YK88智能PID控制仪.docx

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YK88智能PID控制仪

一、概述

本系列产品采用表面封装模块化工艺，大大提高了仪表的抗干扰能力，具有显示、控制、变送、通讯、万能信号输入等功能，适用于温度、湿度、压力、液位、瞬时流量、速度等多种物理量检测信号的显示及控制，并能对各种非线性输入信号进行高精度的线性校正。

可广泛用于电力、冶金、化工、石化、造纸印染、酿造、烟草、航天基地等领域。

采用最新无跳线技术，使输入端口具备万能信号输入功能，只需通过改变内部参数，即可实现多种输入信号（各种热电偶、热电阻、远传压力、mV、标准电压/标准电流信号）之间的轻松切换。

线路板经过优化设计及生产工艺不断完善，降低了温度漂移，提高了抗干扰性能确保产品在长期工作中的稳定性的稳定性和可靠性。

采用高亮度LED数码显示和高分辨率光柱显示（比例显示），使测量/控制值的显示更为清晰直观。

输出回路均采用光电隔离,抗干扰能力强。

可带串行通讯接口，可与各种带串行接口的设备进行双向通讯，组成网络控制系统。

具备多种标准外形尺寸,能适用各种测量控制场合。

整机采用卡入式结构,安装十分简便。

●适用范围

YK-88智能PID调节仪是智能型、高精度的数显温度、压力、液位、测力、扭矩等物理量控制测量仪表，与温度、压力、液位、测力、扭矩传感器及变送器配接可构成各种量程和规格的温度、压力、液位测力、扭矩测控系统。

（可以测量电压、电流、转速、频率等各种参数,可与PLC变频器配接构成各种测量系统。

可以带峰值，谷值。

订货请来电说明。

）

●功能特点

万能输入功能

自动校准和人工校准功能

多重保护、隔离设计、抗干扰能力强、可靠性高

良好的软件平台，具备二次开发能力，以满足特殊的功能

先进的模块化结构，配合功能强大的仪表芯片，功能组合、系统升级非常方便

二、功能特点

万能输入功能

自动校准和人工校准功能

手动/自动无扰动切换功能

可选择适应加热或制冷的正/反作用

控制输出信号限幅

采用模糊控制理论和传统PID控制相结合的方式，具备高精度的自整定功能，使控制过程具有响应快、超调小、稳态精度高的优点，对常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果

三、主要技术指标

基本误差：

0.2％FS，14位A/D转换器（最大18位A/D转换器，订货时注明）。

输入信号：

·热电偶:

B、S、K、E、J、T、WRe等

·热电阻:

Pt100、Cu50、Cu53、Cu100、BA1、BA2

·电　流:

0～10mA、4～20mA等（输入阻抗≤250Ω）

·电　压:

0～5V、1V～5V、mV等（输入阻抗≥1MΩ）

·远传压力电阻：

（0～400）Ω

采样周期：

0.2S（10~200次/秒，用户可选）

显示方式：

双排四位LED数码管显示，可选带光柱的仪表。

报警输出：

二限报警，报警方式为测量值上限、下限，继电器输出触点容量AC220V/3A

控制输出：

⑴继电器触点输出

⑵固态继电器脉冲电压输出（DC12V/30mA）

⑶单相/三相可控硅过零触发

⑷单相/三相可控硅移相触发

⑸模拟量4～20mA、0～10/20mA、1～5V、0～5V/10V输出，精度：

±0.2％FS

变送输出：

4～20mA、0～10/20mA、1～5V、0～5V/10V，精度：

±0.2％FS

通讯输出：

接口方式——隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem

波特率——300～9600bps内部自由设定

使用环境：

温度0～50℃湿度：

<85%RH

馈电输出：

DC24V/30mA

电源：

开关电源85～265VAC或DC24V，功耗4W以下

四、型号说明

型谱

说明

YK-88

智能PID调节仪

外形

尺寸

A

横式160×80×125mm开孔152×76

A/S

竖式80×160×125mm开孔76×152

B

方式96×96×110mm开孔92×92

C

横式96×48×110mm开孔92×44

C/S

竖式48×96×110mm开孔44×92

D

方式72×72×110mm开孔68×68

F

方式48×48×110mm开孔44×44

报警输出

J□

J0-J4:

可带四个继电器

变送输出

O1

4-20mA

O2

0-10mA

O3

1-5V

O4

0-5V

O5

0-10V

控制输出

□

见“控制输出方式表”

通讯输出

P

微型打印机

R

串行通讯RS232

S

串行通讯RS485

变送器配电电源

无馈电输出

V12

带DC12V馈电输出

V24

带DC24V馈电输出

供电电源

220VAC供电

W

DC24V供电

控制输出方式表

代码

L

G

X1

K1

K2

输出方式

继电器

固态继电器

4～20mA

单相可控硅过零触发

三相可控硅过零触发

代码

X2

X3

X4

K3

K4

输出方式

0～10/20mA

1～5V

0～5V/10V

单相可控硅移相触发

三相可控硅移相触发

五、端子接线

⑴A、A/D规格160×80×125尺寸的仪表

A/S规格80×160×125尺寸的仪表

A规格仪表的外形与开孔图

A/S规格仪表外形与开孔图

⑵B规格96×96尺寸仪表

⑶C规格96×48尺寸仪表

⑷C/S规格48×96尺寸仪表

D规格72×72尺寸仪表

注：

⑴输入信号为热电偶、电压信号，接线方式相同

⑵输入信号为热电阻、远传电阻，必须三线制接入

⑶特殊要求的仪表，接线方式请以随机接线图为准。

注：

输入信号选择对照表（自由输入由内部自动完成,无需硬件调整，mA信号不必接电阻。

）

可控硅触发时接线图（过零触发及时间比例输出）

注意：

⑴根据负载的电压及电流大小选择适当的阻容吸收回路及压敏电阻以保护可控硅。

⑵仪表触发输出要求负载额定交流电源为100—380VAC（最大电压允许范围85—418VAC）。

⑶特殊要求的仪表，接线方式请以随机接线图为准。

六、操作说明

（一）按键功能

●—手动打印键或其他特殊用途。

■—设定状态时，按该键退出设置状态。

En—参数设定键，在设定状态时，用于存贮参数的新设定值并进入下一个设定参数。

▲—设定值增加键，在设定状态时，用于增加数值。

▼—设定值增加键，在设定状态时，用于减少数值。

工作状态下，按一下En键马上松开，下排显示A××，表示自动控制输出量的大小，再按一下En键，下排又显示控制目标值。

■键为手动/自动转换，按一下■键下排显示H××，进入手动控制输出状态，此时可以用▲和▼键改变输出量的大小。

再按一下■或En键则返回自动控制输出状态。

在自动控制输出状态时，按▲、▼键直接增加、减少控制目标值。

（二）上电自检

按仪表的端子接线图连接好仪表的接线，正确无误后方可打开电源。

仪表自检后，如果显示――表示没有接信号或输入信号超量程或设置输入信号类型错误。

仪表采用人机对话形式来输入参数，用各种提示符来提示应输入的数据。

（三）参数设定

工作状态下，上排显示测量值，下排控制目标值，如图1。

在设定状态下，仪表上排显示参数提示符，下排显示设定值。

按下En键不动约1秒，上排显示-cd-，下排显示800，如图2，按▲、▼将密码800改为808后，再按En键确认，才能进入参数设置状态，按照顺序依次设置各个参数，设置好一个参数后按En键进入下一个参数设置状态。

如果设定过程中12秒钟不改变参数,则仪表自动返回运行。

提示符及含义如下:

（1）inP—设定仪表输入信号（输入信号选择对照表）

参数提示符

输入信号类型

参数提示符

输入信号类型

tc―K

K型

rtd

电阻0-400Ω

tc―S

S型

bA1

BA1

tc―E

E型

bA2

BA2

tc―b

B型

0―50

0―50mV

tc―t

T型

0―5V

0―5V

tc―n

N型

1―5V

1―5V

tc―J

J型

0―20

0―20mA

P100

Pt100

0―10A

0―10mA

C100

Cu100

4―20

4―20mA

Cu50

Cu50

其他输入信号订货时请注明

（2）dot—小数点位置，范围0～3，如dot=2，则显示格式为XX.XX。

对于热电阻、热电偶等温度信号，最大设置为1，即显示分辨率为0.1℃，在1000度以上自动转换分辨率为1℃。

（3）inPL—线性输入下限对应显示值即仪表量程下限，范围-999～9999。

（变送输出下限）

（4）inPH—线性输入上限对应显示值即仪表量程上限，范围-999～9999。

（变送输出上限）

（5）J1HA：

J1上限继电器报警点设定值。

（6）J1HF：

J1上限继电器复位值。

当测量值超过J1HA时J1动作，低于J1HF时复位。

（7）J2HA：

J2下限继电器报警点设定值。

（8）J2HF：

J2下限继电器复位值。

当测量值低于J2HA时J2动作，高于J2HF时复位。

（9）At—自整定开关,用▲或▼键设成ON则允许自整定,设成OFF则禁止自整定,每次整定完后自动设成OFF,第一次启动自整定则必须设成ON,整定过程中下排出现At字样，整定完后自动取消。

