rozdzial_20_Pomiar temperatury i regulacja PID

Add to my manuals
22 Pages

advertisement

rozdzial_20_Pomiar temperatury i regulacja PID | Manualzz
Rozdział 20 Pomiar temperatury i regulacja PID
Sterownik FBs jest wyposażony w trzy rodzaje modułów temperaturowych umożliwiających szerokie zastosowanie
urządzenia przy pomiarach temperatury. Jednym z modułów jest moduł bezpośrednio współpracujący z termoparami.
Inne moduły współpracują z czujnikiem RTD oraz NTC. Moduły FBs-2TC/FBs-6TC/FBs-16TC obsługują kanały
temperaturowe 2/6/16 do połączenia z termoparą typu J, K, T, E, N, B, R, S. Moduły FBs-6RTD/FBs-16RTD obsługują
odpowiednio kanały temperaturowe 6/16 do podłączenia czujnika RTD typu PT-100, PT-1000, a moduł FBs-6NTC
obsługuje 6 kanałów termistora NTC. Całkowitą liczbę wejść temperaturowych można maksymalnie rozszerzyć do 32
kanałów.
Przy zastosowaniu metody multipleksowania czasowego, każdy moduł temperaturowy wykorzystuje 1 rejestr
wejściowy i 8 wyjść cyfrowych do adresowania we / wy. Czas aktualizacji odczytu temperatury można ustawić na
normalny (czas aktualizacji 4 sekundy, rozdzielczość 0.1°) lub szybki (czas aktualizacji 2 sekundy, rozdzielczość 1°).
WinProladder wyposażony jest w przyjazny użytkownikowi interfejs do edycji tabel umożliwiający konfigurację
pomiaru temperatury, na przykład wybór modułu temperaturowego, typu czujnika, przypisywanie rejestrów do zapisu
odczytywanych wartości itp. Posiada także instrukcję FUN86 (TPCTL) umożliwiającą regulację PID w celu sterowania
grzaniem lub chłodzeniem.
20.1
Charakterystyki modułów do pomiaru temperatury FBs-PLC
20.1.1 Wejście termopary FBs-PLC
Moduł
Charakterystyki
Elementy
Liczba punktów
wejściowych
Typ termopary i zakres
pomiaru temperatury
F Bs - 2T C
F Bs - 6T C
F Bs - 1 6T C
2 punkty
6 punktów
16 punktów
~
~
~
~
~
~
J ( − 20 0 90 0°C)
K( − 1 9 0 1 3 00 °C)
R( 0 18 0 0°C)
S( 0 1 70 0 °C)
~
~
Zajęte punkty we / wy
E( − 1 90 1 00 0 °C)
T ( − 1 90 3 80 °C)
B( 3 5 0 1 8 00 °C)
N( − 2 00 1 00 0 °C)
1 R (rejestr wejściowy), 8 DO (wyjść dyskretnych)
Filtr software’owy
Średnia ruchoma
Liczba uśrednianych
próbek
Brak, 2, 4, 8 z możliwością konfiguracji
Kompensacja
Kompensacja zimnej końcówki (cold-junction)
Rozdzielczość
0.1°C
Czas konwersji
1 lub 2 sek.
2 lub 4 sek.
Ogólna precyzja
Izolacja
Wewnętrzny pobór
mocy
Moc pobierana
3 lub 6 sek.
±(1%+1°C)
Transformator (zasilanie) i optotranzystor (sygnał). Izolacja każdego kanału.
5V, 32mA
5V, 35mA
24VDC-15%/+20%, 2VA maks.
Wskaźnik(i)
5V PWR LED
~60 °C
-20~80°C
0
Temperatura robocza
Temperatura
przechowywania
20-1
Wymiary
40(S)x90(W)x80(G) mm
90(S) x90(W) x80(G) mm
20.1.2 Wejście RTD FBs-PLC
Moduł
Charakterystyki
Elementy
F Bs - 6RT D
Liczba punktów
wejściowych
F Bs - 1 6RT D
6 punktów
16 punktów
3-przewodowy czujnik RTD JIS(α=0.00392) lub DIN(α=0.00385)
Pt-100(−200 850°C)
~
~600°C)
Typ RTD i zakres pomiaru
temperatury
Pt-1000(−200
Zajęte punkty we / wy
1 R (rejestr wejściowy), 8 DO (wyjść dyskretnych)
Filtr software’owy
Średnia ruchoma
Liczba uśrednianych
próbek
Brak, 2, 4, 8 z możliwością konfiguracji
0. 1 °C
Rozdzielczość
Czas konwersji
1 lub 2 sek.
2 lub 4 sek.
±1%
Ogólna precyzja
Izolacja
Transformator (zasilanie) i optotranzystor (sygnał). Izolacja każdego kanału.
Wewnętrzny pobór mocy
5V, 35mA
Moc pobierana
5V, 35mA
24VDC-15%/+20%, 2VA maks.
Wskaźnik(i)
5V PWR LED
~60 °C
-20~80°C
0
Temperatura robocza
Temperatura
przechowywania
Wymiary
40(W)x90(H)x80(D) mm
90(W) x90(H) x80(D)mm
20.1.3 Wejściowy moduł temperaturowy NTC
Moduł
Element
Charakterystyki
FBs-6NTC
Punkty wejściowe
6 punktów
Typ czujnika
Zajęte punkty we / wy
2k, 5k, 10k, 20kΩ (przy 25
℃) czujnik NTC
1 R (rejestr wejściowy), 8 DO (wyjść dyskretnych)
Filtr software’owy
Średnia ruchoma
Liczba uśrednianych próbek
1, 2, 4, 8, 16 z możliwością konfiguracji
Rozdzielczość
0.1°C
Czas konwersji
1 lub 2 sek.
