SIPART DR20 - Siemens · 2015. 1. 20. · In der vorliegenden Ausgabe 02/2005 des Projektierungshandbuchs wird der Kompakt-regler SIPART DR20 in der Ausführung mit Software-Stand

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SIPART DR20 Der Kompaktregler 6DR2001, 6DR2004

Projektierungshandbuch 02.05

Bestell-Nr. 6ZB5600-0AA01-0BA1

Projektierungshandbuch SIPART DR20

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SIPART DR20 Projektierungshandbuch

Projektierungshandbuch

S I P A R T D R 2 0 In der vorliegenden Ausgabe 02/2005 des Projektierungshandbuchs wird der Kompakt-regler SIPART DR20 in der Ausführung mit Software-Stand bis B07/C01 beschrieben (siehe Seite 91). Mit diesem Gerät können auch alle Funktionen und Schaltungen realisiert werden, die einem niedrigeren Software-Stand entsprechen und bereits in früheren Veröffentlichungen dargestellt wurden. Darüber hinaus wurden gegenüber früheren Geräten einige Funktionserweiterungen vorgenommen, die besonders gekennzeichnet sind.

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WARNUNG

Dieses Gerät wird elektrisch betrieben. Beim Betrieb elektrischer Ge- räte stehen zwangsläufig bestimmte Teile dieser Geräte unter gefähr- licher Spannung. Bei Nichtbeachtung der Warnhinweise können deshalb schwere Körperverletzungen oder Sachschäden auftreten. Das an diesem Gerät arbeitende Personal sollte entsprechend qualifiziert sein und muss gründlich mit allen Warnungen der Bedienungsanleitung und des Projektierungshandbuches vertraut sein.

Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen

Transport, fachgerechte Lagerung, Montage und Bedienung voraus.

Technische Änderungen vorbehalten

Die in dieser Druckschrift aufgeführten Markennamen COROS, SIMATIC, SIPART und

TELEPERM sind eingetragene Warenzeichen der Siemens Aktiengesellschaft

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Inhaltsverzeichnis Kap. Seite Kap. Seite 1. Grundbegriffe der Regelungstechnik Filterung der Regeldifferenz 45 Anzeige der Regeldifferenz 45 1.1 Regelkreis 6 Ansprechschwelle für xd 46 1.2 Aufnehmer und Messumformer 6 Wirksinnanpassung 47 1.3 Stellglieder und Stellantriebe 6 D-Glied 47 1.4 Regler 7 P-/PI-Regelalgorithmus 47 • Der Dreipunkt-Schrittregler 8 Umschaltung in den Automatikbetrieb 47 • Der kontinuierliche Regler 9 Begrenzung des Reglerausgangssignals 48 • Der Zwei- und Dreipunktregler 9 3.2.4 Ausgangsignalverarbeitung und -Umschaltung 48 2. Der Regler SIPART DR20 11 Mögliche Betriebsarten 49 2.1 Anwendungsbereich 11 Vorrangschaltung Hand-Nachführbetrieb 50 2.2 Bedien- und Anzeigefunktionen 12 Handstellgröße 50 Stellungsrückmeldung 50 3. Technische Beschreibung 14 Stellungsanzeige und Wirksinnanpassung 50 3.1 Hardware 14 Binärausgang 51 3.1.1 Frontbaugruppe 15 S2 = 0 K-Ausgang 53 3.1.2 Grundleiterplatte 16 S2 = 1 Ausgangsstruktur Zweipunkt- 54 3.1.3 Zusatzbaugruppen (Optionsmodule) 17 regler Analogeingänge AE3 und AE4 17 S2 = 2 Dreipunkt-Schrittausgang mit 57 Grenzwertausgänge GW 18 interner Stellungsrückführung Serielle Schnittstelle 18 S2 = 3 Dreipunkt-Schrittausgang mit 58 3.2 Software 19 externer Stellungsrückführung Strukturschalterliste 20 3.2.5 Wiederanlaufbedingungen 60 3.2.1 Eingangssignalaufbereitung 23 3.2.6 Optische Signalisierungen 60 Analog-/Digital-Wandlung 23 3.2.7 Busanschaltung 62 0/4 bis 20mA-Umschaltung 23 Signalzuweisung 23 4. Technische Daten 64 Messumformerüberwachung 24 Allgemeine Daten 64 Radizierung 24 Hilfsenergie 66 Linearisierung 24 Messumformerspeisung 66 Binäreingang BE 24 Analogeingänge AE1 und AE2 66 Quittierung des CB-Signals 25 Binäreingang BE 66 3.2.2 Eingangssignalverarbeitung Binärausgang BA 67 und -Umschaltung 26 Analogausgang Iy (K-Regler) 67 Manuelle Sollwertvorgabe 27 Relaisausgänge ± ∆y (S-Regler) 67 x-tracking 27 CPU-Daten 68 Sollwertbegrenzung u Sollwertrampe 27 A/D-Wandlung 68 Bildung der Regeldifferenz 27 Anzeigetechnik 68 Grenzwertmelder 27 Options-Module 69 Digitalanzeige 28 Grenzwertmodul mit Relais 70 S1 = 0 Festwertregler 28 Grenzwertmodul mit 4BA und 1 BE 70 S1 = 1 Festwertregler mit Störgrößen- 29 Serielle Schnittstelle 71 aufschaltung am Eingang S1 = 2 Festwertregler mit Störgrößen- 30 5. Montage 72 aufschaltung am Ausgang 5.1 Mechanischer Einbau 72 S1 = 3 DDC-backup Festwertregler 30 Wahl des Einbauorts 72 S1 = 4 Folgeregler ohne Intern-/ 34 Tafeleinbau 72 Extern-Umschaltung 5.2 Elektrischer Anschluss 72 S1 = 5 Folgeregler mit Intern-/ 35 Schutzleiteranschluss 72 Extern-Umschaltung Versorgungsspannungsanschluss 72 S1 = 6 Gleichlaufregler 39 Anschluss der Mess- und Signalleitungen 72 S1 = 7 Verhältnisregler 39 Null-Volt-System 73 S1 = 8 Verhältnisstation 40 S1 = 9 Leit- und Handsteuergerät 42 S1 = 10 Prozessanzeiger 43 3.2.3 Regel-Algorithmus 43

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Inhaltsverzeichnis Kap. Seite Kap. Seite 5.2.1 Beschaltungen und Rangierungen 73 7.3.2 Ermittlung der Reglerparameter mit 101 Grundgeräte 73 dem Software-Programm SIEPID DR20 6DR2800-8J Strom und Spannung 75 7.3.3 Verhalten bei stark gestörter 101 6DR2800-8R Widerstandsgeber 78 Regelgröße 6DR2800-8P Widerstands- 78 thermometer 8. Kurzzeichenerklärung 102 6DR2800-8T Thermoelemente 80 und mV 9. Bestelldaten 103 6DR2800-8D Grenzwertmeldungen 82 (Relais) 10. SIPART-Regler in Systemen 104 6DR2800-8B Grenzwertmeldungen 82 (BA) 11. Darstellung verschiedener Sollwerte 105 5.2.2 Beschaltungen der seriellen Schnittstelle 84 6DR2803-8A 84 12. Projektierungsbeispiele und 110 SIPART Bus 84 Vordrucke Anschlusstechnik SIPART Bus 85 Projektierungsbeispiel F 138 Formular „Einstellungen SIPART DR“ 139 6. Einstellen und Bedienen 89 6.1 Prozessbedienung 89 6.2 Parametrierung 90 6.3 Strukturierung 91 Parameterliste 92 6.4 Lampenprüfung 93 6.5 Anzeige des Software-Stands 93 6.6 Weitere Hinweise 93 Signalisierung von Betriebs- 93 spannungsausfall Einstellen des Linearisierers 93 Werkseinstellung der Parameter 94 6.7 Standard-Messbereiche für 95 Temperaturmessungen mit Thermoelementen 7. Inbetriebnahme 97 7.1 Wirksinnanpassung 97 7.1.1 Wirksinnanpassung des Reglers 97 an die Regelstrecke 7.1.2 Wirksinnanpassung der Stellungs- 97 anzeige an die Regelstrecke 7.2 Anpassung von schaltenden 98 Reglern an die Stellgeräte 7.2.1 Zweipunktregler (S2 = 1) 98 7.2.2 Dreipunkt-Schrittregler mit 99 interner Rückführung (S2 = 2) 7.2.3 Dreipunkt-Schrittregler mit 99 externer Rückführung (S2 = 3) 7.3 Optimierungshinweise 99 7.3.1 Einstellen der Regelparameter 99 ohne Kenntnis des Anlageverhaltens

Dieses Projektierungsbuch wird ergänzt durch: Serielle SIPART DR20 V.28-Busschnittstelle Serieller Schnittstellenbaustein 6DR2803-8A/8C Betriebsanleitung Bestell-Nr. C73000-B7400-C128-* Bustreiberbaustein C73451-A347-B202 }

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1 Grundbegriffe der Regelungstechnik 1.1 Regelkreis Eine Regelung hat die Aufgabe, die Ausgangsgröße x einer Regelstrecke auf einen vorbe- stimmten Wert zu bringen und sie gegen den Einfluss von Störungen z auf diesem Wert zu halten. Bei einer digitalen Regelung wird die Regelgröße x zyklisch erfasst und mit der Führungsgröße w verglichen. Die daraus resultierende Regeldifferenz xd = w- x wird im Regler zur Stellgröße y verarbeitet, die auf die Regelstrecke wirkt.

w 2

1

x y

z1

-xd

z2 z3

w Führungsgröße x Regelgröße xd Regeldifferenz y Stellgröße z Störgrößen 1 Regelstrecke 2 Regeleinrichtung

Bild 1/1 Regelkreis und Signalflussplan 1.2 Aufnehmer und Messumformer Die Regelgröße kann eine beliebige physikalische Größe sein. Häufig zu regelnde Größen in der Verfahrenstechnik sind z. B. Druck, Temperatur, Niveau und Durchfluss. Einige Aufnehmer, wie Widerstandsthermometer, Widerstandsgeber und Thermoelemente, können direkt an den Regler angeschlossen werden. In anderen Fällen müssen Messumformer, deren Ausgang eine elektrische Größe ist, zwischen Aufnehmer und Regler geschaltet werden. Unsere Regler sind für Messumformer mit Einheitssignalausgängen (0 bis 10 V, 0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA) ausgelegt. 1.3 Stellglieder und Stellantriebe In den meisten Anwendungsfällen der Wärme- und Verfahrenstechnik wirkt die Stellgröße y über ein Ventil, eine Klappe oder eine andere mechanische Verstelleinrichtung auf die Strecke. Zum Betätigen solcher Stellglieder sind drei Antriebsarten möglich: - Elektrischer Stellantrieb, bestehend aus Elektromotor und Getriebe. Sie sind integral wirkend und werden durch Dreipunkt-Schrittregler angesteuert. Es gibt auch elektrische Stellantriebe mit integriertem (vorgeschaltetem) Stellungsregler, die dann proportional wirkend sind und durch kontinuierliche Regler angesteuert werden. - Pneumatischer Stellantrieb mit Druckluft als Hilfsenergie und elektropneumatischem Stellungsregler oder mit elektropneumatischem Signalumformer. Sie sind proportional wirkend und werden durch kontinuierliche Regler angesteuert.

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− Hydraulischer Stellantrieb mit elektrisch betriebener Ölpumpe und elektrohydraulischem Stellungsregler. Diese sind proportional wirkend und werden ebenfalls durch kontinuierliche Regler angesteuert.

