Gossen MetraWatt R6000 Istruzioni per l'uso
- Tipo
- Istruzioni per l'uso
Istruzioni per l'uso
R6000
Regolatore a 8 canali
Z307D
19/07.09
R6000–2 GMC-I Messtechnik GmbH
Indice Pagina
1 Messa in servizio ....................................................................................................................................6
1.1 Istruzioni di sicurezza ..............................................................................................................................................................6
1.2 Installazione del regolatore .....................................................................................................................................................6
1.3 Controllo del regolatore attraverso interfaccia ........................................................................................................................6
2 Impostazioni del regolatore ....................................................................................................................7
2.1 Configurazione base come regolatore a valore fisso a 2 o 3 punti ..........................................................................................7
2.1.1 Configurazione degli ingressi di temperatura ................................................................................................................................7
2.1.2 Configurazione dei canali di regolazione ......................................................................................................................................7
2.1.3 Configurazione delle uscite di regolazione ....................................................................................................................................8
2.2 Configurazione delle uscite di regolazione e degli attuatori ....................................................................................................8
2.2.1 Regolatore a 2 punti, a 3 punti, continuo, passo-passo ................................................................................................................8
2.2.2 Raffreddamento ad acqua ..........................................................................................................................................................9
2.2.3 Metà tempo derivativo nella regolazione a 3 punti ........................................................................................................................9
2.2.4 Regolazione canale caldo ...........................................................................................................................................................9
2.2.5 Controllo di contattori .................................................................................................................................................................9
2.2.6 Limitazione di potenza ................................................................................................................................................................9
2.3 Gestione di setpoint e valori reali ..........................................................................................................................................10
2.3.1 Rampe per setpoint, secondo setpoint, limitazione del setpoint ...................................................................................................10
2.3.2 Valore reale esterno .................................................................................................................................................................10
2.3.3 Correzione adattativa del valore di misura per la determinazione del valore reale ..........................................................................10
2.3.4 Soppressione di interferenze periodiche ....................................................................................................................................11
2.3.5 Correzione del valore reale per sensori di temperatura ...............................................................................................................11
2.3.6 Scalamento degli ingressi 20 mA ..............................................................................................................................................12
2.3.7 Linearizzazione pH con ingresso 20 mA .....................................................................................................................................12
2.3.8 Linearizzazione Pt100 con ingresso 20mA .................................................................................................................................12
2.3.9 Uso dell’ingresso TC come ingresso lineare ...............................................................................................................................13
2.4 Configurazione del comportamento di regolazione ...............................................................................................................14
2.4.1 TIpo regolatore ........................................................................................................................................................................14
2.4.2 Modi di regolazione ..................................................................................................................................................................14
2.5 Impostazione delle funzioni del regolatore ............................................................................................................................16
2.5.1 Formazione di gruppi ................................................................................................................................................................16
2.5.2 Impostazione delle funzioni del regolatore via ingresso binario ....................................................................................................16
2.5.3 Modalità manuale / regolatore off ..............................................................................................................................................16
2.5.4 Controllo feed-forward .............................................................................................................................................................17
2.6 Regolazione canale caldo ......................................................................................................................................................17
2.6.1 Modalità di avviamento .............................................................................................................................................................17
2.6.2 Innalzamento temporaneo del setpoint (boost) ...........................................................................................................................17
2.6.3 Controllo a valore reale, riscaldamento sincronizzato ..................................................................................................................18
2.7 Determinazione dei parametri di regolazione ........................................................................................................................19
2.7.1 Auto-ottimizzazione (adattamento) .............................................................................................................................................19
2.7.2 Ottimizzazione manuale ............................................................................................................................................................20
2.8 Funzioni di monitoraggio .......................................................................................................................................................22
2.8.1 Riepilogo degli allarmi specifici dei canali ..................................................................................................................................22
2.8.2 Riepilogo degli allarmi specifici dell’apparecchio ........................................................................................................................22
2.8.3 Monitoraggio dei valori limite ...................................................................................................................................................23
2.8.4 Limitatore ................................................................................................................................................................................23
2.8.5 Monitoraggio del circuito di riscaldamento .................................................................................................................................23
2.8.6 Monitoraggio della corrente di riscaldamento .............................................................................................................................24
2.8.7 Reazione in caso di sensore guasto ...........................................................................................................................................25
2.8.8 Monitoraggio delle uscite binarie
...............................................................................................................................................26
2.8.9 Errori dell’apparecchio ..............................................................................................................................................................26
2.8.10 Cancellazione dei bit di errore ...................................................................................................................................................26
2.8.11 Trasmissione di allarmi per canali specifici ................................................................................................................................26
2.8.12 Trasmissione di allarmi cumulativi o dell’allarme "auto-ottimizzazione in corso" ...........................................................................26
2.9 Funzioni speciali ....................................................................................................................................................................27
2.9.1 Data logger ..............................................................................................................................................................................27
2.9.2 Verifica dell’associazione tra sensori e riscaldamento (mapping) .................................................................................................28
2.9.3 Storico allarmi .........................................................................................................................................................................29
2.9.4 Controllo degli ingressi/delle uscite binari ..................................................................................................................................29
2.9.5 Controllo delle uscite continue ..................................................................................................................................................29
2.10 Set di parametri .....................................................................................................................................................................30
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–3
Indice Pagina
3 Interfaccia RS-232, protocollo secondo EN 60870 ...............................................................................32
3.1 Generalità .............................................................................................................................................................................. 32
3.1.1 Dati dell’interfaccia .................................................................................................................................................................. 32
3.1.2 Protocollo di comunicazione ..................................................................................................................................................... 32
3.1.3 Principio di funzionamento ....................................................................................................................................................... 32
3.1.4 Temporizzazione ...................................................................................................................................................................... 32
3.2 Tipo e struttura dei messaggi ............................................................................................................................................... 33
3.2.1 Sequenza breve ....................................................................................................................................................................... 33
3.2.2 Sequenza di controllo ............................................................................................................................................................... 33
3.2.3 Sequenza lunga ....................................................................................................................................................................... 33
3.2.4 Funzione e campo valori dei caratteri di formato ........................................................................................................................ 34
3.2.5 Criteri per la validità di un messaggio di richiesta ...................................................................................................................... 35
3.3 Contenuto dei messaggi ....................................................................................................................................................... 36
3.3.1 Reset apparecchio ................................................................................................................................................................... 36
3.3.2 Richiesta: apparecchio ok? ...................................................................................................................................................... 36
3.3.3 Dati ciclo ................................................................................................................................................................................. 37
3.3.4 Dati delle correnti di riscaldamento ........................................................................................................................................... 37
3.3.5 Dati evento .............................................................................................................................................................................. 38
3.3.6 Richiedere dati al regolatore ..................................................................................................................................................... 39
3.3.7 Trasmettere dati al regolatore ................................................................................................................................................... 40
4 Interfaccia Modbus ...............................................................................................................................42
4.1 Generalità .............................................................................................................................................................................. 42
4.1.1 Dati dell'interfaccia .................................................................................................................................................................. 42
4.1.2 Protocollo di comunicazione ..................................................................................................................................................... 42
4.1.3 Principio di funzionamento ....................................................................................................................................................... 42
4.1.4 Temporizzazione ...................................................................................................................................................................... 42
4.2 Tipo e struttura dei messaggi ............................................................................................................................................... 43
4.2.1 Struttura generica .................................................................................................................................................................... 43
4.2.2 Tempo di attesa ...................................................................................................................................................................... 43
4.2.3 Codice di funzione ................................................................................................................................................................... 43
4.2.4 Dati ........................................................................................................................................................................................ 43
4.2.5 Error check ............................................................................................................................................................................. 43
4.2.6 Messaggi di supporto ..............................................................................................................................................................44
4.2.7 Gestione errori ........................................................................................................................................................................ 46
4.3 Lettura e scrittura di dati ...................................................................................................................................................... 47
4.3.1 Indirizzamento ......................................................................................................................................................................... 47
4.3.2 Scrivere parametri ................................................................................................................................................................... 47
4.3.3 Leggere parametri ................................................................................................................................................................... 48
4.3.4 Dati ciclo ................................................................................................................................................................................. 48
