Einsatzmöglichkeiten
Die Regleroptimierung ist für reine Heiz- oder reine Kühlprozesse vom Streckentyp I anwendbar. Aber auch für Strecken höherer Ordnung Streckentyp II oder III können Sie den Baustein einsetzen.
Die PI/-PID-Parameter werden automatisch ermittelt und eingestellt. Der Reglerentwurf ist auf optimales Störverhalten ausgelegt. Die daraus resultierenden "scharfen" Parameter führen bei Sollwertsprüngen zu Überschwingern von 10 % bis 40 % der Sprunghöhe.
Phasen der Regleroptimierung
Bei der Regleroptimierung werden einzelne Phasen durchlaufen, die Sie am Parameter PHASE ablesen können.
PHASE = 0
Es läuft keine Optimierung. TCONT_CP arbeitet im Automatik- oder Handbetrieb.
Während PHASE = 0 sorgen Sie dafür, dass die Regelstrecke die Vorrausetzungen für eine Optimierung erfüllt.
Am Ende der Optimierung wechselt TCONT_CP wieder in PHASE = 0.
PHASE = 1
TCONT_CP befindet sich in Optimierbereitschaft. PHASE = 1 darf nur gestartet werden, wenn die Vorrausetzungen für eine Optimierung erfüllt sind.
Während PHASE = 1 werden folgende Werte ermittelt:
-
Istwert-Rauschen NOISE_PV
-
Anfangssteigung PVDT0
-
Mittelwert des Stellwerts
-
Abtastzeit PID-Algorithmus CYCLE
-
Abtastzeit Pulsgenerator CYCLE_P
PHASE = 2
In Phase 2 wird bei konstantem Stellwert der Wendepunkt des Istwerts gesucht. Das Verfahren verhindert, dass durch Rauschen von PV der Wendepunkt zu früh erkannt wird:
Beim Impulsregler wird PV über N Impulszyklen gemittelt und dann dem Reglerteil zur Verfügung gestellt. Im Reglerteil findet eine weitere Mittelung von PV statt: Zu Beginn ist diese Mittelung inaktiv, d. h. es wird nur immer über 1 Zyklus gemittelt. Solange das Rauschen ein bestimmtes Maß überschreitet, wird die Anzahl der Zyklen verdoppelt.
Die Periodendauer und die Amplitude des Rauschens werden ermittelt. Erst wenn der Gradient während der geschätzten Periodendauer immer kleiner als die maximale Steigung ist, wird die Wendepunktsuche abgebrochen und Phase 2 verlassen. TU und T_P_INF werden jedoch am tatsächlichen Wendepunkt berechnet.
Die Optimierung wird jedoch erst dann beendet, wenn auch die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:
-
Der Istwert ist weiter als 2*NOISE_PV vom Wendepunkt entfernt.
-
Der Istwert hat den Wendepunkt um 20 % überschritten.
Hinweis
Bei Anregung über Sollwertsprung wird die Optimierung spätestens beendet, wenn der Istwert 75 % des Sollwertsprunges (SP_INT-PV0) durchlaufen hat (siehe unten).
PHASE = 3, 4, 5
Die Phasen 3, 4 und 5 dauern jeweils 1 Zyklus.
In Phase 3 werden die vor der Optimierung gültigen PI-/PID-Parameter gespeichert und die Prozess-Parameter berechnet.
In Phase 4 werden die neuen PI-/PID-Parameter berechnet.
In Phase 5 wird der neue Stellwert berechnet und auf die Regelstrecke gegeben.
PHASE = 7
Der Streckentyp wird in Phase 7 überprüft, da TCONT_CP nach der Optimierung immer in den Automatikbetrieb wechselt. Der Automatikbetrieb startet mit LMN = LMN0 + 0.75*TUN_DLMN als Stellwert. Die Überprüfung des Streckentyps findet im Automatikbetrieb mit den gerade neu berechneten Reglerparametern statt und endet spätestens 0,35*TA (Ausgleichszeit) nach dem Wendepunkt. Weicht die Prozessordnung stärker vom geschätzten Wert ab, werden die Reglerparameter neu berechnet und STATUS_D um 1 hochgezählt, ansonsten bleiben die Reglerparameter unverändert.
Dann ist der Optimierbetrieb beendet und TCONT_CP befindet sich wieder in PHASE = 0. Am Parameter STATUS_H erkennen Sie, ob die Optimierung erfolgreich beendet wurde.
Vorzeitiger Abbruch der Optimierung
In Phase 1, 2 oder 3 können Sie durch Rücksetzen von TUN_ON = FALSE die Optimierung abbrechen ohne dass neue Parameter berechnet werden. Der Regler startet im Automatikbetrieb mit LMN = LMN0 + TUN_DLMN. War der Regler vor der Optimierung im Handbetrieb, wird der alte Handstellwert ausgegeben.
Wird in Phase 4, 5 oder 7 mit TUN_ON = FALSE die Optimierung abgebrochen, bleiben die bis dahin ermittelten Regelparameter erhalten.