Ogólna precyzja
Izolacja
±1%
Transformator (zasilanie) i optotranzystor (sygnał)
Wewnętrzny pobór mocy
5V, 35mA
Moc pobierana
24VDC-15%/+20%, 2VA
Wskaźnik(i)
5V PWR LED
20-2
~60 °C
-20~80°C
0
Temperatura robocza
Temperatura przechowywania
Wymiary
20.2
90(S) x90(W) x80(G)mm
Procedura stosowania modułu temperaturowego FBs
20.2.1 Procedura pomiaru temperatury
Start
Podłączyć szeregowo moduły do interfejsu rozszerzeń w
-------
PLC oraz podłączyć zewnętrzne źródło 24VDC i
przewody czujników do pomiaru temperatury.
Szczegóły dotyczące ustawień i połączeń opisane
są w rozdziale 20.6.
Uruchomić WinProladder, skonfigurować adres
konfiguracji tabeli, rejestru temperaturowego i rejestru
- - - - - - - Patrz rozdział 20.3
roboczego w oknach konfiguracji temperatury. Umożliwi
to odczyt temperatury bezpośrednio do rejestru.
Koniec
20.2.2 Sterowanie temperaturą PID w zamkniętej pętli
Start
Podłączyć szeregowo moduły do interfejsu rozszerzeń w
-------
PLC oraz podłączyć zewnętrzne źródło 24VDC i
wejściowe przewody do pomiaru temperatury.
Szczegóły dotyczące ustawień i połączeń opisane
są w rozdziale 20.6.
Za pomocą odpowiedniej instrukcji sterowania temperaturą
PID (FUN86) skonfigurować tabelę tak, aby uzyskać
aktualną wartość temperatury i stworzyć z niej tak zwaną
zmienną procesową (PV). Po obliczeniu wyrażenia PID
nastąpi odpowiedź na błąd poprzez wysłanie wyjściowego - - - - - - - Szczegóły w opisie FUN86 i przykładzie programu.
sygnału zgodnego z nastawą, wartością błędu i szybkością
zmiany zmiennej procesowej. Z uwagi na pracę w
zamkniętej pętli można oczekiwać stabilnego stanu
procesu.
Koniec
20-3
20.3 Procedury konfiguracji pomiaru temperatury
Kliknąć „I/O Configuration” w oknie Project Windows:
Project name
System Configuration
I/O Configuration
1.
Wybrać opcję „Temp. Configuration”
﹝Starting Address of Configuration Table﹞: Przypisanie początkowego adresu rejestrów do zapisu tabeli konfiguracji
temperatury. Możliwe są następujące wpisy:
a. Spacja (Brak tabeli konfiguracji temperatury)
b. Rejestr Rxxxx lub Dxxxxx
Tabela konfiguracji zajmie 4+N rejestrów, gdzie N jest liczbą modułów pomiaru temperatury.
W powyższym przykładzie tabela zapisywana jest w R500~R505
﹝Starting Address of Temp. Register﹞: Przypisanie początkowego adresu rejestrów do zapisu aktualnych odczytów
2.
temperatury . Możliwe są następujące wpisy: Rxxxx lub Dxxxxx. W powyższym przykładzie 1 kanał temperaturowy
zajmuje 1 rejestr, a odczyty zapisywane są w R0~R31. Rozdzielczość odczytu wynosi 0.1°.
Na przykład. R0=1234, oznacza 123.4°
3.
﹝Starting Address of Working Register﹞: Przypisanie początkowego adresu rejestrów pracujących jako rejestry
robocze. Możliwe są następujące wpisy: Rxxxx lub Dxxxxx.
W powyższym przykładzie D0~D11 są rejestrami roboczymi
【Informacje dotyczące instalacji i ustawień modułu temperaturowego】
20-4
4.
﹝Moduł #1 ~ # 8﹞: Wyświetlanie nazwy zainstalowanego modułu temperaturowego oraz analogowego adresu
początkowego. Opis modułów:
○,1 6TC (6 kanałów wejścia termopary)
○,2 6RTD (6 kanałów wejścia RTD)
○,3 16TC (16 kanałów wejścia termopary)
○,4 16RTD (16 kanałów wejścia RTD)
○,5 2TC (2 kanały wejścia termopary)
⑥ 6NTC (6 kanałów wejścia temperaturowego NTC)
※Pole „Sensor type” służy do wybrania i wyświetlenia typu czujnika. Szczegóły dotyczące typów czujnika zostały opisane
w rozdziale 20.1.
5.
﹝Unit of Temperature﹞: Wybór jednostki temperatury. Możliwe są następujące opcje:
○,1
○,2
6.
Stopnie Celsjusza
Stopnie Fahrenheita
﹝Times of Average﹞: Wybór liczby pomiarów do uśrednień pomiaru temperatury. Możliwe są następujące opcje: Brak
/ 2 / 4 / 8.
7.
﹝Scan Rate﹞: Ustawienie szybkości aktualizacji odczytu. Możliwe są następujące opcje: Normalna (czas aktualizacji
4 sekundy, rozdzielczość 0.1°), szybka (czas aktualizacji 2 sekundy, rozdzielczość 1°). Rozdzielczość
odczytu równa jest zawsze 0.1°.
20.3.1 Wewnętrzny format tabeli konfiguracji temperatury
Niniejszy wstęp dotyczy rozwiązywania problemów, użytkownika HMI lub SCADA. Użytkownicy ci mogą
przeprowadzać modyfikacje za pomocą rejestrów. Użytkownicy WinProladder mogą pominąć ten wstęp. W przypadku
konfiguracji tabeli za pomocą WinProladder wartość rejestrów będzie ostateczna. Jeżeli SR+0 = A556h, oznacza to
prawidłową tabelę konfiguracji temperatury. Jeżeli natomiast SR+0 = inne wartości, to tabela konfiguracji temperatury
będzie nieważna.