4.3.5 Configurazione del regolatore ................................................................................................................................................... 49
4.3.6 Stato regolatore ....................................................................................................................................................................... 49
5 Interfaccia HB-THERM ..........................................................................................................................50
5.1 Generalità .............................................................................................................................................................................. 50
5.1.1 Dati dell'interfaccia .................................................................................................................................................................. 50
5.1.2 Protocollo di comunicazione ..................................................................................................................................................... 50
5.1.3 Principio di funzionamento ....................................................................................................................................................... 50
5.1.4 Temporizzazione ...................................................................................................................................................................... 50
5.2 Struttura del messaggio ........................................................................................................................................................ 51
5.2.1 Struttura generica .................................................................................................................................................................... 51
5.2.2 Formati ................................................................................................................................................................................... 51
5.3 Contenuto dei messaggi ....................................................................................................................................................... 52
5.3.1 Setpoint e valore reale, stato (41h) ........................................................................................................................................... 52
5.3.2 Comandi di controllo, riscontri .................................................................................................................................................. 52
5.3.3 Leggere parametri (51h) .......................................................................................................................................................... 53
5.3.4 Scrivere parametri (61h) .......................................................................................................................................................... 53
5.4 Esempi .................................................................................................................................................................................. 54
5.4.1 Esempi per setpoint e valori reali .............................................................................................................................................. 54
5.4.2 Esempio per scrivere parametri ................................................................................................................................................ 54
R6000–4 GMC-I Messtechnik GmbH
Indice Pagina
6 Interfaccia Profibus-DP, protocollo secondo EN 50170 ........................................................................55
6.1 Generalità ..............................................................................................................................................................................55
6.1.1 Dati dell'interfaccia ..................................................................................................................................................................55
6.1.2 Protocollo di comunicazione .....................................................................................................................................................55
6.1.3 File GMC_059D.gsd .................................................................................................................................................................55
6.1.4 Scambio di dati ........................................................................................................................................................................55
6.2 Scambio di dati I/O binari ......................................................................................................................................................56
6.3 Scambio di valori di misura, parametri e configurazioni .......................................................................................................56
6.3.1 Campo funzione .......................................................................................................................................................................57
6.3.2 Numero di blocco .....................................................................................................................................................................57
6.3.3 Checksum ...............................................................................................................................................................................57
6.3.4 Formato del blocco dati ............................................................................................................................................................57
6.3.5 Blocchi predefiniti ....................................................................................................................................................................58
6.3.6 Trasmissione di set parametri ...................................................................................................................................................61
7 CAN-Bus, protocollo CANopen ..............................................................................................................62
7.1 Generalità ..............................................................................................................................................................................62
7.1.1 Dati dell'interfaccia ..................................................................................................................................................................62
7.1.2 Principio di funzionamento ........................................................................................................................................................62
7.1.3 File ESD ..................................................................................................................................................................................62
7.2 Service data objects (SDO) ....................................................................................................................................................62
7.3 Process data objects (PDO) ...................................................................................................................................................63
7.3.1 Configurazione del PDO ............................................................................................................................................................63
7.3.2 Temporizzazione dei PDO .........................................................................................................................................................63
7.3.3 Struttura di messaggio del PDO ...............................................................................................................................................63
7.3.4 Contenuto dei PDO di trasmissione ...........................................................................................................................................64
7.3.5 Contenuto dei PDO di ricezione .................................................................................................................................................65
7.4 Oggetto SYNC ........................................................................................................................................................................66
7.5 Oggetto emergenza ...............................................................................................................................................................66
7.6 Oggetto NMT ..........................................................................................................................................................................66
7.7 Elenco oggetti ........................................................................................................................................................................67
8 Parametri del regolatore .......................................................................................................................68
8.1 Riepilogo ................................................................................................................................................................................68
8.2 Gruppo principale 0: Parametri di temperatura .....................................................................................................................70
8.2.1 Tabella degli indici parametri (PI) ..............................................................................................................................................70
8.2.2 Unità e campo di impostazione .................................................................................................................................................70
8.3 Gruppo principale 1: Parametri di regolazione ......................................................................................................................71
8.3.1 Tabella degli indici parametri (PI) ...............................................................................................................................................71
8.4 Gruppo principale 2: Istruzioni di controllo ............................................................................................................................71
8.4.1 Tabella degli indici parametri (PI) ...............................................................................................................................................71
8.4.2 Funzione regolatore ..................................................................................................................................................................71
8.4.3 Stato di errore ..........................................................................................................................................................................72
8.4.4 Configurazione regolatore .........................................................................................................................................................73
8.4.5 Configurazione estesa del regolatore .........................................................................................................................................73
8.4.6 Stato regolatore, parola di messaggio ........................................................................................................................................73
8.4.7 Maschera errore canale ............................................................................................................................................................74
8.4.8 Maschera errore cumulativo .....................................................................................................................................................74
8.4.9 Storico allarmi .........................................................................................................................................................................74
8.5 Gruppo principale 3: Specifiche dell'apparecchio .................................................................................................................75
8.5.1 Tabella degli indici parametri (PI) ..............................................................................................................................................75
8.5.2 Equipaggiamento .....................................................................................................................................................................75
8.5.3 Controllo apparecchio ...............................................................................................................................................................75
8.5.4 Funzione valori limite e monitoraggio del circuito di riscaldamento ..............................................................................................75
8.5.5 Configurazione uscita ...............................................................................................................................................................76
8.5.6 ID set parametri .......................................................................................................................................................................76
8.6 Gruppo principale 6: Monitoraggio corrente di riscaldamento ..............................................................................................77
8.6.1 Tabella degli indici parametri (PI) ...............................................................................................................................................77
8.7 Gruppo principale 9: Data logger ...........................................................................................................................................77
8.7.1 Tabella degli indici parametri (PI) ..............................................................................................................................................77
8.8 Gruppo principale A: Interfacce .............................................................................................................................................78
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–5
Indice Pagina
8.8.1 Tabella degli indici parametri (PI) .............................................................................................................................................. 78
8.8.2 Configurazione interfacce ......................................................................................................................................................... 78
8.8.3 CAN baud rate ........................................................................................................................................................................ 78
8.9 Gruppo principale B: Valori di lettura .................................................................................................................................... 78
8.9.1 Tabella degli indici parametri (PI) .............................................................................................................................................. 78
8.10 Gruppo principale E: Funzioni di controllo ............................................................................................................................ 78
9 Indice ....................................................................................................................................................80
10 Indice dei Parametri ..............................................................................................................................82
11 Servizio riparazioni e ricambi,
locazione strumenti ..............................................................................................................................84
12 Product Support ....................................................................................................................................84
13 Formazione ...........................................................................................................................................84
R6000–6 GMC-I Messtechnik GmbH
1 Messa in servizio
Prima di usare il regolatore, leggere attentamente e integralmente le presenti istruzioni per l'uso. Osservarle e seguirle in tutti i punti.
Nota
Nel testo, i nomi dei parametri sono stampati in grassetto, i valori di impostazione in corsivo.
Mettere le istruzioni per l'uso a disposizione di tutti gli addetti.
1.1 Istruzioni di sicurezza
Il regolatore è costruito e collaudato in conformità alle norme di sicurezza IEC 61010-1 / EN 61010-1 / VDE 0411 parte 1.
Se lo strumento viene impiegato in conformità alla destinazione d'uso è garantita la sicurezza dell'operatore e dello strumento stesso.
Attenzione!
!
Prima di mettere in funzione il regolatore, controllare che la tensione di alimentazione corrisponda a quella nominale, vedi
frontalino.
Durante le operazioni di cablaggio, assicurarsi che i cavetti di collegamento siano in condizioni perfette e non sotto tensione.
Quando si deve presumere che il funzionamento sicuro non sia più garantito, il regolatore deve essere messo fuori servizio
(staccare l'alimentazione ausiliaria, se necessario!). La sicurezza di funzionamento, in ogni caso, non è garantita quando
l'apparecchio presenta dei danni visibili.
La rimessa in servizio dell'apparecchio è ammessa solo dopo aver fatto eseguire un'accurata ricerca guasti presso il nostro
stabilimento o uno dei nostri centri di assistenza con successiva riparazione e collaudo finale.
Qualsiasi intervento sullo strumento aperto e sotto tensione deve essere eseguito solo da una persona esperta, a conoscenza
dei relativi pericoli.
I condensatori interni possono essere ancora caricati anche quando lo strumento è stato staccato da tutte le sorgenti di
tensione.
Per tutti i lavori devono essere osservate le prescrizioni della norma VDE 0100.
1.2 Installazione del regolatore
L'installazione del regolatore deve avvenire in conformità alle Istruzioni per l'installazione separate.
Accertarsi che l'identificazione del regolatore, in base al n° articolo, corrisponda a tutti i criteri previsti per installazione/montaggio,
collegamenti elettrici e messa in servizio.