Elektrische Stellantriebe mit Wechselstrom- oder Drehstrommotoren sind robust. wartungsarm und wirtschaftlich. Pneumatische Stellantriebe sind schneller als elektrische und explosionsgeschützt, für große Stellkräfte jedoch kaum geeignet. Hydraulische Stellantriebe sind schnell und auch für große Stellkräfte einsetzbar. Sie sind jedoch teurer als elektrische und pneumatische Antriebe. Mit diesen drei Stellantrieben lassen sich stetige Regelungen realisieren. In unstetigen Temperaturregelkreisen mit elektrischer Heizung und/oder Kühlung werden Relais, Schaltschütze oder Thyristorschalter als Stellglieder verwendet. 1.4 Regler

xd

t

Sprungfunktion

Reglerverhalten Sprungantwort

P

y

t

Kp ∗ xd

y0

PD

y

t

Kp ∗ xdTvVv

Kp ∗ Vv ∗ xd

y0 = 0

PI

y

t

Kp ∗ xd

Tn

In der Eingangsschaltung wird die Regelgröße x mit der Führungsgröße w verglichen und die Regeldifferenz xd festgestellt. Diese wird mit oder ohne Zeitverhalten zum Ausgangssignal verarbeitet. Das Ausgangssignal des Ver-stärkers kann unmittelbar die Stellgröße y darstellen, wenn z. B. proportional wirkende Stellglieder oder Stellantriebe von ihm gesteuert werden. Bei elektrischen Stellantrieben entsteht die Stellgröße y erst hinter dem Antrieb. Die nötigen SteIl-inkremente werden als puls-dauermoduliertes Signal aus dem Reglerausgang durch Umwandlung gewonnen. Je nach Aufbau dieser Schaltung hat der Regler Proportional-Verhalten (P), ProportionaI-Differential- Verhalten (PD), Proportional- Integral-Verhalten (PI) oder Proportional-Integral-Differential-Verhalten (PID),

PID

y

t

Kp ∗ xd

Tn

TvVv

Bild 1/2 Sprungantworten bei unterschiedlichem Zeitverhalten

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Wenn eine Sprungfunktion auf den Reglereingang gegeben wird, entstehen Sprungantworten entsprechend Bild 1/2. Kennzeichnende Größen des P-Reglers sind der Proportionalbeiwert Kp und der Arbeitspunkt yo. Der Arbeitspunkt ist als Wert des Ausgangssignals definiert, bei dem die Regeldifferenz Null wird. Im Gegensatz zum P-Regler wird beim PI-Regler eine bleibende Regeldifferenz unabhängig vom Arbeitspunkt, von der Einstellung der Führungsgröße und von der Änderung der Störgrößen durch einen integrierenden Anteil vermieden. Kennwert des integrierenden Anteils ist die Nachstellzeit Tn. Der PID-Regler erreicht durch zusätzliches Aufschalten eines D-Anteils eine Verbesserung der dynamischen Regelgüte. Der D-Anteil wird durch die Vorhaltverstärkung Vv und die Vorhaltzeit Tv bestimmt. Die Reglerausgangssignale müssen an die Stellantriebe angepasst sein. Für die wichtigsten Stellantriebsarten haben sich zwei Reglertypen durchgesetzt: Dreipunkt-Schrittregler für elektrische Stellantriebe und kontinuierliche Regler für pneumatische und hydraulische Stellantriebe. Der Dreipunkt-Schrittregler schaltet mit Relais oder Halbleiterschaltern den Elektromotor des Stellantriebs auf Rechtslauf, Halt und Linkslauf und kann durch unterschiedliche Einschalt-/Pausenverhältnisse die Verstellgeschwindigkeit des Stellgerätes beeinflussen.

w

52

x-

+xd

3

1

y

x

4

M

L1N

6

w Führungsgröße x Regelgröße xd Regeldifferenz y Stellgröße 1 Messumformer 2 Sollwerteinsteller 3 Dreipunktschalter 4 Rückführung mit Zeitverhalten 5 Regelverstärker 6 Stellgerät

Bild 1/3 Dreipunkt-Schrittregler Funktionsplan Das Ansprechen und Abfallen des Dreipunktverstärkers ist in Bild 1/4 als Impulsschema wiedergegeben.

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y

∆y

t

t

Kp ∗ xd

Tn

Kp Proportionalbeiwert Tn Nachstellzeit Xd Regeldifferenz ∆y Stellgröße (Regler) y Stellgröße (Motor)

Bild 1/4 Übergangsfunktion und Kenngrößen / Dreipunkt-Schrittregler Die am Stellglied von diesen Impulsen erzeugte Übergangsfunktion ähnelt der eines kontinuierlichen PI-Reglers. Deshalb werden die Kenngrößen Kp und Tn auch auf die Beschreibung der Übergangsfunktion von Dreipunkt-Schrittreglern angewendet. Man spricht von einer quasi stetigen Regelung (siehe Bild 1/4). Die Ansprechgrenze A ist bei unseren Reglern einstellbar. Dadurch kann beispielsweise eine Störsignalunterdrückung und damit eine stabilisierende Wirkung erzielt werden. Der kontinuierliche Regler wird hauptsächlich in Anlagen mit pneumatischen SteIlantrieben verwendet. Das Regler-Ausgangssignal 0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA wirkt über einen elektropneumatischen Signalumformer stetig auf das Stellgerät.

w

32

x-

+xd

4

1

y

0.2 ... 1.0 bar

y

x

5

0 ... 20 mA(4 ... 20 mA)

w Führungsgröße x Regelgröße xd Regeldifferenz 1 Messumformer 2 Sollwerteinsteller 3 Regelverstärker 4 Elektropneum. Signalumformer 5 Pneumatisches Stellgerät

Bild 1/5 Funktionsplan / Kontinuierlicher Regler Unstetig schaltende Zwei- oder Dreipunktregler werden zum Betätigen von Relais, Schaltschützen oder Thyristorschaltern zum Schalten von elektrischen Heiz- oder Kühlleistungen eingesetzt. Der Zweipunktregler (Bild 1/6) schaltet, wenn die Regelgröße die Werte x1 unter- bzw. x2 überschreitet. Es entsteht eine Dauerschwingung, deren Frequenz von der Verzugszeit der Strecke und von der Schalthysterese des Reglers abhängt.

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Da das so erhaltene Regelergebnis in den meisten Fällen nicht den Anforderungen entspricht, wird die Schaltfrequenz erhöht und damit die Amplitude der Regelschwingung verkleinert. So läßt sich in vielen Fällen mit einem Zweipunktregler das Regelergebnis eines P- oder PI-Reglers erzielen. Beim SIPART DR20 wird dem Regelverstärker ein Puls-Pausen-Wandler mit einstellbarer Periodendauer nachgeschaltet, so dass ein PID- Zweipunktregler entsteht (Bild 1/7). Funktionsplan

Verlauf der Regelgröße

w

2

1

xy

z+

-

1 Regler 2 Strecke

x

x1

x2Aus

An

y

An

Aus

t

t Bild 1/6 Zweipunktregler ohne Rückführung

w

21

x-

+xd

3 4

5

1 Sollwertsteller 2 Regelverstärker 3 Puls-Pausen-Wandler 4 Regelstrecke 5 Messumformer

Bild 1/7 Zweipunktregler SIPART DR20 Bei Reglern mit mechanisch arbeitenden Kontakten ist die mögliche Schaltfrequenz wegen der Kontaktlebensdauer begrenzt. Verwendet man als Schaltglieder jedoch beispielsweise Thyristoren, so lässt sich die Schaltfrequenz erhöhen. In manchen Fällen erfordert die Regelaufgabe eine Aufteilung des Reglereingriffs auf verschiedene Stellglieder oder Stellgrößen, z. B. für Heizen und Kühlen. Für diese Aufgaben werden Zweipunktregler eingesetzt, deren Stellgröße in zwei Abschnitte geteilt und zwei Ausgängen zugewiesen wird. Zwischen beiden Abschnitten ist eine einstellbare Totzone vorhanden. In jedem Abschnitt wird das Tastverhältnis 0 bis 100% durchlaufen. Diese Regler werden als Dreipunktregler bezeichnet.

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2. Der Regler SIPART DR20 2.1 Anwendungsbereich Der SIPART DR20 ist ein eigenständiger Prozessregler für einen weiten Anwendungsbereich sowohl in der Verfahrenstechnik als auch im Maschinen- und Apparatebau. Er ist lieferbar in der Ausführung • K-Regler mit kontinuierlichem Ausgang zum Anschließen von proportional wirkenden, pneumatischen oder hydraulischen Stellantrieben • S-Regler mit schaltendem Ausgang

wahlweise programmierbar als: - Dreipunkt-Schrittregler für elektrische Stellantriebe - Zweipunktregler mit 2 Ausgängen für Heizen und Kühlen

Durch seine Flexibilität eignet sich der SIPART DR20 zum Aufbau einfacher Regelkreise genauso wie zur Lösung von Regelungsaufgaben in vermaschten Regelkreisen. Über seine analogen und binären Schnittstellen kann er in herkömmlicher Parallelverdrahtung eingesetzt werden. Darüber hinaus kann er aber auch über eine jederzeit nachrüstbare adressierbare serielle Schnittstelle an übergeordnete Systeme (Prozessrechner oder Leitsysteme) angeschlossen oder in ein zentrales Bedien- und Beobachtungssystem mit einem Personal Computer und der Software SIPART einbezogen werden, ggfs. auch zusammen mit Geräten aus der Reihe TELEPERM D. Der SIPART DR20 lässt sich in die gebräuchlichsten Reglertypen programmieren - Festwertregler mit und ohne Störgrößenaufschaltung am Eingang und am Ausgang - DDC-Backup Festwertregler - Folgeregler mit und ohne Intern-/Extern-Umschaltung (SPC) - Gleichlaufregler für Regelgrößengleichlauf - Verhältnisregler Darüber hinaus kann das Gerät als Verhältnisstation, Leit- und Handsteuergerät (auch DDC-Handsteuergerät) und Prozessanzeiger eingesetzt werden. Die Bedien- und Anzeigeeinheit (Frontbaugruppe) des SIPART DR20 ist durch eine Kunststoff-Folie dicht abgeschlossen, so dass bei entsprechendem Einbau die Schutzart IP 64 gewährleistet ist. Da außerdem die Einbautiefe des Gerätes sehr gering ist, eignet es sich nicht nur für den Pult- und Schalttafeleinbau, sondern es ist auch hervorragend für direkten Einbau in Maschinen und Apparate geeignet. Die Zuverlässigkeit dieses Gerätes wurde durch umfangreiche und kostenwirksame Maßnahmen bei der Entwicklung und in der Fertigung sehr hoch getrieben. Neben entsprechender Auswahl der verwendeten Bauelemente, worst-case-Auslegung der Schaltungen und einem 24-Stunden-burn-in mit anschließender rechnergesteuerter Endprüfung gehören dazu besondere Maßnahmen zu einem störfesten Aufbau der Schaltungen und hoher Störsicherheit gegen HF-Strahler.

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2.2 Bedien- und Anzeigefunktionen

6 Digitalanzeige der Stellgröße von -9 bis 109 % 7.1 Punkt leuchtet bei S-Reglern bei Durchschaltung von -∆y 7.2 Punkt leuchtet bei S-Reglern bei Durchschaltung von +∆y 8 Umschalter für Digitalanzeige 4 sowie zur Aktivierung von Parametrieren / Strukturieren und zur Lampenprüfung 9.1 LED leuchtet, wenn w im Display 4 angezeigt wird 9.2 LED leuchtet, wenn x im Display 4 angezeigt wird 10 Umschalter für Hand-/Automatikbetrieb 11 LED leuchtet im Handbetrieb, blinkt bei ext. Eingriff (N, Si, Bl) 12.1 Taster zur Erhöhung des internen Sollwertes 12.2 Taster zur Reduzierung des internen Sollwertes 13 Umschaltung interner/externer Sollwert 14 LED leuchtet bei internem Sollwert, blinkt bei bestimmten SPC- und DDC- Betriebszuständen 15 Verschlusskappe zum Skalenwechsel Anmerkung: Im Beipack des Reglers wird ein Klebestreifen mitgeliefert, der bei extremen Spritzwasserbeanspruchungen über die Verschlusskappe geklebt werden sollte.

Bild 2/1 Frontansicht 1 Regeldifferenzanzeige 2 Auswechselbares Beschriftungsbild 3.1 LED für Alarmmeldung A1 3.2 LED für Alarmmeldung A2 4 Digitalanzeige für w-x-A2-A1 sowie Parameter und Strukturen 5.1 Stellgrößenverstellung im Handbetrieb in Richtung 0 %-Anzeige 5.2 Stellgrößenverstellung im Handbetrieb in Richtung 100 %-Anzeige

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1 Steckplatz AE3,

Modul bestückt

2 Steckplatz AE4, mit Blindkappe

3 Steckplatz GW,

mit Blindkappe

4 Steckplatz SES, Modul gezogen

5 Anschlussklemmenblock

des Grundgeräts

6 Erdungsschraube

7 Netzstecker

8 Spannelement zur Befestigung des Gerätes in der Fronttafel. Zweites Spannelement auf der Geräteunterseite

Bild 2/2 Rückansicht des SIPART DR20

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3. Technische Beschreibung 3.1 Hardware Der Prozessregler SIPART DR20 ist modular aufgebaut und damit servicefreundlich und leicht um- oder nachrüstbar. Er besteht aus einem voll funktionsfähigen Grundgerät, in das zur Erweiterung von Funktionen zusätzliche Optionsmodule eingesetzt werden können. Diese Optionsmodule werden in das geschlossene Grundgerät in rückseitige Steckplätze eingeschoben (siehe Bild 2/2). Das Grundgerät enthält zwei potentialgebundene Eingänge für analoge Stromsignale. Da manchmal auch andere Eingangssignale verarbeitet werden sollen bzw. die Potentialbindung unerwünscht ist und der SIPART DR20 außerdem drei analoge Eingangssignale gleichzeitig verarbeiten kann, sind zwei der rückseitigen Steckplätze zur Bestückung mit zusätzlichen Eingangsmodulen vorgesehen. Die Zuordnung der fest eingebauten und als Optionen zusätzlich bestückbaren Eingangssignalumformer zu den Prozesssignalen ist freizügig; die Möglichkeiten zeigt Bild 3/1.

