INTRODUKTIE PID ; De 2HEATPID thermostaat is een hoogwaardige regelunit die voor tal van toepassingen kan worden gebruikt. De 2HEATPID is een zeer geavanceerde thermostaat met een hoge mate van betrouwbaarheid, en zeer eenvoudig te bedienen en in te stellen. De 2HEATPID thermostaat kan een temperatuurwaarde meten van 5 ~ +16 C, met de bijgeleverde sensor is deze waarde 5 ~ + 15 C. De 2HEATPID wordt gevoed middels een voedingsspanning van 23Vac, en is voorzien van een spanningsvrij wisselcontact en een seperaat alarmcontact (maximaal 25Vac/5A ohmse belasting). De 2HEATPID is voorzien van geavanceerde instellingen, hierbij kunnen de volgende aanpassingen worden gemaakt: toetsenblokkering, instelbare alarm temp., instelbare hoog/laag temperatuur, temp. callibratie, PID auto setting, PID handmatige instellingen, instelbare hysterese, display precisie, graden C / F, Filter modus SPECIFICATIES PID ; Bedrijfsspanning: 23Vac. Maximale aansluitspanning/stroom: ~25Vac / 5A (ohmse belasting). Max. aansluitspanning/stroom alarm: ~25Vac / 5A (ohmse belasting). Afmetingen thermostaat: 62 x 52 x 8mm, Din rail montage. Afmetingen display: 5 x 15mm, 4 digits. Temperatuurmeting: externe sensor, 5 ~ +15 C met bijgeleverde sensor. Sensorkeuze: ja, 7 sensor keuzes mogelijk. Lengte externe sensor: 25cm, 3draads, voorzien van RVS eindstuk. Sensorbewaking: Ja, regelunit schakelt uit bij een defecte sensor. Montage wijze: DIN rail. Instelbare temperatuurwaarde: 5 ~ +15 C (199 ~ +16 C mogelijk). Schakel differentie Temperatuur:.1 ~ 1 C (standaard instelling: 1 C), in stapjes van.1 C. PID modus / aanuit: Ja / ja. IJken thermostaat: Ja, deze waarde is instelbaar: +/ 2 C in stapjes van.1 C. Toetsvergrendeling: Ja. Minimale / maximale temp. begrenzing: Ja, beide waardes zijn instelbaar. Keuze C / F: Ja. Certificeringen: CE, EN, ISO. 1
UITLEG SYMBOLEN EN DISPLAY PID; De 2HEATPID is voorzien van diverse symbolen, deze symbolen hebben als functie om het bedieningscomfort te vereenvoudigen. SYMBOLEN EN TOETSEN Aansluiting externe sensor; A = rood, B = groen, C = groen Display voorzien van vier rijen digits Alarm signalering: rood wanneer alarm uitgang is geactiveerd Uitgang signalering: groen wanneer uitgang is geactiveerd (t.o.v. contact 3 en 4 Middels deze toets kan de gewenste waarde naar beneden worden bijgesteld. Functie toets (setup) Middels deze toets kan de gewenste waarde naar boven worden bijgesteld. Voeding 23Vac; 7 = Fase, 8 = Nul Uitgang potentiaal vrij wisselcontact; 3 / 4 = NO (normally open) 4 / 5 = NC (normally closed) Uitgang (alarm) potentiaal vrij kontakt; 1 / 2 = NO (normally open) MONTAGE VAN DE 2HEATPID ; De 2HEATPID is heel eenvoudig te monteren en aan te sluiten, veiligheid en de normgeving dient in acht te worden genomen. Schakel altijd de spanning uit tijdens deze werkzaamheden en lees deze omschrijving nauwkeurig. De aansluitspanning bedraagt 23Vac, de maximale belastbaarheid is 5A. Plaats de PID in een kastje die is voorzien van een DINrail. Sluit de bedrading op de PID: 1 & 2 = NO, alarm contact, 3, 4 & 5 = NO/NC uitgang, 6 & 7 = aansluiting voeding, A, B & C = 3draads sensor. De uitgangen kunnen maximaal 5 A (ohmse belasting) schakelen! Plaats de PID niet achter een deur, in de nabijheid van warmte of vocht genererende apparaten en in zonlicht. Nadat de 2HEATPID is aangesloten doet de thermostaat een zelf test van een paar seconden, de display vertoont binnen 2 seconden de volgende symbolen; 2
