VDI VDE 2190 Blatt 2-1976 Description and testing of continuous controllers pneumatic process controllers.pdf

1、DK 62-551.4-525: 62.004.162-50(083.132) V D I /V D E - R I C H TLI N I E N Dezember 1976VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DEUTSCHERELEKTROTECHNIKERBeschreibung und Untersuchungstetiger RegelgertePneumatische ReglerVDI/VDE 2190Blatt 2Description and testingof continuous Controllers ,Pneumatic process

2、 Controllers Inhaltlich berprft und unverndertweiterhin gltig: Februar 1999Inhalt SeiteVorwort 2Geltungsbereich 21. Reglergleichung 22. Gertemerkmale 22.1. Gertebezeichnung 22.2. Angaben ber die Eingangsgren 22.3. Angaben ber die Ausgangsgren 22.4. Hilfsenergie 22.5. Angaben ber die Kenngren und Ken

3、nwerte 32.6. Angaben ber berwachungs- und Bedienungseinrichtungen 32.7. Zulssige Bereiche der Umgebungstemperatur 32.8. Klimabestndigkeit 32.9. Baubestimmungen 42.10. Schutzart 42. 1 1 . Nennlage 42. 1 2. Mechanische Beanspruchung 43. Gertebeschreibung 43.1. Technische Unterlagen 43.2. Art und Bezei

4、chnung der Anschlsse 43.3. Typenkennzeichnung 44. Gerteuntersuchung 44.1. Nennbedingungen 54.2. Untersuchungen bei Nennbedingungen 54.3. Untersuchungen bei Abweichungen von den Nennbedingungen 134.4. Untersuchung weiterer Bestandteile des Regelgertes 164.5. Vereinfachte Untersuchung 16VDI/VDE-Gesell

5、schaft Me- und RegelungstechnikAusschu Stetige ReglerVDI/VDE -Handbuch Regelungstechnik Register Nr. 2Preisgr. 10B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-112 VDI/VDE2190 Blatt 2VorwortDie Richtlinie VDI/VDE

6、 2190 B1.2 ist eine Neufassungder Richtlinie VDI/VDE 2179 Beschreibung und Untersuchung pneumatischer Einheitsregelgerte“ vom Juni1964. Diese erste Fassung enthielt noch viele Bezeichnungen und Begriffe, die nicht mehr der Norm DIN 19 226Regelungstechnik und Steuerungstechnik, Begriffe undBenennunge

7、n“ vom Mai 1968 entsprechen. Es ist nunmehr eine eigenstndige Richtlinie VDI/VDE 2190 Bl.lBeschreibung und Untersuchung stetiger Regelgerte,Grundlagen“ entstanden. Fr die jeweiligen Reglerarten,entsprechend ihrer Hilfsenergie, sind dazu krzergefate Einzelbltter erarbeitet worden. Diese sind mehrauf

8、die praktischen Untersuchungen der Gerte zugeschnitten. So gibt es neben dem vorliegenden Bl. 2 auchein entsprechendes Bl. 3 fr die Untersuchung elektrischer Regelgerte. In vielen Abschnitten werden dieDefinitionen der Richtlinie VDI/VDE 2190 Bl.l Grundlagen“ vorausgesetzt und hier nur die Besonderh

9、eiten derUntersuchung von pneumatischen Regelgertenbeschrieben.VDI/VDE - GESELLSCHAFTMESS- UND REGELUNGSTECHNIKDiese Richtlinie wurde im wesentlichen von einem Redaktionsausschu erarbeitet, dem folgende Damen und Herren angehrten:Dipl.-Ing. O. Bauersachs Karlsruhe(Vorsitz im Redaktionsausschu)Dipl.-

10、Ing. H. Dietsch, Kln-WorringenDipl.-Ing. A. Hinz f, DsseldorfDr.-Ing. N. Jeschke, Frankfurt a.M.Dipl.-Phys. A. Schekelinski, Frankfurt-HchstFrau Dipl.-Phys. H. Schulz, StuttgartGeltungsbereichIn Anlehnung an DIN 19226 und VDI/VDE 2190 Bl.lbehandelt diese Richtlinie Regler, die unter Verwendungvon Dr

11、uckluft als Hfsenergie einen Ausgangsdruck liefern, der den Eingangsgren stetig zugeordnet ist.Bei Mewerkreglern kann die Regelgre von beliebigerphysikalischer Art sein. Als Einheitsregler werden solcheGerte bezeichnet, bei denen die Regelgre x und dieStellgren im berdruckbereich 0,2 bis 1,0 bar(Ein

