 ⑤ SET —设定键
② RUN—手动指示灯 ⑥ < —移位键;
③ ALM1—ALM1报警灯 ⑦ ∧ —增位键;
④ ALM2—ALM2报警灯 ⑧ ∨—减位键
⑨ PV —测量值显示窗口
⑩ SV —设定值显示窗口
图1
(二)产品操作说明
1. 上电过程
参看图1,仪表上电后自检,随后,进入自动测量控制状态,上排PV窗显示测量值,下排SV窗显示设定值,如果SV窗显示orAL,则表示输入超过量程(或传感器开路)。如果输入规格参数Sn设置有误,也会有此显示。当仪表存在上限报警﹑下限报警﹑正偏差报警﹑负偏差报警时,SV窗交替显示设定值的数值和 "HiAL"﹑"LoAL".
"dHAL"﹑"dLAL"等报警提示符号
★ ALM1和AML2报警指示灯:与ALM1和ALM2报警位置同步动作。具体代表什么报警可由参数设置。
★ OUT输出指示灯:控制输出为时间比例方式时(SSR或SCR),OUT灯与控制输出同步动作。控制输出为电流时,OUT灯通过亮暗反映输出电流的大小。当输出电流为0时,OUT灯熄灭。
★ 控制输出值显示:按SET键一下即放开,可在SV窗切换显示给定值和输出值。当SV窗显示输出值时,在自动控制状态下第一位显示”A”字母;在手动控制状态下第一位显示字母”M”。
★ 自动/手动切换:按 < 键一下即放开,可以使仪表在自动控制和手动控制两种状态下无扰切换。在自动控制状态下,RUN指示灯灭;在手动控制状态下,RUN指示灯亮。
2. 给定值/手动输出值设置:在SV窗显示给定值时,按 ∧ 键(或 ∨ 键)可以增加(或减少)给定值。在手动状态下,当SV窗显示输出值时,按 ∧ 键(或 ∨ 键)可以增加(或减少)输出值。按 ∧ 键或 ∨ 键不放,可以快速增加/减少数值,并且速度会不断加快(3级速度)。
3. 启动自整定:
初次使用时应利用仪表的自整定功能来确定控制参数(M50﹑P和t参数),才能实现理想的控制。当发现PID控制效果不佳时也可再次启动自整定功能。
按 < 键并保持约2秒钟,等SV窗显示“At“字样再放开,仪表就进入自整定状态。自整定时,仪表执行位式调节,经2-3次振荡后,仪表自整定出PID控制参数(M50﹑P和t参数)。自整定结束后自动回到PID自动控制状态。
在自整定过程中,如果要提前放弃自整定,可再按 < 键并保持约2秒钟,等仪表SV窗停止闪动“At“字样再放开,就可以放弃自整定。
[注意1]自整定如果成功执行过一次,则仪表将无法再由按 < 键来启动自整定,以避免人为的误操作。已启动过一次自整定的仪表如还要启动自整定时,可将参数CtrL设置为”2”来启动自整定(见后文)。
[注意2]视不同系统,自整定需要的时间可从数秒至数小时不等。
[注意3]自整定的准确度与以下几个因素有关。用户在启动自整定功能前应加以了解。
①系统在不同给定值下整定得出的控制参数值不完全相同,所以要在系统最常用的给定值上执行自整定。如果给定值经常变化,则可以在中间值上执行自整定。
②参数CtL(控制周期)和dF(回差),对自整定准确度也有影响。一般来说,这两个参数的数值越小,自整定参数的准确度越高。但dF的数值应比输入信号的波动幅度大;CtL的功能见后文。
[注意4]手动自整定:在一些输出不允许大幅度变化的场合,可以先用手动方式进行调节,等手动调节基本稳定后,再在手动状态下启动自整定,这样仪表的输出将限制在当前手动值的上下10%范围内。
4. 参数设置:
XMT-3000系列仪表有丰富的功能,相应的功能参数也很多,这些功能参数全都由软件锁参数Loc控制查阅和修改权限。将Loc设为密码值808,就可以查阅和修改全部功能参数。将Loc设为0,只可以查阅和修改部分功能参数(被定义为现场参数的参数,定义方法见后文)。
以下以Loc参数为例,说明如何修改参数的值。