GEAVANCEERDE INSTELLINGEN ; 2HEAT PID: De 2HEATPID is voorzien van tal van instellingen die via het menu kunnen worden gewijzigd, de gewenste temperatuurwaarde kan handmatig worden ingesteld: Druk 2 ~ 3 seconden op de of de toets. De getallenreeks in de display kan nu worden bijgesteld naar de gewenste waarde. Wanneer U de of de toets niet meer ingedrukt houdt, dan zal de getallenreeks gaan knipperen in de display, druk op de toets SET om de ingestelde waarde te bevestigen. De display geeft nu de te meten temperatuurwaarde weer. Om in het eerste menu te komen, druk ca. 3 seconden op de SET toets, AL knippert in de display. Onderstaande getallen waardes kunnen middels de of de toets worden gewijzigd. Druk op SET voor de volgende stappen. Eerste Menu Stap Code Beschrijving Code Instelbereik Omschrijving Fabrieks instelling 1 Alarm: bovenwaarde grens. Bepalend a.d.h. van de waarde en 1 2 Afwijking sensor. 2 ~ +2 Bij temperatuur verschillen kan de waarde worden bijgesteld (calibratie) 3 Proportie of verhoudings ~ 4 De P(ID) is een belangrijke factor voor de waarde. zelfregulering i.c.m. de I en D. Wanneer de waarde op is ingesteld, is de functie PID 15 uitgeschakeld. 4 Calculerende tijd. ~ 2 24 5 Differentie tijd. ~ 2 3 6 Uitgangsvertraging. 2 ~ 12 seconden 7 Hysterese, bepaalt de gevoeligheid verschil waarde tussen de boven en onderwaarde temperatuur t.ov. de ingestelde temperatuur. 8 Automatische self setting modus t.b.v. PID instellingen.,1 ~ 1 Is alleen van toepassing wanneer de functie P op is ingesteld. / ON: het starten van de automatische self setting mode. OFF: automatische self setting mode is uitgeschakeld.,5 9 Toetsen / functie vergrendeling. ~ 5 LOC=, alle waardes en functies kunnen worden aangepast. LOC=1, alleen de instelwaarde van de gewenste temperatuur kan worden gewijzigd. LOC>1: Alle waardes kunnen niet worden aangepast. De gemaakte aanpassingen worden opgeslagen wanneer de display stopt met het knipperen van de digits! OPMERKING; In veel gevallen zal de 2HEATPID als een gewone thermostaat worden toegepast. Zorg ervoor dat de P waarde ingesteld staat op, de functie PID is dan uitgeschakeld. SELF SETTING MODUS (AT); Wanneer de 2HEATPID voor het eerst wordt gebruikt of wanneer de condities zijn verandert, stel de 2HEAT PID in op de standaard fabrieks instellingen. Om de P.I.D. functie optimaal te benutten, dient de 2HEATPID te worden gereset en in de AT (ON) modus te worden ingesteld (zie bovenstaand). Stel als eerste de gewenste temperatuurwaarde in (middels of de toets). Benader het eerste menu (3 seconden de SET toets ingedrukt houden). Scroll door naar de AT modus, en stel deze in op ON. Druk op de SET toets om naar het einde te gaan van het eerste menu. De Display geeft (knippert) AT en een temperatuurwaarde weer. Na enige tijd geeft de display (knipperend) AT1 weer, en als laatste AT2. De 2HEATPID heeft de nieuwe PID waardes opgenomen en opgeslagen. De 2HEATPID reset zich automatisch en geeft de waarde 8888 en CJ weer in de display. De 2HEATPID is nu klaar voor gebruik a.d.h. van de nieuwste P.I.D. instellingen. LET OP: Indien de 2HEATPID alleen AT toont in de display, dus geen AT1 en AT2, dan zijn de huidige PID instellingen al geoptimaliseerd. M.b.t. AT (self setting) dienen de instellingen als fabrieksinstellingen te worden ingesteld. 3
