HC-809智能PID手操器使用说明书

一、性能和特点

    HC-809系列智能仪表采用先进的微电脑芯片及技术,性能可靠,抗干扰能力强,可配接各种热电偶、热电阻以及标准的电压电流信号, 可选配微型打印机或标准通讯口。

    二、主要技术指标

    1.输入类型: 主输入类型: 各种热电偶、热电阻、电流、电压、脉冲信号。   反馈输入：电流、电压信号。

    2.量程:-200～+2300℃;-0.1～40MPa,其他参数任选。

    3.测量精度:测量分辨率  14位A/D码; 准确度   ±0.2％FS±1个字

4. 显示方式:双排4位8段高亮度数码管显示。光柱仪表用光柱显示反馈信号，无光柱则可按●显示反馈信号。

    5.输出:

    开关量:正反转控制继电器输出。

模拟量：DC4-20/0-10/0-20mA 或1-5V/0-5V输出

    6.控制方式:

 .正反转控制：调大执行器的开度则正转继电器（HA）常开点闭合，调小执行器的开度则反转继电器（LA）常开点闭合。

    .模拟量控制：PID控制输出4-20mA或0-5V等模拟信号。

    7.断电保护:断电后参数不丢失,重新上电后无需重设。

8.通讯:标准RS232或RS422通讯口,可与上位机通讯, 也可与微打机相连,打印时间、温度等参数及温时曲线。

9.标准信号输入时,可带开方运算及系统修正、校准功能。

    10.电源:AC85V～250V,功耗小于5W。

      三、工作原理

本仪表以单片机为核心,配以A/D、D/A、E2PROM、按键、数

码管等外围元件。

    热偶输入的热电势经冷端补偿或热电阻经恒流源变换成电压信号后,经信号调节器含放大及滤波电路变成适度的电压信号,经4位半自稳零A/D转换成数字量。计算机内存储多种传感器的转换函数表,数字信号经查表逐一还原成相应的被测参数量值信号后,送数码管显示,根据需要送打印机打印或通讯给上位机。微处理器还可以根据控制值偏差,经PID调节, 输出相应数字量的大小。电源采用专门设计的抗干扰电路, 消除工频及各自电流辐射影响。

四、操作说明

Ⅰ、上电自检

⑴按仪表的端子接线图连接好电源、输入、输出、报警等接线。

⑵仔细检查仪表的接线，正确无误后方可打开电源。

⑶接通电源后仪表上排显示HELO下排显示PASS字样表示仪表自检通过,如果显示-HH-表示超量限或断偶及热阻开路,仪表采用人机对话形式来输入参数,用各种提示符来提示应输入的数据。       

Ⅱ、按键功能

SET—在设定状态时，用于存贮参数的新设定值并选择下一个设定参数。

▲—在设定状态时，用于增加设定值。

▼—在设定状态时，用于减少设定值。

A/M—手动/自动转换,当为手动状态时,仪表上排显示测量值（PV）, 下排显示H ××,HHand表示手动输出,××显示输出百分数, 用▲或▼键改变输出大小,自动到手动时的状态由自动状态最后稳定的控制输出决定。再按一下A/M键返回自动状态。

●     —阀位显示键，运行时，按住该键下排显示阀位值0~100%

（无阀位反馈信号仪表没有该功能）

Ⅲ、参数设定

按住SET键不动，保持2秒以上，上排显示-Cd-, 下排显示1230，用▲键把1230改变为1234,再按SET键，才进入参数设定状态，输入其他值无效，这主要是为了防止现场操作人员误修改参数。

     在设定状态下,上排显示参数提示符,下排显示设定值;工作状态下,上排显示测量值（PV）,下排显示所需控制设定值（SV），直接用▲或▼键改变控制设定值大小。

按一下SET键马上松开，下排显示A ××,AAuto表示自动控制输出大小,××显示输出百分数，再按一下SET键，下排又显示所需的控制值。如果设定过程中12秒钟不改变参数或按下A/M键,则仪表自动返回运行。

正反转控制输出的仪表在工作状态灯HA亮时为正转输出，LA亮时为反转输出,输出时间由执行器的行程时间（参数tS）决定。

  提示符及含义如下:

（1）-sn- —设定仪表输入信号（参照输入类型表）

2dot—设定显示值有几位小数点，范围0～3。

3inPL—线性输入下限对应显示值，即仪表量程下限，范围-999～9999。

4inPH—线性输入上限对应显示值，即仪表量程上限，范围-999～9999。

5 HAHigh Alarm—上限报警值

6 LALow  Alarm—下限报警值

7 -P-比例带,范为1～100,出厂缺省值设为15。

8 -I-积分时间,范围1～4000秒,出厂缺省值设为200。

9-d-秒分时间,范为1～999秒,出厂缺省值设为15。

10oPL—限制调节量输出最小值，范围为0~100%。

11oPH—限制调节量输出最大值，范围为0~100%。

12CooL—正反作用选择，选择oFF,为反作用调节方式，指仪表输入增大时，调节输出趋向减小的控制，如加热控制；选择oN，为正作用调节方式，指仪表输入增大时，调节输出趋向增大的控制，如致冷控制；

