智能PID多段曲線測控儀

一、概述

YK-90系列儀表廣泛用于需要各種升溫、保溫、降溫過程的場合。Z多可至64

段程序，每段程序時間單位可以選擇小時、分鐘、秒，具備曲線擬合、測量值啟

動等技術(shù)，處理程序曲線時可以避免出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。儀表還具有輸入、零點

和滿度修正、冷端補償、數(shù)字濾波、傳感器故障處理、通訊接口、多段折線輸入

修正、程序控制、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出等擴展功能。系列智能專家PID曲線

控制儀采用了多項先進技術(shù)，具備85～240VAC寬范圍輸入的開關(guān)電源，輸

入采用數(shù)字校正及自校準技術(shù)，測量穩(wěn)定，消除了溫漂和時漂引起的測量誤

差。儀表全面采用表面貼裝工藝，并采用多重保護和隔離設(shè)計，抗干擾能力強、

可靠性高。采用先進的專家PID調(diào)節(jié)算法，控制穩(wěn)定，無超調(diào)，具備高精度

的PID參數(shù)自整定功能。采用無跳線技術(shù)，使輸入端口具備信號輸入功

能，只需通過改變內(nèi)部參數(shù)，即可實現(xiàn)多種輸入信號（各種熱電偶、熱電阻、遠

傳壓力、mV、標準電壓/標準電流信號）之間的輕松切換。線路板經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計

及生產(chǎn)工藝不斷完善，降低了溫度漂移，提高了抗干擾性能確保產(chǎn)品在長期工作

中的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性和可靠性。采用高亮度LED數(shù)碼顯示和高分辨率光柱顯示

（比例顯示），使測量/控制值的顯示更為清晰直觀。

輸出回路均采用光電隔離, 抗干擾能力強。可帶串行通訊接口，可與各種帶串行接口的設(shè)備進行雙向通訊，組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。具備多種標準外形尺寸,能適用各種測量控制場合。整機采用卡入式結(jié)構(gòu),安裝十分簡便。

●    適用范圍

YK-901智能溫度多段控制儀是智能型、高精度的數(shù)顯溫度控制測量儀表，與溫度傳感器及變送器配接可構(gòu)成各種量程和規(guī)格的溫度測控系統(tǒng)。

功能特點

輸入功能

自動校準和人工校準功能

多重保護、隔離設(shè)計、抗干擾能力強、可靠性高

良好的軟件平臺，具備二次開發(fā)能力，以滿足特殊的功能

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

二、功能特點

輸入功能

自動校準和人工校準功能

手動/自動無擾動切換功能

可選擇適應加熱或制冷的正/反作用

控制輸出信號限幅

  采用模糊控制理論和傳統(tǒng)PID控制相結(jié)合的方式，具備高精度的自整定功能，使控制過程具有響應快、超調(diào)小、穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點，對常規(guī)PID難以控制的大純滯后對象有明

的控制效果

三、主要技術(shù)指標

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

輸入信號：·熱電偶: B、S、K、E、J、T、WRe 等

采樣周期：0.2S（10~200次/秒，用戶可選）

  顯示方式：4排四位LED數(shù)碼管顯示。

報警輸出：三限報警，報警方式為超溫、斷偶、反接，繼電器輸出觸點容量  AC220V/3A

控制輸出：⑶單相/三相可控硅過零觸發(fā)

變送輸出： 4～20mA、0～10/20mA、1～5V、0～5V/10V，精度：±0.2％FS

通訊輸出：接口方式——隔離串行雙向通訊接口RS485/RS422/RS232/Modem

        波特率——300～9600bps內(nèi)部自由設(shè)定

使用環(huán)境：溫度0～50℃  濕度：<85%RH

饋電輸出：DC24V/30mA

電    源：開關(guān)電源 85～265VAC或DC24V，功耗4W以下

 四、型號說明

五、端子接線

六、操作說明

（一）按鍵功能

●—手動打印鍵或其他特殊用途。

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

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

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

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

（二）上電自檢

按儀表的端子接線圖連接好儀表的接線，正確無誤后方可打開電源。儀表自檢后，如果

顯示――表示沒有接信號或輸入信號超量程或設(shè)置輸入信號類型錯誤。儀表采用人機對

話形式來輸入?yún)?shù)，用各種提示符來提示應輸入的數(shù)據(jù)。

（三）參數(shù)設(shè)定

     工作狀態(tài)下，上排顯示測量值，下排控制目標值。在設(shè)定狀態(tài)下，儀表上排顯示參數(shù)