GEAVANCEERDE INSTELLINGEN (vervolg) ; Om in het tweede menu te komen, druk ca. 3 seconden op de SET en toets, LOC knippert in de display. Onderstaande getallen waardes kunnen middels de of de toets worden gewijzigd. Druk op SET voor de volgende stappen. tweede Menu Stap Code Beschrijving Code 9 Toetsen / functie vergrendeling. Instelbereik Omschrijving Fabrieks instelling ~ 5 LOC=, alle waardes en functies kunnen worden aangepast. LOC=1, alleen de instelwaarde van de gewenste temperatuur kan worden gewijzigd. LOC>1: Alle waardes kunnen niet worden aangepast. 1 Sensor type. (CU5, standaard) (PT1) CU55~15 C/9~27 ) PT1 199~6 C/199~18 (K) K 3~13 C /54~234 (E) E 3~7 C /54~126 (J) J 3~9 C /54~162 (T) T 199~4 C /199~72 (S) S 3~16 C /54~288 11 Display precisie ~ 1 DP =, 4 digits (zonder komma). DP = 1, 3+1 digits (1/1) 12 Minimale gewenste DIL DIH De gewenste temperatuurbereik kan worden temperatuurwaarde binnen ingesteld. Sensor type CU5 (5 ~ +15 ) het bereik van de sensor. kan als bereik worden ingesteld tussen (DIL) ~ 5 (DIH) C. 13 Maximale gewenste temperatuurwaarde binnen het bereik van de sensor. De gewenste temperatuurbereik kan worden ingesteld. Sensor type CU5 (5 ~ +15 ) kan als bereik worden ingesteld tussen (DIL) ~ 5 (DIH) C. 14 Keuze tussen C of F. C / F C = C (graden Celcius) F = F (graden Fahrenheit) 15 Filter modus ~ 5 Software filter, waarde 2 is een ideale waarde voor dit filter. K 15 13 C 2 LET OP: Indien de 2HEATPID alleen AT toont in de display, dus geen AT1 en AT2, dan zijn de huidige PID instellingen al geoptimaliseerd. M.b.t. AT (self setting) dienen de instellingen als fabrieksinstellingen te worden ingesteld. LET OP: Indien er geen sensor is aangesloten of dat deze onjuist is aangesloten ofwel ingesteld, dan zal de 2HEAT PID het symbool weergeven. De 2HEATPID zal nu niet kunnen functioneren! Controleer de bedrading, de waarde van de sensor (5Kohm @ C) en de instellingen. 4
PROGRAMMA OVERZICHT ; 2HEAT PID: 5
TABEL SENSOREN ; C CU5 PT1 K E J T S C CU5 PT1 K E J T S C CU5 PT1 K E J T S 2 1849 5891 8824 789 563 51 28422 2171 37815 27949 4332 122 49565 12191 19 228 573 8561 7659 5439 52 28753 21497 38624 28511 4432 123 49926 12312 18 278 555 8273 742 5261 53 2983 21924 39434 2975 4532 124 5286 12433 17 3132 5354 7963 7112 569 54 29411 2235 4243 29642 4632 125 5644 12554 16 3553 5141 7631 6821 4865 55 29739 22776 4153 321 4732 126 51 12675 15 3971 4912 7279 6499 4648 56 365 2323 41862 3782 4833 127 51355 12796 14 4387 4669 697 6159 4419 57 3391 23629 42671 31356 4934 128 5178 12917 13 48 441 6516 581 4177 58 3715 2455 43479 31933 535 129 526 1338 12 5211 4138 617 5426 3923 59 3138 2448 44286 32513 5137 13 5241 13159 11 5619 3852 568 536 3656 6 31359 2495 4593 3396 5239 131 52759 1328 1 625 3553 5237 4632 3378 61 3168 2533 459 33683 5341 132 5316 1342 9 643 3242 4777 4215 389 62 31999 25755 4675 34273 5443 133 53451 13523 8 6833 292 431 3785 2788 63 32318 26179 4759 34867 5546 134 13644 7 7233 2586 3811 3344 2475 64 2662 48313 35464 5649 135 13766 6 7633 2243 336 2892 2152 65 2725 49116 3666 5753 136 13887 5 39242 831 1889 2787 2431 