39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

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Prólogo, Indice Introducción 1 Parametrización 2 Bloques de función 3 Bibliografía A Indice alfabético C79000-G7078-C516-01 Software estándar para S7-300/400 PID Control (Regulación PID) Manual SIMATIC

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Prólogo, Indice

Introducción 1

Parametrización 2

Bloques de función 3

BibliografíaA

Indice alfabético

C79000-G7078-C516-01

Software estándar paraS7-300/400PID Control (Regulación PID)

Manual

SIMATIC

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iiPID Control

C79000 G7078 C516 01

Este manual contiene las informaciones necesarias para la seguridad personal así como parala prevención de daños materiales. Las informaciones están puestas de relieve medianteseñales de precaución. Las señales que figuran a continuación representan distintos grados depeligro:

!Peligro

Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, se producirá la muerte,lesiones corporales graves o daños materiales considerables.

!Precaución

Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, puede producirse lamuerte, lesiones corporales graves o daños materiales considerables.

!Cuidado

Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirselesiones corporales o daños materiales.

Nota

Se trata de una información importante, sobre el producto o sobre una parte determinada delmanual, sobre la que se desea llamar particularmente la atención.

La puesta en funcionamiento y el servicio del equipo sólo deben ser llevados a cabo con-forme con este manual.

Solo está autorizado a intervenir en este equipo el personal cualificado. En el sentido delmanual se trata de personas que disponen de los conocimientos técnicos necesarios para po-ner en funcionamiento, conectar a tierra y marcar los aparatos, sistemas y circuitos de acuerdocon las normas estándar de seguridad.

Advertencia importante:

!Precaución

El equipo o los componentes del sistema sólo se podrán utilizar para los casos de aplicaciónprevistos en el catálogo y en la descripción técnica, y sólo en unión de los equipos ycomponentes de proveniencia tercera recomendados y homologados por Siemens.

El funcionamiento correcto y seguro del producto presupone un transporte, un almacena-miento, una instalación y un montaje conforme a las prácticas de la buena ingeniería, asícomo una operación y un mantenimiento rigurosos.

SIMATIC� y SINEC� son marcas registradas por SIEMENS AG.

Los restantes nombres y designaciones contenidos en el presente impreso pueden ser marcasregistradas cuya utilización por terceros para sus fines pueden violar los derechos de susproprietarios.

Hemos probado el contenido de esta publicación con la concordan-cia descrita para el hardware y el software. Sin embargo, es posibleque se den algunas desviaciones que nos impiden tomar garantíacompleta de esta concordancia. El contenido de esta publicaciónestá sometido a revisiones regularmente y en caso necesario seincluyen las correcciones en la siguiente edición. Agradecemossugerencias.

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La divulgación y reproducción de este documento, así como el uso yla comunicación de su contenido, no están autorizados, a no ser quese obtenga el consentimiento expreso para ello. Los infractoresquedan obligados a la indemnización de los daños. Se reservantodos los derechos, en particular para el caso de concesión depatentes o de modelos de utilidad.

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� Siemens AG 1996Sujeto a cambios sin previo aviso.

Siemens Aktiengesellschaft C79000-G7078-C516

Consignas deseguridad para elusuario

Personal cualificado

Uso conforme

Marca registrada

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iiiPID ControlC79000-G7078-C516-01

Prólogo

Este manual le asiste durante la utilización de los bloques de regulación de PIDControl.

Su intención es familiarizarle con el funcionamiento de los bloques de regulaciónasí como con la llamada del interface de usuario para la parametrización de dichosbloques. Para dicho interface de parametrización existe una ayuda online que leasiste durante la parametrización de los bloques.

Este manual está dirigido a los lectores siguientes:

– Programadores de S7

– Programadores de funciones de regulación

– Personal operador

– Personal de servicio técnico

PID ControlS7-300/400

Bloques defunciónPID Control

Interface deusuario paraparametrizaciónPID Control

ManualelectrónicoPID Control

El paquete de software ”PID Control” comprende las partes siguientes:

– los bloques de función CONT_C, CONT_S y PULSEGEN;

– el interface de usuario para parametrizar la configuración de los bloques deregulación;

– el manual consagrado en esencia a describir los bloques de función.

Finalidad delmanual

Destinatarios

Posicionamientoen el entorno deproductos”PID Control”

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ivPID Control

C79000-G7078-C516-01

da una visión general de PID ControlCap. 1

muestra cómo llamar el interface de usuario para parametrizaciónCap. 2

describe los bloques de función FB 41 ”CONT_C”, FB 42 ”CONT_S”y FB 43 ”PULSEGEN”

Cap. 3

Este manual está concebido como obra de referencia para las informacionesrelativas a PID Control. Para informaciones que desborden este marco, consultar losmanuales /70/, /71/, /100/, /101/, /231/, /232/, /234/, /352/.

Para las cuestiones relativas a la utilización y el empleo de PID Control, contactarcon su interlocutor SIMATIC en la agencia o delegación Siemens competente parasu sector.Las direcciones de éstas pueden encontrarse, por ejemplo, en el anexo”SIEMENS enel mundo” del manual ”Autómata programable S7-400, Configuración e instalaciónde un S7-400”.

Para cuestiones y observaciones relativas al propio manual, rogamos rellenar elformulario que se encuentra al final del mismo y enviarlo a la dirección indicada.Con la misma ocasión, rogamos indicar en dicho formulario también su apreciaciónpersonal de este manual.

Nosotros también organizamos una serie de cursos para facilitar la introducción enel sistema de automatización SIMATIC S7. Para ello, contactar con los centros deformación regionales de Siemens o con el Trainingscenter central enD-90327 Nürnberg,Tel. ++49 911 985 3154.

Contenidodel manual

Informacionescomplementarias

Asistenciacomplementaria

Prólogo

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vPID ControlC79000-G7078-C516-01

Indice

1 Introducción 1-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Parametrización 2-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Bloques de función 3-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Regulación continua con el FB 41 ”CONT_C” 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Regulación discontinua con el FB 42 ”CONT_S” 3-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Formación de impulsos con el FB 43 ”PULSEGEN” 3-15. . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 Ejemplo con el bloque PULSEGEN 3-24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A Bibliografía A-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Indice alfabético Indice-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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viPID Control

C79000-G7078-C516-01

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1-1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Introducción

Los bloques de función (FB) de PID Control (Regulación PID) comprenden losbloques para regulación continua (CONT_C) y para regulación discontinua(CONT_S) así como el bloque para la modulación de ancho de impulsos(PULSEGEN).

Los bloques de regulación suponen una regulación meramente software, es decir, unbloque contiene todas las funciones del regulador. Los datos necesarios para elcálculo cíclico están almacenados en los bloques de datos asociados. De esta formaes posible llamar varias veces los FB.

El FB ”PULSEGEN” se combina con el bloque FB CONT_C para obtener unregulador con salida de impulsos para atacar actuadores proporcionales.

Un regulador realizado por medio de los FB se compone de una serie de funcionesparciales parametrizables por el usuario. Además del regulador con su algoritmoPID, los FB incluyen funciones de acondicionamiento de valor de consigna, de valorreal así como de la magnitud manipulada calculada.

Una regulación creada con los dos bloques mencionados es neutra, por principio, encuanto a sus posibles aplicaciones. El rendimiento de regulación y con ello lavelocidad de procesamiento dependen únicamente de la potencia de la CPUutilizada.Para una CPU dada, es necesario encontrar un compromiso entre el número dereguladores y la frecuencia de procesamiento de cada uno de ellos. Cuanto másrápidos sean los lazos de regulación, es decir deban calcularse con mayor frecuencialas magnitudes manipuladas por unidad de tiempo, menor es el número dereguladores instalables.Existen restricciones relativas al tipo de proceso a regular. Los bloques de funciónse aplican a sistemas inerciales (temperaturas, niveles de llenado, etc.) así como asistemas muy rápidos (caudal, velocidad de rotación, etc.).

