SIMATIC PID Temperature Control

Transcripción

s
Prólogo, Índice
SIMATIC
PID Temperature Control
Manual
Introducción
1
Regulador de temperatura
continuo
FB 58 "TCONT_CP"
2
Optimización del regulador en
el FB 58 "TCONT_CP"
3
Regulador de temperatura
discontinuo
FB 59 "TCONT_S"
4
Guía rápida
(Getting Started)
5
Reguladores de temperatura:
ejemplos
6
Anexo
A
Índice de abreviaturas
B
Índice alfabético
Edición 12/2003
A5E00125041-02
Consignas de seguridad para el usuario
Este manual contiene las informaciones necesarias para la seguridad personal así como para la
prevención de daños materiales. Las informaciones están puestas de relieve mediante señales de
precaución. Las señales que figuran a continuación representan distintos grados de peligro:
!
Peligro
!
Advertencia
!
Precaución
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, se producirá la muerte, o bien
lesiones corporales graves o daños materiales considerables.
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, puede producirse la muerte,
lesiones corporales graves o daños materiales considerables.
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesiones
corporales.
Precaución
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse daños
materiales.
Atención
Se trata de una información importante, sobre el producto o sobre una parte determinada del manual,
sobre la que se desea llamar particularmente la atención.
Personal cualificado
Sólo está autorizado a intervenir en este equipo el personal cualificado. En el sentido del manual se
trata de personas que disponen de los conocimientos técnicos necesarios para poner en
funcionamiento, conectar a tierra y marcar los aparatos, sistemas y circuitos de acuerdo con las normas
estándar de seguridad.
Uso conforme
Considere lo siguiente:
!
Advertencia
El equipo o los componentes del sistema sólo se podrán utilizar para los casos de aplicación
previstos en el catálogo y en la descripción técnica, y sólo con los equipos y componentes de
proveniencia tercera recomendados y homologados por Siemens.
El funcionamiento correcto y seguro del producto presupone un transporte, un almacenamiento, una
instalación y un montaje conforme a las prácticas de la buena ingeniería, así como un manejo y un
mantenimiento rigurosos.
Marcas registradas
SIMATIC®, SIMATIC NET® y SIMATIC HMI® son marcas registradas por SIEMENS AG.
Los restantes nombres y designaciones contenidos en el presente documento pueden ser marcas
registradas cuya utilización por terceros para sus propios fines puede violar los derechos de los
proprietarios.
Copyright © Siemens AG 2001-2003 All rights reserved Exención de responsabilidad
La divulgación y reproducción de este documento, así como el uso
y la comunicación de su contenido, no están autorizados, a no ser
que se obtenga el consentimiento expreso para ello. Los
infractores quedan obligados a la indemnización de los daños. Se
reservan todos los derechos, en particular para el caso de
concesión de patentes o de modelos de utilidad.
Hemos probado el contenido de esta publicación con la
concordancia descrita para el hardware y el software. Sin
embargo, es posible que se den algunas desviaciones que nos
impiden tomar garantía completa de esta concordancia. El
contenido de esta publicación está sometido a revisiones
regularmente y en caso necesario se incluyen las correcciones en
la siguiente edición. Agradecemos sugerencias.
Siemens AG
Bereich Automation and Drives
Geschaeftsgebiet Industrial Automation Systems
Postfach 4848, D- 90327 Nuernberg
© Siemens AG 2001-2003
Sujeto a cambios sin previo aviso.
Siemens Aktiengesellschaft
A5E00125041-01
Prólogo
Objetivo del manual
Este manual le servirá de ayuda cuando trabaje con los bloques de regulación de
temperatura de la librería Standard Library > PID Control. Asimismo, le permitirá
familiarizarse con el funcionamiento de los bloques de regulación, particularmente la
optimización del regulador, así como con la llamada del entorno de parametrización para los
bloques. Existen ayudas en pantalla para los bloques y para el entorno de parametrización
que le resultarán muy útiles al parametrizar los bloques.
Este manual está dirigido a personas que posean la cualificación necesaria y que se
dediquen a la programación, la configuración, la puesta en funcionamiento y el
mantenimiento de sistemas de automatización.
Le recomendamos que se familiarice primero con los ejemplos del capítulo 6 "Reguladores
de temperatura: ejemplos". Estos ejemplos ofrecen una sencilla introducción al uso de los
reguladores de temperatura.
Conocimientos básicos necesarios
Para comprender el manual se requieren conocimientos generales en el campo de la
técnica de la automatización y de la regulación.
Además, se presuponen conocimientos acerca del uso de ordenadores o medios de trabajo
similares a un PC (p. ejemplo, unidades de programación) en el sistema operativo
Windows 95/98/NT/2000 o Me. Puesto que PID Temperature Control se ejecuta con el
software estándar STEP 7, también se requieren conocimientos sobre el manejo de dicho
software, los cuales se recogen en el manual "Programar con STEP 7 V5.1".
Ámbito de validez del manual
Este manual es válido para el regulador de temperatura de la librería
Standard Library > PID Control del software de programación STEP 7 a partir de la
versión V5.1 ServicePack 3.
A5E00125041-02
iii
Prólogo
Clasificación en el conjunto de la documentación
Este manual forma parte del paquete de documentación "STEP 7 Información básica“.
Manuales
Objetivo
Número de referencia
Información básica de STEP 7
compuesta por:
Nociones básicas para el personal
técnico que describen el
procedimiento para realizar tareas
de control con STEP 7 y
S7-300/400.
6ES7810-4CA05-8DA0
•
STEP 7 V5.1: Introducción y
ejercicios prácticos
•
Programar con STEP 7 V5.1
•
Configurar el hardware y la
comunicación con
STEP 7 V5.1
•
De S5 a S7, Guía para
facilitar la transición
Información de referencia para
STEP 7, compuesta por
•
Manuales KOP/FUP/AWL
para S7-300/400
•
Funciones estándar y
funciones de sistema para
S7-300/400
Manual electrónico
Esta obra de consulta describe los 6ES7810-4CA05-8DR0
lenguajes de programación KOP,
FUP y AWL, así como las funciones
estándar y las funciones de sistema
como complemento a la
"Información básica de STEP 7".
El manual describe los reguladores
de temperatura de la librería
Standard Library > PID Control.
Componente del paquete
de software STEP 7.
Ayudas en pantalla
Objetivo
Número de referencia
Ayuda de STEP 7
Nociones básicas para la
programación y la configuración del
hardware con STEP 7 en forma de
ayuda en pantalla.
de software STEP 7.
Ayudas de referencia sobre
Información de referencia sensible
al contexto
de software STEP 7.
•
•
AWL/KOP/FUP
•
SFBs/SFCs
•
bloques de organización
•
Otros productos de regulación en SIMATIC S7
• Manuales de usuario de SIMATIC S7: Standard PID Control, Modular PID Control,
PID Self-Tuner, FM355/455 PID Control (en inglés)
• Jürgen Müller, "Regeln mit SIMATIC - Praxisbuch für Regelungen mit SIMATIC S7 und
PCS7" (en alemán) publicado en MCI Publicis Verlag ISBN 3-89578-147-9
iv
A5E00125041-02
Prólogo
Asistencia adicional
Si tiene preguntas relacionadas con el uso de los productos descritos en el manual a las que
no encuentre respuesta, diríjase a la sucursal o al representante más próximo de Siemens,
en donde le pondrán en contacto con el especialista.
Encontrará a su persona de contacto en la página de Internet:
http://www.siemens.com/automation/partner
Centro de formación SIMATIC
Para ofrecer a nuestros clientes un fácil aprendizaje de los sistemas de automatización
SIMATIC S7, les ofrecemos distintos cursillos de formación. Diríjase a su centro de
formación regional o a la central en D 90327 Nuernberg.
Teléfono:
+49 (911) 895-3200.
Internet:
http://www.sitrain.com
Documentación SIMATIC en Internet
Podrá encontrar la documentación de manera gratuita en la siguiente dirección de Internet:
http://www.ad.siemens.de/support
Utilice el Knowledge Manager disponible para encontrar con mayor rapidez la información
que necesite. Para preguntas o sugerencias acerca de la documentación puede consultar
en el foro de Internet la conferencia titulada "Documentación".
A5E00125041-02
v
Prólogo
A&D Technical Support
Estamos a su disposición en todo el mundo y a cualquier hora del día:
Nuernberg
Beijing
Johnson City
Worldwide (Nuernberg)
Technical Support
Hora:
0:00 - 24:00 / 365 días
Teléfono:
+49 (180) 5050-222
Fax:
+49 (180) 5050-223
E-Mail:
adsupport@
siemens.com
GMT:
+1:00
Europe / Africa (Nuernberg)
United States (Johnson City)
Asia / Australia (Beijing)
Authorization
Technical Support and
Authorization
Technical Support and
Authorization
Hora:
lunes a viernes
8:00 - 17:00
Hora:
Hora:
Teléfono:
+49 (180) 5050-222
Teléfono:
+1 (423) 262 2522
Teléfono:
+86 10 64 75 75 75
Fax:
+49 (180) 5050-223
Fax:
+1 (423) 262 2289
Fax:
+86 10 64 74 74 74
E-Mail:
adsupport@
siemens.com
E-Mail:
simatic.hotline@
E-Mail:
adsupport.asia@
GMT:
+1:00
GMT:
-5:00
GMT:
+8:00
lunes a viernes
8:00 - 17:00
lunes a viernes
8:00 - 17:00
sea.siemens.com
siemens.com
Technical Support y Authorization le atenderán generalmente en alemán e inglés.
vi
A5E00125041-02
Prólogo
Service & Support en Internet
Además de nuestra documentación, en Internet le ponemos a su disposición todo nuestro
know-how.
http://www.siemens.com/automation/service&support
En esta página encontrará:
• "Newsletter" que le mantendrán siempre al día ofreciéndole informaciones de última
hora,
• La rúbrica "Servicios online" con un buscador que le permitirá acceder a la información
que necesita,
• El "Foro" en el que podrá intercambiar sus experiencias con cientos de expertos en todo
el mundo,
• El especialista o experto de Automation & Drives de su región,
• Bajo la rúbrica "Servicios" encontrará información sobre el servicio técnico más próximo,
sobre reparaciones, repuestos etc.
A5E00125041-02
vii
Prólogo
viii
A5E00125041-02
Índice
1
Introducción
1.1
1.2
2
3
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
5
3-1
Introducción .......................................................................................................3-1
Tipos de procesos .............................................................................................3-2
Ámbito de aplicación .........................................................................................3-3
Ciclo completo de la optimización del regulador...............................................3-4
Preparativos ......................................................................................................3-6
Inicio de la optimización (fase 1 -> 2)................................................................3-8
Búsqueda del punto de inversión (fase 2)
y cálculo de los parámetros del regulador (fase 3, 4, 5) .................................3-10
Comprobación del tipo de procesos (fase 7) ..................................................3-11
Resultado de la optimización ..........................................................................3-11
Interrupción de la optimización por parte del usuario .....................................3-12
Imágenes de error y solución de errores ........................................................3-12
Post-optimización manual en modo Regulación .............................................3-16
Optimización paralela de los canales del regulador .......................................3-19
Regulador de temperatura discontinuo FB 59 "TCONT_S"
4.1
4.1.1
4.1.2
4.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
2-1
Acción reguladora .............................................................................................2-1
Formación del error de regulación ................................................................... 2-1
Algoritmo PID ................................................................................................... 2-4
Cálculo del valor manipulado ........................................................................... 2-6
Guardar y recargar los parámetros del regulador ............................................ 2-9
Generador de impulsos PULSEGEN (PULSE_ON) .......................................2-11
Diagrama de bloques ......................................................................................2-13
Integración en el programa de usuario ...........................................................2-14
Llamada del bloque de regulación ................................................................. 2-14
Llamada sin generador de impulsos (regulador continuo)............................. 2-15
Llamada con generador de impulsos (regulador de impulsos) ...................... 2-15
Inicialización ................................................................................................... 2-18
Optimización del regulador en el FB 58 "TCONT_CP"
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
4
FB 58 "TCONT_CP"..........................................................................................1-3
FB 59 "TCONT_S" ............................................................................................1-4
Regulador de temperatura continuo FB 58 "TCONT_CP"
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.2
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
1-1
4-1
Acción reguladora .............................................................................................4-1
Formación del error de regulación ................................................................... 4-1
Algoritmo del regulador discontinuo PI ............................................................ 4-4
Diagrama de bloques ........................................................................................4-5
Integración en el programa de usuario .............................................................4-6
Llamada del bloque de regulación ................................................................... 4-6
Tiempo de muestreo del regulador .................................................................. 4-7
Inicialización ..................................................................................................... 4-7
Guía rápida (Getting Started)
A5E00125041-02
5-1
ix
Índice
6
Reguladores de temperatura: ejemplos
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
A
B
Introducción .......................................................................................................6-1
FB 58 "TCONT_CP": ejemplo (regulación de impulsos)...................................6-2
Ejemplos del FB 58 "TCONT_CP" con base de tiempo corta ..........................6-6
FB 58 "TCONT_CP" (continuo): ejemplo ..........................................................6-7
Ejemplo con FB 59 "TCONT_S" (regulación discontinua) ..............................6-11
Anexo
A.1
A.2
A.3
A.3.1
A.3.2
A.4
6-1
A-1
Datos técnicos .................................................................................................. A-1
Tiempos de ejecución ...................................................................................... A-1
Ocupación de DB ............................................................................................. A-2
DB de instancia para el FB 58 "TCONT_CP" .................................................. A-2
DB de instancia para el FB 59 "TCONT_S" ................................................... A-14
Lista de respuestas de optimización .............................................................. A-18
B-1
Índice alfabético
x
A5E00125041-02
1
Introducción
Clasificación en la gama de productos "PID Temperature Control"
S7-300/400
Bloques de función
FB58 "TCONT_CP"
FB59 "TCONT_S"
Entorno
de parametrización
Ejemplos
Manual
electrónico
Ayuda online
Las diversas partes de STEP 7 PID Temperature Control quedan distribuidas en los
siguientes directorios tras la instalación de STEP 7:
•
SIEMENS\STEP7\S7LIBS\: FBs
•
SIEMENS\STEP7\S7WRT\: Entorno de parametrización, archivo Léame, ayuda en
pantalla
•
SIEMENS\STEP7\EXAMPLES\: Ejemplos del programa
•
SIEMENS\STEP7\MANUAL\: Manual
A5E00125041-02
1-1
Introducción
Bloques de función
La librería "Standard Library PID Control" contiene dos reguladores de temperatura:
1. FB 58 "TCONT_CP":
Regulador de temperatura para actuadores con señal de entrada continua o en forma de
impulso. Este bloque de regulación contiene también una función de optimización
automática para los parámetros PI/PID.
2. FB 59 "TCONT_S":
Regulador discontinuo de temperatura para actuadores de acción integral, como p. ej.
un servomotor.
En el caso de los bloques de regulación, se trata de una simple regulación de software en la
que el bloque contiene todas las funciones del regulador. Los datos necesarios para el
cálculo cíclico residen en los bloques de datos de instancia asignados.
Entorno de parametrización
El regulador se parametriza y se optimiza a través del entorno de parametrización. Los
parámetros ajustados se depositan en el DB de instancia correspondiente. El entorno de
parametrización se llama haciendo doble clic en el bloque de datos de instancia
correspondiente.
