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Apostila de programação de CLPs Panasonic (Avançado)

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Text of Apostila de programação de CLPs Panasonic (Avançado)

  • 1Rua Jos Rafaelli, 221 Sto. AmaroCEP 04763-280 So Paulo SP Brasil

    Tel.: (11) 5548-6311 Fax: (11) 5524-2324Site: www.metaltex.com.br

    e-mail : [email protected]

    Manual de Programao Avanada - CLP Matsushita

    Contedos:1) Funo F355 - PID2) Funo 170 - PWM3) Funo F168 - Controle de Movimento4) Utilizao de Indexadores (IX e IY)5) Entradas Analgicas - FP06) Comunicao Serial

    1) FUNO F355 - PID

    Disponvel para:FP0 (firmware verso 2.0 ou superior)FP2 (todos os modelos)FP10 (todos os modelos)

    Formato da funo : [ F355 PID, DT0]

    Endereo de referncia (inicial)

    Endereos:

    Reg. DescrioDTn Cdigo de controle da funo PID (abaixo cdigos de controle)DTn+1 Set point (ponto de controle)DTn+2 Valor de medida (sensor) do processoDTn+3 Valor de sada do PID (resultado do clculo)DTn+4 Limite mnimo do valor de sada do PIDDTn+5 Limite mximo de sada do valor do PIDDTn+6 Ganho Proporcional (P ou Kp)DTn+7 Tempo integral (Ti)DTn+8 Tempo derivativo (Td)DTn+9 Tempo de clculo (Ts)DTn+10 Estado atual do auto ajusteDTn+11 a DTn+29 Registradores de uso exclusivo da funo PID

    DTn - Cdigos de controle da funo PID:Cd. Hex. DescrioH0000 PID, operao reversa (aquecimento)H0001 PID, operao direta (resfriamento)H0002 IPD, operao reversa (aquecimento)H0003 IPD, operao direta (resfriamento)H8000 PID, operao reversa (aquecimento) com auto ajuste (*)H8001 PID, operao direta (resfriamento) com auto ajuste (*)H8002 IPD, operao reversa (aquecimento) com auto ajuste (*)H8003 IPD, operao direta (resfriamento) com auto ajuste (*)

    (*) Utilizados em conjunto com os parmetros H0000 a H0003 (vide exemplo)

  • 2 DTn+1 Set point (ponto de controle)O ponto de controle o ponto que desejamosatingir no clculo. Exemplo: para uma estufa ,o ponto de controle a ser atingido dever serde 200 o C . A funo deve calcular osparmetros necessrios para manter estatemperatura constante. O ponto de controle

    dever ter amesma faixa do sensor de entrada doprocesso (para um sensor de processo de 0 a100 o C , por exemplo, o ponto de controledever ser definido dentro deste intervalo.

    DTn+2 - Entrada do processo (PV) a leitura do sensor do processo (pode serum intervalo numrico ou uma temperatura,dependendo do tipo de sensor). Parasensores de temperatura (termopares para oFP0, FP2, FP3 e FP10 e PT100, para o FP2 eFP10) , a leitura o valor real de temperaturado processo em o C. Para as entradas de sinal(0-20 mA, 0-5V, +/- 10V ou +/-100mV,

    conforme o modelo de CLP), esta leitura umintervalo numrico . Por exemplo, em um CLPFP0, utilizando o mdulo analgico A21,configurado para leitura de sinais de 0-20mA,esta leitura seria um nmero situado nointervalo numrico entre 0 e 4000,proporcional grandeza de processo. Veja oexemplo abaixo:

    Vazo (l/s) Sada do sensor de processo (mA) Nmero proporcional (0-4000)0 0 05 10 2000

    10 20 4000

    Escala - 1l/s eqivale a 400. Preciso de leitura: 1/400 ou 0,0025l/sO set point (ponto de controle) dever estar dentro deste intervalo (0 a 4000).