Nota

El comportamiento estático (ganancia) y las propiedades dinámicas (retardo, tiempomuerto, constante de integración, etc.) del sistema o proceso regulado ejerce unainfluencia decisiva sobre el diseño del regulador y el dimensionamiento de susparámetros estáticos (acción P) y dinámicos (acciones I y D).

Por ello es indispensable conocer exactamente el tipo y las características delsistema o proceso regulado.

Concepto dePID Control

Funciones básicas

Aplicación

Análisis delprocesoregulado

1

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1-2PID Control

C79000-G7078-C516-01

Nota

Es practicamente imposible influenciar las propiedades de los sistemas o procesosregulados porque resultan de datos mecánicos y de ingeniería química. La eleccióndel tipo de regulador más apropiado al sistema o proceso regulado y su adaptaciónal comportamiento temporal de este último son los únicos medios de obtener unbuen resultado de regulación.

Para crear una regulación, de la fase de estructuración a su llamada por el programa,pasando por su parametrización, puede prescindirse prácticamente de labores deprogramación. Sin embargo, se precisan conocimientos de STEP 7.

La ayuda online de STEP 7 ofrece también informaciones sobre los diferentesbloques de función.

PID Control es un subconjunto de la Regulación estándar. Más información sobre laRegulación estándar figura en el manual /350/ (disponible en alemán o inglés).

Selección delregulador

Creación

Ayuda online

Informacionessuplementarias

Introducción

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2-1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Parametrización

Bajo Windows 95, el interface de usuario de parametrización de PID Control sellama con la secuencia de comandos siguiente:

� Inicio � SIMATIC � STEP 7 V3 � Parametrizar Regulación PID

En la primera pantalla es posible bien abrir un DB de instancia ya existente yasociado al FB 41 ”CONT_C” ó FB 42 ”CONT_S” , o crear un nuevo bloque DB encalidad de DB de instancia. Si se desea crear un nuevo DB de instancia, el sistemapregunta a qué FB desea asociarlo.

El FB 43 ”PULSEGEN” no dispone de interface de usuario para parametrización.Sus parámetros deben definirse con los medios de STEP 7.

Nota

El interface de usuario para la parametrización de PID Control (Regulación PID)sirve también para parametrizar la Regulación integrada de la CPU 314 IFM. Paraello, crear DBs de instancia para asociar al (S)FB 41 ó 42.

El interface de usuario para parametrización dispone de una ayuda integrada que leasiste durante la parametrización de los bloques de regulación. Existen lasposibilidades siguientes de llamar la ayuda online:

� por el comando Ayuda � Temas de Ayuda...

� pulsando la tecla F1

� pulsando el botón de ayuda en las diferentes pantallas de parametrización

Llamada delinterface deparametrización

Ayuda integrada

2

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2-2PID Control

C79000-G7078-C516-01

Parametrierung

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3-1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Bloques de función

Nota

Los FB 41 ... 43 descritos en este capítulo sólo están validados para las CPU S7/C7que disponen del nivel de procesamiento de alarmas cíclicas:

Apartado Tema Página

3.1 Regulación continua con el FB 41 ”CONT_C” 3-2

3.2 Regulación discontinua con el FB 42 ”CONT_S” 3-9

3.3 Formación de impulsos con el FB 43 ”PULSEGEN” 3-15

3.4 Ejemplo con el bloque PULSEGEN3-24 3-24

Indice delcapítulo

3

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3-2PID Control

C79000-G7078-C516-01

3.1 Regulación continua con el FB 41 ”CONT_C”

El FB ”CONT_C” sirve para la regulación de procesos industriales con magnitudesde entrada y salida continuas utilizando sistemas de automatización SIMATIC S7.Mediante la parametrización es posible conectar o desconectar las funcionesparciales del regulador PID, adaptándolo así al proceso regulado.

El regulador puede aplicarse como regulador PID de consigna fija, autónomo otambién en regulaciones de varios lazos como regulador en cascada, regulador demezcla o regulador de relación. Su modo de trabajo se basa en el algoritmo deregulación PID del regulador muestreado con señal de salida analógica,complementada dado el caso por una etapa de formación de impulsos para lacreación de señales de salida con modulación de ancho de impulsos pararegulaciones de dos o tres puntos con actuadores proporcionales.

Junto a las funciones en las ramas de valores de consigna y real, el FB realiza unregulador PID completo con salida continua de magnitud manipulada y posibilidadde influenciar manualmente el valor manipulado.A continuación se describen las funciones parciales:

Rama de valor de consignaEl valor de consigna se introduce en la entrada SP_INT en formato en comaflotante.

Rama de valor realEl valor real puede ser leído en formato de periferia y en formato en coma flotante.La función CRP_IN transforma el valor de periferia PV_PER en un formato encoma flotante de -100 ... +100 %, según la fórmula siguiente:

Salida de CPR_IN = PV_PER �

100

27648

La función PV_NORM normaliza la salida de CRP_IN según la fórmula siguiente:

Salida de PV_NORM = (salida de CPR_IN) � PV_FAC + PV_OFF

El valor por defecto de PV_FAC es 1 y el de PV_OFF es 0.

Formación del error de regulaciónLa diferencia entre el valor de consigna y el valor real es la diferencia o error deregulación. Para suprimir la pequeña oscilación permanente debida a la cuantifica-ción de la magnitud manipulada (p. ej. en una modulación de ancho de impulsos conPULSEGEN), el error de regulación se conduce por una zona muerta(DEADBAND). Cuando DEADB_W = 0, la zona muerta está desconectada.

Algoritmo PIDEl algoritmo PID trabaja en el algoritmo de posición. Las acciones proporcional,integral (INT) y derivativa (DIF) están conectadas en paralelo y pueden conectarse ydesconectarse individualmente. De esta forma pueden parametrizarse reguladores P,PI, PD y PID. Pero también son posibles reguladores I puros.

Introducción

Aplicación

Descripción

Bloques de función

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3-3PID ControlC79000-G7078-C516-01

Procesamiento de valores manualesEs posible conmutar entre modo manual y modo automático. En el modo manual, lamagnitud manipulada sigue a un valor ajustado manualmente.El integrador (INT) se pone internamente a LMN - LMN_P - DISV y eldiferenciador (DIF) se pone a 0 y se compensa internamente. La conmutación almodo automático se efectúa así sin choques.

Procesamiento de valores manipuladosEl valor manipulado se limita con la función LMNLIMIT a valores prefijables. Lasuperación de los límites por parte de la magnitud de entrada se señaliza mediantebits al efecto.La función LMN_NORM normaliza la salida de LMNLIMIT según la fórmulasiguiente:

LMN = (Salida de LMNLIMIT) � LMN_FAC + LMN_OFF

El valor por defecto de LMN_FAC es 1 y el de LMN_OFF es 0.

El valor manipulado está también disponible en formato de periferia. La funciónCRP_OUT transforma el valor en coma flotante LMN en un valor de periferia segúnla fórmula siguiente:

LMN_PER = LMN �100

27648

Aplicación de magnitud perturbadora (control anticipativo)En la entrada DISV puede aplicarse aditivamente una magnitud perturbadora.

Rearranque completo / Rearranque

El FB ”CONT_C” dispone de una rutina de rearranque completo que se ejecutacuando el parámetro de entrada COM_RST = TRUE.

