Temperaturregulator QD/A Drews Electronic MANUAL. Komponenter för automation. Nordela

Transkript

1 Temperaturregulator QD/A Drews Electronic MANUAL Komponenter för automation

2 Innehåll sid 1.0 Allmän beskrivning pkt-regulator (Värme-Från-Kyla) Dimensioner mm Typnyckel Mätområden, standard Tekniska data Inkoppling, trimpotentiometrar Monteringsanvisning Igångsättning Inställning av larm (2-pkt-regulator) Avvikelselarm, hög/låg Absolutvärdeslarm Avvikelselarm, omfång pkt-regulator (kylkontakt) Börvärdesbegränsning Parameteroptimering Felsökning Viktiga reglertekniska begrepp Översikt givare / värden 11 Studera denna bruksanvisning noga innan regulatorn tas i drift! Detta gäller speciellt monterings- och inkopplingsanvisningarna! 2

3 1.0 Allmän beskrivning Temperaturregulatorer av typ "QD/A" är avsedda att användas till temperaturövervakning och reglering inom områdena plastbearbetning, förpackningsmaskiner, ugnar, gummibearbetningsmaskiner, maskiner inom livsmedelsindustrin, testutrustningar samt inom laboratorieteknik. Temperaturregulatorer av typ "QD/A" kan levereras som 2-pkt, 3-pkt eller med analogutgång. Ärvärdet visas digitalt. Börvärdesinställningen sker via ett vred på framsidan (potentiometer). Alla 2-pkts regulatorer kan förses med ett avvikelselarm (hög/låg, omfång) eller absolutvärdeslarm. Regulatorerna levereras anpassade för termoelement, Pt100-givare eller för analog signal pkt regulator 3-pkts regulatorn är avsedd för Värme - Från - Kyla. Återkopplingen och därmed det inställda Xp-bandet påverkar bådas tillslagspunkter. En intern logik förhindrar att Värme och Kyla är i läge TILL samtidigt. 1.2 Dimensioner Håltagning i panel 90,2 x 90,2 mm +0,2 mm Ärvärde Gul LED: Utgång 1 aktiv. Värme I 350 II Röd LED: Utgång 2 aktiv. 2-pkt regulator: Larm 3-pkt regulator: Kyla Börvärdesinställning ,5 3

4 1.3 Typnyckel - Q D A T - termoelement W - motståndstermometer I 1) - analog ingång 0/ ma U 1) - analog ingång V DC 1) på förfrågan Q - storlek 96 x 96 mm D - digital ärvärdesvisning Reglerfunktion 1: 2-pkt-reglulator 2: analog 3: 3-pkt-regulator Reglerutgång I, Värme hos 2- och 3-pkt-regulatorer 1 - relä 2 - logikutgång 6 - analog ma 7 - analog ma Larmkontakt Reglerutgång II, Kyla hos 2-pkt- / analogregulatorer hos 3-pkt-regulatorer 3 - avvikelselarm, hög/låg eller 1 - relä 4 - absolutvärdeslarm 2 - logikutgång 5 - avvikelselarm, omfång A - analog börvärdesinställning 1.4 Mätområden, standard Termoelement Motståndstermometrar C Fe-CuNi (L) C Pt C Fe-CuNi (L) C Pt C Fe-CuNi (J) C Pt C NiCr-Ni (K) C Pt C NiCr-Ni (K) C Pt Tekniska data Ingång Termoelement: Inbyggd referenspunkt (kalla lödstället) och givaravbrottsövervakning. Referenspunktens temperatur är 20 o C. Motståndstermometer: Strömmen genom givaren får max. vara 1 ma DC Ledningsresistans Omgivningens temperaturpåverkan Börvärdesinställning Noggrannhet Termoelement: < 50 Ohm behövs ingen kompensering. Motståndstermometer: Kalibrerat värde är 0,5 Ohm. Termoelement: 0,03 % / 1 K Motståndstermometer: 0,01 % / 1 K Precisionspotentiometer (bromsad) med analog skala. Inställningsnoggrannhet 0,5 % av reglerområdet. </= 1 % av reglerområdet 4