12、heitsbereich) vorliegen. Arbeitspunkteinstellungenund Vorgaben fr den Wert der Fhrungsgre knnendurch pneumatische Signale im Einheitsbereich oder auchdurch Signale anderer physikalischer Art vorgenommenwerden.Im folgenden werden vorzugsweise pneumatische Einheitsregler behandelt; pneumatische Mewerk

13、regler sowiesonstige pneumatische Regelgerte knnen ebenfalls imSinne dieser Richtlinie beschrieben und untersucht werden.1. ReglergleichungDie mathematische Behandlung der Funktion von Reglern ist in VDI/VDE 2190 Bl.l ausfhrlich dargelegt.Die im folgenden verwendeten Begriffe und Bezeichnungen sttze

14、n sich auf die dort gemachten Angaben.2. Gertemerkmale2.1. GertebezeichnungDie Gertebezeichnung erfolgt gem RichtlinieVDI/VDE 2178.2.2. Angaben ber die EingangsgrenEin Regler hat mindestens zwei Eingangsgren, dieFhrungsgre w und die Regelgre jc. Die Arten undBereiche der Eingangsgren (der Regelberei

15、ch derFhrungsbereich usw.) sind anzugeben. Es ist weiterhin zu vermerken, wie weit die genannten Bereichsgrenzen berschritten werden drfen, ohne da eine bleibendeSchdigung des Regelgertes auftritt.Bezglich der Eingabe der Fhrungsgre w sind folgendeFlle zu unterscheiden:a) w wird von auen eingegeben,

16、b) w ist am Regler einstellbar, und es ist eine Einstellskala vorhanden,c) w ist am Regler einstellbar, und es ist keine Einstellskala vorhanden,d) w ist durch ein Programm vorgegeben (z.B. Zeitplanregelung).2.3. Angaben ber die AusgangsgrenDer Bereich des Ausgangsdruckes (Stellbereich) ist zunennen

17、. Es ist anzugeben, ob der Regler einer steigendenRegelgre x eine steigende oder fallende Stellgre yzuordnet. Bei steigender Stellgre spricht man blicherweise von direkter (normaler), bei fallender Stellgrevon reversierender (umkehrender) Wirkungsrichtung. Einvorhandener Umschalter ist zu kennzeichn

18、en. Es sollauch angegeben werden, welche Extremwerte der Ausgangsdruck bei bersteuerung annehmen kann.Besitzt der Regler eine Einrichtung zur unteren oderoberen Begrenzung des Stellbereiches, so sind die Grenzwerte und Y zu nennen. Fr Regler mit einerHandstelleinrichtung ist weiterhin zu sagen, ob d

19、ieBegrenzung auch im Handbetrieb wirksam ist.2.4. HilfsenergieEs wird angegeben der Nennwert des Zuluftdruckes (vorzugsweise 1 ,4 bar) sowie die Betrge, um die der tatschliche Wert nach oben bzw. unten abweichen darf, wenndie vom Hersteller angegebenen Eigenschaften nochgewhrleistet sein sollen. Wei

20、terhin sind der mittleredauernde Luftverbrauch im Beharrungszustand(Abschn. 4.2.1.4) und die maximalen Luftdurchflsse(Abschn. 4.3.2) zu nennen.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/VDE2190 Blatt 2

21、32.5. Angaben ber die Kenngren und KennwerteAm Regelgert werden im allgemeinen die Werte derKenngren der idealisierten Reglergleichung eingestellt.Diese Werte sind die Kennwerte des Regelgertes.Einen Aufschlu ber das wirkliche bertragungsverhalten kann die durch Analyse des gertetechnischen Aufbaues

22、 gewonnene reale Form der Reglergleichung ermglichen (vgl. Bl.l dieser Richtlinie).2.5.1. Angaben ber die Einsteller der KennwerteEs soll genannt werden, innerhalb welchen Bereiches dieeinzelnen Kennwerte stetig oder in Stufen einstellbar sindund ggf. welche Kennwerte unvernderbar sind.Die Einstelle

23、r fr die Kennwerte sollen mit eindeutigenBezeichnungen der Art und Dimension der jeweiligenKenngren versehen werden. Hierzu sind die Bezeichnungen bzw. Xp, bzw. Tj und bzw. zu verwenden, vorzugsweise die jewes erstgenannten. Zahlenangaben sind nach Abschn. 4.2.2 anzustreben. Ist bei denWerten von bz

24、w. keine Dimension angegeben, soliegen auf den Stell- und Regelbereich des Reglersbezogene Gren vor.Wenn die wirklich erreichten Werte einer Kenngre vonden eingestellten Werten der anderen Kenngren abhngig sind, dann sollen die Einstellpunkte der anderen Kenngren genannt werden, an denen die betrach

