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日本岛电FP93可编程PID调节器中文操作说明
FP93可分为六个窗口群,每个窗口群的第一个窗口用星号代表，全部的子窗口和用虚线表示的选件子窗口共95个。每个窗口采用了编号,例如传感器量程选FP93是日本岛电公司高性能的0.3级可编程PID调节器，它功能完善，性择窗口[5-5],表示第5窗口群的第5号窗口。进入子窗口，按增减键修改参能优良、设计细腻。具有自由输入，四位超大高亮的字符显示，众多的状态指数时，面板SV窗口的小数点闪动，按ENT键确认修改后，小数点灭。 示。可带4组曲线最大40段可编程，六组专家PID参数，更高级的区域PID算三．简单加热系统定值调节的快速入门设置例
法。带手动、停电和故障保护、模拟变送、通讯接口、两路时标输出，I/O接1． 定值设置例：仪表选用FP93-8P-90-N1000, K型热偶0.0～800.0℃输入,P
口包括4组DI外部开关、3路继电器和4路OC扩展门共16种和事件。 型输出接固态继电器。设定温度为600.0℃,EV1上限绝对值报警值 650.0℃,EV2下限绝对值报警值550℃, EV2的报警为上电抑制。
首先按面板RUN/RST（运行/复位键），使仪表进入复位，面板RUN运行灯灭，一． 仪表的显示面板和功能键 确定键和窗口是不被锁定或被转移到外部操作，参照中文流程图设置： 在[5-5]窗口,将传感器量程代码设定为:05(K型热偶0.0～800.0℃) 。 CONTROLLER1)在[5-6]窗口,选择传感器量程的单位C（0.0～800.0℃） 。 2)在[5-12]窗口,将调节输出极性设为:rA 反作用（加热）。 3)在[5-13]窗口,将调节输出的时间比例周期设为:2秒。 4)在[3-1]窗口，设置为ON，定值方式。
5)在[3-2]或[0-0]窗口,按增、减键将SV值设为600.0℃,按ENT键确认。 6)在[5-19]窗口, 将EV1报警方式设为:上限绝对值(HA)。 7)在[5-22]窗口, 将EV2报警方式设为:下限绝对值(LA)。
8)根据要求，在[5-24]窗口,设置下限报警应具有上电抑制功能,设为:2。 10）在[3-4]窗口, 设EV1报警值:650.0℃;在[3-5]设EV2报警值:550.0℃。 11）在[3-3]窗口，选择PID参数号1 注：0或1等同于1号PID 参数
12）接输出，在[0-0]窗口按住RUN键3秒钟，面板RUN灯闪烁，启动运行。 13）在[0-7]自整定窗口，按增/减键将OFF改为ON，按ENT键启动自整定，AT 灯亮。当炉温到达设定值时, AT灯闪烁。经三，两个周期振荡,AT灯灭,自整定 完成。基本的设置和调整结束，可进行定值FIX的调节了。 四． 用户的基本设置窗口
基本窗口 [0-0]窗口 1) 传感器类型和范围/单位 [5-5]/[5-6]窗口 2) 调节输出正/反作用 [5-12]窗口 3）SSR(P型)和继电器接点(Y型)的输出比例周期 [5-13]窗口 4）PID参数，调节输出限幅和抗超调系数 [4-0]～[4-8]窗口 5）PID参数的自整定AT执行 [0-7]窗口 6）定值控制FIX和程序控制PROG选择 [3-1]窗口
1.传感器类型和测量范围
此窗口需首先设置,一旦更改将清除其它与量程有关的参数,例如设定值SV 输入类型的设定：(参照流程图上的量程代码表，在[5-5] “RANG”窗口,按增/ 减键选择传感器类型和测量范围代码), 按确认键(ENT)确认。此外，可在[5-6] 窗口选择温度测量的摄氏(℃)或华氏(℉)的单位。
注：铂电阻Pt100或JPt100(旧国标BA2)的标准区别。 二．操作流程图说明 直流输入的可编显示量程：在[5-9]窗口选择直流信号的小数点位置(DP):XXXX、 XXX.X、XX.XX、X.XXX；[5-8][5-7]设置直流信号显示范围的上、下限值:-1999～ 9999，最大间隔10～5000。由此定义了直流信号的工程显示量程。例如：４～ ２０ｍＡ表示为０～１００．０兆帕的压力量程． 2.调节输出正/反作用
