Apuntes de Control Pid

CONTROL PID Modelos de Simulación

El modelo de cálculo del error ed es el siguiente:

1

0

Referencia

1 ed

c 2 Salida

El modelo de cálculo de la perturbación de carga es:

1

1

In1

Out1

Step

El modelo de cálculo de yl es el siguiente:

1 Referencia

1

1 yl

b 1/3

1/K Constant 1.2

2

I

El modelo de cálculo de yh es el siguiente:

1 Referencia

1

1 yh

b 1/3

1/K Constant -1.2

2

I

Ing. Mauricio Améstegui M.

Enero de 2001

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MODELO DE SIMULACION UTILIZADO EN LA FIG. 29 El siguiente modelo permite la obtención de las curvas que ilustran del efecto aliasing de la Fig. 29:

cos(pi/3)

Scope

cos(2*pi+pi/3)


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MODELO DE SIMULACION UTILIZADO EN LA FIG. 37 El siguiente modelo permite obtener las curvas de respuesta del sistema de control de tercer orden del ejemplo 3, usando un controlador PID y un controlador más complejo.

1

PID

Referencia

PID con K=3.4, Ti=2, Td=0.6

1 s3 +3s2 +3s+1 Proceso Perturbación de carga

Control

8s3 +77s2+309s+512 Salida y referencia

s3+11.5s2+57.5s T/R

1 s3 +3s2 +3s+1 Proceso 2

4s3 +575s2 +870s+51 s3+11.5s2+57.5s

Perturbación de carga 2

S/R


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MODELO DE SIMULACION UTILIZADO EN LA FIG. 38 El siguiente modelo permite obtener las curvas de comportamiento del sistema de control del ejemplo 4 con control PI y un predictor de Smith.

0.5

1

PID

Referencia

PI con K=0.2, Ti=2.5

s+0.5 Retardo, T=4

Scope

Proceso

Perturbación de carga

0.5

PID

s+0.5 PI con K=1, Ti=1

Retardo1, T=4

Proceso Gp

Perturbación de carga 2 Retardo2 T=4

Scope1 Gp 0.5 s+0.5 Gp1 0.5 s+0.5


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CONTROL PID Ajuste Automático de Parámetros

AJUSTE AUTOMATICO DE PARAMETROS 1. INTRODUCCION Todos los esquemas de control avanzados requieren el conocimiento de información a priori acerca de la dinámica del proceso. El conocimiento a priori también es importante en esquemas de control más simples, como los reguladores del tipo PID que tienen un uso extensivo en la automatización industrial. Desde el punto de vista del usuario, sería ideal disponer de una función en la que el regulador pueda ser ajustado simplemente presionando un botón y, además, que esta función se transparente para él. En este campo, se han desarrollado técnicas de ajuste automático para reguladores simples como el PID que son de mucha utilidad práctica, ya que permiten al operador realizar el ajuste de los parámetros de una manera automática y controlada. Sin embargo, se deben tomar ciertas precauciones para poder utilizarlas correctamente.

2. CONTROL PID Muchos problemas simples de control pueden ser manejados muy bien con la técnica de control PID, siempre y cuando los requerimientos de desempeño del sistema de control no sean muy sofisticados. El algoritmo de control PID viene empaquetado electrónicamente en muchos reguladores industriales, provistos de ciertas modificaciones con respecto a la versión de “libro de texto”, ampliamente conocida por la comunidad de control automático. Se debe recordar que esta versión básica está dada por su forma no interactiva como sigue: t  de  1 u (t ) = K c  e(t ) + ∫ e( s)ds + T d  T i 0 dt   

(1)

donde u es la variable de control o entrada a la planta, e es el error de control definido como e = y sp − y , donde y sp es el valor de la referencia y y es la salida del proceso. El algoritmo, usado realmente en la práctica, tiene varias modificaciones, introducidas por los fabricantes de los dispositivos. Por ejemplo, es una práctica estándar hacer que la acción derivativa opere sólo sobre la salida del proceso. Puede ser una ventaja dejar que la parte proporcional actúe sólo sobre una fracción del valor de la referencia. Por su parte la acción derivativa puede ser reemplazada por una aproximación que reduzca su ganancia en altas frecuencias. La acción integral puede ser modificada de forma tal que no se mantenga integrando, cuando exista saturación de la variable de control (anti-windup). También se toman las precauciones que sean necesarias para que no existan transitorios bruscos, cuando el regulador conmuta del modo manual al modo automático y viceversa, o cuando se cambian el valor de la referencia o bien los parámetros del controlador. Un regulador, razonablemente realista se puede describir por la siguiente ecuación:

u (t ) = P(t ) + I (t ) + D(t )

Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

(2)

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donde se pueden identificar claramente los términos Proporcional (P), Integral (I) y Derivativo (D), los cuales están dados por las siguientes ecuaciones:

P(t ) = K c by sp (t ) − y (t )

(3)

dI (t ) K c 1 = ( y sp (t ) − y (t )) + (v(t ) − u (t ) ) dt T i T t T d dD(t ) dy t + D(t ) = − K cT d ( ) N dt dt El último término de la expresión de dI dt es introducido para mantener a la integral acotada, cuando se satura la salida. Por su parte, la variable v es una señal de seguimiento, que es igual a la salida del actuador sometido a saturación. El parámetro T t es una constante de tiempo para la acción de seguimiento (efecto anti-windup). Los parámetros esenciales a ser ajustados son: K c , T i y T d . El parámetro N puede ser fijo; un valor típico es N = 10 . La constante de tiempo de seguimiento, típicamente es una fracción de T i .

3. METODOS DE AJUSTE DE PARAMETROS BASADOS EN LA RESPUESTA TRANSITORIA Existen varios métodos simples para el ajuste de parámetros de controladores PID están basados sobre experimentos de obtención de la respuesta a una entrada de tipo escalón. La salida de muchos procesos industriales responde a una entrada escalón de la forma como se muestra en la Fig. 1, donde se observa una respuesta monótona, después de un tiempo inicial.

k

Fig. 1: Respuesta al escalón unitario de un proceso industrial típico


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Un sistema con respuesta al escalón del tipo de la Fig. 1 se puede aproximar mediante la siguiente función de transferencia:

G( s) =

k − sL e 1 + sT

(4)

donde k es la ganancia estática del proceso, L es el retardo de tiempo aparente y T es la constante de tiempo aparente. De la figura mostrada se puede obtener el parámetro a como sigue:

L a = k T

(5)

METODO DE LA RESPUESTA AL ESCALON DE ZIEGLER Y NICHOLS Una forma simple que sirve para determinar los parámetros de un regulador PID, basada en la respuesta al escalón mostrada en la Fig. 1, fue desarrollada por Ziegler y Nichols, quienes publicaron sus resultados en el año 1942. El método usa sólo dos de los parámetros mostrados en la figura; estos son: a y L . Entonces, los parámetros del regulador se pueden calcular como se indica en la Tabla 1. Tabla 1: Cálculo de los parámetros de un PID por el método de la respuesta al escalón de Ziegler y Nichols Controlador Ganancia Constante de Constante de tiempo Proporcional Proporcional (P)

K c

tiempo integral

T i

derivativa

T d

1

a 0.9a

Proporcional e Integral (PI) Proporcional, Integral y Derivativo (PID)

1.2

a

3 L 2 L

L

2

Las reglas de ajuste de Ziegler y Nichols fueron desarrolladas en base a intensivas simulaciones empíricas efectuadas sobre muchos sistemas diferentes. La regla tiene la dificultad de que produce sistemas en lazo cerrado que a menudo están pobremente amortiguados. Se pueden obtener sistemas con mejor característica de amortiguamiento modificando los valores numéricos mostrados en la Tabla 1. Mediante el uso de parámetros adicionales, también es posible determinar si la regla de Ziegler y Nichols es o no aplicable. Si también se determina la constante de tiempo T , una regla empírica que permite ver si la regla es aplicable está dada por: 0.1 < L Para valores grandes de L

T

T < 1

.

es más ventajoso usar leyes de control que compensen

tiempo muerto. Para valores pequeños de L

T se puede obtener un mejor desempeño

con compensadores de alto orden. También es posible usar reglas de ajuste más sofisticadas en base a los tres parámetros mencionados.


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CARACTERIZACION DE UNA RESPUESTA AL ESCALON Los parámetros k , L y T pueden ser determinados a partir de una construcción gráfica como la indicada en la Fig. 1. Sin embargo, este método es difícil de automatizar. Si bien el parámetro k puede ser obtenido con facilidad, a partir de la razón de cambios estáticos en estado estacionario de la entrada y la salida, los otros dos parámetros son muy sensibles al ruido de medición. Con el propósito de evitar los problemas de ruido de medición, se ha propuesto otro método, también simple, basado en medición de áreas, que permite determinar L y T con mayor precisión. Este método se muestra en la Fig. 2.

k

A0 A1 t

L + T Fig. 2: Método de Areas para la determinación de

L

y

T

El procedimiento es como sigue. Primero se determina el área A0 . De aquí, se puede mostrar que:

T + L =

A0 k

(6)

Luego, se determina el área A1 bajo la respuesta al escalón hasta el tiempo T + L , de donde T se obtiene de la siguiente manera:

T =

eA1 k

(7)

donde e es la base del logaritmo natural. Entre las dificultades de este método se tiene que puede ser muy difícil conocer el tamaño del escalón en la señal de control y determinar cuándo se ha alcanzado el estado estacionario. El escalón debe ser lo suficientemente grande como para que se note claramente la respuesta por encima del ruido y no muy grande porque provoca una perturbación en la producción del proceso. Las perturbaciones también influyen significativamente en el resultado.


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4. METODO DE AJUSTE DE PARAMETROS BASADO EN REALIMENTACION CON RELEVADOR La principal dificultad del método de la respuesta transitoria es que es muy sensible a las perturbaciones, ya que el experimento está basado en la respuesta de lazo abierto del sistema. Los métodos basados en relevador evitan esta dificultad, debido a que los experimentos requeridos se efectúan en lazo cerrado.

LA IDEA CLAVE La idea básica es la observación de que muchos procesos tienen oscilaciones de ciclo límite cuando se los utiliza en un esquema de realimentación con relevador. Las propiedades esenciales del proceso pueden ser determinadas a partir de las características del ciclo límite, y los parámetros de un regulador PID pueden ser calculados fácilmente. La Fig. 3 muestra el diagrama de bloques de un ajuste automático para el control PID. Note que el esquema está basado en un selector que permite al operador seleccionar entre el modo de Control Automático PID (con el switch en la posición A) y el modo de Ajuste Automático de Parámetros, también llamado “Autoajuste” (con el switch en la posición B). PID y sp

Σ

A T

u

y

Proceso

Relé

-1

Fig. 3: Diagrama de bloques de un controlador provisto de un mecanismo de Ajuste Automático de Parámetros basado en relevador.

Cuando se demanda la función de ajuste, se pone el switch a T, lo que significa que se activa la realimentación con relevador y se desconecta el regulador PID. Cuando se obtiene un ciclo límite estable, se calculan los parámetros del PID y luego se conecta el controlador PID al proceso con los parámetros calculados. En lo que sigue se usará un método aproximado para tener una mejor comprensión sobre la información que se puede deducir, a partir de un experimento de realimentación con relevador.


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IDENTIFICACION DE PARAMETROS ESENCIALES DEL PROCESO POR EL METODO DEL BALANCE HARMONICO A continuación, se describe un método aproximado llamado “ Método de Balance Harmónico ” o, también conocido como “Método de la Función Descriptiva ”. Para ello, considere un sistema realimentado simple compuesto de una parte lineal, que representa al proceso, con función de transferencia G ( s ) y realimentado con un relevador simétrico ideal. El diagrama de bloques de este sistema se muestra en la Fig. 4. ysp

e

Σ

+ d

u

G( s )

− d

y

-1 Fig. 4: Sistema lineal con control por relevador

Sin pérdida de generalidad, se asume que y sp

= 0 . Una condición aproximada para la

oscilación se puede determinar como sigue: Asuma que existe un ciclo límite con periodo tal que la salida del relevador es una onda periódica, T y frecuencia ω = 2π u

u

T u

cuadrada y simétrica. Si la amplitud del relevador es d , una simple expansión en series de Fourier de la salida del relevador muestra que la primera componente harmónica (harmónica fundamental) tiene una amplitud de 4d . Más aún, asuma que la dinámica π

del proceso tiene un comportamiento “pasabajo” y que la contribución de la primera harmónica de su entrada domina su salida. Entonces, la señal de error tiene la siguiente amplitud:

a=

4d π

G ( jω u )

De esta manera, las condiciones para que ocurra la oscilación son:

arg G ( jω u ) = −π

K u =

4d πa

=

(8)

1

G ( jω u )

donde K u puede ser considerada como la ganancia equivalente del relevador para la transmisión de señales senoidales con amplitud a . De esta manera, la condición es que el sistema lineal de la Fig. 4 tenga una curva de Nyquist que intersecte el eje negativo, como se muestra en la Fig. 5.


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Im

ωu

Re

ω

Fig. 5: Diagrama de Nyquist de un proceso que intersecta el eje real negativo

La amplitud a y la frecuencia de la oscilación ω u son fáciles de obtener a partir de la ecuación 8. De esta manera, la frecuencia del ciclo límite está automáticamente ajustada por la frecuencia ω u a la cual la dinámica en lazo abierto del proceso tiene un atraso de fase de 180 grados. El periodo correspondiente se llama “periodo último” y el parámetro K u es llamado “ganancia última”, por razones históricas. Físicamente es la ganancia que lleva al sistema al límite de su estabilidad cuando se la conecta como un controlador proporcional puro. Por tanto, un experimento de realimentación con relevador da el periodo y la amplitud de la función de transferencia en lazo abierto del proceso en la frecuencia a la cual el atraso de fase es 180 grados. Note también que el experimento genera, de manera automática, una señal de entrada cuyo contenido de energía está concentrado en ω u . La Fig. 6 muestra la simulación de un sistema de control con relevador para el sistema 3 lineal dado por la siguiente función de transferencia G ( s ) = . 3 (s + 1)

Fig. 6: Salida y entrada a la planta con un control con relevador ideal


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Note el desfase de -180 grados entre la entrada y la salida de la planta. Existen muchos afinamientos útiles. La amplitud de la oscilación del ciclo límite puede ser especificada introduciendo una realimentación que ajuste la amplitud del relevador. Por otro lado, una histéresis en el relevador puede ser útil para hacer que el sistema sea menos sensible al ruido de medición. A continuación se muestra cómo determinar los parámetros del regulador PID a partir de los valores de T u y K u . El método puede hacerse insensible a perturbaciones comparando y promediando todos los periodos de la oscilación.