5 Ärvärdesvisning Noggrannhet hos visat värde Känslighet, givaringång vid Xp=0 Reglerfunktion Reglerutgång Ärvärdet visas digitalt i C, med 3 eller 3 1/2 siffror. LED-7-segment med decimalkomma, sifferhöjd 10 mm. ± 0,1 % av reglerområdet, ± 1 siffra ± 0,25 % av reglerområdet PD/I Xp = % steglöst ställbar / Proportionalband. Tv = 50 s (fast) / Deriveringstid. Tn = 250 s (fast) / Integreringstid. Reläutgång 1 slutande kontakt, max. 250 V AC, 5 A resistiv last cos ϕ = 1 Logikutgång 0/10 V DC, vid RL = 1 kohm Analogutgång ma DC, max. 500 Ohm last ma DC, max. 500 Ohm last Funktionssignal Larmkontakt gul LED lyser vid draget relä / logiktillstånd "TILL" 3 möjligheter: Avvikelselarm, hög/låg ställbart inom ett område av ± 10 % av reglerområdet, relaterat till börvärdet (TILL-FRÅN) Absolutvärdeslarm ställbart inom hela reglerområdet (FRÅN-TILL) Avvikelselarm, omfång ställbart fönster % av reglerområdet, symmetriskt kring börvärdet (FRÅN-TILL-FRÅN) Larmsignal Hus Klimatisk användningsklass röd LED avsett för inbyggnad i panel, fästen ingår front 96 x 96 mm djup 78 mm material Terluran svart kapslingsklass IP54 (front) isolationgrupp C enligt VDE 0110 omgivningstemperatur, drift C KUF DIN 40040; motsvarar = 75 % rel. luftfuktighet, icke kondenserande Vibration och stöt DIN IEC Monteringsläge Elektriska anslutningar Matningsspänning Påverkan vid nätspänningsförändringar Vikt valfritt jackbar skruvplint 115/230 V AC, %, Hz, max. 3,5 VA. Tillval: 24 V AC, 24 V DC. </= 0,005 % / V ca. 0,5 kg 5

6 3.0 Inkoppling, trimpotentiometrar Xk2 Xp Xk2 Xp % % T/WQD 113, 114, 115 A T/WQD 123, 124, 125 A T/WQD 263, 264, 265 A T/WQD 273, 274, 275 A II I II I utgång N L(1) L(2) Brytlast per kontakt 1100VA 250V 5A + - N L(1) L(2) Brytlast 1100VA 250V 5A R L Pt 100 I = Värme II = Larmkontakt Pt 100 I = Reglerutgång II = Larmkontakt Matningsspänning: 230 V AC (N - L2), 115 V AC (N - L1), 24 V AC (N - L2), 24 V DC (N - L2) Xk2 Xp Xk2 Xp % % T/WQD 311 A T/WQD 322 A II I 9 II utgång I utgång N L(1) L(2) Brytlast per kontakt 1100VA 250V 5A + - N L(1) L(2) RL R L Pt 100 I = Värme II = Kyla Pt 100 I = Värme II = Kyla Matningsspänning: 230 V AC (N - L2), 115 V AC (N - L1), 24 V AC (N - L2), 24 V DC (N - L2) 6

