Для построения, на базе контроллеров-регуляторов KUBE компании ASCON TECNOLOGIC, автоматической многоконтурной каскадной системы регулирования процессом используется решение, при котором выходной сигнал регулятора передается с ведущего (мастера) контроллера KUBE ведомым по цифровому интерфейсу RS485. Использование цифрового интерфейса передачи данных позволяет защититься от помех и позволяет объединять в одну систему до 20 приборов KUBE (KR, KM, KX), выполняющих разные функции управления: электронагревателями, регуляторами мощности, горелками, клапанами или просто обеспечивая контроль предельных параметров для безопасной работы.
Общие сведенья о каскадном регулировании
Каскадное регулирование широко применяется для управления различными технологическими процессами. Его использование позволяет компенсировать задержки и предотвращать накопления энергии негативно влияющие на качество регулирования. В качестве примеров, далее приведены три варианта каскадного регулирования температуры с различными типами исполнительных механизмов.
Реализация на контроллерах KUBE
Рассмотрим классическую задачу каскадного регулирования: нагрев проточной воды в баке через теплообменник подводимым паром. Необходимость использования в такой задаче каскадного регулирования объясняется запаздыванием контура управления, причиной которого является емкость бака, высокая теплоемкость воды и сопротивление передаче теплоты от пара внутри труб к воде в баке. Запаздывание приводит к существенным колебаниям температуры воды на выходе из бака, что не допустимо во многих технологических процессах. Контур регулирования расхода позволяет существенно повысить стабильности процесса.
Для примера возьмем в качестве ведущего контроллера базовую модель 48х48 KM1-HCRR-D---E----, ведомым будет KM3-HCRMMD---E---- с возможностью управления положением клапана сигналами больше-меньше. Для организации связи между контроллерами используем два адаптера ARS1.
Настройки KUBE для организации многоконтурного регулирования
[84] SP.rt - параметр определяет, как ведомые устройства будут использовать значение, поступающее по последовательной связи:
- rSP поступающее значение, используется в качестве удаленной уставки (RSP).
- trin поступающее значение, будет алгебраически добавлено к локальной заданному значению, заданному в A.SP, и сумма будет использоваться в качестве удаленной уставки.
- PErc поступающее значение, будет масштабироваться на входном диапазоне AI, и полученное значение будет использоваться в качестве удаленной уставки.
Выбираем SP.rt = PErc и настраиваем его только в ведомом контроллере: задание будет масштабироваться в соответствии с диапазоном с входным диапазоном ведомого контроллера – в данном случае с диапазоном измерения расходомера.
[85] SPLr - выбор локальной или удаленной уставки. Диапазон:
- Loc локальная уставка выбрана в [83] A.SP;
- rEn удаленная уставка (получаем по последовательной связи).
Выбираем SPLr =rEn настраивается только в ведомом контроллере: удаленное получение задания.
[131] Add Адрес прибора в сети. Add у каждого контроллера свой адрес: 1 ведущий и 2 ведомый.
[132] bAud - скорость в бодах. Доступно, когда [131] отличается от oFF. Диапазон: от 1200 до 38400 бод. По умолчанию устанавливается 9600.
[133] trSP - выбор значения для удаленной передачи. Доступно, когда [131] отличается от oFF. Диапазон:
- nonE передача не используется (прибор является ведомым);
- rSP прибор передает рабочую уставку (только для ведущего прибора);
- PErc прибор передает выходную мощность (только для ведущего прибора).
Настраиваем в ведущем trSP = PErc.
Так же можно настраивать регуляторы KUBE c ПК.
Алгоритм управления 2-ПИД обеспечит быстрый выход на заданное значение и более устойчивую работу установки при наличии возмущающих воздействий, а нечеткая функция защиты от перерегулирования и рысканья дополнительно повысит качество регулирования.
Первоначально производится автоматическая настройка ПИД ведомого контура с фиксированным заданием с ведущего контроллера (в режиме ручного управления MAN), а уже после этого провидится автоматическая настройка регулятора ведущего контроллера.
Автонастройка EVOtune не требует предварительного выставления коэффициентов ПИД регулятора и повторного запуска. Только в ведомом контуре необходимо задать время полного открытия клапана и длительность минимального управляющего сигнала (в KX6 доступна автоопределение этих параметров).
Дополнительные возможности KUBE
KUBE так же могут предложить дополнительные функции в таком применении:
- ведущий контроллер может управлять выходным клапаном, перекрывая подачу воды если она холоднее или горячее установленных пределов вычисляемых относительно задания, или если контур регулирования выключен;
- пуск каскада можно осуществлять по дискретному входу от внешней кнопки. Включение в цепь сигналов с датчика протока воды и реле давления пара сделают систему более безопасной.
Трех цветная индикация однозначно покажет состояние зоны: ниже задания – оранжевый, в допустимой зоне - зеленый, перегрев или авария - красный.
Функции определения обрыва цепи управления (Loop Break Alarm) так же поможет остановить процесс до того, как он выйдет за допустимые пределы.
Несомненную пользу в контроле за работой установки принесут счетчики времени наработки приборов и исполнительных элементов, которые так же можно использовать и для: напоминания забывчивым клиентам об оплате за оборудование.
