Upload
nikola-korenic
View
28
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Autor : prof. dr. sc. Mario VašakFER praktikum automatizacije.PLC, analogni moduli, skaliranje, PID regulatori, regulacijsko odstupanje, primjer regulacije temperature..
Citation preview
Praktikum automatizacijePraktikum automatizacijeAk.g. 2013/2014
Izv. prof. dr. sc. Mario VaakIzv. prof. dr. sc. Mario Vaak
Predavanje 05 ObradbaPredavanje 05 Obradba analognih vrijednosti PLCom. Upravljanje u zatvorenoj petljiUpravljanje u zatvorenoj petlji.
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 1
Saetak Predavanja 04 (1)Saetak Predavanja 04 (1)V k lii d t k PLC j Vee koliine podataka u PLCu spremaju se u podatkovne blokove
U d tk i bl k i d t i U podatkovnim blokovima podatci se mogu jednostavno strukturirati u sloenije podatkovne tipovep
Preglednost i ponovna uporabljivost kda poveavaju se upotrebom funkcija s pridruivim p j p j pparametrima i funkcijskih blokova
Statike varijable i ulazno-izlazni parametri j pfunkcijskog bloka spremaju se u podatkovni blok pridruen funkcijskom bloku
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 2
Saetak Predavanja 04 (2)Saetak Predavanja 04 (2)
Na lokalni stog spremaju se privremene varijable bloka i ulazno-izlazni parametri j pfunkcija
Upoznali smo se s naredbama za Upoznali smo se s naredbama za indirektno adresiranje u PLCu
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 3
Pregled Predavanja 05Pregled Predavanja 05
Princip obradbe analognih veliina PLCom Spajanje analognih signala na PLCp j j g g Rad analognih ulaznih i izlaznih modula
Prikaz analogne vrijednosti u memoriji PLCa Prikaz analogne vrijednosti u memoriji PLCa Implementacija PID algoritma upravljanja
standardnim funkcijskim blokom PLCa
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 4
Meudjelovanje PLCa i procesaMeudjelovanje PLCa i procesaProces CPUModul analognih ulaza
Fizikalnaveliina
Standardnianalog. signal
:::::
Memorija zaspremanje rezultata
PIW ...
osjetilo pretvornik
:L PIW 352
......
ADCPIW ...:::PIW ...
MUX
Tlak Temperatura Protok Brzina pH vrijednost
500mV 1V 5V 10V 20mA
............Upravljaki Viskozitet itd.
4...20mAitd. Modul analognih izlaza
............
Upravljaki algoritam
DAC
PQW ...PQW ...::: T PQW 368
Analogniizvr lan
Fizikalnaveliina
.........
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 5
:::PQW ... :
izvr. lanveliina
Vrste senzoraVrste senzoraMj i l ( ) k fi ik l lii Mjerni lan (senzor) neke fizikalne veliine u procesu sastoji se od osjetila i pretvornika Osjetilo promjenu fizikalne veliine procesa pretvara u promjenuOsjetilo promjenu fizikalne veliine procesa pretvara u promjenu
neke svoje elektrike veliine (najee otpora): Temperatura u procesu otpor osjetila; Sila u procesu rastezanje/stezanje osjetila otpor osjetilaSila u procesu rastezanje/stezanje osjetila otpor osjetila
Pretvornik promjenu elektrike veliine osjetila pretvara u standardni analogni signal; prema tipu tog signala postoje:
Strujni senzor (dvoini etveroini): +/ 20 mA 4 20 mA Strujni senzor (dvoini, etveroini): +/- 20 mA, 4-20 mA,... Naponski senzor: +/-10 V, 0-10 V, 0-5 V,...