在[5-12]“ACT”窗口,选择调节输出反作用(加热)或正作用(致冷)。
反作用(RA):PV测量值与SV设定值的正偏差越大,调节输出越小(加热系统)。 正作用(DA):PV测量值与SV设定值的正偏差越大,调节输出越大(致冷系统)。 ３．SSR(P型)和继电器接点(Y型)的输出比例周期:在[5-13]窗口设置Out的输 出比例周期。在比例周期内, 占空比脉宽调节输出正比于PID运算,用于交流过 零调功。P型输出比例周期一般选２～１２秒（出厂值3秒）。继电器接点(Y 型)输出比例周期一般选20～30秒（出厂值30秒）。周期短调节变化快,适合小惯性系统；惯性大的周期可选长些。负载电流大于300A时,可配功率扩展板
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触发晶闸管。还可配置先进的TAC10 I/P周波控制器，具有节能、不打表针，调节精度高和提高电源功率因数的优点。 ４．系统PID参数组 1）6组PID参数:比例P，积分I和微分D参数是决定系统调节品质的重要参数，提供了0-6号的6组PID参数（0或1都代表1号），以对号入座的配制在定值或曲线控制中。定值方式时，仅能在[3-3]窗口，选择1个PID号码。程序方式，一组曲线最多可选择6个。
2)6组调节输出限幅：每个PID号码都有对应的一组输出限幅参数，分别在[4-7] [4-8]窗口设定下限-1-
O-L(0～99%)和上限O-H(1～100%)。例如: O-L设 20％和O-H 设80％,对应0～10V和4～20mA分别是2～8V和7.2～ 16.8mA。适用于限定阀门开度,避开如线性阀的非线性区,伺服动作范围、减小加热功率以及对特殊加热元件某升温段的功率限制等。限幅虽能减小超调,如果因调节量不足将影响调节速度造成欠调(如长时间温度不能到达)。对反作用的加热,会因下限维持输出造成连续超调,一般不设下限(保持0.0％)。
同上，在该PID参数窗口群中设其它5组PID号对应的调节输出限幅。 3）6组抗超调系数：每个PID号码都有对应的一组抗超调SF系数
图一：有超调、振荡 无超调、无振荡 欠调，过渡时间长
在[4-6]窗口，设置第1组PID参数的超调抑制系数SF。调整SF可使被控对象到达目标设定值的过渡过程最平稳。其原理是提前进入比例调节,延迟进行积分调节(克服积分饱和)。SF对过渡过程的影响见图--，理论上,到达新设定值，过快的调节速度,容易产生振荡,而中间图的效果较为理想。可根据工艺时间和允许超调量,现场具体选择超调抑制系数SF(0～1.00)，SF = 0为常规PID; SF = 1超调抑制作用强，速度慢；SF = 0.4为出厂值， 建议 初次采用。 同上，在该PID参数窗口群中设其它5组PID参数的SF。 4）PID参数的自整定AT执行:
专家系统的办法是利用自整定功能，自动找到系统最佳的PID参数。在定值控制或程序控制运行状态时, 在[0-7]窗口,可执行自整定AT:执行（on）或停止（off）。如图示的AT自整定起动on后, AT灯亮闪烁，在PV测量值到达SV设定值后，AT灯常亮，产生对系统的二、三次扰动。根据超调振荡的大小和恢复的周期,自动算出系统的PID参数。整定完成,AT灯灭,系统恢复正常控制。 在曲线运行时，对于选择多组PID号的需反复起动AT的自整定。 自整定在下述的情况下被禁止: SV a.手动状态时不执行 b.P=OFF、位式调节时不执行 c.PV测量值超量程时不执行
d.第3种锁定方式
AT启动AT结束te.调节器处于复位状态
自整定示意图自整定执行时，其它操作被禁止 PID参数手动调整:（初学跳过） .
