atpv

Навчальні матеріали з автоматизації технологічних процесів та виробництв, розроблені спільнотою

<- До підрозділу

Конфігурування PID регулятора в EcoStruxure Machine Expert Basic: практична частина

Мета: навчитися створювати програми користувача з ПІД-регуляторами.

Необхідне програмне забезпечення. EcoStruxure Machine Expert Basic

Порядок виконання роботи

1. Створення нового проекту

УВАГА! Дану частину роботи неможливо перевірити в симуляторі ПЛК, оскільки він не підтримує роботу PID-регулятора. Тому в даній частині виконується лише конфігурація без перевірки працездатності.

  • Створіть новий проект в Machine Expert Basic. У якості процесорного модуля оберіть TM221CE24R.

Рис. 9.1. Конфігурація ПЛК

2. Постановка завдання для прикладу

  • Познайомтеся з постановкою задачі, яка наведена нижче

В змінній %MW10 зберігається значення з датчика рівня з вихідним уніфікованим сигналом 0-10V, діапазон в ПЛК 0-10000. В змінній %MW20 зберігається значення керування електричним приводом клапана з уніфікованим сигналом керування 0-10V, діапазон в ПЛК 0-10000, за допомогою якого необхідно підтримувати заданий рівень в ємності (рис.9.2)

Рис. 9.2 Функціональна схема об’єкта керування

Для розв’язання поставленої задачі скористаємось одним з ПІД регуляторів ПЛК М221.

3. Налаштування типу PID регулятора

  • Для виконання конфігурації PID регуляторів необхідно перейти в розділ Programming > Tools > Software Objects > PID (рис. 9.3)

Рис. 9.3 Конфігурування PID регуляторів

  • У вікні PID propertis можна побачити перелік PID регуляторів, доступних для обраної моделі ПЛК.

  • Виконайте конфігурацію регулятора PID 0. Для цього необхідно натиснути на кнопку з трьома крапками навпроти регулятора PID 0 в колонці Configuration (рис 9.3).

Відкриється вікно налаштування PID регулятора PID 0 Assistent (рис. 9.4).

Рис. 9.4 Вікно конфігурації PID Assistent

Вкладка General дозволяє обрати тип регулятора з переліку (рис.9.5):

Рис. 9.5. Вибір типу регулятора

  • Ознайомтеся з типами регуляторів:
    • Not Configured - регулятор не сконфігуровано, в програмі не використовується
    • PID - Звичайний режим роботи PID-регулятора, активний за замовчуванням, коли PID-регулятор запускається.
    • AT + PID - У цьому режимі активується функція автоматичної настройки при запуску PID-регулятора. Після виконання автонастройки регулятор починає працювати як звичайний PID.
    • AT - Режим автонастройки - У цьому режимі активується функція автоматичної настройки при запуску PID-регулятора. Після виконання автонастройки регулятор зупиняється.
    • Word Adress - Динамічний режим роботи, при якому необхідний режим роботи можна змінити програмним шляхом, змінюючи значення змінної Word Adress
  • Оберіть режим PID

4. Налаштування входів регулятора

Вкладка Input дозволяє провести налаштування входів PID-регулятора

  • Перейдіть у вкладку Input. Ознайомтеся з її змістом.

  • У зоні Measure, вказується змінна, що відповідає за поточне значення вимірюваної величини. Вкажіть змінну %MW10.

  • Зона Conversion дозволяє провести масштабування значення вимірюваної величини у більш зручний вигляд. Вкажіть 0-100%, що буде значити масштабування рівня з діапазону 0-10000 у вказаний діапазон у %.

  • Зона Filter дозволяє провести цифрове фільтрування вимірювальної величини. Залиште без змін.

  • Зона Alarms дозволяє провести налаштування тривог, про вихід регульованого параметру за допустимі межі. Залиште без змін.

Таким чином налаштування матиме вигляд як на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Налаштування входів PID-регулятора

5. Налаштування параметрів регулятора

У вкладці PID проводиться конфігурація основних параметрів регулятора.

  • Перейдіть у вкладку PID. Подивіться та змініть налаштування, як вказано нижче.