Adres
SR + 0
SR + 1
Starszy bajt
Młodszy bajt
A5H
56H
Liczba modułów temperaturowych (1~8)
SR + 2
Początkowy adresu rejestrów do zapisu aktualnych odczytów
SR + 3
Początkowy adres rejestrów roboczych
temperatury
SR + 4
Typ czujnika (#1)
Nazwa modułu (#1)
SR + 5
Typ czujnika (#2)
Nazwa modułu (#2)
SR + 6
Typ czujnika (#3)
Nazwa modułu (#3)
SR + 7
Typ czujnika (#4)
Nazwa modułu (#4)
SR + 8
Typ czujnika (#5)
Nazwa modułu (#5)
..
.
Typ czujnika (#6)
SR + 9
..
.
.
.
.
Nazwa modułu (#6)
20-5
※Tabela konfiguracji temperatury zajmuje łącznie (4+N) rejestrów, gdzie N jest liczbą modułów.
20.3.2 Wewnętrzny format rejestrów roboczych
Założenie: początkowym adresem jest WR
Adres
Starszy bajt
WR+0
Kod wykonawczy
XXXXH
~ Czujnik 15)
Wskaźnik nieprawidłowego czujnika (Czujnik 16 ~ Czujnik 31)
WR+1
Wskaźnik nieprawidłowego czujnika (Czujnik 0
WR+2
WR+3
Młodszy bajt
Całkowita liczba kanałów pomiarowych
WR+4
Liczba modułów temperaturowych
Typ czujnika modułu #1
WR+5
D.O. modułu
A.I. modułu
Numer kanału modułu #1
WR+6
#1
#1
Początek odczytu modułu temperaturowego #1
..
.
.
.
.
WR+7
Aktualny kanał modułu temperaturowego #1
WR+(N×4)+0
Czujnik modułu #N
WR+(N×4)+1
D.O. modułu #N
Numer kanału modułu #N
A.I. modułu
#N
WR+(N×4)+2
Początek odczytu modułu temperaturowego #N
WR+(N×4)+3
Aktualny kanał modułu temperaturowego #N
Uwagi :
1. Młodszy bajt WR+0 : Określa niezgodność pomiędzy tabelą konfiguracji i zainstalowaną kartą temperatury
.
.
.
b0=1 oznacza moduł nr #1
b7=1 oznacza moduł nr #8
2. Starszy bajt WR+0 : Kod wykonawczy:
= 00H - bezczynny
>32, brak pomiaru temperatury
= FEH - młodszy bajt WR+3 = 0 lub>8, brak pomiaru temperatury
= FFH - liczba kanałów pomiarowych
= 56H - wszystkie kanały pomiarowe zostały odczytane, pomiar w toku
※
+
Tabela robocza zajmuje łącznie (N×4) 4 rejestrów, gdzie N jest liczbą modułów.
20.3.3 Opis specjalnych rejestrów do pomiaru temperatury
Status instalacji czujnika
R4010 : Każdy bit R4010 określa status instalacji czujnika (punktu) temperatury.
Bit0=1 oznacza, że zainstalowany jest pierwszy punkt czujnika temperatury.
Bit1=1 oznacza, że zainstalowany jest drugi punkt czujnika temperatury.
20-6
‧
‧
Bit15=1 oznacza, że zainstalowany jest 16-sty punkt czujnika temperatury.
(Domyślną wartością dla R4010 jest FFFFH)
R4011 : Każdy bit R4011 określa status instalacji czujnika (punktu) temperatury.
Bit0=1 oznacza, że zainstalowany jest 17-sty punkt czujnika temperatury.
Bit1=1 oznacza, że zainstalowany jest 18-sty punkt czujnika temperatury.
‧
‧
Bit15=1 oznacza, że zainstalowany jest 32-gi punkt czujnika temperatury.
(Domyślną wartością dla R4011 jest FFFFH)
Jeżeli czujnik temperatury jest zainstalowany (status odpowiedniego bitu R4010 lub R4011 musi być równy
1), system przeprowadzi operację wykrywania usterki czujnika. W przypadku usterki w linii czujnika pojawi
się ostrzeżenie i zostanie wyświetlona wartość określająca usterkę.
Jeżeli czujnik temperatury nie jest zainstalowany (status odpowiedniego bitu R4010 lub R4011 musi być
równy 0), system nie przeprowadzi operacji wykrywania usterki czujnika i nie pojawi się ostrzeżenie.
Wartość linii zostanie wyświetlona jako 0.
W zależności od instalacji czujnika program drabinkowy może sterować statusem bitu R4010 i R4011 w
celu przeprowadzenia lub nieprzeprowadzenia wykrywania usterki linii czujnika.
20.4 Adresowanie we / wy modułu temperaturowego
Przy zastosowaniu metody multipleksowania czasowego każdy moduł temperaturowy podczas adresowania we / wy
zajmuje 1 punkt rejestru wejściowego i 8 punktów wyjść cyfrowych. W celu uzyskania prawidłowego dostępu we / wy do
adresowania we / wy modułów rozszerzeń należy dodać ilość we / wy, którą powinien posiadać odpowiedni moduł.
WinProladder zapewnia łatwą i pewną metodę obliczania adresów we / wy dla modułów rozszerzeń wykorzystującą
operację „numerowania we / wy” online (I/O Numbering).
20.5 Opis sprzętowy modułów temperaturowych
Moduły temperaturowe FBs-2TC, FBs-6TC, FBs-16TC, FBs-6RTD, FBs-16RTD i FBs-6NTC zawierają 3 PCB.