1.3 Controllo del regolatore attraverso interfaccia
Interfaccia bus
Il completo scambio di dati con il regolatore può avvenire attraverso l'interfaccia bus.
Funzionalità, interfaccia e modalità di trasmissione dati sono descritti nei capitoli seguenti.
Interfaccia di servizio
In aggiunta all'interfaccia bus, il regolatore è dotato di un'interfaccia di servizio RS-232 con protocollo EN 60870 (vedi cap. 3 pag. 32 e
segg.), per poter comunicare singolarmente con ogni regolatore.
A questo scopo è previsto il software R6KONFIG per PC, che si può scaricare gratuitamente dal sito della GMC-I Messtechnik GmbH
(http://www.gossenmetrawatt.com).
Software R6KONFIG
Il software R6KONFIG per PC permette di gestire facilmente tutti i parametri, di salvare dei set parametri sul PC e di scaricarli sul
regolatore. I valori di misura attuali (dati ciclo) possono essere visualizzati.
Per una migliore comprensione del software R6KONFIG e del regolatore si consiglia di leggere prima il cap. 2 pag. 7 e segg..
Requisiti del sistema:
IBM-PC o compatibile con processore Pentium > 300 MHz o superiore
Windows 95, 98, Windows NT 4.0 o Windows 2000
64 MB di RAM per Windows 95 / 98, 128 MB RAM per Windows NT 4.0 / 2000 / XP
spazio sul disco rigido ca. 5 MB
Le istruzioni per l’uso di questo software sono disponibili sul nostro sito Internet.
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–7
2 Impostazioni del regolatore
Al termine dell'installazione, l'R6000 deve essere configurato e parametrizzato in funzione del compito da svolgere, p. es. con il soft-
ware R6KONFIG. La configurazione di fabbrica prevede il funzionamento come regolatore a 8 canali a valore fisso con azione PDPI a 3
punti con termocoppie tipo J (configurazione standard).
2.1 Configurazione base come regolatore a valore fisso a 2 o 3 punti
2.1.1 Configurazione degli ingressi di temperatura
Gli 8 ingressi di temperatura sono abbinati agli 8 canali di regolazione.
Il tipo di sensore si può selezionare liberamente per ogni ingresso.
• Selezione del tipo sensore tramite dip-switch:
La selezione si effettua in fase di installazione. Per ogni canale dev'essere impostato il tipo sensore tramite il relativo dip-switch sul lato
sinistro dello strumento. Ingressi non utilizzati sono impostati su termocoppia.
• Selezione del sensore con il parametro tipo sensore:
Versione sensore di temperatura (codice B1) Versione 20 mA (B2)
1)
scalabile come temperatura, vedi, cap. 2.3.9 a pag. 13!
2)
linearizzazione Pt100
Nella configurazione standard tutti gli ingressi di temperatura sono impostati su tipo sensore termocoppia tipo J ovvero 0 ... 20 mA.
Per stabilire se i valori di temperatura verranno trasmessi all'interfaccia (bus) in °C o °F, si usa il parametro Controllo apparecchio. Interna-
mente tutte le temperature vengono registrate in °C.
Anche i parametri relativi alla variabile controllata (banda proporzionale riscaldamento e raffreddamento, zona morta, isteresi) vengono
registrati in °C, cioè indipendentemente dal sensore scelto.
2.1.2 Configurazione dei canali di regolazione
Nella configurazione standard, i canali di regolazione sono impostati sul modo di regolazione regolatore a valore fisso e sul tipo regolatore
PDPI. Il funzionamento, come regolatore a 2 o 3 punti, passo-passo o continuo, viene determinata dalla configurazione uscita.
Per i canali senza sensore collegato e per i canali non utilizzati, il tipo regolatore dovrà essere impostato su non usato, in modo da evitare
messaggi di errore.
Nella configurazione di fabbrica non è ancora attivata nessuna funzione di regolazione, cioè le uscite di regolazione sono inattive.
Per attivarle è necessario settare il bit regolatore on per ogni canale da utilizzare.
Parametro Tipo sensore Inizio del campo di misura Fine del campo di misura DIP- Parametro Tipo sensore
N° Tipo °C °F °C °F switch N° Tipo
0 J 0 32 900 1652
in su
0, 2 0...20mA
1 L 0 32 900 1652 1, 3 4...20mA
2 K 0 32 1300 2372 4 0...20mA
2)
3 B 0 32 1800 3272 5 4...20mA
2)
4 S 0 32 1750 3182
5 R 0 32 1750 3182
6 N 0 32 1300 2372
7 E 0 32 700 1292
8 T 0 32 400 752
9 U 0 32 600 1112
10 lineare
1)
0 mV 50 mV
11 Pt100 –200 –328 600 1112
in giù
12 Ni100 –50 –58 250 482
13 Ni120 –50 –58 250 482
14—————
15 resistenza 0 330
16 C 0 32 2300 3276,7 in su
1234 5678
DIP-switch in su = termocoppia
DIP-switch in giù = Pt100
Canale
R6000–8 GMC-I Messtechnik GmbH
2.1.3 Configurazione delle uscite di regolazione
Gli ingressi e le uscite binari e le uscite continue si possono assegnare liberamente ai segnali di regolazione e ad altre funzioni input/output.
Un canale di regolazione diventa regolatore a 2 punti, quando un'uscita binaria viene configurata come uscita riscaldamento con il
numero canale corrispondente.
Un regolatore a 3 punti si ottiene configurando, oltre all'uscita riscaldamento, un'altra uscita binaria come uscita raffreddamento, con il
relativo numero canale.
Nel caso di un'uscita binaria, gli 8 bit della configurazione uscita hanno il seguente significato:
Per le uscite non utilizzate, la configurazione uscita dovrà essere settata su 0.
Nella configurazione standard, le uscite 1... 8 sono configurate come uscite riscaldamento dei canali 1... 8, le uscite 9... 16 invece
come uscite di raffreddamento, cosicché tutti gli 8 canali funzionano come regolatori a 3 punti in commutazione.
2.2 Configurazione delle uscite di regolazione e degli attuatori
2.2.1 Regolatore a 2 punti, a 3 punti, continuo, passo-passo
È possibile combinare liberamente diversi attuatori per le funzioni riscaldamento e raffreddamento di ogni canale di regolazione.
Il funzionamento in uscita, p. es. come regolatore a 2 o 3 punti, continuo, passo-passo o combinato, viene definita dall'assegnazione
delle uscite, con la configurazione uscita.
I bit 5 e 6 della configurazione uscita definiscono l'attuatore.
• Gli attuatori per riscaldamento e raffreddamento vengono selezionati indipendentemente (in questo modo è possibile p. es. la com-
binazione regolatore passo-passo per riscaldamento e anche per raffreddamento).
• Se l'applicazione richiede una regolazione a 2 punti, non è ammesso configurare, per il canale interessato, sia un'uscita riscalda-
mento sia un'uscita raffreddamento.
• Per comandare separatamente più attuatori attraverso una sola uscita del regolatore è possibile assegnare più uscite dello stesso
tipo alla stessa uscita del regolatore.
• Se per riscaldamento (o raffreddamento) vengono configurate contemporaneamente sia uscite continue che uscite in commuta-
zione, il canale si comporterà come un regolatore continuo, le uscite in commutazione sono inattive.
• Se per riscaldamento (o raffreddamento) viene erroneamente configurata solo un'uscita "meno", questa resta inattiva.
• Se non viene configurata né un'uscita per riscaldamento né un'uscita per raffreddamento, il canale sarà un regolatore continuo split
range. La variabile di controllo è disponibile via bus (PI = B6h).
• Le impostazioni sono liberamente combinabili con modo di regolazione e tipo regolatore.
