A partir de la versión 3.x aparecen los módulos de regulación como parte del Software.

Transcripción

1 PID en S7 Utilización del PID integrado en el Step 7 A partir de la versión 3.x aparecen los módulos de regulación como parte del Software. En este documento vamos a intentar hacer un ejemplo de montaje de un regulador en un S7. 1. Módulos disponibles. Forma de implementarlos. Tenemos tres módulos disponibles: FB 41 Regulador continuo FB 42 Regulador Discontinuo FB 43 Generador de pulsos La forma más fácil de pasar estos módulos a nuestro proyecto es la siguiente: Abrir un módulo cualquiera, por ejemplo OB 1, ir al catalogo de elementos de programa, ir a Librerías, STDLIB30 y abrir PID Control. Aquí aparecen los FB s de regulación. Si hacemos doble clic sobre ellos los pasaremos a nuestro programa. 2. Documentación. Solo por haber instalado el STEP 7 nos aparece toda la documentación disponible en nuestro equipo. Vaya al menú de inicio. Suba a la carpeta de Simatic, pase a manuales S7, seleccione Regulación PID. Aquí tiene la documentación disponible en formato Acrobat Reader, puede imprimirla y tendrá un manual completo. SIEMENS S.A

2 3. Puesta en marcha de un PID. En este punto vamos a poner en marcha un PID, si sigue las instrucciones tendrá un ejemplo operativo. Para que la regulación funcione correctamente, hemos de ejecutar el lazo de regulación a intervalos fijos de tiempo, por lo que todo el programa que realicemos lo haremos sobre un OB de tiempo, por ejemplo el OB 35. Para ajustar el tiempo de ejecución del OB 35 hemos de entrar en la edición de hardware de la cpu y hacer doble clic sobre la misma. Aparece una ventana con varios separadores, hemos de irnos al de alarmas cíclicas y ajustar el tiempo del OB 35. Si hemos de utilizar varios lazos con distintas bases de tiempos hemos de preparar un distribuidor de tiempo para que llame a los reguladores en distintos intervalos y con la precaución de no hacer que coincidan en el mismo tiempo para no saturar el tiempo de ciclo de la CPU. Una vez hecho esto ya podemos empezar con el FB 41. Al ser un FB lleva asociado un DB de instancia. Que quiere decir esto? Cuando se llama a un FB, se ha de dar el DB de instancia que lleva asociado. A continuación el FB saca una lista de parámetros de entrada y salida del FB. A diferencia de S5, NO ES NECESARIO dar datos para estos parámetros. Si no se dan estos datos el FB utiliza los que tenga en el DB de instancia, por lo que podemos realizar una llamada al FB sin parámetros y antes o después hacer transferencias y cargas de valores a este DB. Importante. Cada lazo ha de tener su propio DB de instancia. La mejor forma de generar un DB de instancia es al llamarlo por primer vez, CALL FB 41,DB xx. Aparecerá un mensaje diciendo: El DB de instancia asociado no existe, Desea Generarlo?, Diremos gratamente que si, ya que al generarlo crea el DB de forma correcta y lo comenta. Vamos a realizar un pequeño ejemplo. Creamos el OB 35 y realizamos una llamada al FB 41, con el DB asociado 41. Nos crea el DB y nos aparecen los parámetros del FB. SIEMENS S.A

3 En esta llamada vamos a poner dos datos importantes que nos interesa por ahora que sean fijos: COMRST: False CYCLE: T#100ms El parámetro COMRST es el que resetea los cálculos anteriores y borra los datos que tenemos en el DB. CYCLE es el tiempo de ejecución del FB, se necesita para cálculos internos. En nuestro caso será el tiempo de ejecución del OB 35, pero si tenemos un distribuidor de tiempos hemos de poner el tiempo de ejecución del FB. Ya que estamos metidos en faena, vamos a hacer un OB más el 100, es el de arranque. Cada vez que arranca el PLC se producirá un reseteo de los datos anteriores. Para ello hemos de programar en el OB 100 : CALL FB 41, DB 41 COMRST: TRUE CYCLE: T#100ms BE Con esto garantizamos que no arranca con datos acumulados de vete a saber cuando. Ajuste de funcionamiento del PID. Hasta ahora hemos comentado como llamar al regulador, pero no hemos dicho nada de como se parametriza, si queremos proporcional, proporcional-integral, etc... Para realizar esto tenemos dos vías, la fácil y la difícil. Comentaremos, solo comentaremos la difícil y luego veremos la fácil. La difícil consiste en abrir el DB de PID asociado, de 124 bytes, ir al menú Ver y elegir Datos. Con esto aparecen los datos que tiene el DB, la columna de valor inicial NO ES EL VALOR DEL DATO DEL DB, y elegir el modo de funcionamiento de cada opción. SIEMENS S.A

4 Si paramos un momento y abrimos la documentación del PID, exactamente la página 3-4, veremos el dibujo siguiente: Este es el esquema del regulador. Como vemos tenemos una consigna SP_INT y dos posibilidades para el valor real PV_IN ( un número entero en % ) o PV_PER ( entrada de periferia la cual normalizamos con un Offset y un Factor). Como se ha de trabajar se selecciona con el bit PVPER_ON. Si lo hacemos de forma difícil, tendríamos que cambiar el bit PVPER_ON en el DB. SIEMENS S.A