Ayuda en pantalla
El entorno de parametrización y los bloques de función se describen en la ayuda en pantalla
correspondiente.
Lectura del archivo Léame
En caso necesario, podrá encontrar información actual importante sobre el software
suministrado en un archivo Léame. Este archivo se encuentra en la ventana de acceso del
Administrador SIMATIC.
1-2
A5E00125041-02
Introducción
1.1
FB 58 "TCONT_CP"
El FB 58 "TCONT_CP" sirve para regular procesos de temperatura con control continuo o
en forma de impulso. Mediante parametrización se pueden activar o desactivar funciones
parciales del regulador PID para adaptarlo al proceso de regulación. Para ello basta utilizar
la herramienta de parametrización. La llamada se realiza desde el proyecto haciendo doble
clic en el DB de instancia en el Administrador SIMATIC. Encontrará el manual electrónico
en:
Inicio > Simatic > Documentación > Español > PID Temperature Control.
Aplicación
El funcionamiento se basa en el algoritmo de regulación PID, que está dotado de funciones
adicionales para procesos de temperatura. Suministra valores manipulados analógicos y
señales manipuladas con modulación de ancho de pulso. A cada regulador le corresponde
un solo actuador, es decir, con un solo regulador se podrá o bien calentar o bien enfriar.
Uso del regulador en un proceso de refrigeración y de calefacción
El FB TCONT_CP se puede utilizar tanto para procesos de pura calefacción como para
procesos de pura refrigeración. Si se va a utilizar para un proceso de refrigeración, habrá
que parametrizar GAIN con un valor negativo. La inversión así parametrizada provoca que,
p. ej., que al aumentar la temperatura, también aumente la magnitud manipulada LMN y, por
tanto, la capacidad de refrigeración.
Esbozo de la estructura
Consigna
SP_INT
-
Valor real
PV_PER
PV_IN
A5E00125041-02
Regulador de temperatura PID
• Zona de regulación
Comportamiento de
referencia optimizado
Formador de
impulso
Señal manipulada
QPULSE
Valor manipulado
LMN
Optimización del regulador
• Parámetros PI/PID
Ancho de la zona
de regulación
Tiempo de muestreo
1-3
Introducción
Descripción
Junto a las funciones de las ramas del valor real y del valor de consigna, el FB realiza un
regulador de temperatura PID acabado con salida continua y binaria de la magnitud
manipulada. Para mejorar el comportamiento de regulación en procesos de temperatura, el
bloque dispone de una zona de regulación y de una reducción de la acción P en caso de
que haya escalones en el valor de consigna.
Los parámetros PI/PID pueden ser graduados por el propio bloque mediante optimización
del regulador.
1.2
FB 59 "TCONT_S"
El FB 59 "TCONT_S" sirve para regular procesos técnicos de temperatura con señales de
salida binarias del valor manipulado para actuadores de acción I en los sistemas de
automatización SIMATIC S7. Mediante parametrización es posible activar o desactivar
funciones parciales del regulador discontinuo PI para adaptarlo al proceso regulado. Esto se
puede realizar en el entorno de parametrización. La llamada se realiza desde el proyecto
haciendo doble clic en el DB de instancia en el Administrador SIMATIC. Encontrará el
manual electrónico en:
Inicio > Simatic > Documentación > Español > Regulación de temperatura PID.
Aplicación
El funcionamiento se basa en el algoritmo de regulación PI del regulador de muestreo. Éste
se completa con los elementos funcionales que generan la señal de salida binaria a partir de
la señal manipulada analógica.
El regulador también se puede utilizar en una cascada de reguladores como posicionador
subordinado. La entrada del valor de consigna SP_INT preselecciona la posición del
actuador. En este caso, tanto la entrada de valor real como el parámetro TI tienen que estar
a 0 (tiempo de acción integral). Un ejemplo de aplicación sería una regulación de la
temperatura con regulación de la potencia calorífica a través de un control pulso/pausa y
con regulación de la potencia frigorífica a través de una válvula de mariposa. Para cerrar
completamente la válvula, la magnitud manipulada debe pasar a ser negativa (ER*GAIN).
Descripción
Junto a las funciones de la rama de valor real, el FB 59 "TCONT_S" realiza un regulador PI
terminado con salida binaria de valor manipulado y posibilidades de influir manualmente
sobre el valor manipulado. El regulador opera sin realimentación de posición.
1-4
A5E00125041-02
2
Regulador de temperatura continuo FB 58
"TCONT_CP"
2.1
Acción reguladora
2.1.1
Formación del error de regulación
En la siguiente figura se representa el diagrama de bloques de la formación del error de
regulación:
SP_INT
PVPER_ON
PV_IN
DEADBAND
CRP_IN
PV_NORM
0
+
ER
0
*0,1 C
0
*0,01 C
%
PV_PER
1
DEADB_W
PV
PER_MODE
PV_FAC,
PV_OFFS
Interface de llamada FB
Entorno de parametrización e
interface de llamada FB
Rama del valor de consigna
El valor de consigna se introduce en la entrada SP_INT en coma flotante sea de física o en
porcentajes. El valor de consigna y el valor real deben indicarse con la misma unidad en la
formación del error de regulación.
Selección del valor real (PVPER_ON)
El valor real se puede leer en formato de coma flotante o en formato de periferia, de acuerdo
con PVPER_ON.
PVPER_ON
Introducción del valor real
TRUE
El valor real se lee a través de la periferia analógica (PEW xxx) en
la entrada PV_PER.
FALSE
El valor real se lee en formato de coma flotante en la entrada
PV_IN.
A5E00125041-02
2-1
Conversión del formato del valor real CRP_IN (PER_MODE)
La función CRP_IN convierte el valor de periferia PV_PER dependiendo del interruptor
PER_MODE en un valor en coma flotante según la siguiente regla:
PER_MODE
Salida de
CRP_IN
Tipo de entrada analógica
Unidad
0
PV_PER * 0.1
Termopares; PT100/NI100; Estándar
°C; °F
1
PV_PER * 0.01
PT100/NI100; Climatización;
°C; °F
2
PV_PER *
100/27648
Tensión/intensidad
%
Normalización del valor real PV_NORM (PF_FAC, PV_OFFS)
La función PV_NORM calcula la salida de CRP_IN según la siguiente regla:
"Salida de PV_NORM" = "Salida de CPR_IN" * PV_FAC + PV_OFFS
Se puede utilizar para el siguiente propósito:
•
Adaptación del valor real con PV_FAC como factor del valor real y PV_OFFS como
offset del valor real
•
Normalización de la temperatura en porcentajes
Desea indicar el valor de consigna en porcentajes y ahora debe convertir el valor de
temperatura medido en un valor porcentual.
•
Normalización de los valores porcentuales a temperaturas
Desea indicar el valor de consigna en la magnitud física Temperatura y ahora debe
convertir el valor de tensión/intensidad medido en una temperatura.
Cálculo de los parámetros:
•
PV_FAC = rango de PV_NORM / rango de CRP_IN;
•
PV_OFFS = UG(PV_NORM) - PV_FAC * UG(CRP_IN);
con UG: límite inferior
Con los valores predeterminados (PV_FAC = 1.0 y PV_OFFS = 0.0) se desactiva la
normalización. El valor real que actúa verdaderamente se obtiene en la salida PV.
Nota
En la regulación de impulsos, el valor real se debe transferir al bloque en una llamada de
impulso rápida (motivo: filtrado de valores medios). De lo contrario puede disminuir la
calidad de la regulación.
2-2
A5E00125041-02
Ejemplo de normalización del valor real
Si desea preseleccionar el valor de consigna en porcentajes, y en CRP_IN existe un rango
de temperatura de -20 a 85 °C, deberá normalizar el rango de temperatura a valores
porcentuales.
En la siguiente figura encontrará un ejemplo para la adaptación de un rango de temperatura
de entre -20 y 85 °C a valores de 0 a 100 %:
PV_NORM [%]
100
75
PV_FAC = 100/(85-(-20))
= 0.9524
50
25
PV_OFFS = 0-0.9524*(-20)
= 19.05
-20
20
40
60
80 85 CRP_IN [°c]
La diferencia entre el valor de consigna y el valor real constituye el error de regulación antes
de la zona muerta.
El valor de consigna y el valor real deben indicarse con la misma unidad.
Zona muerta (DEADB_W)
Para suprimir la pequeña oscilación permanente debida a la cuantificación de la magnitud
manipulada (p. ej. en una modulación de ancho de pulso con PULSEGEN), el error de
regulación se conduce por una zona muerta (DEADBAND). Si DEADB_W = 0.0, quiere decir
que la zona muerta está desactivada. El error de regulación efectivo se muestra en el
parámetro ER.
ER
ER = (SP_INT - PV) + DEAD_W
ER = (SP_INT - PV) - DEAD_W
SP_INT - PV
DEADB_W
A5E00125041-02
2-3
2.1.2
Algoritmo PID
En la siguiente figura se representa el diagrama de bloques del algoritmo PID:
LMN_P
SP_INT
GAIN
f()
PFAC_SP
DISV
INT
LMN_Sum
X
+
+
INT_HPOS
INT_HNEG
ER
LMN_I
TI, I_ITL_ON,
I_ITLVAL
DIF
TD, D_F
LMN_D
Algoritmo PID (GAIN, TI, TD, D_F)
El algoritmo PID trabaja en el algoritmo de posición. Las acciones proporcional, integral
(INT) y derivativa (DIF) están conectadas en paralelo y pueden activarse y desactivarse por
separado. De este modo se pueden parametrizar reguladores P, PI, PD y PID.
La optimización del regulador es compatible con los reguladores PI y PID. La inversión del
regulador se efectúa mediante un parámetro GAIN negativo (regulador de refrigeración).
Si pone a 0.0 TI y TD, obtendrá un regulador P puro en el punto de trabajo.
La respuesta indicial en el margen de tiempo es:
LMN_Sum(t) = GAIN * ER(0)(1 +
1
TI
−t
* t + D_F * e TD/D_F )
Donde:
LMN_Sum(t) es la magnitud manipulada en modo Automático del regulador
2-4
ER (0)
es la amplitud del escalón del error de regulación normalizado
GAIN
es la ganancia del regulador
TI
es el tiempo de acción integral
TD
es el tiempo de acción derivativa
D_F
es el factor de acción derivativa
A5E00125041-02
ER
LMN_Sum
LMN_Sum(t)
GAIN * D_F * ER
GAIN * ER (0)
GAIN * ER (0)
ER
(t)
t
TD / D_F
TI
Integrador (TI, I_ITL_ON, I_ITLVAL)
En modo Manual, se corrige según: LMN_I = LMN - LMN_P - DISV.
Si se limita el valor manipulado, la acción I se detiene. En caso de un error de regulación
que mueva la acción I en el sentido del margen de corrección interno, la acción I se
habilitará de nuevo.
Con las siguientes medidas se producen más modificaciones de la acción I:
•
Desconexión de la acción I del regulador con TI = 0.0.
•
Atenuación de la acción P en caso de modificaciones del valor de consigna.
•
Zona de regulación.
•
Modificación online de los límites de valor manipulado.
Atenuación de la acción P en caso de modificaciones del valor de consigna
(PFAC_SP)
Para evitar sobreoscilaciones, es posible atenuar la acción P a través del parámetro
"Ganancia proporcional al cambiar el valor de consigna" (PFAC_SP). Mediante PFAC_SP
puede elegir entre 0.0 y 1.0 con cuánta intensidad deberá actuar la acción P en caso de
modificaciones del valor de consigna:
•
PFAC_SP=1.0: la acción P actúa al cien por cien en caso de modificaciones del valor de
consigna.
•
PFAC_SP=0.0: la acción P no actúa en caso de modificaciones del valor de consigna.
La atenuación de la acción P se logra mediante una compensación en la acción I.
Diferenciador (TD, D_F)
•
Desconexión de la acción D del regulador con TD = 0.0.
•
Cuando la acción D está conectada, debe cumplirse la siguiente ecuación:
TD ≥ 0.5 * CYCLE * D_F
A5E00125041-02
2-5
Parametrización de un regulador P o PD con punto de trabajo
En el entorno de parametrización, desconecte la acción I (TI = 0.0) y, si es necesario, la
acción D (TD = 0.0). Además, efectúe la siguiente parametrización:
•
I_ITL_ON = TRUE
•
I_ITLVAL = punto de trabajo
Control anticipativo (DISV)
En la entrada DISV se puede aplicar una magn
itud perturbadora de forma aditiva.
2.1.3
Cálculo del valor manipulado
En la siguiente figura se representa el diagrama de bloques del cálculo del valor
manipulado:
QLMN_HLM
QLMN_LLM
LMN_Sum
LMN
MAN_ON
MAN
CONZONE
LMNLIMIT
LMN_NORM
1
CRP_OUT
%
ER
CONZ_ON,
CON_ZONE
LMN_PER
LmnN
0
LMN_HLM
LMN_LLM
LMN_FAC,
LMN_OFFS
PULSEGEN
Zona de regulación (CONZ_ON, CON_ZONE)
Si CONZ_ON = TRUE, el regulador trabaja con una zona de regulación. Esto significa que
el regulador se controla según el siguiente algoritmo:
•
Si el valor real PV sobrepasa el valor de consigna SP_INT en más de CON_ZONE, se
emite el valor LMN_LLM como margnitud manipulada (modo Regulación controlada).
•
Si el valor real PV se encuentra por debajo del valor de consigna SP_INT en más de
CON_ZONE, se emite el valor LMN_HLM (modo Regulación controlada).
•
Si el valor real PV se mueve dentro de la zona de regulación (CON_ZONE), el valor
manipulado toma el valor del algoritmo PID LMN_Sum (modo Regulación automática).
Nota
Manteniendo una histéresis del 20% de la zona de regulación se pasa del modo
Regulación controlada al modo Regulación automática.
2-6
A5E00125041-02
Temperatura
No calentar con LMN = LMN_LLM
SP_INT + CON_ZONE
Zona superior de regulación
SP_INT
Zona inferior de regulación
SP_INT - CON_ZONE
Calentar con LMN = LMN_HLM
Tiempo
Nota
Antes de activar a mano la zona de regulación, deberá asegurarse de no ajustar un ancho
de zona de regulación demasiado pequeño. Si el ancho de la zona de regulación ajustado
fuera insuficiente, se producirán oscilaciones en las curvas de la magnitud manipulada y
del valor real.
Ventaja de la zona de regulación
Al entrar en la zona de regulación, la acción D activada provocará una reducción muy rápida
de la magnitud manipulada. Por lo tanto, se recomienda utilizar la zona de regulación sólo
cuando la acción D esté conectada. Sin zona de regulación se reduciría principalmente la
acción P que va disminuyendo. La zona de regulación provoca un régimen transitorio rápido
sin sobreoscilaciones ni posteriores infraoscilaciones en caso de que la magnitud
manipulada mínima o máxima emitida esté a mucha distancia de la magnitud manipulada
necesaria para el nuevo punto de trabajo.
Procesamiento de valores manuales (MAN_ON, MAN)
Es posible conmutar entre modo Manual y modo Automático. En el modo Manual, la
magnitud manipulada se corrige según el valor que se ajuste manualmente.
El integrador (INT) se pone internamente a LMN - LMN_P - DISV y el diferenciador (DIF) se
pone a 0 y se compensa internamente. La conmutación al modo Automático se efectúa así
sin discontinuidad.