Bit n° Valore Significato
0 0 Configurazione come uscita
11Canale singolo
2 ... 4 0 ... 7 Numero canale
5 0 / 1 Rriscaldamento / raffreddamento
6 0 Modalità
7 0 Segnale di regolazione
Bit n° Valore Significato per uscita in commutazione Significato per uscita continua
0 0 configurazione come uscita
1 1 canale singolo
2 ... 4 0 ... 7 numero canale
5 0 / 1 riscaldamento / raffreddamento
6 0 / 1 più / meno zero morto/vivo
7 0 segnale di regolazione
Attuatore per riscaldamento Configurazione prima uscita riscaldamento Configurazione seconda uscita riscaldamento
Nessun attuatore riscaldamento –– ––
SSR, contattore per regolazione in commutazione uscita binaria bit 5 = "riscald." = 0
bit 6 = "più" = 0
––
Attuatore proporzionale (continuo) uscita continua bit 5 = "riscald." = 0 ––
Attuatore motorizzato per regolazione passo-passo uscita binaria bit 5 = "riscald." = 0
bit 6 = "più" = 0
uscita binaria bit 5 = "riscald." = 0
bit 6 = "meno" = 1
Attuatore per raffreddamento Configurazione prima uscita raffreddamento Configurazione seconda uscita raffreddamento
Nessun attuatore raffreddamento –– ––
SSR, contattore per regolazione in commutazione uscita binaria bit 5 = "raffredd." = 1
bit 6 = "più" = 0
––
Attuatore proporzionale (continuo) uscita continua bit 5 = "raffredd." = 1 ––
Attuatore motorizzato per regolazione passo-passo uscita binaria bit 5 = "raffredd." = 1
bit 6 = "più" = 0
uscita binaria bit 5 = "raffredd." = 1
bit 6 = "meno" = 1
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–9
2.2.2 Raffreddamento ad acqua
Settando il bit raffreddamento ad acqua nella configurazione regolatore, il segnale di regolazione per raffreddamento verrà trasmesso in
modo modificato per tener conto del raffreddamento sovraproporzionale causato dall'evaporazione dell'acqua.
2.2.3 Metà tempo derivativo nella regolazione a 3 punti
Nei sistemi di regolazione dove il raffreddamento ha un migliore contatto termico del riscaldamento è possibile migliorare il comporta-
mento di regolazione in un punto di lavoro raffreddamento, settando il bit metà componente D in raffreddamento nella configurazione estesa
del regolatore (PI = 23h).
Internamente verrà dimezzato il tempo derivativo e integrale.
Nel raffreddamento ad acqua questo comportamento viene impostato automaticamente.
2.2.4 Regolazione canale caldo
Settando il bit canale caldo nella configurazione regolatore il segnale di regolazione verrà trasmesso in rapida successione, al fine di preve-
nire, in fase di avviamento, surriscaldamenti locali in cartucce riscaldanti igroscopiche e variazioni di temperatura all'interno dei sistemi
di riscaldamento. Altre funzioni, che dipendono da questa impostazione, sono descritte separatamente nel cap. 2.6 a pag. 17.
2.2.5 Controllo di contattori
Se dalla determinazione dei parametri di regolazione (modalità manuale o auto-ottimizzazione) risulta un tempo ciclo significativamente
inferiore a quello consigliabile per la durata di vita dei contattori stessi, è possibile aumentare il tempo ciclo fino al limite di regolabilità del
sistema, settando il bit contattore nella configurazione estesa del regolatore (PI = 23h). Se il bit viene settato prima di avviare la funzione di
auto-ottimizzazione, questa provvederà a impostare il tempo ciclo sul valore più alto possibile.
2.2.6 Limitazione di potenza
Se, in vista del carico elettrico, non è ammissibile o consigliabile tener acceso contemporaneamente i riscaldamenti di tutti gli otto loop
di regolazione, è possibile usare il parametro limitazione di potenza (PI = 3Ah) per costringere il regolatore ad attivare solo un numero pre-
definito di uscite di regolazione allo stesso tempo.
Se devono essere accesi p. es. solo 5 riscaldamenti contemporaneamente, la limitazione di potenza dovrà essere impostata su 62%
(ca. 5/8). L’impostazione 0% disattiva la funzione di limitazione.
Il regolatore gestisce automaticamente le variabili di controllo dei canali configurati come uscite di riscaldamento in funzione della
limitazione di potenza predefinita. I segnali di controllo dei singoli canali verranno sincronizzati in modo da ottenere un riscaldamento
sfasato.
Le correnti reali che fluiscono (se conosciute per mezzo del monitoraggio della corrente di riscaldamento) non vengono prese in consi-
derazione da questa funzione.
Questa funzione è attiva anche con l’impostazione 100%, cosicché, in fase di avviamento, tutti gli otto canali funzionano in pieno riscal-
damento, mentre nel punto di lavoro si ottiene una ripartizione più equa del carico elettrico, onde prevenire i picchi di potenza.
Se l’auto-ottimizzazione (v. cap. 2.7.1 a pag. 19) viene avviata con limitazione di potenza attivata, il tempo ciclo di regolazione non verrà
determinato dall’auto-ottimizzazione.
È necessario impostare, prima, un adeguato tempo ciclo di regolazione per i loop interessati dalla limitazione di potenza, oppure ese-
guire l’auto-ottimizzazione senza limitazione di potenza.
R6000–10 GMC-I Messtechnik GmbH
2.3 Gestione di setpoint e valori reali
2.3.1 Rampe per setpoint, secondo setpoint, limitazione del setpoint
• La rampa per il setpoint viene attivata
– all’applicazione della tensione ausiliaria / dopo ogni reset;
– a seguito di una modifica del setpoint / dell’attivazione del secondo setpoint;
– al passaggio dallo stato off al funzionamento manuale o automatico.
• Le rampe sono inattive durante l’auto-ottimizzazione.
• I valori limite relativi si riferiscono al setpoint di arrivo, non alla rampa.
• Quando le rampe sono attive, sono settati i bit corrispondenti nello stato regolatore.
Fig. 1 Processazione del setpoint
2.3.2 Valore reale esterno
Quando è settato il bit valore reale esterno nella configurazione estesa del regolatore (PI = 23h), verrà utilizzato il valore reale esterno (PI=27h),
ricevuto dall’interfaccia, invece del valore reale misurato dallo strumento stesso. In tal caso non sono possibili né lo scalamento né la
correzione con fattore valore reale e correzione valore reale.
2.3.3 Correzione adattativa del valore di misura per la determinazione del valore reale
Quando un loop di regolazione viene disturbato da un’interferenza periodica sul valore reale, è possibile migliorare la regolazione atti-
vando la correzione adattativa del valore di misura. In questo modo si riesce a sopprimere l’interferenza periodica, senza ridurre la
facoltà del regolatore di rispondere agli scostamenti del sistema. Questo avviene adeguando la correzione in modo adattativo
all’ampiezza dell’interferenza, inoltrando al regolatore solo il valore medio della stessa.
La correzione adattativa del valore di misura viene attivata con il bit 14 nella configurazione del regolatore.
L’adeguamento della correzione all’interferenza (adattamento) avviene in accordo con la dinamica di regolazione, senza richiedere altri
parametri.
Premesse per il miglioramento della regolazione:
• l’ampiezza dell’interferenza è costante o lentamente variabile;
• il periodo dell’oscillazione è inferiore alla metà del tempo di ritardo del sistema (v. PI = 14h).
Dato che la correzione interviene fortemente sulla determinazione del valore reale, la qualità di regolazione può anche peggiorare, p. es.
quando
• le deviazioni del valore di misura sono irregolari;
• ci sono aberrazioni isolate del valore di misura;
• la variazione non è di tipo periodico;
• l’interferenza è aleatoria.
t
Setpoint di arrivo
Setpoint
massimo
Setpoint di avviamento
Variabile di controllo del canale
partner solo per regolatore slave
Setpoint
Setpoint attuale
Adattamento
Secondo
setpoint
attivo
Secondo setpoint
Setpoint
minimo
Setpoint di arrivo
"congelato
Rampa per setpoint
in salita / discesa
Modalità di
avviamento
Innalzamento del setpoint
(boost)
Valore reale guida
Controllo a valore
reale
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–11
2.3.4 Soppressione di interferenze periodiche
Se al valore di misura è sovrapposta una forte oscillazione periodica, provocata p. es. da un ciclico prelievo di energia dal loop di rego-
lazione, la variabile di controllo può oscillare tra i suoi valori estremi, compromettendo il risultato della regolazione.
Se il periodo è costante, sarà possibile filtrare tale oscillazione impostando il periodo nel parametro filtro oscillazioni (PI = 25h). In tal
caso la componente del segnale con il periodo prefissato verrà filtrato in banda stretta e sottratta dal segnale di misura ai fini della
regolazione. I valori reali da visualizzare non vengono influenzati.
Diversamente dalla correzione adattativa del valore di misura (v. cap. 2.3.3), questa funzione è in grado di sopprimere anche oscillazioni
il cui periodo è superiore alla metà del tempo di ritardo.
È possibile impostare periodi tra 0,3 s e 25 s. In caso di valori diversi (0 s ... 0,2 s o maggiori a 25 s) il filtro è inattivo.
Dato che questo filtro influisce sulla dinamica di regolazione, sarà necessario effettuare la determinazione dei parametri di regolazione,
tramite ottimizzazione manuale o auto-ottimizzazione, con il filtro oscillazioni attivato.
