Измерители - ПИД-регуляторы с универсальными входами УМКТ(У)(ПИД)

Измерители ПИД-регуляторы с универсальными входами совместно с входными датчиками предназначены для контроля температуры, давления, влажности либо других физических величин, отображения их текущих значений на встроенном цифровом индикаторе и управления по закону ПИД регулирования технологическими производственными процессами. УМКТ1(У)(ПИД-К) - модификация для управления задвижками без датчика положения.

Принцип ПИД – регулирования основан на формировании управляющего сигнала на выходе регулятора, действие которого направлено на уменьшения отклонения текущего значения контролируемой величины от заданного.

ПИД – сигнал управления состоит из трех составляющих.

Пропорциональная составляющая (ПС) - разница между текущим параметром и его заданным значением. ПС реагирует на мгновенную ошибку регулирования и вносит в управляющий сигнал вклад, линейно зависящий от текущего рассогласования и с соответствующим этому рассогласованию знаком.

Дифференциальная составляющей (ДС)– скорость изменения параметра. ДС вызывает реакцию регулятора на резкое изменение контролируемой величины, и стремится «сгладить» эти изменения, предотвращая возникновения в системе колебаний.

Интегральная составляющая (ИС) - накопленная ошибка регулирования, которая позволяет добиться максимальной скорости достижения уставки.

Коррекция характеристики датчика и цифровая фильтрация измерений аналогично измерителям УМКТ.

Для эффективной работы ПИД-регулятора необходимые для конкретного объекта значения коэффициентов регулирования Hp – полосы пропорциональности, Td – постоянной дифференцирования, Ti – постоянной интегрирования пользователь может установить либо в автоматическом режиме настройки, либо вручную.

После вычисления значения управляющего выходного сигнала Uп(i) анализируется полученное значение и определяется итоговый управляющий сигнал Ui следующим образом:

• в общем случае при 0
• при управлении однонаправленными исполнительными устройствами при Un(i)>1, U(i)=100%, при Un(i)<0, U(i)=0%;
• при управлении реверсивными исполнительными устройствами при Un(i)<-1, U(i)=100%.
• Возможные состояния выходов определены в таблице.

Значение управляющего сигнала соответствует скважности управляющих импульсов ШИМ:

U(i) = ti / Ti

Функциональные параметры регулятора, заданные пользователем при программировании, сохраняются при отключении питания в энергонезависимой памяти.

На четырехразрядном индикаторе в режиме "работа" отображается измеренное значение входного сигнала, в режиме "программирование" – значение настраиваемого в данный момент параметра. Четыре прочерка в режиме "работа" сигнализируют об аварийном состоянии входного сигнала (обрыв или замыкание датчика, выход измеряемого значения за пределы измерений и т.п.). Группа светодиодных индикаторов служит для:

• Т1 (индикатор зеленого цвета) – индикатор работы прибора;
• Туст, Ed, Т2уст, ΔТ2 (индикаторы зеленого цвета) – при программировании уставок - уставка для ПИД, полоса нечувствительности, уставка для второго ВУ, дельта уставки второго ВУ соответственно;
• ВУ1 и ВУ2 (индикаторы красного цвета) – состояние ВУ1 и ВУ2 соответственно.

Прибор состоит из одного входного канала, блока индикации и управления, одного или двух (для модификации "-К") выходных каналов ПИД, одного выходного канала сигнализации (в модификации "-К" отсутствует), микропроцессора и интерфейса.

В приборах УМКТ предусмотрена процедура автоматической настройки параметров ПИД-регулирования на конкретный объект. Для выполнения автонастройки удерживайте кнопку "F" нажатой более 6 сек., после чего введите код 1945. Алгоритм автонастройки дает приемлемые результаты для большинства ОУ.

Если по каким-либо причинам значения коэффициентов ПИД-регулятора, полученные при автоматической настройке оказались неоптимальными, следует подстроить их вручную.

Для исключения ложных срабатываний регулятора в окрестностях уставки рассогласование вычисляется следующим образом:

• если -Ed > Err(i) > Ed, то Err(i) = 0;
• если Err(i) > Ed, то Err(i) = Err(i) - Ed;
• если Err(i) < -Ed, то Err(i) = Err(i) + Ed;

где Ed – зона нечувствительности. 

ПИД-регулятор УМКТ1(У)(ПИД) имеет два независимых выходных устройства. ВУ1 формирует сигналы управления внешним оборудованием, обеспечивая регулирование по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы. Режим работы ВУ2 - сравнение измеренной величины с эталонной (уставкой) и изменение состояния ВУ при пересечении порогового уровня  (гистерезиса) в зависимости от заданной логики работы. Управление выходным устройством производится с помощью изменения периода и скважности управляющих импульсов, пропорционально значению управляющего сигнала.

ПИД-регулятор для управления задвижкой УМКТ1(У)(ПИД-К) имеет два зависимых выходных устройства. ВУ1 и ВУ2 формируют сигналы "больше" и "меньше" соответственно, обеспечивая управление задвижкой по пропорционально-позиционному алгоритму. В один о и тот же момент времени может быть включено либо только одно из ВУ либо оба выключены.

В приборе используются следующие типы встроенных выходных устройств:

• Р - реле электромагнитные.
• Т - транзисторные оптопары n-р-n структуры.
• С - симисторные оптопары.
• К - выход управления внешним твердотельным реле.

Приборы имеют встроенный интерфейс стандарта RS-485 для связи с персональным компьютером и объединения в автоматизированные системы управления технологическими процессами.

По варианту конструкции приборы отличаются исполнением корпусов, предназначенных для настенного или щитового крепления. Типы крепления корпуса:

• Н1 – настенный, с размерами 138х105х59 мм.
• Щ2 – щитовой, с размерами 96х48х100 мм.

                                                              УМКТ1(у)(ПИД-К)-хх-х-RS.
"-К" для управления задвижкой ----------------------/      /  /   /
Тип корпуса -----------------------------------------------------/  /    /
Тип выходных устройств --------------------------------------/    /
Наличие интерфейса RS-485 ---------------------------------/