Nota
Durante una optimización, el parámetro MAN_ON no tiene efecto alguno.
A5E00125041-02
2-7
Limitación del valor manipulado LMNLIMIT (LMN_HLM, LMN_LLM)
El valor manipulado se limita con la función LMNLIMIT a los límites de valor manipulado
LMN_HLM y LMN_LLM. Los bits indicadores QLMN_HLM y QLMN_LLM indican si se
sobrepasan los límites.
Si se limita el valor manipulado, la acción I se detiene. En caso de un error de regulación
que mueva la acción I hacia el margen de corrección interno, se volverá a habilitar la
acción I.
Modificación online de los límites del valor manipulado
Si se reduce el rango del valor manipulado y el nuevo valor manipulado se encuentra fuera
de los límites, se desplaza la acción I, y por tanto, el valor manipulado.
El valor manipulado se reduce por la diferencia entre el límite anterior y el nuevo límite del
valor manipulado. Si el valor manipulado no estaba limitado antes de la modificación, se
ajustará exactamente al nuevo límite (en el ejemplo aquí descrito utiliza el límite superior).
Normalización del valor manipulado LMN_NORM (LMN_FAC, LMN_OFFS)
La función LMN_NORM normaliza el valor manipulado según la siguiente regla:
LMN = LmnN * LMN_FAC + LMN_OFFS
Se puede utilizar para el siguiente propósito:
•
Adaptación del valor manipulado con LMN_FAC como factor de valor modificado y
LMN_OFFS como offset de valor modificado
El valor manipulado también está disponible en formato de periferia. La función CRP_OUT
convierte el valor en coma flotante LMN en un valor de periferia según la siguiente regla:
LMN_PER = LMN * 27648/100
Con los valores predeterminados (LMN_FAC = 1.0 y LMN_OFFS = 0.0) se desactiva la
normalización. El valor manipulado que actúa verdaderamente se obtiene en la salida LMN.
2-8
A5E00125041-02
2.1.4
Guardar y recargar los parámetros del regulador
En la siguiente figura se representa el diagrama de bloques:
PID_ON
PID_CON
1
MAN_ON
&
LOAD_PID
0
PI_CON
1
0
MAN_ON
&
UNDO_PAR
SAVE_PAR
GAIN,
TI,
TD,
CONZONE
PFAC_SP,
GAIN,
TI,
TD,
D_F,
CONZ_ON,
CONZONE
0
0
PAR_SAVE
1
PAR_SAVE
1
PFAC_SP,
GAIN,
TI,
TD,
D_F,
CONZ_ON,
CONZONE
Almacenamiento de los parámetros del regulador SAVE_PAR
Si considera apropiados los parámetros actuales del regulador, puede guardarlos antes de
modificarlos manualmente en parámetros de estructura propios previstos para tal fin del DB
de instancia del FB 58 "TCONT_CP". En caso de optimización del regulador, los parámetros
guardados se sobrescriben con los valores válidos antes de la optimización.
PFAC_SP, GAIN, TI, TD, D_F, CONZ_ON y CONZONE se escriben en la estructura
PAR_SAVE.
Recarga de parámetros guardados del regulador UNDO_PAR
Esta función permite volver a activar los últimos parámetros guardados del regulador (sólo
en modo Manual).
Cambio entre parámetros PI y PID LOAD_PID (PID_ON)
Tras una optimización, los parámetros PI y PID se depositan en las estructuras PI_CON y
PID_CON. Con LOAD_PID (en función de PID_ON) podrá escribir los parámetros PI o PID
en modo Manual en los parámetros activos del regulador.
Parámetro PID
PID_ON = TRUE
Parámetro PI
PID_ON = FALSE
•
GAIN
= PID_CON.GAIN
•
GAIN
= PI_CON.GAIN
•
TI
= PID_CON.TI
•
TI
= PI_CON.TI
•
TD
= PID_CON.TD
A5E00125041-02
2-9
Nota
2-10
•
Los parámetros del regulador sólo se re-escriben con UNDO_PAR o LOAD_PID si la
ganancia del regulador no es igual a cero:
Con LOAD_PID se copian los parámetros sólo si GAIN <> 0 (ya sea del juego de
parámetros PI o PID). Con ello se tiene en cuenta el caso de que no se haya realizado
ninguna optimización o de que falte algún parámetro PID. Si PID_ON = TRUE y
PID.GAIN = FALSE, entonces PID_ON se ajusta a FALSE y se copia el parámetro PI.
•
D_F y PFAC_SP se predeterminan mediante la optimización. No obstante, el usuario
puede modificarlos. LOAD_PID no modifica estos parámetros.
•
La zona de regulación se vuelve a calcular siempre que LOAD_PID
(CON_ZONE = 250/GAIN), aunque CONZ_ON = FALSE.
A5E00125041-02
2.2
Generador de impulsos PULSEGEN (PULSE_ON)
La función PULSEGEN convierte el valor manipulado analógico LmnN mediante una
modulación del ancho de pulso en una secuencia de impulsos con el periodo PER_TM.
PULSEGEN se activa con PULSE_ON=TRUE y se procesa en el ciclo CYCLE_P.
100
(LmnN)
80
50
50
30
t
0
QPULSE
1
t
0
Ciclo PULSEGEN = CYCLE_P
PER_TM
Un valor manipulado LmnN = 30 % y 10 llamadas de PULSEGEN por PER_TM significa, por
tanto:
•
TRUE en la salida QPULSE para las tres primeras llamadas de PULSEGEN
(30 % de 10 llamadas)
•
FALSE en la salida QPULSE para las otras siete llamadas de PULSEGEN
(70 % de 10 llamadas)
La duración de un impulso por periodo es proporcional a la magnitud manipulada y se
obtiene a partir de:
Duración de impulso = PER_TM * LmnN /100
Suprimiendo la duración mínima de impulso o la duración mínima de pausa, la característica
de conversión obtiene puntos de inflexión en el rango de inicio y en el rango de fin.
En la siguiente figura se ilustra la regulación de dos niveles con rango unipolar del valor
manipulado (0 % a 100 %):
Duración del impulso positivo
PER_TM
PER_TM - P_B_TM
P_B_TM
0.0 %
A5E00125041-02
100.0 %
2-11
Duración mínima de impulso o de pausa (P_B_TM)
Los tiempos cortos de conexión o desconexión merman la vida útil de los elementos de
maniobra y de los actuadores. Se pueden evitar parametrizando una duración mínima de
impulso o de pausa P_B_TM.
Se suprimen los valores absolutos pequeños de la magnitud de entrada LmnN que pudieran
generar una duración de impulso menor que P_B_TM.
Los valores de entrada grandes que generarían una duración de impulso
mayor que PER_TM - P_B_TM, se ajustan a 100 %. De este modo se reduce la dinámica de
la formación de impulsos.
Para la duración mínima de impulso o de pausa se recomiendan valores de ajuste P_B_TM
≤ 0,1 * PER_TM.
Los puntos de inflexión de las características representados en la figura anterior se deben a
la duración mínima de impulso o de pausa.
La siguiente figura ilustra el comportamiento de la salida de impulsos:
1
Tiempo mín.
de conexión
P_B_TM
PER_TM
PER_TM
Tiempo mín.
de desconexión
P_B_TM
PER_TM
Precisión de la formación de impulsos
Cuanto más pequeña sea la base de tiempo CYCLE_P con respecto al periodo PER_TM,
más precisa será la modulación del ancho de pulso. Para garantizar una regulación lo
suficientemente precisa, debe cumplirse la siguiente condición:
CYCLE_P ≤ PER_TM/50
De este modo, el valor manipulado se transforman en impulsos con una resolución del
≤ 2 % (consulte también el ejemplo de cifras del capítulo 2.4.3, página 2-15).
Nota
Para llamar al regulador en el ciclo de generador de impulso, es necesario tener en
cuenta lo siguiente:
Durante la llamada del regulador en el ciclo de generador de impulso se divide el valor
real, por lo que en la salida PV aparecen distinos valores a los de la entrada PV_IN o bien
PV_PER. Para realizar una corrección de los valores de consigna, es necesario guardar
el valor real del parámetro de entrada PV_IN en las llamadas de la acción del regulador
continuo (QC_ACT =TRUE). Asimismo, para las llamadas pendientes es necesario
disponer de los parámetros de entrada PV_IN y SP_INT con el valor real guardado.
2-12
A5E00125041-02
2.3
Diagrama de bloques
SP_INT
PVPER_ON
GAIN
PV_IN
DEADBAND
0
CRP_IN
0
C
PV_PER
+
PV_NORM
X
1
DEADB_W
%
ER
PV
PER_MODE
PV_FAC,
PV_OFFS
LMN_P
SP_INT
f()
DISV
PFAC_SP
INT
LMN_Sum
+
+
PID_TUNER
INT_HPOS
PV
INT_HNEG
LMN_I
TI, I_ITL_ON,
PID
LmnN
PFAC_SP,
GAIN, TI,
TD, D_F,
CONZ_ON,
CONZONE
I_ITLVAL
TUN_ON,
TUN_ST bzw. SP_INT,
PID_ON,
TUN_DLMN
DIF
LMN_D
TD, D_F
QLMN_HLM
QLMN_LLM
MAN
CONZONE
MAN_ON
LMN
LMNLIMIT
LMN_NORM
1
CRP_OUT
LMN_PER
%
LmnN
0
ER
CONZ_ON,
CON_ZONE
LMN_FAC,
LMN_OFFS
LMN_HLM
LMN_LLM
PULSEGEN
QPULSE
PULSE_ON,
PER_TM,
BREAK_TM
PID_ON
PID_CON
1
PI_CON
0
A5E00125041-02
MAN_ON
&
LOAD_PID
0
1
MAN_ON
&
UNDO_PAR
SAVE_PAR
GAIN,
TI,
TD,
CONZONE
PFAC_SP,
GAIN,
TI,
TD,
D_F,
CONZ_ON,
CONZONE
0
1
0
PAR_SAVE
PAR_SAVE
1
PFAC_SP,
GAIN,
TI,
TD,
D_F,
CONZ_ON,
CONZONE
2-13
2.4
2.4.1
Integración en el programa de usuario
Llamada del bloque de regulación
La figura siguiente contiene la llamada del regulador en formato FUP:
“TCONT_CP”
EN
PV_IN
PV_PER
DISV
INT_HPOS
INT_HNEG
SELECT
CYCLE
CYCLE_P
PV
LMN
LMN_PER
QPULSE
SP_INT
QLMN_HLM
MAN
QLMN_LLM
COM_RST
MAN_ON
QC_ACT
ENO
El FB TCONT_CP se debe llamar de forma equidistante. Para ello, utilice un nivel de
alarmas cíclicas (p. ej. OB35 en S7-300). En la barra de llamadas encontrará los parámetros
más importantes para interconectar el bloque con las magnitudes de proceso, como valor
real, valor de consigna y valor manipulado (consulte también el anexo A.3 Ocupación de
DB). En la barra de llamadas también se puede interconectar un valor manual o una
magnitud perturbadora directamente.
2-14
A5E00125041-02
2.4.2
Llamada sin generador de impulsos (regulador continuo)
Tiempo de muestreo del regulador CYCLE
En el parámetro CYCLE se predetermina el tiempo de muestreo. Éste también se puede
indicar en la herramienta de parametrización. El tiempo de muestreo CYCLE debe coincidir
con la diferencia de tiempo entre dos llamadas (tiempo de ciclo del OB de alarma cíclica
teniendo en cuenta las reducciones).
Cuando se optimiza el regulador, el bloque mide el tiempo que transcurre entre las llamadas
y las compara con el valor parametrizado de CYCLE. En caso de que se detectara una
diferencia > 5% se interrumpe la optimización y aparece el STATUS_H = 30005.
Regla empírica para el tiempo de muestreo del regulador CYCLE
El tiempo de muestreo del regulador no debe exceder el 10 % del tiempo de acción integral
calculado del regulador (TI):
CYCLE ≤ TI/10
2.4.3
Llamada con generador de impulsos (regulador de impulsos)
Tiempo de muestreo del regulador CYCLE y base de tiempo CYCLE_P
Si ha activado el generador de impulsos (PULSE_ON = TRUE), deberá indicar ambos
tiempos de muestreo.
•
En la entrada CYCLE_P se indica el tiempo de muestreo del generador de impulsos.
Debe coincidir con el periodo del OB de alarma cíclica invocante. La duración del
impulso generado es siempre un múltipo entero de este valor.
•
En la entrada CYCLE se preselecciona el tiempo de muestreo para las demás funciones
de regulación del FB 58 "TCONT_CP".
Cuando se optimiza el regulador, el bloque mide los tiempos que transcurren entre las
llamadas y las compara con el valor parametrizado de CYCLE. En caso de que se detectara
una diferencia > 5% se interrumpe la optimización y aparece el STATUS_H = 30005.
El FB 58 "TCONT_CP" calcula el desfase de tiempo y procesa las funciones de regulación
con el tiempo de muestreo CYCLE. Asegúrese de que CYCLE sea un múltipo entero de
CYCLE_P.
Se puede seleccionar un valor CYCLE inferior al periodo PER_TM. Esto resulta conveniente
cuando, por un lado, se desea obtener un periodo lo más grande posible para no forzar los
actuadores, y por otro, se requiere un tiempo de muestreo corto dado que el proceso de
regulación es rápido.
A5E00125041-02
2-15
Regla empírica para los tiempos de muestreo CYCLE y CYCLE_P
calculado del regulador (TI): CYCLE ≤ TI/10
Para garantizar una resolución del valor manipulado lo suficientemente precisa, debe
cumplirse la siguiente condición: CYCLE_P ≤ PER_TM/50.
Regla empírica para el periodo PER_TM
El periodo no debe sobrepasar el 20 % del tiempo de acción integral calculado del regulador
(TI):
PER_TM ≤ TI/5
Ejempo de los efectos de los parámetros CYCLE_P, CYCLE y PER_TM:
PER_TM = 10 s, CYCLE = 1 s, CYCLE_P = 100 ms.
Cada segundo se calcula un nuevo valor manipulado; cada 100 ms se comparan el valor
manipulado y la longitud de impulso o de pausa emitida hasta entonces.
•
•
2-16
Si se emite un impulso, existen 2 posibilidades:
-
El valor manipulado calculado es mayor que la longitud de impulso/PER_TM
existente hasta entonces. En tal caso, el impulso se prolonga.
-
El valor manipulado calculado es menor o igual que la longitud de impulso/PER_TM
existente hasta entonces. En tal caso, no se emiten más señales de impulso.
Si no se emite ningún impulso, también caben 2 posibilidades:
-
El valor (100 % - valor manipulado calculado) es mayor que la longitud de pausa/
PER_TM existente hasta entonces. En tal caso, la pausa se prolonga.
-
El valor (100 % - valor manipulado calculado) es menor o igual que la longitud de
pausa/ PER_TM existente hasta entonces. En tal caso, se emite una señal de
impulso.
A5E00125041-02
Diversas posibilidades de llamada en la regulación de impulsos (SELECT)
En un proceso de regulación rápido se requieren bases de tiempo muy pequeñas (p. ej.
10 ms). Debido al tiempo de ejecución del programa (CPU sobrecargada), en este caso no
resulta conveniente procesar las unidades de regulación en el mismo OB de alarma cíclica
que el cálculo de la salida de impulsos. El procesamiento de las funciones de regulación se
traslada entonces al OB 1 o a un OB de alarma cíclica más lento (S7-400).
