T818系列自整定专家PID阀门控制专用仪表.docx

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T818系列自整定专家PID阀门控制专用仪表

t818系列

自整定专家PID阀门控制专用仪表

使用说明书

一、概述

本系列自整定专家PID阀门控制专用仪表采用多项国际先进技术，具备100～240VAC宽范围输入的开关电源，输入采用数字校正及自校准技术，测量精确稳定，消除温漂和时漂引起的测量误差。

仪表全面采用表面贴装工艺，并采用多重保护和隔离设计，抗干扰能力强、可靠性好。

本系列仪表采用先进的专家PID智能调节算法，控制精确稳定，无超调，具备高精度的自整定（AT）功能，仪表输出采用模块化硬件结构设计，AL1、AL2位置可选配继电器或无触点式开关信号进行阀门正反转控制，另有一路报警输出功能,还可选配阀门反馈变送输出，或标准通讯接口（RS485或RS232）。

本系列仪表具有多类型输入功能，一台仪表可以配接不同的输入信号（热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻）,大大减少了备表的数量。

其适用范围非常广泛，可配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀门进行PID调节和控制、报警控制、数据采集和记录。

本系列仪表具有三窗显示功能，显示测量值、给定值和阀门反馈值，使得仪表数据显示更加清晰直观。

本系列仪表还具有零点和满度修正、冷端补偿、数字滤波、传感器故障处理、通讯接口、60段折线输入修正、程序控制、开关量输入、开关量输出等扩展功能。

二、手册使用说明及仪表维护

本手册主要介绍基本型仪表的使用及功能，其中增强型仪表的曲线说明将在另外手册详细介绍。

仪表在使用前必须按接线图正确接线（请特别注意电源接线、阀门正反转接线及反馈信号线）以保证仪表正常工作。

上电后，必须对仪表输入/输出参数进行正确设置，才能投入使用。

供货方可按用户要求设置仪表参数，请用户在订货时注明输入/输出规格及要求。

仪表每年应进行一次计量检定，如果仪表误差超出范围，通常都是由于潮湿、灰尘或腐蚀气体所导致，可对仪表内部进行清洁及干燥处理，如果干燥和清洁无法恢复精度，应将此仪表视同故障仪表送回厂方检修。

本系列仪表提供自产品出厂日起12个月的保修时间，如果是用户使用不当造成的损坏，或已超过保修期，则需适当收取维修费用。

如使用中遇到任何问题，可拨打技术服务电话进行咨询，我们将随时为您解决所遇到的问题。

三、技术规格

输入规格：

热电偶：

K、S、E、J、T、B、N等。

热电阻：

Pt100、Cu50等。

电阻：

0～80Ω、0～400Ω等。

电压：

0～20mV……0～1V→输入阻抗≥5MΩ,0～5V→输入阻抗≥500kΩ。

电流：

4～20mA、0～20mA等→输入电阻≤250Ω0～10mA→输入电阻≤500Ω。

扩充规格：

在保留上述输入规格基础上，允许用户指定一种额外输入规格（需提供分度表）。

测量范围：

-1999～+9999。

测量精度：

0.2级，0.2%FS±2.0℃。

注：

仪表对B分度号热电偶在0～600℃范围时可进行测量，但测量精度无法达到0.2级，在600～1800℃范围可保证0.2级测量精度。

响应时间：

≤0.5秒

报警功能：

具有一路报警功能，可选择上电免除报警功能。

报警输出：

继电器触点开关输出（常开＋常闭），触点容量220VAC/2A或24VDC/2A。

（适合阻性负载，感性负载相应减小）

报警精度：

±1℃或±1定义单位。

控制输出规格：

继电器：

触点开关输出（常开＋常闭），触点容量220VAC/2A或24VDC/2A。

W1:

无触点开关输出（常开触点），触点容量220VAC/200mA或24VDC/200mA,瞬间工作电流2A。

变送输出规格：

电压：

0～5V，1～5V。

电流：

0～10mA、4～20mA、0～20mA等（输出电压≤10V）。

变送精度：

0.3级（±0.3%FS）。

通讯接口：

RS485串行通讯接口、RS232串行通讯接口。

配电输出：

24VDC电压，最大输出电流为25mA，可供无源变送器使用。

温度补偿：

0～50℃数字式温度自动补偿。

使用环境：

环境温度0～50℃。

相对湿度：

≤85%，避免强腐蚀气体。

电源：

开关电源100～240vac（50Hz/60Hz），24VDC±2V。

功耗：

≤5W。

2、输入信号类型表

重量：

≤1000g。

四、

1、外形尺寸表

说明：

1、当仪表控制带反馈信号的阀门时，测量输入信

号不能再选In=33、34、37。

2、当测量信号为电流输入时，需要在输入端子上并

联取样电阻，如果用户在订货时已确认输入类型为电

流输入，则厂家会在仪表内部加装取样电阻。

五、仪表选型表

六、仪表接线图

注：

仪表内部带有热电偶冷端补偿部件，短接端子7和9，可以去掉仪表内部的冷端补偿功能。

利用接线方式选择热电偶冷端补偿模式

仪表采用热电偶作为输入信号时，根据热电偶测温原理，需要对热电偶冷端进行温度补偿方可保证测量准确，仪表测量周围环境温度并对热电偶冷端进行自动补偿，但由于测量元件的误差及仪表本身发热原因（仪表接线端子上温度往往同步升高）常导致自动补偿方式偏差较大。

