PID调节仪LDC说明书.docx

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PID调节仪LDC说明书

目录

一、概述……………………………………………………………………………………..2

二、主要技术指标…………………………………………………………………………..2

三、面板形式………………………………………………………………………………..3

四、型号和开孔对照表……………………………………………………………………..3

五、安装与接线……………………………………………………………………………..3

六、按键功能与指示灯说明………………………………………………………………..6

七、设置流程图……………………………………………………………………………..8

八、参数设置符号意义解释表……………………………………………………………..10

九、使用……………………………………………………………………………………..11

十、抗干扰级别设置………………………………………………………………………..12

十一、显示精度校准………………………………………………………………………..13

十二、校准流程图…………………………………………………………………………..14

十三、PID控制……………………………………………………………………………...14

十四、一般常见故障………………………………………………………………………...16

十五、通信协议……………………………………………………………………………...19

十六、仪表的保管和维护……………………………………………………………………20

一、概述

LDC系列智能化数字调节仪采用了我公司自行研制开发、委托日本集成电路制造商定制生产的专用微型单片机电路，它博采众长，汇集了目前自动控制系统中各类调节仪表的大部份功能，经过多年现场验证，本仪表独具以下特色：

㈠由于采用了大规模的集成电路，结构简单，性能卓越，寿命更长。

无飞线、无调整电位器，所有的功能由软件完成。

㈡输入信号每秒50次的高速采样，使得本仪表相对于同类仪表的精度更高、性能更稳，抗干扰能力更强。

可由用户自己设定的六个类别近百种级别的抗干扰模式，使本仪表能够适应各种条件下的工作环境；可高精度隔离变送输出；仪表自馈的直流24V恒压源，可满足各种两线制变送器的需求。

校准由软件处理，部分参量可现场标定。

㈢最大可达到8种热电偶、5种热电阻（小量程Pt100X）、5种线性电压、3种线性电流输入，1种频率输入信号。

㈣PID控制量光电隔离输出。

多种PID默认调节模式满足各种需求。

过零触发的PID调节器，可外接驱动大到500A的三相可控硅，省去ZK系列可控硅触发器，可为用户提高经济效益。

手/自动无扰动切换功能，保证了系统的安全、稳定、可靠。

㈤可实现PID连续电流输出+时间比例调节的冷输出控制。

也可实现自学习，自整定功能，操作方便，控制精确。

㈥最多可实现五个开关量输出，四个位式报警输出口，可任意组态出上下限报警、Ok报警、绝对值报警、关联报警等多种报警方式，还可对报警点的进行监控输出。

特别的断线报警功能，断线报警时仪表将自动锁定报警前的输出状态。

㈦通过设置菜单的密码保护，可以实现不同的保护层次。

㈧选加的两路时间定时器，可对报警的时间、输出的时间等参数进行定时，实现自动的逻辑控制。

㈨高可靠、快速响应的RS485通讯口，采用美国数据通讯标准的CRC-16校验内核，可实现多主机、单主机、无主机等通讯方式。

本仪表与普通位式控制调节仪表相比，各项功能水平都有相当大的提高，并且该系列仪表是在符合IS09001质量保证体系下的生产线上制造，因此其可靠性、稳定性有了绝对的保证。

而较高的性能价格比，更适合于国情，对替代进口已扮演了重要角色。

二、主要技术指标

◆测量精度：

±0.2%FS+1字（订货须注明）

±0.5%FS+1字

◆调节控制精度：

等同测量精度.

◆报警能力：

上下限.上回差.下回差.双回差.OK方式.绝对值方式等任意设置，并具有用户自定义的辅助条件的位式控制能力。

◆控制输出：

±0.2%FS+1字（订货须注明）

±0.5%FS+1字

◆负载能力：

0-10mA≤1.5KΩ，4-20mA≤750Ω0-5V和1-5V≤1KΩ

◆输入特性要求：

0-10mA最大负载1000Ω、4-20mA最大负载750Ω、DC.V最大负载≥200KΩ

热电偶及DC.mV:

≥10MΩ，冷端自动补偿精度0-40℃范围内±0.2℃热电阻:

三线制输入3×10Ω以内完全补偿。

◆继电器接点容量：

AC220V5A

◆供电：

电源220ACV/24VDC功率≤6W

◆工作环境要求：

温度:

0-50℃、湿度:

<85%RH无腐蚀性气体,无震动场合。

◆通讯：

可多主机、单主机、无主机的RS485异步串行通信。

波特率2400～19200可调（默认9600）响应时间<2ms

数据总字节长度≤32个字节/次

数据校验CRC-16美国数据通信标准,高可靠循环冗余码校验

三、面板形式

LDC3000系列共有七种面板形式，可适应不同用户的各种需求，仪器的主板上有五个按键和两组各由四位数码管组成的数字显示窗，以及几个显示状态的指示灯。

用户通过五个按键可以完成不同的工作状况下的组态设置，正常工作状态下，主显示窗（一般为大的或者上面的一排）显示过程量，副显示窗显示主报警设定值。

设置状态下，主副显示窗将分别显示设置的参数符号和设置的参数值。

需要改变参数值时可按"增加"和"减少"键进行参数修改，再按"设定"键确认，并调出下一个参数符号。

四、型号和开孔对照表

五、安装与接线

本系列PID调节仪表分为两大类：

连续电流式和断续过零触发式（周波调功）。

1续电流式（本接线为仅有一路控制输出时，当外加一路变送输出时，接线方式请参照仪表所付接线标签）

㈡过零触发式

1．内置可控硅（输出小于16A220VDC，我厂可选配41A220VDC）

2．外接可控硅

◆外接可控硅容量可根据需求选定,如选择单相调功,可如（图一）连接,如选择三相调功,可如

（图二）连接。

注意：

本接线仅供参考，以仪表所附接线标签为准。

六、按键功能及指示灯说明

◆设定键：

在测量状态下，点按该键可查看有关设定值参数,此时主显示窗显示参数符号，辅助显示窗显示设定的参数值。

停止按键1分钟或同时按下本键与返回键退到正常运行状态。

（查看的范围受PxC的控制，请查阅PxC的功能）

在设置状态下，当显示SP1（第一报警参数）符号时，键入返回键，主显示窗显示"SEL"，辅助显示窗显示"555"。

输入象征操作权限的SEL码后，进入正式设置状态。

在设置状态下，当修改参数后按此键进行确认。

◆光标键：

在设置状态下，每按光标键一次代表光标的小数点右移一位，小数点闪烁的位置为设置操作的有效位置。

◆减少键：

在设定状态和手动状态下，每按键一次，光标位置的数码管显示值减1个字。

◆增加键：

在设定状态和手动状态下，每按键一次，光标位置的数码管显示值增1个字。

在变送输出时，测量状态下，点按该键，可以在副显示窗进行设定量与过程量的转换。

在PID控制输出时，测量状态下，可以在副显示窗进行设定量，控制量的转换。

◆返回键：

在设定状态下，每按键一次，设定进程返回一步，与设置键同时按下，（不论先后）则中途退出设置状态，进入正常显示状态。

指示灯亮的定义表：

七、设置流程图

以上为仪表工菜单，可直接进入操作工菜单修改设定值。

出厂时，操作工菜单内容可修改，在以上流程的P□C菜单中关闭此菜单。

当仪表为双窗口显示时，主窗口显示其菜单符号，副窗口显示其参数，可通过光标，增加，减少键修改为需求值。

当仪表为单窗口（单显示）时，菜单符号与参数交替出现。

八、参数设置符号意义解释表

九、使用

1、控制输出信号标定

例：

输出信号为4-20mA时

在电流输出端接入精度不低于0.1级电流表，先按设定键后按返回键，改555为操作代码，进入仪表工菜单，找到OUT菜单，修改为51，连续按设定键，找到OE3（校4mA）菜单，再用增加或减少键修改电流显示值使输出为4.000mA，按设定键确认，进入到OE4（校20mA）菜单，再用增加或减少键使电流输出为20.000mA，按设定键确认；按返回键

返回OE3，按增加键一次，观察其输出准确度，如不够准确可重复上述标定过程。

退出设置菜单后OE3、OE4两个菜单将自动消隐，需再次进入要重新修改OUT菜单。

2、通讯

具有通讯功能的仪表，要实现多主机（单主机）下的1～255个仪表互相通讯，单主机或多主机间的切换可以在仪表时设置，也可在上位机使用通讯命令实现。

每台仪表有多达68个仪表参数供用户采集，有45个参数可供在线设置。

通讯速率最高为19200（默认9600）bps，仪表响应时间<2mS,一次数据通讯多达32个字节,采用美国数据通讯CRC-16标准的校验码检验,以实现通讯数据的高可靠性，通过仪表对Ucr菜单的设置可以实现4种波特率通讯即2400/4800/9600/19200、1～2个停止位,无/奇/偶校验\1~255个仪表通讯地址等选择,在仪表不断电的情况下可通过此菜单的启停设置实现或启用通讯功能。

注意：

定货时须注明非隔离，隔离型通讯方式（隔离可防止静电，连线出错等损坏计算机串口）。

3、PID参数设置

量程为0-700℃，输入信号为4-20mA的PID调节仪表，控制在600℃，超过620℃时报警。

经典菜单：

输入信号IN=17；

线性输入仪表量程下限Ldo=0

线性输入仪表量程上限Lup=700

PID调节设定值SP=744

PID工作模式PID=77

PID比例带宽P=14.5%

PID积分时间I=272s

PID微分时间D=40s

开机手动设定值PKo=10%

第一路报警设定值SP1=620

第一路报警回差值P1H=5

第一路报警回差值P1C=31

10、抗干扰级别设置

仪表常用的抗干扰模式为1~10，它不但能够分辨、抑制应用系统中一般的干扰源且能够使您的测量信号中伴随的低频扰动得以同步（1的同步能力最弱但速度最快，10的同步能力最强但速度最慢）。

若您的应用系统中测量信号源始终含有不规则的干扰源（如测量一个波动的液位），请将抗干扰模式设置为11-18，它等效于数字二阶滤波器（11的同步能力最弱但速度最快，18的同步能力最强但速度最慢）。

若您的应用系统中测量信号源的变化较快，每分钟干扰源出现的频率次数有限但干扰源的强度很大，请将抗干扰模式设置为19-30，它能够识别出测量中的有用成份（判定变化中的一介导数及二介导数）同时分

辨出干扰成份并加以屏蔽（99为抗干扰能力最强）。

在代码为141-199的6模式上，仪表内部对干扰信号采取抑制措施，以保证报警、输出的稳定性，但显示部分直接反映实际的测量情况。

（数值越大，功能越强，但反应越慢）

十一、显示精度校准

LDC系列智能仪表由于采用了智能化的校零技术，即便长时间工作的温漂和元器件的时效漂移，也可自动进行修正。

因此本系列仪表在硬件电路上没有设置可调整的电路。

您在检查仪表的显示精度时可按本说明书的接线方法接入信号源，按JJG617-96《数字显示调节仪检定规程》来检查其精度。

万一精度不能达到本说明书标明的精度时，可以按下列步骤进行校准。

注意：

仪表的校准操作，必须由熟练的仪表工或专业技术人员进行，以免越调越乱产生不必要的错误！

①根据上表，明确需要校准的基准值及校准菜单。

如：

E分度热电偶

②准备一台信号发生器（如UJ33a）一台，正确接线。

③使信号发生器输出为0mV，仪表上电15分钟后，按设定键，后按返回键，通过按"增加"和"减少"键，修改参数555为159，进入校准菜单，按校准流程图所示，找到相应校准菜单码“E1”，按"增加"和"减少"键，使辅助显示窗显示为环境温度，按"设定"键确认，断电后重新上电。

④使信号发生器输出为200mV，仪表上电15分钟后，按设定键，后按返回键，通过按"增加"和"减少"键，修改参数555为159，进入校准菜单，按校准流程图所示，找到相应校准菜单码“E5”，按"增加"和"减少"键，使辅助显示窗显示为“5000”，按"设定"键确认，断电后重新上电。

改变信号发生器的输出值，检查仪表的精度是否已经符合了规定的要求。

如果未能达到标明精度时，请重复上述步骤。

注：

1.所有电偶分度仪表都需要校冷端温度

2.单一分度仪表仅显示该分度号对应的校准菜单兼容仪表显示所有校准菜单，请注意区分校准

十二、校准流程图

十三、PID控制

比例、积分和微分三种数学运算原理进行控制的。

比例的作用是对偏差作出及时的响应；积分的作用主要用来消除静差，提高控制精度；而微分的作用主要是用来减小超调，使系统趋向稳定，加快系统的动作速度，改善系统的动态特性。

P、I、D，的参数整定是相对独立的，将三种参数的强度配合适当，可以使系统的控制快速、平稳、准确。

PID的参数设置：

P：

比例带的宽度，一般用量程的百分比表示。

在线性信号输入的仪表中，量程一般对应（LUP-LDO），而输入信号为热电偶和热电阻时，还需要设置仪表的实际工作量程，以便正确计算比例带宽和准确地控制。

（一般设置为SP=1.2XSP1）P可以设置的范围为0～999.9%，P值越小，控制的灵敏度越高，但太小会使系统振荡。

当P设置为0时，实际上是关闭了比例功能，并且积分和微分也将同时失去意义，使仪表变成位式控制方式。

I：

积分时间，单位为"秒"。

积分的作用是与比例配合，只要偏差存在，积分就将控制的输出量向使偏差消除的方向移动，不断增加或减少输出量，直至偏差消除，积

分工作停止，控制的输出量也维持在相应的位置上。

在LDC3000中，I的时间设置范围为0～999.9秒，积分的时间小，积分的作用就强，积分速度快，静差消除也就快。

但是，积分速度太快，调节过程可能会产生等幅振荡。

积分时间越长，积分作用越弱，积分时间为无穷大时，则积分作用消失。

D：

微分时间，单位为"秒"。

微分调节器是根据偏差的变化率来进行调节的，如果一旦有偏差产生，尽管偏差很小只要变化突然，微分调节器将立即产生一个较大的输出。

微分调节的作用较比例调节作用还要快，更及时，这对一些惯性很大的对象可以改善调节质量，节省调节时间。

在生产过程中有往往会有较大的干扰产生，使被调量发生突然而又剧烈的变化，微分调节器可以在剧烈变化出现的时刻，即时产生一个较大的调节作用。

它具有超前调节的性质，所以，也把微分调节称为"超前调节"。

微分调节"D"的设置范围为：

0-999.9秒。

微分时间越长，微分的调节作用越强，但是，微分作用太强，同样也会造成振荡。

PID参数的自整定

将PID参数设置为77，重新上电后，在进入比例带前，按光标键后，仪表可自动进入字整定，A灯将闪烁，表示进入自整定状态。

PID参数的再调整

在一些情况下，一个控制回路有一点不稳定，并且低度振荡，这可能是由于回路没有得到过适当的学习、整定，或者是本仪表的整定方法对这个负载并不适合。

在这种情况下，不要重复上述的整定过程，可以试着按以下的方法进行修改参数。

首先比较积分时间与测量值的振荡周期（图A）。

积分时间常数至少应与振荡周期时间相同，如果积分时间常数比振荡周期短则必须增大到振荡周期时间。

如果积分时间常数合适后回路仍然振荡的，则须增大比例带，以消除振荡。

在某些具有传送滞后的回路中，如果有微分的作用，则会变得不稳定，例如，一个控制传送加热空气到负载的系统中，如果使用上述方法调整积分时间和比例带还不能使系统稳定的，可以试着降低或取消微分作用。

在实际的应用中，如果允许控制对象对达到稳定值的时间长一些，但不能产生超调时，要增大比例带的宽度（图B）。

而对适度的超调不成问题，但希望尽快达到稳定的状态时，可减小比例带，（图C）但比例带太小时，会引起系统振荡。

无扰动的手动/自动切换

具有手动/自动无扰动切换的仪表，可以按动面板上的A/M键进行切换，在自动状态时，面板上的指示灯A将点亮，在手动状态时，面板上的指示灯M将点亮，此时，按增加和减少键可以改变控制量输出值，同时副窗口可以直观地显示控制输出值的百分比。

LDC3000系列调节仪还可以设置为开机先进入手动状态的功能，为了满足工艺及安全要求，您应设置开机手动状态时的默认输出值PKo。

十四、一般常见故障

菜单设置或接线错误，导致显示仪表显示错误的处理方法：

（一）

传感器故障原因，导致显示仪表显示错误的处理方法：

（二）

传感器故障原因，导致显示仪表显示错误的处理方法：

（三）

十五、通信协议

通讯方式：

可多主机、单主机、无主机方式的RS485异步串行通信

通信状态指示：

每次通信完毕，仪表面板的C灯闪烁指示

通讯协议格式：

GGHH+IIJJ+KKLL+MM+NN+PPQQRR…+YYZZ

字节数据格式：

1位起始位＋8位数据位＋无（/奇/偶）校验位＋1

（2）停止位

通信数据校验：

CRC-16美国数据通信标准，高可靠循环冗余码校验

波特率：

2400～19200（默认9600）通信响应时间：

<2ms一次数据通信总字节长度：

≤32个字节

GGHH＝1B05即通讯帧头（GG=1B，HH=05）

IIJJ＝到站号1：

II＝仪表通讯机号，JJ＝00。

多主机通讯仪表上传数据时为上位机的通讯16位地址，低字节为II，高字节为JJ。

IIJJ＝到站号2：

广播号＝5A5A，多主机时此方式不可以使用KKLL部分。

KKLL＝发站号≠（KK=01，LL=00～KK=FF，LL=00），单主机时KKLL可省略不用。

多主机通讯时为上位机的16位通讯地址，低字节为KK，高字节为LL，上传数据时为仪表通讯机号，KK＝仪表通讯机号，LL＝00。

MM＝通讯命令号，NN＝文本字节长度，PPQQRR…文本字节内容。

YYZZ＝2字节CRC-16校验码（低字节为YY，高字节为ZZ）。

MM＝10H时，NN＝00,没有文本部分。

上位机读测量值2字节（低字节在前）及仪表的运行状态共3个字节。

仪表的运行状态定义为：

Bit7为菜单设置状态、Bit6为调节器手自动状态、Bit5为～Bit2为继电器4～1吸合状态、Bit1～Bit0为小数点0～3设置状态。

MM＝11H＝10H＋1时，NN＝00,没有文本部分。

命令MM＝10H的基础上增加2字节（低字节在前）的过程量输出值。

MM＝12H＝10H＋2时，NN＝00,没有文本部分。

命令MM＝10H的基础上增加2字节（低字节在前）的调节器给定值（调节器方式）或第一报警设定值（位式）。

MM＝14H＝10H＋4时，NN＝00,没有文本部分。

命令MM＝10H的基础上增加2字节（低字节在前）的调节器控制量（调节器方式）或第二报警设定值（位式）。

以上测量值及过程量输出值

（1）、调节器给定值

（2）、调节器控制量（4）三个参数的命令之间可以任意组合后与运行状态同时传送给上位机。

MM＝15H且NN＝02时，上位机读一串参数。

PP为串参数的起始地址及QQ为串参数终止地址。

QQ>PP且（QQ-PP）≤21（10）。

MM＝16H时，上位机读任意指定数据。

NN为数据个数，PPQQRR…依次为每个数据的地址。

MM＝21H且NN=2时，上位机写字节数据值。

PP为数据地址，QQ为数值。

MM＝21H且NN=3时，上位机写2字节数据值。

PP为奇数据地址，QQ为低字节数值、RR为高字节数值。

MM＝50H时，上位机发送键控制码。

NN＝1，PP为8种键值或视PP的值设置仪表通讯为单主机及多主机方式。

PP=1等价于按设置键

PP=2等价于按位移键

PP=3等价于按减键

PP=4等价于按加键

PP=5等价于按手自动键

PP=6等价于同时按位移键与减键

PP=7等价于同时按位移键与加键

PP=8等价于同时按设置键与手自动键

PP=9将通讯设置为单主机方式

PP=10将通讯设置为多主机方式

MM＝51H时，上位机发送参数控制码。

NN＝2，PPQQ为参数值，PP为低字节QQ为高字节，用于仪表设置过程中修改参数并加以确认。

十六、仪表的保管与维护

㈠保管：

仪表开箱后。

在仓库保管时应放在干燥通风处，无腐蚀性气体的场合，而且环境温度与相对湿度应符合技术要求。

㈡维修：

仪表损坏，如属厂方制造质量问题，在仪表出厂日起一年内由厂方免费修理，如果是由于用户保管及使用不当而造成损坏，厂方负责修理，单酌请收取适当的修理费用。

本产品实行终身保修

㈢装箱单：

产品出厂时应包括：

产品合格证一份，使用说明书一份，固定安装夹板两块，安装螺钉两根。

订货时请在合同上注明

由于本公司产品不断改进，本说明书中标明的数据、说明、规格及接线可能发生变更，恕不另行通知，请谅解！