POSITIONER 1067 BEDIENUNGSANLEITUNG.........................................................................................D-1 INSTRUCTION MANUAL.............................................................................................E-1 MANUEL UTILISATEUR ..............................................................................................
POSITIONER 1067 INHALTSVERZEICHNIS 1 1.1 1.2 1.3 EINFÜHRUNG .................................................................................................................... D-3 Auspacken und Kontrolle ............................................................................................................................ D-3 Allgemeine Hinweise zum Gebrauch und zur Sicherheit .................................................................... D-3 Elektromagnetische Verträglichkeit ................
POSITIONER 1067 1 EINFÜHRUNG Sehr geehrter Kunde, ein definierter und kontrollierter Wiederanlauf des Automatisierungssystems gemäß Anleitung zu gewährleisten. Um die vielfältigen Vorteile, die Ihnen das Produkt bietet, voll nutzen zu können, befolgen Sie bitte unbedingt unseren Rat und LESEN SIE DIESE BEDIENUNGS ANLEITUNG GRÜNDLICH, BEVOR SIE DAS GERÄT MONTIEREN UND IN BETRIEB NEHMEN. 1.1 Auspacken und Kontrolle Reparaturen dürfen nur durch autorisiertes Fachpersonal vorgenommen werden.
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG 2.1 Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten (Überblick) Der Positioner 1067 ist ein elektropneumatischer Stellungsregler für pneumatisch betätigte Stetigventile. Das Gerät umfaßt die Hauptfunktionsgruppen Wegmeßsystem, elektropneumatisches Stellsystem und Mikroprozessorelektronik. Das Wegmeßsystem mißt die aktuelle Position des Stetigventils.
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG Abb. 1 Übersichtsschema des Positioners 1067 Stellungsregler mit Zusatz-funktionen, z. B.
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG 2.2 Aufbau Der Positioner besteht aus folgenden Hauptbaugruppen: - Gehäuse mit Deckel (Aluminium), - Internes Wegmeßsystem (Drehpotentiometer) zur Messung der Ventilposition, - Mikroprozessor / Elektronik zur Meßsignalverarbeitung und Regelung, - Magnetventile zum Stellen eines Stetigventils, - Fluidikplatte mit Fluidikanschlüssen, - Anschlußklemmen und Kabelverschraubungen, - Display und Tastenfeld. Abb.
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG 2.3 Funktionsprinzip Abbildung 4 zeigt das Funktionsschema des Positioners im Zusammenspiel mit einem Kolbenstellventil. Zur Messung der Ist-Position dient dabei ein externes Wegmeßsystem (bei Varianten 2 und 3). Abb. 4 Funktionsschema Externer Stellungssollwert SollPosition Wegmess-System Ist-Position Prozeßsollwert Prozeßregler Stellungsregler Zuluft Abluft Stellventil Magnetventile Sensor Prozeßwert (Druck, Durchfluß, Niveau...
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG Abb. 5 Stellungsregelung Stellungssollwert Stellungsregler PWM-Glied Ventilantrieb Abb. 6 Prozeßregelung Prozeßsollwert Prozeßregler Stellungsregler PWM-Glied Ventilantrieb Prozeß Hilfsregelkreis Hauptregelkreis 2.4 Sicherheitsstellungen Bei Spannungsausfall wird die durch die Wirkungsweise des Antriebs vorgegebene Endstellung angefahren (durch Federkraft geöffnet oder geschlossen).
POSITIONER 1067 2 BESCHREIBUNG 2.5 Technische Daten Elektrische Daten Spannungsversorgung: Leistungsaufnahme: 24 V DC ±10% (Kräuselspannung max. 10%) < 10 W Eingang zur Sollwertvorgabe für die Stellungs- oder Prozeßregelung: - Einheitssignal 4 ... 20 mA - Einheitssignal 0 ... 20 mA - Einheitssignal 0 ... 10 V Eingang für Prozeßsignal (bei Prozeßregelung): -Einheitssignal 4 ...
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1 Anbau und Montage Der Positioner 1067 kann an unterschiedliche Stetigventile angebaut werden. Dabei wird je nach Ventiltyp die Gerätevariante 1 mit dem geräteinternen Wegmeßsystem (Drehpotentiometer) oder die Gerätevariante 2 oder 3 mit einem externen Wegmeßsystem (Linearpotentiometer) verwendet (siehe §2.3). Hauptabmessungen: Positioner Externes Wegmeßsystem Breite: 125 mm Durchmesser: ca. 65 mm Höhe: 80 mm Höhe: ca. 95 (115) mm Tiefe: 80 mm 3.1.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION Abb. 9 Stellung des Hebels bei der Montage Parallel Positioner mit dem angeschraubten Anbauwinkel "1" so an den Membranantrieb ansetzen, daß der Stift "2" in den Mitnehmer "3" eingreift, die Spitze des Hebels parallel zur Oberseite des Positioners steht (Abb. 9) und die Rückseite des Positioners parallel zum Mitnehmer "3" verläuft.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.2 Anbau des Positioners an ein Stetigventil mit Kolbenantrieb Anordnung Bei einem Stetigventil mit Kolbenantrieb ist die Gerätevariante 2 des Positioners mit dem externen Wegmeßsystem (siehe Abb. 14) zu verwenden, das auf das Ventil aufgesteckt und aufgeschraubt wird (Abb. 11). Die Übertragung der Stellung des Kolbens erfolgt auf direkte Weise über die mit einer Feder versehene Stange des Wegmeßsystems (Linearpotentiometer). Abb.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION Montage des externen Wegmeßsystems: siehe Montage-Hinweise auf Seiten D14 und D15: - Führen Sie Schritte a) bis g) Seite D14 aus (siehe auch Abb. 17) - Führen Sie das Positionerkabel "7" durch die Kabeldurchführung "5" des Wegmessystems durch (siehe Abb. 13 und 14) - Führen Sie Schritte l) und m) Seite D14 aus (siehe auch Abb. 17). Abb.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.3 Aufbau des Positioners (Variante 3, getrennte Ausführung) für ein Stetigventil mit Kolbenantrieb Anordnung Bei einem Stetigventil mit Kolbenantrieb ist die Gerätevariante 3 des Positioners mit dem externen Wegmeßsystem (siehe Abb. 14) zu verwenden, das auf das Ventil aufgesteckt und aufgeschraubt wird (Abb. 15). Die Übertragung der Stellung des Kolbens erfolgt auf direkte Weise über die mit einer Feder versehene Stange des Wegmeßsystems (Linearpotentiometer). Abb.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION g) Den Schleifer des Potentiometers in die Rille "9" der Wegmesstange "8" einfügen und die Wegmesstange auf die Antriebsstange aufsetzen. Schraube "10" festschrauben. h) Die Elektronikplatine "2" in die Nut des Positionergehäuses einsetzen. i) Den Potentiometerstecker "1" innerhalb des Gehäuses an den Stecker der Elektronikplatine farbengemäß anschließen (blaue Nut).
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.4 Anbau des Positioners an ein Stetigventil mit Drehantrieb Hinweis: Bei Anbau eines 1067 an einen dopplewirkenden Antrieb wählen Sie für Regelaufgaben die Dimensionierung der Antriebsgröße eine Dimension größer als die nach der Drehmomentauslegung erforderliche. Der pneumatische Arbeitsanschluss A1 ist mit der Antriebskammer zu verbinden, deren Axe im Belüftungsfsfall eine Rechtsdrehung (im Uhrzeigersinn) bewirkt. Anordnung Bei einem Stetigventil mit Dreh- bzw.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION Abb. 20 Kupplung für Stetigventil mit Drehantrieb Abb. 21 Montage des Positioners an ein Stetigventil mit Drehantrieb Stetigventil mit Drehantrieb 3.2 Fluidische Anschlüsse Den Druckanschluß P mit dem Versorgungsdruck (6 bar max.) verbinden, bevor die Versorgungsspannung angelegt wird Abb.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.3 Elektrische Anschlüsse Abb. 23 Anschlußbelegung Signal Eingang : - entweder für Stellungssollwert (Betrieb als Stellungsregler) Jumperposition - oder für Prozeßsollwert (Betrieb als Prozeßregler) - Eingang für Prozeßistwert Binäreingang Kontakt Ausgang (Option) Versorgungsspannung Eingang U1 (Einheitssignal 0 ... 10 V): Eingang I1 (Einheitssignal 0/4 ... 20mA): Eingang I2 (Einheitssignal 4 ...