  • Зона Setpoint - відповідає за задане значення регульованої змінної. Тут можна записати як константу (наприклад 50), так і адресу змінної (наприклад %MW50) - для можливості зміни заданого значення програмно під час роботи на виробництві. У якості завдання вкажіть адресу змінної %MW50

  • Зона Corrector type - дозволяє обрати режим роботи регулятора ПІ чи ПІД. Вкажіть режим ПІ.

  • Parametrs - параметри налаштування ПІД-регулятора. Дозволяється записувати як константи, так і адреси змінних для програмної зміни під час роботи. Наступні параметри:
    • Кр - коефіцієнт пропорційності, вкажіть 10, що буде значити 0,1
    • Ті - час інтегрування, вкажіть 200, що буде значити 20 с
    • Тd - час диференціювання
  • Sampling period - частота викликів PID-регулятора. Вона повинна бути від 1 (0,01 с) до 10000 (100 с). Вкажіть 1.

Таким чином налаштування матиме вигляд як на рис. 9.7.

Рис. 9.7. Налаштування параметрів PID-регулятора

6. Налаштування виходу регулятора

У вкладці Output проводиться конфігурація виходу регулятора:

  • Перейдіть у вкладку Output. Подивіться та змініть налаштування, як вказано нижче.

  • Action - напрям дії PID-регулятора, прямий - Direct (наприклад, якщо об’єкт керування нагрівач), зворотній - Revers (наприклад, якщо об’єкт керування охолоджувач). Або з можливістю перемикання - Bit Address. У цьому випадку напрям дії можна програмно змінювати за допомогою дискретної змінної, що вказується у відповідному полі. Вкажіть Direct

  • Limits - дозволяє виконати обмеження виходу PID регулятора. Вкажіть Disable (без обмежень).

  • Manual mode - ручний режим, дозволяє керування виходом регулятора в ручному режимі:
    • Disable - ручний режим відключено.
    • Enable - ручний режим постійно включений
    • Bit Address - з можливістю перемикання руч/авто. У цьому випадку режим роботи можна змінювати за допомогою дискретної змінної, що вказується у відповідному полі. “0” - автоматичний режим, “1” - ручний. Виберіть цей режим та вкажіть %M0.
    • Output - вихід регулятора в ручному режимі. Вкажіть %MW20.

  • Analog Output - аналоговий вихід PID регулятора. Вкажіть %MW20.

  • Output PWM - у випадку, коли необхідно керувати об’єктом за принципом широтно-імпульсної модуляції, обирається дана опція. У такому випадку задається дискретний вихід регулятора, а період імпульсів. Більш детально про даний режим роботи у наступному розділі.

Таким чином налаштування матиме вигляд як на рис. 6.8.

Рис. 9.8. Налаштування виходу PID-регулятора

  • Натисніть Apply для підтвердження конфігурації.

7. Використання PID регулятора в програмі.

Для того, щоб створений PID-регулятор почав працювати необхідно його викликати в програмі.

  • Створіть Rung, за допомогою блоку Operation Block зробіть виклик PID 0 рис. 9.9.

Рис. 9.9. Програмування виклику PID-регулятора

За такого виклику PID-регулятора він буде безумовно працювати постійно з моменту запуску ПЛК. За необхідності можна додати умови запуску регулятора так само, як і в інших варіантах використання Operation Block.

8. Виконання індивідуального завдання згідно варіанту

  • Виконайте конфігурацію регулятора згідно з Вашим варіантом, та надішліть файл проекту на перевірку.

9. Перевірка роботи PID-регулятора

  • Перевірити роботу PID-регулятора можливо лише за наявності фізичного ПЛК М221. Якщо такий є - перевірте роботу.

  • У разі відсутності перевірки на реальному ПЛК пропонується ознайомче відео по роботі PID-регулятора М221

Питання до захисту

  1. Розкажіть про принципи роботи ПІД-регулятору.
  2. Розкажіть загальні кроки щодо налаштування та використання ПІД-регулятору в ПЛК М221.
  3. Розкажіть про налаштування параметрів у вкладці INPUT.
  4. Розкажіть про налаштування параметрів у вкладці PID.
  5. Розкажіть про налаштування параметрів у вкладці OUTPUT.
  6. Розкажіть про методику перевірки роботи регулятору.

Розробив лабораторну - Полупан Володимир. АКТСУ НУХТ