Hoe een PID-lus te implementeren op een Micro800 PLC voor nauwkeurige procesregeling

PID-lussen worden in procesindustries gebruikt om instelwaarden zoals temperatuur, druk en niveau binnen grenzen te houden.

Bekijk de video voor meer informatie, of scroll naar beneden om het artikel te lezen.

Als je nieuw bent op het concept van een PID-lus, kun je er meer over leren in onze blogpost "PID Controller Explained".

In dit artikel laat ik zien hoe je een PID-lus implementeert in een Micro800 PLC met Connected Components Workbench en demonstreer ik hoe de PID-lus het niveau in een tank regelt.

De PID-lus programmeren

Laten we overschakelen naar Connected Components Workbench om onze PID-lus in te stellen.

In Connected Components Workbench maak ik een nieuw project door op File > New te klikken.

In het dialoogvenster New Project geef ik het project een naam en geef ik op waar op mijn computer het opgeslagen wordt. Vervolgens klik ik op Create om het project aan te maken.

In het dialoogvenster Add Device selecteer ik een 2080-LC50-48QWB-SIM PLC en klik ik op Select om het toe te voegen aan mijn selectie. Daarna klik ik op Add To Project om mijn selectie aan het project toe te voegen.

In de Project Organizer dubbelklik ik op Global Variables om de Global Variables-tabel te openen en declareer ik de variabelen die ik in deze demo ga gebruiken.

Na het declareren van de variabelen sluit ik de Global Variables-tabel.

Daarna klik ik met de rechtermuisknop op Programs en selecteer ik Add > New FBD: Function Block Diagram om een programma aan het project toe te voegen.

Ik dubbelklik op het nieuwe programma om het te openen en sleep een Instruction Block vanuit de Toolbox rechts naar het canvas.

Ik dubbelklik op de Instruction Block om het Instruction Block Selection-dialoogvenster te openen en zoek naar PID. Uit de zoekresultaten selecteer ik de PID Instruction Block en klik ik op OK om hem aan het project toe te voegen.

Ik parametriseer de interface van de instructie zoals getoond en stel elk van de gains in de Gains-variabele in op 1.

Na het configureren van de instructie dubbelklik ik op de controller in de Project Organizer en open ik het tabblad Interrupts. In dit tabblad klik ik op Add om een interrupt toe te voegen.

Ik stel het interrupt-type in op STI en het programma op Prog1. Vervolgens vink ik het Auto Start-vinkje aan en configureer ik de interrupt om elke 100 milliseconden te draaien.

Ten slotte klik ik op OK om de configuratie op te slaan.

Nu ons project geconfigureerd is, kunnen we een trend instellen om te zien hoe de PID-lus presteert.

Een trend configureren

In Connected Components Workbench kun je trends gebruiken om de waarden van variabelen over de tijd te monitoren. Als je Connected Components Workbench versie 22 gebruikt, moet je het Trends-tool installeren voordat je trends kunt gebruiken.

Om een trend te configureren, activeer ik het Trends-tabblad in de Project Organizer en klik ik op Add Trend.

Vervolgens klik ik op de plus-knop om een Trace toe te voegen, wat een te monitoren variabele is.

In het geopende dialoogvenster selecteer ik FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 en Setpoint als de variabelen om te traceren en klik ik op Add om ze aan de Trend toe te voegen.

Ik klik op OK om de configuratie op te slaan.

Op de Trend-pagina klik ik op het instellingenpictogram in de rechterbenedenhoek en verander ik de Y-as-configuratie van Stacked naar Overlaid.

Nu zijn we klaar om het project te testen en te zien hoe deze PID-lus een echt proces zou regelen.

De PID-lus testen

Om deze PID-lus te testen, download ik het project naar de Micro800 Simulator en zet ik de Simulator in Run-modus.

Daarna open ik de Level Control Scene in Factory IO.

Wanneer de scene open is, open ik de Driver-configuratie door op File en vervolgens Drivers te klikken. In het dropdown-menu selecteer ik de Allen-Bradley Micro800-driver en klik ik op Configuration om het Driver Configuration-venster te openen.

In dit venster stel ik het Host IP Address in zodat het overeenkomt met het IP-adres van de Micro800 Simulator.

Met de configuratie klaar, klik ik op de terugpijl om terug te keren naar de Driver Configuration en klik ik op Connect. Het groene vinkje geeft aan dat de scene nu verbonden is met de Micro800 Simulator.

Ik sluit het Driver Configuration-venster en start de scene door op het Play-pictogram te drukken.

De tank begint te vullen, en ik open de afvoerklep iets om water uit de tank te laten lopen.

In Connected Components Workbench open ik de Trend en klik ik op het Play-pictogram om hem te starten. Je ziet in deze trend dat de PID-lus de vulklep aanpast om de doel-instelwaarde te handhaven.

Samenvatting

In dit artikel leerden we hoe je een PID-lus configureert in een Micro800 PLC, hoe je een Trend gebruikt om een PID-lus te monitoren, en zagen we hoe een PID-lus een echt proces zou regelen met Factory IO.

In deze demo gebruikten we willekeurige gains. In een echt proces zouden we tijd besteden aan het afstellen van de PID om ervoor te zorgen dat hij goed presteert. Helaas valt afstellen buiten de scope van dit artikel omdat het een complex onderwerp is. We zullen het gebruik van auto-tune voor het afstellen van PID-lussen behandelen in de cursus "PID with Micro800 PLCs".