La siguiente tabla ofrece una visión de conjunto sobre la parametrización del parámetro de
entrada SELECT:
Aplicación
Llamada del bloque
Funcionalidad
Caso predeterminado:
Bases de tiempo no muy
cortas en
S7-300 y S7-400
Llamada en el OB de alarma Unidad de regulación y
cíclica con SELECT = 0
salida de impulsos en el
mismo OB de alarma cíclica
(p. ej. CYCLE_P = 100 ms)
Bases de tiempo cortas en
S7-300
Llamada condicional
(QC_ACT = TRUE) en el
OB1 con SELECT = 1
Unidad de regulación en el
OB1
Llamada en el OB de alarma Salida de impulsos en el OB
cíclica con SELECT = 2
de alarma cíclica
Bases de tiempo cortas en
S7-400
Llamada en el OB de alarma Unidad de regulación en el
cíclica lento con SELECT = OB de alarma cíclica lento
3
Llamada en el OB de alarma Salida de impulsos en el OB
cíclica rápido con SELECT = de alarma cíclica rápido
2
Nota
Si procesa las funciones del regulador y el generador de impulsos mediante dos llamadas
de bloques, deberá tener en cuenta lo siguiente:
• Hay que asignar un valor al valor real (PV_IN o PV_PER) durante la llamada del
generador de impulsos. Se puede asignar un valor a todos los demás operandos
formales durante la llamada de las funciones de regulación.
• Hay que asignar un valor al parámetro SELECT en cada llamada.
• En caso de llamada en el OB1 con SELECT = 1, se realiza la llamada concicional del
ejemplo "Regulador de impulsos OB 35, OB 1".
A5E00125041-02
2-17
Ejemplos de cifras
2.4.4
Precisión
necesaria G
TI
CYCLE =
TI/10
PER_TM =
TI/5
CYCLE_P =
PER_TM*G
Comentario
1%
100 s
10 s
20 s
0,2 s
Llamada a través de
SELECT = 0 con un
tiempo de ciclo =
200 ms
1%
5s
0,5 s
1s
0,01 s
Es necesario llamar por
separado la unidad de
impulsos en niveles de
alarmas cíclicas
individuales.
Inicialización
El FB "TCONT_CP" dispone de una rutina de inicialización que se ejecuta cuando el
parámetro de entrada COM_RST está ajustado a TRUE. El bloque se restablece de nuevo a
FALSE tras el procsamiento de la rutina de inicialización COM_RST.
El integrador se ajusta al valor I_ITLVAL durante la inicialización. En caso de una llamada
en un nivel de alarmas cíclicas, el integrador continúa trabajando a partir de este valor.
Todas las demás salidas se ajustan a sus valores iniciales.
Si desea efectuar una inicialización durante el rearranque completo de la CPU, llame el
bloque en el OB100 con COM_RST = TRUE.
2-18
A5E00125041-02
3
3.1
Optimización del regulador en el FB 58
"TCONT_CP"
Introducción
La optimización del regulador puede utilizarse exclusivamente en los procesos de
refrigeración o bien en los procesos de calefacción.
Con la optimización del regulador en el FB 58 "TCONT_CP" se ajustan automáticamente los
parámetros PI/PID del regulador. Existen dos posibilidades de optimización:
•
Optimización por aproximación al punto de trabajo con escalón de consigna
•
Optimización en el punto de trabajo por activación de un bit de inicio
En ambos casos, el proceso se activa mediante un escalón predeterminable del valor
manipulado. Tras detectarse un punto de inversión, los parámetros PI/PID del regulador
quedan disponibles y el regulador pasa al modo Automático y continúa la regulación con
dichos parámetros.
Es posible optimizar el regulador con ayuda del asistente del entorno de parametrización.
Optimización de la respuesta indicial
El diseño de regulador se ha concebido con un comportamiento óptimo frente a
perturbaciones. Los parámetros "de efecto brusco" resultantes conducirían a rebases
transitorios de entre el 10 % y el 40 % de la amplitud del escalón en caso de escalones de
consigna. Para evitarlo, se atenúa la acción P mediante el parámetro PFAC_SP en caso de
escalones de consigna. Además, en procesos de temperatura típicos, las sobreoscilaciones
de los escalones de consigna grandes se pueden reducir mediante la predeterminación de
valores manipulados máximos o mínimos temporales controlados (modo Regulación
controlada).
Medición de los tiempos de ciclo CYCLE y CYCLE_P
Al principio de la optimización se miden el tiempo de muestreo del regulador CYCLE y, en
caso de regulación de impulsos, también el tiempo de muestreo del generador de impulsos
CYCLE_P. En el caso de que los valores medidos registren una diferencia de más del 5%
con respecto a los valores parametrizados, se interrumpe la optimización del regulador y
aparece el STATUS_H = 30005.
Almacenamiento de los parámetros del regulador (SAVE_PAR o UNDO_PAR)
Durante una optimización del regulador, los parámetros se guardan antes de la
optimización. Tras la optimización, puede volver a activar los parámetros existentes antes
de la optimización por medio de UNDO_PAR.
A5E00125041-02
3-1
3.2
Tipos de procesos
Tipos de procesos
Junto a la ganancia del proceso GAIN_P, para un proceso son característicos los
parámetros representados en la figura: tiempo de retardo TU y tiempo de compensación TA.
En la siguiente figura se representa la respuesta de salto:
Respuesta del proceso
a un escalón del
valor de consigna
Punto de inversión
t
TU
TA
En la siguiente tabla se indican los diversos procesos en los que se puede aplicar el
FB 58 "TCONT_CP":
Tipo de proceso I
Tipo de proceso II
Tipo de proceso III
Proceso de temperatura
típico (caso preferente)
Rango de transición
Proceso de temperatura de
orden elevado (muy retardado)
TU/TA < 0.1
TU/TA aprox 0.1
TU/TA> 0.1
Una constante de tiempo
dominante
Dos constantes de
Varias constantes de tiempo
tiempo prácticamente del
mismo tamaño
El FB 58 "TCONT_CP" está concebido para procesos de temperatura típicos del tipo I. No
obstante, este bloque también se puede utilizar para procesos de orden elevado del
tipo II o III.
3-2
A5E00125041-02
3.3
Ámbito de aplicación
Comportamiento en régimen transitorio
El proceso debe mostrar un comportamiento en régimen transitorio asintótico, con retardo y
estable.
Tras un salto de la magnitud manipulada, el valor real debe pasar a un estado estacionario.
Por tanto, quedan excluidos los procesos que muestran un comportamiento oscilatorio
incluso sin regulación, así como los procesos de regulación sin compensación (integrador
en el proceso de regulación).
Linealidad y zona de trabajo
El proceso debe presentar un comportamiento lineal a lo largo de la zona de trabajo. Un
comportamiento no lineal se produce, por ejemplo, si cambia un estado físico. La
optimización se debe efectuar en una parte lineal de la zona de trabajo.
Es decir, tanto para la optimización como para el modo Regulación normal, los efectos no
lineales de la zona de trabajo deben ser minúsculos. Por otro lado, es posible optimizar de
nuevo el proceso en caso de un cambio del punto de trabajo cuando la optimización se va a
efectuar de nuevo en un pequeño entorno del nuevo punto de trabajo y, durante la
optimización, no se va a atravesar la no linealidad.
Cuando se conocen determinadas no linealidades estáticas (p. ej. características de
válvulas), resulta siempre significativo compensarlas previamente con un levantamiento
poligonal para linealizar el comportamiento del proceso.
Influencias perturbadoras en procesos de temperatura
Las influencias perturbadoras, como la transmisión de calor a zonas próximas, no deben
influir con demasiada intensidad sobre los procesos de temperatura total. Por ejemplo,
durante la optimización de zonas de un extrusor, todas las zonas deben calentarse
simultáneamente.
Por lo que respecta a los ruidos de medición y a las perturbaciones de baja frecuencia,
consulte el capítulo 3.11, página 3-12.
A5E00125041-02
3-3
3.4
Ciclo completo de la optimización del regulador
Durante la optimización se ejecutan fases individuales en el algoritmo del bloque. En el
parámetro PHASE se indica en qué fase se encuentra el bloque.
La optimización se inicia mediante las siguientes operaciones (consulte el capítulo 3.6,
página 3-8):
•
Con TUN_ON = TRUE se establece la disposición de optimización. El regulador pasa de
la fase 0 a la fase 1.
•
Una vez transcurrido un tiempo de espera en la fase 1, predetermine un escalón de
consigna en el parámetro SP_INT o ajuste TUN_ST = TRUE. El regulador emite un
escalón de consigna en TUN_DLMN y comienza a buscar un punto de inversión.
PHASE
Descripción
0
No hay modo Optimización; modo Automático o Manual;
1
Disposición de optimización; comprobar parámetros, esperar activación,
medir los tiempos de muestreo;
2
Optimización propiamente dicha: búsqueda de puntos de inversión con
valor manipulado constante. Introducción del tiempo de muestreo en el DB
de instancia.
3 (1 ciclo)
Cálculo de los parámetros del proceso. Alamacenamiento de los
parámetros del regulador válidos antes de la optimización.
4 (1 ciclo)
Diseño del regulador
5 (1 ciclo)
Corrección del regulador a la nueva magnitud manipulada
7
Comprobación del tipo de proceso
En la figura siguiente se representan las fases de la optimización de la temperatura
ambiente en el punto de trabajo activada mediante un escalón de consigna:
FASE
=0
Temp.
FASE = 1
LMN
FASE = 3, 4, 5
(un ciclo por fase)
FASE = 7
FASE = 0
FASE
=2
SP
Estado caliente
del proceso
(punto de trabajo)
TUN_DLMN
PV
LMN
Punto de
inversión
Estado frío
Del proceso
t
TUN_ON:
El bloque se pone a cero
t
3-4
A5E00125041-02
En la figura siguiente se representan las fases de la optimización en el punto de trabajo activada
mediante TUN_ST = TRUE:
FASE = 3, 4, 5
(un ciclo)
Temperatura
FASE = 0
FASE
=2
FASE = 1
FASE = 7
FASE = 0
PV
Punto de trabajo
valor real
Punto de inversión
TUN_DLMN
LMN
Punto de trabajo
valor manipulado
El bloque se pone a cero
TUN_ON
Tiempo
TUN_ST
Al final de la optimización (véase el capítulo 3.9, página 3-11), cuando el bloque vuelve a
cambiar a la fase 0 y se ajusta TUN_ON = FALSE, se puede averiguar mediante el
parámetro STATUS_H si la optimización se ha desarrollado sin errores.
A5E00125041-02
3-5
3.5
Preparativos
SIMATIC y regulador
La optimización se inicia mediante los parámetros de entrada/salida TUN_ON, TUN_ST o
SP_INT. Puede suministrar los parámetros del siguiente modo:
•
Con el entorno de parametrización
•
Con una unidad de observación y manejo
•
Desde el programa de usuario
Configure los parámetros de entrada/salida solamente para un ciclo, ya que el
FB 58 "TCONT_CP" pone a cero los parámetros.
!
Advertencia
Pueden producirse daños materiales considerables, lesiones físicas graves o incluso la
muerte.
Durante una optimización, el parámetro MAN_ON no tiene efecto alguno. Por lo tanto, el
valor manipulado o el valor real pueden tomar valores no deseados –o extremos.
El valor manipulado se predetermina a través de la optimización. Para interrumpir la
optimización, primero hay que ajustar TUN_ON = FALSE. De este modo, MAN_ON vuelve
a tener efecto.
Consolidación de un estado inicial cuasi-estacionario (fase 0)
Si la magnitud regulada presentara oscilaciones de baja frecuencia, por ejemplo debido a
que los parámetros del regulador estuviesen mal ajustados, habrá que controlar el regulador
manualmente antes de iniciar la optimización y esperar a que desaparezcan dichas
oscilaciones. Como alternativa, también se puede conmutar a un regulador PI de efecto
suave (ganancia del lazo pequeña, tiempo de acción integral largo).
Ahora deberá esperar hasta que se alcance el estado estacionario, es decir, hasta que el
valor real y el valor manipulado sean estacionarios. También está permitido un régimen
transitorio asintótico o un desplazamiento lento del valor real (estado cuasi-estacionario,
consulte la figura siguiente). La magnitud manipulada debe ser constante u oscilar alrededor
de un valor medio constante.
Nota
Evitar modificar la magnitud manupulada justo antes del inicio de la optimización. La
magnitud manipulada también se puede modificar de manera involuntaria mediante el
establecimiento de las condiciones de ensayo (p. ej. cerrar una puerta abierta). Si este es
el caso, deberá esperar como mínimo a que el valor real experimente de nuevo un régimen
transitorio de forma asintótica a un estado estacionario. No obstante, conseguirá mejores
parámetros de regulación si espera a que el proceso de régimen transitorio finalice
completamente.
3-6
A5E00125041-02
Establecimiento de la disposición de optimización (fase 0 -> 1)
Puede iniciar la optimización desde el modo Manual o desde el modo Automático.
Ajuste el parámetro TUN_ON = TRUE. De este modo preparará el FB 58 "TCONT_CP" de
forma que esté listo para realizar la optimización (fase 1). El bit TUN_ON sólo se puede
activar en estado estacionario o durante un régimen transitorio aperiódico en estado
estacionario.
Si el estado cuasi-estacionario se ha modificado desde la activación del bit TUN_ON, el
nuevo estado cuasi-estacionario se debe señalizar al FB 58 "TCONT_CP" mediante la
puesta a cero y la reactivación del bit TUN_ON.
En la siguiente figura se ilustra el régimen transitorio en el estado estacionario:
Valor real
FASE = 1
Estado cuasi-estacionario
tolerable
Estado no estacionario
no permitido
Valor manipulado
FASE = 1
Es preferible un
estado estacionario en
régimen transitorio
PV
Impulso del valor manipulado
LMN
Tiempo
En la fase 1 se utiliza el tiempo hasta la aplicación del cambio del valor manipulado del
FB 58 "TCONT_CP" para calcular el ruido del valor real NOISE_PV, la subida inicial PVDT0
y el valor medio de la magnitud manipulada (valor manipulado de inicio LMN0).
Nota
Sólo debe esperar en la fase 1 con la activación del proceso hasta que el bloque pueda
calcular el valor medio de la magnitud manipulada y la subida inicial del valor real
(normalmente: 1 minuto).
A5E00125041-02
3-7
En la fase 1 se miden tanto el tiempo de muestreo del regulador CYCLE como el tiempo de
muestreo del generador de impulsos CYCLE_P y, al principio de la fase 2, se escriben en
los parámetros de entrada/salida correspondientes. En modo Regulación sin generador de
impulsos, CYCLE_P = CYCLE.
Nota
Si llama el regulador de impulsos con SELECT = 0 ó 1, deberá predeterminar la relación
deseada CYCLE/CYCLE_P a través de los parámetros CYCLE y CYCLE_P antes de
activar TUN_ON.
3.6
Inicio de la optimización (fase 1 -> 2)
Optimización por aproximación al punto de trabajo con escalón de consigna
La magnitud manipulada de optimización (LMN0 + TUN_DLMN) se activa mediante una
modificación del valor de consigna (transición fase 1 -> 2) . No obstante, el valor de
consigna no es efectivo hasta que no se alcanza el punto de inversión (sólo entonces se
activa el modo Automático).
