Многозонные системы регулирования с контроллерами KUBE

   ASCON TECNOLOGIC линейка контроллеров регуляторов KUBE
Контроллеры-регуляторы KUBE с различными типами корпуса KR, KM(1/16 DIN), KX(1/8 DIN)

Для построения, на базе контроллеров-регуляторов KUBE компании ASCON TECNOLOGIC, автоматической многозонной системы регулирования процессом используется решение, при котором задание (уставка) передается с ведущего (мастера) контроллера KUBE ведомым по цифровому интерфейсу RS485. Использование цифрового интерфейса передачи данных позволяет защититься от помех и позволяет объединять в одну систему до 20 приборов KUBE (KR,KM,KX), выполняющих разные функции управления: электронагревателями, регуляторами мощности, горелками, клапанами или просто обеспечивая контроль предельных параметров для безопасной работы.

Общие сведенья о многозонных системах регулирования

В подобных системах есть несколько зон регулирования связанных между собой только через заданное значение – уставку, SP. Она может быть, как одна для всех зон, так и быть «опорным» заданием относительно которой вычисляются все остальные.

Пример синхронизации задания между контроллерами KUBE для ПИД регулирования и отработки аварий/блокировок

Пример синхронизации задания между контроллерами ПИД регулирования и отработки аварий/блокировок.

Многозонные системы регулирования распространены в системах нагрева: горячеканальных системах пресс-форм, тоннельных печах, экструдерах, проточных нагревателях технических газов и многих других применениях.

Примеры применений многозонных систем

Примеры применений многозонных систем

Но есть и установки, связанные с управлением и другими технологическими параметрами в которых используется такой подход к управлению. Примером может служить нейтрализационная установка, которая должна поддерживать определенный уровень pH в проходящем потоке. В ней «грубый» регулятор должен очень быстро компенсировать рассогласование пусть и со статической ошибкой, а «точный» регулятор с тем же самым заданием ее устранить.

Пример схемы нейтрализационной установки

Пример схемы нейтрализационной установки

Реализация на контролерах KUBE

Разберем пример комплектации и настройки контроллеров KUBE на более доступном примере: 6-зонной печи оплавления.

Примерная схема печи оплавления

Примерная схема печи оплавления

Ведущий контроллер-регулятор KUBE (KM1-HCRR-DS--E----, например) отправляет заданную на его пульте уставку на 5 других приборов (ведомые контроллеры так же KM1-HCRR-DS--E----) управляющих каждый своей зоной зон.

Регулятор KM1 общий вид

Регулятор KM1 общий вид

Настройки KUBE для организации многоконтурного регулирования

[84] SP.rt - параметр определяет, как ведомые устройства будут использовать значение, поступающее по последовательной связи:

  • rSP поступающее значение, используется в качестве удаленной уставки (RSP).
  • trin поступающее значение, будет алгебраически добавлено к локальной заданному значению, заданному в A.SP, и сумма будет использоваться в качестве удаленной уставки.
  • PErc поступающее значение, будет масштабироваться на входном диапазоне AI, и полученное значение будет использоваться в качестве удаленной уставки.

[85] SPLr - выбор локальной или удаленной уставки. Диапазон:

  • Loc локальная уставка выбрана в [83] A.SP;
  • rEn удаленная уставка (получаем по последовательной связи).

Пример отображения параметра SP.rt KUBE  Пример отображения параметра SPLr KUBE

Пример отображения параметра SP.rt & SPLr на экране KM

[131] Add Адрес прибора в сети. Диапазон: oFF - если интерфейс не используется или значение от 1 до 254.

[132] bAud - скорость в бодах. Доступно, когда [131] отличается от oFF. Диапазон: от 1200 до 38400 бод. По умолчанию устанавливается 9600.    

[133] trSP - выбор значения для удаленной передачи. Доступно, когда [131] отличается от oFF. Диапазон:

  • nonE передача не используется (прибор является ведомым);
  • rSP прибор передает рабочую уставку (только для ведущего прибора);
  • PErc прибор передает выходную мощность (только для ведущего прибора).