FP93为用户提供了6组PID参数。可在[4-1]～[4-8] PID窗口群中观察或手动修改自整定后的参数。对于滞后和变频控制等特殊系统, 若反复整定效果不理想,可手动修改PID参数。
A.当到达稳态前超调过大,如对到达稳态时间要求不高,可增大比例克服超调。 B.如要加快到达稳态的时间,而允许少量超调时,可适当减小比例带。
C.当测量值在设定值上下缓慢波动时,可适当增加积分时间或增大比例带。 D.当测量值在设定值上下频繁波动时,可适当减小微分时间。 5．PID算法外的其他方式:
手动更改PID参数设定窗口时，有下述的调节方式： 位式调节:
当[4-1]窗口设置P=OFF时,[4-3][4-4]的积分和微分窗口被取消,出现[4-2]“DF”位式灵敏度调整(初值为20),用于调整动作宽度,例如:0～1000℃量程,设定500℃,灵敏度30℃,“Y”型继电器接点在500±15℃间通断，继电器接点在515℃时关断,在低于485℃时吸合。 此外[4-3]I=OFF时为比例微分PD调节
[4-4]D=OFF时为比例积分PI调节 I=OFF和D=OFF时为纯比例P调节 五．程序控制方式
一组曲线的设定以及相关参数的示意图
1.设置顺序（初次设置时带星号的可跳过） ⑴ 设定曲线的分组格式[5-1] ⑵确定程序运行的时间单位[5-2] 进入曲线的设定
⑶设定曲线的步（段）数[1-2]
⑷设定曲线执行次数[1-14] （不设置为1，为单次运行） ⑸设定曲线运行中的报警点[1-11][1-12][1-13] ⑹设定曲线的伺服起动[1-15] ⑺曲线的确保平台[1-16] ⑻曲线的时标[1-3]～[1-10] ⑼曲线的掉电保护方式[5-3] ⑽超量程故障的保护方式[5-4] 循环完成的设置
⑾第一步的起始值[1-1]
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⑿每步的目标值[2-1]
⒀按号选择的PID参数[2-3] 调试过程
⒁选择程序方式[3-1] ⒂选择曲线入口[0-0] ⒃运行程序[0-0]
⒄据选择的PID号的数量，反复起动自整定[0-7] 2.设置说明：
1）由工艺要求设定曲线的分组格式和时间单位：
参照图示的一组曲线示意，曲线是由步（段）组成的，在[5-1]窗口，可选择 1：1组曲线 40步 2：2组曲线 20步/组 2：4组曲线 10步/组的格式。仅有曲线的小循环，曲线和曲线间不能链接，40段已足够满足了绝大多数的应用。 在[5-2] 窗口，选每步最大的执行时间，HM：99小时59分；MS：99分59秒 2)运行曲线中的PID号的选择
一组曲线可利用6组PID号,一般可按低温-中温-高温区选三个号。在曲线的设置中，不选PID号，将被自动默认1号PID。更便利的办法是区域PID。 3）运行曲线的PID参数自整定
一组曲线用了几组PID号，就需要反复起动几次自整定[0-7]。运行程序和起动自整定后，当测量PV值到达平台步的SV设定值后，自整定才开始，整定的是平台的PID参数，AT整定完成,AT灯灭。其后需再次起动自整定，得到下个平台的PID参数。PID号相同的，取最后一次的整定结果。
在曲线斜率运行中，需进入程序的保持状态，才能进行自整定。可利用程序的跳步，缩短整条曲线的整定时间；也可已利用定值或某设定点的整定结果，在 PID号的参数窗口群中，手动填写修改其它PID号的参数。
4）程序复位时，可修改全部参数；程序运行时，仅初始化参数不能被修改。可方便地修改PID参数、运行目标、运行时间等参数。
5）提高系统的调节品质的方法：根据自整定效果，可手动修改整定后的PID参数；对应PID号，调整与低温-中温-高温区加热功率匹配的输出限制；改变 SF系数减小超调；为减小平台的超调，甚至可增加一步曲线或加长运行时间。 3．程序例
某加热系统,仪表选用FP93-1P-90-P1000, K型热偶0.0～800.0℃输入,P型输出接固态继电器。4组程序曲线设置，每组曲线10步，程序要求掉电保护，超量程故障出现，以“复位”方式停止。起始设定温度为20.0℃,第1组曲线：时间单位：分钟。 第N步 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 步目标值 40 40 60 60 80 80 180 180 400 400 运行时间 10 10 20 20 30 30 40 40 80 80 PID号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 EV1上限绝对值报警值450.0℃,设置步骤如下: 1）～4）项的设定与定值方式相同