AE3

I0/4 ... 20 mA

0/4 ... 20 mAI

I - U - R - P - T

I - U - R - P - T

Optionen

AE4

AE22

AE11

x1 √ lin.

x2wE √

yRyN

BE3

L +5

M6

BE

20 V

M

L

N

PE SES GW

Optionen

BA 4

Frontbaugruppemit

MikrocontrollerEPROM and EEPROM

und

Bedien- und Anzeigeeinheit

M 7

BA

M

8

K: 6DR2004

S: 6DR2001

+ ∆y / Heizen

K --> kontinuierlich

U IIy

- ∆y / Kühlen

0/4 ... 20 mA

y 10

8

9

2-Punkt/2-Kanal oder

Drei-Punkt-Schritt

L

Bild 3/1 Funktionsplan des SIPART DR 20

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Das Grundgerät des SIPART DR20 besteht aus - einem Kunststoffgehäuse aus glasfaserverstärktem Polycarbonat (MAKROLON) mit Spannelementen für den Einbau in Schalttafeln, Pulte oder Maschinen - einer in dieses Gehäuse eingerasteten Frontbaugruppe (siehe 3.1.1) - einer nach hinten auswechselbaren Grundleiterplatte mit der Endstufe für K- (kontinuierlichen) oder S- (schaltenden) Ausgang und dem Stromversorgungsteil für verschiedene Betriebsspannungen (siehe 3.1.2). Wie bereits erwähnt, können zusätzlich (auch während des Betriebs) vier Signalumformer-Baugruppen rückseitig in das Gerät gesteckt werden. Dafür sind vorhanden - zwei Steckplätze für Analogeingänge (AE3 und AE4) - ein Steckplatz für Grenzwertausgänge mit Relais (A1 / A2) oder Grenzwert- und S-Ausgänge über vier Binärausgänge mit einem zusätzlichen Eingang zur Blockierung von Programmiereingaben - ein Steckplatz für eine Baugruppe "serielle Schnittstelle", Der Netzanschluss erfolgt über genormte Kaltgerätestecker; bei 24 V-Anschluss über einen Spezialstecker. Alle Anschlüsse für Feldsignale (Ausnahme SES) bestehen aus Klemmleisten, die für jede Leiterplatte als kompletter Block gesteckt oder abgezogen werden können. Dadurch ist eine Vorverdrahtung und ein bequemer Baugruppen- und Gerätewechsel möglich. Durch unterschiedliche Polzahl der Klemmblöcke ist eine Vertauschung innerhalb eines Reglers ausgeschlossen (Ausnahme AE3 mit AE4). Alle Zusatzbaugruppen sind durch mechanische Codierung der Leiterplatten gegen falsches Stecken gesichert. Wenn keine Zusatzbaugruppen eingesetzt sind, sind die Steckplätze durch Blindkappen verschlossen. 3.1.1 Frontbaugruppe Die Frontbaugruppe besteht aus einem Kunststoffrahmen (Material: Makrolon 8320), einer bedruckten, wasserdichten Abdeckfolie (Material: Mylar D), einem auswechselbaren Skalenschild mit Abdichtstopfen und einer Leiterplatte, die mit dem Rahmen verschraubt ist. Die Frontbaugruppe ist in das Gehäuse eingeschnappt und lässt sich nur mit einem Spezialwerkzeug herausnehmen. Auf der Rückseite der Leiterplatte sind Steckverbinder angeordnet, in welche die Grundleiterplatte und die Zusatzbaugruppen von hinten eingesteckt werden. Die Frontleiterplatte beinhaltet die Anzeige- und Bedienelemente und die "Intelligenz" des Gerätes. Hochintegrierte Schaltungen ermöglichen den Aufbau auf sehr kleinem Raum. Die Baugruppe enthält : - die Rechnereinheit - den nicht löschbaren Programmspeicher - den nichtflüchtigen Datenspeicher für die vom Anwender eingegebenen Parameter und Strukturen - die Zeitbasis

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- die Telegrammverarbeitung der seriellen Schnittstelle - die Selbstüberwachung - die A/D- und D/A-Wandlung für alle analogen Größen - die Erfassung und Ausgabe von binären Signalen - die Erfassung von Bedienfunktionen und Steuerung der Anzeigeelemente Alle Anzeigeelemente sind in LED-Technik ausgeführt, wodurch hohe Lebensdauer und leuchtdichte sowie ein guter Blickwinkel erreicht werden. Die einzelnen Segmente werden zeitmultiplex angesteuert. Die Bedienelemente sind Kurzhubtaster mit deutlichem "Knackpunkt" und hoher Rückstellkraft. Sie werden durch die Abdeckfolie hindurch über eine flexible Schaltplatte betätigt, die so gestaltet ist, dass keine Überbeanspruchung der Folie auftreten kann. Die Taster werden vom Prozessor parallel abgefragt, wodurch die Betätigung mehrerer Taster gleichzeitig zulässig ist. Der Regler verfügt über sehr viele Funktionsvarianten. In der Frontbaugruppe sind bei jeder Funktion immer alle Taster und Anzeigeelemente aktiviert, die dabei benötigt werden. Bei Aufgaben, bei denen nicht alle Elemente benötigt werden, sind diese außer Betrieb. 3.1.2 Grundleiterplatte Die Grundleiterplatte enthält das Stromversorgungsteil und die erforderlichen Schaltungen zur Anpassung der Feldsignale des Grundgeräts an den Mikrocontroller der Frontbaugruppe. Das ergibt folgende Funktionseinheiten: - einen in einen Kühlkörper eingebauten, vergossenen und gegen Überlastung geschützten Netztransformator für 115 oder 230 V AC oder ein in den Kühlkörper eingebautes primär getaktetes Schaltnetzteil für 24 V UC. - eine Spannungsstabilisierung mit hohem Wirkungsgrad für intern benötigte Betriebs- und Referenzspannungen - ein kurzschlussfester Hilfsspannungsausgang 20 V (L+) zur Speisung von Messumformern oder Meldekontakten - zwei Stromeingänge 0/4 bis 20 mA an 249 Ohm ohne Potentialtrennung. Anfangswerte und Funktionen sind programmierbar (siehe Kap. 3.2) - einen Binäreingang für 24 V-Logik-Signale, Wirksinn und Funktion sind programmierbar (siehe Kap. 3.2) - entweder ein kontinuierlicher Stellsignal-Ausgang für 0/4 bis 20 mA, der Anfangswert ist programmierbar. oder ein Schaltausgang mit zwei Relais für 250 V/5 A mit Funkenlöschkombination, geeignet für Zweipunktregler mit zwei Zonen (z. B. Heizen/Kühlen) oder als Dreipunkt-Schrittregler für motorische Stellantriebe. Achtung: Die verwendeten Relais sind für eine maximale Schaltspannung von

AC 250 V bei Überspannungsklasse 111 und Verschmutzungsgrad 2 nach DIN/VDE 0109 Dez. 83 (siehe IEC 664 und 664A) ausgelegt. Gleiches gilt für die Luft- und Kriechstrecken auf der Leiterplatte. Bei der Ansteuerung von Phasen- schiebermotoren können Resonanzüberhöhungen am Phasenschieber-kondensator auftreten, die das 1,2- bis 2-fache der Nennbetriebsspannung betragen. Diese Spannungen stehen am offenen Relaiskontakt an. Die Ansteuerung von 230 V-Phasenschiebermotoren darf unter Einhaltung der technischen Daten und der einschlägigen Sicherheitsbestimmungen daher nur über getrennte Schaltelemente erfolgen!

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3.1.3 Zusatzbaugruppen (Optionsmodule) 3.1.3.1 Analogeingänge AE3 und AE4 Wie eingangs bereits. erwähnt und in Bild 3/1 dargestellt, kann das Grundgerät mit zwei zusätzlichen Eingangsmodulen bestückt werden. Die Festlegung der Funktionen wie auch aller anderen Programmierungen wird im Kapitel 3.2 beschrieben. Folgende Signalumformer sind lieferbar: 6DR2800-8J Eingangsmodul mit elektronischer Potentialtrennung für Normsignal Strom

0/4 bis 20 mA mit 49,9 Ohm Bürde oder Spannung 0 bis 10 V 6DR2800-8R

Eingangsmodul für Widerstandsgeber (Potentiometer); der Anfangs- und Endwert sind im Betrieb an der Geräterückseite einstellbar. Durch einen Schiebeschalter auf der Baugruppe sind drei Nennwiderstands- bereiche (Endwerte) voreinstellbar: 100 bis 220 Ohm, 200 bis 500 Ohm und 470 bis 1000 Ohm. Außerdem ist dieses Modul als Stromeingang ohne elektronische Potentialtrennung mit einstellbarem .Anfangs- und Endwert verwendbar.

6DR2800-8P

Eingangsmodul zum Anschluss eines Widerstandsthermometers Pt100 in Zwei-, Drei- oder Vierleiterschaltung innerhalb des Messbereichs von -50 bis + 850 °C. Messspanne ≥ 50°C; der Messanfang und die Messspanne werden vom Anwender durch Brückenrangierungen auf der Baugruppe eingestellt, die Feinjustierung des Anfangs- und Endwertes erfolgt während des Betriebs an der Geräterückseite. Der Ausgang ist linearisiert.

6DR2800-8T

Eingangsmodul für mV-Signale bzw. zum direkten Anschluss von Thermoelementen. Die Messspanne ist ≥ 10 mV, der Anfangswert ≤ 50 mV. Das Modul hat eine elektronische Potentialtrennung. Messanfang und Messspanne werden vom Anwender durch Brückenrangierungen auf der Baugruppe selbst eingestellt. Der Feinabgleich erfolgt während des Betriebs an der Rückseite. Die Linearisierung erfolgt mit Hilfe des im Grundgerät enthaltenen Funktionsgebers. Zur Vergleichsstellenkompensation dient ein auf der Anschlussklemme vorhandener Temperaturfühler, externe Vergleichsstelle ist möglich. Folgende Thermopaare können angeschlossen werden: nach DIN IEC 584 Teil 1: Cu-CuNi

Fe-CuNi NiCr-Ni NiCr-Ni Pt10Rh-Pt Pt13Rh-Pt Pt30Rh-Pt6Rh

(Typ T) (Typ J) (Typ K) (Typ E) (Typ S) (Typ R) (Typ B)

nach DIN 43710: Cu-CuNi Fe-CuNi

(Typ U) (Typ L)

Durch eine weitere Rangierung wird festgelegt, ob bei einem Elementbruch der Eingang des Gerätes über- oder untersteuert wird.

17


3.1.3.2 Grenzwertausgänge GW Im Grundgerät ist eine einstellbare Alarmüberwachung mit zwei Anzeige-LED auf der Frontbaugruppe enthalten. Diese Schaltung kann so programmiert werden, dass entweder die Regelgröße, die Führungsgröße oder die Regelabweichung überwacht wird. Zur externen Meldung der Alarme stehen zwei Zusatzmodule zur Verfügung, die wahlweise in das Grundgerät eingeschoben werden können: 6DR2801-8D Ausgangsmodul mit zwei potentialfreien (Relais-) Kontakten für max. 35 V, 5 A. 6DR2801-8B

Ausgangsmodul mit vier Binärausgängen 19 V / 30 mA und einem zusätzlichen Binäreingang. Zwei der Binärausgänge geben Alarmmeldungen aus, über die anderen beiden Ausgänge werden beim S-Regler die Stellsignale ausgegeben. In diesem Fall sind die Ausgangsrelais im Grundgerät zur Ausgabe der Stellimpulse abgeschaltet. Mit Hilfe dieser Baugruppe kann ein K-Regler auch in einen S-Regler umfunktioniert werden. Wenn der zusätzliche Binäreingang (BLPS) dieser Baugruppe mit L+ des Grundgerätes (oder einer anderen 24 V-Spannung) verbunden wird, sind die Parametrier- und Strukturiermöglichkeiten über die Frontebene des Gerätes blockiert.