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.1 Bedien- und Anzeigeelemente AUTOTUNE LED Taste "Pfeil oben" Taste "Pfeil unten" HAND/AUTOMATIK-Taste 4.2 Be benen Für die Bedienung des Positioners sind die folgenden zwei Bedienebenen vorgesehen: Prozeßbedienebene In dieser Ebene, die sich nach jedem Einschalten des Gerätes einstellt, kann zwischen den Betriebszuständen HAND und AUTOMATIK umgeschaltet werden. Im Betriebszustand HAND läßt sich das Ventil durch Betätigen der "Pfeiltasten" von Hand auf- bzw. zufahren.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.3 Inbetriebnahme Bei der ersten Inbetriebnahme des Positioners im Zusammenhang mit einem bestimmten Ventil sind folgende Grundeinstellungen vorzunehmen (Spezifizierung der Grundfunktionen): - Angabe der Art der Stellungsrückmeldung vom Ventil zum Wegmeßsystem (direkt oder Hebelmechanismus), - Angabe des für die Sollwertvorgabe gewählten Einheitssignaleingangs (0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA oder 0 ...
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG Zur Durchführung einer Einstellung innerhalb der Menüpunkte X-SENS und INPUT ist die HAND/AUTOMATIK-Taste erneut kurzzeitig zu drücken. Danach erscheint auf dem Display einer der Menüunterpunkte. Zwischen diesen Unterpunkten, die jeweils eine Enstellmöglichkeit beschreiben, kann wiederum durch Betätigen der Pfeiltasten hin- und hergeschaltet werden. Die eigentliche Einstellung erfolgt dadurch, daß bei dem ausgewählten Menüunterpunkt die HAND/AUTOMATIK-Taste gedrückt wird. Abb.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG ners zu erhalten. Kann die AUTOTUNE-Routine nicht vollständig ausgeführt werden, wird im Display eine Fehlermeldung angezeigt (siehe Liste der Fehlermeldungen in Abschnitt 5). Soll das Hauptmenü für die Einstellungen bei der Inbetriebnahme wieder verlassen werden, ist zunächst durch Betätigen der Pfeiltasten der Menüpunkt END auszuwählen.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG gung der vierten Stelle erfolgt der Rücksprung. Anzeigen im Betriebszustand HAND Prozeßregler nicht aktiv Es wird die Ist-Position des Antriebs angezeigt: XPOS___ (0...100%) Prozeßregler aktiv Wenn im Betriebszustand HAND keine Bedienhandlungen durchgeführt werden, wird ständig der Istwert der Prozeßgröße angezeigt: PV____ (-99.9 ... 999.9) Werden zur Handbetätigung des Ventils die Pfeiltasten gedrückt (vergl. Abschn. ), dann wird die IstPosition angezeigt: XPOS___ (0...
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.5 Konfigurieren 4.5.1 Zusatzfunktionen Das Bedienkonzept für den Positioner basiert auf einer strikten Trennung zwischen Grund- und Zusatzfunktionen. Im Auslieferungszustand des Gerätes sind nur die Grundfunktionen aktiviert. Sie dienen dazu, bei der Erstinbetriebnahme gerätespezifische Grundeinstellungen vorzunehmen (cf §. 4.3). Sie sind für einen normalen Betrieb ausreichend.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG Zusatzfunktion Parameter Kurzbeschreibung PCONTROL - SETPOINT INTERN EXTERN - PARAM KP TN TV X0 DBD - SCALE DP PV-L PV-H SP-L SP-H Prozeßreglerkonfiguration -Art der Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe über Tastatur Externe Sollwertvorgabe über Einheitssignal - Parameter des Prozeßreglers Verstärkungsfaktor Nachstellzeit Vorhaltezeit Arbeitspunkt des P-Reglers Unempfindlichkeitsbereich des P-Reglers - Skalierung der Eingänge von Prozeßistwert u. -sollwert.
4 BEDIENUNG POSITIONER 1067 4.5.2 Konfiguriermenü Das Konfiguriermenü kann aus der Bedienebene Prozeßbedienen heraus aktiviert werden, indem die HAND/AUTOMATIK-Taste 5 Sekunden lang gedrückt wird. Es besteht aus einem Haupt- und einem Zusatzmenü. Das Hauptmenü enthält zunächst die Grundfunktionen, die bei der Erstinbetriebnahme zu spezifizieren sind (siehe §4.3). Das Zusatzmenü umfaßt die wählbaren Zusatzfunktionen. Es ist über den Menüpunkt ADDFUNCT des Hauptmenüs erreichbar.
4 BEDIENUNG POSITIONER 1067 Abb. 29 Komplettes Konfiguriermenü X-SENS DIRECT LEVER 4...20MA INPUT 0...20MA 0...
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.5.3 Bedeutung der Tasten in der Konfigurierebene Betätigen der Taste "Pfeil oben": - Blättern im Menü nach oben (Auswahl). - In einem ausgewählten und bestätigten Menüpunkt Inkrementieren (Vergrößern) von Zahlenwerten. Betätigen der Taste "Pfeil unten": - Blättern im Menü nach unten (Auswahl). - In einem ausgewählten und bestätigten Menüpunkt Dekrementieren (Verkleinern) von Zahlenwerten.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG ACTUATE (Werkseinstellung: SINGLE, INTERN): Wirkungsweise des verwendeten Ventilantriebs. Optionen: SINGLE, INTERN: Verwendung eines einfachwirkenden Antriebs mit internen oder ohne Boost-Ventilen, SINGLE, BOOST: Verwendung eines einfachwirkenden Antriebs mit externen Boost-Ventilen, DOUBLE: Verwendung eines doppeltwirkenden Antriebs. Abb. 30 Korrekturkennlinien Normierter Ventilhub CHARACT (Werkseinstellung: LINEAR): Kundenspezifische Kennlinie (Characteristic).
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG Eingabe der frei programmierbaren Kennlinie Die Kennlinie wird über 21 Stützstellen definiert, die gleichmäßig über den Stellungssollwertbereich von 0 ... 100 % verteilt sind. Ihr Abstand beträgt 5 %. Jeder Stützstelle kann ein frei wählbarer Hub (Einstellbereich: 0 ... 100 %) zugeordnet werden (Abb. 31). Die Differenz zwischen den Hubwerten zweier benachbarter Stützstellen darf nicht größer als 20 % sein.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG Abb.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG DEADBND (Werkseinstellung: DBD = 0,5 %): Totbereich (Deadband) der Regelabweichung des Stellungsreglers Durch die Zusatzfunktion DEADBND wird erreicht, daß der Stellungsregler erst ab einer bestimmten Regeldifferenz |DBD| anspricht (Abb. 32). Dadurch wird das Stellventil "geschont". Abb. 32 Totbereich DBD Stellungssollwert Regeldifferenz Zum Regler Stellungsistwert Maximal 5%, bezogen auf den Hubbereich. Die untere Grenze wird durch AUTOTUNE ermittelt.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG DIRECTN (Werkseinstellung: WPOS = RISE, XPOS = RISE): Wirksinn bzw. Wirkrichtung. Über diese Zusatzfunktion kann durch den Parameter WPOS der Wirsinn zwischen Eingangssignal und Sollposition (WPOS) und den Parameter XPOS die Zuordnung vonm Belüftungszustand der Antriebskammer A1 zur Istposition (XPOS) eingestellt werden. Abb.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG X-LIMIT (Werkseinstellung: XMIN = 0%, XMAX = 100%): Hubbegrenzung. Mit dieser Zusatzfunktion kann der (physikalische) Hub auf vorgegebene %-Werte MIN und MAX begrenzt werden (Abb. 36). Im AUTOMATIK-Betrieb wird der Hubbereich des begrenzten Hubes dann gleich 100 % gesetzt. Bei HAND-Betrieb wird dagegen der physikalische Hub angezeigt. ( Es ist also zu beachten, daß im AUTOMATIK- und im HAND-Betrieb ein begrenzter Hub unterschiedlich angezeigt wird).
