HT系列专家自整定PID调节仪
使用说明书

 

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目     录


一、概述………………………………………………………………………………⑴
二、功能特点…………………………………………………………………………⑴
三、主要技术指标……………………………………………………………………⑴
四、型号说明…………………………………………………………………………⑶
五、操作说明…………………………………………………………………………⑷  
六、PID参数的意义和作用…………………………………………………………⑼
七、报警………………………………………………………………………………⑽
八、关于HT-900智能程序调节仪的使用说明 ………………………………… …⑾
九、通讯及打印说明…………………………………………………………………⑿
十、举例………………………………………………………………………………⒅
十一、端子接线………………………………………………………………………⒇


一、概述
HT-902系列智能仪表采用先进的微电脑芯片及技术,可与各类传感器、变送器配合使用,对温度、压力、液位、流量等工业过程参数进行测量、显示、精确控制、变送输出、数据采集及通讯。

二、功能特点
万能输入功能
自动校准和人工校准功能
手动/自动无扰动切换功能
可选择适应加热或制冷的正/反作用
控制输出信号限幅
采用模糊控制理论和传统PID控制相结合的方式,具备高精度的自整定功能,使控制过程具有响应快、超调小、稳态精度高的优点,对常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果
HT-900在HT-902基础上增加了32段程序控制功能

三、主要技术指标
基本误差:0.5%FS或 0.2%FS±1个字
分 辨 力:1/20000、14位A/D转换器

显示方式:双排四位LED数码管显示
采样周期:0.2S
报警输出:二限报警,报警方式为测量值上限、下限及偏差报警,继电器输出触点容量? AC220V/3A
控制输出:⑴继电器触点输出
⑵固态继电器脉冲电压输出(DC12V/30mA)
⑶单相/三相可控硅过零触发
⑷单相/三相可控硅移相触发
⑸模拟量4~20mA、0~10/20mA、1~5V、0~5/10V 控制输出
通讯输出:接口方式——隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem
波特率——300~9600bps内部自由设定
馈电输出:DC24V/30mA
电 源:开关电源 85~265VAC或DC24V?? 功耗4W以下

 

四、型号说明


型        谱

说明

HT-902

 

智能PID调节仪

 

外形尺寸

A

 

横式160×80×125mm开孔152×76

A/S

 

竖式80×160×125mm开孔76×152

B

 

方式96×96×110 mm开孔92×92

C

 

横式96×48×110 mm开孔92×44

C/S

 

竖式48×96×110 mm开孔44×92

D

 

方式72×72×110 mm开孔68×68

报警输出

B□

 

B1-1个报警点,B2-2个报警点

控制输出

 

见“控制输出方式表”

 

通讯输出

P

 

微型打印机

R

 

串行通讯RS232

S

 

串行通讯RS485

 

变送器配电电源

 

 

无馈电输出

V12

 

带DC12V馈电输出

V24

 

带DC24V馈电输出

供电电源

 

220VAC供电

W

 

DC24V供电

输入信号

Sn

见“输入信号类型表”

注:控制输出方式表


代  码

L

G

X1

K1

K2

输出方式

继电器

固态继电器

4~20mA

单相可控硅过零触发

三相可控硅过零触发

代  码

X2

X3

X4

K3

K4

输出方式

0~10/20mA

1~5V

0~5V/10V

单相可控硅移相触发

三相可控硅移相触发

 