Najniższą jest jednostka zasilająca (izolowane źródło zasilania). W środku jest płyta we / wy (warstwa ta zawiera złącza
czujników). Górna jest płyta sterująca (połączenia sterujące/rozszerzeń we / wy). Opis znajduje się poniżej.
20.5.1 Widok z góry FBs-2TC, 6TC, 16TC
20-7
2T C
1
2
+ 24V IN -
6
7
T0+
8
T1+
T0-
T1-
4
POW
3
FBs-2TC
5
6T C
20-8
1
6
8
7
2
+ 24V IN -
T0+
T1+
T0-
T1-
4
POW
3
FBs-6TC
T2+
T3+
T2-
T4+
T3-
T5+
T4-
T5-
5
9
10 11 12
1 6T C
20-9
1
2
6
+ 24V IN -
T0+
T1+
T0-
8
7
T2+
T1-
PROGRAMMABLE
CONTROLLER
9
T3+
T2-
10 11 12
T4+
T3-
T5+
T4-
T6+
T5-
T6-
4
POW
3
FBs-16TC
T7+
T8+
T7-
T9+
T8-
T10+
T11+
T12+
T13+
T14+
T15+
T9T10T11T12T13T14T15-
5
13 14 15 16 17 18 19 20 21
○,
1
Zewnętrzne wejściowe złącze zasilania: Zasilanie analogowego obwodu modułu FBs-XXTC; napięcie zasilania
24VDC±20%
○,
○,
:
2
Złącze uziemienia Zabezpieczenie przewodu sygnałowego.
3
Wejściowy kabel rozszerzeń
:Należy go podłączyć do przedniej jednostki rozszerzeń lub wyjścia rozszerzeń
jednostki głównej.
○, Wyjściowe złącze rozszerzeń:Połączenie kolejnej jednostki rozszerzeń.
○, Wskaźnik zasilania: Wskazuje, czy zasilanie obwodu analogowego i zasilanie zewnętrzne jest prawidłowe.
○, Złącze pierwszego wejścia TC:Wejście TC kanału 0(T0+, T0-)
○, Złącze drugiego wejścia TC:Wejście TC kanału 1 (T1+、T1-)
○, ~○, Złącze (3-go ~16-go ) wejścia TC: Wejście TC kanału 2~kanału 15 ( T2+, T2-~T15+, T15-)
4
5
6
7
8
21
20-10
20.5.2 Widok z góry FBs-6RTD, 16 RTD
6RT D
1
2
6
+ 24V IN -
7
8
P0+
P1+
COM
P0P1-
4
POW
3
FBs-6RTD
P2+
P3+
P2-
P4+
P3-
P5+
P4-
P5-
5
9
10 11 12
1
6
1 6RT D
2
+ 24V IN -
7
8
9
10 11 12 13
P0+
P1+
P2+
P3+
P4+
P5+
P6+
COM
P0P1P2P3P4P5P6-
PROGRAMMABLE
CONTROLLER
4
POW
3
FBs-16RTD
P7+
P8+
P7-
○,
14
1
P9+
P8-
P10+
P11+
P12+
P13+
P14+
P15+
P9P10P11P12P13P14P15-
5
15 16 17 18 19 20 21 22
Zewnętrzne wejściowe złącze zasilania: Zasilanie analogowego obwodu modułu FBs-XXRTD; napięcie zasilania
24VDC±20%
2 0 - 11
○,
○,
:
2
Złącze uziemienia Zabezpieczenie przewodu sygnałowego.
3
Wejściowy kabel rozszerzeń
:Należy go podłączyć do przedniej jednostki rozszerzeń lub wyjścia rozszerzeń
jednostki głównej.
○, Wyjściowe złącze rozszerzeń:Połączenie kolejnej jednostki rozszerzeń.
○, Wskaźnik zasilania: Wskazuje, czy zasilanie obwodu analogowego i zasilanie zewnętrzne jest prawidłowe
○, Wspólne złącze dla 3-przewodowego wejścia RTD: Wspólne złącze dla każdego 3-przewodowego wejścia RTD
○, Złącze pierwszego wejścia RTD:Wejście RTD kanału 0 (P0+, P0-)
○, ~○, Złącze (2-go ~16-go ) wejścia RTD: Wejście RTD kanału 1~15 (P1+, P1-~P15+, P15-)
4
5
6
7
8
22
20.5.3 Widok z góry FBs-6NTC
6 NT C
1
2
6
+ 24V IN -
7
R0+
8
R1+
R0-
R1-
4
POW
3
FBs-6NTC
R2+
R3+
R2-
R4+
R3-
R5+
R4-
R5-
5
9
20-12
10 11 12
○,
1
Zewnętrzne wejściowe złącze zasilania: Zasilanie analogowego obwodu modułu FBs-6NTC; napięcie zasilania
24VDC±20%
○,
○,
2
3
:Zabezpieczenie przewodu sygnałowego.
Wejściowy kabel rozszerzeń : Należy go podłączyć do przedniej jednostki rozszerzeń lub wyjścia rozszerzeń
Złącze uziemienia
jednostki głównej.
○,
○,
○,
○,
4
5
6
7
:
Wyjściowe złącze rozszerzeń Połączenie kolejnej jednostki rozszerzeń..