Neki mjerni lanovi sastoje se samo od otpornikog osjetila, pri emu se ono direktno spaja na ulaz analognog ulaznog modula npr. Pt100 otporniko osjetilo za mjerenje temperature
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 6
osjetilo za mjerenje temperature
Spajanje senzora na suelje analognog ulaznog modula
Za prijenos analognih signala od senzora do prikljunica Za prijenos analognih signala od senzora do prikljunica analognog ulaznog modula koriste se upleteni oklopljeni vodovi
Prijenos signala se pritom obavlja diferencijalno, a na strani modula se nalazi diferencijalno pojaalo
Vrlo je povoljno za kvalitetu preneenog signala daVrlo je povoljno za kvalitetu preneenog signala da senzor bude izoliran U tom sluaju signalnu liniju se na strani senzora spaja na oklop,
a oklop na referentnu toku pojaalaa oklop na referentnu toku pojaala
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 7
Spajanje senzora na suelje analognog ulaznog modula
esto signalne linije senzora nije mogue izolirati od esto signalne linije senzora nije mogue izolirati od okoline senzora, pa je potencijal signalnih linija vezan s potencijalom te okoline
Tada je preporuka da se kapacitivne smetnje s plata odvode u jedno od uzemljenja, ili na strani senzora ili na strani pojaalap j
Kvaliteti signala znaajno se, meutim, doprinosi uzemljenjem plata na oba kraja, kada je to mogue (tj. kada struja kroz petlju uzemljenja nije prevelika)kada struja kroz petlju uzemljenja nije prevelika) Ponekad se radi kvalitetnog mjerenja toke uzemljenja pojaala i
senzora spajaju vodljivom metalnom ipkom
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 8
Strujni naspram naponskih senzoraStrujni naspram naponskih senzora
U i d t ij k k j ij t j U industrijskom okruenju prijenos strujnog signala pouzdaniji je od naponskog pa se senzori sa strujnim izlazom ee susreusenzori sa strujnim izlazom ee susreu
Pritom se na strani diferencijalnog pojaala struja prolaskom kroz otpornik malog iznosastruja prolaskom kroz otpornik malog iznosa pretvara u napon
Kod strujnih senzora mogue je upotrijebiti i Kod strujnih senzora mogue je upotrijebiti i nazivni raspon signala sa ivom nulom (4-20 mA) pri emu se analognim modulom moemA), pri emu se analognim modulom moe detektirati i prekid dovodnih signalnih ica
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 9
Spajanje naponskih senzoraSpajanje naponskih senzora
Primjer izoliranih naponskih senzora spojenih na izolirani analogni modulp j g
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 10
Spajanje strujnih senzoraSpajanje strujnih senzoraKod strujnih senzora se
Osjetila, npr. Kod strujnih senzora se
promjena elektrine veliine osjetila
t ik t
rastezne trakeDvoini pretvornik
pretvornikom pretvara u strujni signal
Postoje dvoine i
Dvoini pretvornik
Spoj dvoinih strujnih pretvornika najetveroine verzije pretvornika
Kod dvoine verzije
Spoj dvoinih strujnih pretvornika na neizolirani analogni modul
Osjetila npr Kod dvoine verzije napajanje se pretvorniku osigurava signalnim linijama iz modula dok
Osjetila, npr. rastezne trake
e
r
o
i
n
i
o
r
n
i
k
linijama iz modula, dok se kod etveroine verzije napajanje izvodi zasebno S j t i ih t j ih t ik
e
t
v
e
p
r
e
t
v
o
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 11
zasebno Spoj etveroinih strujnih pretvornika na izolirani analogni modul
Spajanje otpornikih termometara i otpornika
Otporniku se privodi konstantna struja ICputem IC+ i IC- prikljunica, a mjeri se p C+ C p j , jnapon uspostavljen na otporniku