提示符，下排顯示設(shè)定值。按下En鍵不動約1秒，上排顯示-cd-，下排顯示800，按▲、

▼將密碼800改為808后，再按En鍵確認，才能進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，按照順序依次設(shè)置各

個參數(shù)，設(shè)置好一個參數(shù)后按En鍵進入下一個參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。

YK-901智能程序曲線調(diào)節(jié)儀一般采用三排數(shù)碼管顯示。工作狀態(tài)時，儀表上排顯示測量

值，中間顯示控制的目標值、輸出百分比數(shù)。下排交替顯示當前工作的段數(shù)和該段剩余的

時間。儀表沒有進入控制輸出狀態(tài)運行時，下排根據(jù)狀態(tài)顯示Hold（暫停）、StoP（停止）、

-End（結(jié)束）。

如果設(shè)定過程中12秒鐘不改變參數(shù),則儀表自動返回運行。

    提示符及含義如下:

（1） Sn—設(shè)定儀表輸入信號（輸入信號選擇對照表）

（2） dot—小數(shù)點位置，范圍0～3，如dot=2，則顯示格式為XX.XX。對于熱電阻、熱電

偶等溫度信號，Z大設(shè)置為1，即顯示分辨率為0.1℃，在1000度以上自動轉(zhuǎn)換分辨率

為1℃。

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

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

（5） HA：溫度超溫繼電器報警點設(shè)定值。

（6） LA：下限繼電器報警點設(shè)定值。

（7） At—自整定開關(guān), 用▲或▼鍵設(shè)成ON則允許自整定, 設(shè)成OFF則禁止自整定, 每次

整定完后自動設(shè)成OFF, *次啟動自整定則必須設(shè)成ON, 整定過程中下排出現(xiàn)At字

樣，整定完后自動取消。

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

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

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

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

（12） oPH—限制調(diào)節(jié)量輸出Z大值，范圍為0～。

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

℃開始投入超調(diào)抑制，則Lit=5.0。

    （14） dv—超調(diào)抑制作用強度，分為0～5檔。檔位越大，抑制作用越強。抑制過大，會使

系統(tǒng)到達設(shè)定控制值的時間越長。Lit太大，即投入抑制作用太早，也會使控制時增長，

這兩個參數(shù)要配合起來調(diào)，使系統(tǒng)得到滿意的效果。

（15） CooL—正反作用選擇，選擇oFF,為反作用調(diào)節(jié)方式，指儀表輸入增大時，調(diào)節(jié)輸

出趨向減小的控制，如加熱控制；選擇oN，為正作用調(diào)節(jié)方式，指儀表輸入增大，

調(diào)節(jié)輸出趨向增大的控制，如致冷控制。

（16） OP—選擇控制輸出方式,SSr-固態(tài)繼電器/可控硅輸出、onoF-繼電器開關(guān)輸出,0～

5V、1～5V、0～10V電壓輸出，0～20mA、4～20mA，0～10mA電流輸出, 共8種常方

式。特殊要求另議, 繼電器開關(guān)控制周期為20秒,固態(tài)繼電器/可控硅控制周期為2秒。

（17） 1-Eo—*路調(diào)零校正系數(shù)范圍-99.9～99.9

（18） 2-Eo—第二路調(diào)零校正系數(shù)范圍-99.9～99.9

（19） 3-Eo—第三路調(diào)零校正系數(shù)范圍-99.9～99.9

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