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五、操作说明
(一)仪表面板
HA-HA报警灯????
LA-LA报警灯
OUT-输出指示灯
COM- 通讯指示灯
AT-自整定状态灯
PV-测量值/提示符显示窗
SV-控制目标/设定值/输出百分量显示窗
工作状态灯HA亮时为上限报警或偏差报警状态指示,LA 灯亮时为下限报警或偏差报警状态指示,OUT为输出状态灯,亮时表示接通负载或有电压电流输出。
(二)按键功能
SET—在设定状态时,用于存贮参数的新设定值并进入下一个设定参数。
▲—在设定状态时,用于增加设定值。
▼—在设定状态时,用于减少设定值。
A/M—在设定状态时,短按该键返回上一个参数设置,长按该键则退出设置状态,
●—备用。
工作状态下,按一下SET键马上松开,下排显示A ××,表示自动控制输出量的大小,再按一下SET键,下排又显示控制目标值。A/M键为手动/自动转换,按一下A/M键下排显示H ××, 进入手动控制输出状态,此时可以用▲和▼键改变输出量的大小。再按一下A/M或SET键则返回自动控制输出状态。在自动控制输出状态时,按▲、▼键直接增加、减少控制目标值。
(三)上电自检
⑴按仪表的端子接线图连接好仪表的电源、输入、输出、报警等接线。
⑵仔细检查仪表的接线,正确无误后方可打开电源。
⑶接通电源后仪表上排显示HELO下排显示PASS字样表示仪表自检通过,如果显示-HH-表示超量程或传感器未接入,仪表采用人机对话形式来输入参数,用各种提示符来提示应输入的数据。???????
(四)参数设定
按住SET键不动,保持2秒以上,直到上排显示-Cd- 下排显示1230,用▲和▼键把1230改变为1234,再按SET键,才进入参数设定状态,输入其他值无效,这主要是为了防止现场操作人员误修改参数。
在设定状态下,上排显示参数提示符,下排显示相应的设定值。工作状态下,上排显示测量值,下排显示控制目标值
如果设定过程中12秒钟不改变参数,则仪表自动返回运行。
提示符及含义如下:
⑴-sn- —设定仪表输入信号(参照输入类型表)

参数提示符

输入信号内容

参数提示符

输入信号内容

tc―K

K 型

rtd

远传电阻0―400Ω

tc―S

S 型

bA1

BA1

tc―E

E 型

bA2

BA2

tc―b

B 型

0―50

0―50mV

tc―t

T 型

0―5V

0―5V

tc―n

N 型

1―5V

1―5V

tc―j

J 型

0―20

0―20mA

P100

Pt100

0―10

0―10mA

C100

Cu100

4―20

4―20mA

Cu50

Cu50

ts

特殊规格

⑵dot—设定显示值有几位小数点,范围0~3。
⑶inPL—线性输入下限对应显示值即仪表量程下限,范围-999~9999。(变送输出下限)
⑷inPH—线性输入上限对应显示值即仪表量程上限,范围-999~9999。(变送输出上限)
⑸HA(High Alarm)—上限报警值
⑹LA(Low? Alarm)—下限报警值
⑺dA(deviation Alarm)—偏差报警值
⑻At—自整定开关, 用▲或▼键设成ON则允许自整定, 设成OFF则禁止自整定, 每次整定完后自动设成OFF, 第一次启动自整定则必须设成ON, 整定过程中下排出现At字样, 同时AT灯亮, 整定完后自动取消。
⑼-P-比例增益,范围为1~99.99,出厂缺省值设为10.0。
⑽-I-积分时间,范围为1~4000秒,出厂缺省值设为200。
⑾-d-秒分时间,范围为1~999秒,出厂缺省值设为40。
⑿oPL—限制调节量输出最小值,范围为0~100%。
⒀oPH—限制调节量输出最大值,范围为0~100%。
⒁Lit—投入超调抑制作用的控制点与目标SV值的距离。如:SV=150℃,希望在145℃开
始投入超调抑制,则Lit=5.0。
⒂dv—超调抑制作用强度,分为0~5档。档位越大,抑制作用越强。抑制过大,会使系统到达设定控制值的时间越长。Lit太大,即投入抑制作用太早,也会使控制时间增长,这两个参数要配合起来调,使系统得到满意的效果。
⒃CooL—正反作用选择,选择oFF,为反作用调节方式,指仪表输入增大时,调节输出趋向减小的控制,如加热控制;选择oN,为正作用调节方式,指仪表输入增大时,调节输出趋向增大的控制,如致冷控制。
⒄OP—选择控制输出方式,SSr-固态继电器/可控硅输出、onoF-继电器开关输出,0~5V、1~5V、0~10V电压输出,0~20mA、4~20mA,0~10mA电流输出, 共8种常用方式。特殊要求另议, 继电器开关控制周期为20秒,固态继电器/可控硅控制周期为2秒。
⒅oSEt—调零校正系数范围-99.9~99.9,修正后显示值=修正前测量值+oSEt。
⒆FSEt—调满度校正系数范围0.500~2.000,修正后=FSEt×(修正前测量值+oSEt)
⒇Addr—通讯地址即仪表编号,范围1~99。
(21)bAUd—通讯的波特率,范围300~9600。
(22)C-oP—选择通讯协议,设置为ON时为Modbus协议,设置为OFF为本公司自行开发的协议。
当仪表上排显示-End表示参数设置完毕。
设定的提示符根据用户要求可能有变动,内容上有增减,以满足个性化需求, 方便用户简单使用。

