configuración de control pid

Controladores Lógicos

Programables

“Control PID”

Nombre: David Campos C.

Felipe Cosme G.

Bruno Reyes B.

Profesor: Sr. Nelson Moreira B.

Fecha Entrega: Concepción, 16 de Noviembre de 2015.

Ingeniería de Ejecución en Electricidad-Electrónica

II Semestre – 2015

CONCEPCIÓN - CHILLÁN - LOS ANGELES

Configuración de Control PID PLC

1. MARCO TEORICO

Objeto tecnológico PID_Compact:

El objeto tecnológico PID_Compact ofrece un regulador PID continuo con optimización

integrada. Asimismo, también es posible configurar un regulador de impulsos. Es posible elegir

entre el modo manual y el automático.

PID-Compact registra de forma continua el valor real medido dentro de un lazo de regulación

y lo compara con la consigna deseada. A partir del error de regulación resultante, la instrucción

PID_Compact calcula un valor de salida, con el que el valor real se iguala con la consigna con

la máxima rapidez y estabilidad. En los reguladores PID, el valor de salida se compone de tres

acciones:

● Acción P

La acción P del valor de salida aumenta proporcionalmente al error de regulación.

● Acción I

La acción I del valor de salida aumenta hasta que se compensa el error de regulación.

● Acción D

La acción D aumenta con una velocidad de variación creciente del error de regulación. El valor

real se iguala lo más rápidamente posible con la consigna. Si la velocidad de variación del error

de regulación vuelve a reducirse, también lo hace la acción D.

La instrucción PID_Compact calcula los parámetros P, I y D para su sistema regulado de forma

autónoma durante la optimización inicial. Los parámetros pueden optimizarse aún más a través

de una optimización fina. No es necesario determinar los parámetros manualmente.


2. CONFIGURACIÓN DE CONTROL PID

En una interfaz homogénea, aquí se crean, parametrizan y programan los componentes

como el control, la visualización y la conexión en red de la solución de automatización.

Procedimiento:

1. Con los siguientes pasos se puede crear un proyecto para SIMATIC S7-1200 y

programar la solución para las tareas planteadas, usaremos la herramienta central

"Totally Integrated Automation Portal"

2. Los programas para SIMATIC S7-1200 se administran en proyectos. Un proyecto de

este tipo se crea en la vista del portal


3. Ahora se proponen los "Primeros pasos" de configuración. En primer lugar nos

interesa la opción " Configurar un dispositivo".

4. A continuación, elegimos "Agregar dispositivo" y damos clics en “PLC” luego

buscamos el nombre del dispositivo “SIMATIC S7-1200”, expandimos y

seleccionamos el catalogo “CPU 1214 DC/AC/RLY” y buscamos el número de

referencia correspondiente “6ES7 232-4HA30-0XB0” (Modelo y Serie)


5. El software cambia automáticamente a la vista del proyecto con la configuración de

hardware abierta.


6. Para que el software acceda posteriormente a la “CPU” correcta, deben configurarse

su dirección IP y la máscara de subred.


NOTA: En caso que no conecte, es porque la dirección IP que genero el PLC con el Software

es errónea, para eso hay que volver al paso 4, elegimos "Agregar dispositivo" y damos clics

en “PLC” luego buscamos el nombre del dispositivo “SIMATIC S7-1200”, expandimos y

seleccionamos el catalogo “CPU 1214 DC/AC/RLY” y al final de la lista aparece un modelo y

serie sin especificar luego lo derivara al paso 5 y se determinara automáticamente mediante

un ajuste sencillo y así obtendrá la dirección IP correcta y habrá comunicación exitosa entre el

Software y el PLC


7. Como en la programación moderna no se programa con direcciones absolutas, sino

con variables, aquí deben determinarse las “variables PLC globales”.

Estas variables PLC globales son nombres descriptivos con comentarios para cada

entrada y salida que se utilice en el programa. Más adelante se puede acceder a las

variables PLC globales a través de este nombre durante la programación.

Estas variables globales se pueden utilizar en todos los bloques del programa.