METODO DE LA GANANCIA ULTIMA DE ZIEGLER Y NICHOLS BASADO EN LA IDENTIFICACION DE LOS PARAMETROS ESENCIALES DEL PROCESO OBTENIDOS MEDIANTE EL METODO DEL BALANCE HARMONICO. Una regla simple para elegir los parámetros del regulador PID es utilizar el periodo último y la ganancia última de un sistema con control proporcional. Estos parámetros pueden ser idealmente asemejados a los parámetros T u y K u del método de realimentación con relevador. Bajo este supuesto, los parámetros del controlador están dados en la Tabla 2, los cuales dan un sistema en lazo cerrado con muy bajo amortiguamiento. Sin embargo, pueden ser aún afinados mediante ligeras modificaciones de los números de la tabla. Tabla 2: Parámetros del regulador PID obtenidos por el método de lazo cerrado de Ziegler y Nichols Controlador K T T c

i

P

0.5 K u

PI

0.4 K u

0.8T u

PID

0.8 K u

0.5T u

d

0.12T u

OBTENCION DE ESTIMADOS MEJORADOS Hasta aquí, sólo dos parámetros, T u y K u , han sido extraídos del experimento de realimentación con relevador. Sin embargo, aún se puede obtener más información. Cambiando la referencia, durante el experimento, es posible determinar la ganancia estática del proceso k . Entonces, el producto kK u puede ser usado para evaluar la factibilidad del control PID mediante el ajuste de Ziegler y Nichols. Una regla común es que el método de Ziegler y Nichols puede ser usado si 2 < kK u < 20 . Los valores que están por debajo de 2 indican que se debería usar una ley de control que admita compensación de tiempo muerto. Valores grandes de kK u indican que el desempeño puede ser mejorado con un algoritmo de control más complejo. Los datos obtenidos a partir del experimento de realimentación con relevador pueden también ser usados para estimar una función de transferencia discreta en el tiempo usando métodos estándares de identificación de sistemas.


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CONTROL PID Ejemplo de un controlador comercial

CONTROLADOR DE TEMPERATURA T4810107 1. DESCRIPCION GENERAL El controlador de temperatura T4810107 proporciona una señal de control que permite mantener la salida del proceso en un valor de referencia deseado. Para el procesamiento de la señal de control, el controlador acepta señales de una variedad de sensores, básicamente termocuplas y elementos RTD. Su interfaz con el usuario permite desplegar las variables referencia, entrada y salida del proceso. El controlador es un dispositivo programable que permite alcanzar una amplia variedad de requerimientos de una aplicación de control de temperatura. El diagrama esquemático del controlador se muestra en la Fig. 1. Dicha figura muestra al controlador como una caja negra, provista de una interfaz de entrada/salida, una interfaz de comunicación serial de datos y una interfaz con el usuario.

Interfaz de comunicación serial

Temperaturra del proceso

O1, Salida 1 Entradas

Entrada del usuario

CONTROLADOR DE TEMPERATURA

Salidas

O2, Salida 2 Salida Lineal de CD

Interfaz con el usuario

Fig. 1: Diagrama esquemático del controlador de temperatura T4810107

Como se ve en la Fig. 1, el controlador dispone de dos entradas, una conectada a un sensor de temperatura, que proporciona el valor de la salida de temperatura del proceso y, la otra, una entrada de usuario que permite ejecutar diferentes funciones en el controlador. El controlador dispone, también, de tres salidas, dos de las cuales son salidas a relé que pueden ser programadas como salidas de calentamiento y de enfriamiento, respectivamente, o, en otro caso, como salidas de alarma. La Interfaz de Comunicación de Datos permite el intercambio de información con otro dispositivo remoto, los cuales están conectados entre sí mediante la norma de comunicación serial RS-485. Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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Finalmente, la interfaz con el usuario está provista de un display y de un conjunto de cuatro botones, que permiten el despliegue de las variables y la configuración del controlador.

2. OPERACION DEL CONTROLADOR El controlador puede operar en Modo Manual o bien en Modo Automático. El modo de operación puede ser elegido por el operador del sistema de control a través de la interfaz con el usuario. En el Modo Automático se dispone de un algoritmo de control del tipo PID con posibilidades de efectuar el ajuste automático de sus parámetros. Los parámetros resultantes pueden ser después afinados por el operador para lograr un mejor desempeño y luego pueden ser bloqueados para no permitir más modificaciones. El controlador también puede ser programado para operar en el modo de control On/Off, provisto de una histéresis de control ajustable por el usuario. La operación del controlador puede ser transferida al modo manual, permitiendo que el operador controle directamente la salida de la planta. La interfaz con el operador permite monitorear la temperatura del proceso y la referencia en forma simultánea. Desde el panel de indicadores se puede informar al operador el estatus de la salida del proceso y del controlador. La salida de control principal y las salidas de alarma son campos intercambiables; es decir una salida de control puede ser también configurada como una salida de alarma. Las alarmas son opcionales y pueden ser configuradas para ser activadas de acuerdo a una variedad de acciones provistas de una histéresis ajustable (por ejemplo, salida absoluta alta o baja, error de control alto o bajo, error de control dentro o fuera de cierta banda). Una característica de standby inhibe la alarma, durante el encendido del controlador, hasta que el proceso se estabilice fuera de la región de alarma. La Salida Lineal de CD (10 V o 20 mA) puede ser usada para propósitos de control o de retransmisión de la señal de control. El tiempo de actualización de la salida es programable, permitiendo reducir la actividad del actuador. El rango de la salida puede ser escalado independientemente del rango de la entrada. El controlador dispone también de una interfaz de comunicación serial RS-485 que proporciona comunicación bidireccional entre un controlador y otro equipo compatible, que puede ser una impresora, un PLC, una interfaz hombre-máquina o incluso una computadora. En aplicaciones multipunto (hasta 32 dispositivos en la red) el número de dirección de cada controlador, sobre la red, puede ser programado desde 0 a 99. Los datos del controlador pueden ser leídos o modificados y las salidas de alarma pueden ser puestas en reset, enviando el comando apropiado a través de la comunicación serial.

3. MODOS DE CONTROL El controlador puede ser transferido entre Modo de Control Automático y Modo de Control Manual. El Modo de Control Automático permite la operación del controlador mediante un


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algoritmo de control del tipo PID o bien mediante un control del tipo On/Off. Ambos modos de control proporcionan la señal de control a través de las salidas a relé O1, O2 y de la Salida Lineal de CD (0-10 V, 0 –20 mA p 4-20 mA) del controlador.

CONTROL MANUAL La operación de control manual proporciona una salida que es proporcional a un porcentaje de la potencia de control entregada al proceso (que puede ser de calentamiento o de enfriamiento). Este corresponde al porcentaje del tiempo de ciclo del relevador a la salida del controlador. Cuando la Salida O1 está configurada para calentamiento y la Salida O2 para enfriamiento, el operador puede proporcionar al sistema un porcentaje del 0 al 100% a través de la Salida O1 y del –100 al 0% a través de la Salida O2. En la Salida Lineal de CD, el porcentaje de potencia es convertido a un valor lineal entre 0 y 10 V, 0 a 20 mA o 4 a 20 mA, según la interfaz de potencia requerida por el proceso. Cuando se transfiere del Modo de Control Automático al Modo de Control Manual, las salidas del controlador permanecen constantes, permitiendo una transferencia suave que no provoca transitorios considerables en la salida del proceso. Cuando se transfiere de Modo de Control Manual a Modo de Control Automático, la potencia inicialmente permanece estacionaria permitiendo, luego, que la acción integral corrija la demanda de potencia del sistema en lazo cerrado, con una velocidad proporcional a la de la constante de tiempo integral.

CONTROL ON/OFF El controlador opera en Control On/Off cuando la banda proporcional del controlador PID se pone en 0%. Con este control, el proceso oscilará en forma sostenida alrededor del valor de la referencia. El periodo y amplitud de las oscilaciones están determinados por el valor de histéresis configurado y por la propia dinámica del proceso controlado. Valores grandes de histéresis incrementan tanto la amplitud como el periodo de las oscilaciones, pero también reducen el número de ciclos de conmutación de la salida del controlador, permitiendo a los relés tener un mayor tiempo de vida.

CONTROL PID El algoritmo de control está definido por tres parámetros: -

La banda proporcional La constante de tiempo integral La constante de tiempo derivativa

que permiten la ejecución de la acción proporcional, integral y derivativa, respectivamente. En el modo de control proporcional (P) o proporcional derivativo (PD), con el propósito de eliminar el error en estado estacionario, se introduce un offset para la salida del controlador que constituye otro parámetro del controlador.


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Banda proporcional La banda proporcional está definida como el rango en el que los cambios del proceso causan un cambio porcentual de 0 a 100% en la salida del controlador. La banda puede o no estar centrada alrededor del valor de la referencia, dependiendo de los requerimientos de estado estacionario del proceso. La banda puede ser corrida mediante un offset manual o por la acción integral (reset automático) para mantener el error en cero. La banda proporcional está expresada como porcentaje del rango de entrada del sensor, el cual es fijo para termocuplas y RTDs. La banda proporcional debe ser ajustada para obtener la mejor respuesta a una perturbación reduciendo lo más posible el sobrepaso. Bajos valores de la banda proporcional (alta ganancia) producen una respuesta rápida del sistema de control a expensas de la estabilidad y de un sobrepaso considerable. Por su parte, altos valores de la banda proporcional producen una respuesta lenta con largos periodos de oscilaciones pobremente amortiguadas. Finalmente, una banda proporcional del 0.0% hace que el controlador trabaje en el modo de control On/Off.

Constante de tiempo integral La constante de tiempo integral es el tiempo, en segundos, que toma a la salida del proceso debida a sólo la acción integral en igualar a la salida del proceso debida sólo a la acción proporcional con un error de control constante. La combinación de estas dos acciones permite efectuar lo que se conoce como el “reset automático”, tal que, mientras exista un error constante, la acción integral repite la acción proporcional cada tiempo integral. De esta manera se produce un corrimiento de la banda proporcional tendiente a eliminar el error en estado estacionario. La acción integral cambia la señal de control para llevar la salida del proceso al valor de la referencia. Las constantes de tiempo integral muy rápidas permiten un acercamiento muy rápido de la salida a la referencia pero presentan problemas de fuertes transitorios y grandes sobrepasos, lo que se conoce como “sobrecompensación”. Por su parte, los tiempos integrales que son muy lentos (tiempos grandes) causan una respuesta lenta a los errores en estado estacionario. La acción integral puede ser deshabilitada poniendo el tiempo integral a cero. Si el tiempo integral es puesto a 0, el valor previo de la salida integral se mantiene en la memoria del controlador. Si se deshabilita la acción integral, el controlador dispone de un “reset manual” cuyo ajuste le permite al operador eliminar el error en estado estacionario. El controlador puede evitar la acción integral cuando se opera fuera de la banda proporcional (integración condicional), evitando, de esta manera, el windup del integrador.

Constante de tiempo derivativa El tiempo derivativo está definido como el tiempo, en segundos, en el cual la salida debida a sólo la acción proporcional es igual a la salida debida a la acción derivativa con un error


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de control rampa. De esta manera, mientras exista un error rampa, la acción derivativa es repetida por la acción proporcional cada tiempo derivativo. La acción derivativa se usa para acortar el tiempo de respuesta del proceso y ayuda a estabilizar utilizando una acción predictiva basada en los cambios de la salida del proceso. El incremento del tiempo derivativo ayuda a estabilizar la respuesta; sin embargo valores muy grandes en conjunción con el ruido de la señal de medición pueden causar oscilaciones de consideración pobremente amortiguadas. Por su parte, valores muy bajos del tiempo derivativo usualmente producen grandes sobrepasos y pérdida de estabilidad.

Offset de la salida del controlador Si la constante de tiempo integral es puesta a cero, puede ser necesario modificar la salida del controlador para eliminar los errores en estado estacionario. Para este caso, se usa el offset de salida del controlador que permite recorrer la banda proporcional y compensar los errores en estado estacionario.

AJUSTE AUTOMATICO DE PARAMETROS El Ajuste Automático de Parámetros es una función iniciada por el operador del sistema de control, que permite que el controlador determine, de manera automática, los valores de los parámetros del control PID en base a la característica del proceso. Durante el ajuste automático, el controlador temporalmente hace que el sistema oscile produciendo una señal de control cíclica entre 0 y 100%. La naturaleza de estas oscilaciones determina los valores de los parámetros del controlador. Antes de iniciar el ajuste automático, es esencial que el controlador sea configurado para la aplicación. En particular, se deben configurar los valores de histéresis de control y el valor del código de un filtro para el autoajuste, que permite extraer la característica deseada de la respuesta del proceso. El proceso de ajuste automático requiere que la histéresis sea puesta por encima del nivel del ruido de medición y que el filtro de autoajuste produzca la característica de respuesta deseada ( respuesta rápida con posible sobrepaso, respuesta más lenta con pequeño sobrepaso y respuesta aún más lenta con mínimo sobrepaso). El proceso de ajuste automático de parámetros, de acuerdo a la característica elegida del proceso, ajusta los siguientes parámetros del controlador: -

El valor de la banda proporcional. El valor de la constante de tiempo integral El valor de la constante de tiempo derivativa La constante de tiempo del filtro de entrada al controlador La constante de tiempo del filtro de salida del controlador.

El proceso de ajuste automático consiste de cuatro ciclos. En el primer ciclo se invoca la operación de Ajuste Automático llevando la salida del proceso, mediante una acción de control extrema (100 % para el calentamiento y 0 % para el enfriamiento), a un punto de control de autoajuste que se encuentra a ¾ de la distancia entre la salida actual del proceso y la referencia. La salida alcanza al valor de este punto más el valor de la histéresis de control y es cuando la salida del controlador conmuta al otro extremo, produciendo una oscilación en la salida del proceso. En este instante, proceso de ajuste Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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entra al segundo ciclo hasta que la salida del proceso alcance nuevamente el punto de control de autoajuste. En este instante la salida del controlador retorna al primer valor extremo dando inicio al tercer ciclo. El tercer ciclo termina cuando la salida del proceso alcanza el valor del punto de control más el valor de la histéresis de control, momento en el cual la salida del controlador conmuta al valor extremo opuesto dando inicio al cuarto ciclo, el mismo que termina cuando la salida del proceso alcanza el valor del punto de control de autoajuste. En este último instante, el controlador calcula los parámetros y luego conmuta al modo de control PID. El proceso anterior se describe de manera gráfica en la Fig. 2. Entrada

Referencia

Histérses Punto de control del autoajuste

Autoajuste completo, Se calcula los parámmetros del controlador y se los carga en la memoria del controlador

Inicio del autoajuste

Tiempo Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 4

O1 en On

O1 en Off

O1 en On

O1 en Off

Fig. 2: Operación de autoajuste

4. CONFIGURACION DE LOS PARAMETROS DEL CONTROLADOR Para trabajar en el modo de Control Automático es necesario configurar adecuadamente los parámetros del controlador. Estos básicamente son los siguientes: -

Valor de la temperatura de referencia Límites superior e inferior del valor de la referencia Offset de la señal de control Histéresis de control Porcentaje de la banda proporcional Constante de tiempo integral Constante de tiempo derivativa

En el modo de control On/Off, la banda proporcional es del 0.0%. En este caso, las constantes de tiempo integral y derivativa no tienen efecto sobre el sistema. Si se especifica un valor de histéresis de control, el controlador mantendrá la salida del proceso dentro de la banda de histéresis evitando el “chattering” (oscilaciones de alta frecuencia) de la señal de control. Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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En el modo de control PID, la banda proporcional es diferente de 0.0%. En este caso la histéresis de control no tiene efecto sobre el sistema. Adicionalmente, se puede configurar una referencia rampa. Esta característica permite reducir el shock térmico que puede ocurrir en el proceso debido a grandes cambios en la señal de referencia. Más aún puede ayudar a producir un acercamiento suave, con velocidad controlada, a la referencia deseada. Para el adecuado funcionamiento de la función de Ajuste Automático de Parámetros, es necesario seleccionar un filtro de autoajuste que permita extraer la característica deseada del proceso, de manera que se puedan determinar los parámetros del controlador basados en dicha característica.

