Factory Automation
Regulación con programa de PLC
1. Funciones PID + TPO1. Funciones PID + TPO
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnPID con dos PID con dos grados grados de de libertadlibertad
• Cuando se previene el sobrepasamiento con un control PID simple se ralentiza la estabilización ante perturbaciones (1), mientras que sise trata de acelerar ésta se producen sobrepasamientos (2).
• Para solventar las dos circustancias a la vez Omron utiliza un control PID con realimentación anticipativa, con dos grados de libertad (3).
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: Introduccióónn
Kp(1-β) Td・s/(1+λTd・s)
1+(1-α)Ti・s1+Ti・s Kp{1+1/(Ti・s)} Process
Kp Td・s/(1+λTd・s)
PV : Process Variable, SP : Set Point, MV : Manipulate Variable
Kp : Control Gain, Ti : Integral Time, Td : Derivative Time
α : 2-PID Parameter α, β : 2-PID Parameter β
Differential section is not Complete Differential ‘Td・s’ but Incomplete Differential ‘ Td・s/(1+λTd・s)’.
λ : Incomplete deferential constant = 0.3
SP PVMV+
-
++
-
DiagramaDiagrama de de bloquesbloques del control PID Omron con dos del control PID Omron con dos grados grados de de libertadlibertad
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnPID con dos PID con dos grados grados de de libertadlibertad: : prevenciprevencióón n de de sobrepasamientossobrepasamientos
SP
PerturbaciónFF
PID+ -
+ +
+-
Sólo se efectúa sobreSP. (Sólo paraOvershoot)
Y lo resta del MV.Sirve para frenar el Overshoot.
MVe
La lógica es un constante. (Alfa)
Mientras la lógica PID controla alcance del SP,Offset y Hunting
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnComportamientoComportamiento de de los parlos paráámetros metros PID: PPID: P
• Banda proporcional establecida con respecto al SV, obtenemos un MV proporcional a la desviación entre PV y SV.
• Se expresa como un porcentaje de la variable de entrada (de 0.1 a 999.9 %).• Si es muy pequeña se producen oscilaciones, si es demasiado grande aparecerá una
desviación residual.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnComportamientoComportamiento de de los parlos paráámetrosmetros: I: 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).
• Lo más pequeña que sea, más fuerte será la corrección, pero puede que se produzcan oscilaciones.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnComportamientoComportamiento de de los parlos paráámetrosmetros: D: D
• Las acciones P+I pueden implicar un retraso en la respuesta ante perturbaciones, para compensarlo está la componente D.
• Se expresa como el tiempo requerido por la MV originada por la acción D para alcanzar el nivel de la MV generada por la acción P (de 1 a 8191 veces el período de control, o de 0.1 a 819.1 seg).
• Cuanto más grande sea más fuerte será la corrección, si es demasaido grande se producirán oscilaciones.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: Introduccióónn
ComportamientoComportamiento de de los parlos paráámetros metros PIDPID
MV= 100Pb
1Ti e dt Td
dedte +( + )
Grande Adecuado Pequeño
Inestabilidad(Hunting pequeño)
Corrige perturbación
Corrección lenta de
perturbación
Offset Corrige Offset Oscilación
OffsetAlcance a SP
lento
Corrigepicos y
oscilaciones
Pico yOscilación
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: Introduccióónn
ConstanteConstante Alpha: Alpha: ganancia ganancia de Feedde Feed--forwardforward• 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 (seg.)Perturbación
T (ºC)
SP
Correcto
Step-response
alfa=0
alfa=1
Alfa correcto
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnAjuste Ajuste de de parparáámetros metros PID: PID: orientacionesorientaciones
• 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 respondeexcesivamente rápido podemos tener oscilaciones.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnOrientaciones Orientaciones en el en el uso uso de la de la regulaciregulacióónn PIDPID
• 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 acciónintegral 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 regulación de nivelocurre lo mismo aunque puede prescindirse de la acción integral si el error es aceptable.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Introducci: IntroduccióónnOrientaciones Orientaciones en el en el uso uso de la de la regulaciregulacióónn PIDPID
• Es esencial la acción derivativa en la regulación de temperatura porque los retardos son considerables, pero es innecesaria en la regulación de la presiónde 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 acciónintegral 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 recomendable.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)
InstrucciInstruccióón n PIDPID
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)
InstrucciInstruccióón n PIDPID
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 1/21/2