在PV窗显示测量值的状态下,按压SET键并保持约2秒,PV窗显示参数Loc的提示符,SV窗显示参数Loc的数值0。数值0的最低位有一个小数点闪烁(如同光标般指示当前允许修改位)。
在PV窗显示Loc提示符的状态下,按压5键(或6键),可以将参数Loc 的数值(有闪烁小数点的位)增加(或减少)。按压5键(或6键)不放,可以快速增加(或减少)数值,并且速度会不断加快(3级速度)。
在PV窗显示参数Loc提示符的状态下,当Loc的数值为808时,再次按压SET键,PV窗会显示第一个功能参数HiAL的提示符,SV窗显示参数的数值。按压5键(或6键),可以将参数的数值(有闪烁小数点的位)增加(或减少)。
在PV窗显示参数HiAL提示符的状态下,继续按压SET键,PV窗会依次显示各功能参数的提示符(参见第四章中的参数速查表),SV窗显示参数的数值。
……
(现场参数定义方法)
在设置参数的过程中,最后8个参数的显示方式与前面的不同,见左图。PV窗显示提示符EP1~EP8,SV窗显示各功能参数的提示符(如HiAL﹑LoAL﹑dHAL等)。按压5键(或6键),SV窗内的参数提示符依次变化。
在设置参数过程中,如果10秒内无操作,仪表将自动返回PV窗显示测量值的状态。
四、参数功能及设置
(一)参数速查表(表格中参数排列的顺序与仪表参数出现的顺序相同)
参数 |
参数含义 |
设置范围 |
数值单位 |
备注 |
HiAL |
上限绝对值报警值 |
-1999 - +9999 |
1℃或1定义单位 |
线性定义单位指采用线性电压/电阻输入时由参数diL和diH定义的单位 |
LoAL |
下限绝对值报警值 |
-1999 - +9999 |
同上 |
|
dHAL |
正偏差报警值 |
0 - 9999 |
1℃或1定义单位 |
|
dLAL |
负偏差报警值 |
0 - 9999 |
同上 |
|
dF |
回差(死区、滞环) |
0 - 200.0℃或0 - 2000 |
0.1℃或1定义单位 |
|
CtrL |
控制方式 |
0:位式;1/3:专家PID;2:自整定;4:阀门位置控制 |
||
M50 |
保持参数 |
0 - 9999 |
1℃或1定义单位 |
0取消积分作用 |
P |
速率参数 |
0 - 9999 |
0.01秒/℃ |
0.1秒/定义单位 |
t |
滞后时间参数 |
1 - 9999 |
秒 |
|
CtL |
控制周期/输出平缓 |
0 - 120 |
秒 |
0表示为0.5秒 |
Sn |
输入规格 |
0 - 42 |
可编程多种输入 |
|
diP |
小数点位置 |
0个位;1十位;2百位;3千位 |
可选温度分辨率 |
|
diL |
输入下限显示值 |
-1999 - +9999 |
1定义单位 |
|
diH |
输入上限显示值 |
-1999 - +9999 |
1定义单位 |
|
Sc |
输入显示值平移 |
-1999 - +9999 |
||
OP1 |
输出方式 |
0/2:时间比例;1:0-10mA;3: 直接阀门控制方式;4:4-20mA |
||
OPL |
输出下限 |
0 - 220 |
0.1mA或1% |
|
OPH |
输出上限 |
0 - 220 |
0.1mA或1% |
|
ALP |
仪表功能定义 |
0 - 31 |
||
CF |
系统功能选择 |
0 - 15 |
||
Addr |
通讯地址 |
0 - 63 |
兼电流变送下限 |
|
Baud |
0 - 4800 |
兼电流变送上限 |
||
DL |
输入数字滤波 |
0 - 20 |
数字滤波强度 |
|
Run |
运行状态 |
0:手动;1:自动;2:禁止手动 |