5. INTERFAZ DE E/S El controlador de temperatura dispone de dos entradas y tres salidas las mismas que se describen a continuación:

Entradas Entrada de medición de la temperatura del proceso El controlador permite manejar diferentes sensores de temperatura. Básicamente termocuplas y elementos RTD. A continuación se listan los posibles tipos de sensores y señales que soporta el controlador: -

Termocupla tipo T Termocupla tipo E Termocupla tipo J Termocupla tipo K Termocupla tipo R Termocupla tipo S Termocupla tipo B Termocupla tipo N señal lineal de CD en mV RTD con curva 385 RTD con curva 392 Resistencia lineal en ohms

El controlador también permite seleccionar la escala en la que se mide la temperatura y la resolución de la medición. Si la medición de la temperatura realizada por el controlador disgrega con la temperatura de referencia de un instrumento de calibración, el controlador permite que este error sea compensado introduciendo un offset de corrección, de tal forma que la temperatura medida sea igual a la temperatura de referencia. Para eliminar los efectos del ruido de medición, el controlador incorpora un filtro digital adaptivo, el cual puede ser configurado de acuerdo a las características de la medición de la salida del proceso, de tal forma que se obtenga un mayor o menor filtraje de la entrada. Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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Así, si la señal de medición tiene grandes variaciones, debido al ruido de medición, se puede incrementar el valor del filtro. Si, adicionalmente, se tiene la constante de tiempo derivativa muy grande, entonces también es recomendable incrementar el valor del filtro. Por el contrario, si se ha especificado una respuesta rápida para el sistema de control, entonces es recomendable disminuir el valor del filtro. Entrada del usuario El controlador dispone de una entrada del usuario que le permite ejecutar una variedad de funciones como las que se listan a continuación: -

Bloquear el acceso a las opciones de configuración. Bloquear la acción integral del controlador. Transferir un modo de control a otro Activar o desactivar la referencia rampa Activar o desactivar alarmas Seleccionar una de las dos referencias para la salida del proceso Enviar un requerimiento de impresión a procesar a través del puerto de comunicación serial.

Salidas En las aplicaciones de calentamiento y de enfriamiento, la salida O1 normalmente se usa para calentar el proceso y la salida O2 para enfriarlo. El calentamiento se denomina “acción reversa” y el enfriamiento, “acción directa”. El controlador permite configurar los límites superior e inferior de las salidas O1 y O2 de forma tal que el proceso pueda trabajar dentro de rangos de operación seguros. Las salidas O1 y O2 del controlador pueden ser configuradas también como alarmas, las cuales pueden ser disparadas, siempre que se configuren apropiadamente, de las siguientes maneras: -

Valor absoluto alto Valor absoluto bajo Error alto Error bajo Dentro de banda Fuera de banda

En cualquier caso, las salidas O1 y O2 son salidas a relé. El controlador permite configurar el ciclo de funcionamiento del relevador entre 0 y 250 segundos. La selección del tiempo de ciclo depende de la constante de tiempo del proceso. En este caso se recomienda que el tiempo de ciclo sea igual o menor que 1/10 de la constante de tiempo del proceso. Tiempos de ciclo mayores podrían degradar el funcionamiento del sistema de control de temperatura. Si el sensor de temperatura fallara, las salidas O1 y O2 pueden ser configuradas de forma tal que puedan proporcionar una salida de mantenimiento del sistema. De esta manera, cuando ocurre la falla, el controlador podrá proporcionar un valor constante de la señal de control que permita a la planta trabajar en lazo abierto. Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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El controlador dispone de una señal de control de CD, que puede ser configurada mediante un jumper que permite seleccionar el tipo y rango de la señal (0 a 10 V, 0 a 20 mA y 4 a 20 mA). Para reducir la actividad en la salida del controlador, debido a la elección de altas ganancias o tiempos derivativos muy grandes, la salida del controlador puede ser filtrada. El controlador permite configurar filtros con constantes de tiempo de 0 a 250 s. La elección de la constante de tiempo depende principalmente de la respuesta temporal del proceso y del actuador utilizado. Este parámetro es también determinado por el proceso de Ajuste Automático de Parámetros, disponible en el controlador.

6. INTERFAZ DE COMUNICACION SERIAL El controlador dispone de una interfaz de comunicación serial RS-485, que proporciona un medio bidireccional de comunicación entre el controlador y otro equipo compatible, como un PLC, una interfaz hombre-máquina o una computadora. En aplicaciones multipunto, cada controlador puede ser configurado con una única dirección de nodo entre 0 y 99. A través de esta interfaz, el controlador puede intercambiar datos y recibir comandos desde dispositivos externos. La configuración del puerto serial, deberá ser la misma de los dispositivos conectados a él. Para esto, es necesario configurar la dirección de nodo, la velocidad de transmisión, el bit de paridad y la longitud de los datos. A través del puerto de comunicación serial una computadora remota puede enviar los siguientes tipos de comando: -

Leer valor Escribir valor Escribir valores de alarma Ejecutar acciones de control Lectura de bloques de datos

Leer valor Se usa para leer datos de un registro del controlador. Los siguientes registros pueden ser leídos mediante comunicación serial: -

Entrada al controlador (temperatura del proceso). Valor de la referencia. Valor de la señal de control. Banda proporcional. Constante de tiempo integral. Constante de tiempo derivativa. Valor de la alarma 1. Valor de la alarma 2. Error de control. Offset de la señal de control Valor de la pendiente de la referencia rampa


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Escribir valor Se usa para escribir datos a un registro del controlador. Estos registros pueden ser: -

Valor de la referencia Valor de la señal de control Banda proporcional Constante de tiempo integral Constante de tiempo derivativa Valor de la alarma 1 Valor de la alarma 2 Offset de la señal de control Valor de la pendiente de la referencia rampa

Escribir valores de alarma Este comando reinicializa las salidas de alarmas, sin alterar sus valores.

Ejecutar acciones de control Este comando es usado para afectar ciertos modos de operación del controlador. Los registros usados en este caso son: -

Selección de modo de control automático o manual Selección del modo de Ajuste Automático de Parámetros

Lectura de bloques de datos Este comando es usado para leer datos de múltiples registros con un solo comando. Los registros a los que se puede tener acceso son: -

Entrada del controlador Referencia Señal de control Banda proporcional Constante de tiempo integral Constante de tiempo derivativa Valor de la alarma 1 Valor de la alarma 2 Offset de la señal de control Valor de la pendiente de la referencia rampa

7. UN SISTEMA DE MONITOREO DE TEMPERATURA USANDO COMUNICACION SERIAL DESCRIPCION DEL SISTEMA DE MONITOREO A continuación se presenta el ejemplo de implementación de un sistema de monitoreo de la respuesta de temperatura de un proceso térmico, desarrollado en Visual Basic y que utiliza comunicación serial para enviar comandos de lectura y escritura de varios registros Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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del controlador T4810107. A su vez, la comunicación serial utiliza un adaptador para convertir las señales RS-232 de la computadora a señales RS-485 del controlador y viceversa. El propósito de esta interfaz simplemente es observar, en forma gráfica y mediante el despliegue de valores, la respuesta temporal de la temperatura, comparada con la referencia, y la señal de control calculada por el controlador. Además de lo anterior, el sistema permite enviar comandos para el funcionamiento del sistema en modo de control automático o en modo de control manual. Se dispone, también, de un display que muestra la lectura de los datos obtenidos del controlador, tal como éste los envía a la computadora. Finalmente, el sistema desarrollado permite el ajuste manual de algunos de los parámetros del controlador. Los parámetros que pueden ser ajustados en forma manual son: la banda proporcional, la constante de tiempo integral y la constante de tiempo derivativa. El sistema también permite el Ajuste Automático de Parámetros, para lo cual se dispone de dos botones: el primero permite iniciar el autoajuste y el segundo finalizarlo. Desafortunadamente, los comandos, disponibles en el controlador, no permiten detectar el fin de la operación de Ajuste Automático de Parámetros, siendo la restricción de este desarrollo. Por esta razón, el operador debe ver que se completen los cuatro ciclos del proceso autoajuste antes de presionar el botón de “Fin de Autoajuste”. Si el operador presiona antes de la finalización de dicho proceso, entonces los parámetros del controlador permanecerán inalterados y sus valores corresponderán a los que se tenían antes del inicio de la operación. El sistema desarrollado permite realizar prácticas de laboratorio, para experimentar el desempeño del sistema de control con respecto a la aplicación de diferentes modos de control y las variaciones en los parámetros. De esta manera, es fácil experimentar con control manual, control On/Off, y controles P, PI, PD o PID y ver qué pasa cuando se incrementan o disminuyen la banda proporcional, la constante de tiempo integral y la constante de tiempo derivativa. Cuando se utiliza un control proporcional, se espera que al reducir la banda proporcional, se produzca una respuesta más rápida del controlador con un menor error en estado estacionario, mientras que al aumentarla el error en estado estacionario se incremente. Al realizar este tipo de experimentos es útil también observar el comportamiento de la respuesta transitoria del sistema de control. Cuando se utiliza un control PI, se espera obtener un error en estado estacionario cero, pero también ver el efecto de la constante de tiempo integral sobre lo que se conoce como “reset automático” del control proporcional. De esta manera, se espera que con constantes de tiempo integrales muy grandes el acercamiento de la salida del proceso a la referencia sea muy lento, mientras que con constantes de tiempo pequeñas, este acercamiento sea más rápido. En cualquier caso también es útil observar el comportamiento de la respuesta transitoria del sistema de control.


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De la misma manera, se puede experimentar con los controles PD y PID, variando los parámetros del controlador y observando el comportamiento del error en estado estacionario y el comportamiento de la respuesta transitoria del sistema de control. También es útil ver cómo se realiza el experimento del proceso de Ajuste Automático de Parámetros y verificar los cuatro ciclos en los que está basado el experimento. Finalmente, se pueden observar las acciones de antinwindup (el controlador utiliza integración condicional) y de transferencia suave entre modos de control que efectúa el controlador.

INTERFAZ CON EL USUARIO DEL SISTEMA DE MONITOREO La interfaz con el usuario del sistema de control se muestra en la siguiente figura. Note que es un sistema simple, provisto de botones para conectar el sistema con el controlador, y elegir un modo de control. También se incluyen los botones para el proceso de Ajuste Automático de Parámetros, así como cuadros de despliegue de las variables de referencia, temperatura y señal de control. La interfaz también dispone de mecanismos de ajuste manual de algunos de los parámetros del controlador: la banda proporcional, la constante de tiempo integral y la constante de tiempo derivativa. El funcionamiento del sistema está basado en la acción de un temporizador y de un mecanismo que permite efectuar la comunicación serial. Ambos dispositivos están incluidos en el software de Visual Basic.


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LISTADO DEL PROGRAMA DEL SISTEMA DE MONITOREO EN VISUAL BASIC A continuación se presenta el listado completo del programa del sistema de monitoreo de temperatura. En el programa note cómo se utilizan los comandos de comunicación serial para leer o escribir en los registros del controlador. Para que el sistema funcione correctamente, la velocidad de transmisión, la paridad, los bits de datos y el bit de parada deben coincidir tanto en la computadora como en el controlador. En este caso se utiliza una velocidad de 9600 baudios, sin paridad, 8 bits de datos y 1 bit de parada. Note también que la comunicación con el controlador se realiza enviando, en cada comando la dirección de nodo del controlador. En este caso la dirección del nodo del controlador es 2. 'MONITOREO DEL CONTROL DE TEMPERATURA DE UN PROCESO TERMICO '_______________________________________________________________ ' 'Descripción: 'Programa que permite monitorear la temperatura y la señal 'de control del módulo de control T48 fabricado por la empresa 'RED LION CONTROLS '_______________________________________________________________ ' 'Elaborado por Ing. Mauricio Améstegui Moreno '_______________________________________________________________ 'La Paz, Bolivia 11 de agosto del 2000 '_______________________________________________________________ Option Explicit Dim t, ti, tc, tinc, p As Double Dim ScHeight, CCe, MaxY, MaxT As Double Dim CYi, CYf, CTi, CTf, CRi, CRf, CUi, CUf, i As Long Dim ScWidth, ScLeft, ScTop As Integer Dim sp1, sp2 As String Dim Num As Integer Dim RxSerial, Lectura As String Dim RxSerialv, sy, sr, su, sp, sbpro, stint, stder As String Dim y, r, u, bpro, tint, tder As Double Dim aRxSerialv As Integer Dim lRxSerial, Retardo As Long Dim PuertoSerial, tempAlta, Autoajuste, Manual As Boolean Private Sub chkParametros_Click() 'Habilita/deshabilita la barra para el cambio manual 'de parámetros del PID (banda proporcional en %, tiempo 'integral en segundos y tiempo derivativo en segundos.) If chkParametros.Value = 1 Then hsbbpro.Enabled = True hsbtint.Enabled = True hsbtder.Enabled = True Else hsbbpro.Enabled = False hsbtint.Enabled = False hsbtder.Enabled = False End If End Sub Private Sub hsbtint_Change()


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'Escribe el nuevo valor del tiempo integral seleccionado 'y despliega el valor en el textbox respectivo. If PuertoSerial = True Then stint = Str(hsbtint.Value) ComSerial.Output = "N2VE" & stint & "*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next txttint.Text = stint & " seg" End If End Sub Private Sub cmdConectar_Click() 'Habilita/deshabilita botones de comandos cmdAutoajuste.Enabled = False cmdManual.Enabled = True cmdAutomatico.Enabled = True cmdConectar.Enabled = False cmdDesconectar.Enabled = True cmdExit.Enabled = False cmdFinAutoajuste.Enabled = False 'Deshabilita cambio manual de parámetros chkParametros.Enabled = False 'Deshailita el funcionamiento del timer tmrLectura.Enabled = False 'Configura el puerto serial: Puerto COM No. 1, 9600 baudios, 'sin paridad, 8 bits de datos y 1 bit de parada ComSerial.CommPort = 1 ComSerial.Settings = "9600,N,8,1" 'Habilita el puerto COM 1 ComSerial.PortOpen = True PuertoSerial = True 'Deshabilita nulos en el buffer de comunicación ComSerial.NullDiscard = True 'Obtiene la configuración del cuadro de la gráfica de temperatura ScHeight = PicSalida.ScaleHeight ScWidth = PicSalida.ScaleWidth ScLeft = PicSalida.ScaleLeft ScTop = PicSalida.ScaleTop 'Define los valores máximos que pueden tomar la temperatura 'y la duración de la ventana en segundos MaxY = 120 MaxT = 1200 'Define el retardo de tiempo para recibir respuestas en 'el puerto de comunicación serial Retardo = 4500000 'Asigna condiciones iniciales 'Tiempo inicial 'ti = 0 'Tiempo entre instantes de conmutación del setpoint tinc = tmrLectura.Interval / 1000 * 10 / 7 'Inicializa la variable del tiempo t = -tinc 'Tiempo entre instantes de conmutación del setpoint tc = -tinc 'Ancho de la ventana en segundos de la gráfica de temperatura p = 200 'Se asigna el nivel bajo en 40 grados centígrados 'y el nivel alto en 60 grados centígrados (Ver manual del 'T48 respecto al formato del setpoint 'Nivel bajo sp1 = "400" 'Nivel alto sp2 = "600"