六、PID参数的意义及作用
按偏差的比例、积分、微分控制(简称PID控制) 是工业过程中应用最广泛的一种控制方法,P为比例增益,代表比例控制作用的强弱,与比例带δ成倒数关系。I为积分时间,单位为秒,d为微分时间,单位为秒。
(一)PID参数人工整定指南
⑴比例增益P的选取。由于P的大小直接影响到系统的超调量、过渡时间和稳态误差,因此P的选取尤其重要。比例增益P 加大,系统动作灵敏,速度加快,但偏大,超调量增大,振荡次数增多,调节时间过长。若P太大,系统会趋向振荡,超调较大;若P太小,会使系统动作缓慢,可能会欠调。
⑵积分时间I的选取。积分作用旨在消除稳态误差,积分时间I的大小与积分作用呈反比关系。I太小,积分作用太强将使系统不稳定,振荡次数较多;而I太大,对系统性能影响减弱,以至不能消除稳态误差。
⑶微分时间d的选取。微分控制能够预测偏差,产生超前校正作用,可以较好地改善动态特性。但是,当d偏大或偏小时,超调量和调节时间都会增加。工程上,一般选取d=0.1I~0.2 I。
这里举一个使用常碰到的现象,以说明手动调整PID参数的规律。在整个动态过程中,发现响应超调量偏小,测量值围绕给定值小幅振荡,调节时间长,稳定不下来。超调量偏小说明P偏小,小幅振荡和不稳定说明I偏小。可以依据PID调节规律逐渐增大P和I, d也随I作相应调整,逐步满足调节要求。
由上述分析可知,三个参数的选取相互影响、相互制约,还受实际各种因素的制约,必须根据具体运行情况和控制要求做出折衷选择。
(二)自整定模糊PID指南
选取控制目标值的80%量为自整定的给定值,输出为满度输出的80%量。例如,在加热控制过程中,控制目标值设为200℃,满度输出opH=100,控制输出信号为4-20mA。自整定时,以160℃作为自整定的目标值,当测量值低于160℃时,输出为满度输出的80%=16.8mA,当测量值大于160℃时,输出为4mA。这样,系统在160℃上下振荡,经过2~3次振荡后,仪表计算出参数P、I和d的值并保存,自整定结束,然后以200℃作为目标值继续控制。
建议:自整定时最好从环境温度开始,测量值要低于目标值的80%。如果CooL设置为ON,应在高温时打开自整定。

七、报警

本仪表采用继电器输出方式报警,通常状态下,继电器接点“高与中”为常开,“中与低”为常闭。当仪表测量值高于上限报警值或偏差报警值时, 上限指示灯亮,同时对应的继电器接点“高与中”闭合,“中与低”断开;当仪表测量值低于下限报警值或偏差报警值时,

下限指示灯亮,同时对应的继电器接点“高与中”闭合,“中与低”断开。
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八、关于HT-902智能程序调节仪的使用说明
HT-902智能程序调节仪一般采用三排数码管显示。工作状态时,仪表上排显示测量值,中间显示控制的目标值、输出百分比数。下排交替显示当前工作的段数和该段剩余的时间。仪表没有进入控制输出状态运行时,下排根据状态显示Hold(暂停)、StoP(停止)、-End(结束)。
(一)增加的按键功能:
▲—在自动输出状态下用于修改程序跳转到某一段,此时下排显示Ln xx,可通过▲▼键更改段数使程序跳转到设定段,按SET键保存。