Consigna: SV
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)
Rangos Rangos de la variable de de la variable de entrada entrada (PV) y de (PV) y de salida salida (MV)(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
en los parámetros correspondientes del canal C+6.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 1/21/2
PID
FF
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 1/21/2
MV cuando PV = SP
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)MV MV cuandocuando PV = SPPV = SP
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 1/21/2
Tiempo de muestreo
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)
TiempoTiempo de de Muestreo Muestreo (PID) y (PID) y TiempoTiempo de de Ciclo Ciclo (CPU)(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.- En caso contrario la función PID se ejecuta cuando el tiempo entrefunciones PID por tiempo de ciclo es mayor o igual al período de muestreo especificado para la función.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)
TiempoTiempo de de MuestreoMuestreo y y TiempoTiempo de de CicloCiclo
• Ejemplo: Periódo de muestreo = 100 ms, Tiempo de Ciclo = 60 ms.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 1/21/2
Cambios PID
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
Directo / Inverso
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)DirectoDirecto//InversoInverso
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
Límite MV: sí o no
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
Rango PV
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
Unidades de I y D
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
Rango MVLímites
inferior y superior de
MV
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PID(190)n PID(190)ParParáámetros metros 2/22/2
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 esdefine el flag de siempre a ON como condición de la función.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
InstrucciInstruccióón n TPOTPO• Time Proportional Output: salida de pulsos proporcional desde un valor de MV
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
Tiempo proporcionalTiempo proporcional
ON
OFF
M 00% 100% MV
ePb / 2
-Pb / 2
0
t
• Salida contacto (TRT, SSR)
Periodo de Control (CP)
ON
OFF
Tiempo ON (Ton)
MV = 100CP
Ton
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
Ejemplo Ejemplo de de conexionadoconexionado
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)ParParáámetrosmetros
Variable de entrada
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)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 ton), puede ser:- Valor inicial en el período de control: [0]- Valor mínimo: [1]- Valor máximo: [2]- Ajuste continuo: [3]
• Bits 12 a 15:Función de límite de salida habilitada [1] ó no [0].
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)ParParáámetrosmetros
Período de control
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)ParParáámetrosmetros
Límites inf. y sup. de la salida
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)ParParáámetrosmetros
No usar
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
InstrucciInstruccióón n TPO + PIDTPO + PID
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)InstrucciInstruccióón n TPO + PID (con TPO + PID (con lectura lectura al al inicio inicio del del perperííodo odo de control)de control)
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
InstrucciInstruccióón n TPO + PID (valor TPO + PID (valor mmíínimonimo))
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
InstrucciInstruccióón n TPO + PID (valor TPO + PID (valor mmááximoximo))
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón TPO(685)n TPO(685)
InstrucciInstruccióón n TPO + PID (TPO + PID (ajusteajuste continuo)continuo)
2. Funci2. Funcióón PIDATn PIDAT
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PIDAT(191)n PIDAT(191)
InstrucciInstruccióón n PIDATPIDAT
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PIDAT(191)n PIDAT(191)
InstrucciInstruccióón n PIDATPIDAT
• La función PIDAT se comporta como la función PID, con la funciónde autotuning añadida.
• Autotuning:
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Funci: Funcióón PIDAT(191)n PIDAT(191)
InstrucciInstruccióón n PIDAT: PIDAT: ejemploejemplo
3. Otras funciones3. Otras funciones
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Otras funciones: Otras funciones
InstrucciInstruccióón n LMT: Limit Control.LMT: Limit Control.
InstrucciInstruccióónn BAND: Dead Band Control.BAND: Dead Band Control.
InstrucciInstruccióónn ZONE: Dead Zone Control.ZONE: Dead Zone Control.
InstruccionesInstrucciones SCL, SCL2 y SCL3.SCL, SCL2 y SCL3.
InstrucciInstruccióónn AVG: Average.AVG: Average.
Marcos LarraldeMarcos Larralde
PLCsPLCs: Ejemplo de regulaci: Ejemplo de regulacióónnON
OFF
GraciasGracias
Top Related