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 12
Vrijeme pretvorbe jednog kanalaVrijeme pretvorbe jednog kanala
Vrijeme pretvorbe ulaznog analognog signala s nekog kanala sastoji se od vremena pretvorbe na A/D sklopu, dodatnog vremena potrebnog za proraun u sluaju
mjerenja otpora ili provjere prekida ice Metode pretvorbe:
Sukcesivna aproksimacija (brza, manje tona) Metoda integracije (spora -- 20 ms po kanalu plus
dodatno vrijeme, tonija)
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 13
Ciklus pretvorbe na analognom ulaznom modulu
K li t j k ij l j d Kanali se pretvaraju sekvencijalno, jedan za drugim, pri emu se A/D sklopu signali privode multipleksiranjem
Kad su kanali grupirani u grupe kanala, g p g p ,tada se svi kanali iz grupe pretvaraju odjednomodjed o
Npr., 8-kanalni ulazni modul s etiri grupe kanala od po dva kanala ciklus trajekanala od po dva kanala ciklus traje etiri pretvorbe
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 14
Format pretvorene vrijednostiFormat pretvorene vrijednostiR lt t t b k k l j t Rezultat pretvorbe na nekom kanalu smjeta se u njemu pripadni 16-bitni registar PIWx na samom modulusamom modulu
Pretvorena vrijednost tumai se kao cijeli broj u intervalu [ 32768 32767]intervalu [-32768,32767]
Najee rezolucije mjerenja su od 8 bita + predznak do 15 bita + predznakpredznak do 15 bita + predznak
Kod rezolucije manje od 15 bita, odreeni broj najdesnijih bitova rijei PIWx postavljen je uvijeknajdesnijih bitova rijei PIWx postavljen je uvijek u 0
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 15
Adresiranje rezultata pretvorbe s kanala
Predodreeno poloajem slota u kojem se nalazi analogni modul, primjer S7-300:g , p j
Okvir 3 640do654
656do670
672do686
688do702
704do718
720do734
736do750
752do766
IM(Prijem)
Napaja-nje
512do526
528do542
544do558
560do574
576do590
592do606
608do622
624do638
Okvir 2 IM(Prijem)
Napaja-nje
384do398
400do414
432do446
448do462
464do478
480do494
496do510
416do430
Okvir 1 Napaja-nje
IM(Prijem)
IM 256do270
336do350
352do366
368do382
304do318
320do334
272do286
288do302
(Slanje)
398 414 446 462 478 494 510430
Okvir0
Napaja-nje CPU
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 16
270 350 366 382318 334286 302
Utor 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Pridruenje vrijednost signala brojPridruenje vrijednost signala - broj
PodrujeMjer. podr. 10V
Naponnpr.:
Jedinice Mjer. podr.4 .. 20mA
Strujanpr.:
Jedinice Mjer. podr.-200...+850C
Temperaturanpr. Pt100
JediniceMjer. podr.0...300Ohm
Otpornpr.:
Jedinice
Preljev
Prekoraenje
>= 11.759
11.7589
32767
32511
>= 22.815
22.810
32767
32511
32767
10000
>= 1000.1
1000.0
>=352.778
352.767
32767
32511
Nazivni raspon
:10.0004
10.007.50
:27649
2764820736
:20.0005
20.00016.000
:27649
2764820736
:8501
8500:
:850.1
850.0:
:300.011
300.000225.000
:27649
2764820736
Nazivni raspon
Podbaaj
:-7.5-10.00
- 10.0004:
:-20736-27648
- 27649:
::
4.000
3.9995:
::
0
- 1:
::
-2000
- 2001:
::
-200.0
- 200.1:
::
0.000
Negativne
::
0
- 1:
Podljev
:- 11.759
Pridruenje vrijednost signala brojPridruenje vrijednost signala - brojBipolarno mjerenje: Unipolarno mjerenje:p j j
Broj u PIW32767
-10 V
-5 V
p j jBroj u PIW
3251132767
0 V
1 V
a
a
j
o
d
b
a
a
j Preljev3251127648
-20 mA
...
b
a
a
j
Preljev27648325111 V
4 mA
0 P
r
e
b
P
o
Analogna Analogna Nazivni raspon
P
r
e
b
...
4864Nazivni raspon
Podljev
vrijednost
-2764810 V
vrijednost
P
o
d
b
a
a
j
P dlj
10 V
5 V
-4864
Podljev -32512-32768
10 V
5 V
20 mA
P
Podljev 5 V
20 mA
300
-32768
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 18
20 mA
...300 ...