El delta del cambio del valor manipulado (TUN_DLMN) se determina de acuerdo con la
modificación permitida del valor real bajo la propia responsabilidad del usuario. El signo de
TUN_DLMN debe ser acorde con la modificación intencionada del valor real (hay que tener
en cuenta el sentido de actuación del regulador).
El escalón de consigna y TUN_DLMN deben estar adaptados el uno al otro. Si TUN_DLMN
es demasiado elevado, existe el peligro de que el punto de inversión no se encuentre dentro
del 75 % del escalón de consigna.
No obstante, TUN_DLMN debe ser tan grande como para que el valor real alcance al menos
el 22 % del escalón de consigna. De lo contrario, el proceso permanece en modo
Optimización (fase 2).
Solución: reduzca el valor de consigna durante la búsqueda del punto de inversión.
Nota
En procesos muy reterdados es aconsejable situar el valor de consigna de destino
ligeramente más allá del punto de trabajo deseado durante una optimización y observar
con precisión los bits de estado y PV (peligro de sobreoscilación).
Optimización sólo en el sector lineal:
Determinados procesos de regulación (p. ej. calderas de fusión de cinc o magnesio)
recorren un sector no lineal poco antes del punto de trabajo (modificación del estado físico).
Mediante una selección oportuna del escalón de consigna, la optimización se puede limitar
al sector lineal. Si el valor real ha recorrido el 75 % del escalón de consigna (SP_INT-PV0),
finaliza la optimización.
De forma paralela, hay que reducir TUN_DLMN de tal forma que el punto de inversión se
encuentre con seguridad antes de alcanzar el 75 % del escalón de consigna.
3-8
A5E00125041-02
Optimización en el punto de trabajo sin escalón de consigna
La magnitud manipulada de optimización (LMN0 + TUN_DLMN) se activa mediante la
activación del bit de inicio TUN_ST (transición fase 1 -> 2). Si modifica el valor de consigna,
el nuevo valor de consigna no será efectivo hasta que no se alcance el punto de inversión
(sólo entonces se activa el modo Automático).
El delta del cambio del valor manipulado (TUN_DLMN) se determina de acuerdo con la
modificación permitida del valor real bajo la propia responsabilidad del usuario. El signo de
TUN_DLMN debe ser acorde con la modificación intencionada del valor real (hay que tener
en cuenta el sentido de actuación del regulador).
Precaución
En caso de activación por medio de TUN_ST, no existe ninguna desactivación de
seguridad al 75 %. La optimización concluye cuando se alcanza el punto de inversión. No
obstante, en caso de procesos afectados de ruido, el punto de inversión se puede
sobrepasar claramente.
Interceptación de errores de manejo
Error de manejo
ESTADO y medida
Activación simultánea de TUN_ON y Transición a la fase 1, pero sin
escalón de consigna o TUN_ST
inicio de la optimización.
•
SP_INT = SPalt o
•
TUN_ST = FALSE
TUN_DLMN efectivo < 5 % (fin de la STATUS_H = 30002
fase 1)
•
Transición a la fase 0
A5E00125041-02
•
TUN_ON = FALSE
•
SP = SPalt
Comentario
Se anula la modificación del valor de
consigna. De este modo se evita que el
regulador regule sobre el nuevo valor
de consigna y abandone
innecesariamente el punto de trabajo
estacionario.
Interrupción de la optimización.
Se anula la modificación del escalón
de consigna. De este modo se evita
que el regulador regule sobre el nuevo
valor de consigna y abandone
innecesariamente el punto de trabajo
estacionario.
3-9
3.7
Búsqueda del punto de inversión (fase 2) y cálculo de los
parámetros del regulador (fase 3, 4, 5)
En la fase 2 se busca el punto de inversión en caso de valor manipulado constante. El
proceso evita que se detecte el punto de inversión demasiado pronto a través del ruido de
PV:
En el regulador de impulsos, se toma el promedio de PV a través de N ciclos de impulsos y,
a continuación, se pone a disposición del regulador. En el regulador se vuelve a sacar la
media de PV: al principio, esta promediación está inactiva, es decir, siempre se toma el
promedio a través de 1 único ciclo. Siempre que el ruido sobrepase una medida concreta,
se duplica la cantidad de ciclos.
Se calculan el periodo y la amplitud del ruido. Sólo cuando el gradiente se mantiene durante
el periodo evaluado siempre más pequeño que la subida máxima, se interrumpe la
búsqueda del punto de inversión y se abandona la fase 2. No obstante, TU y T_P_INF se
calculan en el punto de inversión real.
La optimización concluye cuando también se cumplen las dos condiciones siguientes:
1. El valor real está más alejado del punto de inversión que 2*NOISE_PV.
2. El valor real ha sobrepasado el punto de inversión en un 20 %.
Nota
En caso de activación a través de un escalón de consigna, la optimización concluye, a lo
sumo, cuando el valor real ha recorrido el 75 % del escalón de consigna (SP_INT-PV0)
(véase abajo).
A continuación, se ejecutan las fases 3, 4 y 5 una vez. A continuación, se comprueba el tipo
de proceso de la fase 7. Entonces finaliza el modo Optimización y el FB 58 "TCONT_CP"se
encuentra de nuevo en la fase 0. El regulador comienza ahora con LMN = LMN0 +
0.75*TUN_DLMN en modo Automático (incluso si antes del inicio de la optimización se ha
regulado en modo Manual).
3-10
A5E00125041-02
3.8
Comprobación del tipo de procesos (fase 7)
En la fase 7 se comprueba, por tanto, si el tipo de proceso es correcto. Esta comprobación
se realiza en modo Automático con los parámetros del regulador que se acaban de
calcular y finaliza, a lo sumo, 0,35*TA (tiempo de compensación) tras el punto de inversión.
Si el orden de proceso se diferencia considerablemente del valor estimado, vuelven a
calcularse los parámetros del regulador y aumenta en 1el STATUS_D, de lo contrario, los
parámetros del regulador se mantienen sin cambios.
Nota
Si la fase 7 se interrumpe por medio de TUN_ON=FALSE, se conservan los parámetros del
regulador ya calculados.
3.9
Resultado de la optimización
La cifra izquierda de STATUS_H indica el estado de la optimización (en el anexo A.4,
página A-22 encontrará una tabla detallada):
STATUS_H
Resultado
0
Valor predeterminado, no se ha encontrado ningún parámetro de
regulador o ningún parámetro de regulador nuevo.
10000
Se ha encontrado el parámetro de regulación adecuado.
2xxxx
Se ha encontrado un parámetro de regulación sobre los valores
estimados; compruebe el comportamiento del regulador o consulte el
mensaje de diagnóstico STATUS_H y repita la optimización del
regulador.
3xxxx
Se ha producido un error de manejo; consulte el mensaje de
diagnóstico STATUS_H y repita la optimización del regulador.
Los siguientes parámetros de regulación se actualizan en el FB 58 "TCONT_CP":
•
Factor para la atenuación de la acción P PFAC_SP = 0.8
•
Ganancia del regulador GAIN
•
Tiempo de acción integral TI
•
Tiempo de acción derivativa TD
•
Factor en el diferenciador D_F = 5.0
•
Zona de regulación ON/OFF CONZ_ON
•
Ancho de zona de regulación CON_ZONE
La zona de regulación sólo se activa si el tipo de proceso (tipos I y II) y el regulador PID son
adecuados (CONZ_ON = TRUE).
En función de PID_ON, se regula con un regulador PI o PID. Los parámetros antiguos del
regulador se guardan y se pueden volver a activar mediante UNDO_PAR. Además, se
guardan un conjunto de parámetros PI y un conjunto de parámetros PID en las estructuras
PI_CON y PID_CON. Por medio de LOAD_PID y la correspondiente activación de PID_ON
también se puede cambiar luego entre los parámetros PI o PID optimizados.
En la fase 1 se comprobaron ya los tiempos de muestreo CYCLE y CYCLE_P.
A5E00125041-02
3-11
3.10
Interrupción de la optimización por parte del usuario
Interrupción anticipada de la optimización
En las fases 1, 2 ó 3 se puede cancelar la optimización sin que se calculen los parámetros
nuevos restableciendo TUN_ON = FALSE. El regulador se inicia en modo Automático con
LMN = LMN0 + TUN_DLMN. Si el regulador se encontraba en modo Manual antes de la
optimización, se emitirá el valor manipulado manual antiguo.
Si en las fases 4, 5 ó 7 se cancela la optimización con TUN_ON = FALSE, se conservan los
parámetros del regulador calculados hasta entonces.
3.11
Imágenes de error y solución de errores
Punto de inversión no alcanzado (sólo en caso de activación a través de un escalón
de consigna)
La optimización concluye, a lo sumo, cuando el valor real ha recorrido el 75 % del escalón
de consigna (SP-INT-PV0). Esto se indica en STATUS_H (2xx2x) mediante "Punto de
inversión no alcanzado".
Se aplica siempre el valor de consigna ajustado momentáneamente. Reduciendo el valor de
consigna se puede finalizar la optimización posteriormente de forma anticipada.
En caso de procesos de temperatura típicos, por norma general es suficiente interrumpir la
optimización al 75 % del escalón de consigna para evitar sobreoscilaciones. Se recomienda
un cuidado especial, sobre todo en caso de procesos muy retardados (TU/TA > 0.1, tipo de
proceso III). Si el cambio del valor manipulado es demasiado fuerte en comparación con el
escalón de consigna, el valor real puede sobreoscilar con fuerza (hasta el factor 3).
Si, en caso de procesos de orden elevado, el punto de inversión sigue estando lejos tras
alcanzar el 75 % del escalón de consigna, se produce una clara sobreoscilación. Además,
los parámetros de regulación tienen un efecto demasiado brusco. Atenúe los parámetros del
regulador o inténtelo de nuevo.
3-12
A5E00125041-02
En la siguiente figura se representa la sobreoscilación del valor real en caso de activación
demasiado fuerte (tipo de proceso III):
FASE
=0
FASE = 1
FASE = 2
FASE = 7
FASE = 0
Interrupción de la optimización al 75 %
del escalón del valor de consigna
Temp. LMN
LMN
TUN_DLMN
PV que resultaría
si no se modifica el
LMN
Punto de inversión
PV
SP
SP
Estado caliente
del proceso
(Punto de trabajo)
Estado frío
del proceso
75 % SP
LMN
t
TUN_ON
t
En caso de procesos de temperatura típicos, una interrupción justo antes de alcanzar el
punto de inversión es acrítica con respecto a los parámetros del regulador.
Si vuelve a intentarlo de nuevo, reduzca TUN_DLMN o aumente el escalón de consigna.
Principio: el valor manipulado de optimización se debe adecuar al escalón de consigna.
Error de estimación en tiempo de retardo o en orden
El tiempo de retardo (STATUS_H = 2x1xx o 2x3xx) o el orden (STATUS_H = 21xxx o 22xxx)
no se han podido registrar correctamente. Se continúa trabajando con un valor estimado
que puede conducir a parámetros de regulador inadecuados.
Repita la optimización y asegúrese de que no se produzca ninguna perturbación del valor
real.
Nota
El caso especial de un proceso PT1 puro también se señala mediante STATUS_H = 2x1xx
(TU <= 3*CYCLE). No es necesario repetir el intento. Atenúe los parámetros del regulador
si la regulación oscila.
A5E00125041-02
3-13
Calidad de las señales de medición (ruido de medición, perturbaciones de baja
frecuencia)
El resultado de la optimización puede verse perjudicado por ruidos de medición o
perturbaciones de baja frecuencia. Tenga en cuenta lo siguiente:
•
En caso de ruidos de medición, es preferible seleccionar una frecuencia de muestreo
alta que una frecuencia de muestreo baja. Para ello, hay que explorar el valor real al
menos dos veces dentro de un periodo de ruidos. En el modo Impulsos resulta muy útil
el filtrado del valor medio integrado. Sin embargo, presupone que el valor real PV se va
a transmitir al bloque en un ciclo rápido de impulsos. La cantidad de ruido no debe
sobrepasar el 5 % de la modificación de la señal útil.
•
Las perturbaciones de alta frecuencia no se pueden filtrar a través de un bloque de
software. Hay que filtrarlas en el detector para evitar el denominado efecto aliasing.
En la siguiente figura se ilustra el efecto aliasing con un tiempo de muestreo demasiado
elevado:
X
t
•
3-14
En caso de perturbaciones de baja frecuencia es relativamente fácil garantizar una
velocidad de muestreo lo suficentemente alta. Por otro lado, TCONT_CP debe generar
una señal de medición uniforme a través de un gran intervalo del filtrado del valor
medio. Un filtrado del valor medio debe abarcar como mínimo dos periodos de ruidos.
De forma interna, en el bloque se originan tiempos de muestreo cada vez mayores, de
tal forma que disminuye la precisión de la optimización. Una precisión lo suficientemente
elevada se garantiza con al menos 40 periodos de ruido hasta el punto de inversión.
Medida viable en la repetición del intento: aumento de TUN_DLMN.
A5E00125041-02
Sobreoscilaciones
En las siguientes situaciones se pueden producir sobreoscilaciones:
Situación
Causa
Solución
Final de la
optimización
•
Activación a través de una
modificación demasiado fuerte
del valor manipulado en
comparación con el escalón de
consigna (véase arriba).
•
Aumente el escalón de
consigna o reduzca el salto del
valor manipulado.
•
•
Regulador PI activado a través
de PID_ON = FALSE.
Si el proceso admite un
regulador PID, inicie la
optimización con
PID_ON = TRUE.
Optimización
en fase 7
Se calculan primero los parámetros
de efecto más suave del regulador
(tipo de proceso III), que pueden
conducir a una sobreoscilación en la
fase 7.
-
Modo
Regulación
Regulador PI y con PFAC_SP = 1.0
para el tipo de proceso I.
Si el proceso admite un regulador
PID, inicie la optimización con
PID_ON = TRUE.
A5E00125041-02
3-15
3.12
Post-optimización manual en modo Regulación
Para conseguir un comportamiento del valor de consigna sin sobreoscilaciones, puede llevar
a cabo las medidas descritas a continuación:
Ajuste de la zona de regulación
Durante la optimización se calcula una zona de regulación CON_ZONE del FB 58
"TCONT_CP" y se activa con el regulador PID y el tipo de proceso adecuado (tipo de
proceso I y II): CONZ_ON = TRUE. En el modo Regulación se puede modificar o
desconectar completamente la zona de regulación (con CONZ_ON = FALSE).
Nota
Si activa la zona de regulación en procesos de orden elevado (tipo de proceso III), no
conseguirá ninguna ventaja, ya que la zona de regulación será mayor que el rango de
regulación alcanzable con el 100 % de la magnitud manipulada. La activación de la zona de
regulación para reguladores PI tampoco representa ninguna ventaja.
Antes de activar a mano la zona de regulación, deberá asegurarse de no ajustar un ancho
de zona de regulación demasiado pequeño. Si el ancho de la zona de regulación ajustado
es demasiado pequeño, se producirán oscilaciones durante el curso de la magnitud
manipulada y del valor real.
Atenuación continua de la respuesta indicial con PFAC_SP
La respuesta indicial se puede atenuar con el parámetro PFAC_SP. Este parámetro
determina hasta qué punto va a ser efectiva la acción P en caso de escalones de consigna.