A continuación se definen las siguientes Variables del PLC:

Nombre Tipo de Dato Dirección

Sensor de Nivel (Entrada) Word IW64

Electro Válvula (Salida) Int QW80

Switch S1 Bool I0.0


8. Para crear el bloque de función, se selecciona en el árbol del proyecto "PLC_1

[CPU1214C AC/DC/RLY]" y, a continuación, "Bloques de programa". Luego se da

doble clic en “Agregar nuevo bloque".


9. Seleccione " Bloque de organización (OB)" y como tipo elija "Cyclic interrupt

(Alarma cíclica)". Como lenguaje de programación se especifica el diagrama de

funciones "FUP". La numeración (OB200) es automática. El tiempo de ciclo fijo lo

dejamos en 100 ms (para que el regulador pueda optimizarse).


10. En nuestro ejemplo se necesita únicamente la siguiente variable local, se define la

variable Local temporal del bloque Cyclic Interrupt.

Nombre Tipo de Dato

v_temporal_nivel Real

Variable que guarda consigna de tank1

(deposito 1)

Una vez más, en este ejemplo es importante utilizar el tipo de datos correcto (Real),

pues de lo contrario en el siguiente programa el tipo de datos no será compatible con

el bloque regulador PID utilizado.


11. Una vez que las variables locales han sido declaradas, se puede introducir el

programa utilizando el nombre de la variable. (Las variables se identifican con el

símbolo "#".) En los dos primeros segmentos se utiliza la instrucción "MOVE" para

copiar el número en coma flotante 0.0 (S1 == 0) o bien 700.0 (S1 == 1) en la variable

local “#v_temporal_nievel”.


12. A continuación se mueve el bloque regulador "PID_Compact" al tercer segmento.


13. Conecte este bloque con la consigna (variable local #v_temporal_nivel), con el valor

real (variable global "Sensor de nivel (entrada)") y con la magnitud manipulada

(variable global "Electro Válvula (salida)") de la manera aquí representada. Ahora se

puede abrir la pantalla de configuración " " del bloque regulador.


14. Una vez que se define un nuevo segmento de programa, con el bloque regulador

“PID_Compact” en el cual se asignan las variables previamente definidas, se

Configuran los Ajustes Básicos y Ajustes del Valor Real del Bloque Regulador

PID_Compact_1 (Aquí es necesario configurar, p. ej. el tipo de regulación y la

conexión de la estructura interna del regulador)


15. En "Escalado de valores reales" se ajusta un rango de medición de 0 litros a 1000

litros. También es necesario adaptar los límites


16. En "Ajustes avanzados" existe también la posibilidad de ajustar manualmente los

"Parámetros PID". A continuación, se cierra la ventana de configuración haciendo clic

en y el programa con regulador PID está listo


17. Compilamos y cargamos en dispositivo y establecemos conexión (Programa en

esquema de contactos (KOP)


18. Haciendo clic con el ratón en , se guarda el proyecto. Para cargar todo el

programa en la CPU y haga clic en el símbolo Cargar en dispositivo.

19. Inicie ahora la CPU haciendo clic en el símbolo .


20. Confirme la pregunta de si realmente quiere iniciar la CPU con "OK (Aceptar)".

21. Haciendo clic con el ratón en el símbolo Activar/desactivar observación, puede

vigilar el estado de los bloques y de las variables durante la comprobación del

programa.

La primera vez que se arranca la CPU, el regulador "PID_Compact" todavía no está

activado. Para activarlo tenemos que iniciar la preparación haciendo clic en el símbolo

" ".


22. En una pantalla de mando, la opción "Medición Iniciar" permite mostrar en un

diagrama la consigna, el valor real y la magnitud manipulada.

Después de cargarlo por primera vez en el controlador, el regulador todavía está

inactivo. Esto significa que la magnitud manipulada permanece en el 0%. Seleccione

ahora "Modo de ajuste" y, a continuación, "Preajuste".


23. Da comienzo el autoajuste. En el campo "Estado" se muestran las operaciones

actuales y los errores ocurridos. La barra de progreso indica el progreso de la

operación actual.