||
Loc |
参数修改级别 |
0 - 9999 |
||
EP1-EP8 |
现场参数定义 |
none - run |
(二)参数详细说明
1、软件锁参数Loc
当Loc设置为808以外的数值时,仪表只允许显示设置0~8个现场参数(由EP1~EP8定义)及Loc参数本身。当Loc=808时,用户才能设置全部参数。Loc参数提供多种不同的参数操作权限。当用户技术人员配置完仪表的输入、输出等重要参数后,可设置Loc为808以外的数。以避免现场操作工人无意修改了某些重要操参数。具体说明如下:
Loc=0,允许修改现场参数、给定值。
Loc=1,可显示查看现场参数,不允许修改(Loc参数除外),允许设置给定值。
Loc=808,可设置全部参数及给定值。
2、与仪表输入有关的参数(Sn、diP、diL、diH、dL、SC)
①输入规格参数Sn
XMT-3000仪表出厂时已经按用户的要求设置好了输入规格参数Sn,如果用户需要改变输入信号类型,请参见第3页的输入类型表。
当仪表接电流输入时,需先(通过在仪表端子上并联电阻)将电流信号变换成电压信号,然后再输入仪表。输入规格参数Sn应根据电压信号的幅度选择。
②小数点位置参数diP
线性(电压/电流)输入:diP定义小数点位置,以配合用户习惯的显示数值。改变diP的设置只影响显示,对测量精度不产生影响。
热电偶或热电阻输入:diP选择温度显示的分辨率,该设置只对显示有效,内部温度测量分辨率固定为0.1℃。
diP=0,温度显示分辨率为1℃。
diP=1或2或3时,温度显示分辨率为0.1℃。
当温度显示分辨率设置为0.1℃而显示温度范围超出1000℃时,仪表在1000℃以下按0.1℃分辨率显示,在1000℃以上自动转为1℃分辨率。
③线性(电压/电流/电阻)输入量程定义参数diH和diL
线性输入包括0-20mV、0-60mV、0-100mV、0-1V、0-5V、0-80W、0-400W等信号,信号的数值显示范围最大为-1999-+9999(小数点可由diP定义)。参数diH及diL用于定义线性输入显示范围。
[例如] 在某现场,用压力变送器将压力(也可是温度、流量、湿度等其它物理量)变换为标准的1-5V信号输入。对于1V信号输入,仪表的显示为0Mpa,对于5V信号输入,仪表的显示为1Mpa。希望仪表显示分辨率为0.001Mpa。则仪表参数设置如下:
Sn=33 (选择1-5V线性电压输入)
diP=3(小数点位置,采用0.000格式)
diL=0.000(确定输入下限1V时压力显示值)
diH=1.000(确定输入上限5V时压力显示值)
④输入数字滤波参数dL
XMT-3000仪表内部有数字滤波系统,当仪表因输入干扰而导致显示数字出现跳动时,可采用数字滤波将其平滑。dL=0-20,dL值越大,测量值越稳定,但响应也越慢。当仪表测量在现场受到干扰时,可逐步增大dL值,直到测量值瞬间跳动小于2-5个字。在对仪表进行检定时,应将dL设置为0以提高响应速度。
⑤输入修正参数Sc
仪表的Sc参数用于对输入进行平移修正。以补偿传感器或输入信号本身的误差。对于热电偶信号而言,当仪表冷端补偿存在误差时,可以利用Sc参数进行修正。
[例如] 假定输入信号保持不变,Sc设置为0.0℃时,仪表测定温度为500.0℃,则当仪表Sc设置为10.0时,则仪表显示测定温度为510.0℃。
仪表出厂时都进行过内部校正,所以Sc参数出厂时数值均为0。该参数仅当用户认为测量需要重新校正时才进行调整。
3、与仪表报警输出有关的参数(HiAL、LoAL、dHAL、dLAL、dF、ALP)
①报警参数HiAL、LoAL、dHAL、dLAL
