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EIN/AUS- und PID-Regelung
Die Steuerung arbeitet mit zwei Arten von Regelung:
•
EIN/AUS-Regelung (Proportionalregelung), bei welcher der Stellantrieb
entweder auf der vollen Leistung arbeitet oder ausgeschaltet ist. Es handelt
sich um eine einfache Regelung, die in einigen Fällen gute Ergebnisse
erzielen lässt.
•
PID-Regelung, nützlich für Systeme, in denen die Antwort der geregelten
Größe im Vergleich zum änderbaren Wert die Messabweichung im
Regelbetrieb beseitigt und die Regelung verbessert. Der änderbare Wert
wird zu einer analogen Größe, die kontinuierlich zwischen 0 und 100%
variiert.
In der PID-Regelung stimmt das Proportionalband mit der
Schaltdiff erenz überein (Parameter P1/P2).
6.1 Art der Regelung (Parameter c5)
Par. Beschreibung
c5
Art der Regelung
0=EIN/AUS (Proportional)
1=Proportional+Integral+Diff erential (PID-
Regelung)
Dieser Parameter lässt die geeignetste Regelung für das Verfahren
einstellen.
In einer effi zienten PID-Regelung stimmt der geregelte Wert mit dem
Sollwert überein oder liegt in der Neutralzone; unter diesen
Bedingungen können mehrere Ausgänge aktiv sein, auch wenn das
ursprüngliche Regeldiagramm diese nicht vorsieht. Dies ist die
off ensichtlichste Wirkung der Integralregelung.
Eine Voraussetzung für die PID-Regelung ist, dass die P-Regelung
keine Schwankungen aufweist und dass eine gute Stabilität in den
vorgesehenen Schaltdiff erenzen herrscht: Nur bei einer stabilen
Proportionalregelung garantiert die PID-Regelung die maximale Wirkung.
6.2 ti_PID, td_PID
(Parameter c62,c63, d62,d63)
Sie ermöglichen die Einstellung der PID-Parameter für die spezifi sche
Anwendung.
Par.
Beschreibung
c62
ti_PID1
c63
td_PID1
d62
ti_PID2
d63
td_PID2
Die nachstehende Tabelle führt den von PID1 und PID2 verwendeten
Fühler gemäß Einstellung von c19 an.
c19
PID1 (Abhängigkeit=1)
1
B1-B2
7
B1 (Kreis 1)
8
Max. (B1, B2)
9
Min. (B1, B2)
0, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11
B1
Für die Erklärung der Funktionsweise der Steuerung auf der
Grundlage der Einstellung von c19 siehe Abs. 6.5.
Zur Beseitigung der Integral- und Diff erentialwirkung müssen die
Parameter ti und td=0 eingestellt werden.
Bei td=0 und ti ≠ 0 erhält man eine P+I Regelung, die häufi g in
Umgebungen verwendet wird, in denen die Temperatur nicht stark
schwankt.
Zur Beseitigung der Messabweichung im Regelbetrieb kann die P+I
Regelung eingestellt werden, wenn die Integralwirkung den
Mittelwert der Messabweichung zu reduzieren imstande ist. Bei einer
6. REGELUNG
Def. Min. Max. M.E.
0
0
1
-
Tab. 6.a
Def.
Min.
Max.
M.E.
600
0
999
s
0
0
999
s
600
0
999
s
0
0
999
s
Tab. 6.b
PID2 (Abhängigkeit = 2)
B1
B2 (Kreis 2)
B1
B1
B1
Tab. 6.c
hohen Integralwirkung (die umgekehrt proportional zur Zeit ti beiträgt)
können die Schwankungen, die Überschwingungen und die Zeiten für
die Erhöhung und Verminderung der geregelten Variable zunehmen, bis
es zur Unstabilität kommt.