故在对温度测量精度要求非常高的应用中，提供高精度的补偿模式供用户选择。

注意：

不正确的补偿将使得测量误差大大增加，仪表对热电偶信号的测量精度可高达0.2级精度以上，但此精度不包含内部冷端自动补偿误差。

仪表的软件可通过不同的接线方式选择2种补偿模式，提供完善的热电偶冷端补偿方案。

（1）内部自动补偿：

仪表出厂时均采用这种模式，能满足通常的工业应用。

但由于感温器安装在仪表内部，易受仪表内部发热影响，同时也受补偿导线接线及周围环境（如有可控硅散热器）的影响。

其对测量造成的不一致性在条件最坏时可能达2℃。

（2）外接Cu50型铜电阻传感器进行补偿：

补偿精度高。

对测量精度要求高的用户可另外购买一只小型Cu50型铜电阻，并最好外置一只接线盒，将铜电阻及热电偶冷端都放在一起并远离各种发热物体。

由补偿造成的测量不一致性一般小于0.5℃，要求测量精度高的用户应使用该种方法。

如果将外接的铜电阻改为精密固定电阻，可实现恒温槽补偿。

例如外接60欧固定电阻，查Cu50分度表可得补偿温度为46.6℃，此时将热偶冷端放置在控制温度为46.6℃的恒温槽中也可获得精确补偿，其补偿精度优于铜电阻。

如果将外接的电阻改为短路线，可实现冰点补偿，

此时要求将热电偶冷端（热电偶或补偿导线与普通导线连接处）放置在冰水混合物（0℃）内。

补偿精度很高，在确保冰点正确及补偿导线精度的情况下误差可做到0.1℃以下。

2种补偿模式接线图如下：

仪表对应接线图

（1）内部自动补偿模式

（2）外接铜电阻自动补偿模式

（补偿导线直接接到接线端子上）注：

热电偶冷端接线盒最好远离发热物体

七、仪表面板及操作说明

（一）、面板说明

注：

仪表内部参数oUd=128时，仪表取消手动控制功能。

（二）、操作说明

1、上电过程

按接线图进行正确接线，检查无误后上电。

仪表自检，随后进入测量值显示状态（如上图所示）。

如显示orAL，则表示输入超量程（或传感器开路），当输入规格参数in设置有误时，也会显示orAL。

2、设定SV值：

当Lct=0时，按住SET键，仪表出现SV参数可通过

设定参数，设定完毕按SET键确认。

3、参数设置：

仪表有丰富的功能，相应的功能参数也很多，这些功能参数全都由软件锁参数Lct控制查阅和修改权限。

将Lct设为密码值111，就可以查阅和修改全部功能参数。

在设置参数状态下，按住

键并保持不放后可返回检查上一参数；如先按

键并保持不放，再按SET键可退出设置参数状态。

但如果参数已被Lct锁上，则该功能不能执行。

将Lct设为0，只可以查阅和修改部分功能参数（被定义为现场参数的参数，定义方法见后文）。

以下以Lct参数为例，说明如何修改参数的值：

在PV窗显示测量值的状态下，按压SET键并保持约2秒，PV窗显示参数Lct的提示符，SV窗显示参数Lct的数值0,此时按压

键，数值0的最低位有一个小数点闪烁（如同光标般指示当前允许修改位）。

在PV窗显示Lct提示符的状态下，按压

键（或

键），可以将参数Lct的数值（有闪烁小数点的位）增加（或减少），按压

键可以移动小数点位置。

在PV窗显示参数Lct提示符的状态下，当Lct的数值为111时，再次按压SET键，PV窗会显示第一个功能参数H-AL的提示符，SV窗显示参数的数值。

按压

键（或

键），可以将参数的数值（有闪烁小数点的位）增加（或减少）。

在PV窗显示参数H-AL提示符的状态下，继续按压SET键，PV窗会依次显示各功能参数的提示符，SV窗显示参数的数值。

（现场参数定义方法）

在设置参数的过程中，最后8个参数的显示方式与前面的不同，见左图。

PV窗显示提示符SET1～SET8，SV窗显示各功能参数的提示符（如H-AL﹑L-AL﹑PHAL等）。

按压

键（或

键），SV窗内的参数提示符依次变化。

注：

在设置参数过程中，如果10秒内无操作，仪表将自动返回PV窗显示测量值的状态。

（三）、PID控制参数整定说明

1.人工调节PID参数：

本系列专家PID调节仪表的自整定功能具备较高的准确度，可满足超过90%用户的使用要求，但由于自动控制对象的复杂性，对于一些特殊场合，自整定出的参数可能并不是最佳，所以也可能需要人工调节PId参数。

如果正确的操作自整定而无法获得满意的控制，可人为修改P、I、d参数。

人工调整时要注意观察系统的响应曲线，如果是短周期振荡（与自整定或位式调节时振荡周期相当或略长），可减小P（优先），加大I及d；如果是长周期振荡（数倍于位式调节时振荡周期）可加大I（优先）,加大P,d；如果无振荡而是静差太大，可减小I（优先）,加大P；如果最后能稳定控制但时间太长，可减小d（优先），加大P，减小I。

