Az ABB PLC modulok szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem, hogyan kell használni a PID vezérlés funkciót ezekben a modulokban. A PID, amely az arányos – integrál – származékos rövidítése, az ipari automatizálásban széles körben használt vezérlőalgoritmus. A vezérlőkimenet beállításával segít egy folyamatváltozó kívánt alapjelen tartását. Ebben a blogban végigvezetem Önt a PID vezérlési funkció használatának lépésein az ABB PLC modulokban.
A PID szabályozás alapjainak megértése
Mielőtt belemerülne a megvalósításba, elengedhetetlen, hogy megértse a PID-szabályozó három összetevőjét:
- Arányos (P): Ez az összetevő olyan kimenetet biztosít, amely arányos az alapjel és a folyamatváltozó közötti hibával. Nagyobb hiba nagyobb vezérlési kimenetet eredményez. Csak az arányos tag használata azonban állandósult állapotú hibához vezethet, ahol a folyamatváltozó soha nem éri el pontosan az alapjelet.
- Integrál (I): Az integrál tag idővel felhalmozja a hibát. Az állandósult állapotú hiba kiküszöbölését segíti a vezérlőkimenet folyamatos beállításával, amíg a hiba nulla nem lesz. A túl sok integrált művelet azonban a rendszer túllépését és instabillá válását okozhatja.
- Származék (D): A derivált tag kiszámítja a hiba változási sebességét. Előre jelzi a hiba jövőbeni változásait, és segít az oszcillációk csillapításában. Különösen hasznos a gyorsan változó rendszerekben.
A megfelelő ABB PLC modul kiválasztása
Az ABB a PID-szabályozást támogató PLC-modulok széles választékát kínálja. Például aABB DX571 1TNE968902R2302egy nagy teljesítményű modul különféle ipari alkalmazásokhoz. AABB PM665 processzor modulhatékony feldolgozási képességeket is biztosít összetett vezérlési feladatokhoz, beleértve a PID-szabályozást is. És aAI845 ABB analóg bemeneti modulhasználható a folyamatváltozó pontos mérésére.
A PID-szabályozó konfigurálása az ABB PLC-ben
A következő lépések felvázolják a PID-szabályozó konfigurálásának általános folyamatát egy ABB PLC-modulban:
1. lépés: Határozza meg a folyamatváltozót és az alapértéket
Az első lépés a vezérelni kívánt folyamatváltozó azonosítása. Ez lehet hőmérséklet, nyomás, áramlási sebesség stb. Meg kell határoznia az alapjelet is, amely a folyamatváltozó kívánt értéke. Az ABB PLC programozási környezetben memóriahelyeket kell lefoglalnia a folyamatváltozó bemenetéhez és az alapjelhez.
2. lépés: Válassza ki a PID funkcióblokkot
Az ABB PLC programozó szoftver előre meghatározott PID funkcióblokkokat biztosít. Ki kell választania a megfelelő funkcióblokkot az alkalmazás követelményei alapján. Ezek a funkcióblokkok jellemzően bemeneti paraméterekkel rendelkeznek a folyamatváltozóhoz, az alapjelhez és a PID-erősítéshez (arányos, integrál és derivált).
3. lépés: Állítsa be a PID-erősítést
A PID-erősítések hangolása kritikus lépés. Számos módszer létezik a hangolásra, például a Ziegler - Nichols módszer. A Ziegler-Nichols módszer magában foglalja a rendszer végső erősítésének és végső periódusának meghatározását, majd ezek alapján a PID-erősítések kiszámítását. Az ABB PLC-ben a PID-erősítést a funkcióblokk paraméterein belül állíthatja be.
4. lépés: Konfigurálja a kimenetet
A PID-szabályozó kimenete a vezérlőelem, például egy szelep vagy egy motor beállítására szolgál. Be kell állítania a kimeneti tartományt és a kimenet típusát (analóg vagy digitális). Az ABB PLC-ben a PID funkcióblokk kimenetét leképezi a megfelelő kimeneti modulra.
5. lépés: Végezze el a hibakezelést
Fontos, hogy a PID-vezérlő programban hibakezelést alkalmazzon. Például, ha a folyamatváltozó a biztonságos tartományon kívül esik, a rendszernek meg kell tennie a megfelelő lépéseket, például le kell állítania a vezérlőelemet vagy riasztást kell generálnia.
A PID-szabályozó tesztelése és hangolása
Miután konfigurálta a PID-szabályozót, valós környezetben kell tesztelnie. Kezdje azzal, hogy a rendszert konzervatív PID-erősítéssel futtassa, és fokozatosan állítsa be azokat a rendszer válasza alapján. A tesztelés során vegye figyelembe a következő szempontokat:
- Válaszidő: Az az idő, amely alatt a folyamatváltozó eléri az alapjelet. A rövidebb válaszidő általában jobb, de nem okozhat túlzott túllövést.
- Túllövés: Az az összeg, amellyel a folyamatváltozó meghaladja az alapjelet. A túllövés minimalizálása kulcsfontosságú a rendszer stabilitása szempontjából.
- Állandó – Állapot hiba: Az alapjel és a folyamatváltozó közötti különbség, miután a rendszer elérte az állandósult állapotot. A PID-szabályozó integráltagjának segítenie kell ezt a hibát nullára csökkenteni.
Felügyelet és karbantartás
A PID-szabályozó üzembe helyezése után a folyamatos ellenőrzés elengedhetetlen. Az ABB PLC diagnosztikai funkciói segítségével nyomon követheti a PID-szabályozó teljesítményét. Keresse az instabilitás jeleit, például az oszcillációt vagy a nagy állandósult állapotú hibákat. A rendszeres karbantartás magában foglalja a bemeneti és kimeneti modulok megfelelő működésének ellenőrzését, valamint a PID-erősítések frissítését, ha a rendszer jellemzői idővel változnak.
Következtetés
Az ABB PLC-moduljaiban a PID-szabályozás funkció használatával jelentősen javítható az ipari folyamatok hatékonysága és stabilitása. Az ebben a blogban ismertetett lépések követésével sikeresen konfigurálhat, tesztelhet és karbantarthat egy PID-vezérlőt az ABB PLC rendszerében. Ha szeretne ABB PLC modulokat vásárolni PID-szabályozási alkalmazásaihoz, vagy bármilyen műszaki kérdése van, forduljon bizalommal a részletes megbeszéléshez. Azért vagyunk itt, hogy a legjobb megoldásokat és támogatást nyújtsuk ipari automatizálási igényeihez.
Hivatkozások
- ABB PLC programozási kézikönyvek
- Ipari automatizálási kézikönyv a PID szabályozásról
- Ziegler, JG és Nichols, NB (1942). Optimális beállítások az automatikus vezérlőkhöz. Az ASME tranzakciói, 64(8), 759-768.