PFAC_SP se predetermina a 0.8 a través de la optimización independientemente del tipo de
proceso; después, el usuario puede modificar este valor. Para limitar la sobreoscilación en
caso de escalones de consigna (por lo demás, parámetros de regulador correctos) a un 2 %
aprox., son suficientes los siguientes valores para PFAC_SP:
Tipo de proceso I
Tipo de proceso II
Tipo de proceso III
Proceso de temperatura Rango de
típico
transición
Proceso de temperatura de orden
elevado
PI
0.8
0.82
0.8
PID
0.6
0.75
0.96
Adapte el factor predeterminado (0.8) especialmente en los siguientes casos:
3-16
•
Tipo de proceso I con PID (0.8 -> 0.6): los escalones de consigna dentro de la zona de
regulación conducen con PFAC_SP = 0.8 a aprox. un 18 % de sobreoscilaciones.
•
Tipo de proceso III con PID (0.8 -> 0.96): los escalones de consigna con
PFAC_SP = 0.8 se atenúan con demasiada fuerza. Se desperdicia una cantidad
considerable de tiempo de regulación.
A5E00125041-02
Ejemplo de atenuación de la respuesta indicial con PFAC_SP
Parámetros del proceso:
•
GAIN
=6
•
T1
= 50 s
•
T2
= 5 s;
Parámetros del regulador:
•
GAIN
= 1.45
•
TI
= 19.6 s
La siguiente figura contiene tres intentos con un escalón de consigna de 0 a 60
respectivamente:
Valor real
Consigna
Valor real
Valor manipulado
Zoom
Intento
PFAC_SP
Comentario
Sobreoscilaciones
Izquierda 8:18
1.0
Sin acción P en la retroalimentación;
respuesta indicial atenuada
32 %
Medio 8:19
0.8
Acción P hasta un 20 % en la retroalimentación;
respuesta indicial optima
2%
Derecha 8:20
0.0
Acción P completamente en la retroalimentación;
atenuada con demasiada intensidad, mucho
tiempo en régimen transitorio
-
A5E00125041-02
3-17
Atenuación de los parámetros de regulación
Si en el lazo de regulación cerrado se producen oscilaciones o si existen rebases
transitorios, puede desviar la ganancia del regulador GAIN (por ejemplo al 80 % del valor
original) y ampliar el tiempo de acción integral TI (p. ejemplo al 150 % del valor original). Si
la magnitud manipulada analógica del regulador continuo se transforma en señales
manipuladas binarias con un generador de impulsos, pueden producirse pequeñas
oscilaciones permanentes debido al efecto de cuantificación. Puede eliminarlas aumentando
la zona muerta de regulación DEADB_W.
Modificación de los parámetros del regulador
Si desea modificar los parámetros del regulador, proceda del siguiente modo:
1. Guarde los parámetros actuales con SAVE_PAR.
2. Modifique los parámetros.
3. Compruebe el comportamiento de la regulación.
Si los nuevos parámetros resultan ser peores que los antiguos, vuelva a ajustar los
parámetros antiguos con UNDO_PAR.
3-18
A5E00125041-02
3.13
Optimización paralela de los canales del regulador
Zonas cercanas (gran acoplamiento térmico)
Si dos o más reguladores regulan la temperatura, p. ej., en una placa (es decir, dos
calefacciones y dos valores reales medidos con gran acoplamiento térmico), proceda del
siguiente modo:
1. Asocie las dos salidas QTUN_RUN con el nexo lógico OR.
2. Interconecte las dos entradas TUN_KEEP con la salida del elemento OR.
3. Inicie ambos reguladores predeterminando siumltáneamente un escalón de consigna o
activando al mismo tiempo TUN_ST.
En la siguiente figura se ilustra la optimización paralela de los canales del regulador:
TCONT_CP, DB1_TCONT_CP
TUN_KEEP
QTUN_RUN
TCONT_CP, DB2_TCONT_CP
≥1
TUN_KEEP
QTUN_RUN
Ventaja:
Los dos reguladores emiten LMN0 + TUN_DLMN hasta que ambos hayan abandonado la
fase 2. De este modo se evita que el regulador que finalice primero la optimización falsee el
resultado de optimización del otro regulador a través de la modificación de su magnitud
manipulada.
Precaución
Cuando se alcanza el 75 % del escalón de consigna, se abandona la fase 2 y, por tanto, se
pone a cero la salida QTUN_RUN. No obstante, el modo Automático no comienza hasta
que TUN_KEEP también sea igual a cero.
A5E00125041-02
3-19
Zonas cercanas (ligero acoplamiento térmico)
Por norma general, se aplica el principio de que se debe optimizar de la misma forma que
luego se va a regular. Si en el modo Producción se gestionan conjuntamente las zonas de
forma paralela, de forma que las diferencias de temperatura entre las zonas se mantengan
iguales, durante la optimización también habrá que aumentar correspondientemente el nivel
de temperatura de las zonas cercanas.
Las diferencias de temperatura respecto al inicio del intento no desempeñan ningún papel,
ya que se compensan por medio de una calefacción inicial(-> subida inicial = 0).
3-20
A5E00125041-02
4
Regulador de temperatura discontinuo FB 59
"TCONT_S"
4.1
Acción reguladora
4.1.1
Diagrama de bloques
SP_INT
PVPER_ON
PV_IN
DEADBAND
CRP_IN
PV_NORM
0
+
ER
0
*0,1 C
0
*0,01 C
%
PV_PER
PER_MODE
1
DEADB_W
PV
PV_FAC,
PV_OFFS
Rama del valor de consigna
El valor de consigna se introduce en la entrada SP_INT en coma flotante sea de física o en
porcentajes. El valor de consigna y el valor real deben indicarse con la misma unidad en la
formación del error de regulación.
Selección del valor real (PVPER_ON)
El valor real se puede leer en formato de coma flotante o en formato de periferia, de acuerdo
con PVPER_ON.
PVPER_ON
Introducción del valor real
TRUE
El valor real se lee a través de la periferia analógica (PEW xxx) en la entrada
PV_PER.
FALSE
El valor real se lee en formato de coma flotante en la entrada PV_IN.
A5E00125041-02
4-1
Conversión del formato del valor real CRP_IN (PER_MODE)
La función CRP_IN transforma el valor de periferia PV_PER dependiendo del interruptor
PER_MODE en un valor de coma flotante de acuerdo con la siguiente regla:
PER_MODE
Salida de
CRP_IN
Tipo de entrada analógica
Unidad
0
PV_PER *0.1
Termopares; PT100/NI100; Estándar
°C; °F
1
PV_PER *0.01
PT100/NI100; Climatización
°C; °F
2
PV_PER
*100/27648
Tensión/intensidad
%
Normalización del valor real PV_NORM (PF_FAC, PV_OFFS)
La función PV_NORM calcula la salida de CRP_IN según la siguiente regla:
"Salida de PV_NORM" = "Salida de CPR_IN" * PV_FAC + PV_OFFS
Se puede utilizar con los siguientes objetivos:
•
Adaptación del valor real con PV_FAC como factor del valor real y PV_OFFS como
offset del valor real
•
Normalización de la temperatura en porcentajes
Desea indicar el valor de consigna en porcentajes y ahora debe convertir el valor de
temperatura medido en un valor porcentual.
•
Normalización de los valores porcentuales a temperaturas
Desea indicar el valor de consigna en la magnitud física Temperatura y ahora debe
convertir el valor de tensión/intensidad medido en una temperatura.
Cálculo de los parámetros:
•
PV_FAC = rango de PV_NORM / rango de CRP_IN;
•
PV_OFFS = UG(PV_NORM) - PV_FAC * UG(CRP_IN);
con UG: límite inferior
Con los valores predeterminados (PV_FAC = 1.0 y PV_OFFS = 0.0) se desactiva la
normalización. El valor real que actúa verdaderamente se obtiene en la salida PV.
4-2
A5E00125041-02
Ejemplo de normalización del valor real
Si desea preseleccionar el valor de consigna en porcentajes, y en CRP_IN existe un rango
de temperatura de -20 a 85 °C, deberá normalizar el rango de temperatura a valores
porcentuales.
En la siguiente figura se ilustra la adaptación de un rango de temperatura de entre -20 y
85 °C a valores de 0 a 100 %:
PV_NORM [%]
100
75
PV_FAC = 100/(85-(-20))
= 0.9524
50
25
PV_OFFS = 0-0.9524*(-20)
= 19.05
-20
20
40
60
80 85 CRP_IN [°c]
La diferencia entre el valor de consigna y el valor real constituye el error de regulación antes
de la zona muerta.
El valor de consigna y el valor real deben indicarse con la misma unidad.
Zona muerta (DEADB_W)
Para suprimir la pequeña oscilación permanente debida a la cuantificación de la magnitud
manipulada (p. ej. en una modulación de ancho de pulso con PULSEGEN), el error de
regulación se conduce por una zona muerta (DEADBAND). Si DEADB_W = 0.0, quiere decir
que la zona muerta está desactivada.
ER
ER = (SP_INT - PV) + DEAD_W
ER = (SP_INT - PV) - DEAD_W
SP_INT - PV
DEADB_W
A5E00125041-02
4-3
4.1.2
Algoritmo del regulador discontinuo PI
El FB 59 "TCONT_S" opera sin realimentación de posición (consulte el diagrama de bloques
del capítulo 4.2, página 4-5). La acción I del algoritmo PI y la realimentación de posición
imaginada se calculan en una acción I (INT) y se comparan como valor de realimentación
con la acción P restante. La diferencia pasa a un elemento de tres niveles (THREE_ST) y a
un generador de impulsos (PULSEOUT), que genera los impulsos para la válvula de control.
Mediante una adaptación del umbral de respuesta del elemento de tres niveles se reduce la
frecuencia de conmutación del regulador.
Atenuación de la acción P en caso de modificaciones del valor de consigna
(PFAC_SP)
Para evitar sobreoscilaciones, es posible atenuar la acción P a través del parámetro
"Ganancia proporcional al cambiar el valor de consigna" (PFAC_SP). Mediante PFAC_SP
puede seleccionar ahora de forma continua entre 0.0 y 1.0 para definir la intensidad de la
acción P en caso de modificaciones del valor de consigna:
•
PFAC_SP = 1.0: la acción P está completamente operativa en caso de modificación del
valor de consigna.
•
PFAC_SP = 0.0: sin acción P en caso de modificación del valor de consigna.
Un valor de PFAC_SP inferior a 1.0 puede reducir las sobreoscilaciones como en el caso de
un regulador continuo si el tiempo de ejecución del motor MTR_TM es corto con respecto al
tiempo de compensación TA, y la relación TU/TA es menor que 0.2. Si MTR_TM alcanza el
20 % de TA, sólo se puede lograr una pequeña mejora.
Control anticipativo
En la entrada DISV se puede aplicar una magnitud perturbadora de manera aditiva.
Procesamiento de valores manuales (LMNS_ON, LMNUP, LMNDN)
LMNS_ON permite conmutar entre los modos Manual y Automático. En el modo Manual, el
actuador se detiene y el integrador (INT) se pone a 0 de forma interna. Mediante LMNUP y
LMNDN se puede mover el actuador ARRIBA y ABAJO. La conmutación al modo
Automático se efectúa con discontinuidad. El error de regulación existente conduce, a través
de GAIN, a una modificación en forma de salto de la magnitud manipulada interna. Mediante
el actuador de acción integral sólo se consigue un control del proceso en forma de rampa.
4-4
A5E00125041-02
4.2
Diagrama de bloques
SP_INT
PVPER_ON
PV_IN
DEADBAND
0
CRP_IN
X
-
PV_NORM
1
0
PV_PER
+
C
DEADB_W
PV
%
ER
PER_MODE
PV_FAC,
PV_OFFS
SP_INT
f()
PFAC_SP
LMNR_HS
LMNR_LS
LMNUP
LMNDN
LMNS_ON
THREE_ST
adaptiv
0
QLMNUP
PULSEOUT
1
DISV
AND
AND
QLMNDN
1
+
-
AND
AND
1
100.0
PULSE_TM,
BREAK_TM
0
MTR_TM
0.0
0
+
-100.0
0.0
OR
LMNS_ON
1
1/TI
1
0
X
1/MTR_TM
0.0
INT
+
0
0.0
1
-
X
0
A5E00125041-02
4-5
4.3
4.3.1
Integración en el programa de usuario
Llamada del bloque de regulación
La figura siguiente contiene la llamada del regulador en formato FUP:
“TCONT_S”
EN
CYCLE
SP_INT
PV_IN
PV_PER
DISV
LMNR_HS
LMNR_LS
QLMNUP
LMNS_ON
QLMNDN
LMNUP
PV
LMNDN
ER
COM_RST
ENO
El FB TCONT_S se debe llamar de forma equidistante. Para ello, utilice un nivel de alarmas
cíclicas (p. ej. OB35 en S7-300). En la barra de llamadas encontrará los parámetros más
importantes para interconectar el bloque con las magnitudes de proceso, como valor real,
valor de consigna y valor manipulado. En la barra de llamadas también se pueden
interconectar las señales de valor manual o una magnitud perturbadora directamente.
4-6
A5E00125041-02
4.3.2
Tiempo de muestreo del regulador
En el parámetro CYCLE se predetermina el tiempo de muestreo. Éste también se puede
indicar en la herramienta de parametrización. El tiempo de muestreo CYCLE debe coincidir
con la diferencia de tiempo entre dos llamadas (tiempo de ciclo del OB de alarma cíclica
teniendo en cuenta las reducciones).
Regla empírica para el tiempo de muestreo del regulador CYCLE
calculado del regulador (TI). Sin embargo, por regla general, se debe ajustar un tiempo de
muestreo bastante más corto para garantizar la precisión necesaria del regulador
discontinuo (consulte el ejemplo de cifras que aparece a continuación).
Ejemplo de cifras
4.3.3
Precisión
necesaria G
MTR_TM
CYCLE = MTR_TM*G
Comentario
0,5 %
10 s
0,05 s
El tiempo de muestreo está
determinado por la precisión
requerida del regulador
discontinuo.
Inicialización
El FB "TCONT_S" dispone de una rutina de inicialización que se ejecuta cuando el
parámetro de entrada COM_RST está ajustado a TRUE. El bloque se restablece de nuevo a
FALSE tras el procsamiento de la rutina de inicialización COM_RST.
Todas las salidas se ajustan a sus valores iniciales.
Si desea efectuar una inicialización durante el rearranque completo de la CPU, llame el
bloque en el OB100 con COM_RST = TRUE.
A5E00125041-02
4-7
4-8
A5E00125041-02
5
Objetivo
Con ayuda del sencillo ejemplo expuesto a continuación "zEs01_13_STEP7__PID-Temp ->
regulador de impulsos" podrá aprender a regular el proceso de temperatura simulado con el
regulador de temperatura FB 58 "TCONT_CP" y a calcular de manera online los parámetros
PID del regulador.
Requisitos
Se deben cumplir los siguientes requisitos:
•
Dispone de un equipo S7-300/400 compuesto por una fuente de alimentación y una
CPU.
•
En la PG está instalado STEP 7 (≥ V5.1 SP3).
•
La PG está conectada a la CPU.
Creación de un proyecto nuevo y copia del ejemplo
Secuencia
Operación
Resultado
1
Cree un proyecto en el Administrador SIMATIC
mediante
Archivo->Nuevo...