2.3.5 Correzione del valore reale per sensori di temperatura
In caso di collegamento diretto di un sensore di temperatura (cioè tipo sensore non impostato su lineare ) è possibile utilizzare i parametri
correzione valore reale e fattore valore reale per correggere gli scostamenti tra temperatura misurata e temperatura da visualizzare.
Con il fattore valore reale, la temperatura viene modificata proporzionalmente al valore misurato. Con fattore valore reale = 100,0 % non
avviene alcun cambiamento (impostazione standard).
Il valore impostato per il parametro correzione valore reale viene sommato al valore di temperatura misurato (modificato con il fattore
valore reale, se previsto). In questo modo vengono corretti anche i valori troppo grandi forniti da termoresistenze e dal collegamento a
due fili.
Per il calcolo generico dei parametri sono necessari due punti di misura (valore di misura è la temperatura prima della correzione, valore
indicato è la temperatura dopo la correzione):
valore indicato 1 – valore indicato 2
Fattore valore reale = ––––––––––––––––––––––––––––––––– 100 %
valore di misura 1 – valore di misura 2
valore di misura fattore valore reale
Correzione valore reale = valore indicato – ––––––––––––––––––––––––––––––– con dimensione = °C
100 %
(valore di misura – 32 °F) fattore valore reale
Correzione valore reale = (valore indicato – 32,0 °F) – ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– con dimensione = °F
100 %
Esempio
In un riscaldamento utensile esiste una differenza di temperatura tra il sistema di riscaldamento e la superficie dell’utensile. La tempera-
tura misurata (nel riscaldamento stesso) è 375 °C (valore di misura 1), la temperatura sulla superficie dell’utensile da visualizzare è allora
245 °C (valore indicato 1). Con temperatura ambiente (cioè riscaldamento utensile spento), il valore di misura non dovrà essere cam-
biato (valore di misura 2 = valore indicato 2 = 23,0 °C).
Soluzione:
245 °C – 23 °C
Fattore valore reale = ––––––––––––––– 100 % = 63,1 %
375 °C – 23 °C
23 °C 63,1 %
Correzione valore reale = 23 °C – –––––––––––––– = 8,5 °C
100 %
R6000–12 GMC-I Messtechnik GmbH
2.3.6 Scalamento degli ingressi 20 mA
Nella versione con ingressi 20 mA, lo scalamento delle variabili controllate per ciascun canale avviene tramite i parametri fattore valore
reale e correzione valore reale. Il parametro dimensione (°C / °F) è senza funzione.
Il fattore valore reale è il campo di indicazione che corrisponde al campo di misura (0(4)...20 mA).
Al fine di ottenere una buona risoluzione dei valori misurati, il fattore valore reale viene scalato internamente nel campo 2000 ... 20000.
Il valore impostato per il parametro correzione valore reale viene sommato al valore da indicare (dopo la moltiplicazione con il fattore valore
reale).
Per il calcolo generico dei parametri sono necessari due punti di misura (valori di misura in mA):
valore indicato 1 – valore indicato 2
Fattore valore reale = –––––––––––––––––––––––––––––––– campo di misura
valore di misura 1 – valore di misura 2
valore di misura – inizio campo di misura
Correzione valore reale = valore indicato – fattore valore reale –––––––––––––––––––––––––––––––––––
campo di misura
Esempio
Un trasmettitore di pressione fornisce un segnale 0 ... 20 mA per 0 ... 50 bar. Per usare la funzione di monitoraggio sensore guasto,
l’ingresso del regolatore è configurato nel campo 4...20 mA. Il valore di misura dovrà essere processato con una risoluzione di 0,01 bar.
Soluzione:
50,00 bar – 0,00 bar
Fattore valore reale = –––––––––––––––––––––––––––– 16 mA = 40 bar
20 mA – 0 mA
Il campo di misura interno sarà allora 4000 0,01 bar.
Tutte le altre variabili e tutti gli altri parametri si riferiscono a questa rappresentazione.
0 mA – 4 mA
Correzione valore reale = 0,00 bar – 40,00 bar –––––––––––––– = 10,00 bar = 1000 0,01 bar
16 mA
Attenzione
La rappresentazione interna del regolatore è senza punto decimale. Nel tool di configurazione, il punto decimale viene posizionato
tenendo conto del fattore valore reale.
2.3.7 Linearizzazione pH con ingresso 20 mA
• Se è settato il bit regolazione pH
nella configurazione estesa del regolatore
(PI = 23h), il calcolo dello scostamento prende in considera-
zione la curva di titolazione.
• Lo scalamento deve corrispondere al valore pH, il campo 0 ... 14 viene linearizzato al massimo.
• Con valore di misura esterno, il campo numerico è 0 ... 14000, corrispondente a tre cifre decimali.
2.3.8 Linearizzazione Pt100 con ingresso 20mA
• Impostando il tipo sensore a 4 o 5, il valore indicato viene linearizzato in base alla caratteristica del Pt100.
• Il valore indicato ha una risoluzione di 0,1K, se lo span (fattore valore reale) è 200...1000K.
• Il passaggio a °F non è possibile.
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–13
2.3.9 Uso dell’ingresso TC come ingresso lineare
Selezionando l’ingresso lineare (tipo sensore = lineare) viene impiegato l’ingresso termocoppie, però senza considerare il giunto di riferi-
mento.
Il monitoraggio sensore guasto, in caso di sorgenti a resistenza elevata, influenza il valore di misura:
spostamento: ca. + 1,2 mV / k
attenuazione: ca. 0,5 % / k
I due parametri correzione valore reale e fattore valore reale servono allo scalamento della grandezza di misura.
La grandezza di misura scalata viene trattata dal regolatore come una temperatura, poiché la dimensione dei diversi parametri di rego-
lazione (p. es. setpoint o banda proporzionale) è specificata in °C o °F. Nella regolazione o nel monitoraggio di grandezze diverse dalla
temperatura, dopo lo scalamento non si dovrà più cambiare la dimensione della variabile controllata, in quanto lo scalamento viene
convertito per °C / °F
Il fattore valore reale è il campo di indicazione che corrisponde al campo di ingresso 0 ... 50 mV.
Il valore 0 mV viene indicato come 0,0 °C o 32,0 °F, finché correzione valore reale = 0.
Il valore impostato per il parametro correzione valore reale viene sommato al valore da indicare.
Per il calcolo generico dei parametri sono necessari due punti di misura (valori di misura in mV):
valore indicato 1 – valore indicato 2
Fattore valore reale = ––––––––––––––––––––––––––––––––– 50 mV
valore di misura 1 – valore di misura 2
valore di misura fattore valore reale
Correzione valore reale = valore indicato – ––––––––––––––––––––––––––––––– con dimensione = °C
50 mV
valore di misura fattore valore reale
Correzione valore reale = (valore indicato – 32,0 °F) – ––––––––––––––––––––––––––––––– con dimensione = °F
50 mV
Esempio
Oltre alla regolazione di temperatura in °F è richiesto un monitoraggio della pressione. Con una pressione pari a 100 bar, il segnale in
ingresso è 44 mV, 0 bar corrispondono a 0 mV. Il valore di misura dovrà essere trasmesso attraverso l’interfaccia con una risoluzione di
0,01 bar.
Soluzione:
Nell’interpretazione di tutti i valori di temperatura, la risoluzione 0,1 °F va sostituita con 0,01 bar.
100,00 bar – 0,00 bar
Fattore valore reale = –––––––––––––––––––– 50 mV = 113,64 bar corrispondente a 1136,4 °F
44 mV – 0 mV
113,64 bar 0 mV
Correzione valore reale = (0,00 bar – 3,20 bar) – ––––––––––––––––– = – 3,20 bar corrispondente a – 32,0 °F
50 mV
R6000–14 GMC-I Messtechnik GmbH
2.4 Configurazione del comportamento di regolazione
2.4.1 TIpo regolatore
Il tipo regolatore determina come viene trattato lo scostamento.
Le modalità per l’emissione della variabile di controllo (cioè gli attuatori utilizzati) ne sono indipendenti.
L’impostazione si può liberamente combinare con tutte le altre configurazioni.
2.4.2 Modi di regolazione
Il modo di regolazione determina come vengono usate le grandezze d’ingresso: valore reale e setpoint.
L’impostazione si può liberamente combinare con tutte le altre configurazioni.
Tipo regolatore Impiego
Non usato (tipo = 0) Questa configurazione è prevista per i canali non utilizzati.
Si rileva solo il valore reale, cioè senza monitoraggio, messaggi d’errore ecc.