7 3.1 Monteringsanvisning och anslutning Det är viktigt att de här beskrivna regulatorerna används på ett korrekt sätt. Regulatorn skall monteras så att den skyddas mot otillåten fukt samt mot kraftig nedsmutsning. Tillåten omgivningstemperaturer i drift ( C, F) får varken över- eller underskridas. Elektrisk anslutning skall ske enligt gällande VDE-bestämmelser alt. enligt på orten gällande bestämmelser. Givarledningar och signalledningar (t.ex. logiksignal) skall dras väl åtskiljda från styr- och nätspänningsledningar (starkströmsledningar) och dessutom vara skärmade. Skärmade ledningar skall endast jordas i ena änden. För att undvika jordströmmar, skall jordledningar anslutas stjärnformigt till en gemensam jordpunkt. Detta gäller även för skärmade ledningars jordförbindningar. Om dessa regler åsidosätts kan det, speciellt vid längre ledningar, uppstå inducerade strömmar som kan förstöra regulatorn. Montera inte regulatorn i närheten av induktiva laster. Kontaktorspolar skall avstöras genom lämpliga RC-filter. Styrströmkretsar (t.ex. för kontaktorer) skall inte anslutas till regulatorns nätanslutning. Vid extremt starka nätstörningar och störfält från transienta störspänningar kan ett externt nätfilter vara en bra lösning. Vid inkoppling av ett termoelement skall kompensationsledningen dras hela vägen till regulatorns skruvanslutning. Matningsspänningar, reglerkomponenter (reläer mm.) och givare skall anslutas enlig inkopplingsanvisningarna. Vid användning i USA kan ytterligare säkerhetsdekaler rekvireras. 4.0 Igångsättning Inkoppling enligt 3.0 Anslut matningsspänningen Ställ in börvärdet Trimpotentiometen Xp ställs i sitt mittläge Om alla anslutningar är ok, kommer regulatorn att hålla temperaturen konstant efter att den inställda börvärdestemperaturen har nåtts. 4.1 Inställning av larm (2-pkt-regulatorer) Hos alla 2-pkt-regulatorer kan en larmfunktion erhållas. Denna ställs in via trimpotentiometern Xk2 på regulatorns baksida Avvikelselarm, hög/låg Larmet är ett börvärdesrelaterat larm. Ställbart larmområde kan högst utgöra ± 10 % av reglerområdet, kring det inställda börvärdet. Om börvärdet ändras, följer larmvärdet automatiskt med. Reläet är draget till dess att larmvärdet har nåtts. Till Från Larmområde Xk2-10% Börvärde +10% Skala Xk2 (regulatorns baksida) motsvarar -10% 0% +10% av reglerområdet 7

8 4.1.2 Absolutvärdeslarm Larmet aktiveras av ärvärdet och är ställbart inom hela reglerområdet. När larmvärdet nås, slår reläet TILL. Till Från Larmområde Xk2 0% 100% Skala Xk2 (regulatorns baksida) motsvarar 0% 50% 100% av reglerområdet Avvikelselarm, omfång Med detta larm övervakas ärvärdet i ett symmetriskt område kring börvärdet. Ställbart larmområde är % av reglerområdet. Till Från Larmområde 0-5% symmetriskt om börvärdet Börvärde Skala Xk2 (regulatorns baksida) motsvarar 0% 2,5% 5% av reglerområdet pkt-regulator (kylkontakt) Tillslagstemperaturen för Kyla ställs via trimpotentiometern Xk2. Ställbart temperaturområde utgörs av börvärdet (W = tillslagstemperaturen för värme) + 0,2-1,6 % av börvärdet. W 0,2-1,6% Xk1 (Värme) Xk2 (Kyla) Skala Xk2 (regulatorns baksida) motsvarar 0,2% 0,9% 1,6% av reglerområdet 4.2 Börvärdesbegränsning Standard: En "broms" hindrar att börvärdet av misstag ges ett nytt värde inom aktuellt temperaturområde. Genom ett lätt tryck på "bromsen" frigörs skivan med temperaturangivelser, så att ett nytt värde kan ställas in. Tillval: Vredet som reglerar börvärdet kan hindras mekaniskt från att ges ett värde som ligger utanför aktuellt temperaturområde. 8