1819 236 66 27447 49917 36671 5857 137 149 4 414 8427 1527 2255 196 1475 194 67 27869 5718 3728 5961 138 1413 3 43555 8822 1156 179 1481 1121 15 68 28289 51517 37893 665 139 14251 2 4576 9216 778 1152 995 757 13 69 2871 52315 3851 617 14 14373 1 47854 969 392 582 51 383 53 7 29129 53112 3913 6275 141 14494 5 1 71 29548 5398 39754 6381 142 14615 1 52144 139 397 591 57 391 55 72 29965 5473 4382 6486 143 14736 2 54285 1779 798 1192 119 789 113 73 3382 55497 4113 6593 144 14857 3 56426 11167 123 181 1536 1196 173 74 3798 41647 6699 145 14978 4 58565 11554 1612 242 253 1611 235 75 31213 42283 686 146 1599 5 674 1194 223 348 2585 235 299 76 31628 42922 6913 147 1522 6 62842 12324 2436 3685 3115 2467 365 77 3241 43563 72 148 15341 7 64981 1277 2851 433 3649 298 433 78 32453 4427 7128 149 15461 8 6712 1389 3267 4985 4186 3357 52 79 32865 44852 7236 15 15582 9 69259 1347 3682 5648 4725 3813 573 8 33275 45498 7345 151 1572 1 714 1385 496 6319 5268 4277 646 81 33685 46144 7454 152 15822 11 73542 14229 459 6998 5812 4749 72 82 3493 4679 7563 153 15942 12 75686 1466 492 7685 6359 5227 795 83 3451 47434 7673 154 1662 13 77833 14982 5328 8379 697 5712 872 84 3498 4876 7783 155 16182 14 79982 15358 5735 981 7457 624 95 85 35313 48716 7893 156 1631 15 82134 15731 6138 9789 88 672 129 86 35718 49354 83 157 1642 16 84288 1614 654 153 856 727 111 87 36121 49989 8114 158 16539 17 86444 16476 6941 11224 9113 7718 1191 88 36524 5621 8226 159 16658 18 886 16846 734 11951 9667 8235 1273 89 36925 51249 8337 16 16777 19 17216 7739 12684 1222 8757 1357 9 37326 51875 8449 161 16895 2 17584 8138 13421 1777 9286 1441 91 37725 52496 8562 162 1713 21 17951 8539 14164 11332 982 1526 92 38124 53115 8674 163 17131 22 18317 894 14912 11887 136 1612 93 38522 53729 8787 23 18682 9343 15664 12442 195 1698 94 38918 54341 89 24 1945 9747 1642 12998 11456 1786 95 39314 54948 914 25 1947 1153 17181 13553 1211 1874 96 3978 55553 9128 26 19769 1561 17945 1418 12572 1962 97 411 56155 9242 27 2129 1971 18713 14663 13137 252 98 4494 56753 9357 28 2488 11382 19484 15217 1377 2141 99 4885 57349 9472 29 2845 11795 2259 15771 14281 2232 1 41276 57942 9587 3 2122 1229 2136 16325 1486 2323 11 41665 58533 973 31 21557 12624 21817 16879 15443 2415 12 4253 59121 9819 32 21912 134 226 17432 163 257 13 4244 5978 9935 33 22265 13457 23386 17984 16621 2599 14 42826 6293 151 34 22617 13874 24174 18537 17217 2692 15 43211 6876 1168 35 22967 14293 24964 1989 17816 2786 16 43595 61459 1285 36 23317 14713 25757 1964 1842 288 17 43978 6239 143 37 23665 15133 26552 2192 1927 2974 18 44359 62619 152 38 2413 15554 27348 2743 19638 369 19 4474 63199 1638 39 24359 15975 28146 21295 2252 3164 11 45119 63777 1757 4 2474 16397 28946 21846 2869 3259 111 45497 64355 1875 41 2548 1682 29747 22397 21486 3355 112 45873 64933 1994 42 2539 17243 355 22949 2213 3451 113 46249 6551 11113 43 25732 17667 31354 2351 2272 3548 114 46623 6687 11232 44 2672 1891 32159 2454 3645 115 46995 66664 11351 45 26411 18516 32965 2467 3742 116 47367 6724 11471 46 26749 18941 33772 25161 384 117 47737 67815 1159 47 2786 19366 34579 25716 3938 118 4815 6839 1171 48 27422 19792 35387 26272 436 119 48473 68964 1183 49 27756 2218 36196 26829 4134 12 48838 69536 11951 5 289 2644 375 27388 4233 121 4922 1271 6
