Ako dodávateľ PLC modulov ABB sa ma často pýtajú, ako využiť funkciu PID regulácie v týchto moduloch. PID, čo znamená proporcionálne - integrálne - derivačné, je široko používaný riadiaci algoritmus v priemyselnej automatizácii. Pomáha pri udržiavaní procesnej premennej na požadovanej hodnote nastavením riadiaceho výstupu. V tomto blogu vás prevediem krokmi používania funkcie PID riadenia v moduloch PLC ABB.
Pochopenie základov PID regulácie
Predtým, ako sa pustíme do implementácie, je nevyhnutné porozumieť trom komponentom PID regulátora:
- Proporcionálne (P): Tento komponent poskytuje výstup, ktorý je úmerný chybe medzi požadovanou hodnotou a procesnou premennou. Väčšia chyba bude mať za následok väčší riadiaci výkon. Použitie iba proporcionálneho členu však môže viesť k chybe v ustálenom stave, kde procesná premenná nikdy nedosiahne presne požadovanú hodnotu.
- Integrálny (I): Integrálny člen akumuluje chybu v priebehu času. Pomáha eliminovať ustálenú chybu plynulým nastavovaním riadiaceho výstupu až do nulovej chyby. Ale príliš veľa integrálnej činnosti môže spôsobiť, že systém prekmitne a stane sa nestabilným.
- derivát (D): Odvodený člen vypočítava mieru zmeny chyby. Predvída budúce zmeny chyby a pomáha tlmiť oscilácie. Je to užitočné najmä v systémoch s rýchlymi zmenami.
Výber správneho modulu PLC ABB
ABB ponúka širokú škálu PLC modulov, ktoré podporujú PID reguláciu. Napríklad,ABB DX571 1TNE968902R2302je vysokovýkonný modul vhodný pre rôzne priemyselné aplikácie. TheModul procesora ABB PM665tiež poskytuje výkonné možnosti spracovania pre komplexné riadiace úlohy, vrátane PID riadenia. AAnalógový vstupný modul AI845 ABBmožno použiť na presné meranie procesnej premennej.
Konfigurácia PID regulátora v ABB PLC
Nasledujúce kroky načrtávajú všeobecný proces konfigurácie PID regulátora v module PLC ABB:
Krok 1: Definujte procesnú premennú a požadovanú hodnotu
Prvým krokom je identifikovať procesnú premennú, ktorú chcete riadiť. Môže to byť teplota, tlak, prietok atď. Musíte tiež definovať požadovanú hodnotu, čo je požadovaná hodnota procesnej premennej. V programovacom prostredí ABB PLC budete musieť prideliť pamäťové miesta pre vstup procesnej premennej a požadovanú hodnotu.
Krok 2: Vyberte funkčný blok PID
Programovací softvér ABB PLC poskytuje preddefinované funkčné bloky PID. Musíte vybrať vhodný funkčný blok na základe požiadaviek vašej aplikácie. Tieto funkčné bloky majú zvyčajne vstupné parametre pre procesnú premennú, požadovanú hodnotu a zosilnenie PID (proporcionálne, integrálne a derivačné).
Krok 3: Nastavte zisky PID
Vyladenie ziskov PID je kritickým krokom. Existuje niekoľko metód na ladenie, napríklad metóda Ziegler - Nichols. Metóda Ziegler - Nichols zahŕňa zistenie konečného zisku a konečného obdobia systému a potom výpočet ziskov PID na základe týchto hodnôt. V PLC ABB môžete upraviť zosilnenie PID v rámci parametrov funkčného bloku.
Krok 4: Nakonfigurujte výstup
Výstup PID regulátora slúži na nastavenie ovládacieho prvku, ako je ventil alebo motor. Musíte nakonfigurovať rozsah výstupu a typ výstupu (analógový alebo digitálny). V ABB PLC namapujete výstup funkčného bloku PID na príslušný výstupný modul.
Krok 5: Implementujte riešenie chýb
Je dôležité implementovať spracovanie chýb vo vašom riadiacom programe PID. Napríklad, ak sa procesná premenná dostane mimo bezpečný rozsah, systém by mal prijať vhodné opatrenia, ako je vypnutie ovládacieho prvku alebo vygenerovanie alarmu.
Testovanie a ladenie PID regulátora
Po nakonfigurovaní regulátora PID ho musíte otestovať v reálnom prostredí. Začnite spustením systému s konzervatívnymi ziskami PID a postupne ich upravujte na základe odozvy systému. Počas testovania dodržiavajte nasledujúce aspekty:
- Čas odozvy: Čas, ktorý potrebuje procesná premenná na dosiahnutie požadovanej hodnoty. Kratší čas odozvy je vo všeobecnosti lepší, nemal by však spôsobovať nadmerné prekmity.
- Prestreliť: Množstvo, o ktoré procesná premenná prekračuje nastavenú hodnotu. Pre stabilitu systému je rozhodujúce minimalizovanie prekmitu.
- Neprerušované - Chyba stavu: Rozdiel medzi požadovanou hodnotou a procesnou premennou potom, čo systém dosiahol ustálený stav. Integrovaný člen PID regulátora by mal pomôcť znížiť túto chybu na nulu.
Monitorovanie a údržba
Po uvedení PID regulátora do prevádzky je nevyhnutné neustále monitorovanie. Na monitorovanie výkonu PID regulátora môžete použiť diagnostické funkcie PLC ABB. Hľadajte akékoľvek známky nestability, ako sú oscilácie alebo veľké chyby v ustálenom stave. Pravidelná údržba zahŕňa kontrolu správneho fungovania vstupných a výstupných modulov a aktualizáciu zosilnenia PID, ak sa charakteristiky systému časom menia.
Záver
Použitie funkcie PID regulácie v moduloch PLC ABB môže výrazne zlepšiť efektivitu a stabilitu priemyselných procesov. Podľa krokov uvedených v tomto blogu môžete úspešne konfigurovať, testovať a udržiavať PID regulátor vo vašom PLC systéme ABB. Ak máte záujem o kúpu modulov PLC ABB pre vaše aplikácie riadenia PID alebo máte akékoľvek technické otázky, neváhajte a požiadajte o podrobnú diskusiu. Sme tu, aby sme vám poskytli najlepšie riešenia a podporu pre vaše potreby priemyselnej automatizácie.
Referencie
- Programovacie príručky ABB PLC
- Príručka priemyselnej automatizácie o PID regulácii
- Ziegler, JG a Nichols, NB (1942). Optimálne nastavenia pre automatické ovládače. Transakcie ASME, 64(8), 759 - 768.