这4个参数设置仪表的报警功能,当系统满足报警条件时,将输出报警信号,使仪表报警继电器动作(常开触点吸合/常闭触点断开),并且可在下显示器交替显示报警原因,报警在报警因素排除后自动解除,报警条件如下:
HiAL 上限报警,测量值大于HiAL参数值时进行报警。
LoAL 下限报警,测量值小于LoAL参数值时进行报警。
dHAL 正偏差报警,正偏差大于dHAL参数值时进行报警。偏差指测量值PV与给定值SV之间的差值。
dLAL 负偏差报警,负偏差大于dLAL参数值时进行报警。
用户一般不需要用到全部4个报警,不用的报警功能可将其设置到极限值来避免其报警作用。例如设置:HiAL=9999、LoAL=-1999、dHAL=9999、dLAL=9999等
以上4种报警发生后,每种报警可任意设置为报警1(ALM1)位置或报警2(ALM2)位置动作(参见后文参数ALP的说明)。报警1或报警2通常安装继电器触点输出模块,也可安装SSR电压输出模块或可控硅无触点开关输出模块。
②报警功能定义参数ALP
ALP参数的设置范围应为0-31,用于定义HiAL、LoAL、dHAL、dLAL等4种报警功能的输出位置,它由以下公式定义其功能:
ALP=A×1+B×2+C×4+D×8+E×16
A=0时,上限报警由ALM1位置输出;A=1时,上限报警由ALM2位置输出。
B=0时,下限报警由ALM1位置输出;B=1时,下限报警由ALM2位置输出。
C=0时,正偏差报警由ALM1位置输出;C=1时,正偏差报警由ALM2位置输出。
D=0时,负偏差报警由ALM1位置输出;D=1时,负偏差报警由ALM2位置输出。
E=0,报警时在下显示器交替显示报警符号,如HiAL、LoAL,能迅速了解仪表报警原因。
E=1,报警时在下显示器不交替显示报警符号(但orAL除外),一般用于将报警作为控制的场合。
例如:要求上限报警及正偏差报警由报警1 (ALM1)输出,下限报警及负偏差报警由报警2(ALM 2)输出,报警时在下显示器显示报警符号。则由上得出:A=0,B=1,C=0,D=1,E=0。
则应设置参数:ALP=0×1+1×2+0×4+1×8+0×16=10
③回差参数dF
为避免因测量输入值波动而导致报警输出产生频繁通断的误动作,仪表可设置回差参数dF(也叫不灵敏区、死区、滞环等)。dF参数对上限报警控制的影响如下:假定上限报警参数HiAL为800℃,dF参数为2.0℃,当测量温度值大于802℃时(HiAL+dF),仪表进入上限报警状态。当测量温度值小于798℃(HiAL-dF)时,仪表解除报警状态。
④输入超出量程(上限或下限)报警orAL ,因传感器规格设置错误、输入断线或短路均可引起。如果该报警发生,仪表自动停止控制,并将输出固定在参数oPL定义的值上。orAL报警不需要设置。
⑤ 功能参数CF
CF参数用于选择部分系统功能:
CF=A×1+B×2+C×4+D×8
A=0,为反作用调节方式,指仪表输入增大时,调节输出趋向减小的控制,如加热控制。
A=1,为正作用调节方式,指仪表输入增大时,调节输出趋向增大的控制,如致冷控制。
B=0,仪表报警无上电/给定值修改免除报警功能;B=1,仪表有上电/给定值修改免除报警功能,见后文叙述。
C=0,仪表辅助功能模块按通讯接口方式工作;C=1,仪表辅助功能模块按线性电流变送输出方式工作。对XMT-4000系列仪表而言,如果安装外部控制输入接口,也应设置C=1。
D=0,不允许外部给定;D=1,允许外部给定。
例如:要求仪表为反作用调节,有上电免除报警功能,仪表辅助功能为通讯接口模块,不允许外部给定,则可得:A=0、B=1、C=0、D=0。CF参数值应设置如下:
CF=0×1+1×2+0×4+0×8=2