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG TV: (Vorhaltzeit) Einstellbereich: 0,0 ... 999,9 (Werkseinstellung: 0) X0: (Arbeitspunkt des Prozeßreglers) Einstellbereich: 0 ... 100% (Werkseinstellung: 0%) DBD: Unempfindlichkeitsbereich der Regelabweichung des Prozeßreglers. Einstellbereich: 0,2 ... 5% (Werkseinstellung: 0,5 %) SCALE: Skalierung der Eingänge des Prozeßreglers. DP: Position des Dezimalpunkts für die Skalierungswerte Einstellbereich: 0 ...
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG BIN-IN (Werkseinstellung: INACTIVE): Binäreingang (binary input) Mit dieser Zusatzfunktion kann die Wirkungsweise des Binäreingangs (Kontakt) festgelegt werden. INACTIVE: Binäreingang ist nicht aktiviert. SAFEPOS (save position): Eingabe einer im Bedarfsfall anzufahrenden Sicherheitsposition. 0 ... 100 % des Hubbereichs (Werkseinstellung: SPOS = 0) NORM OPN (normally open): Binäreingang in Ruhestellung offen (Arbeitskontakt bzw. Schließer).
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.6 Handbetätigung ohne Spannungsversorgung Die im Positioner integrierten Magnetventile lassen sich auch ohne Spannungsversorgung über Drehknöpfe von Hand bedienen. Diese Drehknöpfe (rot) werden zugänglich, wenn der Deckel des Gerätes geöffnet wird. Sie befinden sich unmittelbar hinter der elektrischen Klemmleiste. Bei einer Ausführung für einfachwirkende Antriebe sind zwei und bei einer Ausführung für doppeltwirkende Antriebe sind vier Drehknöpfe vorhanden (Abb.38). Abb.
POSITIONER 1067 4 BEDIENUNG 4.7 Struktur des Positioners Abb.
POSITIONER 1067 5 WARTUNG 5.1 Fehlermeldungen Fehler beim Einschalten INT.ERROR Interner Fehler nicht möglich, Gerät defekt Fehlermeldungen bei der Durchführung der AUTOTUNE-Funktion TURN POT Meßbereich des Wegsensors überschritten (nur bei Geräteausführung mit internem Wegmeßsystem vgl. Abb. 2) Positioner von Antrieb lösen und Wegsensor-Welle um 180° drehen. ERR 2 Öffnungszeit des Stellantrieb < 0,5 Sek. Stellantrieb nicht regellbar.
POSITIONER 1067 ANHANG A1: Eigenschaften von PID-Reglern Ein PID-Regler besitzt einen Proportional-, einen Integral- und einen Differentialanteil (P-, I- und DAnteil). P-Anteil : Funktion : Y = Kp • Xd Kp ist der Proportionalbeiwert. Er gibt sich als Verhältnis von Stellbereich ΔY zu Proportional-bereich ΔXd. X Xd Y Ymax t Stellbereich Y Y Y0 Ymin Proportionalbereich Xd Kp. Xd Kp.Xd Xd t Ein reiner P-Regler arbeitet theoretisch unverzögert, d.h. er ist schnell und damit dynamisch günstig.
POSITIONER 1067 ANHANG X Xd dY dt t Stellbereich ΔY Y Ymax Xd Regelbereich Ymin Xd t Ti Stellzeit Kennlinie Sprungantwort Eigenschaften : Ein reiner I-Regler beseitigt die Auswirkungen autretender Störungen vollständig. Er besitzt also ein günstiges statisches Verhalten. Er arbeitet auf Grund seiner endlichen Stellgeschwindigkeit langsamer als der P-Regler und neigt zu Schwingungen. Er ist also dynamisch relativ ungünstig. D-Anteil : Funktion : Y= Kd d Xd dt Kd ist der Differenzierbeiwert.
POSITIONER 1067 ANHANG Überlagerung von P-, I- und D-Anteil: Y = Kp Xd + Mit Kp•Ti = Tn und 1 Ti ƒ Xd dt + Kd d Xd dt Kd = Tv, ergibt sich für die Funktion des PID-Reglers: Kp Y = Kp (Xd + d Xd 1 ƒ Xd dt + Tv ) dt Tn Proportionalbeiwert / Verstärkungsfaktor Nachstellzeit (Zeit die benötigt wird, um durch den I-Anteil eine gleich große Stellgrößenänderung zu erzielen, wie sie infolge des P-Anteils entsteht).
POSITIONER 1067 ANHANG Realisierter PID-Regler D-Anteil mit Verzögerung : Im Prozeßregler des Positioners ist der D-Anteil mit einer Verzögerung T realisiert.
ANHANG POSITIONER 1067 A2: Einstellregeln für PID-Regler In der regelungstechnischen Literatur werden eine Reihe von Einstellregeln ange-geben, mit denen auf experimentellem Wege eine günstige Einstellung der Regler-parameter ermittelt werden kann. Um dabei Fehleinstellungen zu vermeiden, sind stets die Bedingungen zu beachten, unter denen die jeweiligen Einstellregeln auf-gestellt worden sind.
ANHANG POSITIONER 1067 Aus Kkrit und Tkrit lassen sich dann die Reglerparameter gemäß folgender Tabelle berechnen. Einstellung der Parameter nach Ziegler und Nichols : Reglertyp Einstellung der Parameter P-Regler PI-Regler PID-Regler Kp = 0,5 Kkrit Kp = 0,45 Kkrit Kp = 0,6 Kkrit Tn = 0,85 Tkrit Tn = 0,5 Tkrit Tv = 0,12 Tkrit Die Einstellregeln von Ziegler und Nichols sind für P-Strecken mit Zeitverzögerung 1. Ordnung und Totzeit ermittelt worden.
ANHANG POSITIONER 1067 In der folgenden Tabelle sind die Einstellwerte für die Reglerparameter in Abhän-gigkeit von Tu, Tg und Ks für Führungs- und Störverhalten sowie für einen aperio-dischen Regelvorgang und einen Regelvorgang mit 20 % Überschwingen ange-geben. Sie gelten für Strecken mit P-Verhalten, mit Totzeit und mit Verzögerung 1. Ordnung.
ANHANG A3 : ! POSITIONER 1067 OPTIONSPLATINE "4-20 mA FÜR ANALOGE STELLUNGSRÜCKMELDUNG" (IDENT. 427193G): EINBAU UND ANSCHLUSS Der Positioner muss mit der Softwareversion F oder höher ausgestattet sein. Eine Kontrolle ist im Hauptmenü unter END möglich: Die Softwareversion wird dort am rechten Rand des Displays angezeigt (siehe auch Ende von Kapitel 4.5). Technische Daten des Optionsausgangs des Positioners - Ausgangssignal für Ist-Position: 4-20 mA - Anschliessbare externe Bürde bzw.
ANHANG A4 : POSITIONER 1067 OPTIONSPLATINE "BINÄRE STELLUNGSRÜCKMELDUNG/ BOOSTER (IDENT. 192801): EINBAU UND ANSCHLUSS - Der Positioner muss mit der Softwareversion F oder höher ausgestattet sein. Eine Kontrolle ist im Hauptmenü unter END möglich: Die Softwareversion wird dort am rechten Rand des Displays angezeigt (siehe auch Ende von Kapitel 4.
ANHANG POSITIONER 1067 Elektrischer Anschluss 1) Als potentialfreie Relaiskontakte - Kabel an die Klemmen O5 und O6 oder O7 und O8 laut Schaltplan anklemmen Jumper auf die Position "REL" stecken (siehe folgende Zeichnung) O5 O6+ O7 O8+ GND3 GND4 Uout Rel Uout Rel 2) Zur Nutzung der Ausgänge O6 und O8 für das Anschalten von Verbrauchern (Betriebsspannung 24 VDC) - Kabel an die Klemmen O6 und O8 sowie an GND3 und GND4 laut Schaltplan anklemmen.