Parametriranje analognih ulaznih modula
Kod S7 300 serije SM331 Kod S7-300 serije moduli su vienamjenski, tj. isti l d l
SM331
ulaz na modulu moe se koristiti za razne tipove mjerenja i razne
inazivne raspone Tip mjerenja i nazivni
opseg zadaje se za opseg adaje se apojedinu grupu kanala sklopovskom konfiguracijom (HWkonfiguracijom (HW Config alat) i poloajem kodnog kljuia na modulu
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 19
modulu
Parametriranje analognih ulaznih modula
U ti i j j t i j Uz tip i raspon mjerenja, parametriranjem modula mogue je i:
P d iti ti t b i l ij Podesiti tip pretvorbe i rezoluciju Omoguiti/onemoguiti dijagnostiki prekid s modula
(OB82) koji se moe dogoditi zbog(OB82), koji se moe dogoditi zbog prekida signalnih ica (samo za mjerenje 4-20 mA) dogaaja podljeva ili preljeva prekoraenja dozvoljenog iznosa UCM kod izoliranih modula
Omoguiti/onemoguiti sklopovski prekid zbog premaivanja donje ili gornje granine vrijednostipremaivanja donje ili gornje granine vrijednosti signala (OB40) te vrijednosti su takoer parametrabilne
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 20
Analogni izlazni moduliAnalogni izlazni moduli Analogni izlazni moduli mogu na Analogni izlazni moduli mogu na
svojim kanalima davati standardne strujne ili naponske signale (+/-10 V, 0-10 V, 1-5 V, +/-20 mA, 4-20 , , , ,mA, 0-20 mA,...)
D/A pretvorba na kanalima se takoer obavlja cikliki
t1: trenutak u kojem se u PQW registar upisuje novi podatak
Analogna vrijednost na izlazu kanala dobiva se D/A pretvorbom 16-bitnog cijelog broja zapisanog u registru PQWx koji se nalazi na
p j p
t2: trenutak pretvorbe
t3: trenutak kada se ispravna analogna vrijednost smiri na analognom izlaznomregistru PQWx koji se nalazi na
samom modulu i kojem se moe programski pristupati
Maksimalno mogue vrijeme
vrijednost smiri na analognom izlaznom kanalu
tA: vrijeme reakcijeMaksimalno mogue vrijeme kanjenja izmeu upisa podatka u PQW registar i postavljanja ispravne analogne vrijednosti na izlaz uz nkti ih i l ih k l
tZ: vrijeme ciklusa pretvorbe (n x vrijeme pretvorbe), cca. n ms
tE: vrijeme postavljanja, ovisno o tipu
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 21
aktivnih izlaznih kanala: Ej p j j p
prikljuenog tereta, max. cca. 3 ms
Pridruenje broj vrijednost signala k d l ih i l ih d lkod analognih izlaznih modula
J di iNapon Struja
Raspon Jedinice Izlazni raspon:0 do 10V 1 do 5V 10V
Izlazni raspon:0 do 20mA 4 do 20mA 20mA
Preljev
Prebaaj
>32511
32511:
27649
0
11.7589:
10.0004
0
5.8794:
5.0002
0
11.7589:
10.0004
0
23.515:
20.0007
0
22.81:
20.005
0
23.515:
20.0007
27648:
0:6912
10.0000:0
5.0000:
1.0000
10.0000:0:0 0 9999
20.000:0
20.000:
4.000
20.000:0:0 3 9995Nazivni raspon - 6912
- 6913:::
::::::
0.9999
0
0
::::::
3.9995
0
0
Podbaaj
:- 27648
- 27649:
- 32512
:-10.0000
- 10.0004:
- 11 7589
:-20.000
- 20.007:
- 23 515
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 22
Podljev
32512
Standardne funkcije za rad s podatcima s analognih modula
Kod S7 300 u standardnoj biblioteci blokova grupa TI Kod S7-300 u standardnoj biblioteci blokova, grupa TI-S7 Converting Blocks, nalaze se funkcije FC105 i FC106