Misura (tipo = 1) Questa configurazione è prevista per il monitoraggio della temperatura.
È possibile configurare il monitoraggio di valori limite, in tal caso lo scostamento non viene utilizzato per altri scopi.
Attuatore (tipo = 2) Come tipo di regolatore = misura.
Inoltre viene trasmesso il rapporto di regolazione dell’attuatore con il ciclo di regolazione.
Trasmettitore limite (tipo = 3) Viene trasmesso il rapporto di regolazione massimo, se valore reale < setpoint attuale.
Viene trasmesso il rapporto di regolazione minimo, se valore reale > (setpoint attuale più zona morta).
È possibile impostare l’isteresi di commutazione, cambiamenti di stato sono possibili dopo ogni ciclo di regolazione.
Il tempo ciclo di regolazione viene usato come costante di tempo per un filtro d’ingresso addizionale.
Regolatore PDPI (tipo = 4, 5) L’algoritmo PDPI garantisce una regolazione rapida senza sovraelongazioni.
Il ciclo di regolazione è uguale o superiore al valore impostato.
La zona morta sopprime l’alternarsi di "riscaldamento" e "raffreddamento" in assenza di scostamento permanente.
La selezione tra tipo regolatore 4 o 5 viene effettuata dal regolatore stesso, a prescindere dell’impostazione effettuata;
5 sta per regolatore passo-passo PDPI puro, 4 per tutte le altre combinazioni di attuatori.
Elemento proporzionale (tipo = 6) La variabile di controllo è proporzionale allo scostamento; è possibile impostare una zona morta statica sul lato raffreddamento.
Il tempo ciclo di regolazione viene usato come costante di tempo per un filtro d’ingresso addizionale.
Questo tipo non è previsto per la regolazione, in quanto gli manca la dinamica per ottenere una regolazione senza sovraelongazioni.
Modo di regolazione Impiego
Regolatore a valore
fisso (modo = 0)
Lo scostamento è la differenza tra setpoint e valore reale.
Regolatore differen-
ziale (modo = 1)
Viene regolata la differenza dei valori reali (= valore reale del canale del regolatore differenziale meno valore reale del canale partner).
Data la sequenza di campionamento, nei circuiti veloci il canale partner dovrà precedere quello del regolatore differenziale.
Il monitoraggio del valore limite si riferisce alla differenza dei valori reali e non ai due valori reali singolarmente.
Regolatore master
(modo = 2)
Siccome al regolatore master (normalmente) non sono assegnate delle uscite, è necessario configurarlo come tale, in modo che venga calcolata una variabile
di controllo adatta per il regolatore slave.
La dinamica di regolazione è attenuata, affinché la variabile di controllo usata come setpoint delta non risulti troppo instabile.
Il tempo ciclo di regolazione viene usato come costante di tempo per un filtro d’ingresso addizionale.
La variabile di controllo viene sommata, dal regolatore slave, direttamente come setpoint delta.
1% della variabile di controllo corrisponde sempre a 1 °C del setpoint delta (indipendentemente dalla dimensione °C / °F).
Regolatore slave
(modo = 3)
Al setpoint viene sommata la variabile di controllo del canale partner, ma solo se il canale partner è un regolatore master.
1% della variabile di controllo corrisponde sempre a 1 °C del setpoint delta.
L’eventuale spostamento del setpoint dipende dalla limitazione della varia
bile di controllo del regolatore master e perciò non supera ± 100 °C.
Passando al secondo setpoint, il canale diventa regolatore a valore fisso, al secondo setpoint non viene sommato niente.
Tutte le funzioni riguardanti i setpoint, come rampe, limitazione e avviamento, vengono applicate alla somma dei setpoint.
Regolatore commu-
tatore (modo = 4)
Se un loop di regolazione presenta un solo attuatore, ma due sensori, dei quali si dovrà utilizzare, a seconda dello stato operativo, o l’uno o l’altro, il regolatore
commutatore può effettuare la regolazione in combinazione con un regolatore a valore fisso, usato come canale partner.
Configurazione
Il canale, al quale sono collegati il primo sensore e l’attuatore, viene configurato come regolatore a valore fisso (modo = 0).
Il canale, al quale è collegato il secondo sensore (e nessun attuatore), viene configurato come regolatore commutatore (modo = 4), e il canale del primo sen-
sore viene specificato come canale partner.
Se la commutazione deve avvenire tramite ingresso binario, il relativo ingresso verrà assegnato al regolatore a valore fisso, con selezione di funzione = 4 (re-
golatore commutatore attivo).
Funzione
Finché non è settato il bit regolatore commutatore attivo nella funzione regolatore del regolatore a valore fisso, è attivo il regolatore a valore fisso con il
primo sensore, e il regolatore commutatore con il secondo sensore rimane inattivo.
Se è settato il bit regolatore commutatore attivo del regolatore a valore fisso, quest’ultimo è inattivo; il regolatore commutatore è
attivo e usa il setpoint (compresi i relativi limiti e il secondo setpoint) del regolatore a valore fisso nonché le sue uscite di regolazione.
Gli stati interni del regolatore inattivo vengono congelati, in modo da permettere una commutazione bumpless in ambedue le direzioni.
Il bit regolatore on nella funzione regolatore del regolatore a valore fisso viene usato anche per il relativo regolatore commutatore. In questo modo i due ca-
nali correlati verranno sempre accesi e spenti insieme. Il bit regolatore on del regolatore commutatore non può essere cambiato.
I valori limite 1 vengono monitorati solo da parte del regolatore attivo, i valori limite 2 sempre da ambedue.
Regolatore di
rapporto (modo = 5)
Due variabili controllate vengono regolate in modo da ottenere il rapporto prefissato: la grandezza guida viene calcolata dal prodotto del setpoint, in per mille,
per il valore reale del canale partner. La rampa setpoint, se attivata, agisce sulla grandezza guida. Il modo di regolazione del canale partner può essere scelto
indipendentemente, p. es. regolazione a valore fisso.
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–15
H
K
S
M
Regolatore 1
regolatore
a valore fisso
Ingresso 1
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
H
K
S
M
Regolatore 2
regolatore
a valore fisso
Ingresso 2
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
H
K
S
M
Regolatore 3
partner = 2
regolatore
differenziale
Ingresso 3
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
+
–
H
K
S
M
Regolatore 4
regolatore
master
Ingresso 4
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
H
K
S
M
Regolatore 5
partner = 4
regolatore
slave
Ingresso 5
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
+
+
H
K
S
M
Regolatore 6
regolatore
a valore fisso
Ingresso 6
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
H
K
S
M
Regolatore 7
partner = 6
regolatore
commutatore
Ingresso 7
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
Regolatore commutatore attivo
Variabile
Regolazione a valore fisso
Regolazione differenziale
Regolazione in cascata
Regolazione in commutazione
H
K
S
M
Regolatore 4
regolatore
a valore fisso
Ingresso 4
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
H
K
S
M
Regolatore 8
partner = 4
regolatore
di rapporto
Ingresso 8
Variabile
Setpoint 2
Val. di misura
Setpoint
Regolazione di rapporto
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
di controllo
R6000–16 GMC-I Messtechnik GmbH
2.5 Impostazione delle funzioni del regolatore
Con il byte funzione regolatore si possono controllare otto funzioni, via interfaccia oppure attraverso ingresso binario. Per poter gestire
simultaneamente più canali, è possibile la formazione di gruppi.
2.5.1 Formazione di gruppi
I singoli canali di regolazione si possono assegnare a uno di tre gruppi, selezionando un numero di gruppo valido (1...3) per il parametro
gruppo della configurazione regolatore. In questo modo i canali appartenenti allo stesso gruppo possono partecipare alla regolazione a
valore reale, alle modifiche selettive (tramite ingresso binario) della funzione regolatore (vedi cap. 2.5.2 a pag. 16) oppure al raggruppa-
mento degli allarmi specifici di canali in allarmi di gruppo (cap. 2.8.12 a pag. 26).
2.5.2 Impostazione delle funzioni del regolatore via ingresso binario
I bit della funzione regolatore, usati per attivare le singole funzioni via interfaccia (bus), possono essere manipolati anche attraverso gli
ingressi binari. In tal caso l’ingresso binario ha la precedenza sull’interfaccia. Per ogni funzione è richiesto un ingresso; i comandi pos-
sono riferirsi a canali singoli, a un gruppo (1 3) o a tutti gli otto canali.