5）在[3-1]窗口，设置为OFF，程序控制方式。
6）在[5-1]窗口,按增减键设置为4（4组曲线，每组10步）按ENT键确认。 7）在[5-2]窗口, 将时间单位设为MS（分钟）。 8）在[5-3]窗口, 将程序掉电保护设为ON。
9）在[5-4]窗口, 将超量程故障方式设为超量程RST，程序停止,输出为0。 10）在[1-1]窗口，第1组曲线的第1步的起始值设为20.0℃,按ENT键确认。 11）在[2-1]窗口，将第1步的目标值设为40.0℃,按ENT键确认。
12）在[2-2]窗口，第1步的运行时间设为10.00分钟。按ENT 键确认。 13）在[2-3]窗口，设置对应的PID号为1，按ENT键确认。
14）在[2-1A]窗口—[2-3I]窗口，重复11）- 13）操作，设置完成曲线。
参照10）--14）的步骤设置其它3组曲线。
15）在[5-19]窗口, 将EV1报警方式设为:上限绝对值(HA)。 16）在[1-11]窗口, 设EV1报警值:450.0℃。
17）在[0-0]窗口, 选择要运行的曲线号。
18）系统成闭环，在[0-0]按RUN/RST键3秒钟后，程序运行，面板RUN灯亮 19）在[0-7]AT自整定窗口，按增/减键将OFF改为ON状态后，按ENT键确认启动自整定，AT灯闪烁。AT全亮，AT开始，AT结束，AT灯灭。 4.程序的显示/执行功能窗口:
[0-0]按RUN键3秒钟后，程序运行；再按3秒钟后复位，面板RUN灯灭。此外，外部输入的DI1开关与面板RUN键功能等效。 [0-2]窗口,程序运行步的剩余时间 [0-3]窗口,当前曲线的执行次数 [0-4]窗口,当前曲线执行的PID号
[0-5]窗口”HLD”改为ON,程序从当前步进入保持状态.改OFF后,程序继续运行. [0-6]窗口”ADV”改为ON,强制跳入下一步运行。跳步后显示OFF，可继续跳步。
保持、跳步如果被转移到外部开关上，将无该窗口的功能！ 5．设定曲线的伺服起动 如果是必要的 在[1-15] 设定曲线的伺服起动为ON，程序第一步的起始值等于实际测量值（残余炉温），而不是程序第一步的起始设定值，从而节约了能源。 6．确保曲线的平台 如果是必要的
-2- 满足精密工艺要求，确保平台保温区的热处理时间是重要的。在[1-16] 设定
确保的偏差值1-999数字后，当曲线设定值已到达平台，由于系统的滞后等原因，造成实际测量值大于容许偏差值，程序将被自动延时，直到测量值小于容许偏差后才能进入曲线的平台。
7．曲线运行中的掉电保护 如果是必要的
[5-3]设定ON，运行程序掉电、再次上电后从断点处继续运行;设OFF被复位。 8. 曲线运行中超量程、断偶故障的保护 如果是必要的
[5-4] 设HLD程序被保持，故障消除后继续运行；设RUN程序继续运行；设RST程序被复位。超量程故障时，调节输出为零。
9．区域PID-自适应不同SV设定值、自动选择PID参数的方式
在[4-11]窗口ZONE初始值为OFF时为独立PID参数控制，每个程序步可选择和使用对应的PID号。当[4-11]窗口设为ON时进入了区域PID方式，此时，曲线运行步的PID号的被禁止。
对于低温-中温-高温区加热系统，相同区域（Zone）PID的参数是近似的（包括输出功率限制和超调系数）。可根据设定值划分三个区域，并利用了1（0）、2、3的PID号码。在[4-12]窗口，当设定值<区域1的SP1划分值时，自动选择PID 1号，与2，3号PID对应分别是[4-13]和[4-14]的SP2和SP3的划分值。当设定值SV处于某PID号的区域值时,该PID号自动被使用；当设定值SV小于的区域值区域回差以下时,自动切换到下一区域PID号。多组PID号的区域值相同, 最小的PID号优先。
[4-15]窗口的区域回差(Zone的HYS),决定区域PID号间切换的动作灵敏度，是避免临界间频繁动作的调整参数。初值是20。 .
