Watlow Series SD PID-Regler und PID-Temperaturprofilfunktion-Regler - Handbuch (Seite 66)

Proportional- plus Integralregelung (PI-
Regelung)
Die für die Propotionalregelung typische Abweichung kann
dadurch ausgeglichen werden, dass man dem Regelsystem eine
Integralregelung (Reset) hinzufügt. Nach der Systemstabilisierung
nähert der Integralanteil der PI-Regelung den Temperatur- oder
Prozesswert an den Sollwert an, wobei die Geschwindigkeit der
Annäherung von der Einstellung des Integrals abhängt. Es
besteht jedoch auch bei diesem Regelungsverfahren die Gefahr des
Überschwingens, und zwar besonders bei einer Sollwertänderung
oder bei Inbetriebnahme des Systems. Ein zu hoher Integralanteil
kann zur Instabilität eines Systems beitragen. Der Integralanteil
wird beendet, sobald der Prozesswert das Proportionalband
verläßt.
Der Integralanteil SI tritt in Aktion, die PID-Einheiten auf SI
gestellt werden; er wird in Minuten pro Wiederholung gemessen.
Ein geringer Integralanteil hat eine schnelle Integralwirkung zur
Folge.
Der Reset erfolgt, wenn die PID-Einheiten auf US gestellt
sind; er wird in Wiederholungen pro Minute gemessen. Ein hoher
Reset-Wert hat eine schnelle re Korrektur der bleibenden
Regelabweichung zur Folge.
Stellen Sie das Integral mit Integral Heizung [It;ht] oder
Integral Kühlung [It;Cl] (Betriebsparameter) ein.
Stellen Sie den Reset mit Rückstellung Heizung [rE;ht] oder
Rückstellung Kühlung [rE;CL] (Betriebsparameter) ein.
Proportional- plus Integral- plus
Differentialregelung (PID-Regelung)
Der Differentialanteil der PID-Regelung wird dazu verwendet,
das Überschwingen in einem PI-geregelten System zu minimieren.
Der Differentialanteil gleicht den Ausgang, auf der Basis der
Veränderungsrate im Temperatur- oder Prozesswert, an. Ein zu
hoher Differentialanteil macht das System träge.
Der Anteil ist nur aktiv, wenn der Prozesswert innerhalb einer
Zone liegt, die dem doppelten Proportionalband entspricht.
Stellen Sie den Differentialanteil mit Differential Heizung
[dE;ht] oder Differential Kühlung [dE;Cl] (Betriebsparameter)
ein.
Stellen Sie den Anteil mit Rate Heizung [rA;ht] oder Rate
Kühlung [rA;CL] (Betriebsparameter) ein.
Totband
In einer PID-Anwendung tragen die Totbänder oberhalb und
unterhalb des Sollwerts dazu bei, Energie und Verschleiß zu
minimieren, indem sie die Prozesstemperatur innerhalb
akzeptabler Grenzen halten. Die Verschiebung des tatsächlichen
Kühlprozess- sowie Heizprozesssollwerts verhindert, dass sich die
beiden Systeme in die Quere kommen.
Die Proportionalregelung wird gestoppt, wenn sich der
Prozesswert innerhalb des Totband befindet. Der Integralanteil
bringt die Prozesstemperatur jedoch noch näher an den Sollwert
heran. Wenn der Totbandwert null ist, wird der Heizprozess aktiv,
sobald die Temperatur unter den Sollwert sinkt, und der
Kühlprozess wird aktiv, sobald die Temperatur den Sollwert
übersteigt.
Stellen Sie die Totbänder mit Totband Heizung [db;ht] oder
Totband Kühlung [db;Cl] (Betriebsparameters) ein.
Leistungsbegrenzung und
Leistungsskalierung
Leistungsbegrenzung und Leistungsskalierung sind zwei
Methoden, Begrenzungen in einen Regelausgang einzubringen.
Die Funktionen können unabhängig voneinander oder zusammen
verwendet werden. Bei einem vom PID-Algorithmus berechneten
Ausgangspegel wird zunächst die Leistungsbegrenzung
angewendet; anschließend wird der resultierende Wert mit der
Leistungsskalierung verarbeitet.
➔ ➔ ➔ ➔
Normalerweise wird eine gleichzeitige Anwendung von
Leistungsbegrenzung und -skalierung nicht notwendig sein. Die
Leistungsbegrenzung bietet eine grundlegende statische
Begrenzung (z.B. maximal 90 % Ausgangsleistung) für die
Leistung, während die Leistungsskalierung einen eher
dynamischen Bereich der Leistungsbegrenzung darstellt.
Hinweis:
Wenn die Ausgangsleistung begrenzt werden muss, liefert in den meisten
Fällen die Leistungsskalierung eine bessere Selbstoptimierung als die
Leistungsbegrenzung.
HINWEIS:
Setzen Sie in der Ein/Aus-Regelung immer die Leistungsbegrenzung 1, 2
und 3 (
[PL`1], [PL`2] und [PL`3]) und Ausgangsleistungsskala Oben
1, 2 und 3 ( [PSH1], [PSH2] und [PSH3]) auf 100%. Setzen Sie
Ausgangsleistungsskala Skala Unten 1, 2 und 3 ( [PSL1], [PSL2] und
[PSL3]) auf 0%.
Die Leistungsbegrenzung stellt die Maximalleistung für einen
Heizungs- oder Kühlungs-Regelausgang ein. Jeder Regelausgang
besitzt seine eigene Leistungsbegrenzung. Bei Heizungs-
Ausgängen bestimmt dieser den Maximalwert der
Heizungsleistung und bei Kühlungsausgängen den Maximalwert
der Kühlungsleistung. Eine auf 100% gesetzte
Leistungsbegrenzung deaktiviert die Leistungsbegrenzung. Wenn
die PID-Berechnungen zu einem Leistungspegel führen, der über
der Leistungsgrenzeneinstellung liegt, wird der
Ausgangsleistungspegel zur Leistungsgrenzeneinstellung. Bei
einer Leistungsgrenzeneinstellung von 70% würde beispielsweise
Ausgangs
leistung
skaliert Ausgangsleistung
gekappt an der
Leistungsgrenze Ausgangs
leistung
berechnet
über PID
Zeit
Temperatur
Heizung Sollwert
Heizung Proportionalband
Kühlung Toleranzband
Kühlung Sollwert
Kühlung Proportionalband
Zeit
Temperatur
Sollwert
Reduziertes Überschwingen
Proportionalband
Proportionalband x 2
Heizung verlangsamt sich
(Beginn des Differentialanteils)
Watlow Ser ie SD ■ 62 ■ Kapitel 10 Leistungsmer kmale