Примечание для данного руководства по конфигурации
Комбинированная кнопка позиционера позволяет управлять и конфигурировать
позиционер тип 3731-5 по месту. Кроме того, можно выполнять настройку позиционера
через цифровую шину F
монтажу и эксплуатации EB 8387-5RU описывает монтаж, пуск в эксплуатацию и
управление по месту.
Данная инструкция (KH 8387-5RU) описывает основные принципы и параметры
управления и конфигурирования, используя:
FOUNDATION™ fieldbus (раздел 1)
и
Интерфейс конфигурации и операторапрограммы TROVIS-VIEW (раздел 2),
подключенный через интерфейс SAMSON SSP
Примечание: Информация по расширеннойдиагностике EXPERT
частичным ходом) включена в инструкцию по монтажу и эксплуатации EB 8388-5 RU.
Примечание:
Данное руководство по конфигурации KH 8387-5 RU действительно для версии
программного обеспечения firmware K 1.25 до 1.29 и R 1.45 до 1.49.
Последнее издание данного руководства, описание версии firmware и модификаций по
сравнению с предыдущими версиями доступны в Интернете www.samson.de.
Каждый тип блока имеет различные задачи, выполняемые в блочной модели.
В позиционере SAMSON тип 3731-5 выполняются следующие типы блоков:
FOUNDATION™ fieldbus
Один блок- источник (Resource Block )
Блок- источниксодержитвсеспецифическиехарактеристики, связанныесустройством
fieldbus, например, имяустройства, номерпроизводителяисерийныйномер.
Вустройствеможетбытьтолькоодинблок.
Один блокпреобразования (Transducer Block) аналоговоговыхода AO
Каждый из функционального блока аналогового входа AI или аналогового выхода AO
имеет блок преобразования, который содержит все данные и параметры описания
устройства для его подключения к полевому устройству (датчику или приводу).
Выходной сигнал позиционера может воздействовать напрямую через блок
преобразования аналогового выхода AO.
Два блока преобразования (Transducer Blocks) дискретного входа DI
Блок преобразования дискретного входа DI подключает дискретные входные сигналы
для передачи и обработки через fieldbus.
Один функциональный блок аналогового выхода
Функциональный блок предназначен для регулирования состояния устройства
OUNDATION™ fieldbus. Применение FOUNDATION™ fieldbus можно конфигурировать
F
подключив входы и выходы функциональных блоков.
4
KH 8387-5 RU
Конфигурация и управление через FOUNDATION™ fieldbus
Функциональный блок АО преобразует выходное значение вышестоящего
функционального блока в регулирующее воздействие для клапана.
Время выполнения: 20 мс.
Два функциональных блока дискретного входа
Функциональные блоки дискретного входа используются как входы для регулирования
дискретных сигналов. Они поддерживают подбор состояния дискретного переключения
от различных функций.
Время выполнения: 40 мс.
Один функциональный блок ПИД-регулирования (PID Function Block )
ПИД-регулятор имеет гибкий Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный
алгоритм регулирования, который можно конфигурировать для соответствующего
применения.
Время выполнения: 60 мс.
1.3 Параметры FF
Некоторые параметры могут быть преобразованы только в определенных режимах (см.
возможность Чтения (Read) / записи (write) в описании параметров). В данном случае
решающим является не текущий режим, а целевой режим.
1.3.1 Блок- источник
Блок- источник содержит всю информацию, которая идентифицирует прибор. Это схоже с
тегом (дескриптор) электронного прибора. Блок- источник параметров содержит тип
устройства, имя устройства, идентификационный номер (ID) производителя, серийный
номер и параметры, которые воздействуют на поведение всех других блоков устройства.
Список параметров см. на стр. 16.
Примечание: Вседелениявременивблоке-источникеуч
соответствии с Спецификацией Fieldbus версии 1.5.
В библиотеке описания файла, поставляемой Fieldbus FOUNDATION, на которой также
основано описание прибора тип 3731-5, единицы времени учитываются некорректно в мс.
Однако все деления времени поставляемого прибора всегда учитываются в единицах 1/32
мс.
итываются в единицах 1/32 мс. в
KH 8387-5 RU
5
Конфигурацияиуправлениечерез FOUNDATION™ fieldbus
1.3.2 Блок преобразования аналогового выхода (АО)
Блок преобразования позволяет воздействовать на входные и выходные значения
функционального блока. Поэтому технологические данные могут быть использованы для
калибровки измеренных и регулируемых данных, линеаризации характеристик или
преобразования технических единиц. Параметры блока преобразования содержат
информацию о типе привода, монтаже, технических единицах, вводе в эксплуатацию,
диагностиках и параметрах описания устройства.
Стандартный передовой преобразовательный блок п
выходное значение от вышерасположенного функционального блока аналогового выхода.
Это значение используется для позиционирования регулирующего клапана. Блок содержит
параметры для адаптации позиционера к приводу, а также клапана для его пуска в
эксплуатацию и диагностик.
Списокпараметровсм. настр. 26
1.3.3 Блоки преобразования дискретного входа (DI)
Блоки преобразования соединяют дискретные физические входы полевых устройств к
соответствующим функциональным блокам.
Канальный (CHANNEL) параметр используется для назначения блоков преобразования к
функциональным блокам.
Позиционер тип 3731-5 имеет дополнительную опцию дискретного входа который работает
как с сигналами постоянного напряжения, так и с плавающими контактами. Состояние
дискретного входа передается на функциональный вход DI через блок преобразования DI1.
зования DI выполняются в соответствии с Спецификацией FF и не содержат
озиционера клапана принимает
д
Верхнее
конечное
Конечное положение
Характе-
Рис. 2 · Блок преобразования аналогового выхода
Конфигурация и управление через FOUNDATION™ fieldbus
поло-
жение
Нижнее
поло-
жение
а
хо
Ограничение
ристика
конечное
усилитель
Бустерный
месту
Режим работы по
ПД - регулятор
Питание Сброс
К блоку AO
KH 8387-5 RU
7
Конфигурацияиуправлениечерез FOUNDATION™ fieldbus
1.3.4 Функциональный блок аналогового выхода (AO)
Функциональный блок (AO) выдает аналоговый сигнал от вышестоящего функционального
блока (например, функциональный блок ПИД- регулирования) в выходное значение для
далее следующего блока преобразования (например, позиционер клапана). Он содержит
масштабные, пилообразные и другие функции.
Функциональный блок AO получает свои заданные значения, в зависимости от режима
(MODE_BLK), от одной из входной переменной CAS_IN, RCAS_IN или SP. На основании
чего воз
SP_LO_LIM, SP_RATE_UP и SP_RATE_DN.
Вырабатывается выходная величина OUT, в зависимости от параметров IO_OPTS и
XD_SCALE, которая поступает в вышерасположенный блок преобразования через
канальный параметр (CHANNEL). Состояние отказа (Fault State) включено в
функциональный блок АО, который активируется когда условие отказа (действующего
заданного значения) длится дольше, чем время, назначенное в FSTATE_TIME или когда в
блоке- и
Состояние отказа (Fault State) назначается через параметры FSTATE_TIME, FSTATE_VAL и
IO_OPTS.
никает внутренняя рабочая заданная величина, учитывая PV_SCALE, SP_HI_LIM и
сточнике активировано SET_FSTATE.
В библиотеке описания файла, поставляемой Fieldbus FOUNDATION, на которой также
основано описание прибора тип 3731-5, в параметре IO_OPTS функционального блока АО
"Fault state to value" отображается как "Fault state type".
Список параметров см. на стр. 53.
8
KH 8387-5 RU
Конфигурация и управление через FOUNDATION™ fieldbus
XD_SCALE
100 %
СЧИТЫВАНИЕ (READBACK)
OUT
SP
MODE_BLK
СЧИТЫВАНИЕ (READBACK) XD_SCALE, PV_SCALE
0%
0 ˚C
Пределы зад-го Пилооб-ое зад. PV, XD
значения SP значение масштабир-ое
Позиционер тип 3731-5 может иметь дополнительный дискретный вход. Функциональный
блок DI используется для анализа контактного входа (клеммы А и В для дискретного
входа с сигналами постоянного напряжения или клеммами В и С для дискретного входа с
плавающим контактом) и для его интегрирования к применению в FOUNDATION™
fieldbus.
Подключенноеаппаратноесредствоназначаетсякфункциональномублокукак
CHANNEL=1. Параметр OUT_D используетсядлясвязисостоянияконтактас другими
функциональными блоками.
Альтернативно, могут быть обработаны: опциональная функция принудительного сброса,
дискретное положение клапана с тремя состояниями POS_D и сводное состояние (Condensed State) (статус NAMUR).
Связанный дискретный сигнал может быть выбран в блоке- источнике через параметр
функциональным блоком DI2. Подключенное аппаратное средство назначается к
функциональному блоку как CHANNEL = 2.
Параметр OUT_D используется для связи состояния контакта с другими
функциональными блоками.
Связанный сигнал может быть выбран в блоке- источнике через параметр
SELECT_BINARY_INPUT_2.
Когда подключен датчик давления (датчик протечки), его переключающ
быть вызвано как сигнализация диагностики в параметре XD_ERROR_EXT блока обработки
АО и зарегистрировано. В этом случае опция контроля протечки (LEAKAGE SENSOR)
должна быть активирована в CONFIG_BINARY_INPUT2. Альтернативно, переключающее
состояние дискретного входа может быть вызвано в параметре BINARY_INPUT2 блока
обработки АО.
Функциональный блок ПИД-регулирования обеспечивает обработку входного канала,
Пропорционально- Интегрально- Дифференциальный (PID) контур регулирования и обработку
канала аналогового выхода.
Конфигурация блока ПИД (ПИД-регулятора) зависит от задачи автоматизации.
Могут быть выполнены одноконтурные системы регулирования, контур регулирования с
прямой связью, каскадное регулирование и каскадное регулирование с ограничением в
комбинации с функциональным блоком другого регу
Возможны следующие опции обработки измеренных значений в функциональном блоке
ПИД (ПИД-регулятора): масштабирование и ограничение сигнала, режим регулирования,
регулирование с прямой связью, ограниченное регулирование, сигнализация обнаружения
ограничения и распространение статуса сигнала.
Функциональный блок ПИД (ПИД-регулятора) может быть использован для различных
целей автоматизации. Этот блок имеет гибкий алгоритм регулирования, который может быт
сконфигурирован для соответствующего применения.
Функциональный блок ПИД оснащен заданными значениями, в зависимости от режима
(MODE_BLK), отвходныхпеременных CAS_IN, RCAS_IN или SP. PV_SCALE, SP_HI_LIM,
SP_LO_LIM, SP_RATE_UP и SP_RATE_DN используются для выработки внутренней
рабочей заданной величины.
Блок получает текущее значение через входную переменную IN, которая используется для
выработки рабочей переменной PV, учитывая PV_SCALE и фильтра в первом порядке
PV_FTIME.
Эти величины воздейству
пропорциональной, интегральной и дифференциальной настройки. Регулируемая
переменная вычисляется из заданной величины SP и рабочего значения PV (текущего
значения) исходя из рассогласования в системе.
ют на внутренний алгоритм ПИД. Этот алгоритм состоит
лятора.
ь
Индивидуальные составляющие ПИД-регулятора входят в расчет регулируемой переменной
следующим образом:
Пропорциональная составляющая:
Пропорциональная составляющая воздействует безинерционно и непосредственно при
изменении заданной величины SP или рабочего значения PV (текущего значения).
Регулируемая переменная изменяется коэффициентом пропорциональности GAIN
(коэффициент усиления). Это изменение соответствует рассогласованию в системе,
умноженному на коэффициент усиления. Если регулятор работает только с
пропорциональной составляющей, контур регулирования имеет постоянное
рассогласование в системе.
Интегральная составляющая:
Рассогласование в системе, получаемое из расчета регулируемой переменной, используя
пропорциональную составляющую, объединяется с интегральной составляющей до тех
пор, пока не станет пренебрежимо мало. Интегральная функция воздействует на
регулируемую переменную в зависимости от величины и продолжительности
рассогласования в системе.
12
KH 8387-5 RU
Конфигурацияиуправлениечерез FOUNDATION™ fieldbus
Если значение времени интегрирования RESET установлено на ноль, регулятор работает как
П- или ПД- регулятор. При уменьшении значения времени интегрирования, влияние
интегральной составляющей на контур регулирования увеличивается.
Дифференциальная составляющая:
В регулируемых системах с большим временем запаздывания, например, контур
регулирования температуры, лучше использовать дифференциальную составляющую
регулятора RATE. Управляющее воздействие вычисляется в зависимости от диапазона
изменения рассогласования в системе, используя дифференциальную составляющую
RATE.
Выходное значение OUT формируется из вычисленного управляющего воздействия в
соответствии с параметрами OUT_SCALE, OUT_HI_LIM или OUT_LO_LIM. Это
выходное значение может передаваться на нижеследующий подключенный
функциональный блок.
Статус выходного значения OUT может быть под воздействием параметра STATUS_OPTS,
в зависимости от статуса входной переменной ПИД- функционального блока. Это позволяет,
например, активировать состояние отказа нижеследующего подключенного выходного
блока.
Параметр BYPASS позволяет передать внутреннее заданное значение напрямую величине
коррекции. Упреждающее воздействие возможно через вход переменной FF_VAL.
TRK_IN_D и TRK_VAL позволяют напрямую передать выходное зна
Список параметров см. на стр. 66.
Ограничениепилообразное
SP
Рис. 6 · ПИД- функциональный блок
зад-го значения SP зад. значение
SP_HI_LIMSP_ Sp_RATE_DN
LO_LIM Sp_RATE_UP
Фильтр
IN PV_TIME
ON
Алгоритм
PV_SCALE OFF
PV RESET UP_LO_LIM
PV_SCALE
ПИД TRK_IN_D
Bypass Ограничение
GAIN выхода OUT
RATE + - OUT_SCALE OUT_HI_LIMO
FF_GAIN
FF_SCALE TRK_SCALE
FF_VAL TRK_VAL
Управляющее Отслеживание
воздействие (Tracking)
чение.
KH 8387-5 RU
13
Конфигурацияиуправлениечерез FOUNDATION™ fieldbus
1.3.8 Другие параметры
Счетчиквозврата (Stale Counter)
Счетчик возврата предназначен для оценки «качества» рабочего значения, полученного
через конфигурированное циклическое подключение (сервер/абонент связи).
Эти связи используются для передачи оперативного значения, в различные
функциональные блоки. Для этого, верхний блок (сервер) отправляет оперативное значение
по шине в соответствии с временным графиком. Нижерасположенный(ые) блок(и)
(абонент(ы) отвечает в соответствии с временным графиком. Блоки, которые прин
данные, контролируют, существует ли действительное значение во временном графике.
Значение достоверно если оно имеет статус “Good” во временном графике.
Счетчик возврата определяет как много значений “Bad” (возврат) могут быть в
последовательности приняты перед активацией состояния отказа (Fault State) блока.
Эта контрольная функция отключается при установке настро
Связывающие объекты
Связывающие объекты используются для связи входов и выходов функциональных блоков
(конфигурированные циклические подключения).
Для каждого позиционера можно сконфигурировать максимально 22 связывающих объекта.
LAS- функциональность
йки счетчика возврата на ноль.
имают эти
Количество связей и графиков, которое может быть использовано, соответствует
требованиям стандартной АСУТП.
Позиционер, функционирующий как LAS, может поддерживать следующее:
Примечание: значение “0” недопустимоибудетотклонено, припередачеданныхустройству
(сигнализацияошибки)
RES: BLOCK_ALM (36)
Storage class: D · Read capability (r)
Отображает текущее состояние блока в деталях по всей конфигурации, проблемами оборудования
или системы в блоке, включая детали по дате и времени и сигнализацию неисправностей.
RES: BLOCK_ERR (6)
Storage class: D · Read capability (r)
Ошибкаактивногоблока→Код 48 S2
• SIMULATE ACTIVE · активна имитация переключения, имитация (моделирование) возможна
• DI1 CONTACT · Состояние переключения дискретного входа
• DI1 INTERNAL SOLENOID VALVE · Состояние переключения принудительного сброса
• DI1 DISCRETE VALVE POSITION · Текущее положение клапана в дискретном виде
1 Текущееположениеклапана < x %
2 Текущееположениеклапана > x %
3 Промежуточноеположение
Примечание: Пределыдля < x % или > x % устанавливаютсяв FINAL_POSITION_VALUE_LIMITS [0.5; 99.5]
• DI1 CONDENSED STATE (сводное состояние)
0 OK
1 Maintenance required (Требуетсятехническоеобслуживание)
2 Maintenance demanded (Запрашиваетсятехническоеобслуживание)
3 Maintenance alarm (Предупреждениеонеобходимоститехническогообслуживания)
7 Function check (Функциональная проверка)
Определяет, как долго функциональные блоки должны проверять, что подключение
между HOST системой fieldbus и ПИД-функциональным блоком находится в режиме
RCAS.
Когда время истекает, ПИД-функциональный блок переключает режим RCAS на рабочий
режим, выбранный в параметре SHED_OPT.
Отображает состояние блокировки регистрации → Код 47
• LOCKED (заблокирован)
• NOT LOCKED (не заблокирован)
Примечание: Блокировки регистрации активируется установкой Кода 47 на ON: данные
устройства могут только считываться через подключение FF, но не пе
Блокировку регистрации можно отключить установкой Кода 47 на OFF: данные устройства
могут перезаписываться через подключение FF.
Минимальное время хода до достижения положения CLOSED (ЗАКРЫТО) → Код 41
Время в секундах, требуемое системе (позиционер, привод и клапан) для перемещения
через номинальный диапазон хода/угла поворота до положения ЗАКРЫТО (положение
Переходная характеристика/диагностика частичного хода: время автомат.теста
Отображает период, в котором тест частичного хода повторяется (PST diagnostics).
Примечание: Доступно в исполнениях с диагностиками EXPERT
AO TRD: BINARY_INPUT2 (53)
Storage class: D · Read capability (r)
Отображает состояние блока DI2
Значение выхода зависит от CONFIG_BINARY_INPUT2.
Конфигурация и управление через FOUNDATION™ fieldbus
ииустановки.
→Код 49 A3
+
/PST и выше.
KH 8387-5 RU
27
Конфигурацияиуправлениечерез FOUNDATION™ fieldbus
AO TRD: BLOCK_ALM (8)
Storage class: D · Read capability (r)
Отображает текущее состояние блока с подробностями по всей конфигурации, проблемами оборудования
или системы в блоке, включая подробности сигн-ции, когда выявлена неисправность по дате и времени.
AO TRD: BLOCK_ERR (6)
Storage class: D · Read capability (r)
Ошибкаактивногоблока→Код 48 t3
• OUT OF SERVICE (выход из строя)
• DEVICE NEEDS MAINTENANCE NOW · Требуется немедленное техническое
обслуживание (ошибкавэлектронике)
• DEVICE NEEDS MAINTENANCE SOON · Требуется скорое техническое обслуживание