En el Administrador SIMATIC aparecerá la
ventana de proyectos.
2
Inserte un equipo SIMATIC 300 ó 400 de
acuerdo con la configuración de su hardware.
3
Configure el equipo con HW Config y ajuste el
tiempo de ciclo del nivel de alarmas cíclicas del
OB35 a 20ms.
4
Copie en su equipo el programa Regulador de
impulsos del proyecto de ejemplo
zEs01_13_STEP7__PID-Temp.
5
Seleccione su programa y cópielo con Sistema
de destino -> Cargar en la CPU.
A5E00125041-02
Ya se puede cargar el programa en la CPU.
5-1
Optimización del regulador con el entorno de parametrización
Secuencia
Operación
Resultado
1
Abra la herramienta de parametrización
haciendo doble clic en el DB de instancia
DB_TCONT_CP en el Administrador SIMATIC.
La herramienta de parametrización aparecerá
en pantalla.
2
Seleccione la opción Optimización del
regulador del menú Herramientas.
Se abrirán el registrador de curvas y el primer
cuadro de diálogo del asistente.
3
Compruebe en el registrador de curvas que el
valor manipulado y el valor real sean casi
estacionarios y haga clic en Sigueinte.
Aparecerá el cuadro de diálogo "Determinar el
tipo de regulador".
4
Seleccione "Parámetros PID" y haga clic en
Siguiente.
Aparecerá el cuadro de diálogo "Elegir el tipo
de activación del proceso".
5
Seleccione "Optimización por aproximación al
punto de trabajo con escalón de consigna" y
haga clic en Siguiente.
Aparecerá el cuadro de diálogo "Activación del
proceso".
6
Ajuste el punto de trabajo a 70 y la diferencia
del valor manipulado a 80 y haga clic en
Siguiente.
Cuando concluya la optimización dle regulador,
haga clic en Cerrar.
Aparecerá el cuadro de diálogo "Estado y
resultado de la optimización".
7
El asistente y el registrador de curvas se
cerrarán.
Ahora puede probar los parámetros hallados del regulador activando un escalón de
consigna o una perturbación en el proceso.
Activación de un escalón de consigna
Secuencia
Operación
Resultado
1
Abra el registrador de curvas mediante el
elemento de menú Herramientas.
Abra el cuadro de diálogo Puesta en servicio a
través del elemento de menú Herramientas.
En pantalla aparecerá la ventana del
registrador de curvas.
Aparecerá el cuadro de diálogo Puesta en
servicio.
Indique un escalón de consigna de 90 en el
parámetro Valor de consigna y pulse el botón
Enviar.
Observe el comportamiento en régimen
transitorio de los valores real y manipulado.
El valor manipulado del registrador de curvas
cambiará directamente.
2
3
4
5-2
A5E00125041-02
Activación de perturbaciones en el proceso
Secuencia
Operación
Resultado
1
Abra la tabla de variables VAT_LoopControl en
el Administrador SIMATIC.
La tabla de variables aparecerá en la pantalla.
2
Indique una perturbación de proceso de 30 en
el parámetro "DB_PROC_P".DISV.
En el registrador de curvas se modifica la curva
del valor real.
3
Observe el comportamiento en régimen
transitorio de los valores real y manipulado.
Conmutación entre modo Manual y Automático
Secuencia
Operación
Resultado
1
En el cuadro de diálogo Puesta en servicio,
conmute al modo Manual y pulse el botón
Enviar.
permanece constante.
2
En el parámetro Valor manual, predetermine
otro valor y pulse el botón Enviar.
En la ventana del registrador de curvas
aparecerá en el valor manipulado el nuevo
valor manual ajustado.
3
Pase de nuevo a modo Automático y pulse el
botón Enviar.
En el registrador de curvas podrá ver, en lugar
del valor manipulado, que el regulador está
trabajando de nuevo en modo Automático.
Cambio entre parámetros PID y PI
Secuencia
Operación
Resultado
1
Enviar.
2
Abra la tabla de variables VAT_StructPar en el
Administrador SIMATIC, haga clic en "Variable
Observar".
3
En el cuadro de diálogo Puesta en marcha,
bajo "Ajuste de parámetros PID/PI" seleccione
Parámetros PI y pulse el botón Cargar.
En la tabla de variables VAT_StructPar podrá
ver cómo los parámetros de PI_CON se
transfieren a los parámetros activos.
4
Bajo "Ajuste de parámetros PID/PI" seleccione
Parámetros PID y pulse el botón Cargar.
ver cómo los parámetros de PID_CON se
5
botón Enviar.
A5E00125041-02
5-3
Recarga y almacenamiento de los parámetros del regulador
Secuencia
Operación
Resultado
1
Enviar.
2
Abra la tabla de variables VAT_StructPar en el
Administrador SIMATIC, haga clic en "Variable
Observar".
Pulse el botón Cargar de la opción "Parám. PID En la tabla de variables VAT_StructPar podrá
y de zona de regulación protegidos".
ver cómo los parámetros de PAR_SAVE se
3
4
Modifique los valores de los parámetros activos
para poder reconocer luego que han sido
transferidos.
5
Pulse el botón Proteger de la opción
"Parámetros PID y de zona de regulación".
ver cómo los parámetros activos se transfieren
a los parámetros de PAR_SAVE.
6
botón Enviar.
5-4
A5E00125041-02
6
6.1
Introducción
Vista general
En este capítulo encontrará ejemplos de aplicación ejecutables de los reguladores de
temperatura FB 58 "TCONT_CP" y FB 59 "TCONT_S" con simulación del proceso.
Los ejemplos se encuentran en el catálogo ...\STEP7\EXAMPLES.
Requisitos
•
Dispone de un equipo S7 compuesto por una fuente de alimentación y una CPU
montada y cableada.
•
En la PG está instalado STEP 7 (>= V5.1 + Service Pack 3).
•
La PG está conectada a la CPU.
Preparación de los ejemplos
1. Abra el proyecto de ejemplo zEs01_13_STEP7__PID-Temp de la carpeta
...\STEP7\EXAMPLES con el Administrador SIMATIC y cópielo en el directorio del
proyecto con un nombre adecuado (Archivo > Guardar como). Utilice la
representación Ver > Detalles para visualizar las informaciones completas.
2. Inserte un equipo en su proyecto de acuerdo con la configuración de su hardware.
3. Seleccione un programa de ejemplo y copie el programa en el equipo.
4. Configure el hardware con HW Config.
5. Guarde la configuración del hardware y cárguela en la CPU.
6. Cargue la carpeta de bloques en la CPU.
A5E00125041-02
6-1
Código de los ejemplos
Los ejemplos están escritos en AWL. Puede visualizarlos directamente a través del editor
KOP/AWL/FUP. En este editor, seleccione "Representación simbólica", "Selección de
símbolos" y "Comentario" mediante Ver > Mostrar. Si dispone de espacio suficiente en la
pantalla, también puede visualizar la "Información del símbolo".
Aplicación de un ejemplo
Los programas de ejemplo contienen tablas de variables (VAT) con las que se pueden ver y
modificar los valores. Con el registrador de curvas se pueden visualizar los cursos de las
curvas en el entorno de parametrización.
Reutilización de un ejemplo
Puede reutilizar el código de los ejemplos directamente como programa de usuario, no
obstante, los ejemplos no están optimizados para un proceso real.
6.2
FB 58 "TCONT_CP": ejemplo (regulación de impulsos)
El ejemplo "Regulador de temperatura" contiene un lazo de regulación sencillo con el
regulador de temperatura FB 58 "TCONT_CP" y un proceso de temperatura simulado con
PROC_P. El regulador está parametrizado como regulador de impulsos. PROC_P
representa un elemento VZ3 con entrada binaria.
La siguiente figura muestra el lazo de regulación del ejemplo:
SP
PV
QPULSE
TCONT_CP,
DB_TCONT_CP
HEAT_P
PROC_P,
DB_PROC_P
OUTV
Estructura del programa
El bloque del regulador y el bloque del proceso se llaman en el OB 35 con un tiempo de
ciclo de alarma cíclica de 20 ms. La unidad reguladora más lenta trabaja con
CYCLE = 400 ms. Por motivos de precisión, se ha seleccionado PER_TM > CYCLE (1 s).
Durante el rearranque completo del OB 100, se activan los bits de rearranque del regulador
y el proceso.
En el OB 100 se activa el generador de impulsos para el regulador.
6-2
A5E00125041-02
Bloque de proceso para la simulación de una zona de calentamiento de temperatura
El bloque simula un proceso de temperatura típico de calentamiento tal como puede
ponerse en práctica ya sea como zona de regulación en un extrusor, una máquina para
moldear por inyección o una máquina para la maleabilización, ya sea como horno separado.
La siguiente figura contiene el diagrama de bloques del proceso de regulación PROC_P:
AMB_TEM
DISV
GAIN
HEAT_P
100
0
+
+
TM_LAG1
TM_LAG2
OUTV
TM_LAG3
Parámetros
Parámetro
Comentario
Descripción
HEAT_P
Heating pulse
Señal de entrada binaria Calentar
DISV
Disturbance variable
Magnitud perturbadora
GAIN
Process gain
Ganancia del proceso
TM_LAG1
Time lag 1
Tiempo de retardo 1
TM_LAG2
Time lag 2
Tiempo de retardo 2
TM_LAG3
Time lag 3
Tiempo de retardo 3
AMB_TEM
Ambient temperature
Temperatura ambiente
OUTV
Output variable
Magnitud de salida (p. ej. temperatura de la zona
de regulación)
Las señales de entrada binarias se transforman en valores de coma flotante continuos
(0 ó 100). Tras la aplicación de la magnitud perturbadora y la multiplicación por la ganancia
del proceso, los valores de proceso se conducen a través de tres elementos de retardo de
primer orden. Al final, el valor se añade a la temperatura ambiente. Durante la inicialización
COM_RST = TRUE, la magnitud de salida se ajusta a OUTV = DISV*GAIN + AMB_TEM.
A5E00125041-02
6-3
Manejo y visualización
En la tabla de variables VAT_LoopControl se puede efectuar el manejo.
La siguiente figura contiene la tabla de variables VAT_LoopControl:
Mediante el interruptor MAN_ON se puede pasar la regulación a modo Manual. El valor
manual se puede predeterminar en MAN.
Tras el rearranque completo (en caliente) de la CPU, la regulación se encuentra en modo
Manual con la calefacción desconectada.
6-4
A5E00125041-02
Si desea optimizar la regulación, active el bit TUN_ON e introduzca un valor de consigna en
SP. En el parámetro PHASE puede observar el curso de la optimización.
El resultado de la optimización se indica en las palabras de estado STATUS_H y
STATUS_D.
Puesta en funcionamiento del ejemplo
Para poner el ejemplo en funcionamiento, proceda del siguiente modo:
1. Copie el ejemplo en una CPU.
2. Ajuste con HW Config el tiempo de ciclo del OB 35 a 20 ms.
Si en el nivel de alarmas cíclicas se produce un error de tiempo, deberá ampliar el
tiempo de ciclo. En ese caso, la simulación se desarrollará más despacio. Si regula en
el proceso real, el tiempo de ciclo del OB 35 y el tiempo de muestreo CYCLE_P o
CYCLE del DB_PROC_P deben coincidir.
En la siguiente figura se ilustra la optimización del regulador con el FB 58:
zEs
13
Valor real
Consigna
Valor real
Valor manipulado
Zoom
La figura anterior muestra la optimización del regulador en caso del aumento de la
temperatura ambiente 20 °C en el punto de trabajo (70 °C). A continuación se regula un
escalón de consigna mediante el modo Zona de regulación. En el nuevo punto de trabajo
90 °C se realiza una nueva optimización del regulador con cambio negativo del valor
manipulado.
A5E00125041-02
6-5
6.3
Ejemplos del FB 58 "TCONT_CP" con base de tiempo corta
Los dos ejemplos descritos aquí son idénticos al ejemplo "Regulador de impulsos" descrito
en el capítulo 6.2. Las únicas diferencias existentes conciernen al mecanismo de llamada
descrito a continuación.
El bloque FB 58 "TCONT_CP" contiene un mecanismo que le permite eliminar el
procesamiento de la unidad reguladora computacional y la optimización del OB 1 o un OB
de alarma cíclica lenta (p. ej. OB 32: 1 s). Este mecanismo se puede utilizar cuando la CPU
está sobrecargada y se requiere una gran precisión y, por tanto, la reducción de CYCLE_P
a CYCLE.
•
El ejemplo "Regulador de impulsos OB 35, OB 1" es idóneo para equipos S7 300, ya
que sólo hay disponible un nivel de alarmas cíclicas.
En las dos figuras siguientes se representa la llamada del bloque en caso de base de
tiempo corta en un S7 300:
OB 1 (freier Zyklus)
OB 35 ( z. B. 20 ms)
U
"DB_TCONT_CP".QC_ACT
SPBN M001
Call TCONT_CP, DB_TCONT_CP
...
SELECT = 1,
...
M001: NOP 0
•
6-6
...
SELECT = 2,
...
El ejemplo "Regulador de impulsos OB 35, OB 32" es idóneo para equipos S7 400, ya
que hay disponibles varios niveles de alarmas cíclicas.
En las dos figuras siguientes se representa la llamada del bloque en caso de base de
tiempo corta en un S7 400:
OB 32 (z. B. 1 s)
OB 35 (z. B. 20 ms)
...
SELECT = 3,
...
...
SELECT = 2,
...
A5E00125041-02
6.4
FB 58 "TCONT_CP" (continuo): ejemplo
El ejemplo "Regulador continuo" contiene un lazo de regulación sencillo con el regulador de
temperatura FB 58 "TCONT_CP" y un proceso de temperatura simulado con PROC_C. El
regulador está parametrizado como regulador continuo. PROC_C representa un elemento
VZ3 con entrada analógica.
En la siguiente figura se ilustra el lazo de regulación del ejemplo:
SP
TCONT_CP,
DB_TCONT_CP
PV
LMN
INV
PROC_C,
DB_PROC_C
OUTV
El bloque del regulador y el bloque del proceso se llaman en el OB 35 con un tiempo de
ciclo de alarma cíclica de 100 ms. Durante el rearranque completo del OB 100, se activan
los bits de rearranque del regulador y el proceso.
Bloque de proceso para la simulación de una zona de calentamiento de temperatura
El bloque simula un proceso de temperatura típico de calentamiento tal como puede
ponerse en práctica ya sea como zona de regulación en un extrusor, una máquina para
moldear por inyección o una máquina para la maleabilización, ya sea como horno separado.
En la figura siguiente se representa el diagrama de bloques del proceso de regulación
PROC_C:
DISV
AMB_TEM
GAIN
INV
+
+
TM_LAG1
A5E00125041-02
TM_LAG2
OUTV
TM_LAG3
6-7
Parámetros
Parámetro
Comentario
Descripción
INV
input variable
Magnitud de entrada (valor manipulado del
regulador)
DISV
Disturbance variable
GAIN
Process gain
TM_LAG1
Time lag 1
Tiempo de retardo 1
TM_LAG2
Time lag 2
Tiempo de retardo 2
TM_LAG3
Time lag 3
Tiempo de retardo 3
AMB_TEM
Ambient temperature
OUTV
Output variable
Magnitud de salida (p. ej. temperatura de la zona
de regulación)
Tras la suma de la señal de entrada analógica y de una magnitud perturbadora y tras la
multiplicación por la ganancia del proceso, los valores de proceso se conducen a través de
tres elementos de retardo de primer orden. Al final, el valor se añade a la temperatura
ambiente.
