NEWSY / BLOG POZNAJ MITSUBISHI ELECTRIC ODDZIAŁ POLSKA

Korporacja Mitsubishi Electric, posiadająca 90 lat doświadczenia w zakresie dostarczania niezawodnych, wysokiej jakości innowacyjnych produktów w dziedzinie automatyki przemysłowej, produkcji, marketingu i sprzedaży urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Programowalne sterowniki PLC, rozwiązania napędowe, roboty przemysłowe, panele dotykowe, wycinarki laserowe i sterownie CNC firmy Mitsubishi Electric zaliczają się do produktów najwydajniejszych na rynku i gwarantują sukcesy firmy już od ponad 30 lat.

KATALOG PRODUKTÓW POZNAJ FINDER

Od 1954 Finder pracował wyłącznie w zakresie przekaźników i timerów. Nasz wysoki stopień specjalizacji zaowocował ponad 10.000 różnych produktów w jednej z najszerszych dostępnych ofert. Firma szeroko się rozwija i inwestuje w przyszłość uzupełniając gamę swojego asortymentu. Prócz przekaźników oferuje rozwiązania przemysłu elektrycznego do zastosowań domowych jak i komercyjnych poprzez przekaźniki, urządzenia przeciwprzepięciowe, termostaty panelowe, zasilacze i liczniki energii. Gama asortymentu obejmuje ponad 12 tysięcy produktów.

BLOG WAGO POZNAJ WAGO

WAGO jest producentem urządzeń automatyki przemysłowej i budynkowej oraz systemów połączeń dla elektrotechniki i elektroniki. Powstanie w 1951 roku firmy WAGO było wyrazem przekonania o słuszności obranego kierunku i stworzyło podwaliny pod dalszy rozwój technologii. Z czasem stała się ona standardem na całym świecie i teraz nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej instalacji elektrycznej czy systemu automatycznego sterowania bez wyrobów WAGO.

SKLEP I ZAMÓWIENIA POZNAJ EATON

Eaton Electric jest producentem najwyższej jakości automatyki przemysłowej, aparatury sygnalizacyjnej, łączeniowej, zabezpieczającej i instalacyjnej oraz systemów rozdziału energii niskiego napięcia. Międzynarodowe nagrody oraz certyfikaty są dowodem, iż produkty Eaton Electric odpowiadają najnowszym standardom bezpieczeństwa i wymaganiom jakości. Wszystkie nasze wyroby gwarantują długoletnie działanie.

MENU PROFIL

Regulator PID w sterowniku Siemens S7-300 (TIA Portal) + FILM

6814 wyświetleń, autor: kdszkutnik.

Artykuł z serii: Kurs podstaw automatyki


Ostatnio nabyłem używany sterownik PLC Siemens S7-300 w celu nauki programowania. Zdecydowałem się na początek zrealizować na nim regulację obrotów silnika z wykorzystaniem regulatora PID. W związku z tym że środowisko pracy było dla mnie zupełnie nowe, to przy realizacji tego ćwiczenia musiałem pokonać kilka trudności. Mam nadzieję że taki artykuł pomoże komuś jeszcze łatwiej zrealizować podobne zadanie. Przed rozpoczęciem nauki tego sterownika, bardzo ciekawiło mnie również jak wygląda środowisko TIA Portal, dlatego przybliżę również ten temat.

Z uwagi na sprzęt jaki posiadałem, przyjąłem poniższe założenia:

  • Wykorzystać wiatrak komputerowy podłączany do wyjścia cyfrowego sterownika.
  • Regulacja mocy wiatraka będzie realizowana poprzez modulację szerokości impulsu PWM na wyjściu sterownika.
  • Prędkość obrotowa wiatraka będzie mierzona poprzez zliczanie impulsów z czujnika indukcyjnego.
  • Panel HMI posłuży jako interfejs użytkownika.

W tym celu wykorzystałem:

  1. Zasilacz 24V DC Siemens.
  2. Sterownik PLC Siemens S7-300 (CPU314)
  3. Panel dotykowy HMI Siemens Basic.
  4. Moduł wejść cyfrowych.
  5. Moduł wyjść cyfrowych.
  6. Wiatrak komputerowy 12V DC
  7. Czujnik indukcyjny

Skorzystałem z wiatraka komputerowego, ponieważ było to najprostsze rozwiązanie. Taki wiatrak podłączyłem do jednego z wyjść sterownika. W szereg z wiatrakiem wpiąłem rezystor 100 ohm 5W, aby możliwe było wykorzystanie 24V do zasilania wiatraka. W środkowej części wiatraka przykleiłem czarną taśmą małą podkładkę metalową, na którą będzie reagował czujnik indukcyjny. Sam czujnik zamontowałem tuż przy wiatraku, wykorzystując konstrukcję z kartonu.