3.1.3.3 Serielle Schnittstelle 6DR2803-8A Schnittstellenmodul zum Anschluss des SIPART DR20 an ein Fremdsystem

über eine serielle Datenleitung. Die Kommunikation ist möglich entweder als V.28-End-End-Verbindung oder - in Verbindung mit dem SIPART -Bustreiber C73451-A347-B202 - als serieller Datenbus (SIPART-Bus) mit max. 32 Teilnehmern. Das Modul setzt die internen 5V-TTL-Pegel in V.28-Pegel bei End-End- Betrieb bzw. in den SIPART-Buspegel um. Die Umschaltung zwischen V.28 End-End und SIPART-Bus erfolgt über eine Rangierbrücke (x1 - x2 oder x2 - x3) auf dem Modul. Mit Hilfe dieser Baugruppe kann der Regler Prozessgrößen, Betriebszustände, Parameter und Strukturschaltereinstellungen senden und empfangen. Wenn die Software des übergeordneten Systems es zulässt, dürfen alle Geräte des SIPART-Programms (DR20, DR22, DR24) und TELEPERM D-Geräte an einem Bus parallel geschaltet werden. Wenn nur SIPART-Geräte an einer Busleitung betrieben werden, muss für den Bustreiber eine getrennte Stromversorgung (±24 V / 100 mA) vorgesehen werden (z. B. Netzgerät 6DR2900-8BA). Wenn SIPART - und TELEPERM D-Geräte gleichzeitig an die Busleitung angeschlossen sind, kann ein TELEPERM D-Gerät den Bustreiber versorgen. Der SIPART -Bus kann bis zu 25 nF Leitungskapazität treiben, das entspricht bei dem empfohlenen Flachbandkabel ca. 500 m Leitungslänge.

6DR2803-8C

Nachfolgetyp mit zusätzlicher RS485 Schnittstelle (nicht für DR20)

18


Die End-End-Verbindung vom Bustreiber zum Fremdsystem kann bei V.28-Betrieb 2,5 nF (entsprechend ca. 50 m unabgeschirmtes Kabel) und bei 20 mA-Linienstrom (TTY) 75 nF (entsprechend ca. 1500 m unabgeschirmtes Kabel) treiben. Die maximal zulässige Leitungskapazität ist abhängig von der Niederohmigkeit des Senderausgangs Txd. Die vorstehend angegebenen Werte gelten für SIPART -Baugruppen. Bei Kopplung zu Fremdsystemen sind deren Daten zu beachten.

3.2 Software Das Programm des SIPART DR20 läuft mit einer festen Zykluszeit von ca. 100 ms ab. Zu Beginn jeder Routine wird ein Prozessabbild gebildet. Dabei werden die Analog- und Binäreingänge und die Betätigung der Fronttaster erfasst und die von der seriellen Schnittstelle empfangenen Prozessgrößen übernommen. Mit diesen Eingangssignalen werden entsprechend den abgespeicherten Funktionen alle Rechnungen durchgeführt. Danach erfolgt die Ausgabe der Daten an die Anzeigeelemente, den D/A- Wandler und die binären Ausgänge sowie die Abspeicherung der berechneten Größen in Bereitschaft für den Sender der Telegrammschnittstelle. Der Programmablauf wird bei S-Reglern alle 20 ms unterbrochen, um die S-Ausgänge zum Zweck einer guten Auflösung abschalten zu können. Der Telegrammverkehr läuft ebenfalls im Interruptmodus ab. Im Festwertspeicher des SIPART DR20 ist eine große Anzahl von vorbereiteten Funktionen für die Regelung verfahrenstechnischer Anlagen sowie von Maschinen und Apparaten hinterlegt. Der Anwender programmiert das Gerät selbst, indem er durch Einstellen von Strukturschaltern die gewünschten Funktionen auswählt. Die Gesamtfunktion des Gerätes ergibt sich aus der Kombination der einzelnen Strukturschalter. Programmierkenntnisse sind für die Einstellungen nicht erforderlich. Alle Einstellungen erfolgen ohne zusätzliches Programmiergerät ausschließlich über die Bedienfront des SIPART DR20 oder über die serielle Schnittstelle. Das so zusammengestellte aufgabenspezifische Programm wird in einem nichtflüchtigen Datenspeicher netzausfallsicher hinterlegt. Es gibt 48 Strukturschalter (S1 bis S48), je Schalter kann eine Einstellung entsprechend der gewünschten Funktion aus einer Funktionstabelle ausgewählt werden. Die Werkseinstellungen der Strukturschalter bei Auslieferung der Geräte ist generell "0". Dies entspricht der gebräuchlichen Einstellung der einzelnen Funktionen, so dass bei der Inbetriebnahme in den meisten Fällen nur wenige Strukturschalter selektiv eingestellt werden müssen. Auf jeden Fall empfiehlt es sich aber immer, die Verträglichkeit der einzelnen Strukturschaltereinstellungen mit der Aufgabenstellung zu vergleichen. Die Strukturschalter 1 und 2 sind von grundlegender Bedeutung. Mit S1 wird der Gerätetyp festgelegt und damit sowohl die Signalverarbeitung und -verknüpfung am Eingang als auch das Umschaltverhalten des Ausgangskreises bestimmt. Mit S2 wird die Ausgangsstruktur festgelegt. Die Funktionen der folgenden Strukturschalter S3 bis S40 entsprechen der logischen Reihenfolge der Signalverarbeitung. Mit den Schaltern S41 bis S48 werden allgemeine Funktionen festgelegt, wie Wiederanlaufbedingungen und Telegrammbearbeitung über die serielle Schnittstelle. Die komplette Strukturschaltertabelle (Tabelle 3/1) folgt auf den nächsten Seiten. Detailinformationen der einzelnen Funktionen und die Verknüpfungen werden anschließend gegeben.

19


Struktur- schalter und deren Stellung

Funktion

S1 Gerätetyp: 0 Festwertregler 1 Festwertregler mit Störgrößenaufschaltung am

Eingang 2 Festwertregler mit Störgrößenaufschaltung am

Ausgang 3 DDC-Back-up Festwertregler 4 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung

über die Bedienfront 5 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung und

SPC über die serielle Schnittstelle 6 Gleichlaufregler ohne Intern-/Extern-Umschaltung7 Verhältnisregler 8 Verhältnisstation (nur K-Ausführung) 9 Leit- und Handsteuergerät/

DDC-Handsteuergerät Prozessanzeiger K: mit Sollwert-Ausgang

10 Prozessanzeiger S: mit 2. Grenzwertmelder S2 Ausgangsstruktur:

0 K-Ausgang (0/4 bis 20 mA)

1 S-Ausgang, Zweipunktregler mit 2 Ausgängen für Heizen/Kühlen

2 S-Ausgang, Dreipunktschrittregler für motorischeAntriebe, interne Stellungsrückführung

3 S-Ausgang, Dreipunktschrittregler für motorischeAntriebe, externe Stellungsrückführung

S3 Netzfrequenzunterdrückung: 0 für 50 Hz

Gru

ndei

nste

llung

en

1 für 60 Hz S4 Eingangssignal von AE1:

0 0 bis 20 mA 1 4 bis 20 mA

S5 Eingangssignal von AE2: 0 0 bis 20 mA 1 4 bis 20 mA



S8 Zuordnung der Analogeingänge zur Hauptregelgröße x1

0 AE 1 (0/4 bis 20 mA ohne Potentialtrennung) 1 AE 3 (Option für I/U, R, P, T)

S9 Zuordnung der Analogeingänge zur Stellungsrückführung yR oder Stellungsnachführung yN:

0 AE 2 (0/4 bis 20 mA ohne Potentialtrennung)

Ana

loge

ingä

nge

1 AE 4 (Option für I/U, R, P, T) Tabelle 3/1 Strukturschalter

Struktur- schalter und deren Stellung

Funktion

S10 Zuordnung der Analogeingänge zur Hilfsregel- größe x2/Führungsgröße x2 (Verhältnisregelung)oder externem Sollwert wE:

-2 AE 1 (0/4 bis 20 mA ohne Potentialtrennung) -1 AE 2 (0/4 bis 20 mA ohne Potentialtrennung) 0 AE 3 (Option für I/U, R, P, T) 1 AE 4 (Option für I/U, R, P, T)

S11 Messumformerüberwachung: 0 Keine 1 x1 – – 2 x2/wE – 3 x1 x2/wE – 4 – – yR/yN5 x1 – yR/yN6 – x2/wE yR/yN7 x1 x2/wE yR/yN

S12 Radizierung Hauptregelgröße x1: 0 Nein 1 Ja

S13 Radizierung von x2: 0 Nein 1 Ja

S14 Linearisierung der Hauptregelgröße x1: 0 Nein

Ana

loge

ingä

nge

1 Ja S15 Funktion des Binäreingangs BE:

0 BL Blockieren der Stellgröße 1 Si Sicherheitsstellwert y = yS2 N Nachführen des Ausg. y = yN3 CB Computer-Bereitschaftssignal 4 BE nur auf serielle Schnittstelle 5 BLPS Blockieren, Parametrieren/

Strukturieren

CB ohne Quittung

6 BL Blockieren der Stellgröße 7 Si Sicherheitsstellwert y = yS8 N Nachführen des Ausg. y = yN9 CB Computer-Bereitschaftssignal

10 BE nur auf serielle Schnittstelle 11 BLPS Blockieren, Parametrieren/

Strukturieren

CB mit Quittung

S16 Wirksinn des Binäreingangs BE: 0 13 bis 30 V = logisch 1

Bin

ärei

ngan

g

1 0 V/offen = logisch 1

S17 x-tracking (w = x, wv = xv) bei H-, N-, DDC-, Bl- und Si-Betrieb:

0 Nein 1 Ja

S18 Sollwert w bei CB-Ausfall: 0 internes w 1 Sicherheitssollwert wS

S19 Nachführung des internen Sollwertes wi auf den wirksamen Sollwert w:

0 Ja

Sol

lwer

tführ

ung

1 Nein

20


Struktur-schalter und deren Stellung

Funktion

S20 Anzeige 4 Dezimalpunkt im Display 4 für w-x-A2-A1-SH (unwirksam bei S1 = 7 und 8)

-1 x x x x 0 x x x• x 1 x x• x x 2 x• x x x

S21 Wiederholrate der Digitalanzeigen: -3 0,1 s -2 0,2 s -1 0,5 s 0 1 s 1 2 s 2 5 s

Anz

eige

oFF Anzeige 4 abgeschaltet, Anzeiger 6: 0,1 s S22 Eingang der Grenzwertmelder: S 1 = 0 bis 6, 9, 10 7,8

0 xd (f) / xw (f) wx – xv / xv – wv 1 x xv 2 w wv

S23 Funktion der Grenzwertmelder: 0 A1 = max und A2 = min *) 1 A1 = min und A2 = min *) 2 A1 = max und A2 = max *) 3 max min**) 4 min min wenn A2 = Hi bleibt A1 = Hi**) 5 max max wenn A1 = Hi bleibt A2 = Hi**)

*) Hi-Signal = 24 V (Arbeitsstromprinzip) **) Hi-Signal = 0 V (Ruhestromprinzip) / B01

S24 Einstellung der Grenzwerte A1 und A2: 0 nur in der Parametrierebene

Gre

nzw

ertm

elde

r

1 auch in der Prozess-Bedienebene S25 Anzeigebereich der Anzeige 1:

-2 ± 2,5 % -1 ± 5 % 0 ± 10 % 1 ± 20 % 2 ± 40 %

xd = w - x

oFF Anzeige abgeschaltet 3 ± 40 % 4 ± 20 % 5 ± 10 % 6 ± 5 %

xd-A

nzei

ge

7 ± 2,5 %

xw = x - w

S26 Wirksinn des Reglers an der Regelstrecke: 0 normal (Kp>0) auf xd = w-x 1 reversiert (Kp



Funktion

S39 Min. Stellimpulslänge te (nur bei S2 = 2 oder 3) -9 20 ms -8 40 ms -7 60 ms : : : :

-1 180 ms 0 200 ms 1 220 ms : : : : 9 360 ms 8 380 ms

10 400 ms S40 Min. Stellimpulspause ta (Funktion wie S39) -9 20 ms : : : :

-1 180 ms 0 200 ms 1 220 ms : : : :

S-R

egle

r

10 400 ms S41 Wiederanlaufbedingungen nach

Netzwiederkehr und Autoreset: 0 Automatikbetrieb, Extern mit dem

letzten w bzw. wv; y beginnt mit ys, bei S-Reglern S2 = 2 und 3 mit der letzten Stellung

1 Automatikbetrieb, Intern, mit w=ws bzw. wv = wvS; y wie bei S41 = 0

2 Handbetrieb, Extern mit dem letzten w bzw. wv und y = yS, bei S-Reglern S2 = 2 und 3 letzte Stellung

3 Handbetrieb, Intern mit w = ws bzw. wv = wvS; y wie bei S41 = 2

mit Blinken der Anzeige (4)