POSITIONER 1067 ANSCHLUSS-BEISPIELE A5: ANSCHLUSS-BEISPIELE MIT DEM POSITIONER 1067 24 V= - + 300 mA 4-20 mA Anschluss zwischen dem Positioner 1067 and dem Durchfluss-Transmitter 8045. 1 234 56 +REL 1 P+ P- 8045 SPS - + 24 V 24 VDC I/O4 PE I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 4-20 mA GND1 U1 I1 0-10 V 0/4-20 mA 1067 2731 24 V= - + L- L- P- P- L+ L+ Supply 12..30Vdc P+ P+ Without With PE PE Relays Anschluss zwischen dem Positioner 1067 and dem Durchfluss-Transmitter 8035.
POSITIONER 1067 ANSCHLUSS-BEISPIELE L+ 8323 1 3 2 Anschluss zwischen dem Positioner 1067 and dem Druck-Sensor 8323. 24 V= 4-20 mA + - - + 24 V I/O4 I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 I1 GND1 U1 1067 24 VDC PE 4-20 mA 0-10 V 0/4-20 mA ST25 24 V= + Anschluss zwischen dem Positioner 1067 and dem Temperatur-Transmitter ST25.
POSITIONER 1067 ANHANG D-52-
POSITIONER 1067 TABLE OF CONTENTS 1 1.1 1.2 1.3 INTRODUCTION ..........................................................................................................................................E-2 Unpacking and inspecting ...........................................................................................................................E-2 General notes on use and safety ...............................................................................................................
POSITIONER 1067 1 INTRODUCTION Dear Customer, To be able to make the best use of the many advantages the product has to offer, it is absolutely necessary to follow our advice and for electrical equipment shall be complied with during the operation, servicing and repair of the positioner. READ THESE OPERATING INSTRUC-TIONS CAREFULLY BEFORE FITTING THE UNIT AND PUTTING IT INTO SERVICE Repairs may only be carried out by authorised trained personnel. 1.
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION 2.1 Characteristics and possible applications (overview) The 1067 positioner is an electropneumatic position controller for pneumatically actuated continuous valves. The device includes the following main functional groups: a feedback/positional transducer, an electropneumatic system and a microprocessor electronic system. The feedback/positional transducer measures the actual position of the continuous valve.
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION Fig. 1 Block diagram of the 1067 positioner Position controller with additional functions, e. g.
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION 2.2 Construction The positioner consists of the following main assemblies: - Body and bonnet (aluminium) - internal feedback/positional transducer for measuring valve position - Microprocessor/electronic unit for signal processing and control - Solenoid valves for control of a continuous action valve - Fluid plate with fluid ports - Terminals and cable glands - Display and keyboard Fig.
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION 2.3 Principle of operation Fig. 4 shows a operational diagram of the positioner with its relationship to a piston drive control valve. An external feedback/positional transducer (variants 2 and 3) is used in this case to measure the actual position. Fig.
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION Fig. 5 Position control Setposition Position controller PWM element Valve actuator Fig. 6 Process control Set position Process controller Position controller PWM-element Valve actuator Process Auxiliary control loop Main control loop 2.4 Safety position In the event of power failure, the functioning of the actuator ensures that a pre-determined end position is adopted (opened or closed by spring pressure).
POSITIONER 1067 2 DESCRIPTION 2.5 Technical data Electrical data Power supply: 24 VDC ±10%, residual ripple 10%, No industrial DC Power consumption: < 10 W Input for desired value Input for setpoint for position or process control: - Unit signal 4 ... 20 mA - Unit signal 0 ... 20 mA - Unit signal 0 ... 10 V Input for process signal (in case of process control): - Unit signal 4 ... 20 mA Binary input: Can be configured as a normally open or normally closed contact. Terminations: 1.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1 Construction and assembly The 1067 positioner can be fitted to various continuous valves. Depending on the valve type either variant 1, with an internal feedback/positional transducer (a rotary potentiometer) or variant 2 or 3, with an external feedback/positional transducer (a linear potentiometer) is used (see section 2.3). Main dimensions: Positioner External feedback/positional transducer Width: 125 mm Diameter: approx. 65 mm Height: 80 mm Height: approx.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION Fig. 9 Position of lever during assembly Parallel Set positioner, with the mounting elbow "1" screwed on to it, on the membrane drive so that the pin "2" slots into the carrier "3", the point of the lever runs parallel with the upper edge of the positioner (Fig. 9) and the rear side of the positioner runs parallel with the carrier "3".
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.2 Fitting the positioner variant 2 to a continuous valve with piston drive Arrangement A continuous valve with piston drive can be used with variant 2 of the positioner with the external pathmeasuring system (Fig. 14). The positioner is placed on the valve and screwed to it (Figs. 11 and 12). The valve position is transmitted directly via the spring-mounted rod of the path-measuring system (the linear potentiometer). Fig.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION To assemble the external feedback/positional transducer, refer to the mounting instructions on pages E13 and E14: - carry out steps a) to g) (page E13 and fig. 17) - insert the positioner cable "7" through the cable gland "5" of the feedback/positional transducer (see fig. 13 and 14) - carry out steps l) to m) (page E14 and fig. 17). Fig.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.3 Fitting the positioner variant 3 for a continuous valve with piston drive Arrangement A continuous valve with piston drive can be used with variant 2 of the positioner with the external feedback/positional transducer (Fig. 14) which is set on the valve and screwed to it (Fig. 15). The valve position is transmitted directly via the spring-mounted rod of the path-measuring system (the linear potentiometer). Fig. 16 Rear view of positioner for mounting on a DIN rail Fig.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION g) Place the cursor of the path-measuring system into the groove "9" of the spindle "8" of the feedback/positional transducer and set this spindle onto the spindel of the actuator. Fasten screw "10". h) Insert electronic board "2" into the slot of the positioner housing.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.1.4 Fitting the positioner to a continuous valve with rotary drive Note: When the 1067 is mounted on a double-acting actuator for regulation purposes, select an actuator size bigger than the one indicated in the couple dimensioning table. Connect the pneumatic connection A1 to the actuator chamber which axis rotates clockwise when air is supplied.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION Fig. 20 Coupling for continuous valve with rotary drive Fig. 21 Assembly of positioner on to a continuous valve with rotary drive Continuous valve with rotary drive 3.2 Fluid ports Connect P port with compressed air supply (6 bar max.) before connecting the electrical power supply. Fig.
POSITIONER 1067 3 INSTALLATION 3.3 Electrical connections Fig. 23 Assignment of terminals Signal input: - either for valve position control - or for process regulation control Input for process regulation Binary input Contact Output (Option) Power Supply Input U1 (unit signal 0 ... 10 V): Input I1 (unit signal 0/4 ... 20mA): Input I2 (unit signal 4 ...
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.1 Controls and indicators AUTOTUNE LED „Arrow up“ key „Arrow down“ key MANUAL/AUTOMATIC key 4.2 Operating levels 2 operating levels are provided for operation of the positioner: 1° Process operation level This level, which is automatically set each time the unit is switched on, allows to change over between the MANUAL and AUTOMATIC operating modes. In the MANUAL mode the valve can be opened or closed by operating the „arrow keys“.
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.3 Setting up The following basic settings are to be carried out on the initial setting up (commissioning) of the positioner in conjunction with the valve (specification of basic functions): - Specification of the positional feedback of the continuous valve to the positional transducer (direct or lever), - Specification of the unit signal input chosen for entering the set position (0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA or 0 ...
POSITIONER 1067 4 OPERATION To perform a setting within the X-SENS and INPUT menu items, briefly press the MANUAL/AUTOMATIC key again. One of the menu sub-items then appears in the display. It is possible to switch back and forwards between these sub-items, each of which describes a possible setting, by again pressing the arrow keys. The actual setting is carried out by pressing the MANUAL/ AUTOMATIC key on the selected menu sub-item. Fig.
POSITIONER 1067 4 OPERATION To leave the main menu for the settings during the setting up, first select the END menu item by pressing the arrow keys. Then press the MANUAL/AUTOMATIC key to restore the unit to the operating mode which was present before the changeover to the main menu (MANUAL or AUTOMATIC). 4.4 Process operation 4.4.
