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Die wichtigsten Vorteile, die eine Kaskadenregelung bietet,
sind:
•
Die Störungen, die innerhalb des sekundaren Kreises
eintreten, werden von dem sekundären Regler behoben,
bevor sie die primäre Variable beeinflussen können.
•
Die im sekundären Teil des Prozesses vorliegenden Ver-
zögerungen werden von dem sekundaren Kreis deutlich
reduziert, wodurch sich die Reaktionsgeschwindigkeit
des primaren Kreises erhoht.
•
Die Gewinnabweichungen im sekundären Teil werden
im Rahmen der entsprechenden Kette ausgeglichen.
•
Der sekundare Kreis ermoglicht dem primären Regler
mit Präzision auf den Materie- oder Energiedurchsatz
einzuwirken.
Die Kaskadenregelung ist äußerst nützlich, wenn angesichts
von Störungen eine hohe Regelungseffizienz nötig erscheint
oder wenn der sekundäre Prozessteil zu einer starken Verzö-
gerung (Phasenverschiebung) führt.
Bei der Kaskadenregelung werden zwei Regler eingesetzt:
ein primärer und ein sekundärer.
Die Regelungsmechanismen werden ganz normal auf der
Grundlage der Prozessgeschwindigkeit ausgewählt:
•
Mittelschnelle Prozesse: um eine präzise Regelung zu
erhalten, reicht eine Integralwirkung im primären Regler
und nur die Proportionalwirkung im sekundären Regler
aus (Primärer Regler PI, sekundärer Regler P).
•
Im Mittel sehr langsame Prozesse: um die beste
Reaktionsschnelligkeit, Präzision und Stabilität des
Systems zu erhalten, werden PID als primärer Regler
und PI als sekundärer Regler konfiguriert.
Das einfachste Beispiel für eine Kaskadenregelung ist ein
Regler auf einem Ventilstellglied.
In dieser Anwendung hat das Stellglied den Zweck, die
Hysteresen zu überschreiten und die Zeitkonstanten des
Ventils zu reduzieren.
Die Kaskadenregelung ist in schnellen Regelungskreisen
(Durchsätze, Drücke usw.) normalerweise nicht vorgesehen
und ist nützlicher in Temperaturregelungen.
In den Reglern der Baureihe 850, 1650, 1850 ist der Steue-
rungsausgang des PID.1 der Sollwert für PID.2.
5.10.7.1. Tuning der beiden für die Kaskadenregelung
konfigurierten PID
Falls ein Tuning der beiden PID durchgeführt werden muss,
die für die Kaskadenregelung konfiguriert wurden (Parameter
APP.t=CAS.HE\CAS.CO\CAS.HC
empfehlen wir, folgendermaßen vorzugehen:
1.
Stellen Sie den primären PID in den manuellen Betrieb
(beispielsweise über die Drucktaste Automatik\Manuell
auf der Seite Home.1) und lassen Sie den sekundären
PID im Automatikbetrieb
2.
Stellen Sie den Wert der vom primären PID gelieferten
Leistung ein (Sollwert für den sekundären PID).
3.
Aktivieren
Sie
das
sekundären PID (siehe dazu Absatz „5.10.3. Self-
Tuning" auf Seite 211)
4.
Schalten
Sie
nach
Verfahrens des sekundären PID den primären PID wieder
in Automatikbetrieb (zum Beispiel über die Drucktaste
Automatik\Manuell auf der Homepage Home.1)
5.
Aktivieren
Sie
das
primären PID (siehe dazu Absatz „5.10.3. Self-
Tuning" auf Seite 211)
im
Menü
EN.FUN),
Self-Tuning-Verfahren
Abschluss
des
Self-Tuning-
Self-Tuning-Verfahren
des
80209E_MHW_850-1650-1850_06-2021_DEU_
5.10.8. Verhältnisregelung
Bei der Verhältnisregelung ist die zu kontrollierende Variable
keine physikalische Größe, sondern ihr Verhältnis zu einer
anderen Größe, deren Wert natürlich vorliegen muss.
Diese Art Regelung wird beispielsweise häufig in Prozessen
eingesetzt, in denen ein Reaktor mit zwei Reagenzien ver-
sorgt werden muss, die in einem festen Verhältnis zueinan-
der stehen.
In den praktischen Anwendungen ist die primäre Variable
nicht kontrolliert oder extern kontrolliert, dies ist zum Bei-
spiel bei der Mischung zweier Flüssigkeiten (Flüssigkeit1/
Flüssigkeit2) der Fall.
Die Regelung wird erhalten, indem der Sollwert der Substanz
A (Flüssigkeit1), die kontrolliert werden kann, ganz einfach
als Produkt der anderen Substanz B (Flüssigkeit2) berechnet
wird, die mit einem entsprechenden Koeffizienten (RATIO)
multipliziert wird, der eben das Verhältnis angibt, das
zwischen den beiden Substanzen eingehalten werden soll.
IN.2
RATIO
yB
RATIO ist der Wert des Verhältnisses, das zwischen IN1 (PV1)
und IN2 (oder IN3)(Intervall von 0,01 bis 99,99) gewünscht
wird, bzw.
VERHÄLTNIS = IN1 / IN2 (oder IN3)
Dieses Verhältnis wird beim Übergang von Manuell ->
Automatik automatisch berechnet und kann über das
Benutzermenü geändert werden.
Die PID-Steuerung regelt IN1 so, dass immer
IN1 = SETP1 = IN2 (oder IN3) x RAT.CO.
5.10.8.1. Aktivierung Verhältnisregler
Für die Aktivierung der Betriebsart Verhältnisregler reicht
es aus:
•
den ferngesteuerten Sollwert zu aktivieren (Parameter
SP.REM des Menüs MODE = On).
•
Konfigurieren Sie die Funktion des Hilfseingangs (FUNC
in INPUT.2) oder des Hilfseingangs 2 (FUNC in INPUT.3)
als Sollwert für den Verhältnisregler für PID.1.
des
Seite
214
SETP1
e
PID
IN.1
yA
P(s)
u
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