六.事件和报警设置 17 18 19 20 FP93提供了EV1～EV3三个事件继电器，在[5-19][5-22][5-25]事件方式窗口可选择16事件，设置NON为取消。注：通过DO选件,可扩展成7组继电器。 1．报警事件说明：
绝对值报警:报警值固定,不随设定值改变。
偏差值报警:报警值与设定值保持固定偏差值，跟随设定值改变。
SO超量程报警：测量PV值超过上下限量程范围±10%报警，调节输出为零。 设定报警值:定值控制方式在[3-4][3-5][3-6]窗口设定；程序方式在[1-11][1-12][1-13]窗口设定报警继电器的实际报警值或偏差值。
报警的回差:在[5-20][5-23][5-26]分别设报警的回差值。参见上图矩形窗口,回差(动作灵敏度)是避免报警误动作和频繁动作的调整参数。进入报警区时,报警动作；直到退出回差区,报警才解除。例如: 500℃上限绝对值报警，回差3℃。当测量值PV超过500℃时，报警动作；PV值降至小于497℃时才解除。
报警的上电抑制和非抑制：在[5-21][5-24][5-27]设置报警的4种抑制方式。 1：无抑制，只要处于报警区内,就会产生报警。
2：报警抑制。初次上电,禁止首次报警,只有测量值再次进入报警区,报警才动作。造成例如:不希望下限报警继电器首次上电动作,错误地切断系统电源。 3：初次上电状态或改变设定值时报警被抑制。
4：正常报警运行状态时无抑制，正常报警；超量程时抑制。 2．报警以外的其它事件
Hld程序保持：程序保持状态时动作。 GUA:程序确保平台状态时动作。
TMS1：第1时标输出，在[1-3][1-4][1-5][1-6]窗口设置（详见编程标输出） TMS2：第2时标输出，在[1-7][1-8][1-9][1-10]窗口设置。同上。 RUN：程序运行时吸合，程序结束时断开
STPS：程序运行过程中每跳一步吸合1秒。 RUN、 STPS、ENDS脉冲ENDS：程序结束时吸合1秒钟。 波形参见参照五.一组FIX：定值控制方式时吸合。 曲线示意图 NON：无定义/取消指定。 七．可编程时标输出（TMS1和TMS2）
FP93提供了2组可编程的时标，并可定义到事件或DO的输出上,在一组曲线运行中，仅能调用一次。时标输出可用于辅助控制。时标设置由四步组成： 在[1-3]窗口设置时标TMS1的开始步。OFF时取消时标。
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在[1-4]窗口设置时标TMS1以开始步为基准的起始时间。 在[1-5]窗口设置时标TMS1的结束步。
在[1-6]窗口设置时标以结束步为基准TMS1的OFF结束时间。 按相同办法在[1-7] ～[1-10]窗口设置时标TMS2。
1）在程序运行的HLD保持和GUA确保平台产生时，时标将被自动延时。
2） 只设置开始步和ON时间,而结束步设OFF,时标ON输出一直到程序结束。 3） 时标的OFF结束时间超过程序的结束时间，程序结束时标停止。 八．DI/DO外部输入和输出开关
1． DI四个外部无电压接点输入-复杂的键操作被简化了:
DI1开关被固定为程序运行和复位开关(非自锁点动开关输入)。按一次仪表进入“运行”状态,再按一次,仪表进入“复位”。完全和面板RUN键功能等效，功能不冲突。
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在[5-16]～[5-18]窗口设置其它三个外部开关(DI2、DI3、DI4): NON: 无定义/取消指定