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'Se inicia con temperatura baja, la misma que será 'cambiada a nivel alto una vez que se inicie el 'proceso tempAlta = False 'Se inicia la conexión sin posibilidad de Autoajuste Autoajuste = False 'Se habilita momentáneamente el modo de control Manual Manual = True 'Borra el buffer de salida del puerto serial ComSerial.OutBufferCount = 0 For i = 1 To Retardo Next 'Pone el controlador en el modo manual ComSerial.Output = "N2CS2*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next 'Borra el buffer de salida del puerto serial ComSerial.OutBufferCount = 0 For i = 1 To Retardo Next 'Pone en 0 la señal de control ComSerial.Output = "N2VC0*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next 'Se deshabilita el modo de control manual Manual = False 'Pone en gris las marcas de modos de control automatico 'y manual picAutomatico.BackColor = &H8000000F picManual.BackColor = &H8000000F 'Inicializa coordenadas de la gráfica de respuesta de temperatura CCe = ScHeight * 11 / 12 CTi = Int(t / MaxT * ScWidth) CYi = Int(CCe) CRi = Int(CCe) CUi = Int(CCe) End Sub Private Sub cmdAutoajuste_Click() 'Habilita/deshabilita botones de comandos cmdAutoajuste.Enabled = False cmdManual.Enabled = False cmdAutomatico.Enabled = False cmdConectar.Enabled = False cmdDesconectar.Enabled = True cmdExit.Enabled = False cmdFinAutoajuste.Enabled = True 'Deshabilita cambio de parámetros del PID chkParametros.Enabled = False 'Envía el comando de autoajuste de parámetros If PuertoSerial = True Then Autoajuste = True ComSerial.OutBufferCount = 0 For i = 1 To Retardo Next ComSerial.Output = "N2CT1*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next End If End Sub Private Sub cmdAutomatico_Click() 'Habilita/Deshabilita botones de comandos


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cmdAutoajuste.Enabled = True cmdAutoajuste.Enabled cmdManual.Enabled = True cmdAutomatico.Enabled cmdAutomatico.Enabl ed = False cmdConectar.Enabled = False cmdDesconectar.Enabled cmdDesconectar.Enab led = True cmdExit.Enabled = False cmdFinAutoajuste.Enabled cmdFinAutoajuste.En abled = False 'Habilita ajuste manual de parámetros chkParametros.Enabled chkParametros.Enabl ed = True 'Limpia la ventana de respuesta de la gráfica si no estaba 'previamente en modo manual If Manual = False Then PicSalida.Cls End If 'Envía comando de modo de control automático Manual = False ComSerial.OutBufferCount ComSerial.OutBuffer Count = 0 For i = 1 To Retardo Next i ComSerial.Output = "N2CS1*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next 'Envía comando para la lectura de la banda proporcional, 'tiempo integral y tiempo derivativo ComSerial.InBufferCount ComSerial.InBufferC ount = 0 For i = 1 To Retardo Next i ComSerial.Output = "N2P1C00*" & vbCr For i = 1 To 3 * Retardo Next i 'Recibe por el puerto de comunicación la lectura de las 'ganancias del controlador RxSerial = ComSerial.Input For i = 1 To Retardo Next i 'Elimina blancos de la lectura recibida RxSerial = Trim(RxSerial) 'Cuenta el número de caracteres recibidos lRxSerial = Len(RxSerial) 'Reliza el tratamiento caracter por caracter de la lectura 'recibida, obteniendo el número ASCCI correcto de cada 'caracter, debido a que el bit de paridad es siempre igual a 1 '(Ver manual del T48) If lRxSerial > 0 Then Lectura = "" For i = 1 To lRxSerial RxSerialv = Mid(RxSerial, i, i) If Asc(RxSerialv) > 127 Then aRxSerialv = Asc(RxSerialv) - 128 End If If aRxSerialv = 10 Or aRxSerialv = 13 Then RxSerialv = "" Else RxSerialv = Chr(aRxSerialv) End If Lectura = Lectura & RxSerialv Next 'Extrae el string correpondiente a los valores de 'la banda proporcional, tiempo integral y tiempo 'derivativo sbpro = Trim(Mid(Lectura, 7, 6)) stint = Trim(Mid(Lectura, 20, 6)) stder = Trim(Mid(Lectura, 33, 6))


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'Convierte los strings anteriores en valores numéricos bpro = Val(sbpro) tint = Val(stint) tder = Val(stder) 'Despliega las posiciones correctas en las barras 'de cambio de parámetros hsbbpro.Value = Int(bpro * 10) hsbtint.Value = Int(tint) hsbtder.Value = Int(tder) 'Despliega los valores en los textbox correspondientes txtbpro.Text = Str(bpro) & " %" txttint.Text = stint & " seg" txttder.Text = stder & " seg" End If 'Habilita el timer tmrLectura.Enabled = True 'Pone en rojo la marca del modo manual picManual.BackColor = &HFF& 'Pone en verde la marca del modo automático picAutomatico.BackColor picAutomatico.BackC olor = &HFF00& End Sub Private Sub cmdDesconectar_Cl cmdDesconectar_Click() ick() 'Habilita/Deshabilita 'Habilita/Deshabili ta botones de comandos cmdAutoajuste.Enabled cmdAutoajuste.Enabl ed = False cmdManual.Enabled = False cmdAutomatico.Enabled cmdAutomatico.Enabl ed = False cmdConectar.Enabled = True cmdDesconectar.Enabled cmdDesconectar.Enab led = False cmdExit.Enabled = True cmdFinAutoajuste.Enabled cmdFinAutoajuste.En abled = False 'Deshabiita el cambio manual de parámetros chkParametros.Enabled chkParametros.Enabl ed = False 'Pone en gris las marcas de los modos de control 'automático y manual picAutomatico.BackColor picAutomatico.BackC olor = &H8000000F picManual.BackColor = &H8000000F 'Deshabilita el puerto de comunicación serial If PuertoSerial = True Then ComSerial.PortOpen = False End If PuertoSerial = False End Sub Private Sub cmdExit_Click() 'Deshabilita el puerto de comunicación serial y termina el programa If PuertoSerial = True Then ComSerial.PortOpen = False End If Beep End End Sub Private Sub cmdFinAutoajuste_ cmdFinAutoajuste_Click() Click() 'Habilita/Deshabilita 'Habilita/Deshabili ta botones de comandos cmdAutoajuste.Enabled cmdAutoajuste.Enabl ed = True If Manual = True Then cmdManual.Enabled = False cmdAutomatico.Enabled cmdAutomatico.Enab led = True chkParametros.Enabled chkParametros.Enab led = False Else cmdManual.Enabled = True cmdAutomatico.Enabled cmdAutomatico.Enab led = False


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chkParametros.Enabled chkParametros.Enab led = True End If cmdConectar.Enabled = False cmdDesconectar.Enabled cmdDesconectar.Enab led = True cmdExit.Enabled = False cmdFinAutoajuste.Enabled cmdFinAutoajuste.En abled = False 'Envía comando de paro de autoajuste If Autoajuste = True Then Autoajuste = False ComSerial.Output = "N2CT2*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next End If 'Envía comando para la lecura de los parámetros del 'control PID ComSerial.Output = "N2P1C00*" & vbCr For i = 1 To 3 * Retardo Next i 'Recibe por el puerto de comunicación la lectura de las 'ganancias del controlador RxSerial = ComSerial.Input For i = 1 To Retardo Next i 'Elimina blancos del mensaje recibido RxSerial = Trim(RxSerial) 'Cuenta el número de caracteres recibidos lRxSerial = Len(RxSerial) 'Reliza el tratamiento caracter por caracter de la lectura 'recibida obteniendo el número ASCCI correcto de cada 'caracter If lRxSerial > 0 Then Lectura = "" For i = 1 To lRxSerial RxSerialv = Mid(RxSerial, i, i) If Asc(RxSerialv) > 127 Then aRxSerialv = Asc(RxSerialv) - 128 End If If aRxSerialv = 10 Or aRxSerialv = 13 Then RxSerialv = "" Else RxSerialv = Chr(aRxSerialv) End If Lectura = Lectura & RxSerialv Next 'Extrae el string correpondiente a los valores de 'la banda proporcional, tiempo integral y tiempo 'derivativo sbpro = Trim(Mid(Lectura, 7, 6)) stint = Trim(Mid(Lectura, 20, 6)) stder = Trim(Mid(Lectura, 33, 6)) 'Convierte los strings anteriores en valores numéricos bpro = Val(sbpro) tint = Val(stint) tder = Val(stder) 'Actualiza las posiciones de las barras de cambio de 'parámetros hsbbpro.Value = Int(bpro * 10) hsbtint.Value = Int(tint) hsbtder.Value = Int(tder) 'Despliega los valores de los parámetros en los textbox txtbpro.Text = Str(bpro) & " %" txttint.Text = stint & " seg" txttder.Text = stder & " seg"


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End If End Sub Private Sub cmdManual_Click() 'Habilita/Deshabilita botones de comandos cmdAutoajuste.Enabled = True cmdManual.Enabled = False cmdAutomatico.Enabled = True cmdConectar.Enabled = False cmdDesconectar.Enabled = True cmdExit.Enabled = False cmdFinAutoajuste.Enabled = False 'Deshabilita el cambio manual de parámetros chkParametros.Enabled = False 'Deshabilita el timer tmrLectura.Enabled = False 'Envía el comando para ponerlo en modo manual. De otra manera, 'pone la señal de control a cero. Manual = True ComSerial.OutBufferCount = 0 For i = 1 To Retardo Next ComSerial.Output = "N2CS2*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next 'Si previamente no estaba en el modo de control automático entonces 'pone la señal de control en cero If picAutomatico.BackColor <> &HFF00& Then ComSerial.OutBufferCount = 0 For i = 1 To Retardo Next ComSerial.Output = "N2VC0*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next PicSalida.Cls End If 'Habilita el timer para la lectura periódica de la 'temperatura del proceso tmrLectura.Enabled = True 'Pone la marca del modo de control automático en rojo picAutomatico.BackColor = &HFF& 'Pone la marca del modo de control manual en verde picManual.BackColor = &HFF00& End Sub Private Sub hsbbpro_Change() 'Envía el nuevo parámetro correspondiente a la banda 'proporcional If PuertoSerial = True Then sbpro = Str(hsbbpro.Value) ComSerial.Output = "N2VD" & sbpro & "*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next txtbpro.Text = Str(hsbbpro.Value / 10) & " %" End If End Sub Private Sub hsbtder_Change() 'Envía el nuevo parámetro correspondiente el tiempo 'derivativo If PuertoSerial = True Then stder = Str(hsbtder.Value) ComSerial.Output = "N2VF" & stder & "*" & vbCr


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For i = 1 To Retardo Next txttder.Text = Str(hsbtder.Value) & " seg" End If End Sub Private Sub mnuCopy_Click() 'Borra el contenido del portapapeles Clipboard.Clear 'Transfiere al portapapeles la gráfica de la temperatura Clipboard.SetData PicSalida.Image End Sub Private Sub tmrLectura_Timer() If PuertoSerial = True Then 'Obtiene el tiempo actual en segundos y el tiempo en el 'que el nivel de temperatura está alto o bajo t = t + tinc tc = tc + tinc 'Despliega el tiempo actual en segundos txtTiempo.Text = Str(Round(t, 2)) & " seg" 'Determina el setpoint en función del tiempo. El setpoint 'sigue el comportamiento de una onda cuadrada que conmuta 'cada p entre sp1 y sp2, correspondientes a temperatura 'baja y temperatura alta, respectivamente. If tc > p Or tc = 0 Then If tc > p Then tc = tc - p End If If tempAlta = True Then tempAlta = False sp = sp1 Else tempAlta = True sp = sp2 End If If Autoajuste = False Then ComSerial.Output = "N2VB" & sp & "*" & vbCr End If End If 'Envía el comando para la lectura de la temperatura, del 'setpoint del controlador y de la señal de control ComSerial.Output = "N2PA*" & vbCr For i = 1 To Retardo Next 'Recibe por el puerto de comunicación la lectura de la 'temperatura y del setpoint del controlador RxSerial = ComSerial.Input RxSerial = Trim(RxSerial) 'Cuenta el número de caracteres recibidos lRxSerial = Len(RxSerial) 'Reliza el tratamiento caracter por caracter de la lectura 'recibida obteniendo el número ASCCI correcto de cada 'caracter If lRxSerial > 0 Then Lectura = "" For i = 1 To lRxSerial RxSerialv = Mid(RxSerial, i, i) If Asc(RxSerialv) > 127 Then aRxSerialv = Asc(RxSerialv) - 128 End If If aRxSerialv = 10 Or aRxSerialv = 13 Then RxSerialv = ""


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Else RxSerialv = Chr(aRxSerialv) End If Lectura = Lectura & RxSerialv Next 'Despliega la lectura recibida txtSalida.Text = Trim(Lectura) 'Extrae el string correpondientes a los valores de la 'temperatura y del setpoint sy = Trim(Mid(txtSalida.Text, 6, 6)) 'sr = Trim(Mid(txtSalida.Text, 19, 6)) 'su = Trim(Mid(txtSalida.Text, 32, 6)) su = Trim(Mid(txtSalida.Text, 19, 6)) 'Convierte los strings anteriores en valores numéricos y = Val(sy) r = Val(sp) / 10 u = Val(su) 'Despliega el valor de la temperatura txtTemperatura.Text = Str(y) & " C" txtSetpoint.Text = Str(r) & " C" txtControl.Text = Str(u) & " %" 'Obtiene la coordenada del tiempo actual para graficar CTf = Int(t / MaxT * ScWidth) - Int(Int(t / MaxT * ScWidth) / ScWidth) * ScWidth If CTf < CTi Then CTi = CTi - ScWidth PicSalida.Cls End If 'Obtiene la coordenada de la temperatura actual para 'graficar CYf = Int(CCe * (1 - y / MaxY)) CRf = Int(CCe * (1 - r / MaxY)) CUf = Int(CCe * (1 - u / MaxY)) 'Grafica el valor de la temperatura contra el tiempo If t > tinc Then PicSalida.ForeColor = &HFF0000 PicSalida.Line (CTi, CUi)-(CTf, CUf) PicSalida.ForeColor = &HFF& PicSalida.Line (CTi, CRi)-(CTf, CRf) PicSalida.ForeColor = &H0& PicSalida.Line (CTi, CYi)-(CTf, CYf) End If CYi = CYf CRi = CRf CUi = CUf CTi = CTf 't = t + tinc 'tc = tc + tinc End If End If End Sub


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CONTROL PID ANEXOS

ANEXO A:

APROXIMACION DIGITAL DE CONTROLADORES CONTINUOS


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CONTROL PID Aproximación de Controladores Continuos

APROXIMACION DIGITAL DE CONTROLADORES CONTINUOS Una función de transferencia representa una ecuación diferencial. A partir de ésta, es posible obtener una ecuación de diferencias, aproximando las derivadas de las siguientes maneras: Con una diferencia hacia adelante (Método de Euler):

px(t ) =

dx x(t + h) − x(t ) q − 1 ≈ = x(t ) dt h h

donde el operador q está definido por qx(t ) = x (t + h) . También puede aproximarse por diferencias hacia atrás:

px(t ) =

dx x(t ) − x(t − h) q − 1 ≈ = x(t ) dt h qh

En variables transformadas esto equivale a reemplazar s por ( z − 1) / h o ( z − 1) / zh . Pero las variables z y s están relacionadas por z corresponden a la expansión en series de:

= e sh .

Por tanto, las aproximaciones

z = e sh ≈ 1 + sh (Método de Euler) z = e sh ≈

1 1 − sh

(Método de Diferencias hacia Atrás)

(1) (2)

Otra aproximación, que corresponde al método trapezoidal de integración numérica, es:

z = e sh ≈

1 + sh / 2 1 − sh / 2

(Método Trapezoidal)

(3)

En el contexto del control digital, la aproximación de la ecuación (3) se conoce como Aproximación de Tustin o transformación bilineal. Usando los métodos de aproximación anteriores, la función de transferencia H ( z ) se obtiene simplemente reemplazando el argumento s en G ( s ) por s ' , donde

z − 1 (Método de Diferencias hacia Adelante o Método de Euler) h z − 1 s' = (Método de Diferencias hacia Atrás) zh 2 z − 1 s' = (Aproximación de Tustin) h z + 1 s' =


(4) (5) (6)

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CONTROL PID Aproximación de Controladores Continuos

De aquí:

H ( z ) = G ( s' ) Los métodos son muy fáciles de aplicar aún en cálculos a mano. La Fig. 1 muestra cómo se mapea la región de estabilidad Re s < 0 del plano s al plano z de cada una de las aproximaciones descritas por las ecuaciones (4), (5) y (6).