上电时免除报警功能:仪表刚刚上电或给定值被修改后,常常会导致仪表报警。以电炉温度控制(加热控制)为例:刚上电时,实际温度都远低于给定温度,如果用户设置了下限报警或负偏差报警,则将导致仪表一上电就满足报警条件,而实际上控制系统并不一定出现问题。反之,在致冷控制中(正作用控制),刚上电也可能导致上限报警或正偏差报警。因此XMT-3000系列仪表提供上电/设定值修改免除报警的功能。在仪表上电或设定值修改后,即使满足报警条件,也不立即报警。等该报警条件取消后,如果再出现满足报警要求的条件,则启动报警功能。
上电免除报警功能的作用与CF(正/反作用功能选择)参数有关。在反作用控制(加热控制)时,对下限报警及负偏差报警有上电免除报警功能。在正作用控制(致冷控制)时,对上限报警及正偏差报警有上电免除报警功能。对于给定值修改,则对相应的偏差报警起作用。
4、与控制输出有关的参数(CF、oP1、oPL、oPH、CtrL、run)
①功能参数CF
参见上文,CF参数用于选择正反作用调节方式,还可选择是否允许外部给定功能。
外部给定功能:当外部给定允许时,仪表可从其接线端子中的1-5V端输入1-5V电压信号,以表示其给定值。外部给定的标度可由diL及diH参数确定。如果外部给定的电压信号小于1V,则自动取消外部给定功能,而改用内部给定值。使用外部给定功能时,仪表测量输入不应再使用1-5V或0-5V档。这与热电偶、热电阻及mV电压输入是不冲突的。如果希望测量输入为1-5V/0-5V(或0-10mA/或4-20mA等)档,可将仪表主输入设置为0-1V、0.2-1V、0-100mV等档,然后外接适当电阻分压或分流。
外部给定功能使得XMT-3000系列仪表能组成串级调节系统,完成较复杂的调节功能。或完成用外部电压进行切换不同的给定值,如果希望采用开关触点进行切换,则可选购安装U5模块(5V电压输出选件)来获得5V电压。
5、与自整定有关的PID控制参数(M50、P、t)及功能参数(CtL、dF)
①PID控制参数M50、P、t
这些参数为专家PID调节算法的控制参数。M50、P、t参数由自整定进行确定。XMT-3000系列仪表采用新型的专家PID调节方式,是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法。以下介绍控制参数的意义。
M50保持参数
M50定义为输出值变化为50%(oP1=1时则变化为5.0mA)时,控制对象基本稳定后测量值的差值。
例如某电炉温度控制,为找出最佳M50值,假定输出保持50%时,电炉温度最后稳定在700℃左右;而0%输出时,电炉温度最后稳定在室温25℃。
则M50(最佳参数值)=700-25=675℃
M50参数值主要对调节算法中积分作用进行调整。M50值越小,系统积分作用越强。M50值越大,积分作用越弱(积分时间增加)。但如果M50=0,系统取消积分作用。
P速率参数
P与每秒内仪表输出变化100%时测量对应变化的大小成反比,其数值定义如下:
P=100÷每秒测量值升高值,单位是℃或10个定义单位(线性输入时)
如仪表以100%功率加热并假定没有散热时,电炉每秒升1℃,则:
P=100÷1=100
P值对调节中的比例和微分均有作用。P值越大,比例、微分作用成正比增强;而P值越小,比例、微分作用相应减弱。P参数与积分作用无关。设置P=0相当于P=0.5。
t滞后时间参数
对于工业控制而言,被控制系统的滞后效应是影响控制效果的主要因素,系统滞后时间越大,要获得理想的控制效果就越困难。滞后时间参数t是专家PID算法相对PID算法而引进的新的重要参数。XMT-3000系列仪表能根据t参数来进行一些模糊规则运算,以便能较完善地解决超调现象及振荡现象。同时使控制响应速度最佳。t定义为假定没有散热,电炉以某功率开始升温,当其升温速率达到最大值63.5%时所需的时间。t参数值单位是秒。