（10）-P-比例增益,范围为1～99.99,出厂缺省值设为10.00。

（11）-I-积分时间,范围为1～4000秒,出厂缺省值设为200。

（12）-d-秒分时间,范围为1～999秒,出厂缺省值设为40.0。

（13）oPL—限制调节量输出最小值，范围为0～80%。

（14）oPH—限制调节量输出最大值，范围为0～100%。

（15）Lit—投入超调抑制作用的控制点与目标SV值的距离。

如：

SV=150℃，希望在145℃开始投入超调抑制，则Lit=5.0。

（16）dv—超调抑制作用强度，分为0～5档。

档位越大，抑制作用越强。

抑制过大，会使系统到达设定控制值的时间越长。

Lit太大，即投入抑制作用太早，也会使控制时间增长，这两个参数要配合起来调，使系统得到满意的效果。

（17）CooL—正反作用选择，选择oFF,为反作用调节方式，指仪表输入增大时，调节输出趋向减小的控制，如加热控制；选择oN，为正作用调节方式，指仪表输入增大时，调节输出趋向增大的控制，如致冷控制。

（18）OP—选择控制输出方式,SSr-固态继电器/可控硅输出、onoF-继电器开关输出,0～5V、1～5V、0～10V电压输出，0～20mA、4～20mA，0～10mA电流输出,共8种常用方式。