: Wskazuje, czy zasilanie obwodu analogowego i zasilanie zewnętrzne jest prawidłowe
Złącze pierwszego wejścia NTC: Wejście NTC kanału 0 (R0+, R0-)
Złącze (2-go ~6-go) wejścia NTC: Wejście NTC kanału 1~5 (R1+, R1- ~R5+, R5-)
Wskaźnik zasilania
20.6 Połączenia modułów temperaturowych
20.6.1 Połączenia modułu wejściowego termoelementu
20-13
Wejścia
Inputs
FBs-xxTC
24V+
24VDC
Zewnętrzne
źródło
zasilania
External power
supply
24V
KabelJ(K)
czujnika
extension cable
TC0+
thermocouple
TC0
Termopara
J(K) type
TC1+
Termopara
J(K) type
thermocouple
TC1
Wejście termopar
Thermocouple
Input
TCn+
J(K) type
Termopara
thermocouple
TCn
Multiplekser
Multiplexer
Kabel
czujnika
J(K)
extension
cable
(Ekran musi być połączony z ze
(Shielding must be connected to FG)
złączem uziemienia FG)
Dla
FBs-6TC,
If it's
FBs-6TC,n nwynosi
is 5 5
Dla
FBs-16TC,
If it's
FBs-16TC,nnwynosi
is 15 15
20.6.2 Połączenia modułu wejściowego RTD
20-14
Wejścia
Inputs
FBs-xxRTD
24V+
24VDC
Zewnętrzne
źródło zasilania
External power
supply
24V
Czerwona
Red linelinia
P0+
Biała
linia
White
line
P0
Czujnik
RTD
RTD
Sensor
Biała linia
White line
COM
Czerwona
Red line linia
P1+
Biała
linia
White
line
P1
Czujnik RTD
RTD Sensor
Biała
linialine
White
Czerwona
Red linelinia
Pn+
Biała
linialine
White
Pn
Biała
linialine
White
Multiplekser
Multiplexer
Dla
FBs-6RTD,
n wynosi
If it's
FBs-6RTD,
n is5 5
Dla
FBs-16RTD,
n wynosi
If it's
FBs-16RTD,
n is1515
20-15
Czujnik RTD
RTD
Sensor
20.6.3 Połączenia modułu NTC
RO+
P0+
t
P0R
O-
RP1+
1+
t
R
1P1-
FBs-NTC6
FBs-6NTC
RP5+
5+
t
R
5P5-
20.7 Opis instrukcji i przykład programu dla pomiaru temperatury i regulacji
temperatury PID w FBs-PLC
Poniżej znajduje się opis instrukcji i przykład programu do pomiaru temperatury oraz regulacji temperatury PID w
FBs-PLC.
20-16
F UN 8 6
T PCT L
F UN 8 6
T PCT L
Instrukcja regulacji temperatury PID
Symbol drabinkowy
M d : Wybór metody PID
Wejście
sterujące
=0, Metoda minimalnego przesterowania
Błąd
parametru
=1, Uniwersalna metoda PID
: Początkowy adres wyjść cyfrowych PID;
wymaga Zn punktów.
S n : Początkowy punkt pomiaru temperatury do
regulacji PID;Sn = 0~31.
Z n :Liczba punktów pomiaru temperatury do regulacji
Yn
Wyjście alarmu
Grzanie /
chłodzenie
PID w ramach instrukcji;
1≤ Zn ≤32 i 1 ≤ Sn+Zn ≤ 32
: Początkowy rejestr wartości nastawy;
wymaga Zn rejestrów. (Jednostka 0.1°)
O s : Początkowy rejestr offsetu;
wymaga Zn rejestrów. (Unit in 0.1°)
P R : Początkowy rejestr wzmocnienia (Kc);
wymaga Zn rejestrów.
I R : Początkowy rejestr stałej całkowania członu
całkującego (Ki); wymaga Zn rejestrów.
D R : Początkowy rejestr stałej różniczkowania członu
różniczkującego (Td); wymaga Zn rejestrów.
O R : Początkowy rejestr wyjścia analogowego PID;
wymaga Zn rejestrów.
W R : Początkowy adres rejestru roboczego dla tej
Sv
Zakres
Argument
Md
Yn
Sn
Zn
Sv
Os
PR
IR
DR
OR
WR
●
Y
HR
ROR
DR
Y0
R0
R5000
D0
∣
∣
∣
K
∣
Y255 R3839 R8071 D3999
~
0~31
1~32
0 1
○
○
○
○
○
○
○
○
○*
○*
○*
○*
○*
○*
○*
○
○
○
○
○
○
○
instrukcji. Zajmuje 9 rejestrów i nie może być
użyty ponownie.
Za pomocą modułu temperaturowego i metody edycji tabeli odczytać aktualną wartość temperatury i ustawić ją
jako zmienna procesową. Po obliczeniu wyrażenia software’owego PID nastąpi odpowiedź na błąd poprzez
wysłanie wyjściowego sygnału zgodnego z nastawą, wartością błędu i szybkością zmiany zmiennej procesowej.
Z uwagi na pracę w zamkniętej pętli można oczekiwać stabilnego stanu procesu.
●
Przekonwertować wyjście do obliczeń PID na wyjście wł / wył z sygnałem proporcjonalnym w czasie (PWM).
Wykorzystać wyjście tranzystorowe do sterowania przekaźnikowego procesem grzania lub chłodzenia. Jest to
wydajne i bardzo ekonomiczne rozwiązanie.
●
Za pomocą analogowego modułu wyjściowego (modułu D/A) wyjście do obliczeń PID może sterować SCR lub
zaworem proporcjonalnym w celu uzyskania bardziej precyzyjnego sterowania procesem.
●
Opis wyrażeń PID:
Mn=[Kc×En]+Błąd!
Mn
Wyjście w czasie „n”.