（21） Lb—數(shù)字濾波參數(shù)，設(shè)置范圍為0～10，0沒有任何濾波，1只有中間值濾波，2～

10同時有取中間值濾波和二階積分濾波。Lb越大，測量值越穩(wěn)定，但響應也越慢。一

般在測值受到較大干擾時，可逐步增大Lb值。在實驗室對儀表進行計量檢定時，則應

將Lb設(shè)置為0或1以提高響應速度。

（22） Addr—通訊地址即儀表編號，范圍1～99。

（23） bAUd—通訊的波特率，范圍300～9600。

（24） HdiS—光柱顯示內(nèi)容，設(shè)為ON光柱顯示控制輸出比例，設(shè)為OFF光柱顯示測量

值對應量程的比例。例：輸入PT100，inPL=0，inPL=500，HdiS=OFF，測量值為50.0

時，光柱顯示一半。帶有光柱的儀表才有此參數(shù)。

當儀表上排顯示-End表示參數(shù)設(shè)置完畢。

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

七、PID參數(shù)的意義及作用

按偏差的比例、積分、微分控制（簡稱PID控制） 是工業(yè)過程中應用Z廣泛的一種控制

方法，P為比例增益，代表比例控制作用的強弱，與比例帶δ成倒數(shù)關(guān)系。I為積分時

間，單位為秒，d為微分時間，單位為秒。

（一）PID參數(shù)人工整定指南

⑴比例增益P的選取。由于P的大小直接影響到系統(tǒng)的超調(diào)量、過渡時間和穩(wěn)態(tài)誤差，

因此P的選取尤其重要。比例增益P 加大，系統(tǒng)動作靈敏，速度加快，但偏大，超調(diào)

量增大，振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)時間過長。若P太大，系統(tǒng)會趨向振蕩，超調(diào)較大；若P

太小，使系統(tǒng)動作緩慢，可能會欠調(diào)。

⑵積分時間I的選取。積分作用旨在消除穩(wěn)態(tài)誤差，積分時間I的大小與積分作用呈反

比關(guān)系。I太小，積分作用太強將使系統(tǒng)不穩(wěn)定，振蕩次數(shù)較多；而I太大，對系統(tǒng)性

能影響減弱，以至不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。

⑶微分時間d的選取。微分控制能夠預測偏差，產(chǎn)生超前校正作用，可以較好地改善動

態(tài)特性。但是，當d偏大或偏小時，超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間都會增加。工程上,一般選取d

＝0.1I～0.2 I。

這里舉一個使用常碰到的現(xiàn)象，以說明手動調(diào)整PID參數(shù)的規(guī)律。在整個動態(tài)過程中，

發(fā)現(xiàn)響應超調(diào)量偏小，測量值圍繞給定值小幅振蕩，調(diào)節(jié)時間長，穩(wěn)定不下來。超調(diào)量

偏小說明P偏小，小幅振蕩和不穩(wěn)定說明I偏小。可以依據(jù)PID調(diào)節(jié)規(guī)律逐漸增大P

和I， d也隨I作相應調(diào)整，逐步滿足調(diào)節(jié)要求。

由上述分析可知，三個參數(shù)的選取相互影響、相互制約，還受實際各種因素的制約，必

須根據(jù)具體運行情況和控制要求做出折衷選擇。

（二）自整定模糊PID指南

選取控制目標值的80%量為自整定的給定值，輸出為滿度輸出的80%量。例如，在加

熱控制過程中，控制目標值設(shè)為200℃，滿度輸出opH=100，控制輸出信號為4-20mA。

自整定時，以160℃作為自整定的目標值，當測量值低于160℃時，輸出為滿度輸出的

80%=16.8mA，當測量值大于160℃時，輸出為4mA。這樣，系統(tǒng)在160℃上下振蕩，

經(jīng)過2~3次振蕩后，儀表計算出參數(shù)P、I和d的值并保存，自整定結(jié)束，然后以200

℃作為目標值繼續(xù)控制。

 建議：自整定時從環(huán)境溫度開始，測量值要低于目標值的80%。如果CooL設(shè)置為

ON，應在高溫時打開自整定。

八、YK-901補充參數(shù)