Per l’impostazione di un singolo canale, la configurazione uscita dell’ingresso è la seguente:
Per l’impostazione collettiva (gruppi/tutti i canali), la configurazione uscita dell’ingresso è la seguente:
Selezione della funzione:
2.5.3 Modalità manuale / regolatore off
Il bit regolatore on nella funzione regolatore attiva il canale di regolazione (modalità automatica); le uscite del regolatore funzionano allora
secondo quanto stabilito nella configurazione del regolatore.
Se il canale di regolazione non è attivato (regolatore on = 0), il comportamento delle uscite dipenderà dal bit manuale invece di off nella
configurazione regolatore:
"Manuale invece di off" non settato Le uscite sono disattivate (stato off). Nel regolatore PDPI si elimina la componente integrale, cioè la
temperatura deve di nuovo stabilizzarsi quando viene riattivato.
"Manuale invece di off" settato Il regolatore trasmette l’ultima variabile di controllo attiva, che può essere modificata tramite il rap-
porto di regolazione manuale (modalità manuale). Nel regolatore PDPI, la componente integrale non
viene eliminata, ma preimpostata sull’ultima variabile di controllo (eventualmente modificata), in
modo da non avere dei salti alla riattivazione.
Questo permette, ad esempio, di "congelare" temporaneamente la variabile di controllo o di rag-
giungere gradualmente, senza scatti, un altro punto di lavoro.
Qualora i due stati regolatore off e funzionamento manuale fossero richiesti indipendenti tra loro, si dovrà settare, nella configurazione estesa
del regolatore, il bit manuale invece di boost; manuale invece di off non viene settato.
Il comportamento è controllato dai bit regolatore on e boost nella funzione regolatore:
regolatore on non settato: uscite off
regolatore on settato e
boost non settato: funzionamento automatico
regolatore on e boost settati: funzionamento manuale
Bit n° Valore Significato
0 1 Configurazione come ingresso
1 1 Impostazione singolo canale
2 ... 4 0 ... 7 Numero canale
5 ... 7 0 ... 7 Selezione della funzione
Bit n° Valore Significato
0 1 Configurazione come ingresso
1 0 Impostazione collettiva
2, 3 0 / 1 ... 3 Tutti gli 8 canali / numero del gruppo
4 ... 6 0 ... 7 Selezione della funzione
70––
Valore Significato Nota
0 Secondo setpoint attivo vedi cap. 2.3.1
1 Circuito di avviamento vedi cap. 2.6.1
2 Controllo feed-forward vedi cap. 2.5.4
3 Innalzamento temporaneo del setpoint (boost) vedi cap. 2.6.2
4 Regolatore commutatore attivo vedi cap. 2.4.2
5 Cancellazione errore vedi cap. 2.7.1
6 Regolatore on vedi cap. 2.8.1 e 8.4.3
7 Start adattamento vedi cap. 2.7.1
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–17
2.5.4 Controllo feed-forward
Nella configurazione come regolatore PDPI, la qualità della regolazione in presenza di variazioni brusche del carico si può migliorare
notevolmente con il controllo feed-forward.
Settando il bit controllo feed-forward nella funzione regolatore, il rapporto di regolazione (componente integrale) del regolatore viene incre-
mentato del valore rapporto di regolazione feed-forward; se il bit controllo feed-forward viene cancellato, verrà decrementato dello stesso
valore.
Il controllo feed-forward non è attivo durante l’auto-ottimizzazione.
Dopo un reset dello strumento il bit controllo feed-forward non è (più) settato.
Il controllo feed-forward è attivo anche nel funzionamento manuale e in caso di errore sensore.
Esempio
Se il sistema di riscaldamento di una macchina, in fase di produzione, richiede mediamente il 70 % della potenza riscaldante, ma solo
il 10 % nei periodi di inattività, la differenza del rapporto di regolazione feed-forward va impostata su 60 % ed il bit controllo feed-forward
viene settato solo durante la produzione.
2.6 Regolazione canale caldo
Settando il bit canale caldo nella configurazione regolatore, il segnale di regolazione verrà trasmesso in rapida successione, cioè il tempo
ciclo di regolazione è 0,1 s, indipendentemente dall’impostazione del parametro tempo ciclo di regolazione.
La modalità di avviamento e l’innalzamento temporaneo del setpoint funzionano anche con il bit canale caldo non settato.
2.6.1 Modalità di avviamento
Settando il bit modalità di avviamento nella funzione regolatore si abilita la modalità di avviamento.
La modalità di avviamento viene attivata solo con tipo regolatore = PDPI, per gli altri tipi non è prevista nessuna funzione di avviamento.
Azzerando il bit di avviamento, l’eventuale operazione di avviamento in corso verrà subito terminata.
L’operazione di avviamento inizia, se, dopo l’applicazione della tensione ausiliaria (reset) o dopo il termine dello stato di OFF, il valore
reale risulta inferiore di oltre 2 °C al setpoint di avviamento, o
se, una volta conclusa l’operazione di avviamento oppure durante il tempo di sosta, il valore reale
risulta inferiore di oltre 40 °C al setpoint di avviamento.
L’avviamento continua, finché il valore reale supera il setpoint di avviamento diminuito di 2 °C.
La variabile di controllo viene limitata al rapporto di regolazione in avviamento.
Se il segnale della variabile di controllo deve essere trasmesso in rapida successione, sarà neces-
sario configurare il canale come canale caldo (configurazione regolatore).
Poi inizia il tempo di sosta, il quale viene impostato con tempo di sosta.
Il regolatore regola la temperatura in modo da ottenere il setpoint di avviamento.
L’operazione di avviamento è finita, quando è scaduto il tempo di sosta.
Da quel momento il regolatore regola la temperatura in funzione del setpoint previsto.
Se il setpoint attuale, rispetto a quello di avviamento, è impostato su un valore talmente basso da non poter raggiungere la condizione
per terminare l’operazione di avviamento, questa non finirà mai. In tal caso sarebbe più opportuna una limitazione della variabile di con-
trollo con il rapporto di regolazione massimo.
Lo stato (avviamento, tempo di sosta) viene segnalato dai relativi bit dello stato regolatore.
2.6.2 Innalzamento temporaneo del setpoint (boost)
L’innalzamento temporaneo del setpoint serve, p. es. nella regolazione canale caldo, per liberare gli ugelli otturati da residui di materiale
"congelato".
L’operazione viene avviata tramite il bit 3 della funzione regolatore, da impostare via interfaccia o ingresso binario. Il boost termina
quando il relativo bit viene resettato a 0, oppure automaticamente, allo scadere del tempo di boost massimo.
Lo stato è accessibile nel bit 10 dello stato regolatore.
L’innalzamento relativo è memorizzato per ogni canale nel parametro innalzamento setpoint (PI = 08), la sua durata massima è memoriz-
zata nel parametro durata boost (PI = 09).
Il boost interviene solo sul setpoint o sul secondo setpoint, e non sul setpoint di avviamento o sulla funzione rampa.
R6000–18 GMC-I Messtechnik GmbH
2.6.3 Controllo a valore reale, riscaldamento sincronizzato
Lo scopo è di ridurre le tensioni termiche all’interno di un gruppo di canali di regolazione, minimizzando le differenze dinamiche dei
valori reali.
Per raggiungere questo scopo, il loop più lento del gruppo stabilisce la salita del setpoint per tutti gli altri loop presenti nel gruppo. La
funzionalità può comprendere anche più unità. Le rampe prestabilite e la modalità di avviamento vengono rispettate.
Dopo aver settato il bit
Controllo a valore reale
e specificato il
gruppo
(0 … 3) nella
configurazione regolatore
, i canali appartenenti a questo
gruppo partecipano al controllo a valore reale. A questo scopo è necessario che il
tipo regolatore
dei canali coinvolti sia impostato su
rego-
latore PDPI
e che la regolazione sia attivata, cioè
regolatore on
o
adattamento avviato
devono essere settati nella funzione regolatore. I
relativi bit nello
stato regolatore
segnalano se è attivo il controllo a valore reale e qual è il canale più lento (vedi cap. 8.4.6 a pag. 73).
Si determina il valore reale più basso presente nel gruppo, il quale può essere trasmesso via bus, come valore reale guida, anche ad altre
unità. Se al regolatore è stato inviato il valore reale guida dello stesso gruppo di un altro regolatore, verrà preso in considerazione anche
quel valore. In questo modo è possibile realizzare il riscaldamento sincronizzato non solo per otto, ma per un elevato numero di canali;
è sufficiente che tutti i regolatori coinvolti si passino i loro valori reali guida in circuito chiuso, cioè unità 1 unità 2, unità 2 unità 3,
..., unità ultima unità 1. Nei sistemi CANopen, questo può avvenire in modo automatico, tramite PDO, negli altri sistemi la gestione è
affidata al master.