W rzeczywistych układach podłączenie silnika bezpośrednio do sterownika jest zazwyczaj niemożliwe ze względu na ograniczony prąd wyjścia sterownika (0.5A). Natomiast do celów edukacyjnych możemy tak zrobić, gdyż maksymalny prąd pobierany przez wykorzystany wiatrak komputerowy to zaledwie 200mA.

Choć posiadany przeze mnie moduł wyjść cyfrowych nie posiada specjalizowanej funkcji obsługi sygnału PWM, to zdecydowałem się wykonać eksperyment czy takie sterowanie wiatraka będzie możliwe. Okazuje się że spokojnie można zrealizować takie sterowanie za pomocą odpowiedniej struktury programu z użyciem kilku timerów.

Tak wygląda układ zmontowany na płycie:

Wiatrak z podkładką pod czarną taśmą:

Program stworzyłem w środowisku TIA Portal V13. Widok konfiguracji sprzętowej:

Blok regulatora PID obudowałem w blok funkcyjny, co daje efekt przejrzystości programu. Blok nazwałem „Speed regulation”. Całość jest umieszczona w przerwaniu cyklicznym Cyclic_interrupt [OB35]. Przerwanie jest wywoływane co 500ms.

Funkcja przyjmuje dwie zmienne. Speed_setting to tag który jest ustawiany z poziomu panelu HMI. Natomiast Speed_measured to zmienna która jest wyliczana przez funkcję Motor_speed. Funkcja ta znajduje się w bloku organizacyjnym Main [OB1]. Jest to główny wątek programu:

Zmienną Speed_measured wylicza blok funkcyjny Motor_speed na podstawie impulsów z czujnika indukcyjnego. Po przeliczeniu otrzymujemy na jego wyjściu ilość obrotów wiatraka na sekundę.

Powyżej widoczny jest również blok funkcyjny PWM, który na podstawie wartości wejściowej z zakresu 0 – 20, steruje wyjściem Q4.0 do którego jest podłączony silnik wiatraka. W ten sposób możemy regulować moc silnika w zakresie 0 – 100%, z rozdzielczością 5%. Okres sygnału wyjściowego to 200ms.

Blok funkcyjny Irrigation odpowiada za kolejną funkcję sterownika, której tutaj nie będę poruszał. Pokazuje to jednak, jak łatwo dodać nowe funkcje do programu, które są odseparowane od dotychczasowych.

Wnętrze bloku PWM (sterowanie silnikiem):

Wnętrze bloku Motor_speed (pomiar prędkości obrotowej):

Teraz możemy przejść do sedna tematu, czyli bloku Speed_regulation z regulatorem PID:

Podczas programowania byłem zmuszony przechodzić z jednego typu zmiennej do innego, na przykład z int do real. Oto przykładowy blok Scale_int_to_real:

Jeżeli chodzi o dobór nastaw regulatora PID, dobrałem je według reguły Zieglera i Nicholsa. Informacje zaczerpnąłem z forum elektroda.pl:

W regulatorze włącza się tylko człon proporcjonalny P. Człon całkujący zamyka się całkowicie (Ti = max), człon różniczkujący całkowicie otwiera (Td = 0).
Nastawnikiem zespołu proporcjonalnego nastawia się współczynnik wzmocnienia kp tak, aby układ doprowadzić do granicy stabilności (uzyskać przebieg wielkości regulowanej oscylacyjny o stałej ampitudzie).
Z wyznaczonego przebiegu wielkości regulowanej określić okres drgań niegasnących Tkryt.

Znając kp kryt i Tkryt obliczyć nastawy regulatorów wg wzorów:
dla regulatora P: kp = 0,5 kp kryt;
dla regulatora PI: kp = 0,45 kp kryt, Ti = 0,75 Tkryt;
dla regulatora PID: kp = 0,6 kp kryt, Ti = 0,5 Tkryt, Td = 012 Tkryt.

Środowisko Tia Portal posiada bardzo przyjemne narzędzia do debugowania i uruchamiania systemu. Na przykład do uruchomienia regulatora PID i jego dostrojenia jest dostępne wbudowane narzędzie. Uruchamiamy je klikając przycisk w prawym górnym rogu bloku CONT_C:

Aby możliwe było wygodne ustawianie zadanej wartości, stworzyłem interfejs graficzny w panelu HMI:

FILM

Poniżej film nakręcony w czasie pracy układu. W tle można usłyszeć impulsowe sterowanie silnikiem:

Od Autora:


Więcej artykułów znajdziesz na mojej stronie kamilszkutnik.pl, jednak zachęcam do pozostawiania komentarzy w portalu iautomatyka.pl

Pozdrawiam,

Kamil Szkutnik


Więcej z serii: Kurs podstaw automatyki
28 kwietnia 2017 / Kategoria: , , ,

CO O TYM MYŚLISZ? DODAJ KOMENTARZ!

