Factory Automation. Regulación con programa de PLC

(1)

Factory Automation

Regulación con programa

de PLC

(2)

1. Funciones PID + TPO

(3)

PLCs

: Introducci

ó

n

PID con dos

grados

de

libertad

• Cuando se previene el sobrepasamiento con un control PID simple

se ralentiza la estabilización ante perturbaciones (1), mientras que si se trata de acelerar ésta se producen sobrepasamientos (2).

• Para solventar las dos circustancias a la vez Omron utiliza un control

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PLCs

: Introducci

ó

n

Kp(1-β) Td･s/(1+λTd･s)

1+(1-α)Ti･s

1+Ti･s Kp{1+1/(Ti･s)} Process Kp Td･s/(1+λTd･s) SP + MV PV -+ +

-

Diagrama

de

bloques

del control PID Omron con dos

grados

(5)

PLCs

: Introducci

ó

n

PID con dos

grados

de

libertad

:

prevenci

ó

n

de

sobrepasamientos

SP Perturbación FF PID +

-+ ₊ +

-Sólo se efectúa sobre SP. (Sólo para

Overshoot) Y lo resta del MV._{Sirve para} _{frenar el}

MV e

La lógica es un constante. (Alfa)

Mientras la lógica PID controla alcance del

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PLCs

: Introducci

ó

n

(7)

PLCs

: Introducci

ó

n

Comportamiento

de

los par

á

metros

: I

• La acción I combinada con la P reduce la desviación residual.

• Se expresa como el tiempo requerido para que la MV generada por la acción P coincida con la MV generada por la acción I (de 1 a 8191 veces el período de control, o de 0.1 a 819.1 seg).

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PLCs

: Introducci

ó

n

Comportamiento

de

los par

á

metros

: D

• Las acciones P+I pueden implicar un retraso en la respuesta ante perturbaciones, para compensarlo está la componente D.

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PLCs

: Introducci

ó

n

Comportamiento

de

los par

á

metros

PID

MV= 100_Pb ( e + _Ti1 e dt ₊ _Td d_dte )

Grande Adecuado Pequeño

Inestabilidad (Hunting pequeño) Corrige perturbación Corrección lenta de perturbación Offset Corrige Offset Oscilación

Offset Alcance a SP lento Corrige picos y oscilaciones Pico y Oscilación

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PLCs

: Introducci

ó

n

Constante

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 método:

1. Ajustar la corrección de perturbación con PID convencional. 2. Ajustar Step-response eligiendo un alfa adecuado (de 0 a 1).

T (ºC)

SP

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PLCs

: Introducci

ó

n

Ajuste

de

par

á

metros

PID:

orientaciones

• Cuando no es importante la rapidez para alcanzar la estabilidad pero sí lo es no causar sobrepasamientos, usar una P grande.

• Cuando se desee una rápida estabilización y no importen los sobrepasamientos, estrechar la banda proporcional.

• Si la P es demasiado pequeña se producirán oscilaciones.

• Cuando se producen sobrepasamientos puede ser que la acción I sea

demasiado fuerte, deberemos incrementar el tiempo de I y/o aumentar la banda proporcional.

• Si la acción derivativa es demasiado fuerte, y el sistema responde excesivamente rápido podemos tener oscilaciones.

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PLCs

: Introducci

ó

n

Orientaciones

en el

uso

de la

regulaci

ó

n

PID

• Control de posición o dirección , velocidad y aceleración, se utilizarían las tres acciones. Con matizacionesa, como por ejemplo un control numérico en el que se aplica el regulador P para el control de la posición de la herramienta y el regulador PI para el control de la velocidad de la misma.

• Para la regulación del caudal y presión en líquidos es esencial la acción integral pero perjudicial la derivativa porque amplifica las perturbaciones que producen los sensores de medida de este tipo de variables. Por lo tanto se

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PLCs

: Introducci

ó

n

Orientaciones

en el

uso

de la

regulaci

ó

n

PID

• Es esencial la acción derivativa en la regulación de temperatura porque los retardos son considerables, pero es innecesaria en la regulación de la presión de un gas para la que basta con un controlador proporcional con una ganancia grande. La variación de la presión es un proceso muy estable y se elimina

prácticamente el error con una acción P.

• En la regulación de temperatura y presión de vapor es necesaria la acción integral y la derivativa es esencial si se necesita acelerar la respuesta. En la regulación del pH es esencial la acción integral y la derivativa es

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PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

(15)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

(16)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

1/2

Consigna:

SV

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PLCs

: Funci

ó

n 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.

• Número de bits válidos: 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16.

• La especificación del número de bits de estas señales se especifica

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PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

1/2

PID

(19)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

1/2

MV cuando PV = SP

(20)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

(21)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

1/2

Tiempo de

muestreo

(22)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Tiempo

de

Muestreo

(PID) y

Tiempo

de

Ciclo

(CPU)

• El periódo de muestreo para la función PID se puede especificar en

unidades de 10 ms, entre 0.01 y 99.99 s.

• Este periódo hay que considerarlo en relación con el tiempo de ciclo:

- Si el periódo de muestreo es menor que el tiempo de ciclo, la función PID se ejecuta cada ciclo.

(23)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Tiempo

de

Muestreo

y

Tiempo

de

Ciclo

(24)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

(25)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

Directo /

Inverso

(26)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

(27)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

Límite MV:

sí o no

(28)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

(29)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

Unidades

de I y D

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PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

(31)

PLCs

: Funci

ó

n PID(190)

Par

á

metros

2/2

Parámetros del C+9 al C+38:

- Estos parámetros son usados por al función PID para el control, los calcula en función de los parámetros anteriores.

- Es necesario inicializarlos antes de que comienze el control si es define el flag de siempre a ON como condición de la función.

(32)

PLCs

: Funci

ó

n TPO(685)

Instrucci

ó

n

TPO

• Time Proportional Output: salida de pulsos proporcional desde un valor de MV

(33)

PLCs

: Funci

ó

n TPO(685)

Tiempo proporcional

ON

M

0 0% 100% MV

e

Pb / 2 -Pb / 2 0 • Salida contacto (TRT, SSR) Periodo de Control (CP) ON OFF Tiempo ON (Ton)

(34)

PLCs

: Funci

ó

n TPO(685)

(35)

PLCs

: Funci

ó

n TPO(685)

Par

á

metros

Variable

de entrada

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PLCs

: Funci

ó

n TPO(685)

Variable de Variable de entradaentrada

• Bits 00 a 03:

Número 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 número de bits del dato, bits del 00 a 03).

• Bits 08 a 11:

Intervalo de lectura de la variable de entrada (cálculo del t_on), puede ser: - Valor inicial en el período de control: [0]

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