Al arrancar, el integrador se ajusta internamente al valor de inicialización I_ITVAL.Si se llama en un nivel de alarma cíclica, continúa trabajando a partir de este valor.

Todas las demás salidas se ponen a sus valores por defecto.

No se emplea la palabra de información de error RET_VAL.

Estadosoperativos

Informacionesde error

Bloques de función

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3-4PID Control

C79000-G7078-C516-01

PV_PER

SP_INT

CRP_IN

%

PV_NORM

DEADBANDPV_IN

PV_FAC,PV_OFF

PVPER_ON

-+

PV

DEADB_W

X

GAIN

ER

�0

1

INT

DIF

+ +

��

� TI, INT_HOLD,I_ITL_ON,I_ITLVAL

TD, TM_LAG

P_SELLMN_P

I_SEL DISV

LMN_I

LMN_DD_SEL

0

1

0

1

0

1

0

1 LMNLIMIT

QLMN_HLMQLMN_LLM

LMN

LMN_PER

CRP_OUT

%

LMN_NORM�

� �

MANMAN_ON

LMN_HLM,LMN_LLM

LMN_FAC,LMN_OFF

�0.0

0.0

0.0

Figura 3-1 Esquema de bloques de CONT_C

Esquema debloques

Bloques de función

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3-5PID ControlC79000-G7078-C516-01

La tabla 3-1 contiene los parámetros de entrada del FB 41 ”CONT_C”.

Tabla 3-1 Parámetros de entrada (INPUT) FB 41 ”CONT_C”

ParámetroTipode

datos

Valoresposibles

Pordefecto

Descripción

COM_RST BOOL FALSECOMPLETE RESTART / Rearranque completo

El bloque tiene una rutina de rearranque completo que se ejecuta cuandoestá activada la entrada ”Rearranque completo”.

MAN_ON BOOL TRUEMANUAL VALUE ON / Conectar modo manual

Si está activada la entrada ”Conectar modo manual”, está interrumpido ellazo de regulación. Como valor manipulado se fuerza un valor manual.

PVPER_ON BOOL FALSE

PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON / Conectar valor real deperiferia

Si debe leerse el valor real de la periferia, conectar la entrada PV_PERcon la periferia y activar la entrada ”Conectar valor real de periferia”.

P_SEL BOOL TRUE

PROPORTIONAL ACTION ON / Conectar acción P

En el algoritmo PID pueden conectarse y desconectarse individualmentelas acciones PID. La acción P está conectada si está activada la entrada”Conectar acción P”.

I_SEL BOOL TRUE

INTEGRAL ACTION ON / Conectar acción I

En el algoritmo PID pueden conectarse y desconectarse individualmentelas acciones PID. La acción I está conectada si está activada la entrada”Conectar acción I”.

INT_HOLD BOOL FALSEINTEGRAL ACTION HOLD / Congelar acción I

La salida del integrador puede congelarse. Para ello se ha de activar laentrada ”Congelar acción I”.

I_ITL_ON BOOL FALSEINITIALIZATION OF THE INTEGRAL ACTION / Inicializar acción I

La salida del integrador puede inicializarse a la entrada I_ITLVAL. Paraello se ha de activar la entrada ”Inicializar acción I”.

D_SEL BOOL FALSE

DERIVATIVE ACTION ON / Conectar acción D

En el algoritmo PID pueden conectarse y desconectarse individualmentelas acciones PID. La acción D está conectada si está activada la entrada”Conectar acción D”.

CYCLE TIME >= 1ms T#1sSAMPLE TIME / Tiempo de muestreo

El tiempo entre las llamadas del bloque debe ser constante. La entrada”Tiempo de muestreo” indica el tiempo entre las llamadas del bloque.

SP_INT REAL

-100.0...100.0 (%)

ó magnitudfísica 1)

0.0INTERNAL SETPOINT / Consigna interna

La entrada ”Consigna interna” sirve para ajustar un valor de consigna.

PV_IN REAL

-100.0...100.0 (%)

ó magnitudfisica 1)

0.0

PROCESS VARIABLE IN / Entrada de valor real

En la entrada ”Entrada de valor real” puede parametrizarse un valor depuesta en servicio, o aplicarse un valor real externo en formato en comaflotante.

Parámetros deentrada

Bloques de función

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3-6PID Control

C79000-G7078-C516-01

Tabla 3-1 Parámetros de entrada (INPUT) FB 41 ”CONT_C”, continuación

Parámetro DescripciónPordefecto

Valoresposibles

Tipode

datos

PV_PERWOR

DW#16#00

00

PROCESS VARIABLE PERIPHERY / Valor real de periferia

El valor real en formato de periferia se aplica al regulador en la entrada”Valor real de periferia”.

MAN REAL

-100.0...100.0 (%)

ó magnitudfisica 2)

0.0MANUAL VALUE / Valor manual

La entrada ”Valor manual” sirve para establecer un valor manualmediante función de manejo/visualización (interface hombre máquina).

GAIN REAL 2.0PROPORTIONAL GAIN / Ganancia proporcional

La entrada ”Ganancia proporcional” indica la ganancia del regulador.

TI TIME >= CYCLE T#20sRESET TIME / Tiempo de acción integral

La entrada ”Tiempo de acción integral” determina el comportamientotemporal del integrador.

TD TIME >= CYCLE T#10sDERIVATIVE TIME / Tiempo de diferenciación (acción derivativa)

La entrada ”Tiempo de diferenciación” determina el comportamientotemporal del diferenciador.

TM_LAG TIME >= CYCLE/2 T#2s

TIME LAG OF THE DERIVATIVE ACTION / Tiempo de retardo de laacción D

El algoritmo de la acción D contiene un retardo que puede parametrizarseen la entrada ”Tiempo de retardo de la acción D”.

DEADB_W REAL>= 0.0 (%)ó magnitud

fisica 1)0.0

DEAD BAND WIDTH / Ancho de zona muerta

El error de regulación se conduce por una zona muerta. La entrada”Ancho de zona muerta” determina el tamaño de la zona muerta.

LMN_HLM REAL

LMN_LLM...100.0 (%)ó magnitud

fisica 2)

100.0

MANIPULATED VALUE HIGH LIMIT / Límite superior del valormanipulado

El valor manipulado tiene siempre un límite superior y uno inferior. Laentrada ”Límite superior del valor manipulado” indica el límite superior.

LMN_LLM REAL

-100.0...LMN_HLM

(%)ó magnitud

fisica 2)

0.0

MANIPULATED VALUE LOW LIMIT / Límite inferior del valormanipulado

El valor manipulado tiene siempre un límite superior y uno inferior. Laentrada ”Valor manipulado, límite inferior” indica el límite inferior.

PV_FAC REAL 1.0PROCESS VARIABLE FACTOR / Factor de valor real

La entrada ”Factor de valor real” se multiplica por el valor real. Laentrada sirve para la adaptación del margen de valor real.

PV_OFF REAL 0.0PROCESS VARIABLE OFFSET / Offset del valor real

La entrada ”Offset del valor real” se suma con el valor real. La entradasirve para la adaptación del margen de valor real.

LMN_FAC REAL 1.0

MANIPULATED VALUE FACTOR / Factor del valor manipulado

La entrada ”Factor del valor manipulado” se multiplica por el valormanipulado. La entrada sirve para la adaptación del margen de valormanipulado.

Bloques de función

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3-7PID ControlC79000-G7078-C516-01

Tabla 3-1 Parámetros de entrada (INPUT) FB 41 ”CONT_C”, continuación

Parámetro DescripciónPordefecto

Valoresposibles

Tipode

datos

LMN_OFF REAL 0.0MANIPULATED VALUE OFFSET / Offset del valor manipulado

La entrada ”Offset del valor manipulado” se suma al valor manipulado.La entrada sirve para la adaptación del margen de valor manipulado.