4 Automatikbetrieb, Extern mit dem letzten w bzw. wv; y beginnt mit ys, bei S-Reglern S2 = 2 und 3 mit der letzten Stellung

5 Automatikbetrieb, Intern, mit w=ws bzw. wv = wvS; y wie bei S41 = 0

6 Handbetrieb, Extern mit dem letzten w bzw. wv und y = yS, bei S-Reglern S2 = 2 und 3 letzte Stellung

Anl

aufb

edin

gung

en

7 Handbetrieb, Intern mit w = ws bzw. wv = wvS; y wie bei S41 = 2

ohne Blinken der Anzeige (4)


Funktion

S42 Serielle Schnittstelle nur in Verbindung mit Optionsmodul 6DR2803-8A/8C: Datenübertragung

0 Regler sendet alle Größen, empfängt keine Größen

1 Regler sendet alle Größen, empfängt Parameter und Strukturen

2 Regler sendet alle Größen, empfängt Parameter und Strukturen sowie Prozessgrößen und Statusregister

CBES und CBBE verodert

3 Regler sendet alle Größen, empfängt Parameter und Strukturen sowie Prozessgrößen und Status-register

CBES und CBBE verundet

S43 Datenübertragungsrate: 0 9600 bit/s 1 4800 bit/s 2 2400 bit/s 3 1200 bit/s 4 600 bit/s 5 300 bit/s

S44 Querparität: 0 gerade 1 ungerade

S45 Längsparität-Lage: 0 ohne 1 nach ETX 2 vor ETX

S46 Längsparität: 0 normal 1 invertiert

S47 Stationsnummer (Adresse): 0 0 1 1 2 2 : : : :

31 31 S48 Zeitüberwachung CBES:

0 ohne 1 1 s 2 2 s 3 3 s : : : :

24 24 s

Sch

nitts

tel

le

25 25 s

Fortsetzung Tabelle 3/1 Strukturschalter In den folgenden Kapiteln werden Hardware- und Software-Funktionen in Form von Funktionsbildern dargestellt und beschrieben. Die Reihenfolge der Darstellungen entspricht im wesentlichen der Reihenfolge der Strukturschalter, jedoch ist zum besseren Verständnis der nachfolgenden Bilder die Eingangssignal-Aufbereitung vor die Darstellung der möglichen Einstellungen des Strukturschalters S1 (Gerätetypen) gestellt.

22


23

3.2.1 Eingangssignal-Aufbereitung (Bilder 3/2 und 3/3) Die Analog-/Digital-Wandlung erfolgt in einer quasi integrierenden Messung. Alle Analogeingänge werden etwa 120 mal innerhalb von 20 oder 16,67 ms gewandelt und die Ergebnisse gemittelt, so dass die Netzfrequenz und ihre Harmonischen gut herausgefiltert werden. Diese Anpassung an die Netzfrequenz erfolgt mit Strukturschalter S3. 0/4 bis 20 mA-Umschaltung: Mit den Strukturschaltern S4 bis S7 wird bei Stromeingängen festgelegt, ob der Messbereich mit 0 oder 4 mA beginnt.. Bei Anschluss nicht normierter Signale (Potentiometer, Thermoelemente, Pt100) an AE3 und AE4 und bei 0 bis 10 V-Signalen sind die entsprechenden Schalter auf der Stellung 0 zu belassen. Signalzuweisung: Für die regelungstechnischen Aufgaben des Gerätes können maximal drei analoge Eingangsgrößen verarbeitet werden: • Hauptregelgröße x • Externer Sollwert wE / Führungsgröße x2 beim Verhältnisregler / Störgröße x2 • Stellungsrückmeldung yR / Stellungsnachführung yN Die vier Analogeingänge AE1 bis AE4 werden diesen Größen mit Hilfe der Strukturschalter S8, S9 und S10 zugewiesen. Die nicht benutzten Eingänge können über die Busanschaltung abgefragt werden, eine Messumformerüberwachung findet hierfür jedoch nicht statt.

S4

1

0

SES

0/2/4/6

1/3/5/7S11

-2

U

U

AD

AE4

AD

AE3

AD

AE2

AD

AE1

S3

50 Hz 60 Hz

4 .. 20 mA

4 .. 20 mA

4 .. 20 mA

4 .. 20 mA

S5

1

0

S6

1

0

S7

1

0

S901

S1001

-1

S801 S120

1

S1301 x2/wE

x1

yR/yN

1

S140

LA, L1, .. L7, LE

-3 .. 103%

-3 .. 103%

-3 .. 103%2/3/6/7

0/1/4/5

MuSt

1

2

YSt

örm

eldu

ngau

f Anz

eige

4

4/5/6/7

0/1/2/3

Bild 3/2 Aufbereitung der analogen Eingangssignale


Messumformerüberwachung: Die so aufbereiteten Messwerte können mit dem Strukturschalter S11 der Überwachungsschaltung zugewiesen werden. Wenn eine oder mehrere der überwachten Größen die Grenzen von -3 oder 103 % unter- oder überschreitet, wird auf der vierstelligen Digitalanzeige " 1", " 2" oder " Y" angezeigt. Diese Anzeige bleibt so lange bestehen, bis sie durch Betätigen der Umschalttaste 8 (Bild 2/1) gelöscht wird. Auf dem Display erscheint dann wieder der zuletzt angezeigte Wert. Bei gleichzeitiger Störung mehrerer Eingänge werden alle betroffenen Eingange gleichzeitig dargestellt. Zusätzlich werden - wie dargestellt - alle einzelnen Meldungen miteinander verodert. Das daraus gebildete Signal "MuSt" kann über den Binärausgang oder über die serielle Schnittstelle als Alarmtelegramm erfasst werden. Gleichzeitig steht es für die programmierte Umschaltung in den Handbetrieb zur Verfügung. Radizierung: Die Stellung der Strukturschalter S12 und S13 entscheidet darüber, ob die Regelgrößen x1 bzw. x2/wE radiziert werden. Negative Eingangsgrößen werden nicht radiziert; in diesem Fall wird der Ausgangswert auf Null gesetzt: Linearisierung: Die Hauptregelgröße x1 kann wahlweise linearisiert werden, Auswahl erfolgt mit Strukturschalter S14. Die Linearisierung erfolgt über einen Polygonzug mit acht Geraden (Einstellung und Beispiel hierzu siehe Seite 85). Bei nicht-linearen Eingangsgrößen ist die Verwendung der Linearisierungsschaltung unbedingt erforderlich, da nur so Zwischenwerte auf der Digitalanzeige richtig angezeigt werden können. Außerdem wird das Regelverhalten verbessert. Binäreingang BE: Der Regler hat einen Binäreingang, der entsprechend der Stellung des Strukturschalters S16 normal (Binärsignal ≤ 4,5 V oder offen = logisch 0) wirkt. Die Funktion wird dem Binäreingang durch Strukturschalter S15 zugewiesen, der bei Softwarestand A06 / A07 erweitert wurde:

Strukturschalter-stellung des S15 Funktion des Binäreingangs

0 BL Blockieren der Stellgröße. Beim K-Regler wird der letzte Stellstrom festgehalten, beim Zweipunktregler bleibt das letzte Tastverhältnis (Heiz- oder Kühlleistung) erhalten. Beim Dreipunkt-Schrittregler wird kein Stellsignal mehr ausgegeben.

1 Si Sicherheitsstellwert. Beim K-Regler, beim Zwei-punktregler und beim Dreipunkt-Schrittregler mit externer Stellungsrückführung (yR) nimmt die Stellgröße den parametrierten Sicherheitswert (yS) an. Beim Dreipunkt-Schrittregler mit interner Stellungsnachbildung läuft die Stellgröße gegen Null, wenn der parametrierte Sicherheitswert kleiner als 50 % ist, und gegen 100 %, wenn der parametrierte Sicherheitswert gleich oder größer als 50 % ist.

CB ohne Quittung

24


Strukturschalter-stellung des S15 Funktion des Binäreingangs

2 N − Nachführen des Ausgangs. Beim K-Regler und beim Zweipunktregler wird durch dieses Signal die Ausgangsstufe des Gerätes vom Regelalgorithmus abgetrennt und direkt auf den Eingang yN geschaltet. Die Stellgröße bzw. das Tastverhältnis wird dann durch dieses Eingangssignal bestimmt. Beim Dreipunkt- Schrittregler ist kein Nachführen möglich.

3 CB − Computer-Bereitschaft. Beim DDC-Backup-Regler wird das Gerät mit diesem Signal in den Backup-Betrieb genommen, bei SPC-Reglern beginnt damit der SPC- Betrieb. Das CB-Signal kann auch zum gesteuerten Zwei- oder Drei-Sollwerte-Betrieb verwendet werden.

4 SES − Ein Binäreingangssignal löst keine Funktion im Regler aus, sonder wird über die serielle Schnittstelle übertragen. Damit können in einem übergeordneten Systemfunktionen ausgelöst oder dargestellt werden.

5 BLPS − Durch ein Binärsignal wird die Parametrier- und Strukturiermöglichkeit über die Frontbaugruppe des Gerätes blockiert. Damit können unbefugte Verstellungen von Parametern oder Strukturschaltern unterbunden werden.

CB ohne Quittung

6 BL − Blockieren der Stellgröße, Funktion wie „Schalterstellung 0“

7 Si − Sicherheitsstellwert, Funktion wie „Schalterstellung 1“

8 N − Nachführen des Ausgangs, Funktion wie „Schalterstellung 2“

9 CB − Computerbereitschaft, Funktion wie „Schalterstellung 3“

10 SES − Der BE wirkt nur auf die SES, Funktion wie „Schalterstellung 4“

11 BLPS − Blockieren der Parameter und Strukturschalter, Funktion wie „Schalterstellung 5“

CB mit Quittung

Von diesen Funktionen kann über den Binäreingang BE des Gerätes gleichzeitig nur eine verarbeitet werden. Darum haben die nicht angewählten Funktionen fest definierte Signalzustände, und zwar: CB = 1 bei S42 = 0 oder 1 BL = Si = N = SES = BLPS = 0 CB = 0 bei S42 = 2 oder 3 Über die serielle Schnittstelle können die Binärfunktionen BL, Si, N und CB parallel angesprochen werden, sofern der Strukturschalter S42 in Stellung 2 steht. Quittierung des CB-Signals: In den Stellungen 0 bis 5 des Strukturschalters S15 wird bei CB-Umschaltung von 0 nach 1 und Stellung Extern des Frontschalters 13 das Gerät sofort in den Rechnerbetrieb geschaltet, d. h. der Regler arbeitet "ohne CB-Quittung".

25


In den Strukturschalterstellungen 6 bis 11 wird bei CB-Umschaltung von 0 nach 1 und Stellung Extern des Frontschalters 13 das Gerät in den Intern-Betrieb geschaltet. Erst durch manuelles Rückschalten in den Externbetrieb wird die Rechnerkopplung wieder erreicht. Der Regler arbeitet "mit CB-Quittung".

Optionsmodul6DR2801-8B

INT

INT

CBES

S420/1

·

S15

0 ... 5 6 ... 11

INTERN

S42

≥2

0/1

2

+

BEES

BE

NEES

SiES

BlES

SES

BE

&

&

RC

H

RBMuSt

SES

BA0

1

S35

CB

S34

≥

&

&

≥2

≥

≥&

BLPS

N

Si

Bl

S1601

0/61/7

4/10

3/95/112/8

S15

S42

S42

S42

2

2

0/1

0/1

0/1

012

3 4

SES

BL

MuStINTA2A1H

yE

CB

SiN

BEPS

Bild 3/3 Binärfunktionen über Binäreingang / Binärausgang und die serielle Schnittstelle (einschl. Statussignale) 3.2.2 Eingangssignal-Verarbeitung und -Umschaltung In diesem Abschnitt werden die folgenden Funktionen erläutert: - Manuelle Sollwertvorgabe wi bzw. Sollverhältnis wv - x-tracking - Sollwertbegrenzung und Sollwertrampe - Bildung der Regeldifferenz - Grenzwertmeldung - Digitale Anzeige des Soll- und Istwertes bzw. des Soll- und Istverhältnisfaktors und der Grenzwerte sowie in Abhängigkeit von den möglichen Gerätetypen - Umschaltung und Berechnung des Sollwertes w bzw. des Sollverhältnisfaktors - Berechnung der Regelgröße x.