9 5.0 Parameteroptimering Regulatorerna är som standard utförda med en PD/I-återkoppling. En PD/I-reglering kombinerar fördelarna hos PD- och PID-regleringarna. Det innebär att vid optimal inställning av parametrarna Xp, Tv, Tn, närmar man sig börvärdet nästan helt utan översvängning och utan stationär regleravvikelse. Standardmärkdata är: Tv = deriveringstid = ca. 50 s, fast Tn = integreringstid = ca. 250 s, fast Xp = proportionalband = %, steglöst ställbar Skala Xp (regulatorns baksida) motsvarar 0% 2,5% 5% av reglerområdet Med dessa märkdata låter sig reglerkurvor med dödtider i området s regleras. I normalfallet räcker det med att Xp-potentiometern ställs i läge motsvarande 3%. En noggrannare utvärdering av reglerkurvans märkdata kan göras enligt följande beskrivning: Om tiden för en svängning (Ts) är obekant och reglerkurvan under en kort tid kan göras instabil, sätt då Xp = 0, varvid en enkel Till-Från -reglering erhålles. Ur de nu uppkomna svängningsdata kan några reglerparametrar härledas, se nedan. Hos en regulator med digital visning av ärvärdet, kan svängningsdata enkelt mätas med hjälp av ett stoppur. Hos en 3-pkt-regulator måste kylningen först kopplas bort, så att en ostörd svängning kring börvärdet (värme) är möjlig. X (oc) Ts X t (s) Mät X. Reglerområdet erhålls ur regulatorns reglerområde (t.ex grader ger 300). Sätt in dessa båda värden i formeln nedan. proportionalband Xp = X * 2 * 100 % reglerområdet Ställ trimpotentiometern Xp på detta värde. Om ärvärdet svänger väl mycket (jmf. med regulatorns Noggrannhet, se sid 4) öka då Xp-värdet något. 9

10 6.0 Felsökning Vi förutsätter att anvisningarna under Pkt 3.1 har följts. Displayen är nedsläckt Regulatorn kopplar inte TILL Ärvärdesvisning om temperaturen överstiger reglerområdets max värde Displayen visar --- Temperaturen stiger ej, trots att funktionssignalen lyser gult. Efter en tid börjar ärvärdet att sjunka. Reläet fladdrar / displayvärdet hoppar Ärvärdet svänger - kontrollera matningsspänningen - fel hos givaren eller ledningsbrott - displayen visar EEE, blinkar eller visar ett värde som är högre än reglerområdets max värde. - kortslutning hos Pt givaren - termoelementet är polvänt - externa störningar via signalledningar (t.ex. växelspänning på givarledningen) Håll mätvärdesledningen väl åtskiljd från nätoch styrledningar. Mätvärdesledningen bör dessutom vara skärmad, kontaktorspolar skall vara avstörda med RC-filter (0,1 µf Ohm). - öka värdet på trimpotentiometern Xp något 6.1 Viktiga reglertekniska begrepp X = ärvärde Ts = tiden för en svängning W = börvärde Xp = proportionalband Y = ledvärde Tv = deriveringstid Td = dödtid Tn = integreringstid Återkoppling och reglerkurvor Reglerobjekt Td (dödtid) Ts (tiden för en svängning) mindre elektriskt uppvärmd ugn 0,5-1,0 min min. stor elektriskt uppvärmd glödgningsugn 1,0-5,0 min min. stor gasuppvärmd glödgningsugn 0,2-5,0 min min. destillationskolonn 1,0-7,0 min min. autoklav (2,5 m) 0,5-0,7 min min. högtrycksautoklav min min. tryckkokare 0,5-2,5 min. 1-4 min. rumsvärme 1-5 min min. Proportionalbandets (Xp) inflytande på regleringen Xp-bandet Regleringen Svängnings- Inkopplingsamplituden ( X) frekvensen ökas stabilare, men långsammare minskar ökar minskas mindre stabil till instabil ökar minskar Hos normala applikationer kan de flesta reglerkurvor åstadkommas via de seriemässigt inbyggda återkopplingsparametrarna. Ibland förekommer det att den erhållna reglersignalen överskrider den fast inställda tidskonstanten. Om detta gäller för din applikation, hör då av dig till oss. 10

11 7.0 Översikt mätvärdesgivare / värden C F Pt 100 Fe-CuNi Fe-CuNi NiCr-Ni Ohm (L) mv (J) mv (K) mv ,4 2,65 2,59 2, ,5 5,37 5,27 4, ,32 8,15 8,0 6, ,84 10,95 10,78 8, ,08 13,75 13,53 10, ,03 16,56 16,33 12, ,69 19,36 19,09 14, ,06 22,16 21,85 16, ,14 25,00 24,61 18, ,93 27,85 27,39 20, ,43 30,75 30,21 22, ,65 33,67 33,10 24, , , , , , ,83 11