Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Controladores Logix5000 - Apostilas - Engenharia Elétrica , Notas de estudo de Eletrotécnica

Apostilas de Engenharia Elétrica sobre o estudo dos Controladores Logix5000, Proporcional, Integral e Derivativo PID, Operandos do Bloco de Função, Flags de Status Aritmético, Configuração de uma Instrução PID.

Tipologia: Notas de estudo

2013

Compartilhado em 28/05/2013

GloboTV
GloboTV 🇧🇷

4.5

(323)

561 documentos

1 / 21

Documentos relacionados


Pré-visualização parcial do texto

Baixe Controladores Logix5000 - Apostilas - Engenharia Elétrica e outras Notas de estudo em PDF para Eletrotécnica, somente na Docsity! Controladores Logix5000 Configuração da instrução PID Informações retiradas do manual 1756-RM003C-PT Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-21Proporcional, Integral e Derivativo (PID) A instrução PID controla um tag de processo como, por exemplo, fluxo, pressão, temperatura ou nível. Operandos de Lógica Ladder: Linguagens Disponíveis: Lógica Ladder Operando Tipo: Formato: Descrição: PID PID estrutura estrutura PID Process variable SINT INT DINT REAL tag valor a ser controlado Tieback SINT INT DINT REAL imediato tag (opcional) saída de uma estação manual/automática de hardware que está realizando bypass da saída do controlador insira 0 se você não quiser usar esse parâmetro Control variable SINT INT DINT REAL tag valor que vai para o dispositivo de controle final (válvula, amortecedor etc.) se você estiver usando a zona morta, Control variable deve ser do tipo REAL ou o mesmo será forçado em 0 quando houver um erro dentro da zona morta PID master loop PID estrutura opcional tag PID para o PID mestre Se você estiver realizando o controle em cascata e esse PID for uma malha escrava, insira o nome do PID mestre. insira 0 se você não quiser usar esse parâmetro Inhold bit BOOL tag opcional status atual do bit inhold de um canal de saída analógico 1756 para suportar uma reinicialização ininterrupta insira 0 se você não quiser usar esse parâmetro Inhold value SINT INT DINT REAL tag opcional valor de nova leitura de dados de uma canal de saída analógica 1756 para suportar uma reinicialização ininterrupta. insira 0 se você não quiser usar esse parâmetroPublicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-24 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID).DATA REAL[17] O membro .DATA armazena: Elemento Descrição: .DATA[0] acúmulo integral .DATA[1] valor temporário de filtro derivativo .DATA[2] valor .PV anterior .DATA[3] valor .ERR anterior .DATA[4] valor .SP válido anterior .DATA[5] constante de conversão de escala em porcentagem .DATA[6] constante de conversão em escala .PV .DATA[7] constante de conversão em escala derivativa .DATA[8] valor .KP anterior .DATA[9] valor .KI anterior .DATA[10] valor .KD anterior .DATA[11] ganho .KP dependente .DATA[12] ganho .KI dependente .DATA[13] ganho .KD dependente .DATA[14] valor .CV anterior .DATA[15] constante .CV para desfazer a conversão .DATA[16] constante tieback para desfazer a conversão .EN BOOL habilitado .CT BOOL tipo cascata (0=escravo; 1=mestre) .CL BOOL malha da cascata (0=não; 1=sim) .PVT BOOL rastreamento do tag do processo (0=não; 1=sim) .DOE BOOL derivativa de (0=PV; 1=erro) .SWM BOOL modo manual do software (0=não - automático; 1=sim- manual com chave) .CA BOOL ação de controle (0 significa E=SP-PV; 1 significa E=PV-SP) .MO BOOL modo de estação (0=automático; 1=manual) .PE BOOL equação PID (0=independente; 1=dependente) .NDF BOOL filtro derivativo (0=não; 1=sim) .NOBC BOOL cálculo de volta para bias (0=não; 1=sim) .NOZC BOOL cruzamento zero para zona morta (0=não; 1=sim para zona morta) .INI BOOL PID inicializada (0=não; 1=sim) .SPOR BOOL setpoint fora da faixa (0=não; 1=sim) .OLL BOOL CV está abaixo do limite de saída mínimo (0=não; 1=sim) .OLH BOOL CV está acima do limite de saída máximo (0=não; 1=sim) .EWD BOOL o erro está dentro da zona morta (0=não; 1=sim) .DVNA BOOL o desvio está definido como alarme baixo (0=não; 1=sim) Mnemônico: Tipo de Dados: Descrição:Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-25Operandos do Bloco de Função Esta instrução não está disponível no bloco de função. Descrição: A instrução PID geralmente recebe a variável de processo (PV) de um módulo de entrada analógica e modula uma saída da variável de controle (CV) em um módulo de saída analógica a fim de manter a variável de processo no setpoint desejado. O bit .EN indica o status de execução. O bit .EN é energizado quando a entrada da condição da linha passa de falsa para verdadeira. O bit .EN é desenergizado quando a entrada da condição da linha se torna falsa. A instrução PID não utiliza um bit .DN. A instrução PID é executada a