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Allgemeine, immer wiederkehrende Funktionen: Manuelle Sollwertvorgabe wi bzw. Sollverhältnis wv: Bei den Gerätetypen mit der Möglichkeit der internen Sollwertverstellung kann über die ∇ und ∆Tasten (12) der Sollwert wi verstellt werden, sofern die neben der Intern-/Extern-Umschalttaste (13) eingebaute grüne LED den "Internbetrieb" und die grüne LED neben der Anzeige-Umschalttaste (8) die "Anzeige von Sollwerten" signalisieren. Die Verstellung erfolgt alle 0,1 s in Schritten, die mit 0,01 % beginnen. Die Schrittweite wird zeitlinear vergrößert, so dass auch große Stellbereiche in vertretbarer Zeit durchlaufen werden können. Wenn die Verstellung durch Loslassen der entsprechenden Verstelltaste unterbrochen wird, beginnt sie wieder mit der kleinsten Verstellgeschwindigkeit. Eine Verstellung über den gesamten Messbereich dauert ca. 7 s. x-tracking: Bei allen Reglertypen ist es möglich, über Strukturschalter S17 = 1 x-tracking vorzusehen. Dies bedeutet, dass der Sollwert dem Istwert bzw. das Sollverhältnis dem Istverhältnis gleichgesetzt und nachgeführt wird, sobald und solange der Regelkreis im Ausgang des Gerätes durch Hand-, Nachführ-, DDC-backup-Betrieb bzw. durch y-Blockierung oder Sicherheitsstellwert aufgetrennt wird (in den Funktionsbildern gekennzeichnet durch A = kein Automatikbetrieb). Dadurch kann beim Rückschalten in den Automatikbetrieb der Regelkreis sprung- und driftfrei mit xd = 0 geschlossen werden. Der Sollwert kann sich dabei ggfs. geändert haben. Sollwertbegrenzung und Sollwertrampe: Bei allen Reglertypen lässt sich der Sollwert durch die Parameter wa und we innerhalb des parametrierten Messbereichs (LA bis LE) beliebig begrenzen. Beim Verhältnisregler und der Verhältnisstation wird durch diese Parameter der Einstellbereich für den Verhältnisfaktor festgelegt (Seite 38). Mit dem Parameter Tw (tS) kann die Änderungsgeschwindigkeit eingestellt werden. Die Zeit Tw bezieht sich dabei auf eine Sollwertänderung über den gesamten Messbereich. Die Sollwertrampe ist immer wirksam außer bei x-tracking. Die Sollwertrampe ist im Bereich von 1 bis 9984 s einstellbar, beim Verhältnisregler und der Verhältnisstation (S1 = 7 und 8), jedoch nur von 1 bis 100 s. Bildung der Regeldifferenz: Die Regeldifferenz wird aus dem wirksamen Sollwert w und dem wirksamen Istwert x berechnet:

xd = w - x und ist. die Negation der Regelabweichung xw. Die Weiterverarbeitung wird im Abschnitt 3.2.3 beschrieben. Grenzwertmelder: Hiermit kann eine Größe auf Minimal- und/oder Maximalwert überwacht werden. Die zu überwachende Größe wird mit Strukturschalter S22 festgelegt, die Art der Überwachung bestimmt der Strukturschalter S23. Mit Strukturschalter S24 wird festgelegt, ob die Grenzwertschwellen nur in der Parametrierebene oder auch in der Bedienebene des Gerätes eingestellt werden sollen.

27


Die Anzeige der Grenzwertschwellen A1 und A2 erfolgt auf dem vierstelligen Anzeigedisplay (4) in der gleichen physikalischen Einheit wie die Anzeige von Soll- und Istwert. Die Hysterese beträgt 1 % des Messbereichs. Achtung: Über die Anzeige im Gerät hinaus, können Grenzwertmeldungen mit Hilfe eines Zusatzmoduls extern signalisiert werden (Seite 80). Dabei muss beachtet werden, dass in Stellung 0, 1 und 2 des Strukturschalters S23 gleichzeitig immer nur eine externe Grenzwertmeldung abgegeben wird. Wenn also z. B. die Grenzwertmelder für eine max-max-Signalisierung programmiert sind (Voralarm und Hauptalarm), erlischt die Voralarm-Meldung wieder, wenn die Hauptalarm-Meldung erscheint. Dies gilt nur für externe Alarmmeldungen über eine Options-Baugruppe bei den angegebenen Struktu- rierungen von S23, nicht für die LED-Signalisierung auf der Front des Grundgerätes. In Stellung 3, 4 und 5 von Strukturschalter S23 werden beide Grenzwerte gemeldet. Dabei ist zu beachten, dass die zulässige Leistungsentnahme (L +) aus dem Gerät dann eingeschränkt ist (siehe Technische Daten). Die Grenzwertmeldungen in diesen Strukturschalterstellungen werden nach dem Ruhestromprinzip überwacht, d. h. im Grenzwertmodul 6DR2801-8B sind im Ruhezustand die binären Alarmausgänge aktiv (Low-Zustand = + 24 V, High-Zustand = 0 V) und im Modul 6DR2801-8D sind im Ruhezustand die Relais angezogen. Digital-Anzeige des Soll- und Istwertes bzw. des Soll- und Istverhältnisfaktors und der Grenzwerte: Die Anzeige des Soll- und Istwertes und der Grenzwerteinstellungen erfolgt in physikalischen Einheiten, wobei der Messanfang durch den Parameter LA und das Messende durch LE festgelegt wird. Die Werkseinstellung bei Lieferung ist LA = 0,0 und LE = 100,0 entsprechend einer Prozentskale. Mit dem Strukturschalter S20 wird die Stellung des Dezimalpunktes, mit S21 die Wiederholrate der Anzeigen eingestellt. Bei Verhältnisreglern und Verhältnisstationen wird das Soll- und Istverhältnis und die Grenzwerteinstellung angezeigt. Der Dezimalpunkt ist fest vorgegeben mit x.xxx, so daß Verhältnisfaktoren zwischen 0,000 und 9,999 möglich sind (siehe S1 = 7 und 8). Funktionen, die vom strukturierten Gerätetyp abhängig sind: • S1 = 0 - Festwertregler (Bild 3/4) Bei diesem Gerätetyp verarbeitet der Regler als analoges Eingangssignal nur die Hauptregelgröße x1. Über die Sollwerttasten (12) kann der Sollwert verstellt werden, wenn die beiden grünen LED (9.1 und 14) auf der Front des Gerätes leuchten, d. h. bei Internbetrieb und Sollwertanzeige. Es ist demnach möglich, die absichtliche oder versehentliche Verstellung des Sollwerts durch Betätigen des Tasters (13) zu blockieren (LED 14 leuchtet dann nicht). Die x-tracking-Funktion (bei Hand- oder Nachführbetrieb) bzw. bei Blockieren der Stellgröße oder Sicherheitsstellwert) ist davon unab- hängig, d. h. x-tracking (bei S17 = 1) ist mit und ohne LED 14 wirksam. Der Definition des Festwertreglers entsprechend nimmt das Gerät in dieser Programmierung keinen externen Sollwert an.

28


X1

INT

+

INT

gn

SP - w

wiw w

wi

wa we Tw

X

00 0 0S20, S21

Anzeige

Taster

8884

+

-

SES

W

XXd

02

1

S23

A2

A1

a1 a2

S17

x - tracking

Taster 13

888

0 1

0

1

S19

8888

A

A

A = H oder N oder Bl oder Si

Taster

Bild 3/4 Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz beim

Festwertregler • S1 = 1 - Festwertregler mit Störgrößenaufschaltung am Eingang (Bild 3/5) Zur Hauptregelgröße x1 (r,1) wird die Konstante c1 (Nullpunktverschiebung) und die mit c2 dosierbare Störgröße x2 (r) addiert und als Regelgröße x weiterverarbeitet.

x = x1 + c1 + c2 ∗ x2 Die Berechnung erfolgt im Zahlenbereich 0 bis 100 %. Die Konstanten c1 und c2 lassen sich als Parameter von -199,9 % (entspricht dem Zahlenwert -1,999) bis + 199,9 % (entspricht dem Zahlenwert 1.,999) einstellen. Die wirksame Regelgröße x wird in dem gewählten Messbereich LA bis LE angezeigt. Sofern ausschließlich eine "dynamische Störgrößenaufschaltung" erforderlich ist, wird die Konstante c2 = 0 gesetzt und die Eingangsgröße x2 direkt über Strukturschalter S27 dem D-Glied aufgeschaltet (siehe Abschnitt 3.2.3 - D-Glied).

29


X1

INT

+

INT

gn

SP - w

wiw w

X2

wi

wa we Tw

X

00 0 0S20, S21

Anzeige 8884

+

-

SES

W

XXd

02

1

S23

A2

A1

a1 a2

D-Glied (S27)siehe Bild 3/19

S17

x - tracking

Taster

13

888

0 1

0

1

S19

8888

A

A

X1 + c1 + c2 ∗ X2

c1 c2

A = H oder N oder Bl oder Si

Taster

Taster

Bild 3/5 Aufbereitung der Führungsgröße, Berechnung der Regelgröße und Bildung der

Regeldifferenz beim Festwertregler mit Störgrößenaufschaltung am Eingang • S1 = 2 - Festwertregler mit Störgrößenaufschaltung am Ausgang Für die Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regelabweichung gilt ebenfalls Bild 3/3. Die Bewertung und Addition der Störgröße zum Ausgangssignal wird in Abschnitt 3.2.3 beschrieben. Die Verknüpfungsformel lautet: y = yA + c2 ∗ x2 • S1 = 3 - DDC-backup-Festwertregler (Bild 3/6) Bei der DDC-Regelung (DIRECT DIGITAL CONTROL) werden alle Regelfunktionen direkt von einem Prozessrechner (Leitsystem) übernommen, jedoch werden einzelne oder alle Regelkreise häufig durch parallel angeordnete Hardware-Regler gesichert. Diese haben die Aufgabe, im Falle eines Rechnerausfalls den jeweiligen Regelkreis stoßfrei zu übernehmen. Während des (ungestörten) DDC-Betriebs befinden sich die Backup-Regler in Wartestellung, d. h. ihre Ausgänge werden auf die jeweilige Rechnerstellgröße nachgeführt. Durch x-tracking kann in den einzelnen Geräten außerdem die Regeldifferenz zu Null gemacht werden, so dass nach dem Umschalten die Regelung nicht nur stoßfrei, sondern auch driftfrei fortgesetzt wird.

30


31

X1

wS

INT

+

INT

gn

SP - w

wiw w

X2

1

0

S18

wi

CB

CB

INT

INTwa we Tw

0

1

X

00 0 0S20, S21

Anzeige8884

+

-

SES

W

X

Xd

02

1

S23

A2

A1

a1 a2

D-Glied

S17

H

H

1

0

S17

x - tracking

Taster 13

888

H

S29

Si v Bl

Si v Bl

Si v BlH

H0 1

0

1S19

8888

S19=1nicht vorgesehen

Taster

Taster

Bild 3/6 Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz beim DDC-backup-

Festwertregler Der DDC-Betrieb entspricht den anderen Reglertypen, jedoch erfolgt die Umschaltung in den Nachführbetrieb nicht über das Steuersignal N, sondern als Funktion des CB-Signals (auch über die SES möglich) und der Intern-/Extern-Umschalttaste: DDC-Betrieb = RC = CB ∩ NOT(INT) (bei S29=0, siehe Bild 3/7) DDC-Betrieb = RC = CB ∩ NOT(INT) ∩ NOT(H) (bei S29=1, siehe Bild 3/8) Im DDC-Betrieb leuchtet keine Status-Meldediode im Gerät. Als Sollwert wird immer der Wert angezeigt, der bei einem Rechnerausfall wirksam wird. Wenn der Rechner ausfällt (CB = 1 ---► 0), blinkt die grüne LED der Intern-Anzeige (14), und der Regler arbeitet mit dem angezeigten internen Sollwert weiter. Eine übersichtliche Darstellung der optischen Signalisierung ist in Bild 3/34 auf Seite 59 zusammengefasst. Die Umschaltung im Ausgangskreis ist aus der Beschreibung im Abschnitt 3.2.4 zu ersehen. Die nachfolgenden Tabellen (Bild 3/7 und 3/8) geben eine Gesamtübersicht über Meldesignale und wirksame Soll- und Stellwerte in Abhängigkeit von Front- und Steuersignalen und den Strukturschaltern S17, S18 und S29. Die Version in Bild 3/7 wird verwendet, wenn nach Rechnerausfall direkt in den Handbetrieb geschaltet werden soll.