WAT IS P.I.D. ; De PIDregelaar is zowat de meest voorkomende regelaar in de procesregeling. De letters PID staan hier voor Proportioneel, Integrerend en Differentiërend. De PIDregelaar gebruikt het volgende regelalgoritme voor de uitgang u(t): waarin het foutsignaal e(t) het verschil is van de proceswaarde PV(t) en het setpunt SP(t): e(t) = PV(t) SP(t) Dit is eenvoudig te schrijven met Laplacetransformatie: H(s) = De transferfunctie van de regelaar Kr = de proportionele actie van de regelaar (Pactie) Ti = de integratietijd van de regelaar (Iactie): hoe kleiner Ti, hoe meer Iactie Td = de differentiatietijd van de regelaar (Dactie): hoe groter Td, hoe meer Dactie Dikwijls gebruikt men in plaats van de versterking Kr de proportionele band: Verklaring Pactie: Proportioneel betekent dat het verschil in wenswaarde en gemeten waarde met de factor Kr wordt versterkt. Iactie: De integrerende term zorgt voor een constante sommatie van de fout en blijft meer signaal uitsturen afhankelijk van hoe lang er een fout bestaat tussen gemeten en gewenste waarde. Ti noemt men hier wel de nasteltijd, dit wil zeggen de tijd (in seconden) die nodig is om een even grote waarde te krijgen als de Pactie. Een kleine Ti geeft een krachtige Iactie. Dactie: De differentiërende term wordt minder gebruikt dan de twee voorgaande. In gevallen waarin de dode tijd Tl kleiner is dan de tijdconstante Tr / 7,4 wordt die uitgeschakeld. Het is wel nodig bij processen een dode tijd Tl van Tr / 7,4 tot Tr / 3,3. De Dactie reageert op de snelheid van de verandering van de fout. Dus enkel bij het aanleggen van een stap (directe verandering van de wenswaarde bijvoorbeeld van 1 C naar 3 C) zal de D actie haar bijdrage in de regelaar geven. Hoe hoger Td, hoe feller de reactie op de verandering. ZieglerNicholsmethode In de jaren '4 hebben John G. Ziegler en Nathaniel B. Nichols proefsgewijs afstelregels voor het correct instellen van een P, PI of PIDregelaar ontwikkeld, zodat deze op acceptabele wijze op verstoringen kan reageren zonder dat er instabiliteit in het systeem ontstaat. Er zijn twee soorten afstelregels van ZieglerNichols: die met open kring en die met gesloten kring. Bij de regels met open kring moet de regelaar afgeschakeld worden. Dan wordt aan de ingang een stap q aangelegd. De uitgang reageert na een dode tijd Tl en gaat dan met tijdsconstante Tr naar een waarde G q. Dan raden Ziegler en Nichols deze afstellingen aan: Kr = 1,5 Tr / (G Tl) Ti = 2,5 Tl,4 Tl Bij de regels met gesloten kring blijft de regelaar, maar worden zijn D en I functies uitgeschakeld: Ti =,. Nu wordt de versterking Kr opgeschroefd tot de waarde Ku waarbij de proceswaarde oscilleert met periode To. Dan raden Ziegler en Nichols aan: Voor een Pregelaar: Kr =,5 Ku Ti = Voor een PIregelaar: Kr =,45 Ku Ti = 5 To / 6 Voor een PIDregelaar: Kr =,6 Ku Ti =,5 To,125 To Naast ZieglerNichols zijn er ook afstelregels van CohenCoon gebaseerd op de open kring. Voor een Pregelaar: Voor een PIregelaar: Voor een PIDregelaar: Kr = (Tr/Tl + 1/3) / G Ti = Kr = (,9 Tr/Tl + 1/12) / G Ti = Tl (3 Tr + 3 Tl) / (9 Tr + 2 Tl) Kr = (,25 + 4 Tr / 3Tl) / G Ti = Tl (32 Tr + 6 Tl) / (13 Tr + 8 Tl) Td = Tl 4 Tr / (11 Tr + 2 Tl) Distibuteur; De 2HEATDESIGN thermostaat wordt geleverd via distributeurs in Nederland, Belgie, Duitsland en GrootBrittanie.