Kc
Wzmocnienie (Zakres: 1 9999 Pb=1000 / Kc ×0.1%, Jednostka 0.1%)
Ki
Stała całkowania członu całkującego (Zakres:0 9999, równy 0.00 99.99 powtórzeń / minutę)
T d Stała różniczkowania członu różniczkującego (Zakres:0 9999, równy 0.00 99.99 powtórzeń / minutę)
P V n Zmienna procesowa w czasie „n”
P V n − 1 Zmienna procesowa przy ostatnim rozwiązaniu pętli
E n Błąd przy czasie „n” ; E= SP – PVn
T s Częstotliwość obliczeń PID (Możliwe wartości to: 10, 20, 40, 80,160, 320; jednostka 0.1 sek.)
:
:
:
:
:
:
:
:
〜
;
〜
20-15
〜
〜
〜
F UN 8 6
T PCT L
Instrukcja regulacji temperatury PID
F UN 8 6
T PCT L
Zasada regulacji parametru PID
●
W miarę zwiększania wzmocnienia (Kc) zwiększa się udział proporcjonalnej odpowiedzi w wyjściu. Dzięki
temu możliwa jest szybka reakcja w postaci sterowania charakteryzująca się wysoką czułością. Jednakże
jeżeli wzmocnienie jest zbyt duże, mogą pojawić się oscylacje. Użytkownik powinien zwiększyć „Kc” (lecz
nie do stopnia wywołującego oscylacje) w celu zwiększenia reakcji i zmniejszenia błędu stanu stabilnego.
●
Do eliminacji błędu stanu stabilnego można wykorzystać człon całkujący. Im większa wartość (Ki, stała
całkowania Ki=1/Ti ), tym bardziej zwiększa się udział proporcjonalnej odpowiedzi w wyjściu. W przypadku
zaistnienia błędu stanu stabilnego należy zwiększyć Ki w celu zmniejszenia błędu.
Jeżeli Ki = 0, to człon całkujący nie ma udziału w wyjściu.
Na przykład : Jeżeli czas resetu wynosi 5 minut, to Ki=1/Ti=100/5=20. Oznacza to, że stała całkowania wynosi 0.2
powtórzenia / minutę.
●
Człon różniczkujący może być zastosowany do wyrównania procesu i zmniejszenia przeregulowań. Im
większa wartość (Td, stała różniczkowania), tym większy udział członu różniczkującego w wyjściu. W
przypadku zbyt dużego przeregulowania należy zwiększyć Td w celu zmniejszenia przeregulowania.
Jeżeli Td = 0, to człon różniczkujący nie ma udziału w wyjściu.
Na przykład : Jeżeli czas wyprzedzenia wynosi 1 minutę, to Td = 100. Jeżeli czas różniczkowania wynosi 2 minuty, to
Td = 200.
●
●
●
Ustawić parametry PID w celu umożliwienia prawidłowego sterowania temperaturą.
Domyślny czas rozwiązania dla obliczeń PID wynosi 4 sekundy (Ts = 40).
Domyślna wartość wzmocnienia (Kc) wynosi 110, gdzie Pb=1000/110×0.1%≒0.91%. Pełen zakres sytemu
wynosi 1638°. Oznacza to, że wartość SP
-14.8° (1638×0.91≒14.8) umożliwi regulację PID w zakresie
proporcjonalnym.
●
●
Domyślna wartość stałej całkowania wynosi 17.
Domyślna wartość stałej różniczkowania wynosi 50. Oznacza to, że czas wyprzedzenia wynosi 0.5 minuty
(Td = 50).
●
Zmiana czasu obliczeń PID może wymagać ponownej regulacji parametrów Kc, Ki i Td.
Instrukcja
●
●
Po odczytaniu wszystkich kanałów temperaturowych włączona zostanie funkcja FUN86.
Jeżeli „EN” = 1, to sterowanie grzaniem (H/C=1) lub chłodzeniem (H/C=0) zależy od statusu współczynnika
grzania/chłodzenia H/C dla PID. Aktualne wartości zmierzonej temperatury ustalane są za pomocą
multipleksującego modułu temperaturowego. Wymagane nastawy temperatury są zapisywane w rejestrach
począwszy od Sv. Po obliczeniu wyrażenia software’owego PID nastąpi odpowiedź na błąd w postaci
wysłania sygnału wyjściowego na podstawie wartości nastawy, wartości błędu oraz szybkości zmiany
zmiennej procesowej. Wyjście zostanie przekonwertowane na wyjście wł / wył z sygnałem proporcjonalnym
w czasie (PWM), aby wykorzystać wyjście tranzystorowe do sterowania przekaźnikiem procesem grzania lub
chłodzenia. Jest to wydajne i bardzo ekonomiczne rozwiązanie. Za pomocą analogowego modułu
wyjściowego (modułu D/A) wyjście PID (wynik zapisywany w rejestrach począwszy od rejestru wyjściowego)
może sterować SCR lub zaworem proporcjonalnym w celu uzyskania bardziej precyzyjnego sterowania
procesem.
●
W przypadku błędu w ustawieniach Sn, Zn (0 ≤ Sn ≤ 31 i 1 ≤ Zn ≤ 32, oraz 1 ≤ Sn + Zn ≤ 32) instrukcja ta nie
zostanie wykonana i uaktywni się wyjście „ERR”.
●
Instrukcja ta porównuje wartość aktualną z nastawą w celu sprawdzenia, czy aktualna temperatura mieści
się w zakresie offsetu (zapisanym w rejestrach począwszy od Os). Jeżeli kontrolowana wartość mieści się w
zakresie odchylenia, to instrukcja ustawi bit dla tego punktu na WŁ. W odwrotnym przypadku ustawi bit na
WYŁ i uaktywni wyjście „ALM”.