Diferencias hacia Adelante

Diferencias hacia Atrás

Tustin

Fig. 1: Mapeo de la regisón de estabilidad del plano s sobre el plano z para las transformaciones de las ecuaciones (4), (5) y (6).

Con la aproximación de Diferencias hacia Adelante es posible que un sistema continuo estable sea mapeado a un sistema discreto inestable. Cuando se usa el Método de Diferencias hacia Atrás, un sistema continuo estable siempre dará un sistema discreto estable. Sin embargo, los sistemas continuos inestables también pueden ser transformados en sistemas discretos estables. La aproximación de Tustin tiene la ventaja de que el semiplano izquierdo del plano complejo s es transformado a todo el círculo unitario. Por tanto, los sistemas continuos estables son transformados a sistemas discretos estables y los sistemas continuos inestables a sistemas discretos inestables.


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CONTROL PID ANEXOS

ANEXO B:

PREDICTOR DE SMITH


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CONTROL PID Predictor de Smith

PREDICTOR DE SMITH El Predictor de Smith es un método especial para el tratamiento de sistemas con retardo. En la Fig. 1 se muestra el diagrama de bloques de un controlador que consiste de un controlador realimentado G r y un lazo alrededor de él que contiene el modelo del proceso. El controlador G r está diseñado como si el retardo de tiempo T estuviese ausente en el proceso y el lazo de realimentación alrededor del controlador asegura que el sistema con retardo esté siempre bien comportado. El Predictor de Smith puede producir una muy buena respuesta a las señales de comando. Las limitaciones inherentes a los retardos de tiempo por supuesto que no pueden ser evitados. Controlador

y sp

Σ

Proceso

Σ

u

Gr

e − sT G p

y

Modelo del Proceso

Gp

− 1 + e − sT -1

Fig. 1: Diagrama de bloques de un Predictor de Smith


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CONTROL PID ANEXOS

ANEXO C:

DISEÑO DE UN FILTRO BUTTERWORTH


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CONTROL PID DISEÑO FILTRO DE BUTTERWORTH

DISEÑO DE UN FILTRO BUTTERWORTH Un filtro normalizado de Butterworth se caracteriza por tener una función de magnitud de la siguiente forma: 2

H (ω ) =

(1)

1 1 + ω 2 N

donde N indica el orden del filtro. En la ecuación anterior, se puede ver claramente que la magnitud decrece monótonamente cuando se incrementa el valor de ω , teniendo un valor máximo de 1 en ω = 0 . Para ω = 1 , la magnitud tiene un valor de 1 / 2 para cualquier N entero. Por tanto, el filtro normalizado tiene una frecuencia de corte igual a la unidad para una magnitud de 3 dB. La Fig. 1 muestra la curva de la magnitud de este filtro en función de ω , para diversos valores de N . El parámetro N determina lo próximo que se encuentra el filtro a un filtro ideal. Se puede ver, también, que la aproximación mejora al aumentar N .

H (ω )

0.707

N = 4 N = 3 N = 2 N = 1

ωc

ω

Fig. 1: Gráfica de amplitud del filtro de Butterworth normalizado.

La aproximación de Butterworth se denomina maximalmente plana, ya que para un valor de N dado, la función de magnitud tiene un número máximo de derivadas que son cero en el origen. De hecho, las primeras 2 N − 1 derivadas de H (ω ) son cero en ω = 0 ,


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como se puede ver desarrollando H (ω ) en series de potencia y luego evaluándolas en ω

= 0: 2

H (ω ) = 1 −

1

ω

2 N

2

+ 3 ω 4 N − 8

(2) L

Para obtener la función de transferencia del filtro H ( s ) se utiliza la relación: (3)

1

2

H ( s) H (− s) s = jω = H (ω ) =

 ( jω )2  1+  2   j 

N

con lo que:

H ( s) H (− s) =

(4)

1 2 N

 s  1 +     j 

De la ecuación (4) se deduce que los polos de H ( s ) son las raíces de la ecuación: 2 N

 s    = −1 = e j ( 2k −1)   j 

π

, k = 0,1,2,

L

2 N − 1

(5)

y por lo tanto valen:

s k = e j ( 2 k + N −1)π / 2 N , k = 0,1,2, Sustituyendo s k = σ siguiente manera:

L

+ jω k ,

2 N − 1

(6)

se puede expresar las partes reales e imaginarias de la

2k + N − 1   2k − 1 π  π  = sin = cos    2 N   N 2   2k + N − 1 π  = cos 2k − 1 π  ω k = sin     2 N   N 2  σ k

(7)

Como se observa en la ecuación (6), la ecuación (5) tiene 2 N raíces en el círculo unitario, separadas uniformemente en intervalos de π / 2 N radianes. Como 2k − 1 no puede ser par, no habrán raíces en el eje jω , y habrán exactamente N en los polos y los ceros de H (− s ) . Por lo tanto, para obtener una función de transferencia estable, basta con asociar a H ( s ) los polos del semiplano izquierdo. Como ejemplo, para N = 3 , aplicando la ecuación (6) las raíces son: Ing. Mauricio Améstegui M. Enero de 2001

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so = e s3 = e

j

j

π

s1 = e

3

j

4π

s4 = e

3

j

2π

s 2 = e jπ

3 5π

s5 = 1

3

como muestra la Fig. 2.

jω H (− s)

H ( s) 1.0 60

− 60

o

0

σ

o

1.0

Fig. 2: Raíces del polinomio de Butterworth normalizado

N = 3

Para obtener una función de transferencia estable, se elige como polos de H ( s ) las raíces del semiplano izquierdo, lo que resulta en la siguiente ecuación:

H ( s) =

(8)

1

 j 23  s − e 

π

 j   (s − e 

 j 43 ) s − e 

π

π

   

El denominador se puede desarrollar así:

H ( s) =

(9)

1

(s + s + 1)(s + 1) 2

La Tabla 1 contiene los denominadores de las funciones de transferencia de Butterworth para valores de N desde N = 1 hasta N = 8 . Cuando se multiplican estos factores, el resultado es un polinomio de la forma:

S ( s ) = a N s N + a N −1 s N −1 +


L

a1 s + 1

(10)

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Tabla 1: Polinomios de Butterworth ( forma factorizada) Polinomio N

s +1 s 2 + 2s + 1 ( s 2 + s + 1)( s + 1) ( s 2 + 0.7653s + 1)( s 2 + 1.84776 s + 1) ( s + 1)( s 2 + 0.618s + 1)( s 2 + 1.618s + 1)

1 2 3 4 5 6

+ 0.5176 s + 1)( s 2 + 2 s + 1)(s 2 + 1.9318s + 1) ( s + 1)( s 2 + 0.445s + 1)( s 2 + 1.2456 s + 1)( s 2 + 1.8022 s + 1) ( s 2 + 0.3986 s + 1)( s 2 + 1.111s + 1)( s 2 + 1.663s + 1)( s 2 + 1.9622 s + 1) (s 2

7 8

La Tabla 2 contiene los coeficientes del polinomio para N desde N = 1 hasta N = 8 . Tabla 2: Polinomios de Butterworth.

N

a1

a2

1 2

2

1

3 4 5 6 7 8

2 2.613 3.236 3.864 4.494 5.126

2 3.414 5.236 7.464 10.103 13.128

a3

a4

1 2.613 5.236 9.141 14.606 21.828

1 3.236 7.464 14.606 25.691

a5

a6

a7

a8

1

1 3.864 10.103 21.848

1 4.494 13.138

1 5.126

1

Para obtener un filtro con frecuencia de corte a 3 dB de valor ω c , se sustituye s por sω c en H ( s ) . La correspondiente función de magnitud es:

H (ω ) =

1

(11) 2 N 1 + (ω / ω c ) Considere ahora el diseño de un filtro pasa bajo de Butterworth que satisfaga las siguientes especificaciones:

H (ω ) ≥ 1 − δ 1 H (ω ) ≤ δ 2

ω ω

≤ ω p > ωs

(12)

Como el filtro Butterworth está definido por los parámetros N y ω c se necesitan dos ecuaciones para determinarlos. Dada la naturaleza monótona de la respuesta en frecuencia, se puede ver claramente que las especificaciones se cumplen si se elige:

H (ω p ) = 1 − δ 1

(13)

y


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H (ω s ) = δ 2

(14)

Sustituyendo estas relaciones en la ecuación (11) se obtienen: 2 N

2

 ω p   1     =   − 1  − ω δ 1  c   1  y 2 N

 ω s  1   = −1 2  ω δ c   2 Eliminando ω c de las dos ecuaciones anteriores y despejando N se tiene que: 2  δ 1 (2 − δ 1 )δ 2   log  (1 − δ 1 )2 (1 − δ 22 )  1 N =  ω p 2 log   ωs  

(15)

Como N debe ser entero, el valor que se obtiene de la ecuación (15) se redondea al entero más cercano. Este valor de N se puede utilizar en la ecuación (13) o en la ecuación (14) para calcular ω c . Si ω c se determina mediante la ecuación (13) las especificaciones de la banda de paso se cumplen exactamente, mientras que las de la banda eliminada se cumplen en exceso. Pero si se utiliza la ecuación (14), ocurre lo contrario. Los pasos para determinar H ( s ) se resumen a continuación: 1. Determinar N utilizando la ecuación (15) con los valores de δ 1 , δ 2 , ω p y ω s . Redondear al entero más cercano. 2. Determinar ω c utilizando la ecuación (13) o la ecuación (14). 3. Para el valor de N calculado en el paso 1, determinar el polinomio del denominador del filtro Butterworth normalizado, utilizando la Tabla 1 o la Tabla 2 (para valores de N ≤ 8 ) o utilizando la ecuación (8), y formar H ( s ) . 4. Calcular la función de transferencia no normalizada sustituyendo s por s / ω c en la función H ( s ) calculada en el paso 3. El filtro que se obtiene tendrá una ganancia en continua de valor unidad. Si se desea otro valor de ganancia en continua, H ( s ) se debe multiplicar por el valor de ganancia deseado.


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Ejemplo 1 Se desea diseñar un filtro Butterworth con una atenuación inferior a 1 dB para ω rad/s y superior a 15 dB para ω

20 log10 (1 − δ 1 ) = −1 y 20 log10 δ 2

≤ 5000

≤ 2000

rad/s. A partir de las especificaciones

= −15

se obtiene que δ 1 = 0.1087 y δ 2 = 0.1778 . Sustituyendo estos valores en la ecuación (15) se obtiene un valor de N de 2.6045. Por lo tanto, se elige un valor N de 3, y se obtiene el filtro normalizado de la Tabla 1:

H ( s) =

1

s 3 + 2 s 2 + 2s + 1

Utilizando la ecuación (14) se obtiene ω c

= 2826.8

rad/s.

Finalmente, el filtro no normalizado está entonces dado por:

H (s) =

1

=

(2826.8)3

(s / 2826.8)3 + 2(s / 2826.8)2 + 2(s / 2826.8) + 1 s 3 + 2(2826.8)s 2 + 2(2826.8) 2 s + (2826.8)3


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CONTROL PID ANEXOS

ANEXO D:

HOJAS DE DATOS DEL CONTROLADOR DE TEMPERATURA T48


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BULLETIN NO. T48-D DRAWING NO. LP0332 REVISED 11/98

INTERNATIONAL HEADQUARTERS 20 Willow Springs Circle, York, Pa. 17402, (717) 767-6511 FAX: (717) 764-0839 Web site- http://www.redlion-controls.com E-mail- [email protected]

EUROPEAN HEADQUARTERS 892 Plymouth Road, Slough, Berkshire SL1 4LP ENGLAND +44 1753 696888 FAX: +44 1753 696339

MODEL T48 - 1/16 DIN TEMPERATURE CONTROLLER l

PID CONTROL WITH REDUCED OVERSHOOT

l

ON DEMAND AUTO-TUNING OF PID CONTROL SETTINGS

l

NEMA 4X/IP65 BEZEL

l

DUAL LED DISPLAYS FOR SIMULTANEOUS INDICATION OF TEMPERATURE AND SETPOINT

l

STATUS INDICATORS FOR OUTPUTS AND CONTROL MODES

l

ACCEPTS 10 TYPES OF SENSOR INPUTS (Thermocouple or RTD)

l

OPTIONAL HEATER CURRENT MONITOR AND HEATER BREAK ALARM

l

OPTIONAL DUAL ALARM OUTPUTS

l

OPTIONAL TWO LINEAR DC OUTPUTS (0 to 10 V, 0/4 to 20 mA)

l

MANUAL/AUTOMATIC CONTROL MODES

l

SETPOINT RAMPING FOR PROCESS STARTUP

l

OPTIONAL TRIAC OUTPUT

l

PROGRAMMABLE USER INPUT (Digital) FOR ADDED FLEXIBILITY

l

SECOND SETPOINT SETTING

l

OPTIONAL REMOTE SETPOINT INPUT (0/4 to 20 mA)

l

OPTIONAL RS-485 SERIAL COMMUNICATIONS

l

PC SOFTWARE AVAILABLE FOR CONTROLLER CONFIGURATION

l

SENSOR ERROR COMPENSATION (Offset) AND BREAK DETECTION

l

HEATING AND OPTIONAL COOLING OUTPUTS

l

PARAMETER SECURITY VIA PROGRAMMABLE LOCKOUTS

l

FIELD REPLACEABLE OUTPUT BOARD (Relay or Logic/SSR Drive)

AND R

C R

UL Recognized Component File # E156876 (M)

DESCRIPTION The T48 Controller accepts signals from a variety of temperature sensors (thermocouple or RTD elements), precisely displays the process temperature, and provides an accurate output control signal (time proportional or linear DC) to maintain the process at the desired temperature. The controller’s comprehensive yet simple programming allows it to meet a wide variety of application requirements. The controller operates in the PID control mode for both heating and cooling, with on-demand auto-tune, which will establish the tuning constants. The PID tuning constants may be fine-tuned by the operator at any time and then locked out from further modification. The controller employs a unique overshoot suppression feature, which allows the quickest response without excessive overshoot. The unit can be transferred to operate in the manual mode, providing the operator with direct control of the output. The controller may also be programmed to operate in the ON/OFF control mode with adjustable hysteresis.

CAUTION: Read complete instructions prior to installation and operation of the unit.

A second setpoint is available on select models to allow quick selection of a different setpoint setting. Dual 4-digit displays allow viewing of the process temperature and setpoint simultaneously. Front panel indicators inform the operator of the controller and output status. On many models the main control output and the alarm outputs are field replaceable. Optional alarm(s) can be configured to activate according to a variety of actions (Absolute HI or LO, Deviation HI or LO, Band IN or OUT, and Heater Current Break) with adjustable hysteresis. A standby feature suppresses the alarm during power-up until the temperature stabilizes outside the alarm region. The second alarm can be configured as a secondary PID output (heat/cool applications). Optional Main Linear DC output (10 V or 20 mA) can be used for c ontrol or temperature re-transmission purposes. Programmable output update time reduces valve or actuator activity. The output range can be scaled independent of the input range. Optional Second Linear DC output (10 V or 20 mA) provides an independent temperature re-transmission, while the main Linear DC output is being used for control. The output range can be scaled independent of the input range.