②功能参数CtL 、dF
CtL参数的值可在0.5-120秒(0表示0.5秒)之间设置,它反映仪表调节运算的快慢。对时间比例输出(SSR电压/继电器/可控硅触发输出时),它表示仪表控制周期;对线性电流输出,它控制输出平缓程度(对输出值的数字滤波的时间常数)。如果CtL远小于滞后时间t(1/5-1/10以下),则修改CtL对控制效果基本没有影响,例如系统滞后时间t为100秒,则CtL设置为0.5或10秒的控制效果基本相同。
CtL确定的原则如下:
(1)采用时间比例输出时,如果采用SSR(固态继电器)或可控硅作输出执行器件,控制周期可取短一些(一般为4秒),可提高控制精度。采用继电器开关输出时,短的控制周期会相应缩短机械开关的寿命,此时一般为20秒。
(2)当仪表输出为线性电流时,CtL值小可使人工智能调节输出响应较快,提高控制精度,但因微分作用大可能导致输出电流变化频繁。如果执行器是调节阀并且阀门动作频繁,可适当加大CtL,使得阀门动作平缓一些直到满足要求。
dF参数对专家PID调节运算没有影响。但对其自整定过程时的位式调节会产生影响,理论上dF值越小,自整定精度越高,但应避免在测量值因受瞬间干扰跳动造成误动作。可观察测量值一段时间,如果数字跳动过大,应先加大数字滤波参数dL值,使得测量值跳动小于2-5个数字,然后可将dF设置为等于测量值的瞬间跳动值为易。
6、与仪表通讯/变送输出有关的参数(CF、Addr、bAud、diL、diH)
①功能参数CF
功能参数CF选择仪表辅助输出位置(COMM)的功能.
②通讯接口参数Addr及bAud(兼作变送电流定义参数)
当仪表辅助输出位置(COMM)选择通讯功能时。Addr、bAud决定仪表的通讯地址和波特率。
Addr参数则定义仪表的通讯地址,有效范围是0-63,在同一条通讯线路上的仪表应分别设置一个不同Addr值以便相互区别。
bAud参数定义通讯波特率,有效范围是300-4800bit/s,XMT-3000系列仪表的串行通讯接口可以与计算机通讯,构成性能完整的集散测控系统。XMT-3000系列仪表在上位计算机、通讯接口或线路发生故障时,仍能保持仪表本身的正常工作。详细的通讯协议及示范软件在磁盘上。
当仪表辅助功能位置(COMM)选择电流输出功能时,Addr、bAud定义对应测量值变送输出的线性电流大小,其中Addr表示输出下限,bAud表示输出上限,单位是0.1mA。
例如:定义4-20mA的变送输出电流功能定义为:Addr=40、bAud=200。
③变送输出标度定义参数diL和diH
diL和diH定义变送输出的温度范围,单位是℃。
[例如] 将测量值0-200℃范围的温度变送为4-20mA信号输出,可设置参数diL=0,diH=200,Addr=40,bAud=200。
当仪表的设置完成后,大多数参数将不再需要现场工人进行设置。并且,现场操作工对许多参数也不理解,并且可能将参数设置为错误的数值而使得仪表无法正常工作。
通常智能仪表都具备参数锁(Loc)功能,不过普通的参数锁功能往往将所有参数均锁上,而有时我们又需要现场操作工对部分参数能进行修改及调整,例如上限报警值HiAL或LoAL等参数。在参数表中EP1-EP8定义1-8个现场参数给现场操作工使用。其参数值是EP参数本身以外的其它参数,如HiAL、LoAL……等参数。当Loc=0、1等值时,只有被定义到的参数才能被显示,其它参数不能被显示及修改。该功能可加快修改速度,又能避免重要参数(如输入、输出参数)被误修改。
参数EP1-EP8最多可定义8个现场参数,如果现场参数小于8个(有时甚至没有),应将要用到的参数从EP1-EP8依次定义,没用到的第一个现场参数定义为nonE。