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

表停止输出。
●—用于启动/暂停曲线控温的开始与暂停(下排显示run hold)。
(二)HT-900在HT-902基础上增加了32段程序控制功能,增加的提示符及含义如下:
⑴Ln—表示有几段控温曲线(1~32)
⑵bt—表示控温曲线起始温度,一般可设为室温。
⑶C 01—表示第一段控温曲线的温度。
⑷T 01—表示由起始温度到第一段控温点的时间
⑸C 02—表示第二段曲线控温的温度。
⑹T 02—表示由第一段控温点到第二段控温点的时间。
······
⑺C32—表示第三十二段曲线控温的温度。
⑻T32—表示由第三十一段控温点到第三十二段控温点的时间。
⑼Clr—复位方式,默认值为1,表示退出设定后,程序继续运行;如果设为0,则SV从bt温度重头开始。
End --表示参数设置完毕,不按任何键,则几秒后,根据Clr的值,自动运行。

九、通讯及打印说明

本仪表备有RS232、RS422/485接口,可直接接计算机通讯,数据格式为1个起始位﹑

8个数据位﹑无奇偶校验﹑1个停止位。用户可以选择Modbus通讯协议和本公司自行开发的协议,前者几乎能和所有的组态软件连接,后者更适合用户自己编写计算机软件连接仪表。
(一) MODBUS通讯协议
采用标准的MODBUS通讯协议,在使用组态软件时,须选用的设备为modicon(莫迪康)的PLC,Modbus-RTU地址型,数据为整型16位,寄存器从4001或3001开始
参数代号  参数名   含    义
4x0001   PV      测量值???
4x0002   SV      给定值
4x0003   HA      上限报警
4x0004   LA      下限报警
4x0005   P       比例增益
4x0006   I       积分时间
4x0007   d       微分时间
4x0008   AT      自整定(为1时ON,为0时OFF)
······
例:读地址为1的仪表的PV和SV值(PV=651 ,SV=1000)
发送数据为 01 03 00 00 00 02 c4 0b

返回数据为 01 03 04 02 8b 03 e8 8b 1f
写SV=1234时,发送数据 01 06 00 01 04 d2 5a 97
(二)本公司自行开发的协议
参数代号:仪表的参数用2个8位字节的16进制的参数代号来表示。它在指令中表示要读/写的参数名。
仪表编号:即通讯地址。有效的地址为1—99,一条通讯线路上最多可连接99台这类仪表,仪表的地址代号由参数Addr决定。
所有数字变成ASCⅡ码传输,其命令格式如下:
从仪表读数据
指令格式:EOT+仪表编号 +52H+参数代号+ENQ

EOT

仪表编号(十位)

仪表编号(个位)

R

参数代号

ENQ

[04h,30h,31h,52h, 30h,30h,05h]
仪表返回:STX+仪表编号+参数代号+参数值+校验码+ETX


STX

仪表编号
十位

仪表编号个位

参数代号
十位

参数代号
个位

数据符号位

?数 据
千 位

数 据
百 位

数 据
十 位

数 据
个 位

小数点

校验码

ETX

[02h,30h,31h,30h,30h,2bh,31h,32h,33h,2eh,34h,e7h,03h]
向仪表写读数
指令格式:EOT+仪表编号+57H+参数代号+被写入的参数值+ENQ

EOT

仪表编号(十位)

仪表编号(个位)

W

参数代号
十位

参数代号
个位

数据符号位

数 据
千 位

数 据
百 位

数 据
十 位

小数点

数 据
个 位

ENQ

[04h,30h,31h,57h,30h,38h,2bh,31h,32h,33h,2eh,34h,05h]
说明:⑴仪表编号由仪表中“Addr”参数决定,它为2位数字的ASCⅡ码。
⑵在命令及返回参数中的EOT,STX等均为一个ASCⅡ码,它们的码值为:
STX=02H;ETX=03H;ENQ=05H;EOT=04H,R表示读,ASCⅡ码值=82(52h)
W表示读,ASCⅡ码值=87(57h)
⑶数据值为符号位+4位有效位+小数点,共6位。
⑷检验码为发送前11个字节之和,超过FFH,则减去100H。

例如:仪表编号为01,测量值=123.4,则数据千位为31H、百位为32H、十位为33H、个

位为34H、符号位2BH为正、符号位2DH为负。
参数代号  参数名   含????? 义
00     PV      测量值???
01     SV      给定值
02     HA      上限报警
03     LA      下限报警
04     P       比例增益
05     I       积分时间
06     D       微分时间
07     AT      自整定(为1时ON,为0时OFF)
08     Sn      输入规格
O9     dot     小数点位置
10     inpL     下限显示值
11     inpH     上限显示值
12      OSEt     传感器零点修正
13     FSEt     传感器满度修正
14     oPL      输出下限