I_ITLVAL REAL

-100.0...100.0 (%)

ó magnitudfisica 2)

0.0

INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL ACTION / Valor deinicialización de la acción I

La salida del integrador puede forzarse con la entrada I_ITL_ON. En laentrada ”Valor de inicialización de la acción I” está el valor deinicialización.

DISV REAL

-100.0...100.0 (%)

ó magnitudfisica 2)

0.0DISTURBANCE VARIABLE / Magnitud perturbadora

Para control anticipativo de la magnitud perturbadora, ésta se conecta enla entrada ”Magnitud perturbadora”.

1) Parámetros en las ramas de valor de consigna y de valor real con la misma unidad2) Parámetros en la rama de valor manipulado con la misma unidad

La tabla 3-2 contiene los parámetros de salida del FB 41 ”CONT_C”.

Tabla 3-2 Parámetros de salida (OUTPUT) FB 41 ”CONT_C”

ParámetroTipo dedatos

Valoresposibles

Por defecto Descripción

LMN REAL 0.0 MANIPULATED VALUE / Valor manipulado

En la salida ”Valor manipulado” se saca en formato en coma flotanteel valor manipulado que actúa efectivamente.

LMN_PER WORD W#16#0000 MANIPULATED VALUE PERIPHERY / Valor manipulado periferia

Esta salida entrega el valor manipulado en formato de periferia.

QLMN_HLM BOOL FALSE HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED /Alcanzado el límite superior del valor manipulado

El valor manipulado tiene siempre un límite superior y un límiteinferior. La salida ”Alcanzado el límite superior del valormanipulado” indica la superación de la limitación superior.

QLMN_LLM BOOL FALSE LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED /Alcanzado el límite inferior del valor manipulado

El valor manipulado tiene siempre un límite superior y un límiteinferior. La salida ”Alcanzado el límite inferior del valor manipulado”indica la superación de la limitación inferior.

LMN_P REAL 0.0 PROPORTIONALITY COMPONENT / Acción P

La salida ”Acción P” contiene la componente proporcional de lamagnitud manipulada.

Parámetros desalida

Bloques de función

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3-8PID Control

C79000-G7078-C516-01

Tabla 3-2 Parámetros de salida (OUTPUT) FB 41 ”CONT_C”, continuación

Parámetro DescripciónPor defectoValoresposibles

Tipo dedatos

LMN_I REAL 0.0 INTEGRAL COMPONENT / Acción I

La salida ”Acción I” contiene la componente integral de la magnitudmanipulada.

LMN_D REAL 0.0 DERIVATIVE COMPONENT / Acción D

La salida ”Acción D” contiene la componente diferencial de lamagnitud manipulada.

PV REAL 0.0 PROCESS VARIABLE / Valor real

Por la salida ”Valor real” se emite el valor real que actúaefectivamente.

ER REAL 0.0 ERROR SIGNAL / Error de regulación

Por la salida ”Error de regulación” se emite la diferencia o error deregulación que actúa efectivamente.

Bloques de función

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3-9PID ControlC79000-G7078-C516-01

3.2 Regulación discontinua con el FB 42 ”CONT_S”

El FB ”CONT_S” sirve para la regulación de procesos técnicos con señales desalida de valor manipulado binarias para actuadores de acción integral utilizandosistemas de automatización SIMATIC S7. A través de la parametrización puedenconectarse o desconectarse funciones parciales del regulador discontinua PI,adaptándolo así al proceso regulado.

El regulador puede aplicarse como regulador de valor fijo PI, autónomo o en lazosde regulación subordinados en regulaciones de cascada, regulaciones de mezcla oregulaciones de relación, pero no como regulador piloto. Su modo de trabajo se basaen el algoritmo de regulación PI del regulador muestreado y es completado con loselementos funcionales para la generación de la señal de salida binaria a partir de laseñal manipulada analógica.

Junto a las funciones en la rama de valor real, el FB realiza un regulador PI termi-nado con salida binaria de valor manipulado y posibilidades de influir manualmentesobre éste. El regulador discontinua trabaja sin respuesta (reenvío) de posición.

A continuación se expone la descripción de las funciones parciales:

Rama de valor de consignaEl valor de consigna se introduce en la entrada SP_INT en formato en comaflotante.

Rama de valor realEl valor real puede ser leído en formato de periferia y en formato en coma flotante.La función CRP_IN transforma el valor de periferia PV_PER en un formato encoma flotante de -100 ... +100 %, según la fórmula siguiente:

Salida de CPR_IN = PV_PER �

100

27648

La función PV_NORM normaliza la salida de CRP_IN según la fórmula siguiente:

Salida de PV_NORM = (Salida de CPR_IN) � PV_FAC + PV_OFF

El valor por defecto de PV_FAC es 1 y el de PV_OFF es 0.

Formación del error de regulaciónLa diferencia entre el valor de consigna y el valor real es la diferencia o error deregulación. Para suprimir la pequeña oscilación permanente debida a la cuantifica-ción de la magnitud manipulada (resolución limitada del valor manipulado por laválvula de control), el error de regulación se conduce por una zona muerta(DEADBAND). Cuando DEADB_W = 0, la zona muerta está desconectada.

Introducción

Aplicación

Descripción

Bloques de función

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3-10PID Control

C79000-G7078-C516-01

Algoritmo discontinuo PIEl FB trabaja sin respuesta (reenvío) de posición. La acción I del algoritmo PI y larespuesta imaginaria de posición se calculan en un integrador (INT) y se comparancomo valor de retorno con la acción P restante. La diferencia pasa a un elemento detres puntos (THREE_ST) y a un formador de impulsos (PULSEOUT), que forma losimpulsos para la válvula de control. A través de una adaptación del umbral derespuesta del elemento de tres puntos se reduce la frecuencia de conmutación delregulador.

Aplicación de magnitud perturbadora (control anticipativo)En la entrada DISV puede aplicarse aditivamente una magnitud perturbadora.

Rearranque completo / Rearranque

El FB ”CONT_S” dispone de una rutina de rearranque completo que se ejecutacuando está puesto el parámetro de entrada COM_RST = TRUE.

Todas las salidas se ponen a sus valores por defecto.

No se emplea la palabra de información de error RET_VAL.

Estadosoperativos

Informacionesde error

Bloques de función

Page 21: 39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

3-11PID ControlC79000-G7078-C516-01

��

+

PV_PER

SP_INT

CRP_IN

%

PV_NORM

DEADBANDPV_IN

PV_FACPV_OFF

PVPER_ON

–+

PV

DEADB_W

X

GAIN

ER

0

1�

THREE_ST

INT

LMNR_SIM

LMNS_ON

LMNUP

LMNDN

PULSEOUT

AND

AND

AND

AND

LMNR_HS

LMNR_LS

QLMNDN

QLMNUP

100.0

0.0

-100.0

0.01/MTR_TM X

INT

LMNLIMIT

OR

10.0

+

0.0

LMNS_ON

0 �

1�

0

1

0�

��0�

1

1

0X

1/TI

1�

0

+

DISV

-

adaptivo

LMNRS_ON,LMNRSVAL

100.0 , 0.0

MTR_TM PULSE_TM,BREAK_TM

Figura 3-2 Esquema de bloques de CONT_S

Esquema debloques

Bloques de función

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3-12PID Control

C79000-G7078-C516-01

La tabla 3-3 contiene los parámetros de entrada del FB 42 ”CONT_S”.