Quando tutti i canali del gruppo hanno raggiunto il loro setpoint, il valore reale guida verrà settato su 1800 °C per segnalare questo
stato.
Il comportamento di regolazione in funzione del valore reale guida è diverso, a seconda dello stato del bit canale caldo nella configura-
zione del regolatore:
Nella regolazione canale caldo, il valore reale guida pilota i setpoint di tutti i canali del gruppo, in modo da ridurre al minimo le differenze di
temperatura. Se, all’inizio dell’avviamento, è stato attivato l’adattamento, p. es. perché si usa un nuovo utensile con parametri di rego-
lazione ancora sconosciuti, le zone verranno gestite con parametri standard, e il processo di adattamento verrà influenzato in modo da
evitare notevoli differenze di temperatura anche in fase di adattamento.
Nella regolazione a due punti, a tre punti o passo-passo senza bit canale caldo settato, il valore reale guida non viene usato. Si ricorre invece
ai parametri di regolazione per determinare il gradiente di rampa ottimale per tutti i canali del gruppo, in modo che tutte le temperature
salgano con la stessa velocità; in tal caso l’auto-ottimizzazione non prende in considerazione il controllo a valore reale.
Ottimizzazione
Durata boost 2 min
Ingresso binario per boost attivo
Tempo di sosta 2 min
Avviamento con
auto-ottimizzazione,
gestione gruppo a valore reale,
modalità di avviamento 30%
senza parametri di regolazione utili
Zona 2 (veloce)
Zona 1 (lento)
in corso
GMC-I Messtechnik GmbH R6000–19
2.7 Determinazione dei parametri di regolazione
Per ottenere una dinamica di regolazione ottimale, è necessario determinare i parametri banda proporzionale riscaldamento / raffredda-
mento (Xpl / Xpll), il ritardo (Tu) del sistema e il tempo ciclo di regolazione.
In base a questi parametri il regolatore calcola internamente i valori appropriati per l’amplificazione, per il tempo derivativo e integrale e
per l’intervallo di campionamento del misurando.
2.7.1 Auto-ottimizzazione (adattamento)
L’auto-ottimizzazione determina e sovrascrive i parametri banda proporzionale riscaldamento / raffreddamento (Xpl / Xpll), ritardo (Tu) e tempo
ciclo di regolazione.
Preparativi
• Prima di avviare l’auto-ottimizzazione, il regolatore dev’essere stato completamente configurato.
• Il setpoint dev’essere impostato sul valore richiesto dopo l’auto-ottimizzazione.
• Il bit errore di adattamento, se settato, deve essere cancellato prima.
Start
• L’auto-ottimizzazione viene attivata settando il bit adattamento on nella funzione regolatore, ma solo se è settato anche il bit regolatore
on.
• Il comando di start viene accettato solo se il tipo regolatore è impostato su regolatore PDPI,
al canale sono assegnate delle uscite e
la limitazione della variabile di controllo non è inferiore al 10 %.
Se l’avviamento non può essere accettato, verrà settato il bit errore di avviamento nello stato di errore canali del canale interessato
(vedi dati evento).
• L’auto-ottimizzazione rimane attivata anche se il bit adattamento on viene di nuovo azzerato.
Sequenza
• Il setpoint attivo al momento dell’avviamento resta valido; eventuali cambiamenti sono senza effetto in questa fase.
(regolatore slave: un cambiamento del setpoint delta resta senza effetto.)
• L’attivazione o la disattivazione del secondo setpoint non diventa efficace.
• Eventuali rampe non vengono prese in considerazione.
• Se l’avviamento avviene in corrispondenza del punto di lavoro (valore reale ca. uguale al setpoint) non sarà possibile evitare delle
sovraelongazioni.
• Nei regolatori a 3 punti, all’intervento del valore limite superiore verrà attivato il raffreddamento per prevenire il surriscaldamento.
L’auto-ottimizzazione effettua allora una prova di oscillazione intorno al setpoint.
• I 4 bit meno significativi dello stato regolatore indicano la fase di ottimizzazione.
• Al termine dell’auto-ottimizzazione viene resettato il bit adattamento on.
• Se l’auto-ottimizzazione viene avviata attraverso un ingresso binario, questo dev’essere disattivato prima che finisca l’auto-
ottimizzazione, perché altrimenti l’auto-ottimizzazione verrebbe riavviata non appena conclusa. Non è possibile interrompere l’auto-
ottimizzazione attraverso l’ingresso binario.
Interruzione
• L’auto-ottimizzazione può essere interrotta in qualsiasi momento azzerando il bit regolatore on.
• Se durante l’auto-ottimizzazione si verifica un errore, il regolatore non trasmette più alcun segnale di regolazione e setta il bit errore
adattamento nello stato di errore canali del canale interessato (nei dati evento). Questo succede in caso di guasto al sensore oppure
quando la configurazione o la parametrizzazione del canale viene modificata in maniera tale da non poter più continuare utilmente
l’auto-ottimizzazione.
• In caso d’errore è necessario azzerare il bit errore adattamento dello stato errore di canale, prima di riprendere il funzionamento rego-
lare.
R6000–20 GMC-I Messtechnik GmbH
2.7.2 Ottimizzazione manuale
Nell’ottimizzazione manuale vengono determinati i parametri banda proporzionale riscaldamento, banda proporzionale raffreddamento, ritardo
e tempo ciclo. A questo scopo si esegue una prova di avviamento o di oscillazione.
Preparativi per la prova di avviamento o di oscillazione
• Il regolatore dev’essere completamente configurato e parametrizzato per l’impiego previsto.
• Gli attuatori dovrebbero essere disattivati (regolatore on = 0 nella funzione regolatore).
• Al sensore viene collegato un registratore opportunamente configurato in funzione della dinamica del loop e del setpoint.
Nel caso di un regolatore differenziale si dovrà registrare la differenza dei valori reali.
• Per i regolatori a 3 punti occorre registrare i tempi attivi e inattivi dell’uscita riscaldamento (p. es. con un ulteriore canale del registra-
tore o con un cronometro).
• Impostare il tipo regolatore su trasmettitore limite.
• Impostare il tempo ciclo sul minimo (0,1 s).
• Disattivare qualsiasi limitazione del rapporto di regolazione, se possibile.
• Abbassare (o innalzare) il setpoint, in modo che sovraelongazioni e sottoelongazioni non raggiungano dei valori inammissibili.
Esecuzione della prova di avviamento
• Zona morta = span del campo di misura impostazione per regolatori a 3 punti (il raffreddamento non deve intervenire).
Zona morta = 0 impostazione per regolatori passo-passo (l’uscita "meno" deve intervenire).
• Mettere in funzione il registratore.
• Attivare gli attuatori (regolatore on = 1).
• Registrare due sovraelongazioni e due sottoelongazioni. Per i regolatori a 2 punti, la prova di avviamento finisce qui.
Per i regolatori a 3 punti, continuare nel modo seguente:
• Impostare zona morta = 0, per registrare altre oscillazioni con l’uscita di raffreddamento attivata; attendere due sovraelongazioni e
due sottoelongazioni.
• Registrare il tempo attivo T
I
ed il tempo inattivo T
II
dell’uscita riscaldamento per l’ultima oscillazione.
Fig. 2 Curva caratteristica durante la prova di avviamento
Valutazione della prova di avviamento
• Tracciare la tangente alla curva nel punto di intersezione P tra valore reale e setpoint (punto di disattivazione dell’uscita).
• Misurare il tempo t.
• Misurare l’ampiezza di oscillazione x
ss
, nel regolatore passo-passo la sovraelongazione x.
1)
Ty = tempo di regolazione motore
Se era impostata una limitazione del rapporto di regolazione, è necessario correggere la banda proporzionale:
XpI moltiplicare con100 % / rapporto di regolazione massimo
XpII moltiplicare con –100 % / rapporto di regolazione minimo
Parametro
Valori dei parametri
Regolatore a 2 punti Regolatore a 3 punti Regolatore continuo Regolatore passo-passo
1)
Ritardo (Tu) 1,5 t t – (Ty / 4)
Tempo ciclo Tu / 12 Ty / 100
Banda proporzionale riscaldamento (XpI) x
ss
2 x
ss
0,5 x
Banda proporzionale raffreddamento (XpII) – XpI
(T
I
/ T
II
)– –
P
t
x
x
ss
T
I
T
II
Zona morta = span
Zona morta = 0
(solo regolatore a 3 punti)
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