POSITIONER 1067 4 OPERATION Displays in the MANUAL mode Process controller inactive The actual position of the actuator is displayed: XPOS___ (0...100%) Process controller active In the HAND operating condition no operations are being carried out, the actual value of the process quantity is continuously displayed: PV____ (-99.9...999.9). If the arrow keys are pressed (cf. section) for manual actuation of the valve, the actual position is displayed: XPOS____ (0...
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.5 Configuration 4.5.1 Additional functions The operating concept of the positioner is based on a strict separation between basic and additional functions. Only the basic functions are activated in the delivery state of the unit. These enable the unit-specific basic settings to be carried out on the initial setting up (cf § 4.3). These are adequate for normal operation.
POSITIONER 1067 4 OPERATION X-LIMIT - OPN FAST - OPN SLOW - CLS FAST - CLS SLOW Limitation of mechanical range - Input of initial value of stroke range in %.
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.5.2 Configuration menu The configuration menu can be activated from the process control level by pressing the MANUAL/ AUTOMATIC key during 5 seconds. It consists of a main menu and additional menu. The main menu contains mainly the basic functions which are to be specified on the initial setting up (cf § 4.3). The additional menu covers all the additional functions which can be selected. It can be reached via the ADDFUNCT item in the main menu.
POSITIONER 1067 4 OPERATION Fig. 29 Complete configuration menu X-SENS DIRECT LEVER 4...20MA INPUT 0...20MA 0...
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.5.3 Function of keys in the configuration level Operation of the „Arrow up“ key - Scroll upwards in menu (selection). - Incrementing numerical values in a selected and confirmed menu item. Operation of the „Arrow down“ key - Scrolling downwards in the menu (selection). - Decrementing numerical values in a selected and confirmed menu item. Operation of the MANUAL/AUTOMATIC key within the main menu - Confirmation of a selected menu item. - Confirmation of a set value.
POSITIONER 1067 4 OPERATION ACTUATE (factory setting: SINGLE, INTERN): Method of operation of the valve actuator used. Options: SINGLE, INTERN: Use of a single acting actuator with intern or without boost valves, SINGLE, BOOST: Use of a single acting actuator with boost valves, DOUBLE: Use of a double acting actuator Fig. 30 Corrective characteristic curves Plug travel CHARACT (factory setting: LINEAR): Customer-specific characteristic.
POSITIONER 1067 4 OPERATION Input of the freely-programmable characteristic curve The characteristic curve is defined by means of 21 restart points distributed uniformly over the set positioning range of 0 ... 100%. These are spaced at 5%. A freely-selectable stroke (range 0 ... 100%) can be assigned to each restart (Fig. 31). The difference between the values of the stroke of two adjacent restart points shall not exceed 20%.
POSITIONER 1067 4 OPERATION Fig.
POSITIONER 1067 4 OPERATION DEADBND (factory setting : DBD = 0.5%): Deadband around the system deviation The DEADBND additional function enables the response of the actuator to occur only after a specific system deviation [DBD] (Fig. 32). This „protects“ the servo valve. Fig. 32 Deadband DBD Set position Control difference To the controller Actual position Rangeability: Maximum 5% relative to the stroke range. The bottom limit is determined by AUTOTUNE. CLTIGHT (factory setting: CLT = 0.
POSITIONER 1067 4 OPERATION DIRECTN (FACTORY SETTING: WPOS = RISE, XPOS = RISE): Sense or direction of action. By means of the WPOS additional function the sense of action between the input signal and the setpoint (WPOS). can be set, and also by means of XPOS the assignment of the air supply state of the actuator A1 to the indicated value (XPOS). Fig.
POSITIONER 1067 4 OPERATION X-LIMIT (factory setting: XMIN = 0%, XMAX = 100%): Stroke limitation. This additional function enables the (physical) stroke to be limited to a given MIN and MAX percentage value (Fig. 36). In the AUTOMATIC mode the stroke range of the limited stroke is then set to equal 100%. In the MANUAL mode, on the other hand, the physical stroke is displayed. (It should therefore be noted that a limited stroke will be displayed differently in the AUTOMATIC and MANUAL modes). Fig.
POSITIONER 1067 4 OPERATION TV: (rate time) Range of settings: 0.0...999.9 (factory setting: 0) X0: (Operating point of process controller) Range of settings: 0...100% (factory setting: 0%) DBD: No sensibility range of the process controller Range of settings: 0,2...5% (factory setting: 0,5 %) SCALE: Scales the inputs of the process controller. DP: Decimal point position Range of settings: 0 ... 3 (factory setting 0) PV-L: Lower scale value for actual process value.
POSITIONER 1067 4 OPERATION BIN-IN (factory setting: INACTIVE): Binary input. The action of the binary input (contact) can be specified by means of this additional function. Options: INACTIVE: Binary input is not active. SAFEPOS (safety position): Input of a safety position SPOS selected if necessary. Setting range: 0 ... 100% of the stroke range (factory setting: SPOS = 0). NORM OPN (normalyl open): Binary input in de-energised position open (normallyopen contact or closer).
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.6 Manual operation without power supply The solenoid valves integrated in the positioner can be manually operated without a power supply by using rotary knobs. These rotary knobs (red) are accessible when the bonnet of the unit is opened. They are located immediately behind the electrical terminals. Two rotary knobs are provided on the type for single-acting actuator (Fig. 38). Fig. 38 Manual operation Preconditions for manual operation using the rotary knobs.
POSITIONER 1067 4 OPERATION 4.7 Structure of the positioner Fig.
POSITIONER 1067 5 MAINTENANCE 5.1 Fault messages Faults during switch on Message Possible cause Remedy INT.ERROR Internal fault Not possible, unit defective Fault messages during AUTOTUNE function Message Possible cause Remedy TURN POT Range of the position transducer exceeded (only with internal feedback transducer option) Remove the positioner from the actuator,and turn the transducer from 180°. cf fig 2. ERR 2 Actuator not adjustable Opening time < 0.
POSITIONER 1067 APPENDIX A1: Characteristics of PID controllers A PID controller has a proportional, an integral and a differential component (P, I and D components). P component : Function : Y = Kp • Xd Kp is the proportional action coefficient. It results from the ratio of the manipulating range ΔY to the proportional range ΔXd. X Y Xd Ymax Y t Manipulating range Y0 Ymin Proportional range Y Xd Kp. Xd Kp.
POSITIONER 1067 APPENDIX X Xd dY dt t Manipulating range ΔY Y Ymax Xd Control range Ymin Xd t Ti Manipulating time Characteristic Step response Characteristics : A pure I controller eliminates the effects of occuring disturbances completely. Therefore, it has a favorable static response. Owing to its finite manipulating speed, it operates more slowly than the P controller and tends to oscillate. Therefore, it is relatively unfavorable from the dynamic point of view.
POSITIONER 1067 APPENDIX Supperposition of P-, I- and D components: Y = Kp Xd + Where Kp•Ti = Tn and Kd = Tv, results with regard to functioning of the PID controller: Kp Y = Kp (Xd + Kp : Tn : Tv : 1 d Xd ƒ Xd dt + Kd Ti dt d Xd 1 ƒ Xd dt + Tv ) dt Tn Proportional action coefficient / gain Reset time (the time needed to achieve the same manipulated variable change by the I component as is produced as the result of the P component).
POSITIONER 1067 APPENDIX Realised PID controller D component with delay : In the 1067 positioner, the D component is realised with a delay T.
POSITIONER 1067 APPENDIX A2: Rules for adjusting PID controllers The litterature on control systems specifies a series of adjustment rules with which a favorable adjustment of controller parameters can be achieved experimentally. To avoid bad adjustments, the conditions under which the respective adjustment rules have been elaborated must always be observed.
APPENDIX POSITIONER 1067 On the basis of Kcrit and Tcrit, the controller parameters can then be calculated in accordance with the following table: Parameter settings according to Ziegler und Nichols : Controller type Parameter settings P controller P controller P controller Kp = 0,5 Kcrit Kp = 0,45 Kcrit Kp = 0,6 Kcrit Tn = 0,85 Tcrit Tn = 0,5 Tcrit Tv = 0,12 Tcrit The Ziegler and Nichols adjustment rules were determined for P systems with a time delay of the first order and a dead time.