特殊要求另议,继电器开关控制周期为20秒,固态继电器/可控硅控制周期为2秒。

（19）oSEt—调零校正系数范围-99.9～99.9，修正后显示值=修正前测量值+oSEt。

（20）FSEt—调满度校正系数范围0.500～2.000，修正后=FSEt×（修正前测量值+oSEt）

（21）Lb—数字滤波参数，设置范围为0～10，0没有任何滤波，1只有中间值滤波，2～10同时有取中间值滤波和二阶积分滤波。

Lb越大，测量值越稳定，但响应也越慢。

一般在测量值受到较大干扰时，可逐步增大Lb值。

在实验室对仪表进行计量检定时，则应将Lb设置为0或1以提高响应速度。

（22）Addr—通讯地址即仪表编号，范围1～99。

（23）bAUd—通讯的波特率，范围300～9600。

（24）HdiS—光柱显示内容，设为ON光柱显示控制输出比例，设为OFF光柱显示测量值对应量程的比例。

例：

输入PT100，inPL=0，inPL=500，HdiS=OFF，测量值为250.0时，光柱显示一半。

带有光柱的仪表才有此参数。

当仪表上排显示-End表示参数设置完毕。

设定的参数根据用户要求可能有变动，内容上有增减，以满足个性化需求。

七、PID参数的意义及作用

按偏差的比例、积分、微分控制（简称PID控制）是工业过程中应用最广泛的一种控制方法，P为比例增益，代表比例控制作用的强弱，与比例带δ成倒数关系。

I为积分时间，单位为秒，d为微分时间，单位为秒。

（一）PID参数人工整定指南

⑴比例增益P的选取。

由于P的大小直接影响到系统的超调量、过渡时间和稳态误差，因此P的选取尤其重要。

比例增益P加大，系统动作灵敏，速度加快，但偏大，超调量增大，振荡次数增多，调节时间过长。

若P太大，系统会趋向振荡，超调较大；若P太小，会使系统动作缓慢，可能会欠调。

⑵积分时间I的选取。

积分作用旨在消除稳态误差，积分时间I的大小与积分作用呈反比关系。

I太小，积分作用太强将使系统不稳定，振荡次数较多；而I太大，对系统性能影响减弱，以至不能消除稳态误差。

⑶微分时间d的选取。

微分控制能够预测偏差，产生超前校正作用，可以较好地改善动态特性。

但是，当d偏大或偏小时，超调量和调节时间都会增加。

工程上,一般选取d＝0.1I～0.2I。

这里举一个使用常碰到的现象，以说明手动调整PID参数的规律。

在整个动态过程中，发现响应超调量偏小，测量值围绕给定值小幅振荡，调节时间长，稳定不下来。

超调量偏小说明P偏小，小幅振荡和不稳定说明I偏小。

可以依据PID调节规律逐渐增大P和I，d也随I作相应调整，逐步满足调节要求。

由上述分析可知，三个参数的选取相互影响、相互制约，还受实际各种因素的制约，必须根据具体运行情况和控制要求做出折衷选择。

（二）自整定模糊PID指南

选取控制目标值的80%量为自整定的给定值，输出为满度输出的80%量。

例如，在加热控制过程中，控制目标值设为200℃，满度输出opH=100，控制输出信号为4-20mA。

自整定时，以160℃作为自整定的目标值，当测量值低于160℃时，输出为满度输出的80%=16.8mA，当测量值大于160℃时，输出为4mA。

这样，系统在160℃上下振荡，经过2~3次振荡后，仪表计算出参数P、I和d的值并保存，自整定结束，然后以200℃作为目标值继续控制。

建议：

自整定时最好从环境温度开始，测量值要低于目标值的80%。

如果CooL设置为ON，应在高温时打开自整定。

八、YK-90多段曲线控制仪在YK-88的补充：

YK-901智能程序曲线调节仪一般采用3排数码管显示。

工作状态时，仪表上排显示测量值，中间显示控制的目标值、输出百分比数。

下排交替显示当前工作的段数和该段剩余的时间。

仪表没有进入控制输出状态运行时，下排根据状态显示Hold（暂停）、StoP（停止）、-End（结束）。

（一）增加的按键功能：

▲—在自动输出状态下用于修改程序跳转到某一段，此时下排显示Lnxx，可通过▲、▼键更改段数使程序跳转到设定段，按En键保存。

▼—在自动输出状态下用于仪表的停止输出，按该键2秒钟，下排显示StoP，则仪表停止输出。

●—用于启动/暂停曲线控温的开始与暂停（下排显示runhold）。

（二）YK-901在YK-88基础上增加了32段程序控制功能，增加的提示符及含义如下：

⑴Ln—表示有几段控温曲线（1～32）

⑵bt—表示控温曲线起始温度，一般可设为室温。

⑶C01—表示第一段控温曲线的温度。

⑷T01—表示由起始温度到第一段控温点的时间

⑸C02—表示第二段曲线控温的温度。

⑹T02—表示由第一段控温点到第二段控温点的时间。

······

⑺C32—表示第三十二段曲线控温的温度。

⑻T32—表示由第三十一段控温点到第三十二段控温点的时间

九、通讯及打印说明

本仪表可另配RS232、RS485接口，直接与计算机通讯，RS485标准通讯距离1.5km，可以挂接多个仪表。

RS232标准通讯距离15m，只能挂接一个仪表。

RS232接口的TXD、RXD、GND分别接计算机串口的第2、3、5管脚。

数据格式为1个起始位﹑8个数据位﹑无校验﹑1个停止位。

采用标准的MODBUS通讯协议，几乎能和所有的组态软件连接，在使用组态软件时，须选用的设备为modicon（莫迪康）的PLC，Modbus-RTU地址型，数据为整型16位，寄存器从4001或3001开始。

参数代号参数名含义

4x0001PV测量值（只读）

4x0002SV控制目标值（读写）

4x0003HA上限报警（读写）

4x0004LA下限报警

4x0005P比例增益

4x0006I积分时间

4x0007d微分时间

······

例：

读仪表编号为1的仪表的PV和SV值（PV=651，SV=1000）

发送数据为010300000002c40b

返回数据为010304028b03e88b1f

其中01是仪表地址，03是功能号，0000是寄存器起始地址，0002表示读两个数，c40b是校验码，返回数据中8b1f是校验码，028b对应测量值651。

写SV=1234时，发送数据0106000104d25a97

十、质保

如属厂方制造质量问题，在仪表出厂日起，由厂方免费修理，如果是由于保管及使用不当而造成损坏，修理时收成本费。

保修期十二个月，质保3～5年须另注明。

普通仪表十五日可退，三十日内可换。