CAUTION: Risk of electric shock.

DIMENSIONS “In inches (mm)” PANEL CUT-OUT

1

Optional Heater Current Monitor provides a direct readout of process heater current. An alarm can be programmed to signal when the heater has failed. This provides early warning of system failure before product quality is affected. Optional Remote Setpoint input (0/4 to 20 mA) allows for multiple ganged controller operation for large oven and extruder applications; allows for cascade control loops, where tighter control is required; and allows for remotely driven setpoint signal from computers or other similar equipment. Straightforward end point scaling with independent filtering and local/remote transfer option expand the controller’s flexibility. The optional RS-485 serial communication interface provides two-way communication between a T48 and other compatible equipment such as a printer, PLC, HMI, or a host computer. In multipoint applications (up to thirty-two), the address number of each T48 on the line can be programmed from 0 to 99. Data from the T48 can be interrogated or changed, and alarm output(s) may be reset by sending the proper command code via serial communications. PC software, SFT48, allows for easy configuration of controller parameters. These settings can be saved to disk for later use or used for multi-controller down loading. On-line help is provided within the software. The unit is constructed of a lightweight, high impact plastic case with a tinted front panel. The front panel meets NEMA 4X/IP65 specifications when properly installed. Multiple units can be stacked horizontally or vertically. Modern surface-mount technology, extensive testing, plus high immunity to noise interference makes the controller extremely reliable in industrial environments.

6. THERMOCOUPLE INPUT: Types: T, E, J, K, R, S, B, N, Linear mV, software selectable Input Impedance: 20 MW all types Lead resistance effect: 0.25 µV/ W Cold junction compensation: Less than ±1°C typ., ( ±1.5°C max), error over 0 to 50°C max. ambient temperature range. Defeated for Linear mV indication mode. Resolution: 1° for all types, or 0.1° for T, E, J, K, and N only. TC TYPE

T E J K R S B N

SAFETY SUMMARY All safety related regulations, local codes and instructions that appear in the manual or on equipment must be observed to ensure personal safety and to prevent damage to either the instrument or equipment connected to it. If equipment is used in a manner not specified by the manufacturer, the protection provided by the equipment may be impaired. Do not use the T48 to directly command motors, valves, or other actuators not equipped with safeguards. To do so can be potentially harmful to persons or equipment in the event of a fault to the controller. An independent and redundant temperature limit indicator with alarm outputs is strongly recommended.

mV

RTD TYPE

385 392 OHMS

1. DISPLAY: Dual 4-digit Upper Temperature Display: 0.4” (10.2 mm) high red LED Lower Auxiliary Display: 0.3” (7.6 mm) high green LED Display Messages: -

DV O1 A1 A2

ANSI

BS 1843

blue (+) red (-) violet (+) red (-) white (+) red (-) yellow (+) red (-) black (+) red (-) black (+) red (-) grey (+) red (-) orange (+) red (-) no standard

white (+) blue (-) brown (+) blue (-) yellow (+) blue (-) brown (+) blue (-) white (+) blue (-) white (+) blue (-) no standard orange (+) blue (-) no standard

RANGE

-200 to +600°C -328 to +1100°F -200 to +600°C -328 to +1100°F 1.0 to 320.0

8. INDICATION ACCURACY: 0.3% of Span ±1°C. (Includes NIST conformity, cold junction effect and A/D conversion errors at 23°C after 20 min. warm-up.) 9. USER INPUT: Internally pulled up to +5 VDC (1 M W). VIN MAX = 5.25 VDC , VIL = 0.85 V max., V IH = 3.65 V min., IOFF = 1µA max. Response Time: 120 msec max. Functions: Program Lock Integral Action Lock Auto/Manual Mode Select Setpoint Ramp Enable Reset Alarms Setpoint 1/Setpoint 2 Select Local/Remote Setpoint Select Serial block point

Appears when measurement exceeds + sensor range. Appears when measurement exceeds - sensor range. Appears when open sensor is detected. Appears when shorted sensor is detected (RTD only) Appears when display values exceed + display range. Appears when display values exceed - display range.

LED Status Annunciators: %P MN

-200 to +400°C -328 to +752°F -200 to +750°C -328 to +1382°F -200 to +760°C -328 to 1400°F -200 to +1250°C -328 to +2282°F 0 to 1768°C +32 to +3214°F 0 to 1768°C +32 to 3214°F +200 to +1820°C +300 to +3308°F -200 to +1300°C -328 to +2372°F -5.00 to +56.00

WIRE COLOR

7. RTD INPUT: 2 or 3 wire, 100 W platinum, alpha = 0.00385 (DIN 43760), alpha = 0.0039162 Excitation: 150 µA typical Resolution: 1 or 0.1 degree Lead Resistance: 15 W max. per input lead

SPECIFICATIONS

“OLOL” “ULUL” “OPEN” “SHrt” “...” “-..”

RANGE

- Lower auxiliary display shows power output in (%). - Flashing: Controller is in manual mode. On: Local Setpoint (Remote Setpoint option) Off: Remote Setpoint - Lower auxiliary display shows deviation (error) from temperature setpoint or shows heater current. - Main cont rol output is act ive. - Alarm #1 is active (for A1 option.). - Alarm #2 is active OR - Cooling output (O2) is active

10. CONTROL AND ALARM OUTPUTS: (Heating, Cooling or Alarm) Relay outputs with Form A contacts: Contact Rating: 3 A @ 250 VAC or 30 VDC (resistive load) 1/10 HP @ 120 VAC (inductive load) Life Expectancy: 100,000 cycles at max. load rating. (Decreasing load and/or increasing cycle time, increases life expectancy.) Logic/SSR Drive Outputs: Rating: 45 mA @ 4 V min., 7 V nominal Triac Outputs: Type: Isolated, Zero Crossing Detection Rating: Voltage: 120/240 VAC Max. Load Current: 1 Amp @ 35°C 0.75 Amp @ 50°C Min Load Current: 10 mA Offstate Leakage Current: 7 mA max. @ 60 Hz Operating Frequency: 20 to 500 Hz Protection: Internal transient snubber 11. MAIN CONTROL: Control: PID or ON/OFF Output: Time proportioning or Linear DC Cycle time: Programmable Auto-tune: When selected, sets proportional band, integral time, and derivative time values. Probe Break Action: Programmable

2. POWER: AC Versions: 85 VAC min. to 250 VAC max., 50 to 60 Hz, 8 VA max. DC Versions: DC Power: 18 to 36 VDC; 7 W AC Power: 24 VAC ± 10%; 50 to 60 Hz, 9 VA 3. CONTROLS: Four front panel push buttons for modification and setup of controller functions and one external input user for parameter lockout or other functions. 4. MEMORY: Nonvolatile E 2 PROM retains all programmable parameters and values. 5. MAIN SENSOR INPUT: Sample Period: 100 msec Response Time: Less than 300 msec typ., 400 msec max. (to within 99% of final value w/step input; typically, response is limited to response time of probe) Failed Sensor Response: Main Control Output(s): Programmable preset output Display: “OPEN” Alarms: Upscale drive Normal Mode Rejection: 40 dB @ 50/60 Hz (improves with increased digital filtering.) Common Mode Rejection: Greater than 120 dB, DC to 60 Hz Protection: Input overload 120 VAC max. for 15 seconds max.

2

12. ALARMS: 1 or 2 alarms (optional) Modes: Modes: Absolute high acting Absolute low acting Deviation high acting Deviation low acting Inside band acting Outside band acting Heater break alarm Reset Action: Action: Programmable; automatic or latched Standby Mode: Mode: Programmable; enable or disable Programmablee Hysteresis: Hysteresis : Programmabl Probe Break Action: Action: Upscale Annunciator: Annunciator: LED backlight for “A1”, “A2” 13. COOLING: Software selectable (overrides alarm 2) Control: Control : PID or ON/OFF Output: Output: Time Proportioning Cycle time: time: Programmable Proportional Gain Adjust: Adjust: Programmable Heat/Cool Deadband Overlap: Overlap: Programmable 14. MAIN AND SECOND LINEAR DC OUTPUT: (optional) Main: Main: Control or Re-transmission, programmable update rate from 0.1 sec to 250 sec Second: Second: Re-transmission only only,, fixed update rate of 0.1 sec OUTPUT ** RANGE

ACCURACY * (18 to 28°C)

ACCURACY * (0 to 50°C)

COMPLI COM PLIANC ANCE E

RESOLU RES OLUTIO TION N

0 to 10 V

0.10% of FS + 1/2 LSD

0.30% of FS + 1/2 LSD

10k oh ohm mi min.

1/3500

0 to 20 mA

0.10% of FS + 1/2 LSD

0.30% of FS + 1/2 LSD

500 ohm max.

1/3500

4 to 20 mA

0.10% of FS + 1/2 LSD

0.30% of FS + 1/2 LSD

Transmit Delay: Delay: 2-100 msec or 100-200 msec Data Encoding: Encoding: AS ASCI CIII Isolation w.r.t Main Input Common: Common: 500 Vrms for 1 min. (50 V working) Not isolated w.r.t. w.r.t. Remote Setpoint or Heater Current inputs, or Analog Output common Note: RS485 and the Analog Analog Output commons commons are not internally internally isolated within the controller. controller. The terminating equipment of these outputs must not share the same common (ie. earth ground). 18. ENVIRONMENTAL CONDITIONS: Operating Range: Range: 0 to 50°C Storage Range: Range: -40 to 80°C Span Drift (max.): 130 ppm/°C, main input Zero Drift (max.): 1µV/°C, main input Operating and Storage Humidity: Humidity: 85% max. relative humidity (non-condensing) from 0°C to 50°C. Altitude:: Up to 2000 meters Altitude 19. ISOLATION BREAKDOWN RATINGS: AC line with respect to all inputs and outputs: outputs: 2000 Volts Main input with respect to Analog Output, Remote Setpoint Input, Heater Current Input: Input : 500 Volts for 60 sec min. All other inputs and outputs with respect to relay contacts : 2000 VAC 20. CERTIFICATIONS AND COMPLIANCES: UL Recognized Component: File #E156876 (M) Recognized to U.S. and Canadian requirements under the Component Recognition Program of Underwriters Laboratories, Inc. ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY

500 ohm max.

Immunity to EN 50082-2 electrostatic discharge

EN 61000-4-2 level 2; 4 Kv contact

level 3; 8 Kv air EN 61000-4-3 level 3; 10 V/m 1 80 MHz - 1 GHz fast transients (burst) EN 61000-4-4 level 4; 2 Kv I/O level 3; 2 Kv power RF conducted interference EN 61000-4-6 level 3; 10 V/rms 2 150 KHz - 80 MHz simulation of cordless telephones ENV50204 level 3; 10 V/m 900 MHz ± 5 MHz 200 Hz, 50% duty cycle Emissions to EN 50081-2 RF interference EN 55011 enclosure class A power mains class A electromagnetic RF fields

1/2800

* After 20 minutes warm-up. Output accuracy is specified in two ways: Accuracy over an 18 to 28 °C range at 10 to 75% RH environment; and accuracy over a 0 to 50°C range at 0 to 85% RH (non-condensing) environment. Accuracy over the wide temperature range reflects the temperature coeffecient of the internal circuitry. ** Outputs are independently independently jumper selectable for either 10 V or or 20 mA. The output range may be field calibrated to yield approximately 10% overrange and a small underrange (negative) signal. 15. REMOTE SETPOINT INPUT: (optional) Input type: type: 0/4 to 20 mA Input Resistance: Resistance: 10 W Overrange: Overrange : -5% to 105% Overload: Overload : 100 mA (continuous) Scale Range: Range: -999 to 9999 degrees or -99.9 to 999.9 degrees. Resolution: Resolution: 1 part in 10,000. Accuracy: Accuracy : At 25° C: ±(0.1 % of full scale + ½ LSD) Over 0 to 50 °C range: range: ±(0.2% of full scale + ½ LSD) Reading Rate: Rate: 10/sec. Setpoint Filtering: Filtering: Programmable Digital Setpoint Ramping: Ramping: Programmable, 0.1 to 999.9 degrees/minute. 16. HEATER CURRENT MONITOR INPUT: (optional) Type:: Single phase, full wave monitoring of load currents controlled by main Type output (01). Input:: 100 mA AC output from current transformer (RLC #CT004001) or Input any CT with 100 mA AC output. Amps or 0.0 to 100.0% Display Scale Range: Range: 1.0 to 999.9 Amps Input Resistance: Resistance: 5 W Accuracy:: Accuracy At 25° C: ±(0.5 % of full scale + ½ LSD), (5 to 100% of Range) Over 0 to 50 °C range: range: ±(1.0% of full scale + ½ LSD), (5 to 100% of Range) Frequency:: 50 to 400 Hz. Frequency Alarm Mode: Mode: Dual acting; heater element fail detect and control device fail detect. Overrange:: 105% Capacity Overrange Overload:: 200 mA (continuous). Overload 17. SERIAL COMMUNICATIONS: (optional) Type:: RS485 multipoint, balanced interface Type Baud Rate: Rate: 300 to 9600 Data Format: Format: 7 data bits, odd, even or no parity, 1 stop bit Node Address: Address: 0-99, max of 32 units per line

Notes: 1. No loss of performance during EMI disturbance at 10 V/m. Unit is panel mounted in a metal enclosure (Buckeye SM7013-0 or equivalent) that provides at least 20 dB shielding effectiveness. Metal panel is connected to earth ground. I/O cables routed in metal conduit connected to earth ground. Install power line filter filter,, RLC #LFIL0000 or equivalent. 2. Permissible loss of performance during EMI disturbance at 10 Vrms: Process signal deviation less than 3% of full scale. Analog output deviation less than 1% of full scale. RSP and HCM signal deviation less than 0.5% of full scale. For operation without loss of performance: Install power line filter filter,, RLC#LFIL0000 or equivalent. OR Install 2 ferrite cores, RLC#FCOR0000 or equivalent, to AC lines at unit for frequencies above 5 MHz. I/O cables routed in metal conduit connected to earth ground. Refer to the EMC Installation Guidelines section of the manual for additional information. 21. CONNECTION: Wire clamping screw terminals 22. CONSTRUCTION: Black plastic alloy case and collar style panel latch. Panel latch can be installed for vertical or horizontal instrument stacking. One piece tinted plastic bezel. Bezel assembly with circuit boards can be removed from the case to change the output board without removing the case from the panel or disconnecting wiring. Unit meets NEMA 4X/IP65 requirements for indoor use, when properly installed. Installation Category II, Pollution Degree 2. 23. WEIGHT: 0.38 lbs (0.17 kgs)

3

BASIC OPERATION

A Second Linear DC output is dedicated for retransmission of input temperature. The output can be scaled and converted independent of the input and Main Linear DC output. This output is isolated from the input.

The T48 controls a process temperature by mea suring the temperature via an input probe, then calculating a control output power value by use of a modified PID control algorithm. The unit controls the system with the new output power value to keep the process temperature at setpoint. The PID control algorithm incorporates features which provide for high control accuracy and low temperature overshoot from process disturbances.

SETPOINT FEATURES The controller setpoint can be protected from out of range values by programming the setpoint range limit values. Additionally, safeguards from inadvertent data entry can be programmed. A second setpoint value can be programmed which can be made active by a user input and/or through the front panel on selected models. The setpoint ramp feature ramps the setpoint value at start-up or any time a setpoint change is made, at a user programmable rate. This feature reduces thermal shock to the process and helps to minimize temperature overshoot.