APPENDIX POSITIONER 1067 The following table lists the settings for the controller parameters depending on Tu, Tg and Ks for command and disturbance response and for an aperiodic control operation as well as a control operation with 20% overshoot. They apply to systems with a P response, with a dead time and with a delay of the 1st order.
APPENDIX A3 : ! POSITIONER 1067 OPTION BOARD "4-20 mA ANALOG POSITION INDICATION" (IDENT. 427193G): MOUNTING AND CONNECTION The positioner must be equipped with the software version F, or higher. Check it in the main menu, option END: it is displayed at the right-hand side of the screen.
APPENDIX A4 : POSITIONER 1067 OPTION BOARD "BINARY POSITION INDICATION/BOOSTER" (IDENT. 192801): MOUNTING AND CONNECTION - ! - The positioner must be equipped with the software version F, or higher. Check it in the main menu, option END: it is displayed at the right-hand side of the screen. For positioners manufactured before 1996 mounting is only possible if the motherboard is fitted with black connection blocks (if not, please contact you nearest Bürkert agent).
APPENDIX POSITIONER 1067 Connection 1) As potential free contacts - connect the cables to the O5 and O6 or O7 and O8 terminals according to the connection schematic place the jumper on the "REL" position (see figure below) O5 O6+ O7 O8+ GND3 GND4 Uout Rel Uout Rel 2) For connecting receivers to the outputs O6 and O8 (operating voltage of 24 V DC) - connect the cables to the terminals O6 and O8 and to GND3 and GND4 according to the connection schematic below.
APPENDIX A5 : POSITIONER 1067 CONNECTION EXAMPLES WITH THE POSITIONER 1067 24 V= - + Connection between the positioner 1067 mounted on a diaphragm valve 2731 and the flow transmitter 8045. 300 mA 4-20 mA 1 234 56 +REL 1 P+ P- 8045 PLC - + 24 V 24 VDC I/O4 PE I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 4-20 mA GND1 U1 I1 0-10 V 0/4-20 mA 1067 2731 24 V= - + L- L- P- P- P+ P+ L+ L+ Supply 12..
POSITIONER 1067 APPENDIX L+ 8323 1 3 2 Connection between the positioner 1067 and the pressure sensor 8323. 24 V= 4-20 mA + - - + 24 V I/O4 I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 I1 GND1 U1 1067 24 VDC PE 4-20 mA 0-10 V 0/4-20 mA ST25 24 V= + - Connection between the positioner 1067 and the temperature transmitter ST25.
SOMMAIRE POSITIONNEUR 1067 1 1.1 1.2 1.3 INTRODUCTION ..................................................................................................................F-2 Contrôle de la livraison ................................................................................................................................. F-2 Remarques générales concernant l'utilisation et la sécurité ............................................................... F-2 Compatibilité électromagnétique ..................
1 INTRODUCTION POSITIONNEUR 1067 Cher client, complexe d'automatisation, il faudra garantir une remise en marche contrôlée et définie du système d'automatisation après toute interruption, en conformité avec la notice. Afin de pouvoir profiter pleinement des nombreux avantages de ce produit, nous vous recommandons de suivre scrupuleusement nos conseils et D E L I R E AT T E N T I V E M E N T C E TTE NOTICE D'UTILISATION AVANT L'INSTALLATION ET LA MISE EN SERVICE DE L'APPAREIL.
2 DESCRIPTION POSITIONNEUR 1067 2.1 Caractéristiques et possibilités d’utilisation (vue d’ensemble) Le positionneur 1067 est un régulateur de position électropneumatique destiné au montage sur des vannes continues à commande électropneumatique. L’appareil englobe les fonctions essentielles d'indication de position, de système de réglage électropneumatique et d’électronique à microprocesseur. L'indicateur de position mesure la position instantanée de la vanne continue.
2 DESCRIPTION POSITIONNEUR 1067 Fig.
2 DESCRIPTION POSITIONNEUR 1067 2.2 Construction Le positionneur se compose des groupes principaux suivants : - un boîtier avec couvercle (aluminium), - un microprocesseur / électronique pour le traitement du signal de mesure et pour la régulation, - des électrovannes pour le pilotage d'une vanne continue, - une embase avec les branchements fluidiques, - des borniers de raccordement et des presse-étoupes, - un écran et des touches de programmation. Fig.
2 DESCRIPTION POSITIONNEUR 1067 2.3 Principe de fonctionnement La figure 4 représente le schéma de fonctionnement du positionneur en liaison avec une vanne à commande par piston. Un indicateur de position externe (variantes 2 et 3) permet de déterminer la position effective. Fig.
POSITIONNEUR 1067 2 DESCRIPTION Fig. 5 Régulation de position Consigne de position Positionneur Element PWM Actionneur Fig. 6 Régulation de procédé Consigne de procédé Régulateur de procédé Régulateur de position Elément PWM Actionneur Procédé Boucle de régulation auxiliaire Boucle de régulation principale 2.4 Positions de sécurité En cas de panne de secteur, la vanne se dirige en position de sécurité, suivant le sens d'action de la vanne : - Normalement Ouverte (NO) - Normalement Fermée (NF).
2 DESCRIPTION POSITIONNEUR 1067 2.5 Caractéristiques techniques Caractéristiques électriques Tension : Puissance absorbée : 24 V DC ±10% (ondulation max. 10%) < 10 W Saisie unitaire pour la valeur de consigne (régulation de position ou de procédé): - signal unitaire 4 ... 20 mA - signal unitaire 0 ... 20 mA - signal unitaire 0 ... 10 V Saisie unitaire pour la valeur de consigne régulation de procédé: - signal unitaire 4 ...
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 3.1 Installation et montage Le positionneur 1067 peut être monté sur différentes vannes continues. Selon le type de vanne, on utilise la variante 1 à indicateur de position interne (potentiomètre rotatif) ou la variante 2 ou 3 à indicateur de position externe (potentiomètre linéaire) (voir § 2.3). Dimensions principales : Positionneur Indicateur de position externe Largeur : 125 mm Diamètre : env. 65 mm Hauteur : 80 mm Hauteur : env. 115 mm Profondeur : 80 mm 3.1.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 Fig. 9 Position du levier en cours de montage Parallèle Appliquez le positionneur avec l’équerre "1" vissée contre la commande à membrane de sorte que la goupille "2" morde dans l’entraîneur "3", que la pointe du levier soit parallèle à la face supérieure du positionneur (fig.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 3.1.2 Montage du positionneur sur une vanne continue à commande par piston Disposition Une vanne continue à commande par piston peut être équipée de la variante 2 du positionneur. L'indicateur de position externe (voir fig. 14) est vissé sur la vanne (fig. 11). La position du piston est transmise directement par la tige de l'actionneur à l' indicateur de position (potentiomètre linéaire). Fig. 11 Montage sur une vanne continue à commande par piston 2731 Fig.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 Pour monter l'indicateur de position externe, voir les instructions de montage p. F13 et F14 : - Effectuer les instructions a) à g) (page F13) en se référant à la figure 17 - Passer le câble "7" provenant du positionneur Variante 2 à travers le presse-étoupe "5" de l'indicateur de position (Fig. 13 et 14 ci-dessous). - Effectuer les instructions l) à m) (page F14) en se référant à la figure 17. Fig.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 3.1.3 Montage du positionneur en version déportée (Variante 3) pour une vanne continue à commande par piston Disposition Une vanne continue à commande par piston peut être équipée de la variante 3 du positionneur. L' indicateur de position externe (voir fig. 14) est vissé sur la vanne (fig. 15). La position du piston est transmise directement par la tige de l'actionneur à l'indicateur de position (potentiomètre linéaire). Fig.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 g) Positionner le curseur du potentiomètre dans la gorge "9" de la tige de recopie "8" et placer la tige de recopie sur la tige de l'actionneur. Visser la vis "10" avec une clé Allen. h) Insérer la carte électronique "2" dans la rainure du socle du positionneur. i) Brancher, à l'intérieur du boîtier, la fiche "1" du potentiomètre sur le connecteur de la carte électronique en respectant les couleurs (détrompeur bleu à l'intérieur).