20-16
F UN 8 6
T PCT L
●
Instrukcja regulacji temperatury PID
F UN 8 6
T PCT L
Instrukcja ta także sprawdza ostrzeżenie o przekroczeniu najwyższej temperatury (rejestr do zapisu nastaw
dla maksymalnej temperatury to R4008). W przypadku, gdy przy dziesięciu kolejnych skanach aktualne
wartości zmierzonej temperatury będą większe lub równe nastawie najwyższej temperatury, bit ostrzeżenia
zostanie ustawiony na WŁ i uaktywni się wyjście „ALM”. Operacja ta pozwoli uniknąć problemu
wynikającego z braku kontroli nad temperaturą w przypadku zwarcia przekaźnika lub obwodu grzewczego.
●
Niniejsza instrukcja może także wykryć problem z grzaniem wynikający z otwartego obwodu przekaźnika
lub grzewczego, lub też uszkodzonej taśmy grzewczej. W przypadku zwiększania się mocy przy sterowaniu
temperaturą (parametr zapisany w rejestrze R4006) w określonym czasie (ustawionym w rejestrze R4007)
oraz gdy uzyskanie spadku temperatury do wymaganego zakresu jest niemożliwe, bit ostrzeżenia zostanie
ustawiony na WŁ i uaktywni się wyjście „ALM”.
●
WR: Początkowy adres rejestru roboczego dla tej instrukcji. Składa się z 9 rejestrów i nie może być
ponownie użyty. Zawartość dwóch rejestrów WR+0 i WR+1 wskazuje na to, czy aktualna temperatura
mieści się w zakresie odchylenia (parametr zapisywany w rejestrach począwszy od Os). Jeżeli temperatura
mieści się w zakresie odchylenia, to instrukcja ustawi bit dla tego punktu na WŁ. W odwrotnym przypadku
ustawi bit na WYŁ.
Definicja bitów dla WR+0:
Bit0=1 – temperatura w punkcie Sn+0 mieści się w wymaganym zakresie.
Bit15=1 – temperatura w punkcie Sn+15 mieści się w wymaganym zakresie.
Definicja bitów dla WR+1:
Bit0=1, temperatura w punkcie Sn+16 mieści się w wymaganym zakresie.
Bit15=1, temperatura w punkcie Sn+31 mieści się w wymaganym zakresie.
Rejestry WR+2 i WR+3 zawierają bity ostrzeżeń alarmujące o przekroczeniu najwyższej dopuszczalnej
temperatury lub rozwarciu obwodu grzewczego.
Definicja bitów dla WR+2:
Bit0=1 - w punkcie Sn+0 nastąpiło przekroczenie najwyższej temperatury lub rozwarcie obwodu.
Bit15=1 - w punkcie Sn+15 nastąpiło przekroczenie najwyższej temperatury lub rozwarcie obwodu.
Definicja bitów dla WR+3:
Bit0=1, w punkcie Sn+16 nastąpiło przekroczenie najwyższej temperatury lub rozwarcie obwodu
Bit15=1 , w punkcie Sn+31 nastąpiło przekroczenie najwyższej temperatury lub rozwarcie obwodu
Rejestry WR+4
●
~ WR+8 są wykorzystywane przez funkcję.
Sterowanie grzaniem lub chłodzeniem wymaga oddzielnych instrukcji.
Rejestry związane z FUN86
●
R4003 = A55AH: Początkowy adres wartości odczytu temperatury określany jest w R4004
= Inne wartości: Początkowy adres wartości odczytu temperatury określany jest na ekranie konfiguracji
temperatury
●
R4004 = 10000
~13839: R0~R3839 jest początkowym adresem wartości odczytu temperatury jako zmiennej
procesowej przy regulacji PID
= 20000
~23999: D0~D3999 jest początkowym adresem wartości odczytu temperatury jako zmiennej
procesowej przy regulacji PID
= Inne wartości: Początkowy adres wartości odczytu temperatury określany jest na ekranie
konfiguracji temperatury.
●
R4005 : Młodsze bajty określają częstotliwość rozwiązań przy obliczeniach PID:
=0, realizacja obliczeń PID co 1 sekundę.
=1, realizacja obliczeń PID co 2 sekundy.
=2, realizacja obliczeń PID co 4 sekundy. (wartość domyślna)
=3, realizacja obliczeń PID co 8 sekund.
20-17
F UN 8 6
T PCT L
F UN 8 6
T PCT L
Instrukcja regulacji temperatury PID
=4, realizacja obliczeń PID co 16 sekund.
≥5, realizacja obliczeń PID co 32 sekundy.
Starszy bajt określa czas cyklu wyjścia WŁ / WYŁ PID (PWM) = 0. Czas cyklu PWM wynosi 1 sekundę.
=1 Czas cyklu PWM wynosi 2 sekundy. (wartość domyślna)
=2 Czas cyklu PWM wynosi 4 sekundy.
=3 Czas cyklu PWM wynosi 8 sekund.
=4 Czas cyklu PWM wynosi 16 sekund.
≥5 Czas cyklu PWM wynosi 32 sekundy.
Uwaga 1 : Przy zmianie wartości R4005, wartość na wyjściu „EN” FUN86 musi być ustawiona na 0. Następnym
razem, gdy „EN”=1, obliczenia PID zostaną zrealizowane na podstawie ostatniej nastawy.
Uwaga 2 : Im krótszy czas cyklu PWM, tym bardziej równomierne jest grzanie. Jednakże błąd spowodowany
czasem skanu PLC będzie także wyższy. W celu uzyskania najefektywniejszego sterowania regulacja
częstotliwości rozwiązań obliczeń PID oraz czasu cyklu PWM może odbywać się na podstawie czasu
skanu PLC.
● R4006 Nastawa dla ostrzeżenia o przekroczonej mocy przy rozwartym obwodzie SSR, grzewczym lub
uszkodzonej taśmie grzewczej. Jednostką jest %, a zakres ustawień wynosi 80 100(%);
wartość domyślna to 90(%).