13tS—执行器的行程时间，从关闭到全开的时间（单位 秒）。出厂值tS=20

14 1-oE—主输入调零校正系数范围-99.9～99.9，修正后显示值=修正前测量值+oSEt,出厂值oSEt=0.0

15 2-oE—反馈输入调零校正系数范围-99.9～99.9，修正后显示值=修正前测量值+oSEt,出厂值oSEt=0.0

16FSEt—调满度校正系数范围0.500～2.000，修正后显示值=FSEt×（修正前的测量值+oSEt）,出厂值FSEt=1.000。

17Addr—为通讯地址即仪表编号，范围1～99。

18bAUd—为通讯的波特率，范围300～2400。

当仪表上排显示-End表示参数设置完毕。

设定的提示符根据用户要求在顺序可能有变动,内容上有增减。

五、PID参数的意义及作用

（一）自整定模糊PID指南

  按偏差的比例、积分、微分控制简称PID控制 是工业过程中应用最广泛的一种控制方法，P为比例增益，代表比例控制作用的强弱，与比例带δ成倒数关系。I为积分时间，单位为秒，d为微分时间，单位为秒。

（二）PID参数人工整定指南

⑴比例增益P的选取。由于P的大小直接影响到系统的超调量、过渡时间和稳态误差，因此P的选取尤其重要。比例增益P 加大，系统动作灵敏，速度加快，但偏大，超调量增大，振荡次数增多，调节时间过长，P太大，系统会趋向振荡。若P太小，会使系统动作缓慢。P的大小与稳态误差呈反比关系。加大比例作用，可以减小稳态误差，提高控制精度。

⑵积分时间I的选取。积分作用旨在消除稳态误差，积分时间I与积分作用的强弱呈反比关系，积分作用通常会使系统稳定性下降，I太小，积分作用太强将使系统不稳定，振荡次数较多，而I太大，对系统性能影响减弱，以至不能消除稳态误差。

⑶微分时间d的选取。微分控制能够预测偏差，产生超前校正作用，可以较好地改善动态特性。但是，当d偏大或偏小时，超调量和调节时间都会增加。工程上，一般选取d＝0.1Ti～0.2 Ti。Ti=I;

这里举一个使用常碰到的现象，以说明手动调整PID参数的规律。在整个动态过程中，您发现响应超调量偏小，测量值围绕给定值小幅振荡，调节时间长，稳定不下来。超调量偏小说明P偏小，小幅振荡和不稳定说明I偏小、积分作用强。您可以依据PID调节规律逐渐增大P和I， d也随I作相应调整，逐步满足调节要求。

由上述分析可知，三个参数的选取相互影响、相互制约，还受实际各种因素的制约，必须根据具体运行情况和控制要求做出折衷选择。  选取给定值的80%量为自整定给定值，施加Bang-Bang控制（位式调节），输出为满度输出的80%量，例如，在反作用过程中，测量值小于给定值时，输出80%量，当测量值大于给定值时，输出为零。这样，系统产生振荡，提取出振荡过程的振荡幅度A和振荡周期Tu。导出系统的临界增益 ，其中d为控制幅值，再根据著名的Ziegler-Nichols整定公式计算出PID参数P、I和d的初始值。一般情况下，以此参数运行实际微分PID模块就能使系统平稳过渡到给定值，满足控制要求。

六 通讯说明

 本仪表备有RS232、RS422/485接口，可直接接计算机通讯，数据格式为1个起始位﹑8个数据位﹑无奇偶校验﹑1个停止位。

参数代号：仪表的参数用1个16进制数的参数代号来表示。它在指令中表示要读/写的参数名。

仪表编号：为了在一个通讯接口上连接多台HC仪表，需要给每台HC仪表编一个互不相同的代号，这一代号在本文约定称为通讯地址代号（简称地址代号）。有效的地址为0—63。所以一条通讯线路上最多可连接64台HC仪表。仪表的地址代号由参数Addr决定。

 所有数字变成ASCⅡ码传输，其命令格式如下：

从仪表读数据

指令格式：EOT+仪表编号 +52H+参数代号+ENQ

例：[04h,30h,31h,52h, 30h,30h,05h]

 仪表返回：STX+仪表编号+参数代号+参数值+校验码+ETX、

[02h,30h,31h,30h,30h,2bh,31h,32h,33h,2eh,34h,e7h,03h]

 

说明：⑴仪表编号由仪表中“Addr”参数决定，它为2位数字的ASCⅡ码。

      ⑵在命令及返回参数中的EOT，STX等均为一个ASCⅡ码，它们的码值为：

 

STX=02H；ETX=03H;ENQ=05H；EOT=04H,R表示读，ASCⅡ码值

R=8252h表示读，W表示写ASCⅡ码值=8757h

 ⑶数据参数值为符号位+4位有效位+小数点，共6位。

检验码为该位前所有字节之和。

 

七、举例

     仪表用于加热温度控制，要求输入PT100温度高于控制值5℃时上限报警动作，调节输出最小值为0,最大值为80%，P、I、D参数按出厂缺省值设定，温度变送器类型为二线制4-20mA输出，对应0～200℃，和计算机联网，仪表编号为01，波特率为2400，测量值无须校正,小数点为1位，执行器的行程时间为20秒参数设定如下：

sn=p100  dot=1   inPL=0.0    inPH=200.0    P=15    I=200      d=15      oPL=0   oPH=80        CooL=oFF    1-oE=0.0 2-oE=0.0  FSEt=1.000  Addr=1     bAUd=2400   tS=20