Meldesignale

Steuerbefehle Front- und Binär- Eingänge **)

Front LED ***)

Binär-ausg.

wirk-samer Ausg.

wirksamer Sollwert S19=0

H Si Bl CB Int Int H /RB /RC y S17=0S18=0

=1 =0

=0 =1

=1 =1

Erläuterungen

Rec

hner

-au

sfal

l

0 0 0 1 0 0 0 0 0 yE(n) *) wi x wS wS DDC-Betrieb Automatik vorbereitet 1 0 0 1 0 0 0,5 0 0 yE(n) *) wi x wS x DDC-Betrieb Hand vorbereitet 0 1 0 1 0 0 0,1 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 0 1 0 0 0,5 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 0 0 1 1 0 0 0,1 0 0 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 1 0 1 1 0 0 0,5 0 0 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 0 1 1 1 0 0 0,1 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 1 1 0 0 0,5 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb

Computer in Bereitschaft

0 0 0 0 0 0,5 0 0 1 yA(n) wi wi(n) wi(n) wi(n) Automatikbetr. 1 0 0 0 0 0,5 1 0 1 yH(n)/ wi x wi(n) x Handbetrieb

0 1 0 0 0 0,5 0,1 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 0 0 0 0,5 0,5 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 0 0 1 0 0 0,5 0,1 0 1 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 1 0 1 0 0 0,5 0,5 0 1 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 0 1 1 0 0 0,5 0,1 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 1 0 0 0,5 0,5 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb

Computer abge-schaltet, Regler in DDC-backup-Bereitschaft

0 0 0 0 1 1 0 1 1 yA(n) wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Automatikbetr. 1 0 0 0 1 1 1 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 0 0 1 1 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 0 0 1 1 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 0 0 1 0 1 1 0,1 1 1 yBL wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Bl-Betrieb 1 0 1 0 1 1 0,5 1 1 yBL wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Bl-Betrieb 0 1 1 0 1 1 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 1 0 1 1 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb

Computer abge-schaltet, Regler nicht in DDC-backup-Bereitschaft

0 0 0 1 1 0,9 0 1 1 yA(n) wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Automatikbetr. 1 0 0 1 1 0,9 1 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 0 1 1 0,9 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 0 1 1 0,9 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 0 0 1 1 1 0,9 0,1 1 1 yBL wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Bl-Betrieb 1 0 1 1 1 0,9 0,5 1 1 yBL wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Bl-Betrieb 0 1 1 1 1 0,9 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 1 1 1 0,9 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb

Computer in Bereitschaft, Regler nicht in DDC-backup-Bereitschaft

/RC = /(/INT ∩ CB) /RB = INT ∪ H wi Der interne Sollwert wi bzw. wi(n) als wirksamer Sollwert wi(n) ist generell verstellbar *) yE ist entweder yN oder yES (S42). Bei DDC-Betrieb kann der Stellstrom des K-Reglers mit

S36 = 1 abgeschaltet werden (Betrieb mit 2 Endstufen). Die externe y-Quelle ist auf die wirksame Größe y nachzuführen, solange kein DDC-Betrieb vorliegt.

**) Bei Benutzung des Binäreingangs BE ist nur eine, durch S15 festgelegte Steuergröße (CB, BI oder Si möglich.

***) Die Angaben unter „Meldesignale Front-LED“ (z.B. 0,5) beziehen sich auf den Blinkrhythmus (siehe 3.2.6)

(n) Die Größe wird auf den letzten vor dem Umschalten wirksamen Wert nachgeführt, dadurch stoßfreie Umschaltung

Bild 3/7 DDC-backup-Regler / DDC-Handsteuergerät

DDC-Betrieb bzw. BI hat Vorrang vor Handbetrieb (S29 = 0)

32

SIPART DR20 Projektierungshandbuch Die Programmierung gemäß nachstehendem Bild 3/8 wird verwendet, wenn nach Rechnerausfall direkt in den Automatikbetrieb geschaltet werden soll.

Meldesignale

Steuerbefehle Front und Binär- eingänge **)

Front LED ***)

Digital- Ausgang

wirk samer Ausg.


H Si Bl CB INT INT H /RB /RC Y S17=0S18=0

=1 =0

=0 =1

=1 =1

Erläuterungen

Rec

hner

au

sfal

l

0 0 0 1 0 0 0 0 0 yE(n) *) wi x wS wS DDC Betrieb Automatik vorbereitet 1 0 0 1 0 0 1 1 1 yH(n)/ wi/ x wi(n)/ x Handbetrieb 0 1 0 1 0 0 0,1 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 0 1 0 0 0,5 1 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 0 0 1 1 0 0 0,1 0 0 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 1 0 1 1 0 0 0,9 1 1 yH(n)/ wi/ x wi(n)/ x Handbetrieb 0 1 1 1 0 0 0,1 0 0 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 1 1 0 0 0,5 1 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb

Rec

hner

in

Bere

itsch

aft

0 0 0 0 0 0,5 0 0 1 yA(n) wi wi(n) wi(n) wi(n) Automatik Betrieb 1 0 0 0 0 0,5 1 1 1 yH(n)/ wi x wi(n)/ x Handbetrieb

0 1 0 0 0 0,5 0,1 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 0 0 0 0,5 0,5 1 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 0 0 1 0 0 0,5 0,1 0 1 yBL wi x wi(n) x Bl-Betrieb 1 0 1 0 0 0,5 0,9 1 1 yH(n)/ wi x wi(n)/ x Handbetrieb 0 1 1 0 0 0,5 0,1 0 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb 1 1 1 0 0 0,5 0,5 1 1 yS wi x wi(n) x Si-Betrieb R

echn

er

abge

scha

ltet,

Reg

ler i

n D

DC

ba

ckup

Be

reits

chaf

t

0 0 0 0 1 1 0 1 1 yA(n) wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Automatik Betrieb 1 0 0 0 1 1 1 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n) wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 0 0 1 1 0,1 1 1 yS wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Si-Betrieb 1 1 0 0 1 1 0,5 1 1 yS wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Si-Betrieb 0 0 1 0 1 1 0,1 1 1 yBL wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Bl-Betrieb 1 0 1 0 1 1 0,9 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n) wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 1 0 1 1 0,1 1 1 yS wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Si-Betrieb 1 1 1 0 1 1 0,1 1 1 yS wi/ wi(n) wi(n) wi(n) Si-Betrieb R

echn

er

abge

scha

ltet,

Reg

ler n

icht

in

DD

C b

acku

p Be

reits

chaf

t

0 0 0 1 1 0,9 0 1 1 yA(n) wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Automatik Betrieb 1 0 0 1 1 0,9 1 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 0 1 1 0,9 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 0 1 1 0,9 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 0 0 1 1 1 0,9 0,1 1 1 yBL wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Bl-Betrieb 1 0 1 1 1 0,9 0,9 1 1 yH(n)/ wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Handbetrieb 0 1 1 1 1 0,9 0,1 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb 1 1 1 1 1 0,9 0,5 1 1 yS wi/ wi(n)/ wi(n)/ wi(n)/ Si-Betrieb R

echn

er in

Be

reits

chaf

t, R

egle

r nic

ht in

D

DC

bac

kup

Bere

itsch

aft

/RC = /(/INT ∩ CB ∩ /H) /RB = INT ∪ H wi Der interne Sollwert wi bzw. wi(n) als wirksamer wi(n) Sollwert ist generell verstellbar *) yE ist entweder yN oder yES (S42). Bei DDC-Betrieb kann der Stellstrom des K-Reglers

mit S36 = 1 abgeschaltet werden (Betrieb mit 2 Endstufen). Die externe y-Quelle ist auf die wirksame Größe y nachzuführen, solange kein DDC-Betrieb vorliegt.

**) Bei Benutzung des Binäreingangs BE ist nur eine, durch S15 festgelegte Steuergröße CB, BI oder Si möglich.

***) Die Angaben unter „Meldesignale Front-LED“ (z.B. 0,5) beziehen sich auf den Blinkrhythmus (siehe 3.2.6).

(n) Die Größe wird auf den letzten vor dem Umschalten wirksamen Wert nachgeführt, dadurch stoßfreie Umschaltung.

Bild 3/8 DDC-backup-Regler / DDC-Handsteuergerät Handbetrieb hat Vorrang vor DDC-Betrieb bzw. BI (S29 =1)

33


• S1 = 4 Folgeregler ohne Intern-/Extern-Umschaltung über die Bedienfront (Bild 3/9) ab Softwarestand A10 Dieser Gerätetyp ist vorgesehen als Folgeregler in einer Kaskade bzw. zur externen Sollwertführung des SIPART DR20. Bei Kaskadenregelungen kann der Folgeregler vom Führungsregler nur durch dessen Umschaltung in den Handbetrieb getrennt werden. Dieser Reglertyp ist realisiert wie der Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung, wobei die Intern-/Extern-Umschalttaste (13) ohne Funktion ist. Dadurch ist die Umschaltung zwischen internem und externem Sollwert nur in Abhängigkeit vom Steuersignal CB möglich. Wenn die Umschaltung nicht gewünscht wird, kann mit S15 ≠ 3 oder ≠ 9 (CB ist dann "high" gesetzt) nur mit externem Sollwert wE gearbeitet werden. Der externe Sollwert wE kann als analoger Absolutwert über x2/wE (S42 = 0 oder 1) oder als serieller Absolutwert über die serielle Schnittstelle (S42 = 2 oder 3) vorgegeben werden. x-tracking ist in dieser Schaltung möglich (S17 = 1), wobei dies jedoch nur bei serieller Sollwertvorgabe und bei Umschaltung in den internen Sollwert sinnvoll ist, da bei Einspeisung über x2/wE das speisende Gerät nicht nachgeführt werden kann. Mit S19 = 1 kann die Nachführung des nicht wirksamen Sollwertes auf den wirksamen unterbunden werden; die Umschaltung wird dann sprungartig oder mit eingeschalteter Sollwertrampe durchgeführt.

Meldesignale Rech-ner-ausfall

Steuerbefehle Front- und Binärein- gänge **) Front-

LED ***) Binär-ausg.

wirk-samer Ausg.

wirksamer Sollwert S19 = 0

H ∪N ∪Si ∪Bl CB INT H /RB /RC y S17=0S18=0

=1 =0

=0 =1

=1 =1

Erläuterungen

0 1 0 0 0 0 yA(n) wE(n) *) wE(n) *) wE(n) *) wE(n) *) Automatikbetrieb, SPC-Betrieb 0 0 0,5 0 0 1 yA(n) wi(n) wi(n) wS wS Automatikbetrieb, Computer abge-

schaltet, Regler in SPC-Bereitschaft

1 1 0 >0 1 1 yH od. wE(n) *) x wE(n) *) x 1 0 0,5 >0 1 1 yE od. wi(n) x wS x

Hand-, Nachführ-, Sicherheits- betrieb oder Blockieren des Ausgangs, Regler nicht in SPC-Bereitschaft

/RC = /(/INT ∩ CB ∩ /H) /RB = INT ∪ H

*) Quellen für wE sind wEA (ext. Analogwert z.B. vom Führungsregler) oder wES

(ext. Sollwert über die serielle Schnittstelle). Nachgeführt werden kann natürlich nur wES, nicht wEA.

**) Bei Benutzung des Binäreingangs BE ist nur eine, durch S15 festgelegte Steuergröße CB, Si, Bl oder N möglich. Bei Speisung über die serielle Schnittstelle gilt die Priorität Si vor Bl vor N (DDC)


(n) Die Größe wird auf den letzten vor dem Umschalten wirksamen Wert nachgeführt.

Bild 3/9 Folgeregler ohne Intern-/Extern-Umschaltung über die Bedienfront SPC-Regler mit Nachführung des internen Sollwerts (S19 = 0)

34


X1

wS

WESSES

S420

2

INT

+

INT

gn

SP - w

wi

w w

X2 / WEA

1

0 S18

CBwa we Tw

01 S19

1wE

X

00 0 0S20, S21

Anzeige

Taster

8888

8884

+

-

SES

W

X

Xd

02

1

S23

A2

A1

a1 a2

D - Glied

S17

A

A

1

0

AA

S170

1

x - tracking

CB

Bild 3/9 a Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz beim

Folgeregler ohne Intern-/Extern-Umschaltung über die Bedienfront • S1 = 5 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung (Bild 3/13) Dieser Gerätetyp ist für SPC-Betrieb und den Betrieb mit zwei oder drei Sollwerten (wi, wE, wS) vorgesehen. Der externe Sollwert kann entweder über einen Analogeingang als Eingangsgröße wE oder über die serielle Schnittstelle als wES vorgegeben werden. Bei SPC-Betrieb wird der Sollwert durch einen übergeordneten Rechner (Leitsystem) geführt. SPC-Betrieb liegt vor, wenn das Gerät auf Externbetrieb geschaltet ist und gleichzeitig das Binärsignal CB anliegt: /H ∩ CB ∩ /I = RC = 1

35


In diesem (Normal-) Fall leuchtet keine Status-Meldediode. Wenn der Rechner ausfällt (CB = 1 0), blinkt die grüne LED 14 mit einem Einschaltverhältnis von 0,5, und es wird entweder mit dem auf den letzten gültigen Sollwert nachgeführten internen Sollwert wi (S18 = 0) oder dem parametrierten Sicherheitssollwert wS weitergeregelt (wenn kein Automatikbetrieb vorliegt = /A, ist auch x-tracking möglich). Wird die Intern-Umschalttaste 13 betätigt (INT = 1), geht die grüne LED auf Dauerlicht. Wenn während des "Intern- Betriebs" das CB-Signal wiederkommt, beginnt die grüne LED mit einem Einschaltverhältnis von 0,9 zu blinken, der Intern-Betrieb bleibt jedoch bestehen, bis mit der Umschalttaste 13 wieder auf externen Sollwert geschaltet wird. Nachstehende Tabelle (Bild 3/10) gibt eine Übersicht über Meldesignale und wirksame Sollwerte in Abhängigkeit von Steuersignalen und den Strukturschaltern S17, S18 und S19.