例如:某仪表现场常要修改HiAL(上限报警)、LoAL(下限报警)两个参数,可将EP参数设置如下:
Loc=0、EP1=HiAL、EP2=LoAL、EP3=nonE
某些情况下,一但仪表调试完成后,并不需要现场参数,此时可将EP1-EP8参数值设置为nonE。
五、产品接线图参考
图2、XMT-3100A 和 XMT-3000A/S仪表接线图
XMT-4100A 和 XMT-4000A/S 仪表接线图
图3、XMT-3000B和XMT-4000B仪表接线图
控制输出端子(9、10、11、12),辅助输出端子(17、18、19、20)Rs232(17、18、19);Rs485(19、20),报警1输出端子(1、2、3),报警2输出端子(4、5、6)。
图4、XMT-3000D和XMT-3000D/S仪表接线图
XMT-4000D和XMT-4000D/S仪表接线图
控制输出端子(5、6、7、8),辅助输出端子(11、12、13),报警1输出端子(14、15、16),报警2输出端子(11、12、13)。
★典型应用说明
XMT-3000系列仪表采用先进的专家PID调节算法,能实现高精度控制。先进的自整定功能使得用户无需人工设置控制参数。XMT-3000系列仪表为实现高精度的控制,其控制输出常用以下方式:
(1)SSR电压输出:需外接固态继电器,
(2)可控硅过零触发信号输出:需外接可控硅
(3)可控硅调压触发信号输出:需外接可控硅
(4)线性电流输出:0-10mA,4-20mA,0-20mA等,需外接相应执行机构,如调节阀等。
(5)继电器触点:可驱动中间继电器再驱动交流接触器。
(6)继电器触点:控制输出位置的继电器直接驱动电动执行器的正转,报警1位置的继电器直接驱动电动执行器的反转,电动执行器带动阀门(通常为蝶阀)转动以控制燃气(或其他加热/制冷介质)流量。仪表除测量温度值外,还要同时测量阀门位置反馈值。
用户应根据自己的需要选择相应的控制输出方式。应尽量采用前4种方案。使用仪表除需正确设置输入参数和接线之外,还要了解自整定的操作(参数CtrL)及功能参数CtL的使用方法。最好还能掌握输出参数(oPI、
oPL、oPH)的用法。
1、中小功率(10kW以下)负载的电加热控制
多采用上述前2种方案,CtL=4,oP1=0,oPL=0,oPH=100
2、大功率(10kW以上)或感性负载的电加热控制
多采用上述第3和第4种方案,CtL=20,oP1=1,oPL=40,oPH=200
3、利用阀门位置反馈信号直接驱动阀门的调节仪表
这种工作方式在仪表0-5V端子输入(对应于阀门位置的)电压反馈信号,并要求阀门位置反馈信号(在机械限位条件下的阀门开度)最小时小于2V,最大时大于3V,这样才能满足仪表正常工作。
先设置参数oP1=3,然后正确联线,将阀门机械限位调在尽量扩大阀门转动范围的位置。如果阀位反馈信号是电位器(通常1K左右),可选购U5模块(不隔离的5V电压输出)来将电位器的电阻信号变为电压信号。然后进行阀门位置自整定设置参数CtrL=4,整定完毕可用手动调节来验证一下输出值与阀门的对应关系。
利用参数oPL及oPH可以实现对阀门位置的上限及下限进行软件限制。
手动功能可以手动调节阀门位置,输出指示功能在手动及自动状态可显示阀门位置。
通过对参数dF的设置可以作为阀门位置不灵敏区大小的调整,建议设置范围是0.2-2.0(%),加大参数dF值,可避免阀门频繁转动,但太大的dF值,将导致控制精度下降。
注意:dF参数此时仍对报警起作用。由于使用了报警1作阀门反转控制,仪表无法使用报警1作为报警输出,需要报警时只能利用报警2。
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