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 3.1.4 Montage du positionneur sur une vanne continue à commande rotative Remarque : Lorsqu'un 1067 est monté sur un actionneur double-effet à des fins de régulation, choisir une taille d'actionneur supérieure à celle indiquée dans la table de dimensionnement des couples. Raccorder le raccord pneumatique A1 à la chambre d'actionneur dont l'axe tourne dans le sens des aiguilles d'une montre lors de l'alimentation en air.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 Fig. 20 Accouplement pour vanne continue à commande rotative Fig. 21 Montage du positionneur sur une vanne continue à commande rotative Vanne continue à commande rotative 3.2 Branchements fluidiques Raccorder l'air comprimé (max. 6 bar) sur le raccord P, avant de brancher l'alimentation électrique. Fig.
3 INSTALLATION POSITIONNEUR 1067 3.3 Branchements électriques Fig. 23 Affectation des connexions Entrée signal : - soit, commande position vanne - soit, commande de régulation de procédé Entrée pour régulation de procédé Entrée binaire Contact Sortie (Option) Alimentation Entrée U1 (signal unitaire 0 ... 10 V): Entrée I1 (signal unitaire 0/4 ... 20mA): Entrée I2 (signal unitaire 4 ...
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.1 Eléments de commande et d'affichage AUTOTUNE LED Touche "Flèche vers le haut" Touche "Flèche vers le bas" Touche MANUEL/AUTOMATIQUE 4.2 Niveaux de commande Les deux niveaux de commande suivants sont prévus pour commander le positionneur : Menu principal Sélectionné par défaut après chaque mise en marche du positionneur, permet de commuter entre les modes de fonctionnement MANUEL et AUTOMATIQUE.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.3 Mise en service A la première mise en service du positionneur en liaison avec la vanne, il faut effectuer les réglages de base suivants (spécification des fonctions de base) : - indication de la nature du retour d'information de la vanne à l'indicateur de position (direct ou par levier), - indication de l'entrée de signal unitaire choisie pour la valeur de consigne (0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA ou 0 ...
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 Pour effectuer un réglage dans les rubriques de menu X-SENS et INPUT, appuyer rapidement sur la touche MANUEL/AUTOMATIQUE. Une sous-rubrique du menu s'affiche. Sélectionner la sous-rubrique actionnant le réglage choisi par les touches "flèche", ces sous-rubriques . Appuyer sur la touche MANUEL/AUTOMATIQUE pour activer la fonction sélectionnée. Fig.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 liste des messages d'erreur § 5). Pour quitter le menu principal lors des réglages de mise en marche, sélectionner la rubrique END en utilisant les touches à flèche. Après avoir appuyé sur la touche MANUEL/AUTOMATIQUE, l'appareil se trouve dans le mode de fonctionnement initial puis commute vers le menu principal (MANUEL ou AUTOMATIQUE). 4.4 Menu principal 4.4.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 programme revient à l’état initial après la confirmation du dernier chiffre. Messages en mode MANUEL Régulateur de procédé inactif Indique la position effective de l'actionneur : XPOS___ (0...100%) Régulateur de procédé activé Si aucune opération n’est effectuée en mode MANUEL, l’écran affiche en permanence la valeur effective de la variable contrôlée : PV ____ (-99.9 ... 999.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.5 Configurer 4.5.1 Fonctions additionnelles Le concept de commande du positionneur repose sur une séparation stricte entre fonctions de base et fonctions additionnelles. A la livraison de l'appareil, seules les fonctions de base sont activées. Elles servent à effectuer les réglages de base spécifiques de l'appareil lors de la première mise en service (voir § 4.3), et suffisent pour un fonctionnement normal.
POSITIONNEUR 1067 4 CONFIGURATION - XMIN - XMAX X-TIME - saisie de la valeur initiale de la plage de course en %. - saisie de la valeur finale de la plage de course en %.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.5.2 Menu configuration Activation du menu configuration par appui pendant 5 secondes de la touche MANUEL / AUTOMATIQUE dans le menu mode automatique. Le menu configuration comprend les fonctions de base à spécifier lors de la mise en services (voir§ 4.3). La rubrique ADDFUNCT du menuconfiguration permet la sélection de fonctions additionnelles situées dans un même menu. Ces fonctions sont ajoutées au menu configuration et peuvent alors être paramétrées.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 Fig. 29 Menu de configuration complet X-SENS DIRECT LEVER 4...20MA INPUT 0...20MA 0...
POSITIONNEUR 1067 4 CONFIGURATION 4.5.3 Signification des touches dans le menu configuration Actionner la touche "Flèche vers le haut": - dérouler le menu vers le haut (sélection). - incrémenter (augmenter) des valeurs dans une rubrique de menu sélectionnée et confirmée. Actionner la touche "Flèche vers le bas" : - dérouler le menu vers le bas (sélection). - décrémenter (réduire) des valeurs dans une rubrique de menu sélectionnée et confirmée.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 INPUT (réglage en usine : 4 - 20 mA) : indique le type de signal unitaire sélectionné. Options : 4 - 20 mA: utilisation de l'entrée de signal unitaire 4 ... 20 mA 0 - 20 mA: utilisation de l'entrée de signal unitaire 0 ... 20 mA 0 - 10 V: utilisation de l'entrée de signal unitaire 0 ... 10 V ACTUATE (réglage usine : SINGLE, INTERN) : mode opératoire de la commande de vanne utilisée.
4 CONFIGURATION Options : LINEAR 1:25 1:50 25:1 50:1 FREE POSITIONNEUR 1067 courbe caractéristique linéaire courbe caractéristique à égal pourcentage avec un rapport de 1:25. courbe caractéristique à égal pourcentage avec un rapport de 1:50. courbe caractéristique inverse à égal pourcentage avec un rapport de 25:1. courbe caractéristique inverse à égal pourcentage avec un rapport de 50:1. courbe caractéristique programmable.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 Fig.
POSITIONNEUR 1067 4 CONFIGURATION DEADBND (réglage en usine : DBD = 0,5 %) : bande morte (Deadband) de la différence de régulation. Par la fonction additionnelle DEADBND, le positionneur répond seulement à partir d'une différence de régulation donnée |DBD| (Fig. 32). Ceci permet "d'économiser" la vanne de réglage. Fig. 32 Bande morte DBD Consigne Différence de régulation Vers le positionneur Position effective Plage de réglage : 5% maximum, en fonction de la plage de course.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 DIRECTN (réglage en usine : WPOS = RISE, XPOS = RISE) : sens d'action. Par cette fonction additionnelle, il est possible de régler WPOS, le sens d'action entre le signal d'entrée et la valeur de consigne (WPOS), et de régler XPOS la relation entre l'état de la chambre de l'actionneur et la mesure affichée (XPOS). Fig.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 X-LIMIT (réglage en usine : XMIN = 0%, XMAX = 100%) : limitation de la course Par cette fonction additionnelle, la course (physique) peut être limitée à des valeurs en % MIN et MAX (Fig. 36). En mode AUTOMATIQUE, la plage de déplacement de la course limitée est alors équivalent à 100 %. En mode MANUEL, c'est la course physique qui est affichée. (Il faut donc noter qu'une course limitée est affichée de manière différente en mode AUTOMATIQUE et en mode MANUEL). Fig.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 TN : (temps de compensation) Plage de réglage : 0,5 ... 999,9 (réglage en usine : 999,9) TV : (constante de temps) Plage de réglage : 0,0 .... 999,9 (réglage en usine : 0) X0 : (point de fonctionnement dynamique du régulateur de procédé) Plage de réglage : 0 ... 100 % (réglage en usine : 0%) DBD: (plage d'insensibilité du régulateur) Plage de réglage : 0,2 ...
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 BIN-IN (réglage en usine : INACTIVE): entrée binaire (binary input) Cette fonction additionnelle permet de déterminer le mode d'action de l'entrée binaire (contact). Options : INACTIVE: l'entrée binaire n'est pas activée. SAFEPOS (save position): saisie de la valeur à atteindre par la vanne (position de sécurité). Domaine de réglage : 0 ... 100 % de la plage de course (réglage en usine : SPOS = 0) NORM OPN (NO) : Position de sécurité à la fermeture du contact.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.6 Commande manuelle hors tension Les électrovannes intégrées au positionneur peuvent également être commandées hors tension, manuellement par des boutons tournants.Ces boutons (rouges) sont accessibles lorsque le couvercle de l'appareil est ouvert. Ils sont situés directement derrière la plaque à bornes électrique. Il y a deux boutons pour les modèles à commande à simple effet et quatre boutons pour les modèles à commande à double effet (Fig. 38). Fig.