HLD: “程序保持”开关。开关闭合后,程序进入“保持”状态；开关打开,“保持”状态取消,程序继续运行。
ADV: 非自锁点动“跳步”开关输入。按一次程序强制跳到下一步。
FIX： “定值”开关闭合，进入定值控制状态；开关断开，进入程序状态。 SPT2: 用DI4（权2）和DI3（权1）组成 2位编码选择程序组号。
SPT3: 用DI4（权4），DI3（权2）和DI2（权1）组成 3位拨码选择组号。 SPT2和SPT3可采用KXA-1型（拨码开关装在控制箱上，应用十分方便）。
1
以上功能一经设定将取代相应机内键操作功能（DI1除外），例如DI2选中保持HLD功能, [0-5]窗口HLD键操作被禁止，可重设NON取消指定。 2．（选件）FP93的4个OC门外部端子输出（DO）:
OC门输出，需外配电源扩展。南岸普力提供TK4型四路继电器的扩展单元 在[5-28] ～[5-31]窗口分别设置DO1 ～DO4的10个状态输出。 JDO1-1DO 1 继电器
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-
COM NON：无定义。
SO超量程报警：测量PV值超过上下限量程范围±10%报警，调节输出为零。 Hld程序保持：程序保持状态时动作。 GUAT:程序确保平台状态时动作。 TMS1：第1时标输出。 RUN、 STPS、ENDS脉冲TMS2：第2时标输出。 波形参见参照五.一组RUN：程序运行时吸合，程序结束时断开 曲线示意图 STPS：程序运行过程中每跳一步吸合1秒。 ENDS：程序结束时吸合1秒钟。 -3- FIX：定值控制方式时吸合。
九.其他功能
１．调节输出的手动/自动间的无扰动切换。
定值运行（RUN状态灯亮）和程序运行（RUN状态灯闪烁）时，在[0-1]窗口按住ENT键3秒，面板MAN灯闪烁。按增减键改变调节输出百分比（程序运行时间不变）。再次按住ENT键3秒，手动切换为自动，面板MAN灯灭。 ２．测量值显示补偿和滤波时间常数(初学者可跳过此项)
测量值显示补偿：传感器经标定后的线性误差和因安放位置引起的测量误差，可在[5-10]窗口“PV-b”设置正负偏移量作为测量值PV的显示补偿。范围: -1999～2000个数字,出厂值为(0)。 请不要随便设定,避免造成测量误差。 滤波时间常数：在[5-11]设置测量值PV的一阶数字滤波时间常数。范围:1～100秒,出厂值O，无滤波。数值越大,滤波越强,但影响测量速度。具体值现场确定。请不要随便设定避免影响系统的调节速度。
3．设定值的限制：在[5-14][5-15]]窗口内可进一步设置SV设定值的下限和上限(SV _L、SV _H),用于限制用户的设定范围。例如:测量范围0.0～800.0℃, SV的上、下限设定为:200.0℃、600.0℃，以避免脱离工艺要求的设置。 请不要随便设定避免影响设定值的范围。 十．选件功能 1．模拟变送输出
FP93提供了一组隔离模拟变送输出,用于记录仪、串级控制等。在[5-32]窗口分别选择模拟变送类型:PV(测量值)、SV(设定值)、OUT（调节输出）。在[5-33][5-34]窗口可设定变送的上、下限，用于记录仪的满度或调零。当模拟变送的下限大于上限设定时，为反刻度变送。
2.数字通信(选件，详见通讯学习软件) 1).FP93的数字通讯接口
通常RS485通讯距离在500米,RS232通讯距离在15米。利用地址号区分技术,在同一通讯线路上可控制99台SR90仪表包括其它岛电仪表的通讯。
FP93中文操作说明