Tabla 3-3 Parámetros de entrada (INPUT) FB 42 ”CONT_S”

ParámetroTipo dedatos

Valoresposibles

Por defecto Descripción

COM_RST BOOL FALSE COMPLETE RESTART / Rearranque completo

El bloque tiene una rutina de rearranque completo que se ejecutacuando está activada la entrada ”Rearranque completo”.

LMNR_HS BOOL FALSE HIGH LIMIT SIGNAL OF REPEATED MANIPULATED VALUE /Señal de límite superior de la respuesta de posición

La señal ”Válvula de control en el tope superior” se conecta en laentrada ”Señal de límite superior de la respuesta de posición”.LMNR_HS=TRUE significa: la válvula de control se encuentra enel tope superior.

LMNR_LS BOOL FALSE LOW LIMIT SIGNAL OF REPEATED MANIPULATED VALUE /Señal de límite inferior de la respuesta de posición

La señal ”Válvula de control en el tope inferior” se conecta en laentrada ”Señal de límite inferior de la respuesta de posición”.LMNR_LS=TRUE significa: la válvula de control se encuentra en eltope inferior.

LMNS_ON BOOL TRUE MANIPULATED SIGNALS ON / Conectar modo manual de lasseñales manipuladas

En la entrada ”Conectar modo manual en señales manipuladas” sepasa a modo manual el procesamiento de señal de valor manipulado.

LMNUP BOOL FALSE MANIPULATED SIGNALS UP / Subir señal manipulada

En el modo manual, esta entrada ”Subir señal manipulada” sirvepara forzar la señal de salida QLMNUP.

LMNDN BOOL FALSE MANIPULATED SIGNALS DOWN / Bajar señal manipulada

En el modo manual, esta entrada ”Bajar señal manipulada” sirvepara forzar la señal de salida QLMNDN.

PVPER_ON BOOL FALSE PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON / Conectar valor real deperiferia

Para leer el valor real de la periferia, debe conectarse la entradaPV_PER con la periferia y se ha de activar la entrada ”Conectarvalor real de periferia”.

CYCLE TIME >= 1ms T#1s SAMPLE TIME / Tiempo de muestreo

El tiempo entre las llamadas de bloque debe ser constante. Laentrada ”Tiempo de muestreo” indica el tiempo entre las llamadas debloque.

SP_INT REAL -100.0...100.0(%)

ó magnitudfisica 1)

0.0 INTERNAL SETPOINT / Consigna interna

La entrada ”Consigna interna” sirve para fijar un valor de consigna.

Parámetros deentrada

Bloques de función

Page 23: 39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

3-13PID ControlC79000-G7078-C516-01

Tabla 3-3 Parámetros de entrada (INPUT) FB 42 ”CONT_S”, continuación

Parámetro DescripciónPor defectoValoresposibles

Tipo dedatos

PV_IN REAL -100.0...100.0(%)

ó magnitudfisica 1)

0.0 PROCESS VARIABLE IN / Entrada de valor real

En la entrada ”Entrada de valor real” puede parametrizarse un valorde puesta en servicio o aplicarse un valor real externo en formato encoma flotante.

PV_PER WORD W#16#0000 PROCESS VARIABLE PERIPHERY / Valor real de periferia

El valor real en formato de periferia se aplica al regulador en laentrada ”Valor real de periferia”.

GAIN REAL 2.0 PROPORTIONAL GAIN / Ganancia proporcional

La entrada ”Ganancia proporcional” indica la ganancia delregulador.

TI TIME >= CYCLE T#20s RESET TIME / Tiempo de acción integral

La entrada ”Tiempo de acción integral” determina elcomportamiento temporal del integrador.

DEADB_W REAL 0.0...100.0(%)

ó magnitudfisica 1)

1.0 DEAD BAND WIDTH / Ancho de zona muerta

El error de regulación se conduce a través de una zona muerta. Laentrada ”Ancho de zona muerta” determina el tamaño de la zonamuert

PV_FAC REAL 1.0 PROCESS VARIABLE FACTOR / Factor de valor real

La entrada ”Factor de valor real” se multiplica por el valor real. Laentrada sirve para la adaptación del área de valor real.

PV_OFF REAL 0.0 PROCESS VARIABLE OFFSET / Offset de valor real

La entrada ”Offset de valor real” se suma al valor real. La entradasirve para la adaptación del área de valor real.

PULSE_TM TIME >= CYCLE T#3s MINIMUM PULSE TIME / Duración mínima de impulso

En el parámetro ”Duración mínima de impulso” puedeparametrizarse una longitud de impulso mínima.

BREAK_TM

TIME >= CYCLE T#3s MINIMUM BREAK TIME / Duración mínima de pausa

En el parámetro ”Duración mínima de pausa” puede parametrizarseuna longitud de pausa mínima.

MTR_TM TIME >= CYCLE T#30s MOTOR MANIPULATED VALUE / Valor manipulado del motor

En el parámetro ”Valor manipulado del motor” se consigna eltiempo de desplazamiento de la válvula de control de tope a tope.

DISV REAL -100.0...100.0(%)

ó magnitudfisica 2)

0.0 DISTURBANCE VARIABLE / Magnitud perturbadora

Para el control anticipativo de magnitud perturbadora se conecta lamagnitud perturbadora en la entrada ”Magnitud perturbadora”.

1) Parámetros en las ramas de valor de consigna y valor real con la misma unidad2) Parámetros en la rama de valor manipulado con la misma unidad

Bloques de función

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3-14PID Control

C79000-G7078-C516-01

La tabla 3-4 contiene los parámetros de salida del FB 42 ”CONT_S”.

Tabla 3-4 Parámetros de salida (OUTPUT) FB 42 ”CONT_S”

ParámetroTipo dedatos

Valoresposibles

Por defecto Descripción

QLMNUP BOOL FALSE MANIPULATED SIGNAL UP / Subir señal manipulada

Estando activada la salida ”Subir señal manipulada”, debe abrirse laválvula de control.

QLMNDN BOOL FALSE MANIPULATED SIGNAL DOWN / Bajar señal manipulada

Estando puesta la salida ”Bajar señal manipulada”, debe cerrarse laválvula de control.

PV REAL 0.0 PROCESS VARIABLE / Valor real

En la salida ”Valor real” se emite el valor real que actúaefectivamente.

ER REAL 0.0 ERROR SIGNAL / Error de regulación

En la salida ”Error de regulación” se emite la diferencia o error deregulación que actúa efectivamente.

Parámetros desalida

Bloques de función

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3-15PID ControlC79000-G7078-C516-01

3.3 Formación de impulsos con el FB 43 ”PULSEGEN”

El FB ”PULSEGEN” sirve para construir un regulador PID con salida de impulsospara gobernar actuadores proporcionales.

El FB ”PULSEGEN” permite realizar reguladores PID de dos o de tres puntos consalida con modulación de ancho de impulsos. Este bloque de función se aplica casisiempre en combinación con el regulador continuo ”CONT_C”.

LMN

PULSEGEN

INV

CONT_C

PULSEGEN transforma la magnitud de entrada INV (= LMN del regulador PID)por modulación del ancho de impulsos en un tren de impulsos de período constante,que corresponde al tiempo de ciclo con el que se actualiza la magnitud de entrada yque debe parametrizarse en PER_TM.