YK-901智能程序曲線調(diào)節(jié)儀一般采用3排數(shù)碼管顯示。工作狀態(tài)時，儀表上排顯示測量

值，中間顯示控制的目標值、輸出百分比數(shù)。下排交替顯示當前工作的段數(shù)和該段剩余

的時間。儀表沒有進入控制輸出狀態(tài)運行時，下排根據(jù)狀態(tài)顯示Hold（暫停）、StoP

（停止）、-End（結(jié)束）。

（一）增加的按鍵功能：

▲—在自動輸出狀態(tài)下用于修改程序跳轉(zhuǎn)到某一段，此時下排顯示Ln xx，可通過▲、

▼鍵更改段數(shù)使程序跳轉(zhuǎn)到設(shè)定段，按En鍵保存。

▼—在自動輸出狀態(tài)下用于儀表的停止輸出，按該鍵2秒鐘，下排顯示StoP，則儀表

停止輸出。

●—用于啟動/暫停曲線控溫的開始與暫停（下排顯示run hold）。

（二）YK-901在YK-88基礎(chǔ)上增加了32段程序控制功能，增加的提示符及含義如下：

⑴Ln—表示有幾段控溫曲線（1～32）

⑵bt—表示控溫曲線起始溫度，一般可設(shè)為室溫。

⑶C 01—表示*段控溫曲線的溫度。

⑷T 01—表示由起始溫度到*段控溫點的時間

⑸C 02—表示第二段曲線控溫的溫度。

⑹T 02—表示由*段控溫點到第二段控溫點的時間。

······

⑺C32—表示第三十二段曲線控溫的溫度。

⑻T32—表示由第三十一段控溫點到第三十二段控溫點的時間

注：根據(jù)客戶要求增加的特殊要求：

增加參數(shù)

A-1—儀表上電輸出的電流值，單位：mA，范圍4.0～20.0。

t-1—儀表上電輸出20mA的時間，單位：秒，范圍5～300。上電經(jīng)過t-1秒

后繼電器J1常開點閉合。

A-2—儀表經(jīng)過t-1秒后輸出的電流值，單位：mA，范圍4.0～20.0。

t-2—儀表輸出A-2 mA的時間，單位：秒，范圍5～300。

八、通訊及打印說明

本儀表可另配RS232、RS485接口，直接與計算機通訊，RS485標準通訊距離1.5km，

以掛接多個儀表。RS232標準通訊距離15m，只能掛接一個儀表。RS232接口的TXD、

XD、GND分別接計算機串口的第2、3、5管腳。數(shù)據(jù)格式為1個起始位﹑8個數(shù)據(jù)位

無校驗﹑1個停止位。采用標準的MODBUS通訊協(xié)議，幾乎能和所有的組態(tài)軟件連接，

使用組態(tài)軟件時，須選用的設(shè)備為modicon（*康）的PLC，Modbus-RTU地址型，據(jù)

為整型16位，寄存器從4001或3001開始。

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

4x0001       PV           測量值（只讀）   

4x0002       SV           控制目標值（讀寫）

4x0003       HA           上限報警（讀寫）

4x0004       LA           下限報警

4x0005        P           比例增益

4x0006        I           積分時間

4x0007        d           微分時間

           ······

例：讀儀表編號為1的儀表的PV和SV值（PV=651 ，SV=1000）

發(fā)送數(shù)據(jù)為 01 03 00 00 00 02 c4 0b

返回數(shù)據(jù)為 01 03 04 02 8b 03 e8 8b 1f

其中01 是儀表地址，03是功能號，00 00是寄存器起始地址，00 02 表示讀兩個數(shù)，c4 0b是校驗碼，返回數(shù)據(jù)中8b 1f是校驗碼，02 8b對應測量值651。

寫SV=1234時，發(fā)送數(shù)據(jù) 01 06 00 01 04 d2 97

九、 質(zhì)   保

    如屬廠方制造質(zhì)量問題，在儀表出廠日起，由廠方免費修理，如果是由于保管及使用不

當而造成損壞，修理時收成本費。保修期十二個月，質(zhì)保3～5年須另注明。普通儀表十五

日可退，三十日內(nèi)可換。

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