FC105:cjelobrojni podatak u PIW registru analognog ulaznog modula fizikalna veliina koju se mjeri kanalom kao realni broj (volti amperi ohmi) ili mjerena fizikalnarealni broj (volti, amperi, ohmi) ili mjerena fizikalna veliina ako je senzor linearan (newtoni, pascali, kelvini)
FC106: lj i l fi ik l lii ij li b j PQWeljena izlazna fizikalna veliina cijeli broj za PQW registar analognog izlaznog modula
Funkcijama se kao ulaze mora dati donji i gornji rubFunkcijama se kao ulaze mora dati donji i gornji rub nazivnog raspona, te bit kojim se signalizira radi li se o unipolarnom ili bipolarnom tipu nazivnog raspona
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 23
Primjeri upotrebe FC105 i FC106Primjeri upotrebe FC105 i FC106 Na analogni ulazni kanal Na analogni izlazni kanal Na analogni ulazni kanal
(adresa PIW272) spojen je senzor mase s linearnom karakteristikom:
Na analogni izlazni kanal (adresa PQW290) raspona +/-10 V treba postavljati napon koji je u voltima zapisan kao
0 kg 4 mA 500 kg 20 mA
U MD16 treba zapisivati
j j prealni broj u MD20
pvrijednost mase sa senzora
MD20=5 0 I=12.68 mA PIW272=1500010
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 24
MD20=5.010PQW290=1382410
10 MD16=271.2710
PID upravljanjePID upravljanje
Sh lj j (P d j 19 k l ij Shema upravljanja (Predavanje 19, kolegij Automatsko upravljanje) !!!
K1 G s
R s Y s E s
PU s U s
0 0
0
, - stvarni ulaz i izlaz procesau , - radna toka procesa
u yy
u u u U s L u RK
IT s
1DT sT s
pG s
IU s DU sPID
algoritam
0
0
0
Y
y y y s L y
r r y R s L r
e r y r y E s L e
Regulacijsko odstupanje E(s)=R(s)-Y(s)
1 T salgoritam e r y r y E s L e
g j p j ( ) ( ) ( )obrauje se PID algoritmom te se tako tvori upravljaki signal U(s) za proces
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 25
p j g ( ) p
PID upravljanje koritenjem standardnih funkcijskih blokova PLCa
PID algoritam koritenjem standardnih funkcijskih PID algoritam koritenjem standardnih funkcijskih blokova izvodi se u PLCu vremenski diskretno U T-ekvidistantno rasporeenim vremenskim trenutcima nad
i (kT) i (kT) i bl k j OB35uzorcima r(kT) i y(kT) poziv bloka je u OB35 Parametri PID regulatora KR, TI, TD, T odreuju se na
temelju statikih i dinamikih svojstava (prijenosne j j (p jfunkcije) lineariziranog modela procesa oko odabrane radne toke (Predavanje 20, kolegij Automatsko upravljanje ovaj kolegij ne bavi se parametriranjem, p j j j g j p j ,ve implementacijom) Postupak sinteze parametara za standardne blokove obavlja se
u s-domeni te se u skladu s preporukama odredi period p p puzorkovanja T:
1 1T t -- vrijeme porasta od 10 do 90% prijelazne
f k ij k ti i t lj jrt
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 26
10 4 rT t funkcije kontinuiranog sustava upravljanja
PID upravljanje koritenjem standardnih funkcijskih blokova PLC-a
Izlaz regulatora potrebno je prilagoditi izvrnom lanu Izlaz regulatora potrebno je prilagoditi izvrnom lanu procesa koji moe biti (Predavanje 21, kolegij Automatsko upravljanje):
r(PQW )
FB4120 mA
"CONT C"
Proporcionalnog djelovanja koji zahtijeva kontinuirani analogni upravljaki signal u se prosljeuje na izlazni analogni modul:
n
i
(PIWx)y(PQW )u z
4 mAT"CONT_C"
A
n
a
l
o
g
i
z
l
a
z