La duración de un impulso por período es proporcional a la magnitud de entrada.Aquí, el ciclo parametrizado mediante PER_TM no es idéntico al tiempo deprocesamiento del FB ”PULSEGEN”. Por el contrario, un ciclo PER_TM secompone de varios ciclos de procesamiento del FB ”PULSEGEN” donde la cantidadde llamadas del FB ”PULSEGEN” por cada ciclo PER_TM representa una medidade la precisión de la modulación del ancho de impulsos.

t

INV

QPOS_P

(LMN)

0

50

100

1

0 t

PER_TM

30

50

80

Ciclo PULSEGEN(= ciclo CONT_C)

Figura 3-3 Modulación de ancho de impulsos

Introducción

Aplicación

Descripción

Bloques de función

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3-16PID Control

C79000-G7078-C516-01

Una magnitud de entrada del 30 % y 10 llamadas del FB ”PULSEGEN” por cadaPER_TM significan pues:

– ”uno” en la salida QPOS para las primeras tres llamadas delFB ”PULSEGEN” (30 % de 10 llamadas)

– ”uno” en la salida QPOS para las tres primeras llamadas delFB ”PULSEGEN” (70% de 10 llamadas)

0

1#

QPOS_P

QNEG_P

MAN_ON

NEG_P_ON

POS_P_ON

INV

SYN_ON,STEP3_ON,ST2BI_ON

PER_TM,P_B_TM,

RATIOFAC

Figura 3-4 Esquema de bloques de PULSEGEN

En este ejemplo, una ”relación de muestreo” de 1:10 (llamadas de CONT_Crespecto a llamadas PULSEGEN) limita la precisión del valor manipulado al 10 %;es decir, los valores de entrada INV solamente pueden representarse en pasos del10% en un ancho de impulsos en la salida QPOS.Correspondientemente, la precisión aumenta con la cantidad de llamadas delFB ”PULSEGEN” por cada llamada del CONT_C.Así, p. ej., si se llama PULSEGEN 100 veces más que CONT_C, se consigue unaresolución del 1 % del margen de valor manipulado.

Nota

La relación entre frecuencias de llamada debe ser programada por el usuario.

Existe la posibilidad de sincronizar automáticamente la salida de impulsos con elbloque que actualiza la magnitud de entrada INV (p.ej. CONT_C). De esta formaqueda garantizado que una variación de la magnitud de entrada se traduzca con lamáxima rapidez en un impulso a la salida.El formador de impulsos evalúa siempre la magnitud de entrada INV a intervaloscorrespondientes al período PER_TM, y transforma el valor en una señal de impulsodel ancho correspondiente.

Esquema debloques

Precisión del valormanipulado

Sincronizaciónautomática

Bloques de función

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3-17PID ControlC79000-G7078-C516-01

Pero como INV se calcula casi siempre en un nivel de alarma cíclica más lento, elformador de impulsos debería comenzar lo más rápidamente posible después de laactualización de INV a transformar el valor discreto en un impulso.

Para ello, el bloque puede sincronizar él mismo el arranque del período según elsiguiente procedimiento:Si ha variado INV y la llamada de bloque no se encuentra en el primer ciclo dellamada o en los dos últimos ciclos de un período, tiene lugar una sincronización. Elancho de impulsos se calcula de nuevo y la salida se pone a ”1” en el siguiente cicloque constituye al mismo tiempo el inicio de un nuevo período (fig. 3-5).

t

0

ÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇ

ÇÇ

ÇÇÇÇ

t

ÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇ

ÇÇÇÇ

LMN = INV = 30.0 LMN = INV = 80.0 LMN = INV = 50.0

ÇÇ

PER_TM PER_TM

00 0 01 1 0 0 11 1 11 1 1 11 0 0 11

. . . .

. . . .

ÇÇ

CYCLE de CONT_C

Arranque delperíodo

Procesamiento de CONT_C

CYCL dePULSEGEN Sincronización del

arranque del período

PULSEGEN reconoce que INV hacambiado y que la llamada no seencuentra en el primer ciclo o enlos dos últimos ciclos del período

PULSEGEN reconoce que INV hacambiado a 80.0 ó 50.0 y que la lla-mada se encuentra en el primer ciclo oen los dos últimos ciclos del período

Sincronización nonecesaria

Procesamiento de PULSEGEN Procesamiento de PULSEGEN en el primer ciclo o en los dos últimosciclos del período

Figura 3-5 Sincronización del arranque del período

La sincronización automática puede desconectarse en la entrada ”SYN_ON”(= FALSE).

Nota

Una vez efectuada la sincronización, el valor antiguo de INV (es decir de LMN) serefleja con más o menos precisión en la señal de impulso, debido al comienzo de unnuevo período.

Bloques de función

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3-18PID Control

C79000-G7078-C516-01

Según la parametrización del formador de impulsos, es posible configurar losreguladores PID con acción de tres puntos, con salida de dos puntos bipolar ounipolar. La tabla siguiente muestra cómo posicionar los conmutadores para obtenerlos diferentes modos:

Modo de operaciónConmutador MAN_ON STEP3_ON ST2BI_ON

Regulación de tres puntos FALSE TRUE cualquiera

Regulación de dos puntos con margen devalor manipulado bipolar (-100 % ... 100 %)

FALSE FALSE TRUE

Regulación de dos puntos con margen devalor manipulado unipolar (0 % ... 100 %)

FALSE FALSE FALSE

Modo manual TRUE cualquiera cualquiera

En el modo de operación ”Regulación de tres puntos” pueden generarse tres estadosde la señal manipulada. Para ello se asignan los valores de estado de las señalesbinarias de salida QPOS_P y QNEG_P a los correspondientes estados operativos delactuador. La tabla muestra el ejemplo de una regulación de temperatura:

Señal de salida

Actuador Calentar OFF Enfriar

QPOS_P TRUE FALSE FALSE

QNEG_P FALSE FALSE TRUE

A partir de la magnitud de entrada se calcula la duración del impulso mediante unacaracterística. La forma de esta característica está definida por la duración mínimade impulso o duración mínima de pausa y por el factor de relación (v. fig. 3-6).El valor normal del factor de relación es 1.Los codos de la característica son originados por la duración mínima de impulso ypor la duración mínima de pausa.

Duración mínima de impulso y duración mínima de pausaUna parametrización correcta de la duración mínima de impulsos y de la duraciónmínima de pausas P_B_TM puede evitar conmutaciones frecuentes de conexión ydesconexión que afectan a la vida útil de contactos y elementos finales de control(actuadores).

Nota

Se suprimen valores absolutos pequeños de la magnitud de entrada LMN quepudieran generar una duración de impulso menor que P_B_TM. Los valores deentrada elevados que generarían una duración de impulso mayor que(PER_TM - P_B_TM) se igualan a 100 % o a -100 %.

La duración de los impulsos positivos o negativos se calcula multiplicando lamagnitud de entrada (en %) por el período:

100INV

� PER_TMDuración de impulso =

Modos deoperación

Regulación detres puntos

Bloques de función

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3-19PID ControlC79000-G7078-C516-01

-100 %

100 %

PER_TM

PER_TM - P_B_TM

P_B_TM

Duración delimpulso positivo

OFFpermanente

ONpermanente

Duración delimpulso negativo

Figura 3-6 Característica simétrica del regulador de tres puntos (factor de relación = 1)

El factor de relación RATIOFAC permite modificar la relación de la duración deimpulsos positivos respecto a los negativos. En un proceso térmico es posible conello p. ej. considerar constantes de tiempo diferentes para el calentamiento y elenfriamiento.El factor de relación influye también sobre la duración mínima de impulso y dura-ción mínima de pausa. Un factor de relación < 1 significa que el valor umbral paraimpulsos negativos se multiplica por el factor de relación.

Factor de relación < 1La duración de impulso a la salida de impulso negativo calculada multiplicando lamagnitud de entrada por el período se reduce en el factor de relación (v. fig. 3-7).