4 CONFIGURATION POSITIONNEUR 1067 4.7 Structure du positionneur Fig.
POSITIONNEUR 1067 5 MAINTENANCE 5.1 Messages d'erreur Erreur à la mise en service Affichage Cause possible Remède INT.ERROR erreur interne aucun, appareil défectueux Messages/erreurs en fonction AUTOTUNE Affichage Causes possibles Remède TURN POT Dépassement de l'échelle de mesure de l'indicateur de position (seulement sur modèle avec indicateur interne de position cf fig. 2) Démonter le positionneur et faire pivoter l'indicateur de position de 180 ° ERR 2 Temps d'ouverture < 0,5 sec.
ANNEXES POSITIONNEUR 1067 A1: CARACTÉRISTIQUES DES RÉGULATEURS PID Un régulateur PID possède une part proportionnelle, une part intégrale et une part différentielle (part P, I et D). Part P : Fonction : Y = Kp • Xd Kp est le coefficient d’action proportionnelle, rapport entre la plage de réglage ΔY et la plage proportionnelle ΔXd. X Y Xd Ymax Y t Plage de réglage Y0 Ymin Plage proportionnelle Y Xd Kp. Xd Kp.
ANNEXES POSITIONNEUR 1067 X Xd dY dt t Plage de réglage ΔY Y Ymax Xd Plage de réglage Ymin Xd t Ti Temps d'intégration Fonction caractéristique Réponse à un échelon Caractéristiques : L'action intégrale tend à supprimer le bruit.Elle diminue l'erreur statique mais en raison de sa vitesse limitée, elle est plus lente que le régulateur P, et introduit de l'instabilité. Elle est donc relativement défavorable sur le plan dynamique.
ANNEXES POSITIONNEUR 1067 Combinaison des parts P, I et D : 1 Y = Kp Xd + Ti ƒ Xd dt + Kd d Xd dt Kd = Tv, on obtient pour la fonction du régulateur PID : Kp Avec Kp•Ti = Tn et Y = Kp (Xd + d Xd 1 ƒ Xd dt + Tv ) dt Tn Coefficient d’action proportionnelle / facteur de gain Temps de compensation (temps nécessaire pour obtenir par la part I une modification de la variable réglante identique à celle obtenue avec la part P).
ANNEXES POSITIONNEUR 1067 Régulateur PID réalisé Part D avec délai : Dans le régulateur du positionneur la part D est réalisée avec un délai T.
ANNEXES POSITIONNEUR 1067 A2 : RÈGLES D'AJUSTEMENT POUR LES RÉGULATEURS PID La littérature technique spécialisée dans la régulation donne une série de règles d'ajustement qui permettent de déterminer expérimentalement un réglage favorable des paramètres du régulateur. Pour éviter les erreurs de réglage, il est indispensable de toujours tenir compte des conditions dans lesquelles les règles d'ajustement ont été établies.
POSITIONNEUR 1067 ANNEXES A partir de Kcrit et de Tcrit, les paramètres du régulateur peuvent alors être calculés à l’aide du tableau ci-après.
POSITIONNEUR 1067 ANNEXES Le tableau ci-après indique les valeurs de réglage pour les paramètres du régulateur en fonction de Tu, Tg et Ks pour les régulateurs réagissant à une commande et à une perturbation de même que pour un processus de régulation apériodique et un processus de régulation avec dépassement de 20 %. Ces règles concernent les circuits à comportement P, avec temps mort et retard du 1er ordre.
POSITIONNEUR 1067 ANNEXES A3 : CARTE OPTIONNELLE "INDICATEUR DE POSITION ANALOGIQUE 4-20 mA" (IDENT. 427193G) : MONTAGE ET RACCORDEMENT ! Le positionneur doit être équipé de la version logicielle F, ou supérieure ; vérifiez-la dans le menu principal, option "END" : elle est affichée à droite de l'écran.
POSITIONNEUR 1067 ANNEXES A4 : CARTE OPTIONNELLE "INDICATEUR DE POSITION BINAIRE/ BOOSTER" (IDENT. 192801) : MONTAGE ET RACCORDEMENT - ! - Le positionneur doit être équipé de la version logicielle F, ou supérieure ; vérifiez-la dans le menu principal, option "END" : elle est affichée à droite de l'écran.
POSITIONNEUR 1067 ANNEXES Connexions 1) Pour contacts relais libres de potentiel : - connecter les câbles aux bornes O5 et O6 ou O7 et O8 selon le schéma de connexion placer le cavalier sur la position "REL" (voir figure ci-dessous) O5 O6+ O7 O8+ GND3 GND4 Uout Rel Uout Rel 2) Pour connecter des récepteurs sur les sorties O6 et O8 (tension de fonctionnement de 24 V=) : - connecter les câbles aux bornes O6 et O8 ainsi qu'à GND3 et GND4, selon le schéma de connexion.
EXEMPLES DE RACCORDEMENT POSITIONNEUR 1067 A5 - CONNEXIONS REALISABLES AVEC LE POSITIONNEUR 1067 24 V= - + 300 mA 4-20 mA Raccordement entre le positionneur 1067 monté sur une vanne à membrane 2731 et le transmetteur de débit 8045. 1 234 56 +REL 1 P+ P- 8045 API - + 24 V 24 VDC I/O4 PE I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 4-20 mA GND1 U1 I1 0-10 V 0/4-20 mA 1067 2731 24 V= - + L- L- P- P- P+ P+ L+ L+ Supply 12..
EXEMPLES DE RACCORDEMENT POSITIONNEUR 1067 L+ 8323 1 3 2 Raccordement entre le positionneur 1067 et le capteur de pression 8323. 24 V= 4-20 mA + - - + 24 V I/O4 I/O3 I/O2 I/O1 GND2 I2 I1 GND1 U1 1067 24 VDC PE 4-20 mA 0-10 V 0/4-20 mA ST25 Raccordement entre le positionneur 1067 et le transmetteur de température ST25.
Addresses of Burkert locations / Adressliste Bürkert Standorte Europe/Europa AUSTRIA, ÖSTERREICH Bürkert-Contromatic G.m.b.H. Diefenbachgasse 1-3 AT-1150 Wien Phone: +43 (0)1-894 13 33 Fax: +43 (0)1-894 13 00 E-mail: info@buerkert.at NORWAY, NORWEGEN Bürkert-Contromatic A/S Hvamstubben 17 NO-2013 Skjetten Phone: +47 63-84 44 10 Fax: +47 63-84 44 55 E-mail: info@burkert.
Addresses of Burkert locations / Adressliste Bürkert Standorte Europe/Europa UNITED KINGDOM, VEREINIGTES KÖNIGREICH Burkert Contromatic Limited Brimscombe Port Business Park Brimscombe, Stroud Glos, GL5 2QQ / UNITED KINGDOM Phone: +44 (0)1453-731 353 Fax: +44 (0)1453-731 343 E-mail: sales.uk@burkert.com Addresses of Burkert locations / Adressliste Bürkert Standorte Asia Pacific/Asien Pazifik AUSTRALIA, AUSTRALIEN BURKERT CONTROMATIC AUSTRALIA PTY.
Addresses of Burkert locations / Adressliste Bürkert Standorte Asia Pacific/Asien Pazifik HONG KONG, HONGKONG Burkert Contromatic (China/HK) Ltd. Unit K, 9/Floor, Kwai Shun Industrial Centre No. 51-63 Container Port Road Kwai Chung, N.T., HONG KONG Phone: +852 248 012 02 Fax: +852 241 819 45 E-mail: info.hkg@burkert.com NEW ZEALAND, NEUSEELAND BURKERT CONTROMATIC NEW ZEALAND LTD 44 Rennie Drive Airport Oaks, Auckland 2022 NEW ZEALAND Phone: +64 (0)9-256 77 37 Fax: +64 (0)9-256 77 47 E-mail: sales.
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