38
5/21/2018 ObradbaAnalognihVrjednostiPLC-om-slidepdf.com http://slidepdf.com/reader/full/obradba-analognih-vrjednosti-plc-om 1/38   Ak.g. 2013/2014 Izv. rof. dr. sc. Mario Vašak   –  analognih vrijednosti PLCom. . Praktikum automatizacije, ak.g. 2013/2014 -- Predavanje 05 1

Obradba Analognih Vrjednosti PLC-om

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