Meldesignale

Steuerbefehle Front- und Binäreingänge **) Front-

LED ***) Binär- ausg.

wirk-samer Ausg.


H∪N∪Si∪BL CB INT INT H /RB /RC Y S17=0 S18=0

=1 =0

=0 =1

=1 =1

Erläuterungen

Rec

hner

-au

sfal

l

0 1 0 0 0 0 0 yA(n) wE(n) *) wE(n) *) wE(n) *) wE(n) *) Automatikbetrieb, SPC-Betrieb 0 0 0 0,5 0 0 1 yA(n) wi(n) wi(n) wS wS Automatikbetrieb, Computer

abgeschaltet, Regler in SPC-Bereitschaft

0 1 1 0,9 0 1 1 yA(n) wi(n) wi(n) wi(n) wi(n) Automatikbetrieb, Computer in Bereitschaft, Regler nicht in SPC-Bereitschaft

0 0 1 1 0 1 1 yA(n) wi(n) wi(n) wi(n) wi(n) Automatikbetrieb, Computer abgeschaltet, Regler nicht in SPC-Bereitschaft

1 1 0 0 >0 1 1 yH or wE(n) *) x wE(n) *) x 1 0 0 0,5 >0 1 1 yE or wi(n) x wS x 1 1 1 0,9 >0 1 1 yS or wi(n) x wi(n) x 1 0 1 1 >0 1 1 yBL wi(n) x wi(n) x

Hand-, Nachführ-, Sicherheits-betrieb oder Blockieren des Ausgangs, Regler nicht in SPC-Bereitschaft

/RC = /(/INT ∩ CB ∩ /H) /RB = INT ∪ H *) Quellen für wE sind wEA (ext. Analogwert z.B. vom Führungsregler) oder wES

(ext. Wert über die serielle Schnittstelle). Nachgeführt werden kann natürlich nur wES, nicht wEA (siehe Bild 3/13)

**) Bei Benutzung des Binäreingangs BE ist nur eine, durch S15 festgelegte Steuergröße CB, Si, Bl oder N möglich. Bei Speisung über die serielle Schnittstelle gilt die Priorität Si vor Bl vor N (DDC)



Bild 3/10 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung,

SPC-Regler mit Nachführung des internen Sollwerts (S19 = 0)

36


Mit Hilfe des Strukturschalters S19 = 1 wird die Nachführung des internen Sollwerts wi und wES der seriellen Schnittstelle unterbunden. Damit kann ein Betrieb mit 2 oder 3 Sollwerten stattfinden. Wird die Umschaltung über CB nicht benötigt, ist der Binäreingang über S15 auf eines der anderen Steuersignale zu legen, CB ist dann mit 1 festgelegt. Nachstehende Tabelle (Bild 3/11) gibt einen Überblick über die geänderten Verhältnisse.

Meldesignale

Steuerbefehle Front- und Binäreingänge **) Front-

LED ***) Binär- ausg.

wirk-samer Ausg.


H∪N∪Si∪BL CB INT INT H /RB /RC Y S17=0 S18=0

=1 =0

=0 =1

=1 =1

Erläuterungen

0 1 0 0 0 0 0 yA(n) wE wE wE wE 0 0 0 0,5 0 0 1 yA(n) wi wi wS wS 0 1 1 0,9 0 1 1 yA(n) wi wi wi wi 0 0 1 1 0 1 1 yA(n) wi wi wi wi

Automatikbetrieb

1 1 0 0 >0 1 1 yH od. wE x wE x 1 0 0 0,5 >0 1 1 yE od. wi x wS x 1 1 1 0,9 >0 1 1 yS od. wi x wi x 1 0 1 1 >0 1 1 yBl wi x wi x

Hand-, Nachführ-, Sicherheits-betrieb oder Blockieren des Ausgangs

/RC = /(/INT ∩ CB ∩ /H) /RB = INT ∪ H

**) Bei Benutzung des Binäreingangs BE ist nur eine, durch S15 festgelegte

Steuergröße CB, Si, Bl oder N möglich. Bei Speisung über die serielle Schnittstelle gilt die Priorität Si vor Bl vor N (DDC)



Bild 3/11 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung ohne Nachführung des internen

Sollwerts (S19 = 1) Betrieb mit mehreren Sollwerten Ab Softwarestand A06 besteht auch die Möglichkeit, auf der Front des SIPART DR20 zwei unterschiedliche Sollwerte einzustellen und durch Umschaltung zwischen diesen beiden Sollwerten zu wechseln, ggfs. auch mit einer Sollwertrampe zwischen den beiden Werten: Erforderliche Einstellungen bei Verwendung als Festwertregler Prozessgrößenanzeiger mit

Sollwertgeber (K-Version) S1 5 10 S15 ≠3, ≠9 ≠3, ≠9 S18 1 1 S19 1 1 S24 1 1 S42 2 2 Mit dieser Strukturierung wird die Funktion des Umschalters 8 (Bild 2/1, Seite 10) wie folgt erweitert:

37


Umschalter 8 Anzeige im Display 4

Signalisierung durch

Stellung 1 wi LED 9.1 Stellung 2 x LED 9.2 Stellung 3 A2 “A2” im Display 6 Stellung 4 A1 “A1” im Display 6 Stellung 5 wS “SH” im Display 6 Dann ergeben sich folgende Einstellmöglichkeiten

Meldesignale

Steuerbefehle Front- und Binär-eingänge **)

Front- LED ***)

Binär- ausg.

wirk-samer Ausg.

wirksamer Sollwert

H∪N∪Si∪BL INT INT H /RB /RC Y S17=0 S17=1

Erläuterungen

0 0 1 0 1 1 yA(n) wi wi Automatikbetrieb mit Sollwert 1 0 1 0,5 0 0 1 yA(n) wS wS Automatikbetrieb mit Sollwert 2 1 0 1 >0 1 1 yH, yN wi x

1 1 0,5 >0 1 1 yBl, ySI wS x

Hand-, Nachführ-, Sicherheitsbetrieb oder Blockieren von y

/RC = /(/INT ∩ CB ∩ /H) /RB = INT ∪ H Bild 3/12 Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung

Betrieb mit zwei frontseitig einstellbaren Sollwerten

X1

wS

WESSES

S420

2

INT

+

INT

gn

SP - w

wi

w w

X2 / WEA

1

0 S18

wi

CB

CB

INT

INTwa we Tw

01 S19

1wE

X

00 0 0S20, S21

Anzeige

Taster

8888

8884

+

-

SES

W

X

Xd

02

1

S23

A2

A1

a1 a2

D - Glied

S17

A

A

1

0

0 1

A

AAA

S170

1

x - tracking

Bild 3/13 Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz beim Folgeregler mit Intern-/Extern-Umschaltung

38


• S1 = 6 Gleichlaufregler ohne Intern-/Extern-Umschaltung (Bild 3/14) Bei der Gleichlaufregelung erhalten mehrere getrennte Regelkreise eine gemeinsame Führungsgröße. Diese kann in jedem Regler dieses Typs individuell um die Konstante c1 parallel verschoben und mit dem Faktor c2 dosiert werden. x-tracking ist nicht sinnvoll, da das speisende Gerät nicht nachgeführt werden kann.

x1

wa we Tw00 0 0

S20, S21

Anzeige

Taster 8888

8884

WXd

02

1

S23A2

A1

a1 a2

S17

A

A

0 1

+-

X

S22

D - Glied

c1 + c2 ∗ w

c2c1

wE

SES

Bild 3/14 Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz beim

Gleichlaufregler • S1 = 7 Verhältnisregler (Bild 3/15) Bei einem Verhältnisregler wird die führende Prozessgröße x2 mit dem Verhältnisfaktor v bewertet und bildet den Sollwert für die geführte Prozessgröße x1:

w = v ∗ x2

Mit xd = w – x1 folgt daraus xd = v ∗ x2 - x1

Bei xd = 0 ergibt sich v = x1/x2, d. h. im ausgeregelten Zustand verhalten sich x1/x2 entsprechend dem Verhältnisfaktor v.

Zusätzlich kann noch ein Grundwert (Parameter c1) aufgeschaltet werden:

w = v ∗ x2 + c1 Ausgeregelt gilt dann:

x1 = v ∗ x2 + c1

39


Im folgenden wird der vorgegebene (über die Verstelltasten 12 bei Intern-Anzeige einstellbare) Verhältnisfaktor als Sollverhältnis wv bezeichnet und als "Sollwert" auf der Digitalanzeige dargestellt. Der Einstellbereich für den Verhältnisfaktor v wird durch die Parameter wa und we in den Grenzen 0,000 und 9,999 festgelegt, wobei LA ≤ wa und LE ≥ we sein muss. Das augenblickliche Verhältnis wird als Istverhältnis xv bezeichnet und durch Umkehrung der Verhältnisformel gewonnen: xv = (x1 - c1) I x2 Es wird als Istwert auf der Digitalanzeige dargestellt und ggfs. für x-tracking verwendet. Der Anzeigebereich für Verhältnisfaktoren ist 0,000 bis 9,999 (negative Werte werden unterdrückt). Die Regeldifferenzanzeige zeigt wie bei den anderen Gerätetypen xd = w - x an. Die Sollwertrampe Tw ist nur im Bereich OFF bzw. 1 bis 100 s wirksam. Die Grenzwertfunktion ermöglicht die Überwachung des Istverhältnisses oder des Sollverhältnisses, ab Softwarestand A09 auch der Differenz von Soll- minus Istverhältnis.

x1

INT

+

INT

gn

SP - w

wvi

w w

x2

wva wve Tw

x1

00 0 0

S20 = 1, S21

Anzeige

Taster

8888

8884 WXd

0

21

S23A2

A1

a1 a2

x2

xv=x1 - c1

x2 xv

S17

A

A

0 1

wv ∗ x2 + c1 = w

+

-X

+

-

S22

1)

1) S22 = 0, auswählbar ab Firmware Version A09

xv - tracking

A = H OR N OR Bl OR Si

Bild 3/15 Aufbereitung der Führungsgröße und Bildung der Regeldifferenz

beim Verhältnisregler

40


1 Verhältnisfaktor Wv = 0,4 bis 1,0 3 Verhältnisfaktor Wv = 0,5 bis 1,5 Grundwert 20% = c1 = 0,2

2 Verhältnisfaktor Wv = 0,4 bis 0,7

Grundwert - 15% = c1 = - 0,15

50 100 %

50

100 %

gere

gelte

Grö

ße x

1

führende Größe x2

1.0wve = 1.5

wva = 0.5

50 100 %

50

100 %

gere

gelte

Grö

ße x

1

führende Größe x2

wva = 0.4

wva = 0.4

wve = 0.7

wve = 1.0

Bild 3/16 Kennlinienfelder eines Verhältnisreglers • S1 = 8 Verhältnisstation (Bild 3/17) Die Verhältnisstation lässt sich nur mit einem Grundgerät mit kontinuierlichem Ausgang (6DR2004) realisieren! Die Signalverarbeitung erfolgt genauso wie beim Verhältnisregler, jedoch wird die aufbereitete Führungsgröße w direkt als Ausgangssignal yA weiterverarbeitet.

yA w = v ∗ x2 + c 1 Dieses Ausgangssignal wird auf der zweistelligen Digitalanzeige in Prozent angezeigt. Das vierstellige Display zeigt wie beim Verhältnisregler in Stellung "SP - W" des Umschalters 8 den mit den Sollwerttas

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SIPART DR20 - Siemens · 2015. 1. 20. · In der vorliegenden Ausgabe 02/2005 des Projektierungshandbuchs wird der Kompakt-regler SIPART DR20 in der Ausführung mit Software-Stand