Пример отображения параметров Add, bAud KUBE  Пример отображения параметров trSP KUBE
Пример отображения параметров Add, bAud и trSP на экране KM

Настройка параметров в ПО для конфигурирования KUBE через ключ A01

Настройка параметров в ПО для конфигурирования KUBE через ключ A01

В нашем примере параметры контроллеров будут следующие:

[84] SP.rt = trin настраивается только в ведомых: к полученному заданию от ведущего добавляется заданное с пульта смещение.

[85] SPLr = rEn настраивается только в ведомых: удаленное получение задания.

[131] Add – у каждого контроллера свой адрес от 1(Мастер) до 6.

[132] bAud – можно оставить 9600 по умолчанию.

[133] trSP=rSP настраивается в ведущем.

Первая зона является мастер-зоной и при изменении её уставки SP, все ведомые устройства немедленно изменят свою уставку ПИД регулятора.

Например, поставим мастеру SP=210 °C. Для второй зоны зададим локальное значение SP=-45 °C, третей SP=-45 °C, четвертой SP=-30 °C, пятой SP=+40 °C, шестой SP=+50 °C.

Задание уставки и локальных значений в регуляторах KM1
Задание уставки и локальных значений в регуляторах KM1

Таким образом, тепловой профиль при многозонном управлении будет следующим:

Тепловой профиль в автоматическом режиме работы
Тепловой профиль в автоматическом режиме работы

Благодаря наличию дискретного входа можно организовать как групповое, так и индивидуальное переключение между режимом автоматической работы и режимом индикации.

Схема электрических подключений KM1
Схема электрических подключений KM1

Трех цветная индикация однозначно покажет состояние зоны: ниже задания – оранжевый, в допустимой зоне - зеленый, перегрев или авария - красный.

ASCON TECNOLOGIC изменение цвета основного экрана KM в зависимости от измеряемой температуры

Диаграмма изменения цвета отображаемой величины в KUBE

Алгоритм управления 2-ПИД обеспечит быстрый выход на заданное значение и более устойчивую работу установки при наличии возмущающих воздействий, а нечеткая функция защиты от перегулирования и рысканья дополнительно повысит качество регулирования.

Автоматическая настройка EVOtune не требует предварительного выставления коэффициентов ПИД регулятора и повторного запуска. Современный алгоритм обеспечивает подбор коэффициентов так же в условиях влияния соседних нагревателей.

Запуск автоматической настройки EVOTune KUBE

Запуск автоматической настройки EVOTune

Функции определения обрыва цепи управления (Loop Break Alarm) так же поможет остановить процесс до того, как он выйдет за допустимые пределы. 

Функции определения обрыва цепи управления LbA - Loop Break Alarm

Функции определения обрыва цепи управления LbA - Loop Break Alarm

Несомненную пользу в контроле за работой установки принесут счетчики времени наработки приборов и исполнительных элементов, которые так же можно использовать и для: Как напомнить забывчивым клиентам об оплате за оборудование.

ASCON TECNOLOGIC контроллер-регулятор KUBE уведомление об обслуживании

Сообщение о периодическом обслуживании

Создание сложных автоматизированных систем регулирования

Контроллеры-регуляторы серий X5, Q5 и AC3 для многоконтурного регулирования

Контроллеры-регуляторы серий X5, Q5 и AC3 для многоконтурного регулирования

Для систем с внешним заданием уставок (c панели оператора, контроллеров, SCADA систем) и контролем работы (SCADA), а также реализации более сложных комбинированных контуров с более сложными/не линейными функциями пересчета заданий рекомендуем использовать контроллеры регуляторы серий X5 (48х96), Q5 (96x96), AC3 (72x144 мм) или программируемый контроллер процесса NANOPAC NP4.

Смотрите так же статью:

Каскадное регулирование с контроллерами KUBE