Как реализовать контур ПИД в ПЛК Micro800 для точного управления процессом

Контуры ПИД используются в перерабатывающих отраслях для поддержания заданных значений, таких как температура, давление и уровень, в определенных пределах.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше, или прокрутите вниз, чтобы прочитать остальную часть статьи.

Если вы новичок в концепции ПИД-регулятора, вы можете узнать больше о них в нашем блоге «Объяснение ПИД-регулятора».

В этой статье я собираюсь показать вам, как реализовать контур ПИД в ПЛК Micro800 с помощью Connected Components Workbench, и продемонстрировать, как контур ПИД контролирует уровень в резервуаре.

Программирование ПИД-регулятора

Давайте перейдем к Connected Components Workbench, чтобы настроить наш ПИД-контур.

В Connected Components Workbench я создаю новый проект, нажав «Файл»> «Создать».

В диалоговом окне «Новый проект» я даю проекту имя и указываю, где на моем компьютере он будет храниться. Наконец, я нажимаю «Создать», чтобы создать проект.

В диалоговом окне «Добавить устройство» я выбираю ПЛК 2080-LC50-48QWB-SIM и нажимаю «Выбрать», чтобы добавить его к своему выбору. Затем я нажимаю «Добавить в проект», чтобы добавить выбранные мной элементы в проект.

В Организаторе проекта я дважды щелкаю «Глобальные переменные», чтобы открыть таблицу «Глобальные переменные», а затем объявляю переменные, которые буду использовать в этой демонстрации.

После объявления переменных я закрываю таблицу глобальных переменных.

Затем я щелкаю правой кнопкой мыши «Программы» и выбираю «Добавить»> «Новый FBD:диаграмма функциональных блоков», чтобы добавить программу в проект.

Я дважды щелкаю новую программу, чтобы открыть ее, перетаскиваю блок инструкций из панели инструментов справа и помещаю его на холст.

Я дважды щелкаю по блоку инструкций, чтобы открыть диалоговое окно выбора блока инструкций, и нахожу PID. В результатах поиска я выбираю блок инструкций PID и нажимаю «ОК», чтобы добавить его в проект.

Я параметризую интерфейс инструкции, как показано здесь, и устанавливаю каждое усиление в переменной Gains равным 1.

После настройки инструкции я дважды щелкаю по контроллеру в Организаторе проектов и открываю вкладку «Прерывания». На этой вкладке я нажимаю «Добавить», чтобы добавить прерывание.

Я установил тип прерывания STI и программу Prog1. Затем я устанавливаю флажок «Автозапуск» и настраиваю прерывание на запуск каждые 100 миллисекунд.

Наконец, я нажимаю ОК, чтобы сохранить конфигурацию.

Теперь, когда наш проект настроен, мы можем настроить тренд, чтобы увидеть, как работает контур ПИД.

Настроить тренд

В Connected Components Workbench вы можете использовать тенденции для отслеживания значений переменных с течением времени. Если вы используете Connected Components Workbench версии 22, вам необходимо установить инструмент «Тренды», прежде чем вы сможете использовать тренды в Connected Components Workbench.

Чтобы настроить тренд, я активирую вкладку «Тенденции» в Организаторе проекта и нажимаю «Добавить тренд».

Затем я нажимаю кнопку «плюс», чтобы добавить трассировку, которая является переменной для мониторинга.

В открывшемся диалоговом окне я выбираю FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 и Setpoint в качестве переменных для отслеживания и нажимаю «Добавить», чтобы добавить их в тренд.

Я нажимаю OK, чтобы сохранить конфигурацию.

На странице «Тенденции» я нажимаю значок настроек в правом нижнем углу и меняю конфигурацию оси Y со «Сложенной» на «Наложенную».

Теперь мы готовы протестировать проект и посмотреть, как этот ПИД-цикл будет управлять реальным процессом.

Проверка контура ПИД

Чтобы протестировать этот контур ПИД, я загружаю проект в симулятор Micro800 и перевожу симулятор в режим выполнения.

Затем я открываю сцену контроля уровня в Factory IO.

Когда сцена открыта, я открываю конфигурацию драйвера, нажав «Файл», а затем «Драйверы». В раскрывающемся меню я выбираю драйвер Allen-Bradley Micro800 и нажимаю «Конфигурация», чтобы открыть окно «Конфигурация драйвера».

В этом окне я установил IP-адрес хоста, чтобы он соответствовал IP-адресу симулятора Micro800.

Закончив настройку, я нажимаю стрелку назад, чтобы вернуться к настройке драйвера, и нажимаю «Подключиться». Зеленая галочка указывает на то, что сцена теперь подключена к симулятору Micro800.

Я закрываю окно «Конфигурация драйвера» и запускаю сцену, нажав значок «Воспроизвести».

Резервуар начинает наполняться, и я слегка открываю выпускной клапан, чтобы дать воде вытечь из резервуара.

В Connected Components Workbench я открываю тренд и нажимаю значок «Воспроизвести», чтобы начать его запуск. На этой тенденции вы можете видеть, что контур ПИД регулирует наполнительный клапан, пытаясь поддерживать целевую уставку.

Подведение итогов

В этой статье мы узнали, как настроить контур ПИД в ПЛК Micro800, как использовать тренд для мониторинга контура ПИД и увидели, как контур ПИД будет управлять реальным процессом с помощью Factory IO.

В этой демонстрации мы использовали произвольную прибыль. В реальном процессе мы бы потратили время на настройку ПИД-регулятора, чтобы убедиться, что он работает хорошо. К сожалению, поскольку настройка — сложная тема, она выходит за рамки данной статьи. Мы рассмотрим использование автонастройки для настройки контуров ПИД в курсе ПИД с ПЛК Micro800.

‍