Proporcionalnog djelovanja Integracijskog djelovanja koji p g j jkoji zahtijeva impulsno-irinski modulirani upravljaki signal s dva stanja
g j g j j jzahtijeva impulsni upravljaki signal s tri stanja
100%u
r
(PIWx)y (REAL)
( 100 0 100 0)u
FB41"CONT_C"
100%
T
FB43"PULSEGEN" (BOOL)B
r
(PIWx)y
FB42"CONT_S" u
1 (BOOL)B
2 (BOOL)B
1000
01
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 27
(PIWx)y (-100.0 100.0) TB
D
i
g
i
t
a
l
n
i
i
z
l
a
z
( )y
Funkcijski blok FB41Funkcijski blok FB41F k ij ki bl k PID l t d i Funkcijski blok PID regulatora ne sadri samo PID algoritam, ve i standardne zatitne i proirne funkcije industrijskog PID regulatoraproirne funkcije industrijskog PID regulatora (Predavanje 21, kolegij Automatsko upravljanje): Kondicioniranje upravljakog signala i mjernog
i l isignala iz procesa Smanjenje utjecaja uma mjernog signala koritenjem
zone neosjetljivostij j Ogranienje upravljakog signala i sprjeavanje
efekta namatanja integratoraMogunost runog namjetanja upravljake veliine i Mogunost runog namjetanja upravljake veliine i blagi prijelaz iz runog u automatski nain rada
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 28
Funkcijski blok FB41Vodea veliina, REAL
Mj lii REALKR, REAL
Mjerena veliina, WORD
Mjerena veliina, REAL
Kondicioniranje y:
e, REALy, REAL
uP, REAL
OUT=IN*100/27648
OUT=IN*PV_FAC+PV_OFF
P
Predupravljanje, REAL
uI, REALTI, TIMET, TIME
uD, REAL
Runo zadani iznos Aktiviran gornji/donji limit
TD, TIME T, TIME
upravljakog signala, REALAktiviran gornji/donji limit, obje BOOL
Kondicioniranje u:
OUT=IN*LMN FAC+LMN OFF
u, REAL
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 29
OUT=IN LMN_FAC+LMN_OFF
OUT=IN*27648/100u, WORD
Primjer (1)Primjer (1)U lj j t t i Upravljanje temperaturom arne pei
PLC
4 20 mAi Aktuatorarna pe
Otporniko osjetilo
IQ 100,600 C
PLC
AO modul
PQW300 4,20 mAi Aktuator Otporniko osjetilotemperature
ANAM
AI d l
PQW300
CI
I
M M
AI modulPIW272
CI
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 30
Primjer (2)Primjer (2)
Neka je proces razvijanja temperature proporcionalnog djelovanjap p g j j
0% 4 mA 100C R=50 100% 20 mA 600C R=300
i ii i
Dinamika procesa se u okolini radne toke
100% 20 mA 600 C R=300 i i a a p ocesa se u o o ad e to e
moe aproksimirati s 5
( ) 11 50
s
p
s LG s es L i s
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 31
Primjer (3)Primjer (3)P t b j PID l it lj ti Potrebno je PID algoritmom upravljati temperaturom arne pei u okolini zadane radne toke =200C te pritom koristiti gotovi blok zatoke 0=200 C, te pritom koristiti gotovi blok za PID regulaciju FB41
Koritenjem opcije runog moda rada potrebno Koritenjem opcije runog moda rada potrebno je osigurati da se proces vrati u radnu toku 0=200C ukoliko se iskljui automatska0 200 C ukoliko se iskljui automatska regulacija: I0.0=0 runa regulacijag j I0.0=1 automatska regulacija
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 32
Rjeenje (1)Rjeenje (1) Nazivni raspon izlaznog analognog modula podeava se na 4-20
mA, a nazivni raspon ulaznog analognog modula na 0-300 p g g g Normirana radna toka:
0 min0
i
100% 20% 0 0 20%I
Parametriramo PID regulator za sljedeu regulacijsku petlju:
PU s0I
max min
RK1
IT s pG s
R s s E s IU s