FRONT PANEL FEATURES In the normal operating mode, the unit displays the process temperature in the upper display. One of the following parameters can be viewed in the lower display: - Setpoint - % Power Output - Temperature Temperature Deviation Deviation - Heater Current - Temperature symbol (F or C) - Blank Display

INPUT FEATURES A programmable input filter can be used to stabilize readings from a process with varying or oscillating temperature characteristics, helping to provide better temperature control. A programmable temperature shift function can be used to compensate for probe errors or to have multiple T48 units indicate the same nominal temperature. The programmable User Input can be used to control a variety of functions, such as auto/manual transfer of the controller, reset alarm output (s), transfer to second setpoint, etc.

The user scrolls through these parameters by pressing the D button. If enabled, the control setpoint or power output (manual mode only) can be directly modified in this mode. In the normal operating mode, parameters are selected by use of the P button and modified by use of the UP and DOWN buttons. Parameters are then entered by the P button, which advances the user to the next parameter. Pressing the D button immediately returns the controller to the normal operating mode without changing the currently selected parameter.

OUTPUT FEATURES Programmable output power limits provide protection for processes where excessive power can cause damage. Automatic sensor probe break detection, for fail-safe operation, causes the controller to default to a programmed output power (upscale or downscale burnout). Programmable output cycle time, output hysteresis and dampening can reduce output activity without degrading control accuracy. The main outputs can operate in PID, ON/OFF, or manual control modes.

HARDWARE FEATURES A fast 100 msec input sampling rate provides quick controller response to a process disturbance, thus providing excellent temperature control. Measurement accuracy of 0.3% of span ±1°C or better, provides close process control conforming to the desired control setpoint value. The T48 accepts a variety of both thermocouple and RTD temperature probes. An output board contains the Main Control output, Alarm 1 output, Alarm 2/Cooling output, and/or Linear DC output. Since the controller is serviceable from the front of the panel, the output board (on some models) may be easily changed or replaced without disturbing the wiring behind the panel. No re-programming is required when changing or replacing the output board for units without the Linear DC output option. Units with the linear output option require calibration procedure for the new linear output. Low-drift, highly stable circuitry ensures years of reliable and accurate temperature control. The recommended two year re-calibration interval is easily accomplished via the programming menu.

CONTROL AND ALARM OUTPUTS In addition to the Linear DC outputs, there are up to three types of ON/OFF outputs.These outputs can be relay, logic, or triac for control or alarm purposes. Relay outputs can switch user applied AC or DC voltages. Logic/SSR drive outputs supply power to external SSR power units, that can switch up to 45 Amps. One Logic/SSR Drive output can control up to four SSR power units at one time. The Triac output supplies one Amp of AC current for control of an external AC relay or triac device.

AUTO-TUNE The T48 has an auto-tune feature which, on demand, automatically determines the PID control parameters for a particular thermal process. After completion of auto-tune, the PID parameters are automatically optimized for that process and loaded into non-volatile memory. The operator may view and modify the parameters as desired. Auto-tune may be invoked either at start-up or at setpoint, depending on the process requirements. An auto-tune programmable dampening factor produces various levels of process control and response characteristics.

REMOTE SETPOINT INPUT The remote setpoint input facilitates the use of a remote signal to drive the controller’s setpoint. setpoint. The remote signal can be scaled independent to that of the controller’s range. The controller’s response to local/remote setpoint transfers can be programmed. Also, the remote signal is filtered by use of an adaptive filter. With this filter, relatively large filtering time constants can be used without suffering from long settling times. The time constant and filter disable band are programmable. Additionally, the remote signal can also be velocity limited (or ramped) to slow the controller’s response to changes in setpoint. This results in a steady c ontrol response with no overshoot.

RS-485 Communications The RS-485 communications option allows the connection of up to 32 devices on a single pair of wires with a distance of up to 4,000 feet and a maximum baud rate of 9600. Since the same pair of wires are used for both transmit and receive, only one way communication is possible at any given time. The controller has a programmable response time to allow the host device adequate time to release the communication line for a transmission. Selected parameters from the T48 can be interrogated or changed, and alarm output(s) may be reset by sending the proper command code via serial communications. It is also possible to invoke Auto-tune through the serial port. Serial communications used with SFT48 software allows for easy controller parameter configuration by computer. computer.

HEATER CURRENT MONITOR The T48 provides a direct readout of process heater current. This provides valuable information regarding single phase heater system integrity. It is especially useful on extruder and large oven applications where adjacent controllers mask the effect of a failed heater. The heater break alarm senses two types of heater system faults: 1) Main control output is “on” and heater current is below alarm value. This indicates failed heater or failed parts of heater, breaker trip, failed power control device, etc. 2) Main control output is “off” and heater current is above 10% of alarm value. This indicates a failed power control device, wiring fault, etc.

HEATING AND COOLING SYSTEMS The T48 is available with dual outputs to provide heating and cooling to those processes that require them. For example, many extruder applications require both heating and cooling to maintain accurate extruder barrel and die temperatures. The T48 is easily configured for these types of applications.

LINEAR DC ANALOG OUTPUTS The Main Linear DC output has independent scaling, programmable output update time and filter (damping) time. These parameters permit flexibility in process configuration. The output can be set for 0 to 10V, 0 to 20 mA or 4 to 20 mA ranges, and can be configured for control or for transmission of temperature or setpoint values.

4

CONTROLLER PROGRAMMING

Configuration 2, Outputs Outputs (2-OP) * “CYCt” “CYCt” “OPAC” “OPAC” “OPLO” “OPLO” “OPH “OPHI” I” “OPFL” “OPFL” “OPdP” “OPdP” “CHYS” “CHYS” “tco “tcod” d” “Ant “AntP” P” “ANAS” “ANAS” “ANut” “ANut” “ANLO” “ANLO” “ANHI” “ANHI”

Front Panel Program Disable allows all of the controller’s set-ups to be locked-out from further operator intervention after the initial set-up. The following four programming modes allow the controller to adapt to a ny required user-interface level: Unprotected Parameter Mode Protected Parameter Mode Hidden Function Mode Configuration Configuration Parameter Mode

UNPROTECTED PARAMETERS MODE * The Unprotected Parameters Mode is accessible from the Normal Display Mode when program disable is inactive or when the proper access code number from the Protected Parameter Mode is entered. The Configuration Parameter Modes can be accessed only from this mode. “SP” “OP” “Pro “ProP” P” “Intt ” “dE “dErt” rt” “AL“AL-1” 1” “AL“AL-2” 2” “CNFP” “CNFP” “End “End””

-

“SP “SP” “OP” “OP” “dEv “dEv”” “Hcu “Hcur” r” “UdSP” “UdSP” “Cod “CodE” E” “PId “PId”” “AL” “ALr “ALrS” S” “SPSL” “SPSL” “trnF “trnF”” “tUNE “tUNE””

En Enter setpoint Enter output power Enter Enter prop propor orti tion onal al band band E nt nter integral time Enter nter deri deriva vati tive ve time time Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #1 Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #2 Select Select config configura uratio tion n acce access ss point point Retu Return rn to norm normal al disp displa lay y mod mode e

“Act1” “Act1” “rSt “rSt1” 1” “Stb “Stb1” 1” “AL“AL-1” 1” “Act2” “rSt “rSt2” 2” “Stb “Stb2” 2” “AL“AL-2” 2” “AHYS” “AHYS”

Enter Enter prop propor orti tion onal al band band E nt nter integral time Enter nter deri deriva vati tive ve time time Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #1 Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #2 Enter Enter value value to acce access ss unpr unprote otecte cted d param paramete eters rs and and configuration parameters

“CYC2” “GAN2” “GAN2” “db-2” “bAU “bAUd” d” “PAr “PArb” b” “Add” “Abr “Abr”” “PoP “PoPt” t”

Select Select local local (SP1 (SP1 or SP2) SP2) or remot remote e setpo setpoint int Trans Transfer fer betwee between n autom automati atic c (PID) (PID) contro controll and and manua manuall contr control ol Invo Invoke ke/c /can ance cell PID PID Auto Auto-t -tun une e Rese Resett latc latche hed d alar alarms ms

“dSP1” “dSP1” “INP1” “INP1” “dSP2” “dSP2” “INP2” “INP2” “FLtr” “FLtr” “bAnd” “bAnd” “trnF” “trnF”

The Configuration Parameter Mode allows the operator to set-up the basic requirements of the controller. It is divided into sections which group together related programming steps, such as inputs, outputs, alarms, etc. Upon completion of each section, the program returns to the Configuration Access Point, allowing the user to return to the Normal Display Mode.

- Enter cooling time proportioning cycle time - Enter Enter cooli cooling ng relati relative ve gain gain - Enter heat/cool deadband or overlap -

Selec Selectt baud baud rate rate Selec Selectt pari parity ty bit bit En Ent er er addr es ess Sele Select ct abbr abbrev evia iate ted d or or full full tran transm smis issi sion on Sele Select ct prin printt opti option ons s

-

Enter Enter remot remote e setpo setpoint int displa display y scali scaling ng valu value e #1 Enter Enter remo remote te setp setpoin ointt proce process ss scal scaling ing value value #1 Enter Enter remo remote te setp setpoin ointt displ display ay scal scaling ing value value #2 #2 Enter Enter remote remote setpoi setpoint nt proc process ess scali scaling ng valu value e #2 #2 Enter Enter remote remote setpoi setpoint nt filter filter time time consta constant nt Enter Enter remote remote setpoi setpoint nt filter filter disabl disable e band band Select Select Local/ Local/Rem Remote ote setpoi setpoint nt transf transfer er respon response se

Configuration 7 - Heater Current Parameters (7-N2) * “Hcu “Hcur” r”

Configuration 1, Inputs (1-IN) -

Select Select operati operation on mode mode of alar alarm m #1, #1, or select select heat heat outpu outputt Sele Select ct rese resett mod mode e of of ala alarm rm #1 Enab Enable le acti activa vati tion on dela delay y of of ala alarm rm #1 Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #1 Select operation mode of alarm #2, or select cooling output Sele Select ct rese resett mod mode e of of ala alarm rm #2 Enab Enable le acti activa vati tion on dela delay y of of ala alarm rm #2 Ente Enterr valu value e for for alar alarm m #2 Enter Enter hyst hystere eresis sis value value for for both both alarms alarms

Configuration 7, Remote Setpoint Input (7-N2) *

CONFIGURATION CONFIGURATION PARAMETER MODE

“TYP “TYPE” E” “SCA “SCAL” L” “dCP “dCPt” t” “FLt “FLtr” r” “SHFt” “SHFt” “SPLO” “SPLO” “SPH “SPHI” I” “SPr “SPrP” P” “InP “InPt” t”

-

Configuration 6, Serial Communications (6-SC) *

The Hidden Function Mode is accessible from the Normal Display Mode. The functions in this mode may be locked-out individually in Configuration 3 parameter (lock-out section). -

Sele Selec ct setp setpoi oint nt acce access ss leve levell Sele Selec ct pow power acces ccess s level evel Enab Enable le devi deviat atio ion n disp displa lay y Enab Enable le heat heater er curr curren entt disp displa lay y Enable Enable temper temperatu ature re scale scale displa display y Ente Enterr par param amet eter er acce access ss code code Sele Selec ct PID PID acc access ess lev level Select alarm access level Enab Enable le alar alarm m rese resett acce access ss Enable Enable local/ local/rem remote ote select selection ion Enab Enable le auto auto/m /man anua uall mode mode sele select ctio ion n Enab Enable le auto auto-tu -tune ne invo invoca cati tion on

Configuration 5, Cooling Cooling (5-O2) *

HIDDEN FUNCTION MODE *

“SPSL” “SPSL” “trnF” “trnF” “tUN “tUNE” E” “ALr “ALrS” S”

-

Configuration 4, Alarms Alarms (4-AL) *

The Protected Parameters Mode is enabled when program disable is active. This mode prevents access to the Configuration Parameter Modes without the proper access code number. Only the parameters that are enabled in the Configuration 3 parameter (lock-out section) can be accessed. -

Enter Enter time time propor proportio tionin ning g cycle cycle time time Select Select output output contro controll action action Enter Enter output output pow power er low limit limit Ente Enterr out outpu putt pow power er high high limi limitt Enter Enter probe probe fail fail pow power er preset preset Enter Enter output output contro controll dampen dampening ing Enter Enter ON/OFF ON/OFF contro controll hyst hystere eresis sis Sele Select ct auto auto-t -tun unin ing g dam dampe peni ning ng Main Main Line Linear ar DC anal analog og outp output ut rang range e Main Main Linea Linearr DC analog analog output output source source Main Main Line Linear ar DC analog analog output output update update time time Main Main Linea Linearr DC analog analog output output scal scaling ing low Main Main Linea Linearr DC DC anal analog og output output scalin scaling g high high

Configuration 3, Parameter Lock-Outs (3-LC) *

PROTECTED PARAMETERS MODE *

“Pro “ProP” P” “Intt ” “dE “dErt” rt” “AL“AL-1” 1” “AL“AL-2” 2” “CodE” “CodE”

-

- Ente Enterr full full scal scale e rati rating ng of CT

Configuration 8, Second Linear DC Analog Output (8-A2) *

Sele Select ct inpu inputt pro probe be type type Sele Select ct temp temper erat atur ure e sca scale le Sele Select ct temp temper erat atur ure e reso resolu luti tion on Sele Select ct leve levell of inpu inputt filt filter erin ing g Enter Enter input input correc correctio tion n shift shift (offse (offset) t) Enter Enter setpoi setpoint nt lower lower limit limit Ente Enterr set setpo poin intt hig highe herr limi limitt Ente Enterr setp setpoi oint nt ramp ramp rate rate Sele Select ct user user inpu inputt func functi tion on

“A2t “A2tP” P” “A2L “A2LO” O” “A2H “A2HI” I”

- Seco Second nd lin linea earr DC anal analog og ran range ge - Seco Second nd lin linea earr DC ana analo log g scal scalin ing g low low - Seco Second nd lin linea earr DC anal analog og sca scali ling ng hig high h

Configuration 9, Factory Service Operations (9-FS) “Cod “Code e 48” 48” “Code “Code 66” 66”

- Cali Calibr brat ate e Inst Instru rume ment nt - Reset Reset para paramet meters ers to facto factory ry setti setting ng

* These parameters may not appear due to option configuration or other programming.

5

MULTIPLE UNIT STACKING

ACCESSORY - EXTERNAL SSR POWER UNIT

The T48 is designed for close spacing of multiple units. Units can be stacked either horizontally or vertically. For vertical stacking, install the panel latch with the screws to the sides of the unit. For horizontal stacking, the panel latch screws should be at the top and bottom of the unit. The minimum spacing from center line to center line of units is 1.96” (49.8 mm). This spacing is the same for vertical or horizontal stacking.

The external SSR Power Unit is used with T48’s equipped with Logic/SSR Drive outputs to switch loads up to 240 VAC @ 45 Amps, 25°C ambient. The unit is operated by applying a low level DC control signal to the isolated input. The unit features zero cross detection circuits which reduces radiated RFI when switching load currents. With no contacts to wear out, the SSR Power Unit provides virtually limitless operational life. The unit is supplied with an integral heat sink for immediate installation.

Note: When stacking units, provide adequate panel ventilation to ensure that the maximum operating temperature range is not exceeded.

PANEL LATCH INSTALLED FOR VERTICAL UNIT STACKING

PANEL LATCH INSTALLED FOR HORIZONTAL UNIT STACKING

PANEL CUT-OUT SPACING FOR MULTIPLE UNIT STACKING. HORIZONTAL ARRANGEMENT SHOWN.