调试时还可用逐试法，即将PId参数之一增加或减少30-50%,如果控制效果变好，则继续增加或减少该参数，否则往反方向调整，直到效果满足要求。

一般可先修改I，如果无法满足要求再依次修改P,d和Cyt参数，直到效果满足要求为止。

2.仪表PID参数自整定

初次使用时应利用仪表的自整定功能来确定控制参数（P、I和d参数），才能实现理想的控制。

当发现PID控制效果不佳时也可再次启动自整定功能。

按住

键并保持约2秒钟，等SV窗显示“At“字样再放开，仪表就进入自整定状态。

自整定时，仪表执行位式调节，经2～3次振荡后，

仪表自整定出PID控制参数（P﹑I和d参数）。

自整定结束后自动回到PID自动控制状态。

在自整定过程中，如果要提前放弃自整定，可再按

键并保持约2秒钟，等仪表SV窗停止闪动“At”字样再放开，就可以放弃自整定。

[注意1]自整定如果成功执行过一次，则仪表将无法再由按

键来启动自整定，以避免人为的误操作。

已启动过一次自整定的仪表如还要启动自整定时，可将参数otAd设置为2来启动自整定（见后文）。

[注意2]视不同系统，自整定需要的时间可从数秒至数小时不等。

[注意3]自整定的准确度与以下几个因素有关。

用户在启动自整定功能前应加以了解。

①系统在不同给定值下整定得出的控制参数值不完全相同，所以要在系统最常用的给定值上执行自整定。

如果给定值经常变化，则可以在中间值上执行自整定。

②参数Cyt（控制周期）和HyS（回差），对自整定准确度也有影响。

一般来说，这两个参数的数值越小，自整定参数的准确度越高。

但HyS的数值应比输入信号的波动幅度大；t的限制见后文。

[注意4]仪表自整定结束后初次使用，控制效果可能不是最佳，需要使用一段时间（一般与自整定需要的时间相同）后方可获得最佳效果。

八、仪表参数说明

（一）参数速查表

参数名

含义

范围

通讯

地址

参数名

含义

范围

通讯

地址

H-AL

上限报警限值

-1999~9999

01H

OS

输入平移修正值

-1999~4000

10H

L-AL

下限报警限值

-1999~9999

02H

ot

控制输出方式

0~4

11H

PHAL

正偏差报警限值

-1999~9999

03H

oL

控制输出下限

0~100

12H

PLAL

负偏差报警限值

-1999~9999

04H

oH

控制输出上限

0~100

13H

HYS

报警回差

0~2000

05H

ALd

报警输出定义

0~15

0FH

oPAd

PID控制方式

0~5

06H

oud

系统功能选择

0~1

14H

P

速率参数

0~9999

07H

Addr

仪表通讯地址

0~100

/

I

保持参数

0~9999

08H

bAud

仪表通讯波特率

0~9600

/

d

滞后时间参数

0~3600

09H

Soft

输入数字滤波

0~40

17H

CYT

控制周期

0~125

0AH

rucy

阀门行程时间

0~480

18H

In

输入规格

0~37

0BH

Lct

参数密码锁

0~9999

19H

dP

小数点位置

0~3

0CH

SET1

现场参数1

SV

/

InL

输入下限值

-1999~9999

0DH

SET2~8

现场参数2~8

Nu~rucy

/

InH

输入上限值

-1999~9999

0EH

（二）参数详细说明

1、软件锁参数（Lct）

Lct用于控制参数的设置权限，当Lct设置为111以外的数值时，仪表只允许显示设置0～8个现场参数（由SET1～SET8定义）及Lct参数本身。

当Lct=111时，用户才能设置全部参数。

Lct参数提供多种不同的参数操作权限。

当用户技术人员配置完仪表的输入、输出等重要参数后，可设置Lct为111以外的数。

以避免现场操作工人无意修改了某些重要参数。

具体说明如下：

Lct=0，只允许修改给定值、现场参数。

Lct=1，可显示查看现场参数，不允许修改（Lct参数除外），允许设置给定值。

Lct=111，可设置全部参数及给定值。

2、仪表测量显示设定参数（in、dp、inL、inH、oS、SoFt）

（1）in用于设定仪表的输入信号的类型。

如用户需要改变输入信号类型时，则需将“in”参数修改至相应的数值，可参见“输入信号类型表”。

另外，当仪表接电流输入时，需先（通过在仪表端子上并联电阻）将电流信号变换成电压信号，然后再输入仪表，此时输入规格参数in应根据电压信号的幅度来选择。

