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Factory Automation

Regulacin con programa de PLC

1. Funciones PID + TPO

PLCs: IntroduccinPID con dos grados de libertad Cuando se previene el sobrepasamiento con un control PID simple se ralentiza la estabilizacin ante perturbaciones (1), mientras que si se trata de acelerar sta se producen sobrepasamientos (2). Para solventar las dos circustancias a la vez Omron utiliza un control PID con realimentacin anticipativa, con dos grados de libertad (3).

Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinDiagrama de bloques del control PID Omron con dos grados de libertadKp(1-) Tds/(1+Tds)+

SP

1+(1-)Tis 1+Tis

+ -

Kp{1+1/(Tis)}

+ -

MV

Process

PV

Kp Tds/(1+Tds)

PV : Process Variable, SP : Set Point, MV : Manipulate Variable Kp : Control Gain, Ti : Integral Time, Td : Derivative Time : 2-PID Parameter , : 2-PID Parameter Differential section is not Complete Differential Tds but Incomplete Differential Tds/(1+Tds). : Incomplete deferential constant = 0.3Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinPID con dos grados de libertad: prevencin de sobrepasamientosLa lgica es un constante. (Alfa)

FFSP

Perturbacin

+ e -

PID

+

MV

+

+Y lo resta del MV. Sirve para frenar el Overshoot.

Slo se efecta sobre SP. (Slo para Overshoot)

Mientras la lgica PID controla alcance del SP,Offset y Hunting

Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinComportamiento de los parmetros PID: P

Banda proporcional establecida con respecto al SV, obtenemos un MV proporcional a la desviacin entre PV y SV. Se expresa como un porcentaje de la variable de entrada (de 0.1 a 999.9 %). Si es muy pequea se producen oscilaciones, si es demasiado grande aparecer una desviacin residual.Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinComportamiento de los parmetros: I

La accin I combinada con la P reduce la desviacin residual. Se expresa como el tiempo requerido para que la MV generada por la accin P coincida con la MV generada por la accin I (de 1 a 8191 veces el perodo de control, o de 0.1 a 819.1 seg). Lo ms pequea que sea, ms fuerte ser la correccin, pero puede que se produzcan oscilaciones.Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinComportamiento de los parmetros: D

Las acciones P+I pueden implicar un retraso en la respuesta ante perturbaciones, para compensarlo est la componente D. Se expresa como el tiempo requerido por la MV originada por la accin D para alcanzar el nivel de la MV generada por la accin P (de 1 a 8191 veces el perodo de control, o de 0.1 a 819.1 seg). Cuanto ms grande sea ms fuerte ser la correccin, si es demasaido grande se producirn oscilaciones.Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinComportamiento de los parmetros PIDMV=100 Pb

( e + Ti

1

e dt + Td dt )Grande Inestabilidad (Hunting pequeo) Offset Adecuado Corrige perturbacin Pequeo Correccin lenta de perturbacin Oscilacin

de

Corrige Offset

Offset Alcance a SP lento

Corrige picos y oscilaciones

Pico y Oscilacin

Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinConstante Alpha: ganancia de Feed-forward Alfa es un coeficiente de filtro para la entrada. Se expresa como un valor de 0.00 a 0.99 (0.65 por defecto). El mtodo: 1. Ajustar la correccin de perturbacin con PID convencional. 2. Ajustar Step-response eligiendo un alfa adecuado (de 0 a 1).T (C) SP alfa=1 Correcto alfa=0

Alfa correcto

Step-responseMarcos Larralde

Perturbacin

t (seg.)

PLCs: IntroduccinAjuste de parmetros PID: orientaciones Cuando no es importante la rapidez para alcanzar la estabilidad pero s lo es no causar sobrepasamientos, usar una P grande. Cuando se desee una rpida estabilizacin y no importen los sobrepasamientos, estrechar la banda proporcional. Si la P es demasiado pequea se producirn oscilaciones. Cuando se producen sobrepasamientos puede ser que la accin I sea demasiado fuerte, deberemos incrementar el tiempo de I y/o aumentar la banda proporcional. Si la accin derivativa es demasiado fuerte, y el sistema responde excesivamente rpido podemos tener oscilaciones.

Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinOrientaciones en el uso de la regulacin PID Control de posicin o direccin , velocidad y aceleracin, se utilizaran las tres acciones. Con matizacionesa, como por ejemplo un control numrico en el que se aplica el regulador P para el control de la posicin de la herramienta y el regulador PI para el control de la velocidad de la misma. Para la regulacin del caudal y presin en lquidos es esencial la accin integral pero perjudicial la derivativa porque amplifica las perturbaciones que producen los sensores de medida de este tipo de variables. Por lo tanto se recomienda un PI con un tiempo integral elevado. Para la regulacin de nivel ocurre lo mismo aunque puede prescindirse de la accin integral si el error es aceptable.Marcos Larralde

PLCs: IntroduccinOrientaciones en el uso de la regulacin PID Es esencial la accin derivativa en la regulacin de temperatura porque los retardos son considerables, pero es innecesaria en la regulacin de la presin de un gas para la que basta con un controlador proporcional con una ganancia grande. La variacin de la presin es un proceso muy estable y se elimina prcticamente el error con una accin P. En la regulacin de temperatura y presin de vapor es necesaria la accin integral y la derivativa es esencial si se necesita acelerar la respuesta. En la regulacin del pH es esencial la accin integral y la derivativa es recomendable.

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Instruccin PID

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Instruccin PID

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 1/2Consigna: SV

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Rangos de la variable de entrada (PV) y de salida (MV) De 8 a 16 bits, lo que implica de 0000 a 00FF hasta de 0000 a FFFF. Nmero de bits vlidos: 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16. La especificacin del nmero de bits de estas seales se especifica en los parmetros correspondientes del canal C+6.

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 1/2

PID

FF

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 1/2

MV cuando PV = SP

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)MV cuando PV = SP

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 1/2

Tiempo de muestreo

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Tiempo de Muestreo (PID) y Tiempo de Ciclo (CPU) El perido de muestreo para la funcin PID se puede especificar en unidades de 10 ms, entre 0.01 y 99.99 s. Este perido hay que considerarlo en relacin con el tiempo de ciclo: - Si el perido de muestreo es menor que el tiempo de ciclo, la funcin PID se ejecuta cada ciclo. - En caso contrario la funcin PID se ejecuta cuando el tiempo entre funciones PID por tiempo de ciclo es mayor o igual al perodo de muestreo especificado para la funcin.

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Tiempo de Muestreo y Tiempo de Ciclo Ejemplo: Perido de muestreo = 100 ms, Tiempo de Ciclo = 60 ms.

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 1/2

Cambios PIDMarcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2Directo / Inverso

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Directo/Inverso

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2

Lmite MV: s o no

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2

Rango PV

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2

Unidades de I y D

Marcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2

Rango MVLmites inferior y superior de MVMarcos Larralde

PLCs: Funcin PID(190)Parmetros 2/2

Parmetros del C+9 al C+38: - Estos parmetros son usados por al funcin PID para el control, los calcula en funcin de los parmetros anteriores. - Es necesario inicializarlos antes de que comienze el control si es define el flag de siempre a ON como condicin de la funcin.

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Instruccin TPO Time Proportional Output: salida de pulsos proporcional desde un valor de MV

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Tiempo proporcional Salida contacto (TRT, SSR)0 -Pb / 2ON OFF

ePb / 2

0%

M0

100% MV

Tiempo ON (Ton) Periodo de Control (CP) MV =Ton CP

ON OFF100

t

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Ejemplo de conexionado

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Parmetros

Variable de entrada

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Variable de entrada Bits 00 a 03: Nmero de bits del dato. De 8 a 16 bits, codificados de [0 a 8]. Bits 04 a 07: Tipo de entrada, puede ser: - [0] En tanto por ciento: de 0.00 a 100.00 %, codificado de 0000 a 2710 hex. - [1] Directamente la variable manipulada, entre 0000 y FFFF (dependiendo del nmero de bits del dato, bits del 00 a 03). Bits 08 a 11: Intervalo de lectura de la variable de entrada (clculo del ton), puede ser: - Valor inicial en el perodo de control: [0] - Valor mnimo: [1] - Valor mximo: [2] - Ajuste continuo: [3] Bits 12 a 15: Funcin de lmite de salida habilitada [1] no [0].Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Parmetros

Perodo de control

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Parmetros

Lmites inf. y sup. de la salidaMarcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Parmetros

No usarMarcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Instruccin TPO + PID

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Instruccin TPO + PID (con lectura al inicio del perodo de control)

Marcos Larralde

PLCs: Funcin TPO(685)Instruccin TPO + PID (valor mnimo)

M