cada varredura, sempre que a entrada da condição da linha for verdadeira. Flags de Status Aritmético: não afetados Condições de Falha: .DVPA BOOL o desvio está definido como alarme alto (0=não; 1=sim) .PVLA BOOL o PV está definido como alarme baixo (0=não; 1=sim) .PVHA BOOL o PV está definido como alarme alto (0=não; 1=sim) Mnemônico: Tipo de Dados: Descrição: estado da linha execução da instrução PID bit .EN 41027 IMPORTANTE Estas falhas eram graves no controlador CLP-5. Uma falha de advertência ocorrerá se: Tipo de falha: Código de falha: .UPD ≤ 0 4 35 setpoint fora de faixa 4 36Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-26 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID)Execução de Lógica Ladder: Execução do Bloco de Função: Esta instrução não está disponível no bloco de função. Configuração de uma Instrução PID Depois de inserir a instrução PID e especificar a estrutura PID, use a guia Configuration para especificar como a instrução PID deve funcionar. Condição: Ação: pré-varredura A saída da condição da linha é definida como falsa. entrada da condição da linha for falsa A saída da condição da linha é definida como falsa. entrada da condição da linha for verdadeira A saída da condição da linha está definida como verdadeira. Clique aqui para configurar a instrução PIDPublicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-29Especificação de conversão de escala Selecione a guia Scaling. Você deve clicar em OK ou Apply para que as alterações tenham validade. Utilização das Instruções PID O controle de malha fechada PID mantém uma variável de processo em um setpoint desejado. A figura a seguir mostra um exemplo de nível de taxa de fluído/fluxo: No exemplo acima, o nível no tanque é comparado com o setpoint. Se o nível for mais elevado do que o set point, a equação PID aumenta a variável de controle e abre a válvula de saída do tanque, diminuindo, portanto, o nível no tanque. No campo: Especifique PV unscaled maximum Insira um valor máximo de PV (.MAXI) igual ao valor máximo sem escala recebido do canal de entrada analógica para o valor PV. PV unscaled minimum Insira um valor mínimo de PV (.MINI) igual ao valor mínimo sem escala recebido do canal de entrada analógica para o valor PV. PV engineering units maximum Insira as unidades de medida máximas correspondentes a .MAXI (.MAXS) PV engineering units minimum Insira as unidades de medida mínimas correspondentes a .MINII (.MINS) CV maximum Insira um valor máximo de CV correspondente a 100% (.MAXCV). CV minimum Insira um valor mínimo de CV correspondente a 0% (.MINCV). Tieback maximum Insira um valor máximo de tieback (.MAXTIE) igual ao valor máximo sem escala recebido do canal de entrada analógica para o valor de tieback. Tieback minimum Insira um valor mínimo de tieback (.MINTIE) que seja igual ao valor mínimo sem escala recebido do canal de entrada analógica para o valor de tieback. PID Initialized Se você alterar as constantes de conversão de escala durante o modo Run, desligue para reincializar os valores internos, anteriores à conversão de escala (.INI). - + 14271 setpoint taxa de fluxo erro equação PID variável de controle variável de processo detector de nívelPublicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-30 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID)A equação PID usada na instrução PID é uma equação de forma posicional com a opção de usar ganhos independentes ou dependentes. Ao usar ganhos independentes, os ganhos proporcional, integral e derivativo afetam apenas seus termos proporcional, integral ou derivativo específicos, respectivamente. Ao usar os ganhos dependentes, o ganho proporcional é substituído por um ganho de controlador que afeta todos os três termos. É possível usar a forma da equação para realizar o mesmo tipo de controle. Os dois tipos de equação são fornecidos apenas para que você use o tipo com o qual está mais familiarizado. Opção de Ganhos: Derivativo de Equação: Ganhos dependentes (padrão ISA) error (E) process variable (PV) Ganhos independentes error (E) process variable (PV) CV KC E 1 Ti ---- Edt Td dE dt ------+ 0 t ∫+ BIAS+= CV KC E 1 Ti ---- Edt Td– dPV dt ---------- 0 t ∫+ BIAS+= E = SP - PV CV KC E 1 Ti ---- Edt Td dPV dt ----------+ 0 t ∫+ BIAS+= E = PV - SP CV KPE Ki+ Edt Kd dE dt ------+ 0 t ∫ BIAS+= CV KPE Ki+ Edt Kd– dPV dt ---------- 0 t ∫ BIAS+= E = SP - PV CV KPE Ki+ Edt Kd dPV dt ----------+ 0 t ∫ BIAS+= E = PV - SPPublicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-31Onde: Se você não quiser usar um termo particular da equação de PID, defina o ganho em zero. Por exemplo, se você não quiser nenhuma ação derivativa, defina Kd ou Td igual a zero. Windup anti-reset e transferência ininterrupta de manual para