External SSR Power Unit: Part Number: RLY50000 Switched Voltage Range: 50 to 280 VAC Load Current: 45 Amps max. @ 25°C ambient temperature 35 Amps max. @ 50°C ambient temperature On State Input: 3 to 32 VDC @ 1500 W impedance. (isolated) (Use Logic/SSR drive output .) Off State Input: 0.0 to 1.0 VDC Size: 5.5” (14 cm) L x 4.75” (12 cm) W x 2.62” (6.6 cm) H

ACCESSORY - CURRENT TRANSFORMER-50A The external Current Transformer is used when specifying the T48’s equipped with the Heater Current Monitor.

ACCESSORY - CURRENT TRANSFORMER-40A The external Current Transformer is used when specifying the T48’s equipped with the Heater Current Monitor.

Current Transformers: Part Number: CT004001 Current Ratio: 40 : 0.1 (Amperes) Max Heater Current: 50 A Dielectric Strength: 1000 VAC (For 1 minute) Vibration Resistance: 50 Hz (Approx 10 G) Terminals: Solder Type Window Diameter: 0.228” (5.8 mm) Weight: 0.406 oz (11.5 g)

Part Number: CT005001 Current Ratio: 50 : 0.1 (Amperes) Operation Frequency: 50 to 400 Hz Insulation Class: 0.6 KV BIL, 10 KV full wave.VA 60 H2 Burden 2.5 Terminals: Brass studs No. 8-32 UNC with one flat washer, lockwasher, and hex nut. Window Diameter: 1.13” (28.7 mm) Weight: 8 oz (226.0g)

6

APPLICATION (Terminal assignments are model number dependent.)

PLASTICS EXTRUDER APPLICATION Several T48 controllers are employed to control the temperature of a plastics extruder. Each T48 controls a heating element and a cooling water solenoid to maintain each extruder zone at the desired temperature. The Heater Current Monitor option is used to provide a readout of the heater current. The multi-function User Input can be programmed to allow selection of manual operation when connected to common. This allows the user to hold the control output of the controller during abnormal process conditions.

OEM PAINT SPRAYER APPLICATION An OEM manufacturing spray painting equipment utilizes the T48 to maintain optimum paint temperature. In addition to the low cost, the 1/16 DIN package size permits the OEM to design “time proportioning” control into various sized painting equipment, from small hand sprayers to large paint booths. The heating element used to heat the paint is connected to the Main Control Output (OP1). Alarm 1 is programmed as Band Inside Acting, so that as long as the paint temperature is within manufacturer’s specifications for temperature, the “GO” light is on. Alarm 2 is programmed as Band Outside Acting so that the “NO GO” light is on when the paint temperature is outside the manufacturer’s specifications.

(Terminal assignments are model number dependent.)

MULTIPLE UNIT/REMOTE SETPOINT APPLICATION Whenever the master controller’s setpoint is changed, the slave controller’s

Eight T48 controllers are used in a drying oven. Each T48 controls a zone within the oven. Depending upon the material to be dried, and its initial moisture content, the drying setpoint temperature varies. A master T48 controller transmits setpoint via linear DC output. This signal is received as a remote setpoint signal by the other slave controllers.

setpoint changes automatically. The remote setpoint input at each slave controller can be scaled independently.

(Terminal assignments are model number dependent.)

7

ORDERING INFORMATION Options and Output Boards are factory configured per the part number specified. Part numbers without replacement output boards listed must be returned to the factory for output board replacement.

MODELS WITHOUT RS-485 AND LINEAR DC ANALOG OUTPUT DEDICATED MAIN CONTROL 01 OUTPUT

DEDICATED ALARM 1 A1 OUTPUT

(ALARM 2) A2 OR 02 (COOL)*

REMOTE SETPOINT INPUT

HEATER CURRENT INPUT@

18-36 VDC/24 VAC

85 TO 250 VAC

RBD48100

T4810010

T4810000

RBD48100

T4810013

T4810003

RBD48100

T4810014

T4810004

RBD48111

T4811010

T4811000

RBD48111

T4811110

T4811100

RBD48111

T4811113

T4811103

RBD48111

T4811114

T4811104

RBD48200

T4820010

T4820000

RBD48200

T4820013

T4820003

RBD48200

T4820014

T4820004

NA

T4820210

T4820200

NA

T4820213

T4820203

NA

T4820214

T4820204

RBD48211

T4821010

T4821000

RBD48211

T4821110

T4821100

RBD48211

T4821113

T4821103

Relay Relay

YES

Relay

YES

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

YES YES

Logic/SSR Logic/SSR

YES

Logic/SSR

YES

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Relay

Logic/SSR

Relay

Relay

Logic/SSR

Relay

Relay

Logic/SSR

Relay

Relay

Triac

Logic/SSR

Logic/SSR

PART NUMBERS

REPLACEMENT OUTPUT BOARD

YES YES

YES YES

RBD48211

T4821114

T4821104

NA

T4832210

T4832200

* - These part numbers have a single output, programmable as either Control (PID) or as an Alarm.

@ - These part numbers are software V4.0 or greater, and are equipped with a second setpoint. Option Boards are installed at the factory for the appropriate models. These boards are only needed for field replacement.

MODELS WITH RS-485 OR LINEAR DC ANALOG OUTPUT DEDICATED MAIN CONTROL O1 OUTPUT

MAIN CONTROL O1 OR A1 (ALARM 1) *

DEDICATED ALARM 1 A1 OUTPUT

(ALARM 2) A2 OR O2 (COOL) *

REMOTE SETPOINT INPUT @

HEATER CURRENT INPUT @

Relay

RS485 @

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

Relay

T4810012

T4810002 T481010A

YES

T4810111

T4810101

YES

T4810115

T4810105

YES

T4810116

T4810106

YES

T4810117

T4810107

YES

T4810118

T4810108

YES

T4810119

T4810109

YES

T4811012

T4811002

T4811112

T4811102

YES

T4820211

T4820201

YES

T4820215

T4820205

YES

T4820216

T4820206

YES

T4820218

T4820208

YES

T4820219

T4820209

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Logic/SSR

Relay

YES

T4821112

T4821102

YES YES YES YES

Relay

Logic/SSR

1

YES

YES

YES

2

YES YES YES YES

Relay

PART NUMBERS SECOND ANALOG OUTPUT** @ 18-36 VDC/24 VAC 85 TO 250 VAC

T481011A

YES Relay

MAIN ANALOG OUTPUT** @

YES

* - These part numbers have a single output, programmable as either Control (PID) or as an Alarm. ** - These part numbers are jumper and program selectable for either a current or voltage Linear DC output. @ - These part numbers are software V4.0 or greater, and are equipped with a second setpoint. 1 - Replacement Output Board RBD48100 may be used. 2 - Replacement Output Board RBD48111 may be used.

ACCESSORIES MODEL

DESCRIPTION

PART NUMBERS

RLY

External SSR Power Unit (for Logic/SSR output models)

RLY50000

CT

40 Ampere Current Transformer (for Heater Current Input models)

CT004001

CT

50 Ampere Current Transformer (for Heater Current Input models)

CT005001

SFT48

PC Configuration Software for Windows 3.x and 95 (3.5” disk) (for RS-485 models)

8

SFT48

CONTROL PID ANEXOS

ANEXO E:

CARACTERISTICAS DE VOLTAJE VS. TEMPERATURA DE VARIAS TERMOCUPLAS


Pág. 1

CONTROL PID ANEXOS

ANEXO F:

MODULO CONVERTIDOR DE RS-232 A RS-485


Pág. 1

BULLETIN NO. ICM4-A DRAWING NO. LP0416 REVISED 12/98

INTERNATIONAL HEADQUARTERS 20 Willow Springs Circle, York, Pa. 17402, (717) 767-6511 FAX: (717) 764-0839 Web site- http://www.redlion-controls.com E-mail- [email protected]

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MODEL ICM4 - SERIAL CONVERTER MODULE (RS232C/RS485) l

ALLOWS COMMUNICATIONS BETWEEN RS-232 CONTROL EQUIPMENT AND PRODUCTS WITH RS485 SERIAL COMMUNICATIONS

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WIDE DC INPUT POWER RANGE (+9 to 32 VDC)

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HALF DUPLEX (RS485) AND FULL DUPLEX (RS422)

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LED INDICATION FOR RXD, TXD, and POWER

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UNIVERSAL MOUNTING FOOT FOR DIN RAIL INSTALLATION

DESCRIPTION

SPECIFICATIONS

The ICM4 Serial Converter Module provides the capability of interfacing equipment with RS485 serial communications to equipment with RS-232 communications. Data format of the RS-232 and RS-485 equipment must be the same. For full duplex (RS422), the DIP switch on the side of the module must be in the RS422 position. For half duplex (RS485), the DIP switch must be in the RS485 position. In half duplex mode, the RS485 driver is enabled using the leading edge of the first character transmitted (RXD input). After the last character transmits, the converter waits one character time (at 9600 baud) to disable the RS485 driver. There are 3 LED’s that can be viewed from the front of the converter module. A green power LED indicates power is on, a red RS232 TXD LED flashes when the module is transmitting, and a green RS232 RXD LED flashes when the module is receiving. An external DC power source (+9 to 32 VDC) is required to power the ICM4. The external power source and serial communications connections are made via a 12 position removable terminal block located on the front of the module. The unit is equipped with a universal mounting foot for attachment to standard DIN style mounting rails, including top hat profile rail according to EN 50 022 - 35x7.5 and 35x15, and G profile rail according to EN 50 035 - G32.

1. POWER: +9 to 32 VDC @ 75 mA maximum. Above 26 VDC, derate max. operating temperature to 40 °C. Power supply must be Class 2 or SELV rated. 2. RS-232 VOLTAGES: Receive Data Pin: ± 30 VDC max., Mark Condition: £ 0.8 VDC Space Condition: ³ 2.4 VDC Transmit Data Pin: Mark Condition: -8 VDC (typ.) Space Condition: +8 VDC (typ.) 3. RS485 VOLTAGES: Differential Output Voltage: ± 5 VDC max. under no load Differential Input Voltage: ± 5 VDC max. Mark Condition: £ -0.2 VDC Space Condition: ³ +0.2 VDC RS485 Drive Capability: Up to 32 RS485 receivers connected in parallel. RS485 Drive Disable Time: 4 msec. max. 4. MAXIMUM CABLE LENGTH: RS-232: 50 feet RS485: 4000 feet 5. BAUD RATE: 9600 min., 19200 max. 6. ENVIRONMENTAL CONDITIONS: Operating Temperature Range: 0 to 50 °C. Derate max. operating temperature to 40°C above 26 VDC. Storage Temperature: -40 to + 75 °C Operating and Storage Humidity: 85% max.relative humidity (non-condensing) from 0 to 50 °C Altitude: Up to 2000 meters 7. CERTIFICATIONS AND COMPLIANCES: Electromagnetic Compatibility Immunity to EN 50082-2

SAFETY SUMMARY All safety related regulations, local codes and instructions that appear in the manual or on equipment must be observed to ensure personal safety and to prevent damage to either the instrument or equipment connected to it. If equipment is used in a manner not specified by the manufacturer, the protection provided by the equipment may be impaired.

DIMENSIONS “In inches (mm)”

electrostatic discharge

EN 61000-4-2

electromagnetic RF fields

EN 61000-4-3

fast transients (burst)

EN 61000-4-4

RF conducted interference

EN 61000-4-6

simulat ion of cordless t elephone

ENV50204

level 2; 4 Kv contact level 3; 8 Kv air level 3; 10 V/m 80 MHz - 1 GHz level 4; 2 Kv I/O level 3; 2 Kv power level 3; 10 V/rms 150 KHz - 80 MHz level 3; 10 V/m 900 MHz ± 5 MHz 200 Hz, 50% duty cycle

Emissions to EN 50081-1 RF interference

EN 55022

enclosure class B

Refer to EMC Installation Guidelines for additional information. 8.CONSTRUCTION: Case body is green, high impact plastic. Installation Category I, Pollution Degree 2. 9. MOUNTING: Standard DIN rail top hat (T) profile rail according to EN50022- 35 X 7.5 and 35 X 15 10. WEIGHT: 3.2 oz. (90.7 g) CAUTION: Read complete instructions prior to installation and operation of the unit.

1

EMC INSTALLATION GUIDELINES

TYPICAL RS-422 CONNECTIONS

Although this unit is designed with a high degree of immunity to ElectroMagnetic Interference (EMI), proper installation and wiring methods must be followed to ensure compatibility in each application. The type of electrical noise, source or coupling method into the unit may be different for various installations. In extremely high EMI environments, additional measures may be needed. Cable length, routing and shield termination are very important and can mean the difference between a successful or a troublesome installation. Listed below are some EMC guidelines for successful installation in an industrial environment. 1. DC power to the unit should be relatively clean and within the specified limits. Connecting power to the unit from circuits that power inductive loads that cycle on and off, such as contactors, relays, motors, etc., should be avoided. This will reduce the chance of noise spikes entering the DC power connection and affecting the unit. 2. The shield (screen) pigtail connection should be made as short as possible. The connection point for the shield depends somewhat upon the application. Listed below are the recommended methods of connecting the shield, in order of their effectiveness. a. Connect the shield only at the unit to earth ground (protective earth). b. Connect the shield to earth ground at both ends of the cable, usually when the noise source frequency is above 1 MHz. c. Connect the shield to common of the unit and leave the other end of the shield unconnected and insulated from earth ground. 3. Never run Signal cables in the same conduit or raceway with AC power lines, conductors feeding motors, solenoids, SCR controls, and heaters, etc. The cables should be run in metal conduit that is properly grounded. This is especially useful in applications where cable runs are long and portable twoway radios are used in close proximity or if the installation is near a commercial radio transmitter. 4. Signal cables within an enclosure should be routed as far away as possible from contactors, control relays, transformers, and other noisy components. 5. In extremely high EMI environments, the use of external EMI suppression devices, such as ferrite suppression cores, is effective. Install them on Signal cables as close to the unit as possible. Loop the cable through the core several times or use multiple cores on ea ch cable for additional protection. Install line filters on the power input cable to the unit to suppress power line interference. Install them near the power entry point of the enclosure. The following EMI suppression devices (or equivalent) are recommended: Ferrite Suppression Cores for signal ca bles: Fair-Rite # 0443167251 (RLC #FCOR0000) TDK # ZCAT3035-1330A Steward #28B2029-0A0 Line Filters for input power cables: Schaffner # FN610-1/07 (RLC #LFIL0000) Schaffner # FN670-1.8/07 Corcom #1VR3 Note: Reference manufacturer’s instructions when installing a line filter. 6. Long cable runs are more susceptible to EMI pickup than short cable runs. Therefore, keep cable runs as short as possible.

Notes: 1. Connect shield drain wire to earth ground. 2. Place DIP switch on the side of the ICM4 in the 422 position. 3. RS-422 polarity: Terminal “A” is negative with respect to Terminal “B” in the mark (logic 1) condition.

TYPICAL RS-485 CONNECTIONS

Notes: 1. Connect shield drain wire to earth ground. 2. Place DIP switch on the side of the ICM4 in the 485 position. 3. The transmit and receive data lines of the ICM4 should be wired together.

SIDE VIEW OF ICM4

TROUBLESHOOTING For further technical assistance, contact technical support at the appropriate company numbers listed.

ORDERING INFORMATION MODEL NO.

I CM4

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DESCRIPTION

RS232/RS485 Conver ter Module

PART NUMBER

ICM40030

Apuntes de Control Pid

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