NAJNOWSZE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

SmartCamera Balluff BVS. Kamera zbudowana z myślą o Przemyśle 4.0

Przemysł 4.0 to inteligentna, adaptacyjna fabryka z krótkimi cyklami produkcji, wysoką jakością produkcji i przekonywającą konkurencyjnością. Oznacza to jednak zawsze posiadanie wszystkich istotnych informacji w procesie zautomatyzowanym w czasie rzeczywistym. Tutaj ważną rolę odgrywają systemy przetwarzania obrazu, takie jak identyfikacja obiektów, monitorowanie jakości procesów lub wspomaganie systemów chwytakowych w ich zadaniach. Nowa kamera inteligentna BVS

SmartCamera Balluff BVS. Kamera zbudowana z myślą o Przemyśle 4.0

Majowe Konferencje Techniczne dla przemysłu

„Robotyzacja dla niezawodnej i bezpiecznej produkcji” oraz „Niezawodność i Utrzymanie Ruchu – te dwie konferencje skierowane do przedstawicieli przemysłu godne są uwagi w majowym kalendarzu spotkań branżowych.  Czwarta edycja Konferencji Technicznych nabiera tempa. Kalendarium wydarzeń Axon Media zbliża się do półmetka, zapełniając sale uczestnikami poszukującymi nowej wiedzy i praktycznych przykładów z zakresu optymalizacji i unowocześniania

Majowe Konferencje Techniczne dla przemysłu

Interfejs IO-Link umożliwia wdrażanie koncepcji Przemysłu 4.0

Koncepcja przemysłu 4.0 to nie tylko inteligentne łączenie urządzeń przemysłowych w obrębie sieci, lecz także łączenie warstwy zarządzania produkcją z warstwą IT oraz warstwą zarządzania przedsiębiorstwem. Celem tego wybiegającego w przyszłość projektu jest utworzenie „inteligentnej fabryki”, w której wszystkie procesy będą zachodzić jeszcze szybciej, oferując przy tym większą elastyczność i wyższy stopień dostosowania. Na sztandarach

Interfejs IO-Link umożliwia wdrażanie koncepcji Przemysłu 4.0

Modułowe ekrany projekcyjne w wydaniu Mitsubishi Electric

Artykuł z serii: Podstawy urządzeń automatyki - Mitsubishi Electric Mitsubishi Electric w swoim bogatym portfolio z urządzeniami automatyki przemysłowej skryło także rozwiązania wielkoformatowych ekranów do wizualizacji. Takie ekrany pewnie każdy z nas kojarzy z filmów katastroficznych, gdzie w centrum kryzysowym sztab ludzi na wielkim ekranie z niecierpliwością śledzi aktualną sytuację. Pracownicy dużych fabryk na pewno

Modułowe ekrany projekcyjne w wydaniu Mitsubishi Electric

Sterowanie automatyczne szybrem kominkowym. Film

Materiał będzie dotyczyć projektu, jaki zrealizowałem kilka lat temu dla swojego znajomego z pracy. Jegomość ten, podczas gruntownego remontu swojego domu, postanowił zainstalować kominek z płaszczem wodnym. Szukał w tym celu kominka z szybrem. Niestety po długich poszukiwaniach poddał się, i kupił kominek z szybrem ręcznym. Nie znalazł na rynku ani gotowego rozwiązania, ani tez

Sterowanie automatyczne szybrem kominkowym. Film

Rusza Konkurs iAutomatyka z comiesięczną pulą nagród.

Planowaliśmy ten projekt okrągły rok ale się udało! Będziemy nagradzać użytkowników w zamian za umieszczanie treści na iAutomatyka.pl. Cel jest następujący: tworzyć wyjątkowe miejsce związane z Automatyką, dla ludzi których kręci Automatyka, przez ludzi, którzy Automatyką chcą się dzielić. Udział w konkursie Sprawa jest prosta! Szczegóły znajdziesz TUTAJ, ale sprowadza się to do trzech kroków: Załóż konto

Rusza Konkurs iAutomatyka z comiesięczną pulą nagród.

Wszystko stanie się prostsze po zalogowaniu :)

Przypomnij hasło

Nie masz konta? Zarejestruj się

Forgot your password?

Enter your account data and we will send you a link to reset your password.

Your password reset link appears to be invalid or expired.

Close
z

Przetwarzamy pliki... jeszcze chwilka…