Duración de impulso positivo =100INV

� PER_TM

Duración de impulso negativo =100INV

� PER_TM � RATIOFAC

Regulación de trespuntos asimétrica

Bloques de función

Page 30: 39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

3-20PID Control

C79000-G7078-C516-01

-100 %

100 %

PER_TM

PER_TM - P_B_TM

P_B_TM

0.5 * PER_TM0.5 * (PER_TM - P_B_TM)

0.5 * P_B_TM

Duración del impulsopositivo

Duración del impulsonegativa

Figura 3-7 Característica asimétrica del regulador de tres puntos (factor de relación = 0.5)

Factor de relación > 1La duración de impulso a la salida de impulso positivo calculada multiplicando lamagnitud de entrada por el período se reduce en el factor de relación.

Duración de impulso negativo =100INV

� PER_TM

INV PER_TM

� RATIOFACDuración de impulso positivo =

100�

En la regulación de dos puntos se conecta únicamente la salida de impulso positivaQPOS_P de PULSEGEN con el correspondiente actuador todo/nada (ON/OFF).Según sea el modo parametrizado, el regulador de dos puntos tiene un margen devalor manipulado bipolar o un margen unipolar (v. figs. 3-8 y 3-9).

Regulación de dos puntos con margen de valor manipulado bipolar(-100 % ... 100 %)

-100.0 % 100.0 %

PER_TMPER_TM - P_B_TM

P_B_TM

0.0 %

Duración del impulso positivo

OFFpermanente

ON permanente

Figura 3-8 Característica con margen de valor manipulado bipolar (-100 % ... 100 %)

Regulación dedos puntos

Bloques de función

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3-21PID ControlC79000-G7078-C516-01

Regulación de dos puntos con margen de valor manipulado unipolar(0 % ... 100 %)

100.0 %

PER_TMPER_TM - P_B_TM

P_B_TM

0.0 %

Duración del impulso positivo

Figura 3-9 Característica con margen de valor manipulado unipolar (0 % ... 100 %)

QNEG_P suministra la señal de salida negada, si la conexión del regulador de dospuntos en el lazo de regulación exige una señal binaria invertida lógicamente paralos impulsos de la señal manipulada.

ActuadorImpulso

ON OFF

QPOS_P TRUE FALSE

QNEG_P FALSE TRUE

En modo manual (MAN_ON = TRUE) las salidas binarias del regulador de trespuntos o dos puntos pueden forzarse a través de las señales POS_P_ON yNEG_P_ON con independencia de INV.

POS_P_ON NEG_P_ON QPOS_P QNEG_P

Regulación de tres puntos FALSE FALSE FALSE FALSE

TRUE FALSE TRUE FALSE

FALSE TRUE FALSE TRUE

TRUE TRUE FALSE FALSE

Regulación de dos puntos FALSE cualquiera FALSE TRUE

TRUE cualquiera TRUE FALSE

Rearranque completo / Rearranque

En caso de rearranque completo se ponen a cero todas las salidas de señal.

El bloque no efectúa ninguna verificación de error interna. No se utiliza la palabraindicadora de error RET_VAL.

Modo manual enregulación de doso de tres puntos

Estadosoperativos

Informacionesde error

Bloques de función

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3-22PID Control

C79000-G7078-C516-01

Tabla 3-5 Parámetros de entrada (INPUT) FB 43 ”PULSEGEN”

ParámetroTipode

datos

Valoresposibles

Pordefecto

Descripción

INV REAL -100.0...100.0 (%) 0.0 INPUT VARIABLE / Variable de entrada

En el parámetro de entrada ”Variable de entrada” se aplica unamagnitud de valor manipulado analógica.

PER_TM TIME >=20*CYCLE T#1s PERIOD TIME / Período

En el parámetro ”Período” se introduce la duración de períodoconstante de la modulación de ancho de impulsos. La duracióncorresponde al tiempo de muestreo del regulador. La relación entreel tiempo de muestreo del formador de impulsos respecto al tiempode muestreo del regulador determina la precisión de la modulacióndel ancho de impulsos.

P_B_TM TIME >= CYCLE T#0ms MINIMUM PULSE/BREAK TIME / Duración mínima de impulsoo duración mínima de pausa

En el parámetro ”Duración mínima de impulso o duración mínimade pausa” puede parametrizarse una longitud mínima de impulso ode pausa.

RATIOFAC REAL 0.1 ...10.0 1.0 RATIO FACTOR / Factor de relación

Este parámetro permite modificar la relación de la duración deimpulsos negativos a impulsos positivos. En un proceso térmico,esto permite compensar diferentes constantes de tiempo paracalentar y enfriar (por ejemplo, con calefacción eléctrica orefrigeración por agua).

STEP3_ON BOOL TRUE THREE STEP CONTROL ON / Conectar regulación de tres puntos

En el parámetro de entrada ”Conectar regulación de tres puntos” seactiva el correspondiente modo de operación. En la regulación detres puntos trabajan ambas señales de salida.

ST2BI_ON BOOL FALSE TWO STEP CONTROL FOR BIPOLAR MANIPULATEDVALUE RANGE ON / Conectar regulación de dos puntos paramargen de valores manipulados bipolar

En el parámetro ”Conectar regulación de dos puntos para margen devalores manipulados bipolar” puede seleccionarse entre los modosde operación ”Regulación de dos puntos para margen de valoresmanipulados bipolar” y ”Regulación de dos puntos para margen devalores manipulados unipolar”. Debe ser aquíSTEP3_ON = FALSE.

MAN_ON BOOL FALSE MANUAL MODE ON / Conectar modo manual

Activando el parámetro de entrada ”Conectar modo manual” esposible forzar a mano las señales de salida.

POS_P_ON BOOL FALSE POSITIVE MODE ON / Impulso positivo ON

En modo manual de una regulación de tres puntos, el parámetro deentrada ”Impulso positivo ON” permite forzar la señal de salidaQPOS_P. En modo manual de una regulación de dos puntos,QNEG_P está siempre invertida respecto a QPOS_P.

NEG_P_ON BOOL FALSE NEGATIVE PULSE ON / Impulso negativo ON

En modo manual de una regulación de tres puntos, el parámetro deentrada ”Impulso negativo ON” permite forzar la señal de salidaQNEG_P. En modo manual de una regulación de dos puntos,QNEG_P está siempre invertida respecto a QPOS_P.

Parámetros deentrada

Bloques de función

Page 33: 39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

3-23PID ControlC79000-G7078-C516-01

Tabla 3-5 Parámetros de entrada (INPUT) FB 43 ”PULSEGEN”, continuación

Parámetro DescripciónPordefecto

Valoresposibles

Tipode

datos

SYN_ON BOOL TRUE SYNCHRONISATION ON / Conectar sincronización

Activando el parámetro de entrada ”Conectar sincronización”, esposible sincronizar automáticamente la salida de impulsos con elbloque que actualiza la magnitud de entrada INV. De esta formaqueda garantizado que una magnitud de entrada cambiante salgatambién lo más rápidamente posible como impulso.

COM_RST BOOL FALSE COMPLETE RESTART / Rearranque completo

El bloque tiene una rutina de rearranque completo que se ejecutacuando está activada la entrada ”Rearranque completo”.

CYCLE TIME >= 1ms T#10ms SAMPLE TIME / Tiempo de muestreo

El tiempo entre las llamadas de bloque debe ser constante. Laentrada ”Tiempo de muestreo” indica el tiempo entre las llamadas debloque.

Nota

Los valores de los parámetros de entrada no se limitan en el bloque; no tiene lugaruna comprobación de los parámetros.