Um solchen Überschwingungen als Folge der Integralwirkung
entgegenzuwirken, kann die Diff erentialwirkung eingeführt werden,
welche die Schwankungen dämpft. Bei einer starken Erhöhung der
Diff erentialwirkung (Erhöhung der Zeit td) wird die Zeit erhöht, welche
die Variable benötigt, um anzusteigen oder zu sinken, was zur
Systemunstabilität führen kann. Die Diff erentialwirkung beeinfl usst im
Gegensatz zur Integralwirkung die Messabweichung im Regelbetrieb
nicht.
6.3 Auto-Tuning (Parameter c64)
Die Auto-Tuning-Funktion ist mit dem unabhängigen Betrieb nicht
kompatibel (c19=7).
Die Steuerung ist werkseitig mit den Default-PID-Parametern konfi guriert;
diese Werte lassen eine Standard-PID-Regelung ausführen, können aber
den Anforderungen des Systems, das mit IR33 geregelt werden soll, auch
nicht optimal entsprechen. Das Auto-Tuning-Verfahren lässt 3 Parameter
einstellen, welche die Anlagenregelung verbessern: Diese Parameter
unterscheiden sich in Abhängigkeit der jeweiligen Anlage natürlich stark.
Die Auto-Tuning-Funktion sieht zwei Arbeitsverfahren vor:
• Tuning (Abstimmung) der Steuerung während der ersten
Inbetriebnahme der Anlage.
• Fine-Tuning (feine Abstimmung) der Steuerung mit bereits
abgestimmten Parametern während des Normalbetriebs.
In beiden Verfahren muss die Steuerung mit den folgenden
Parametereinstellungen konfi guriert werden:
c0 =1 oder 2, d. h. Regelung im "Direct"- oder "Reverse"-Modus;
c5 =1, d. h. PID-Regelung aktiviert;
c64 =1, d. h. Auto-Tuning-Funktion aktiviert;
St1= Arbeitssollwert.
Tuning der Steuerung während der ersten Inbetriebnahme der Anlage.
Dieses Arbeitsverfahren wird bei der ersten Inbetriebnahme der Anlage
ausgeführt; es dient einer ersten Abstimmung der PID-Parameter
sowie der Analyse der allgemeinen Anlagendynamik; die sich daraus
ergebenden Informationen sind unerlässlich für dieses und weitere
Tuning-Verfahren.
Bei der ersten Inbetriebnahme befi ndet sich das System in einem
unveränderlichen Status; es liegt keine Spannung an und es herrscht
ein thermisches Gleichgewicht mit der Umgebungstemperatur. Dieser
Status muss auch bei der Programmierung der Steuerung beibehalten
werden, die vor dem Start des Auto-Tuning-Verfahrens stattfi nden muss.
Die Steuerung wird also mit den obgenannten Parametereinstellungen
konfi guriert; es dürfen keine Lasten geregelt werden, damit der Status
des Systems unverändert bleibt (d. h. keine Erhöhung oder Verminderung
der Temperatur). Dies kann auch erzielt werden, indem die Ausgänge der
Steuerung an keine Lasten angeschlossen oder die Lasten nicht versorgt
werden. Nach der Programmierung muss die Steuerung ausgeschaltet
werden, müssen die Ausgänge eventuell wieder an die Lasten
angeschlossen werden und muss an die gesamte Anlage (Steuerung
und System) Spannung angelegt werden. Die Steuerung beginnt das
Auto-Tuning-Verfahren (das TUNING-Icon am Display blinkt); es werden
die Startbedingungen und die Eignung überprüft, d. h. für Systeme im
"Direct"-Modus muss die vom Regelfühler erfasste Starttemperatur den
folgenden Bedingungen entsprechen:
-höher als der Sollwert;
-Abweichung vom Sollwert um über 5°C.
Für Systeme im "Reverse"-Modus musst die vom Regelfühler erfasste
Starttemperatur den folgenden Bedingungen entsprechen:
-niedriger als der Sollwert;
-Abweichung vom Sollwert um über 5°C.
Sind die Startbedingungen nicht geeignet, kann die Steuerung das
Verfahren nicht ausführen und meldet den Alarm "E14"; die Steuerung
37
ir33 universale +030220803 - rel. 2.3 - 16.04.2012
GER
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