（2）dp用于设定小数点的位置。

dp定义小数点位置，以配合用户习惯的显示数值。

改变dp的设置只影响显示，对测量精度不产生影响。

dp=0则显示格式为0000，dp=1则显示格式为000.0，dp=2则显示格式为00.00，dp=3则显示格式为0.000。

（3）inL和inH用于设定输入显示范围。

inL表示输入信号下限显示量程；inH表示输入信号上限显示量程，信号的数值显示范围为-1999～9999（小数点可由dp定义）。

假定输入信号的范围为0～5V，要求显示范围为0～1000，仪表显示分辨率为1。

则显示参数设定方法为：

in=34，inL=0,inH=1000,dp=0，采用0000格式。

（4）oS用于设定仪表对输入信号的平移修正值，以补偿传感器或输入信号本身的误差。

oS参数与显示呈对应关系。

例：

当前显示值为0.5，但实际值应为0.0，其中差值为+0.5，则在修正时将oS设置为－0.5，这时，显示值将变为0.0。

注：

仪表出厂时都进行过内部校正，所以oS参数出厂时数值均为0。

该参数仅当用户认为测量需要重新校正时才进行调整。

（5）SoFt用于设定仪表的数字滤波系统的作用大小，从而解决仪表因干扰而出现显示数字跳动。

SoFt=0～20（SoFt值越大，测量值越稳定，但响应也越慢）。

当仪表测量在现场受到干扰时，可逐步增大SoFt值，直到测量值瞬间跳动小于2～5个字。

注：

在对仪表进行检定时，应将SoFt设置为0以提高响应速度。

3、仪表报警设定参数（H-AL、L-AL、PHAL、PLAL、ALd、HyS）

（1）H-AL、L-AL用于设定上限和下限报警限值。

当满足报警条件时，仪表报警继电器动作（常闭触点断开/常开触点吸合），仪表前面板的报警灯点亮。

报警在报警因素排除后自动解除。

（2）PHAL、PLAL用于设定正偏差和负偏差报警限值。

当满足报警条件时，仪表报警继电器动作（常闭触点断开/常开触点吸合），仪表前面板的报警灯点亮。

报警在报警因素排除后自动解除。

（3）ALd用于设定报警位置的报警方式：

ALd参数的设置范围应为0～127，用于定义H-AL、L-AL、PHAL、PLAL四种报警功能的输出位置，它由以下公式定义其功能：

ALd=A×1＋B×2＋C×4＋D×8＋E×16

A=0时，上限报警由报警位置（COM）输出；A=1时，上限报警由报警位置（AUX）输出。

B=0时，下限报警由报警位置（COM）输出；B=1时，下限报警由报警位置（AUX）输出。

C=0时，正偏差报警由报警位置（COM）输出；C=1时，正偏差报警由报警位置（AUX）输出。

D=0时，负偏差报警由报警位置（COM）输出；D=1时，负偏差报警由报警位置（AUX）输出。

E=0时，报警时在SV显示窗交替显示报警符号，如H-AL、L-AL，能迅速了解仪表报警原因；

E=1时，报警时在SV显示窗不交替显示报警符号（但orAL除外），一般用于将报警作为控制的场合。

注：

主控电流输出时，上/下限报警由报警位置（AL1/AL2）输出；

（4）HyS用于避免因测量输入值波动而导致报警输出频繁通断，也叫回差、不灵敏区、死区、滞环等。

HyS参数对上限和下限报警控制的影响如下：

当A=1，其它各项都为0时，上限报警由报警位置输出；

假定上限报警参数H-AL为800℃，HyS参数为2.0，当测量温度值大于802时（H-AL＋HyS），仪表进入上限报警状态。

当测量值小于798（H-AL－HyS）时，仪表解除报警状态。

4、仪表PID控制设定参数（opAd、P、I、d、Cyt、ot、oL、oH）

（1）opAd用于设定仪表的控制方式。

opAd=0：

采用位式调节（ON--OFF），只适合在要求不高的场合进行控制。

opAd=1：

采用专家PID调节，该设置是仪表出厂设置，在此设置状态下，允许从面板启动自整定功能。

opAd=2：

采用专家PID调节，并且在参数设置结束后自动启动自整定功能，自整定功能结束后会自动设置为3或4。

opAd=3：

采用专家PID调节，自整定结束后仪表自动进入此设置，此设置状态下，不允许从面板启动自整定功能。

opAd=4：

采用专家PID调节，与opAd=3时基本相同，但是参数P定义为原来的10倍，即在opAd=3时，P=5，则opAd=4时，设置P=50时二者有相同的控制效果。

在对极快速变化的物理量（如温度在每秒变化200℃以上）的控制，还有变频调速器控制等控制场合，在opAd=1、3时，其P值都很小，有时甚至要小于1才能满足控制需要，此时如果设置opAd=4，则可将P值放大10倍，获得更精细的控制。