25、tete Skalastimmt, ggf. knnen Abhngigkeitsfaktoren oder Abhngigkeitsfunktionen angegeben werden.Der Zusammenhang der Kenngren mit der Reglergleichung und die theoretischen berlegungen zur Bestimmung der Abhngigkeitsfunktionen sind in Bl. 1 dieserRichtlinie zu finden.2.5.2. Andersartige KenngrenHat da

26、s Regelgert auer P-, I- und D-Verhalten nochandere Eigenschaften oder ist seine Reglergleichung mitder des idealisierten PID-Reglers nicht vergleichbar, sosollen die Kenngren, die die anderen Eigenschaftenbestimmen, definiert und mglichst durch Angabe derReglergleichung erlutert werden.Besitzt der R

27、egler Einrichtungen zur selbstttigen nde-mng des bertragungsverhaltens (z.B. Strukturumschal-tung), so ist deren Wirkungsweise zu beschreiben.Die metechnische Nachprfung dieser Eigenschaften sollmit Mitteln geschehen, die dem vorgesehenen Verwendungszweck angepat sind. Die Messungen sollen imSinne d

28、ieser Richtlinie durchgefhrt werden.2.6. Angaben ber berwachungs- und BedienungseinrichtungenManche Regler enthalten zustzliche Einrichtungen, diezur berwachung des Regelkreises und zum Eingreifenvon Hand durch den Bedienenden erforderlich sind.2.6.1. Anzeigeblicherweise werden angezeigt:die Eingang

29、sgre x oder die Regelabweichungdie Ausgangsgre y,die Fhrungsgre w.Die Klassengenauigkeit dieser Anzeigeinstrumente sollgenannt werden. Weiterhin soll das Verhalten der Anzeigefr X bzw. beim Abschalten der Hilfsenergie desReglers beschrieben werden.2.6.2. Hand-StelleinrichtungDie Hand-Stelleinrichtun

30、g dient dazu, den Stellwert desReglers durch einen von Hand einstellbaren Wert zuersetzen. Die Umschaltung von Reglerbetrieb auf Handbetrieb kann:a) stofrei durch Handabgleich,b) stofrei durch besondere Automatikerfolgen. Die Handhabung bzw. die Wirkungsweise derEinrichtungen sind zu beschreiben. Fr

31、 die Umschaltungvon Hand auf Regler bei x - w = 0 und umgekehrt, sinddie grten zu erwartenden nderungen der Stellgreanzugeben. Dabei sind erforderliche Handabgleiche zubeachten. Sofern die vorbergehende Abweichung grerals die bleibende ist, soll ihre Gre und die Zeit bis zurBeharrung genannt werden.

32、2.7. Zulssige Bereiche der UmgebungstemperaturWird nur ein zulssiger Temperaturbereich angegeben, sogt er fr alle drei genannten Bereiche.2.7.1. LagertemperaturbereichEs sind die Temperaturgrenzen anzugeben, innerhalbderer das nicht mit Hfsenergie versorgte Regelgertgelagert werden darf.2.7.2. Funkt

33、ionstemperaturbereichEs sind die Temperaturgrenzen anzugeben, innerhalbderer das Regelgert ohne bleibende Schdigung dauerndbetrieben werden darf.2.7.3. NenntemperaturbereichEs sind die Grenzen der Umgebungstemperatur anzugeben, innerhalb derer fr das Regelgert die vom Herstellerangegebenen Eigenscha

34、ften gewhrleistet werden.2.8. KlimabestndigkeitAngaben ber zulssige Klimate sind sinngem nachTabelle Orientierende bersicht ber Klimate und derenDaten“ der DIN 40040 zu machen. Es wird auch aufRichtlinie VDI/VDE 3540 B1.2 Zuverlssigkeit vonMe-, Steuer- und Regelgerten; Klimaklassen fr Gerteund Zubeh

35、r“ verwiesen. Werden keine Angaben ber dieKlimafestigkeit gemacht, so bedeutet dies, da die Gertenur fr trockene Rume und Auenrume der gemigten Zone verwendbar sind.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-

36、114 VDI/VDE2190 Blatt 22.9. BaubestimmungenDie bei der Auslegung eines Reglers angewendeten Baubestimmungen sind aufzufhren.2.10. SchutzartDie Schutzart gegen das Eindringen von Fremdkrpern,Staub und Wasser und ggf. gegen das Berhren von stromfhrenden Teen ist nach DIN 40050 anzugeben.Falls das Rege