automático A instrução PID automaticamente previne o windup de reset, evitando que o termo integral acumule sempre que a saída CV alcançar os seus valores máximo ou mínimo, conforme definido por .MAXO e .MINO. O termo integral acumulado permanece congelado até que a saída CV fique abaixo do seu limite máximo ou fique acima do seu limite mínimo. Em seguida, o acúmulo normal integral reinicia automaticamente. Variável: Descrição: KP ganho proporcional (sem unidade) Kp = Kc sem unidade Ki ganho integral (segundos -1) Para converter entre Ki (ganho integral) e Ti (tempo de reset), use: Kd ganho derivativo (segundos) Para converter entre Kd (ganho derivativo) e Td (tempo da taxa), use: Kd = Kc (Td) 60 KC ganho do controlador (sem unidade) Ti tempo de reset (minutos/repetição) Td tempo da taxa (minutos) SP setpoint PV variável de processo E erro [(SP-PV) ou (PV-SP)] BIAS feedforward ou bias CV variável de controle dt tempo de atualização de malha Ki KC 60Ti ----------=Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-34 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID)Outro método, um pouco menos preciso de execução da instrução PID é colocar a instrução em uma tarefa contínua e usar um bit executado do temporizador para disparar a execução da instrução PID. Nesse método, o tempo de atualização de malha da instrução PID deve ser configurado igual ao valor pré-programado do temporizador. No caso de usar uma tarefa periódica, você deve ajustar o módulo de entrada analógica para produzir a variável do processo a uma taxa significativamente mais elevada do que o tempo de atualização da malha. Você deve usar somente o método do temporizador da execução de PID para as malhas com os tempos de atualização que são várias vezes mais longas do que o tempo de execução do pior caso para a tarefa contínua. A forma mais precisa de executar uma instrução PID é usar o recurso de amostragem em tempo real (RTS) dos módulos de entrada analógica 1756. O módulo de entrada analógica realiza uma amostra das suas entradas à taxa de amostragem em tempo real definida na configuração do módulo. Quando o período de amostra em tempo real do módulo expira, o módulo atualiza as suas entradas e atualiza os dados para impressão da data e hora (representado pelo membro .RollingTimestamp da estrutura de dados de entrada analógica) produzidos pelo módulo. Os dados de impressão de hora e data variam de 0-32767 milissegundos. Monitore os dados de impressão de data e hora. Quando o mesmo é alterado, uma nova amostra da variável de processo foi recebida. Cada vez que a data e a hora são alteradas, execute a instrução PID uma vez. Como a amostra da variável de processo é direcionada pelo módulo de entrada analógica, o tempo de amostra de entrada é muito preciso e o tempo de atualização da malha usado pela instrução PID deve ser configurado igual ao tempo RTS do módulo de entrada analógica.Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-35Para certificar-se de que não haja perda de amostras da variável de processo, execute a sua lógica em uma taxa mais rápida do que o tempo de RTS. Por exemplo, se o tempo RTS for de 250 ms, é possível colocar a instrução PID em uma tarefa periódica que é executada a cada 100 ms para garantir que nenhuma amostra seja perdida. É possível colocar a lógica PID em uma tarefa contínua, contanto que você se certifique de que a lógica será atualizada com uma freqüência maior do que 250 milissegundos. Um exemplo do método RTS de execução é mostrado abaixo. A execução da instrução PID depende da recepção de novos dados de entrada analógica. Se o módulo de entrada analógica apresentar falha ou for removido, o controlador pára de receber impressões de data e hora atualizadas e a malha de PID pára a execução. Você deve monitorar o bit de status da entrada analógica PV, e se isso mostrar um status deficiente, force a malha no modo manual do software e execute a malha a cada varredura. Isto permite que o operador ainda altere manualmente a saída da malha PID. Reinicialização ininterrupta A instrução PID pode interagir com os módulos de saída analógica 1756 para suportar uma reincialização ininterrupta quando o controlador mudar do modo Program para Run ou na energização do controlador. Quando um módulo de saída analógica 1756 perde comunicação com o controlador ou detecta que o controlador está no modo Program, o módulo de saída analógica energiza as suas saídas para os valores de condição de falha especificados na configuração do módulo. Quando o controlador retorna para o modo Run ou re-estabelece comunicação com o módulo de saída analógica, você pode fazer com que a instrução PID reset automaticamente a saída da variável de controle igual à saída analógica, usando o bit Inhold e os parâmetros Inhold Value na instrução PID.Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-36 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID)Para configurar uma reinicialização initerrupta: A seguinte instrução PID usa o bit Inhold e o valor Inhold: Polarização derivativa O cálculo da derivativa é melhorado por um filtro de polarização derivativa. Esse filtro digital de primeira ordem e de passa/baixa ajuda a reduzir os grandes impulsos do termo derivativo causados por ruído na PV. Essa polarização se torna mais agressiva com valores maiores de ganho derivativo. É possível desabilitar a polarização derivativa se o processo necessitar de valores muito grandes de ganho derivativo (Kd > 10, por exemplo). Para desabilitar a polarização derivativa, selecione a opção “No derivative smoothing“ na guia Configuration ou energize o bit .NDF na estrutura PID. Faça o seguinte: Detalhes: Configure o canal do módulo de saída analógica 1756 que recebe a variável de controle da instrução PID. Selecione “hold for initialization“ na página de propriedades para o canal específico do módulo. Isto informa ao módulo de saída analógica que, quando o controlador retornar para o modo Run ou re-estabelecer comunicação com o módulo, o módulo deve manter a saída analógica no seu valor atual até que o valor enviado do controlador corresponda (com uma amplitude de 0,1%) ao valor atual usado pelo canal de saída. A saída do controlador aumentará seguindo em rampa até o valor de saída atualmente mantido, usando-se o termo .BIAS. Esse aumento em rampa é semelhante à transferência ininterrupta. Insira o tag do bit Inhold e o tag Inhold Value na instrução PID O módulo de saída analógica 1756 retorna dois valores para cada canal na sua estrutura de dados de entrada. Quando verdadeiro, o bit de status InHold (.Ch2InHold, por exemplo) indica que o canal de saída analógica está mantendo o seu valor. O valor de nova leitura de Data (.Ch2Data, por exemplo) mostra o valor de saída atual em unidades de medida. Insira o tag no bit de status InHold como o parâmetro do bit InHold da instrução PID. Insira o tag do valor de nova leitura de Data como o parâmetro Inhold Value. Quando o bit Inhold passar para verdadeiro, a instrução PID move Inhold Value para a saída do tag de Controle e re-inicializa para fornecer suporte para uma reinicialização initerrupta nesse valor. Quando o módulo de saída analógica receber esse valor de volta do controlador, o mesmo desenergiza o bit de status InHold, o que permite que a instrução PID inicie o controle normalmente.Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) 12-39 Na instrução MUL, insira: Para este parâmetro MUL: Insira este valor: destination valor controlado source A valor não controlado source B razão Publicação 1756-RM003C-PT-P - Novembro 2000 12-40 Instruções Especiais (FBC, DDT, DTR, PID) Teoria PID Os números a seguir mostram o fluxo do processo para as instruções PID. processo PID processo PID com malhas mestre/escravo + - -1 + SP Exibido como EUs Erro Exibido como EUs Software A/M ou Modo A/M Station Ação de Controle Auto SP-PV (Erro) Manual não sim PVT SP PV-SP Converte Binário para Unidades de Medida (PV-mín)(máx-mín) + minmáx-min PV PV Exibido como EUs Converte Unidades em % Erro X 100 máx-mín. Cálculo PID Polarização da Saída % Software A/M Mode Auto Auto(Out%) Define Saída % Converte Unidades de Tieback em % tieback-mintie maxtie-mintie x100 Manual Manual Limitação da Saída Define Saída % A/M Station Mode Saída (CV) Exibida em % do Fator de Escala EU Converte % em Unidades CV CV%(máxcv-míncv) 100 + míncv CV + - -1 + + - -1 + SP Auto Manual PVT não sim Converte Binário em Unidades de Medida (PV-mín)(máx-mín) maxi-mini + mín PV SP-PV PV-SP (Erro) Converte Unidade em % Erro X 100 máx-mín Cálculo PID Polarização da Saída % Software A/M Mode Auto Auto(Out%) Limitação da Saída Define Saída %A/M Station Mode Define Saída % Manual Manual (Master.Out) SP PV Malha Mestre Software A/M ou A/M Station Mode Ação de Controle Malha Escravo (Master.Out) Converte Binário em Unidades de Medida (PV-mín)(máx-mín) maxi-mini + mín (SP) PV Converte % em Unidades de Medida Converte Unidades Tieback em % tieback-mintie maxtie-mintie x100 Converte Unidades em % Erro X 100 máx-mín Converte Unidades em % Erro X 100 máx-mín X (máx-mín) 100 + mín Ação de Controle SP-PV PV-SP Cálculo PID Polarização da Saída % Define Saída % Auto Auto Manual Manual A/M Station Mode Limitação da Saída Software A/M Mode Define Saída % Converte % em CV%(maxcv-mincv) 100 + mincv Os itens relacionados nesta caixa são parâmetros, unidades e modos pois pertencem à malha Escrava Manual Manual Auto Software A/M Mode
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved