YK-88X系列

智 能 差 值 測 控 儀 （PID）

(使用說明)

一、概述

本 系列產(chǎn)品采用表面封裝模塊化工藝，大大提高了儀表的抗干擾能力，具有顯示、控制、變送、通訊、萬能信號輸入等功能，適用于溫度、濕度、壓力、液位、瞬時流 量、速度等多種物理量檢測信號的顯示及控制，并能對各種非線性輸入信號進行高精度的線性校正?？蓮V泛用于電力、冶金、化工、石化、造紙印染、釀造、煙草、 航天基地等領(lǐng)域。

采 用無跳線技術(shù)，使輸入端口具備萬能信號輸入功能，只需通過改變內(nèi)部參數(shù)，即可實現(xiàn)多種輸入信號（各種熱電偶、熱電阻、遠傳壓力、mV、標(biāo)準(zhǔn)電壓/標(biāo)準(zhǔn) 電流信號）之間的輕松切換。線路板經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計及生產(chǎn)工藝不斷完善，降低了溫度漂移，提高了抗干擾性能確保產(chǎn)品在長期工作中的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性和可靠性。采 用高亮度LED數(shù)碼顯示和高分辨率光柱顯示（比例顯示），使測量/控制值的顯示更為清晰直觀。

輸出回路均采用光電隔離, 抗干擾能力強?？蓭Т型ㄓ嵔涌冢膳c各種帶串行接口的設(shè)備進行雙向通訊，組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。具備多種標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸,能適用各種測量控制場合。整機采用卡入式結(jié)構(gòu),安裝十分簡便。

• 適用范圍

YK- 88X智能數(shù)字差值PID顯示控制儀表是智能型、高精度的數(shù)顯溫度、壓力、液位、測力、扭矩等物理量控制測量儀表，與溫度、壓力、液位、測力、扭矩傳感器 及變送器配接可構(gòu)成各種量程和規(guī)格的溫度、壓力、液位測力、扭矩測控系統(tǒng)。(可以測量電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率等各種參數(shù),可與PLC變頻器配接構(gòu)成各種測 量系統(tǒng)?？梢詭Х逯?，谷值。訂貨請來電說明。)

• 功能特點

萬能輸入功能

自動校準(zhǔn)和人工校準(zhǔn)功能

多重保護、隔離設(shè)計、抗干擾能力強、可靠性高

良好的軟件平臺，具備二次開發(fā)能力，以滿足特殊的功能

先進的模塊化結(jié)構(gòu)，配合功能強大的儀表芯片，功能組合、系統(tǒng)升級非常方便

二、主要技術(shù)指標(biāo)：

基本誤差：0.2％FS，14位A/D轉(zhuǎn)換器（Z大18位A/D轉(zhuǎn)換器，訂貨時注明）。

輸入信號：·熱電偶: B、S、K、E、J、T、WRe 等

·熱電阻: Pt100、Cu50、Cu53、Cu100、BA1、BA2

·電　流: 0～10mA、4～20mA等（輸入阻抗≤250Ω）

·電　壓: 0～5V、1V～5V、mV等（輸入阻抗≥1MΩ）

·遠傳壓力電阻：（0～400）Ω

采樣周期：0.2S（10~200次/秒，用戶可選）

顯    示：雙排四位LED數(shù)碼管顯示。四排LED數(shù)碼顯示

報警輸出：儀表可帶多個繼電器輸出，繼電器觸點容量  AC220V/5A或AC220V/1A。Z多可帶16個繼電器，可選擇上限、下限控制，控制設(shè)定值和回差值全量程內(nèi)自由設(shè)定

變送輸出：4～20mA、0～10/20mA（負載電阻≤250Ω，負載過大需注明）

1～5V、0～5V、0～10V（負載電阻≥200KΩ）。

采用12位數(shù)字D/A芯片，隔離輸出。

通訊輸出：隔離通訊接口RS485/RS232   波特率1200～9600bps

饋電輸出：DC24V/30mA、DC12V/30mA

溫度補償：0～50冷端溫度自動補償，誤差：±1℃

電    源：開關(guān)電源 85～265VAC或DC24V或DC12V

功    耗：4W

環(huán)境溫度：(-20～70)℃ （常溫下開機運行30分鐘后,可逐漸承受極限溫度）

(0～50)℃   (熱電偶信號輸入)

相對濕度：≤85% 無凝露避免在帶有腐蝕性和易燃易爆氣體中使用

面板尺寸： 160mm×80mm、96mm×96mm、96mm×48mm、

           72mm×72mm、48mm×48mm

（本公司儀表自行研發(fā)生產(chǎn)，種類多，功能全，如用戶可選快速采樣，Z快可以200次/秒，高精度18位A/D采集，高精度16位D/A輸出，輸入信號20段曲線修正，滿5位顯示或6位顯示，液晶顯示，特殊的輸入信號，多個繼電器報警蜂鳴器輸出，大功率的饋電輸出等，訂貨時注明）

三、型號說明

控制輸出方式表

四、端子接線

⑴A、A/D規(guī)格160×80×125尺寸的儀表              

A/S規(guī)格80×160×125尺寸的儀表

注：⑴輸入信號為熱電偶、電壓信號，接線方式相同

     ⑵輸入信號為熱電阻、遠傳電阻，必須三線制接入

⑶接線端子與儀表后面所貼的接線示意圖不同時，請參見儀表上所貼的接線示意圖。

五、操作說明

（一）按鍵功能

●—手動打印鍵或其他特殊用途。

■—設(shè)定狀態(tài)時，按該鍵退出設(shè)置狀態(tài)。

En—參數(shù)設(shè)定鍵，在設(shè)定狀態(tài)時，用于存貯參數(shù)的新設(shè)定值并進入下一個設(shè)定參數(shù)。

▲—設(shè)定值增加鍵，在設(shè)定狀態(tài)時，用于增加數(shù)值。

▼—設(shè)定值增加鍵，在設(shè)定狀態(tài)時，用于減少數(shù)值。

工 作狀態(tài)下，按一下En鍵馬上松開，下排顯示A ××，表示自動控制輸出量的大小，再按一下En鍵，下排又顯示控制目標(biāo)值?！鲦I為手動/自動轉(zhuǎn)換，按一下■鍵下排顯示H ××，進入手動控制輸出狀態(tài)，此時可以用▲和▼鍵改變輸出量的大小。再按一下■或En鍵則返回自動控制輸出狀態(tài)。在自動控制輸出狀態(tài)時，按▲、▼鍵直接增 加、減少控制目標(biāo)值。

（二）上電自檢

按儀表的端子接線圖連接好儀表的接線，正確無誤后方可打開電源。儀表自檢后，如果顯示――表示沒有接信號或輸入信號超量程或設(shè)置輸入信號類型錯誤。儀表采用人機對話形式來輸入?yún)?shù)，用各種提示符來提示應(yīng)輸入的數(shù)據(jù)。

（三）參數(shù)設(shè)定

     工作狀態(tài)下，上排顯示測量值，下排控制目標(biāo)值，如圖1。在設(shè)定狀態(tài)下，儀表上排顯示參數(shù)提示符，下排顯示設(shè)定值。按下En鍵不動約1秒，上排顯示 -cd-，下排顯示800，如圖2，按▲、▼將密碼800改為808后，再按En鍵確認，才能進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，按照順序依次設(shè)置各個參數(shù)，設(shè)置好一個參 數(shù)后按En鍵進入下一個參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。

如果設(shè)定過程中12秒鐘不改變參數(shù),則儀表自動返回運行。

    提示符及含義如下:

(1) Sn—設(shè)定儀表輸入信號(輸入信號選擇對照表)

(2) dot—小數(shù)點位置，范圍0～3，如dot=2，則顯示格式為XX.XX。對于熱電阻、熱電偶等溫度信號，Z大設(shè)置為1，即顯示分辨率為0.1℃，在1000度以上自動轉(zhuǎn)換分辨率為1℃。

(3) inPL—線性輸入下限對應(yīng)顯示值即儀表量程下限，范圍-999～9999。(變送輸出下限）

(4) inPH—線性輸入上限對應(yīng)顯示值即儀表量程上限，范圍-999～9999。(變送輸出上限）

(5)J1-H：J1繼電器報警方式。設(shè)定為-HH-表示測量值超高報警（上限報警），設(shè)定為-LL-表示測量值超低報警（下限報警），設(shè)定為OFF時表示此點禁止報警。(報警參考 “報警說明”)

(6) J1HA：J1上限繼電器報警點設(shè)定值。

(7)J1HF：J1上限繼電器復(fù)位值。當(dāng)測量值超過J1HA時J1動作，低于J1HF時復(fù)位。

(8)J2-H：J2繼電器報警方式。

(9) J2HA：J2下限繼電器報警點設(shè)定值。

(10)J2HF：J2下限繼電器復(fù)位值。當(dāng)測量值低于J2HA時J2動作，高于J2HF時復(fù)位。

(11) At—自整定開關(guān), 用▲或▼鍵設(shè)成On則允許自整定, 設(shè)成OFF則禁止自整定, 每次整定完后自動設(shè)成OFF, *次啟動自整定則必須設(shè)成On, 整定過程中下排出現(xiàn)At字樣，整定完后自動取消。建議在設(shè)備常規(guī)環(huán)境下啟動自整定，比如升溫控制系統(tǒng)在環(huán)境溫度下開始啟動。

(12) -P-比例增益,范圍為1～99.99,出廠缺省值設(shè)為10.00。

    (13) -I-積分時間,范圍為1～4000秒,出廠缺省值設(shè)為200。

    (14) -d-秒分時間,范圍為1～999秒,出廠缺省值設(shè)為40.0。

   (15) oPL—限制調(diào)節(jié)量輸出Z小值，范圍為0～80%。

(16) oPH—限制調(diào)節(jié)量輸出Z大值，范圍為0～。

   (17) Lit—投入超調(diào)抑制作用的控制點與目標(biāo)SV值的距離。如：SV=150℃，希望在145℃開始投入超調(diào)抑制，則Lit=5.0。

    (18) dv—超調(diào)抑制作用強度，分為0～5檔。檔位越大，抑制作用越強。抑制過大，會使系統(tǒng)到達設(shè)定控制值的時間越長。Lit太大，即投入抑制作用太早，也會使控制時間增長，這兩個參數(shù)要配合起來調(diào)，使系統(tǒng)得到滿意的效果。

(19) CooL—正反作用選擇，選擇oFF,為反作用調(diào)節(jié)方式，指儀表輸入增大時，調(diào)節(jié)輸出趨向減小的控制，如加熱控制；選擇oN，為正作用調(diào)節(jié)方式，指儀表輸入增大時，調(diào)節(jié)輸出趨向增大的控制，如致冷控制。

(20) OP—選擇控制輸出方式，onoF-繼電器開關(guān)輸出、SSr-固態(tài)繼電器/可控硅輸出、0～5V、1～5V、0～10V電壓輸出、0～20mA、4～20mA，0～10mA電流輸出, 共8種常用方式。特殊要求另議, 繼電器開關(guān)控制周期為20秒,固態(tài)繼電器/可控硅控制周期為2秒。

(21) oSEt—調(diào)零校正系數(shù)范圍-99.9～99.9，修正后顯示值=修正前測量值+oSEt。

(22) FSEt—調(diào)滿度校正系數(shù)范圍0.500～2.000，修正后=FSEt×（修正前測量值+oSEt）

(23) Lb—數(shù)字濾波參數(shù)，設(shè)置范圍為0～10，0沒有任何濾波，1只有中間值濾波，2～10同時有取中間值濾波和二階積分濾波。Lb越大，測量值越穩(wěn)定，但響應(yīng)也越慢。一般在測量值受到較大干擾時，可逐步增大Lb值。在實驗室對儀表進行計量檢定時，則應(yīng)將Lb設(shè)置為0或1以提高響應(yīng)速度。

(24) Addr—通訊地址即儀表編號，范圍1～99。

(25) bAUd—通訊的波特率，范圍300～9600。

(26) HdiS—光柱顯示內(nèi)容，設(shè)為ON光柱顯示控制輸出比例，設(shè)為OFF光柱顯示測量值對應(yīng)量程的比例。例：輸入PT100，inPL=0，inPL=500，HdiS=OFF，測量值為250.0時，光柱顯示一半。帶有光柱的儀表才有此參數(shù)。

當(dāng)儀表上排顯示-End表示參數(shù)設(shè)置完畢。

設(shè)定的參數(shù)根據(jù)用戶要求可能有變動，內(nèi)容上有增減，以滿足個性化需求。

PID參數(shù)的意義及作用

按偏差的比例、積分、微分控制(簡稱PID控制) 是工業(yè)過程中應(yīng)用Z廣泛的一種控制方法，P為比例增益，代表比例控制作用的強弱，與比例帶δ成倒數(shù)關(guān)系。I為積分時間，單位為秒，d為微分時間，單位為秒。

（一）PID參數(shù)人工整定指南

⑴比例增益P的選取。由于P的大小直接影響到系統(tǒng)的超調(diào)量、過渡時間和穩(wěn)態(tài)誤差，因此P的選取尤其重要。比例增益P 加大，系統(tǒng)動作靈敏，速度加快，但偏大，超調(diào)量增大，振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)時間過長。若P太大，系統(tǒng)會趨向振蕩，超調(diào)較大；若P太小，會使系統(tǒng)動作緩慢，可能會欠調(diào)。

⑵積分時間I的選取。積分作用旨在消除穩(wěn)態(tài)誤差，積分時間I的大小與積分作用呈反比關(guān)系。I太小，積分作用太強將使系統(tǒng)不穩(wěn)定，振蕩次數(shù)較多；而I太大，對系統(tǒng)性能影響減弱，以至不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。

⑶微分時間d的選取。微分控制能夠預(yù)測偏差，產(chǎn)生超前校正作用，可以較好地改善動態(tài)特性。但是，當(dāng)d偏大或偏小時，超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間都會增加。工程上,一般選取d＝0.1I～0.2 I。

這里舉一個使用常碰到的現(xiàn)象，以說明手動調(diào)整PID參數(shù)的規(guī)律。在整個動態(tài)過程中，發(fā)現(xiàn)響應(yīng)超調(diào)量偏小，測量值圍繞給定值小幅振蕩，調(diào)節(jié)時間長，穩(wěn)定不下來。超調(diào)量偏小說明P偏小，小幅振蕩和不穩(wěn)定說明I偏小。可以依據(jù)PID調(diào)節(jié)規(guī)律逐漸增大P和I， d也隨I作相應(yīng)調(diào)整，逐步滿足調(diào)節(jié)要求。

由上述分析可知，三個參數(shù)的選取相互影響、相互制約，還受實際各種因素的制約，必須根據(jù)具體運行情況和控制要求做出折衷選擇。

（二）自整定模糊PID指南

選取控制目標(biāo)值的80%量為自整定的給定值，輸出為滿度輸出的80%量。例如，在加熱控制過程中，控制目標(biāo)值設(shè)為200℃，滿度輸出opH=100，控制輸出信號為4-20mA。自整定時，以160℃作為自整定的目標(biāo)值，當(dāng)測量值低于160℃時，輸出為滿度輸出的80%=16.8mA，當(dāng)測量值大于160℃時，輸出為4mA。這樣，系統(tǒng)在160℃上下振蕩，經(jīng)過2~3次振蕩后，儀表計算出參數(shù)P、I和d的值并保存，自整定結(jié)束，然后以200℃作為目標(biāo)值繼續(xù)控制。

 建議：自整定時從環(huán)境溫度開始，測量值要低于目標(biāo)值的80%。如果CooL設(shè)置為ON，應(yīng)在高溫時打開自整定。

六、報警

該儀表可帶多個繼電器，每個繼電器可以設(shè)置超高、超低報警、禁止報警方式，并且采用報警回差方式避免繼電器頻繁動作。當(dāng)某個繼電器處于報警狀態(tài)時，對應(yīng)的繼電器常開觸點閉合，對應(yīng)指示燈亮。以J1報警點報警為例：

如果此報警點報警方式設(shè)為上限報警（即J1-H設(shè)為-HH-），當(dāng)測量差值大于J1HA+J1HY時，儀表進入報警狀態(tài)，當(dāng)測量差值下降到J1HA值時儀表并未停止報警，只有在測量差值低于J1HA—J1Hy時，儀表才解除報警狀態(tài)。

如果此報警點報警方式設(shè)為下限報警（即J1-H設(shè)為-LL-），當(dāng)測量差值小于J1HA－J1HY時，儀表進入報警狀態(tài)，當(dāng)測量差值上升到J1HA值時儀表并未停止報警，只有在測量差值高于J1HA+J1Hy時，儀表才解除報警狀態(tài)。

七、變送輸出

儀表可把測量差值值變送輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號，輸出形式由“bS”參數(shù)確定，測量差值變送范圍由“bS-L”及“bS-H”參數(shù)確定。如測量溫度信號PT100，要求其兩路之差為0℃時輸出4.0mA,差值為150℃時輸出20.0mA，則bS=4-20,bS-L=0.0，bS-H=150.0。那么儀表顯示75.0℃時，輸出12.0mA。

八、通訊說明

本儀表可另配RS232、RS485接口，直接與計算機通訊，RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊距離1.5km，可以掛接多個儀表。RS232標(biāo)準(zhǔn)通訊距離15m，只能掛接一個儀表。RS232接口的TXD、RXD、GND分別接計算機串口的第2、3、5管腳。數(shù)據(jù)格式為1個起始位﹑8個數(shù)據(jù)位﹑無校驗﹑1個停止位。Modbus通訊協(xié)議幾乎能和所有的組態(tài)軟件連接，本公司自行開發(fā)的協(xié)議更適合用戶自己編寫計算機軟件連接儀表。為避免通訊沖突，儀表都處于偵聽方式。計算機按規(guī)定地址向某一儀表發(fā)出一個命令，然后等待一段時間，等候儀表回答，儀表收到正確命令后再發(fā)送出數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)束后儀表又處于偵聽方式。同一系統(tǒng)中，儀表地址不能相同，波特率要*。

儀表采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus-rtu通訊協(xié)議，在使用組態(tài)軟件時，須選用的設(shè)備為modicon(*康)的PLC，Modbus-RTU地址型，數(shù)據(jù)為整型16位，使用組態(tài)王寄存器從4001開始，別的組態(tài)軟件有可能是從3001開始。

參數(shù)代號    參數(shù)名       含          義

4x0001       PV            測量差值

4x0002       PV1           *路測量值

4x0003       PV2           第二路測量值

4x0004       J1HA          報警點J1

4x0005       J2HA         報警點J2

例：讀地址為1的儀表的PV（PV=1000）值

發(fā)送數(shù)據(jù)為 01 03 00 00 00 01 84 0A

返 回數(shù)據(jù)為 01 03 02 03 E8 B8 FA (其中03 E8—1000)，01 是儀表地址，03是功能號，00、00是寄存器起始地址，00、01 表示讀一個數(shù)，84、0A是校驗碼，返回數(shù)據(jù)中B8 FA是校驗碼。如果要讀PV、PV1兩個數(shù)據(jù)，則可以發(fā)送，01 03 00 00 00 02 C4 0B。

九、打印功能

儀表的打印功能由儀表內(nèi)增加的打印接口板及另配的打印單元（打印機及打印電源）完成。儀表內(nèi)置硬件時鐘，停電不影響。打印的通訊格式：1個啟始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無校驗，波特率1200。

參數(shù)設(shè)置如下：

⑴-Ht-—設(shè)定××月××日。

⑵-Lt-—設(shè)定××時××分，這樣就提供給打印機一個起始時間，到時打印機會一起打印出來（××月××日××：××）。

⑶-Pt-—設(shè)定儀表定時打印周期，范圍1～9999分，設(shè)為0則不定時打印。

⑷-Pd-－設(shè)置打印的單位。范圍0～45。對應(yīng)單位見下表，設(shè)置為0時不打印單位。

注1：帶打印功能的儀表才有此類參數(shù)。

注2：在儀表工作狀態(tài)下，按下●或■時打印。