Tabla 3-6 Parámetros de salida (OUTPUT) FB 43 ”PULSEGEN”

ParámetroTipode

datos

Valoresposibles

Pordefecto

Descripción

QPOS_P BOOL FALSE OUTPUT POSITIVE PULSE / Señal de salida de impulso positivo

El parámetro de salida ”Señal de salida de impulso positivo” está activadocuando debe emitirse un impulso. En la regulación de tres puntos es elimpulso positivo. En la regulación de dos puntos, QNEG_P está siempreinvertida respecto a QPOS_P.

QNEG_P BOOL FALSE OUTPUT NEGATIVE PULSE / Señal de salida de impulso negativo

El parámetro de salida ”Señal de salida, impulso negativo” está activadocuando debe emitirse un impulso. En la regulación de tres puntos es elimpulso negativo. En la regulación de dos puntos, QNEG_P está siempreinvertida respecto a QPOS_P.

Parámetros desalida

Bloques de función

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3-24PID Control

C79000-G7078-C516-01

3.4 Ejemplo con el bloque PULSEGEN

El bloque de regulación continua CONT_C y el formador de impulsos PULSEGENpermiten realizar un regulador de consigna fija con salida de impulsos para gobernaractuadores de acción proporcional. La figura 3-10 muestra el diagrama de principiodel bucle de regulación

Sistema oproceso consalida deimpulsos

PULSEGENCONT_C

LMN

PV_PER

INV QPOS_PQNEG_P

Figura 3-10 Lazo de regulación

El regulador continuo CONT_C suministra el valor manipulado LMN que esconvertido por el formador de impulsos PULSEGEN en una señal de impulsos conciclo de trabajo variable QPOS_P ó QNEG_P.

El regulador de valor de consigna fija con salida de impulsos para actuadoresproporcionales PULS_CTR se compone de los bloques CONT_C y PULSEGEN. Lallamada de bloques está gestionada de la forma siguiente. CONT_C se llama cada2 s (=CYCLE*RED_FAC); PULSEGEN se llama cada 10 ms (=CYCLE). El tiempode ciclo del OB35 está ajustado a 10 ms. La interconexión está representada en lafigura 3-11.

En caso de rearranque, el bloque PULS_CTR se llama en el OB100 y la entradaCOM_RST se posiciona en TRUE.

Lazo de regulación

Llamada delbloque einterconexión

Bloques de función

Page 35: 39493193 S7 300 400 PID Control Regulacion PID

3-25PID ControlC79000-G7078-C516-01

OB 100 (Rearranque)OB 35 (10ms)

TRUE (OB 100)FALSE (OB35)

T#10ms200

PULS_CTR, DPULS_CTRFB 50, DB 50

PULS_CTR, DPULS_CTRFB 50, DB 50

COM_RSTCYCLERED_FAC

COM_RST

CYCLE

RED_FAC

SP_INT

PV_PER

COM_RSTCYCLE

COM_RSTCYCLE

PER_TM

INV

QPOS_P

SP_INTPV_PER

LMN

QPOS_P

Llamada CONT_C con unaperiodicidad x RED_FAC

Figura 3-11 Llamada de bloques e interconexión

Tabla 3-7 FB PULS_CTR

Dirección Declaración Nombre Tipo Comentario

0.0 in SP_INT REAL Consigna

4.0 in PV_PER WORD Valor real de periferia

6.0 in RED_FAC INT Factor de reducción de llamada

8.0 in COM_RST BOOL Rearranque

10.0 in CYCLE TIME Tiempo de muestreo

14.0 out QPOS_P BOOL Señal manipulada

16.0 stat DI_CONT_C FB-CONT_C Contador

142.0 stat DI_PULSEGEN FB-PULSEGEN Contador

176.0 stat sCount INT Contador

0.0 temp tCycCtr TIME Tiempo de muestreo del regulador

Programa AWL delFB PULS_CTR

Bloques de función

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3-26PID Control

C79000-G7078-C516-01

Tabla 3-8 Segmento 1

AWL Explicación

U #COM_RSTSPBN M001L 0T #sCount

//Rutina de rearranque

M001: L #CYCLEL #RED_FAC*DT #tCycCtr

//Cálculo del tiempo de muestreo del regulador

L #sCountL 1-IT #sCountL 0<=I

//Decrementación de contador y comparación con cero

SPBN M002CALL #DI_CONT_CCOM_RST :=#COM_RSTCYCLE :=#tCycCtrSP_INT :=#SP_INTPV_PER :=#PV_PERL #RED_FACT #sCount

M002: L #DI_CONT_C.LMNT #DI_PULSEGEN.INVCALL #DI_PULSEGENPER_TM :=#tCycCtrCOM_RST :=#COM_RSTCYCLE :=#CYCLEQPOS_P :=#QPOS_PBE

//Llamada condicional de bloque y posicionamiento del contador

Bloques de función

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A-1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Bibliografía

/70/ Manual: Autómata programable S7-300, Configuración, instalación y datos de las CPU

/71/ Manual de referencia: Sistemas de automatización S7-300 y M7-300 Datos de los módulos

/100/ Manual: Sistemas de automatización S7-400, M7-400, Configuración e instalación

/101/ Manual de referencia: Sistemas de automatización S7-400, M7-400 Datos de los módulos

/231/ Manual del usuario: Software estándar para SIMATIC S7 y M7,STEP 7

/232/ Manual: AWL para SIMATIC S7-300/400, Programación de bloques

/234/ Manual de programación: Software de sistema para SIMATIC S7-300/400Diseño de programas

/350/ Manual del usuario: SIMATIC 7, Control estándar (sólo en inglés)

/352/ J. Gißler, M. Schmid: Vom Prozeß zur Regelung. Analyse, Entwurf, Realisie-rung in der Praxis. Siemens AG. ISBN 3-8009-1551-0. (libro técnico en alemán)

A

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A-2PID Control

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Indice-1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Indice alfabético

AAnálisis del proceso regulado, 1-1Aplicación, 1-1Ayuda integrada, 2-1Ayuda online, 1-2

CCONT_C, 3-2CONT_S, 3-9CPU 314 IFM, 2-1

FFormación de impulsos, 3-15

IInterface de parametrización

ayuda integrada, 2-1llamada, 2-1

MModulación de ancho de impulsos, 1-1

PPID Control, concepto, 1-1PULSEGEN, 3-15

RRegulación

continua, 1-1continua con el SFB 41, 3-2discontinua, 1-1discontinua con el SFB 42, 3-9integrada, 2-1

SSelección del regulador, 1-2SFB 41 ”CONT_C”, 3-2

esquema de bloques, 3-4SFB 42 ”CONT_S”, 3-9

esquema de bloques, 3-11SFB 43 ”PULSEGEN”, 3-15

esquema de bloques, 3-16regulación de dos puntos, 3-20regulación de tres puntos, 3-18regulación de tres puntos asimétrica, 3-19sincronización automática, 3-16

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Indice-2PID Control

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Indic

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1PID ControlC79000-G7078-C516-01

Remitente:

Nombre: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Cargo: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Empresa: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Calle: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Código postal:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Población: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

País: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Teléfono: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Indique el ramo de la industria al que pertenece:

❒ Industria del automóvil

❒ Industria química

❒ Industria eléctrica

❒ Industria alimentaria

❒ Control e instrumentación

❒ Industria mecánica

❒ Industria petroquímica

❒ Industria farmacéutica

❒ Industria del plástico

❒ Industria papelera

❒ Industria textil

❒ Transportes

❒ Otros _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Siemens AG

AUT E 146

Östliche Rheinbrückenstr. 50

D-76181 Karlsruhe

R.F.A.

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2PID Control

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En las líneas siguientes puede exponer los problemas concretos que se le hayan planteadoal manejar el manual:

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