    DTn+3 - Sada do valor do PID (resultado do clculo) (MV) - valor numrico calculado pelafuno e que utilizado para o controle do processo. Este resultado abrange o intervalodefinido em MV mnimo e MV mximo.

    gua

    CPU FP0 MduloAnalgicoFP0-A21Converte osinal de 0-20mA em umnmeroproporcionalentre 0 e4000

    Valor medidono processo:Vazo 0-10l/s,Sada 0-20mA

    Sinal analgico

    Bomba

    MotorAC

    Inversor deFrequncia

    P

    CPUFP0

    FP0A21

    PIDTransdutor de presso0-10Kgf/cm2 0-20mA

    Sada de controle0-20mA - 0-3600RPM

  • 3No exemplo, necessitamos manter a linha degua com uma presso constante de 5Kgf/cm2. Para tanto, preciso variar avelocidade de rotao da bomba de guaatravs de um inversor de freqncia. Nestecaso, utilizamos um transdutor de pressocom escala de 0 a 10 Kgf/cm2 . O valor doprocesso (neste caso o transdutor) lido pelomdulo analgico do FP0 . O PID l o valor

    atual da presso,compara com o valorde set point e gera uma sada proporcionalentre 0 e 20 mA aumentando ou diminuindo avelocidade do rotor da bomba de gua paraalcanar a presso desejada na linha de gua(neste exemplo, o set point eqivale ao valornumrico 2000).

    DTn+4 Valor mnimo da sada de PID (MV min)DTn+5 Valor mximo da sada de PID (MV max)DTn+6 Banda proporcional (Kp) entre 0 e 9999Os valores da banda proporcional so multiplicados internamente na CPU do CLP por 0,1,tem-se ento um ajuste da banda de controle entre 0 e 999,9 0/00.

    DTn+7 Tempo Integral (Ti) entre 1 e 30000 (x 0,1) s - o ajuste do tempo necessriopara o clculo integral do PID.

    DTn+8 Tempo Derivativo (Td) entre 1 e 10000 (x 0,1) s - o ajuste do tempo necessriopara a correo de desvios (derivativa) do PID

    DTn+9 Tempo de ciclo ou tempo de clculo (Ts) entre 1 e 6000 (x 0,01) s - tempo declculo entre duas leituras consecutivas do sinal de entrada.

    DTn+10 Clculo do auto ajuste (tentativa n.1 a n.5) - Indica qual o clculo atual(visualizao)

    Exemplo de aplicao

    Parmetros de Inicializao do PID

    Antes de rodar a funo PID; Os parmetros Kp, Ti e Td no podem ser iguais a zero. Essacomparao garante que isso no ocorra. Aps rodar o auto tuning, carregue os resultadosnestas comparaes

    O R111 dispara o controle PID, ele deve estar sempre ligado, o R11A s um pulso, e disparao auto tuning, carregando o valor H8000 no DT2000; Quando o DT2000 zerar, significa que oauto tuning terminou ( pode se obter os dados de Kp, T1 e Td.)

  • 4DT2000 Modo de ControleDT2002 Leitura da entrada analgicaDT2003 Sada do clculo PID ( valor entre a faixa especificada pelos DT2004 e DT2005)DT2004 Inicio da faixa de sadaDT2005 Fundo de escala da faixa de sada

    Set point de presso (5 Kgf/cm2, que corresponde a 2000)

    Leitura do transdutor (entrada analgica 0-20mA 0-4000)

    Sada analgica para o inversor (0-20mA 0-3600RPM)

  • 5Exemplo 2:

    Neste exemplo, a sada de PID deveracionar uma sada digital da CPU, que irchavear um rel de estado slido (SSR),alimentando as resistncias da estufaintermitentemente, mantendo assim atemperatura interna Ta, (indicada pelo

    transdutor de temperatura) dentro da faixa decontrole. Ta: 0-400 o C , 0-5 V SSR: Entrada:pulsos de acionamento de 24 VCC, controlepor cruzamento em zero (zero cross), Sada :220VCA, 40 A, Temperatura de controle (setpoint): 250 o C