37、lgert elektrische oder elektronische Bauteile enthlt und in explosionsgefhrdeten Rumen verwendet werden darf, oder wenn seine Eingangs- bzw.Ausgangsleitungen dorthin fhren, sind die zugehrigenSchutzarten nach VDE 0170 und VDE 0171 und dieZulassung durch die zustndige Stelle anzugeben.2.11. NennlageH

38、at der Regler bevorzugte Einbaulagen, so sind diese alsNennlagen anzugeben.2.12. Mechanische BeanspruchungAuf Grund der Untersuchungen in Abschn. 4.3.7 knnenAngaben ber das Verhalten des Gertes infolge Einwirkung mechanischer Gren von auen ber Resonanzstellen und mechanische Festigkeit gemacht werde

39、n. Eskann auch durch Beurteilung der konstruktiven Merkmaleeine qualitative Abschtzung der Empfindlichkeit gegenErschtterung und Sto angegeben werden.3. Gertebeschreibung3.1. Technische UnterlagenZu jedem Regelgert gehren schriftliche Unterlagen, indenen erlutert werden sollen:Technische Daten : Hie

40、r sollen mindestens die in dieserRichtlinie geforderten Angaben nachAbschn. 2 (auch Abmessungen undGewicht) sowie die Abhngigkeitvon den wichtigen Einflugren,z.B. Temperatur, angegeben werden.Wirkungsweise: Funktionsbeschreibung, SignalfluplanAufbau: Anordnung der BaugruppenMontage: Lage der Befesti

41、gungen undAnschlsse, MabildBedienung:Wartung:Reparatur:ErsatzteillisteZubehrInbetriebnahme, Einstellung derKennwerte usw. Angaben ber dieBetriebsbereitschaft s. Bl.l,Abschn. 3.3Aufwand bei Dauerbetrieb und nachlngerer StillsetzungHinweise fr Fehlersuche, dafr notwendiges Schaltbild mit Angabender We

42、rte fr Bauteile und Druckwerte bzw. Durchflsse3.2. Art und Bezeichnung der AnschlsseDie Art und die Abmessungen der Anschlsse sind anzugeben. Die Anschlsse sind zu bezeichnen. Die Bedeutungder Zeichen ist mglichst am Gert, auf jeden Fall aber inder Gertebeschreibung zu erlutern. Die Anschlsse frdie

43、Hilfsenergie mssen klar erkennbar sein.Fr pneumatische Regler werden fr die wichtigstenAnschlsse folgende Bezeichnungen empfohlen:Anschluleitung der Regelgre xAnschluleitung der Fhrungsgre wAnschluleitung der Stellgre yAnschluleitung der Rckfhrung RAnschluleitung der Zuluft ZWeitere Anschlsse sollen

44、 sinngem mit groen Buchstaben bezeichnet werden, mehrere funktionsmig gleichartige sollen durch Indizes unterschieden werden (z.B.Schaltimpuls S, weitere Eingnge 2 oder auchAutomatik-, y Handsteuerung).3.3. TypenkennzeichnungIn der Typenkennzeichnung wird die Bezeichnung desGertes gem Abschn. 2.1 an

45、gegeben. Sie sollte fernerausreichende Angaben ber die Daten und den Verwendungsbereich enthalten. Die Typenkennzeichnung soll inForm eines Typenschildes, Tabelle 1, fest auf dem Gertangebracht sein. Ist dieses wegen der Kleinheit desGertes nicht mglich, so kann das Gert auch durch eineKurzbezeichnu

46、ng eindeutig gekennzeichnet werden. DieTypenkennzeichnung mu dann dem Gert beiliegen.Tafel 1. Beispiel eines TypenschildesPNEUMATISCHER PID-REGLERZuluftdruck: 1 ,4 barSignalbereich: 0,2- 1,0 barSchutzart: IP44Einbaulage: j_Hersteller: Typ: PER 3363Fabr. Nr. 75/12-4334. GerteuntersuchungDie Eigenscha

47、ften eines Reglers ergeben sich aus demZusammenwirken vieler Gren (Eingangs- und Ausgangsgren, Kenngren, Strgren durch Umweltbedingungen u.a.). Zur Untersuchung wird im allgemeinen nureine Gre gendert und die Auswirkung dieser nderung beobachtet. Messungen einer Eigenschaft knnenbei weiteren Werten

48、der brigen Gren wiederholt werden. Die gleichzeitige nderung mehrerer Einflugrenmu durch geeignete Meanordnungen vermiedenwerden.Die zu den folgenden Untersuchungen verwendeten Megerte sollen mindestens viermal genauer bzw. schnellersein, als der kleinste nachzuweisende Einflu bzw. derkleinste nachzuweisende Zeitwert.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/VDE 2190 Blatt 2 54.1. Nennbeding