24. Si el autoajuste termina sin mensajes de error, se han optimizado los parámetros PID.

El regulador PID pasa al modo automático y utiliza los parámetros optimizados. Los

parámetros PID optimizados se mantienen tras la conexión (POWER ON) y tras

reiniciar la CPU. Con el botón " " se pueden cargar los parámetros PID en el

proyecto.


Nota:

Para procesos más rápidos, como la regulación de una velocidad, en la optimización

debe elegirse la opción Ajuste fino. Al hacerlo se ejecuta un ciclo de varios minutos

de duración que determina y ajusta todos los parámetros PID.

Una vez cargados en el proyecto, los valores de los parámetros pueden verse en el

bloque de datos.

3. EQUIPOS Y COMPONENTES UTILIZADOS

Calibrador de precisión FLUKE 726 (Envió de Señal Entrada)

PLC Siemens S7 1200 1214C DC/AC/RLY con módulo de salidas análoga 6ES7 232-

4HA30-0XB0

Multímetro Digital (Medición Salida)

Cable Ethernet (Comunicación)

Cable Poder (Alimentación)


4. COMENTARIOS

Comportamiento en caso de error:

ATENCION

Su instalación puede sufrir daños. Si en caso de fallo se

emite "Valor actual para la duración del error" o "Valor de

salida sustitutivo mientras dure el error", PID_Compact se

mantiene en modo automático. De este modo, los límites del

valor real pueden rebasarse y su instalación puede sufrir

daños. Configure un comportamiento en caso de error para

su sistema regulado que proteja su instalación de daños.

PID_Compact está preajustado de manera que, en caso de error, la regulación permanece

activa en la mayoría de los casos. Si en el modo de regulación se producen errores con

frecuencia, este ajuste empeorará el comportamiento de regulación. Compruebe en tal caso

el parámetro Errorbits y elimine la causa de error.

En caso de error, PID_Compact emite un valor de salida configurable:

5. Cero (inactivo)

PID_Compact emite 0.0 como valor de salida para todos los errores y conmuta al modo de

operación "Inactivo". El regulador no se reactiva hasta que no se detecta un flanco

descendente en Reset o un flanco ascendente en ModeActivate.

6. Valor actual mientras dure el error

Si se producen los siguientes errores en el modo automático, PID_Compact regresa a dicho

modo en cuanto los errores en cuestión dejan de existir.

Si se producen uno o varios de los errores siguientes, PID_Compact permanece en modo

automático:

– 0001h: El parámetro "Input" se encuentra fuera de los límites del valor real.

– 0800h: Error en tiempo de muestreo

– 40000h: Valor no válido en el parámetro Disturbance.

Si en el modo automático se producen uno o varios de los errores siguientes,

PID_Compact pasa al modo "Valor de salida sustitutivo con monitorización de errores" y

emite el último valor de salida válido:

– 0002h: Valor no válido en el parámetro Input_PER.

– 0200h: Valor no válido en el parámetro Input.

– 0400h: Error al calcular el valor de salida.

– 1000h: Valor no válido en el parámetro Setpoint.


Si se produce un error en modo manual, PID_Compact sigue utilizando como valor de salida

el valor manual. Si el valor manual no es válido, se utiliza el valor de salida sustitutivo. Si el

valor manual y el valor de salida sustitutivo no son válidos, se utiliza el límite inferior del

valor de salida.

Si durante una optimización inicial u optimización fina aparece el siguiente error,

PID_Compact se mantiene en el modo de operación activo:

– 0020h: La optimización inicial no está permitida durante la optimización fina.

Con todos los demás errores, PID_Compact interrumpe la optimización y cambia al modo

desde el que se inició la optimización.

En cuanto no aparezcan errores, PID_Compact pasa de nuevo al modo automático.

7. Valor de salida sustitutivo mientras dure el error

PID_Compact emite el valor de salida sustitutivo.

Si se produce el siguiente error, PID_Compact se mantiene en el modo "Valor de salida

sustitutivo con monitorización de errores" y emite el límite inferior del valor de salida:

– 20000h: Valor no válido en la variable SubstituteOutput.

Con el resto de los errores, PID_Compact se comporta del modo descrito en "Valor actual

mientras dure el error".

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