    Exemplo de Aplicao do PID

    DT100: Endereo inicial, cdigo de controle do PID

    Parmetros de Inicializao do PID

    FP0CPU

    FP0A21

    SSRTS40A

    Ta

    Estufa com resistncias de aquecimento

    Sada digital do FP0

    Entradaanalgica do FP0

    (temperatura)Transdutor detemperatura

    Resistncias deaquecimento

  • 6Garantia que Kp, Ti e Td sejam sempre diferentes de zero

    R49 dispara o auto ajuste. Aps o clculo passa a ser o PID inicial, cdigo H0

    Se DT100=H8000, o auto ajuste est rodando. Se DT100=H0, os parmetros j estocalculados

    Set Point 250 C, escala 0 a 400 C, 0 a 5V

    Leitura do transdutor de temperatura PV do processo

    Chaveamento do SSR em Y0

    Rotina de chaveamento DT103 a sada de PID (MV) e altera os valores dos temporizadoresT0 e T1 a cada atualizao de clculo Ts do PID, modulando a sada Y0

    Diferena entre operao direta e reversa

    Operao Abaixo do set point Set point Acima do set pointdireta PID (MV) aumenta MV constante MV diminuireversa PID (MV) diminui MV constante MV aumenta

  • 7Funcionamento da sada digital no controle PID da estufa:

    DT103 o resultado do clculo (sada ) do PID e utilizado para modificar o tempo de atuaodos temporizadores T0 e T1, conforme a carta de tempos abaixo:

    Inicio T0, Y0

    T1

    1 scan

    Tempo decorrido em T0 Tempo decorrido em T1

    Ta = 20 o C , MV =500, SV0 =0, SV1 =500 Inicio T0, Y0

    T1

    Como SV0=0, a sada Y0 fica atuada indefinidamente

    Ta = 248 o C , MV = 80 , SV0 = 420, SV1 = 80

    Inicio T0, Y0 Y0 OFF Y0 OFF

    420 s 80 s T1 1 scan

    Ta = 260 o C , MV =0, SV0= 500, SV1 =0Y0 desligado indefinidamente (pois SV1 =0; a cada novo scan reinicia os temporizadores,desligando-os)

    Y0 Ligado indefinidamente

    Y0 ON Y0 ON Y0 ON

  • 8Inicio T0, Y0 Y0 OFF Y0 OFF

    T1

    1 scan

    O temporizador T0 limita o tempo em que a sada Y0 fica desligada e o temporizador T1 otempo em que a sada fica ligada. Seus valores acompanham a sada do clculo do PID.

    2) FUNO F170 - PWM

    Modula uma sada de pulsos conforme parmetros especificados (vlido apenas para as sadasY0 e Y1 da linha FP0 )

    Parmetros:

    DTn Cdigo de controleDTn+1 Ciclo de trabalho (de 1 a 999 X0,1 %)

    Cdigos de controle (freqncias de trabalho):H0: freqncia de 38 Hz (ciclo de 26 ms)H1: freqncia de 19 Hz (ciclo de 52 ms)H2: freqncia de 9,5 Hz (ciclo de 105 ms)H3: freqncia de 4,8 Hz (ciclo de 210 ms)H4: freqncia de 2,4 Hz (ciclo de 420 ms)H5: freqncia de 1,2 Hz (ciclo de 840 ms)H6: freqncia de 0,6 Hz (ciclo de 1,6 s)H7: freqncia de 0,3 Hz (ciclo de 3,4 s)H8: freqncia de 0,15 Hz (ciclo de 6,7 s)H11: 1KHz (1ms)H12: 714Hz (1.4ms)H13: 500Hz (2ms)H14: 400Hz (2.5ms)H15: 200Hz (5ms)H16: 100Hz (10ms)

    A funo PWM comea a ser executadaquando o trigger ligado (vai para ON).Quando o trig

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