I s0
U radnoj toki iznos upisat e se automatski u integrator ako
1DT sT s
DU s
IU radnoj toki iznos upisat e se automatski u integrator ako se on koristi (I, PI, PID), a ako se ne koristi (P, PD) tada ga je potrebno dodati putem DISV ulaza
0I
MAN=20.0
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 33
Isto tako iznos treba postaviti na MAN ulaz bloka da se pri runom upravljanju temperatura postavi na 0
0I
Rjeenje (2)Rjeenje (2)
Odreeni su sljedei parametri kontinuiranog regulacijskog kruga (ZN metoda prema Gp):
Simulacijom prijelazne funkcije zatvorenog6, 13 s, 2.5 s, T 0.5 sR I DK T T
Simulacijom prijelazne funkcije zatvorenog kontinuiranog regulacijskog kruga odreeno je pripadno vrijeme porasta tr=5 spripadno vrijeme porasta tr 5 s shodno tome je odabrano sljedee vrijeme
diskretizacije:j0.8 sT
P_SEL=1, I_SEL=1, D_SEL=1, GAIN=6.0, TI=T#13s, TD=T#2s500ms,
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 34
TM_LAG=T#500ms, CYCLE=T#800ms
Rjeenje (3)Rjeenje (3)
Referentnu veliinu regulacijskog kruga zadavat emo u postotcima, a izlaznu p ,veliinu uzimati direktno s modula:SP INT=0 0% 100 0% PVPER ON=1SP_INT=0.0%..100.0% PVPER_ON= 1
PVKondicioniranje y:OUT=IN*100/27648
OUT IN*PV FAC PV OFF
Analogni ulazni modul:10
27648100 C 50 PIW272=50 4608R Izlaz CRP IN=4608*100%/27648
OUT=IN*PV_FAC+PV_OFF
10
10
100 C 50 PIW272 50 4608300
27648600 C 300 PIW272=300 27648300
R
R
CRP_IN 4608 100%/27648=16.67%Izlaz CRP_IN=27648*100%/27648=100.0%
PV=0.0%
PV=100.0%
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 35
100.0% PV 100.0%PV_FAC=1.20, PV_OFF=-20.0
Rjeenje (4)Rjeenje (4) Izlazna veliina PID algoritma normalno se kree uIzlazna veliina PID algoritma normalno se kree u
rasponu 0.0%-100.0%, te emo ju shodno tome i ograniiti u bloku LMNLIMIT
LMN_HLM=100.0
LMN_LLM=0.0
Izlaznu veliinu nije potrebno normirati pa stoga
LMN FAC=1 0
Blok CRP OUT pretvorit e postotak iz intervala [0 100]
LMN_FAC=1.0
LMN_OFF=0.0
Blok CRP_OUT pretvorit e postotak iz intervala [0,100] u INT broj iz intervala [0,27648] kojeg s izlaza LMN_PER prebacujemo u PQW300
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 36
Rjeenje (5)Rjeenje (5)
CPU t b CPU treba parametrirati da se blok OB35 poziva s periodom 800 ms
FB41 pozivamo iz OB35 (s O 35 (spridruenim podatkovnimpodatkovnim blokom)
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 37
ZakljuakZakljuakA l i d li Analogni moduli Analogni signali prenose se na analogne ulazne module
diferencijalno, upletenom i oklopljenom paricomj p p j p Konkretan nain spajanja ovisi o tome izvodi li se senzor kao
izoliran ili vezan za referentni potencijal okoline u kojoj se nalazi Pretvoreni analogni signal zapisuje se u lokalnu registarsku rijePretvoreni analogni signal zapisuje se u lokalnu registarsku rije
kojoj je mogue programski pristupiti PID regulacija PLC-om
Postoje gotovi funkcijski blokovi za izvedbu PID algoritma, s dodatnim zatitnim funkcijama (preklapanje runi-automatski nain rada, ogranienje izlazne veliine regulatora, mrtva zona)
Upoznali smo se s izvedbom bloka FB41 kod S7-300 serije koji se upotrebljava kad je upravljaki ulaz procesa kontinuiran
Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 38