5 Si seguimos vemos que podemos elegir si queremos proporcional, integral o derivada con los bits P_SEL,I_SEL y D_sel, estando los valores guardados en el DB en las palabras 20,24 y 28. (Espero que no haya tocado nada de forma difícil, porque ahora después lo veremos de la forma fácil. ) La salida del PID se selecciona con el bit MAN_ON para que actúe y de la salida del regulador o para que funcione de modo manual y envíe el contenido de la DBD 16 al valor de salida. Tenemos unos limites para la salida y podemos trabajar con ella como real o decirle que nos escale el valor y lo convierta en valor de salida de periferia. Como vemos este PID combina los antiguos FB 250 y 251 de S5!! Pero ahora vamos a proceder a parametrizar el DB de la forma Fácil, es decir, de la forma S7. Ya hemos creado el OB 35,OB 100, FB 41 y DB 41 y los hemos grabado. Vayamos al menú Inicio y subamos a SIMATIC, pasemos a STEP 7. Pulsemos sobre el icono de PID que pone Parametrizar PID. Aparece la herramienta de parametrización de PID. Si seleccionamos Archivo seleccionaremos nuestro proyecto y dentro del mismo, el DB 41. Como sorpresa aparece el DB en forma de casillas ajustables. Esta herramienta nos permite ajustar los valores del DB 41 de una forma fácil y sencilla, con la ventaja de tener ayuda (F1) sobre los parámetros. El Soft permite ajustar el PID y transferir o salvar el DB 41. Como vemos se va haciendo más fácil el trabajar con un PID. Pero vamos a intentar sorprenderle un poco más. Si envía todo el proyecto a su PLC, arranca esta herramienta y elige el proyecto ON-LINE, aparece un botón más en la barra de tareas, el registrador de curvas. Con esto tenemos un registrador de curvas ajustable para poder visualizar la regulación. Con esto ya podemos dejar ajustado los PID s que se nos pongan por delante, pero si sigue leyendo le contaremos un Software que puede serle interesante: SIEMENS S.A

6 4. AUTOTUNING para PID. En el paquete de Autotuning, dos discos, está la documentación en formato PDF, Acrobat reader. Al instalar los discos, nos aparece en INICIO/SIMATIC/Manuales S7/ la opción PID Self-Tuner D (alemán ) y PID Self-Tunner GB (Ingles). Se pueden imprimir para tener los manuales originales. Realizar un autoajuste es una tarea sencilla, lo único que hay que hacer es copiar el FB de autoajuste a nuestro proyecto y realizar un par de llamadas. Como es un FB ha de tener un DB de instancia. Para probar como ajusta lo que hemos de hacer es realizar dos llamadas al FB, una en el OB 100 de arranque, con el tiempo de ciclo y el COMRST en true. En el OB 35 hay que llamarlo antes del FB de regulación y hay que ponerle como parámetros: SP: Setpoint del lazo, ha de ser el mismo que el del PID PV: Valor real de proceso, el mismo del PID LMN: Valor de salida del PID En el PID hay que poner un par de cosas: MAN_ON: Tunning.QMAN_ON //del DB de instancia del FB de autoajuste I_SEL: Tunning.QI_SEL //del DB de instancia del FB de autoajuste D_SEL: Tunning.QD_SEL //del DB de instancia del FB de autoajuste MAN: Tunning.MAN_OUT //del DB de instancia del FB de autoajuste GAIN: Tunning.GAIN //del DB de instancia del FB de autoajuste TI: Tunning.TI //del DB de instancia del FB de autoajuste TD: Tunning.TD //del DB de instancia del FB de autoajuste TM_LAG: Tunning.TM_LAG //del DB de instancia del FB de autoajuste Con esto ya es capaz de modificar el FB de ajuste al PID para ajustar la regulación. El siguiente paso es copiarnos del ejemplo (Proyecto TUNPIDEX) la Vat 1, tabla de variables ya preparada para trabajar, a la que tendremos que añadir el valor de consigna que utilizamos nosotros. Con esta tabla y la herramienta de ajuste, podemos empezar a realizar el autoajuste. Para realizar el ajuste se ha de activar el bit TUN_ON del DB del FB de ajuste. SIEMENS S.A

7 Con esto el Fb empieza a trabajar. Para saber si funciona tenemos un indicador, PHASE, que nos indica en que fase se encuentra. La fase viene indicada en el manual en la figura siguiente: Cuando se provoca un cambio en la consigna ha de pasar a la fase 2. Cuando llega al punto de inflexión pasa a fase 3 y sigue trabajando para ajustar la integral, por lo que se estará un gran intervalo de tiempo dando pequeñas subidas para ajustar la integral. Termina cuando está en Fase 4. Con esto calcula los datos finales y nos ahorra el estar probando el regulador. Si tiene alguna duda puede referirse a los manuales en PDF. Saludos SIEMENS S.A