Использование функций ПИД-регулирования для управление температурой. Конфигурация сканирования периода

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №8

Использование функций ПИД-регулирования

для управление температурой

Санкт-Петербург — 2011

Задание

Создать программу по управлению температурой, используя ПИД-регулятор в TwidoSuite.

Описание

ПИД – регулятор – это звено управления известно нам его уравнением:

Где:  – коэффициенты звена

x- входной сигнал звена

y– выходной сигнал звена

Пусть нам надо построить систему управления температурой какого-то объекта с использованием ПИД-регулятора при задании желаемого значения темературы. За принчину отсутствования модули расширения и терморезистора, то делаем более простую задачу: Выходное значение температуры ПИД-регулятора сохранится в ячейке памяти контроллера, и такое же значение является измеримым значением температуры обратной связи управления.

Программа

ПИД-регулятор должен быть включен в программу обучения. Эта инструкция может быть постоянным или состояние входных или внутренних бит. В этом примере PID включен по инструкции% M0:

В языке Ladder:

В языке Instruction List:

0             LD        %M0

1             [ PID  0  ]

Конфигурациясканированияпериода:

При использовании ПИД-регуляторов, вам настоятельно рекомендуется настроить режим сканирования цикла ПЛК к периодическим.

- Использование Program → Configure → Configure the Behavior для настройки параметров контроллера Режим сканирования.

-

Примечание: время цикла должны быть приспособлены для размера программы и желаемой производительности. (Время 50 мс является хорошим компромиссом)

НастройкаПИД

Для этого примера мы выбрали для реализации большинства ПИД-регулятор функции для Twido. Некоторые выборы не являются существенными и могут быть упрощены.

1)Режимы работы: Контроллер Twido PID предлагает четыре различных режима работы, настраиваемых на вкладке General в диалоговом окне PID

PID = Простой ПИД-регулятор.

AT + PID = Auto-Tuning функция активна, когда PID запускается и автоматически переходит в усиление значения Kp, Ti, Td (PID вкладка) и типа ПИД (выход вкладка). В конце Auto-Tuning, последовательность, контроллер переходит в режим ПИД регулировать уставки, и с помощью параметров, установленных AT

AT = Auto-Tuning функция активна, когда PID запускается и автоматически вводит получить значения Kp, Ti, Td (PID вкладка) и типа ПИД (выход вкладка). В конце последовательности PID останавливается и ждет.Получить значения Kp, Ti, Td (PID вкладка) и типа ПИД (выход вкладки) вводятся.

WordAddress = выбор режима работы ПИД-регулятора можно управлять с помощью программы, присваивая нужное значение в адрес слова, связанные с этим выбором:

MWxx% = 1: Контроллер работает в простом режиме PID.

MWxx% = 2: регулятор работает в AT + PID.

MWxx% = 3: регулятор работает в AT режиме.

MWxx% = 4: регулятор работает в режиме PI только.

В этом пример мы выбрали первый режим работы ПИД-регулятора – простой ПИД.

2) Параметры ввода ПИД-регулятора:

В этом примере вводим измеримое значение температуры в ячейку памяти %MW24. Эта ячейка тоже сохранит выходное значение температуры ПИД-регулятора. Можно делать тревоги для контроля измеримого сигнала. Низкий предел вводится в ячейку %MW27 – соответственный светдиод %Q0.14, который загорается когда измеримое значение меншее низкого предела.  Верхний предел вводится в ячейку %MW28 – соответственный светдиод Q%0.13, который загорается когда измеримое значение превышает верхнего предела.

3) ПИД- параметры

Ячейка памяти сохранит заданое желаемое значение температуры (setpoint) . Коэффициенты ПИД : Kp, Ti, Td сохранятся в %MW10, %MW11, %MW12, соответственно.

4) Параметры выхода ПИД- регулятора

В этом пример выходное значение сохранится в %MW24- так как измеримое значение. При использовании обратной связи, надо выбрать акцию типа Reverse для выхода ПИД.

Можем делать огранчения для выходного значения: максимальное значение в %MW30, минимальное значение в %MW31.

Все такие значения, записанные в ячейках памяти %MWxx,  могут принимать значения в отрезке от 0 до 99999.

Запустить программу

Обзор параматров и создать таблицу анимации:

%M0 – включение ПИД-регулятора

%MW0 – заданое желаемое значение температуры

%MW24 – выходное, измеримое значение температуры

%MW27 – Низкий предел, светдиод %Q0.14

%MW28 – Верхний предел, светдиод %Q0.15

%MW10 – Kp

%MW11 – Ti

%MW12 – Td

%MW30 – Огранченное минимальное значение

%MW31 -  Огранченное максимальное значение

В примере измеримое значение температуры является выходным значением, поэтомы выбрали коэффициент усиления ПИД- регулятора Kp=1. Другие коэффициенты : Ti=2, Td=3.

Низкий предел: ; верхний предел ;

Огранченное максимальное значение :  ; Огранченное минимальное значение .

При запуске программы, выбрем вклад Annimation, мы ведим все параметры ПИД- регулятора на схеме.

График (Trace) результатов при разных заданных желаемых значений температуры за 15 минут

Вывод:

В ходе работы мы познакомились с ПИД регулятором и ее функциями. Видно из результатов, при выборе коэффициентов ПИД-регулятора : Kp=1, Ti=3, Td=2 – система управления устойчива- через несколько времени выходная температура достигает заданного значения. При огранчения, выходная температура может достигает только  (максимальное огранченное значение) когда заданное значение больше этого значения.