● R4007 Czas aktywności wyjścia wysokiej mocy przy rozwartym obwodzie SSR, grzewczym lub
uszkodzonej taśmie grzewczej. Jednostką jest sekunda, a zakres ustawień wynosi 60 65535
(sekund). Wartość domyślna wynosi 600 (sekund).
● R4008 Nastawa dla ostrzeżenia o przekroczonej maksymalnej temperaturze przy rozwartym obwodzie
SSR, grzewczym lub uszkodzonej taśmie grzewczej. Jednostką jest 0.1 stopnia, a zakres
ustawień wynosi 100 65535; wartość domyślna to 3500 (jednostka 0.1°).
● R4012 Każdy bit R4012 wskazuje potrzebę regulacji temperatury PID.
Bit0=1 oznacza, że pierwszy punkt wymaga regulacji temperatury PID.
Bit1=1 oznacza, że drugi punkt wymaga regulacji temperatury PID.
,
,
,
,
,
:
~
:
~
:
~
:
‧
‧
●
Bit15=1 oznacza, że 16-sty punkt wymaga regulacji temperatury PID.
(Domyślna wartość dla R4012 wynosi FFFFH)
R4013 Każdy bit R4013 wskazujepotrzebę regulacji temperatury PID
Bit0=1 oznacza, że 17-sty punkt wymaga regulacji temperatury PID.
Bit1=1 oznacza, że 18-sty punkt wymaga regulacji temperatury PID.
:
‧
‧
●
●
●
Bit15=1 oznacza, że 32-gi punkt wymaga regulacji temperatury PID.
(Domyślna wartość dla R4013 wynosi FFFFH)
Jeżeli „EN”=1, a odpowiedni bit regulacji PID dla tego punktu jest WŁ (status odpowiedniego bitu dla
R4012 lub R4013 musi wynosić 1), to instrukcja FUN86 zrealizuje operację PID i odpowie na obliczenia
sygnałem wyjściowym.
Jeżeli „EN”=1, a odpowiedni bit regulacji PID dla tego punktu jest WYŁ (status odpowiedniego bitu dla
R4012 lub R4013 musi wynosić 0), to instrukcja FUN86 nie zrealizuje operacji PID, a sygnał wyjściowy w
tym punkcie nie będzie aktywny.
Program drabinkowy może sterować odpowiednim bitem R4012 i R4013 w celu przekazywania FUN86
informacji o tym, czy zrealizować, czy nie zrealizować regulacji PID. Program wymaga zastosowania
jedynie instrukcji FUN86.
20-18
F UN 8 6
T PCT L
F UN 8 6
T PCT L
Instrukcja regulacji temperatury PID
Przykład programu
08.MOV
S : WM800
EN
D : R4012
86.TPCTL
M0
EN
H/C
MD :
0
Yn :
Y30
Sn :
0
Zn :
10
M100
ERR
M101
ALM
Sv : R100
Os : R110
PR : R120
IR
: R130
DR : R140
OR : R200
WR : R300
08.MOV
S : R300
EN
D : WM400
08.MOV
EN
S : R302
D : WM416
Opis
●
Statusy M800
~M815 są sterowane za pomocą MMI i zewnętrznych wejść w celu wskazania, który kanał
wymaga regulacji PID. Jeżeli odpowiedni bit jest WŁ, to regulacja jest wymagana; jeżeli jest WYŁ, regulacja
nie jest wymagana.
●
Jeżeli M0-WŁ, to instrukcja zrealizuje regulację PID grzania w 10 (Zn=10) kanałach od kanału 0 (Sn=0) do
kanału 9.
●
●
●
~ Y39 : Wyjścia WŁ / WYŁ PID (PWM). Muszą to być wyjścia tranzystorowe.
R100~R109 : Rejestry nastaw (jednostka 0.1°).
R110~R119 : Rejestry strefy odchyleń – offsetu (jednostka 0.1°). Określają, czy temperatura mieści się w
Y30
zakresie ustawień.
np. Jeżeli nastawa wynosi 2000 (200.0°), a strefa odchyleń 50 (5.0°), wówczas
1950 (195.0°)
≦ Aktualna wartość ≦ 2050 (205.0°); oznacza to, że wartość temperatury mieści się w
zakresie.
●
●
●
●
●
●
~R129 : Ustawienie wzmocnienia.
R130~R139 : Ustawienie stałej całkowania.
R140~R149 : Ustawienie stałej różniczkowania.
R200~R209 : Wynik obliczeń PID (zakres wartości 0~16383).
R300~R308 : Rejestry robocze. Nie mogą być ponownie użyte.
R120
W przypadku błędu w ustawieniu Sn, Zn, instrukcja ta nie zostanie zrealizowana, a status M100 będzie WŁ.
20-19
F UN 8 6
T PCT L
●
Instrukcja regulacji temperatury PID
F UN 8 6
T PCT L
Jeżeli któraś wartość temperatury nie mieści się w zakresie lub pojawiło się ostrzeżenie o przekroczeniu
maksymalnej temperatury lub nieprawidłowym grzaniu, status na wyjściu M101 będzie WŁ.
Uwaga : Przy pierwszej realizacji instrukcji FUN86 system automatycznie przypisze do każdego kanału wartość
wzmocnienia (Kc), stałą całkowania (Ki) i różniczkowania (Td). Wartości te mogą być zmieniane podczas
realizacji ustawień aplikacji.
●
●
~M409 : Wskaźniki temperatury mieszczącej się w zakresie offsetu.
M416~M425 : Wskaźnik ostrzeżenia o przekroczeniu maksymalnej temperatury lub nieprawidłowym grzaniu.
M400
20-20

advertisement

Was this manual useful for you? Yes No
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project

Related manuals

Download PDF

advertisement

Languages