（2）P值类似PID调节中的比例带，但变化相反。

P值越大，比例、微分作用成正比增强；而P值越小，比例、微分作用相应减弱。

P值与积分作用无关。

当opAd=4时，P值将增大10倍。

（3）同一系统的I参数值一般会随测量值有所变化，应取工作点附近为准。

I的数值主要决定调节算法中积分作用及专家PID调节功能，和PID调节的积分时间类同。

I值越小，系统积分作用越强。

I值越大，积分作用越弱（积分时间增加）。

I为0时，系统取消积分作用及专家PID调节功能，调节部分成为一个比例微分（PD）调节器，这时仪表可在串级调节中作为副调节器使用。

（4）d值对控制的比例、积分、微分均起影响作用，d值越小，则比例和积分作用均成正比增强，而微分作用相对减弱，但整体反馈作用增强；反之，d值越大，则比例和积分作用均减弱，而微分作用相对增强。

此外，d值还影响超调抑制功能的发挥，其设置对控制效果影响很大。

如果设置d≤t时，系统的微分作用被取消。

（5）Cyt用于设定输出周期，单位是秒。

Cyt反映仪表的运算调节的快慢。

Cyt值越大，比例作用越强，微分作用越弱。

Cyt值越小，则比例作用减弱，微分作用增强。

Cyt值大于或等于5秒时，则微分作用被完全取消，系统成为比例或比例积分调节。

Cyt值小于d的1/5时，其变化对控制影响较小，例如参数d为100，则Cyt设置为0.5或10秒的控制效果基本相同。

Cyt确定的原则如下：

Cyt值小可使调节器输出响应较快，提高控制精度，但会导致输出变化频繁，应根据需要选择一个能二者兼顾的值。

（6）ot用于设定控制输出方式。

ot=0：

控制输出为时间比例输出方式或位式方式，控制输出位置（OUT）可安装SSR电压输出模块、继电器触点开关输出模块或可控硅（过零方式）触发输出模块等输出模块。

ot=1：

0～10mA线性电流输出，控制输出位置（OUT）安装电流输出模块。

ot=2：

0～20mA线性电流输出，控制输出位置（OUT）安装电流输出模块。

ot=3：

三相过零触发可控硅（时间比例），第一报警输出位置（AL1）安装K1模块，控制输出位置（OUT）安装K2模块，可提供三路可控硅触发输出信号，此时第一报警输出（AL1）位置不再用于报警。

ot=4：

4～20mA线性电流输出，控制输出位置（OUT）安装电流输出模块。

ot=5：

用于无阀门反馈信号的位置比例输出。

在第一报警输出位置（AL1）和第二报警输出位置（AL2）安装继电器模块控制阀门电机正转和反转，不需要外接阀门反馈信号即可使用。

ot=6：

用于有阀门反馈信号的位置比例输出，需要输入阀门位置反馈信号，可使用阀门开关行程时间大于20秒的任何阀门。

要求阀门位置反馈信号在阀门开度最小时输出电压小于1.5V，在阀门开度最大时输出电压大于2.5V才能满足仪表正常工作。

ot=7：

用于有阀门反馈信号时，自动对阀门位置进行定位测量。

测量时仪表先自动将阀门完全关闭（此时需要由阀门上的限位开关进行定位），测量阀门位置全关时的阀门信号大小，然后再完全打开，测量阀门全开时阀位信号大小。

仪表要求阀门完全关闭时阀位信号在0～1.5V之间，阀门完全打开时阀位反馈信号比阀门完全关闭时信号大1V以上才能满足测量要求。

阀门位置测量完毕后仪表自动设置ot=6，此时可利用参数oL和oH实现对阀门位置的上限和下限进行软件限制。

注：

这时，参数HyS可以对阀门位置不灵敏区的大小进行调节，建议设置范围是1～3%，加大参数HyS值，可避免阀门频繁转动，但太大的HyS值会导致控制精度下降。

并且，HyS参数仍对报警起作用。

（7）oL和oH通常用于设定调节输出的最小值和最大值；当仪表控制阀门正反转时则用于设定阀门位置的下限和上限。

范围是0～100%。

如：

设置oL=10、oH=90，则表示阀门在线性条件下最小开度为10%，最大开度为90%。

通常可设置为oL=0，oH=100，则对阀门开度没有限制。

5、仪表通讯设定及变送输出参数（Addr、bAud）

（1）Addr

当仪表辅助功能位置（COMM）用于通讯时（安装RS485通讯接口，Addr设置范围应是300～19200之间），A