15     oPH     输出上限
16     C00L     正/反作用
17     bAud     通讯波特率
18     Addr     通讯地址
19     Lb      数字滤波
由HT智能仪表+上位机组成的DCS集散控制系统,具有集中管理,分散控制的特点。控制以及数据采集均由下位机完成,上位机则对整个工艺过程进行实时监控,记录并打印历史数据。上位机故障不影响下位机,下位机之间故障不扩散,从而大大减小了因局部故障造成系统崩溃的几率。RS485最大通讯距离1.5km,可以挂接多个仪表。RS232最大通讯距离15m,只能挂接一个仪表。
(三)打印功能
仪表的打印功能由仪表内增加的打印接口板及另配的打印单元(打印机及打印电源)完成。仪表内置硬件时钟,停电不影响。打印的通讯格式:1个启始位,8个数据位,1个停止位,无校验,波特率1200。
参数设置如下:
⑴-Ht-—设定××月××日。

⑵-Lt-—设定××时××分,这样就提供给打印机一个起始时间,到时打印机会一起打

印出来(××月××日××:××)。
⑶-Pt-—设定仪表定时打印周期,范围1~9999分,设为00时不打印。
注1:带打印功能的仪表才有此类参数。
注2:在仪表工作状态下,按下●键可实现即时打印。

十、举例
仪表用于加热温度控制,输入信号为二线制温度变送器4-20mA,对应0~200℃,温度高于控制值5℃时上限报警动作,调节输出最小值为0,最大值为80%,P、I、D参数按出厂缺省值设定,和计算机联网,仪表编号为01,波特率为9600,测量值无须校正,小数点为1位,参数设定如下:
加热某样品,要求从室温(20℃)开始,经下列程序:
第一段控温(从室温升温)700℃,升温时间60分钟
第二段控温(恒温)700℃,升温(恒温)时间300分钟
第三段控温(升温)750℃,升温时间10分钟
第四段控温(恒温)750℃,升温(恒温)时间100分钟
第五段控温(降温)400℃, 降温时间40分钟
第六段控温(降温)100℃, 降温时间200分钟
提示符  键入数据     意义

bt    20   程序开始时的温度为20℃
Ln    6    共有6个六段曲线
C 01   700   第一段控温700℃
T 01   60   由室温升温到700℃的时间60分钟
C 02   700   第二段恒温700℃
T 02   300   恒温700℃的时间为300分钟
C 03   750   第三段控温750℃
T 03   10    由700℃升温到750℃的时间为10分钟
C 04   750   第四段恒温750℃
T 04   100   恒温750℃的时间为100分钟
C 05   400   第五段控温400℃
T 05   40   由750℃降温到400℃的时间为40分钟
C 06   100   第六段控温100℃
T 06   200   由400℃降温到100℃的时间为200分钟
以此类推
sn=4-20 dot=1 inPL=0.0 inPH=200.0 dA=5.0 P=15.00 I=200 d=15 oPL=0 oPH=80 CooL=oFF oSEt=0.0 FSEt=1.000 Addr=1 bAUd=9600

 

十一、端子接线
1⑴A、A/S规格160×80×125尺寸的仪表?????

 

 

1

 

 

 

 

 

⑵B规格96×96尺寸仪表
1

 

???????

 

 

 

⑶C规格96×48尺寸仪表
1

 

 

 

 

 

 

 

⑷C/S规格48×96尺寸仪表
1

 

 

 

 

 

 

⑸D规格72×72尺寸仪表

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

可控硅触发时接线图(过零触发及时间比例输出)
注意事项
⑴根据负载的电压及电流大小选择适当的阻容吸收回路及压敏电阻以保护可控硅。
⑵仪表触发输出要求负载额定交流电源为100—380VAC(最大电压允许范围85—418VAC)。
⑶特殊要求的仪表,接线方式请以随机接线图为准。

 

承蒙惠购本公司产品,不胜感激。
敬请事先详阅本说明书,以便于正确使用。
本仪表虽然在严格的品质管理下制造出厂,但万一发生不正常事项或遇到意外情况,敬请通知本公司生产部、技术服务部或与当地供货商联系。

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