Durante la inicialización COM_RST = TRUE, la magnitud de salida se ajusta a
OUTV = (INV + DISV) * GAIN + AMB_TEM.
6-8
A5E00125041-02
El manejo se realiza en la tabla de variables VAT_LoopControlC:
A5E00125041-02
6-9
Mediante el interruptor MAN_ON se puede pasar la regulación a modo Manual. El valor
manual se puede predeterminar en MAN. Tras el rearranque completo (en caliente) de la
CPU, la regulación se encuentra en modo Manual con la calefacción desconectada.
Si desea optimizar la regulación, active el bit TUN_ON e introduzca un valor de consigna en
SP. En el parámetro PHASE puede observar el curso de la optimización.
El resultado de la optimización se indica en las palabras de estado STATUS_H y
STATUS_D.
Proceda del siguiente modo para poner el ejemplo en funcionamiento:
2. Si el preajuste del tiempo de ciclo del OB35 (100 ms) ya no está disponible, ajuste el
tiempo de ciclo del OB 35 a 100 ms mediante HW Config. Si en el nivel de alarmas
cíclicas se produce un error de tiempo, deberá ampliar el tiempo de ciclo. En ese caso,
la simulación se desarrollará más despacio. Si regula en el proceso real, el tiempo de
ciclo del OB 35 y los tiempos de muestreo CYCLE de DB_TCONT_CP y DB_PROC_C
deben coincidir.
3. Para optimizar el regulador, ajuste TUN_DLMN al 20%.
En la siguiente figura se ilustra la optimización del regulador con TCONT_CP:
zEs
13
Valor real
Consigna
Valor real
Valor manipulado
Zoom
La figura anterior muestra la optimización del regulador en caso del aumento de la
temperatura ambiente 20 °C en el punto de trabajo (60 °C). A continuación se realiza un
escalón de consigna de 60 °C a 85 °C dentro de la zona de regulación. La sobreoscilación
se puede eliminar reduciendo PFAC_SP de 0.8 a 0.6.
6-10
A5E00125041-02
6.5
Ejemplo con FB 59 "TCONT_S" (regulación discontinua)
El ejemplo "Regulador discontinuo" contiene un lazo de regulación sencillo del regulador
discontinuo PI y un elemento VZ3 con un actuador de acción I como modelo para un
proceso de temperatura.
En la siguiente figura se ilustra el lazo de regulación del ejemplo:
SP
QLMNUP
TCONT_S,
DB_TCONT_S
PV
QLMNDN
INV_UP
PROC_S,
DB_PROC_s
OUTV
INV_DOWN
El regulador y el proceso se llaman en el OB 35. Durante el rearranque completo del
OB 100, se activan los bits de rearranque del regulador y el proceso.
Bloque de proceso para la simulación de un proceso de temperatura
El bloque simula un proceso con un elemento VZ3. Para procesos de temperatura,
seleccione un comportamiento VZ2 con una constante de tiempo grande y otra pequeña
(TM_LAG1 = 10 × TM_LAG2 y TM_LAG3 = 0 s).
En la figura siguiente se representa el diagrama de bloques del proceso de regulación
PROC_S con actuador:
LMNR
QLMNR_HS
QLMNR_LS
INV_UP
INV_DOWN
MTR_TM
DISV
LMNR_HLM
LMNR_LLM
AMB_TEM
GAIN
+
+
TM_LAG1
A5E00125041-02
TM_LAG2
OUTV
TM_LAG3
6-11
Parámetros
Parámetro
Comentario
Descripción
INV_UP
input variable up
Abrir señal del valor manipulado
INV_DOWN
input variable down
Cerrar señal del valor manipulado
DISV
disturbance variable
GAIN
process gain
MTR_TM
motor manipulated
value
Tiempo de ejecución del actuador
LMNR_HLM
repeated manipulated
value high limit
Límite superior del actuador
LMNR_LLM
value low limit
Límite inferior del actuador
TM_LAG1
time lag 1
Tiempo de retardo 1
TM_LAG2
time lag 2
Tiempo de retardo 2
(en procesos de temperatura:
TM_LAG1 = 10...100 × TM_LAG2)
TM_LAG3
time lag 3
Tiempo de retardo 3
(= 0 en procesos de temperatura)
AMB_TEM
ambient temperature
OUTV
output variable
Magnitud de salida (p. ej. temperatura)
LMNR
value
Realimentación de posición
QLMNR_HS
high limit signal of
value
Señal tope de límite superior
QLMNR_LS
low limit signal of
value
Señal tope de límite inferior
Dependiendo de las señales de entrada INV_UP e INV_DOWN, la realimentación de
posición LMNR se calcula mediante un integrador. La realimentación de posición está
limitada a LMNR_HLM y LMNR_LLM. Si se alcanza cualquiera de los límites, se activan las
señales tope QLMNR_HS o QLMNR_LS.
Tras la aplicación de la magnitud perturbadora y la multiplicación por la ganancia del
proceso, los valores de proceso se conducen a través de tres elementos de retardo de
primer orden.
Durante la inicialización COM_RST = TRUE, la magnitud de salida se ajusta a
OUTV = (LMNR + DISV)*GAIN + AMB_TEM.
6-12
A5E00125041-02
El manejo se realiza en la tabla de variables VAT_LoopControlS:
Mediante el interruptor LMNS_ON se puede pasar la regulación a modo Manual. Tras el
rearranque completo (en caliente) de la CPU, la regulación se encuentra en modo Manual.
Si LMNS_ON está activado, en las entradas LMNUP o LMNDN se pueden controlar las
salidas QLMNUP o QLMNDN en modo Manual.
A5E00125041-02
6-13
Proceda del siguiente modo para poner el ejemplo en funcionamiento:
2. Ajuste con HW Config el tiempo de ciclo del OB 35 a 20 ms. Si en el nivel de alarmas
cíclicas se produce un error de tiempo, deberá ampliar el tiempo de ciclo. En ese caso,
la simulación se desarrollará más despacio. Si regula en el proceso real, el tiempo de
ciclo del OB 35 y el tiempo de muestreo del FB 59 "TCONT_S" deben coincidir.
En la siguiente figura se ilustra la optimización del regulador con TCONT_S:
zEs
13
Valor real
Consigna
Valor real
Valor manipulado
Zoom
La siguiente figura muestra un escalón de consigna de 20 °C a 36 °C. No se alcanza el
límite de valor manipulado; la temperatura oscila alrededor de 5 °C aprox. (30 %). Durante el
siguiente escalón de consigna de 36 °C a 70 °C se alcanza el límite manipulado superior. De
este modo se evita la sobreoscilación del valor real.
Si también desea evitar la sobreoscilación en caso de escalones de consigna pequeños,
deberá reducir PFAC_SP (p. ej. de 1.0 a 0.8).
6-14
A5E00125041-02
A
Anexo
A.1
Datos técnicos
Las siguientes tablas contienen el requerimiento de memoria de los bloques de temperatura:
A.2
Nombre del
bloque
Nº del
FB
Memoria de carga
requerida
Memoria de trabajo
requerida
Datos
locales
TCONT_CP
FB 58
10866 bytes
9910 bytes
144
TCONT_S
FB 59
2282 bytes
1966 bytes
64
DB de instancia
Memoria de carga requerida Memoria de trabajo requerida
DB de instancia para TCONT_CP
1068 bytes
532 bytes
DB de instancia para TCONT_S
298 bytes
134 bytes
Tiempos de ejecución
Nombre del
bloque
Nº del
FB
Condiciones límite
Tiempo de
tratamiento (en
ms) CPU 314
Tiempo de
tratamiento (en
ms) CPU 416
TCONT_CP
FB 58
Regulador continuo con
parametrización habitual
4,7
0,14
TCONT_CP
FB 58
Regulador continuo con
+ optimización del regulador
6,2
0,19
TCONT_CP
FB 58
Sólo se procesa el generador
de impulsos.
0,87
0,025
TCONT_S
FB 59
Regulador discontinuo con
2,8
0,095
Medido con:
CPU 314:
6ES7 314-1AE84-0AB0; 0,3 ms/kAW
CPU 416:
6ES7 416-1XJ02-0AB0; 0,08 ms/kAW
A5E00125041-02
A-1
Anexo
A.3
Ocupación de DB
A.3.1
DB de instancia para el FB 58 "TCONT_CP"
Parámetros:
Direc. Parámetro
Declarac Tipo de
ión
datos
Rango de Valor
valores
inicial
Descripción
0.0
PV_IN
INPUT
REAL
En
0.0
función de
los
sensores
utilizados.
4.0
PV_PER
INPUT
INT
0
6.0
DISV
INPUT
REAL
0.0
10.0
INT_HPOS
INPUT
BOOL
FALSE
10.1
INT_HNEG
INPUT
BOOL
FALSE
PROCESS VARIABLE IN/
Entrada de valor real
En la entrada "Entrada de valor real" se
puede parametrizar un valor de puesta en
servicio, o se puede conectar un valor real
externo en coma flotante.
PROCESS VARIABLE PERIPHERY/
Valor real de periferia
El valor real en formato de periferia se
conecta al regulador a través de la entrada
"Valor real de periferia".
DISTURBANCE VARIABLE/
Para realizar un control anticipativo de la
magnitud perturbadora, ésta se conecta a la
entrada "Magnitud perturbadora".
INTEGRAL ACTION HOLD IN POSITIVE
DIRECTION/
Congelar acción I en sentido positivo
La salida del integrador se puede bloquear
en sentido positivo. Para ello, la entrada
INT_HPOS debe estar ajustada a TRUE.
En caso de regulación en cascada, se
conecta INT_HPOS del regulador piloto a
QLMN_HLM del regulador secuencial.
INTEGRAL ACTION HOLD IN NEGATIVE
DIRECTION/
Congelar acción I en sentido negativo
La salida del integrador se puede bloquear
en sentido negativo. Para ello, la entrada
INT_HNEG debe estar ajustada a TRUE.
En caso de regulación en cascada, se
interconecta INT_HNEG del regulador piloto
con QLMN_LLM del regulador secuencial.
A-2
A5E00125041-02
Anexo
Direc. Parámetro
Declarac Tipo de
ión
datos
Rango de Valor
valores
inicial
Descripción
12.0
SELECT
INPUT
0a3
14.0
PV
OUTPUT REAL
SELECTION OF CALL PID AND PULSE
GENERATOR/
Selección del comportamiento de
llamada de PID y el generador de
impulsos
Si el generador de impulsos está
conectado, existen varias posibilidades de
llamar el algoritmo PID y el generador de
impulsos:
•
SELECT = 0: El regulador se llama en
un nivel de alarmas cíclicas rápido y se
procesan el algoritmo PID y el
generador de impulsos.
•
SELECT = 1: El regulador se llama en
el OB1 y sólo se procesa el algoritmo
PID.
•
SELECT =2: El regulador se llama en
un nivel de alarmas cíclicas rápido y
sólo se procesa el generador de
impulsos.
•
SELECT =3: El regulador se llama en
un nivel de alarmas cíclicas lento y sólo
se procesa el algoritmo PID.
PROCESS VARIABLE/
Valor real
En la salida "Valor real" se emite el valor
real que actúa realmente.
18.0
LMN
OUTPUT REAL
22.0
LMN_PER
OUTPUT INT
0
24.0
QPULSE
OUTPUT BOOL
FALSE
24.1
QLMN_
HLM
OUTPUT BOOL
FALSE
A5E00125041-02
INT
0
En
0.0
función de
los
sensores
utilizados.
0.0
MANIPULATED VARIABLE/
Valor manipulado
En la salida "Valor manipulado" se emite en
formato de coma flotante el valor
manipulado que actúa realmente.
MANIPULATED VARIABLE PERIPHERY/
Valor manipulado de periferia
El valor manipulado en formato de periferia
se conecta al regulador en la salida "Valor
manipulado de periferia".
QUTPUT PULSE SIGNAL/
Salida de impulsos
El valor manipulado se emite con
modulación de ancho de pulso en la salida
QPULSE.
HIGH LIMIT OF MANIPULATED
VARIABLE REACHED/
Límite superior del valor manipulado
alcanzado
El valor manipulado está limitado siempre a
un límite superior e inferior. La salida
QLMN_HLM señala si se sobrepasa el
límite superior.
A-3
Anexo
Direc. Parámetro
Declarac Tipo de
ión
datos
Rango de Valor
valores
inicial
24.2
QLMN_LLM OUTPUT BOOL
FALSE
24.3
QC_ACT
OUTPUT BOOL
TRUE
26.0
CYCLE
INPUT/
REAL
OUTPUT
≥ 0,001 s
0,1 s
30.0
CYCLE_P
INPUT/
REAL
OUTPUT
≥ 0,001 s
0,02 s
34.0
SP_INT
INPUT/
REAL
OUTPUT
38.0
MAN
INPUT/
REAL
OUTPUT
0.0
En
función de
los
sensores
utilizados.
0.0
42.0
COM_RST
INPUT/
BOOL
OUTPUT
FALSE
42.1
MAN_ON
INPUT/
BOOL
OUTPUT
TRUE
A-4
Descripción
LOW LIMIT OF MANIPULATED
VARIABLE REACHED/
Límite inferior del valor manipulado
alcanzado
El valor manipulado está limitado siempre a
un límite superior e inferior. La salida
QLMN_LLM notifica si se sobrepasa el
límite inferior.
NEXT CYCLE, THE CONTINUOUS
CONTROLLER IS WORKING/
La acción del regulador continuo se
procesa en la siguiente llamada
El parámetro indica si se va a procesar la
acción del regulador continuo en la
siguiente llamada de bloque (sólo relevante
si SELECT tiene el valor 0 ó 1).
SAMPLE TIME OF CONTINUOUS
CONTROLLER [s]/
continuo [s]
Valor predeterminado del tiempo de
muestreo para el algoritmo PID. El
optimizador calcula el tiempo de muestreo
en la fase 1 y lo introduce en CYCLE.
SAMPLE TIME OF PULSE GENERATOR
[s]/
Tiempo de muestreo del generador de
impulsos [s]
En esta entrada se indica el tiempo de
muestreo para la acción del generador de
impulsos. El FB 58 "TCONT_CP" calcula el
tiempo de muestreo en la fase 1 y lo
introduce en CYCLE_P.
INTERNAL SETPOINT/
Consigna interna
La entrada "Consigna interna" sirve para
preseleccionar una consigna.
MANUAL VALUE/
Valor manual
La entrada "Valor manual" sirve para
predeterminar un valor manual. En modo
Automático, se corrige según el valor
manipulado.
COMPLETE RESTART/
Rearranque completo
El bloque tiene una rutina de inicialización
que se procesa cuando está activada la
entrada COM_RST.
MANUAL OPERATION ON/
Conectar modo Manual
Si está activada la entrada "Conectar modo
manual", estará interrumpido el lazo de
regulación. Como valor manipulado se
predetermina el valor manual MAN.
A5E00125041-02
Anexo
Parámetros internos
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
44.0
DEADB_W
INPUT
REAL
En función
de los
sensores
utilizados.
0.0
DEAD BAND WIDTH/
Ancho de zona muerta
0 a 100 %
0.0
48.0
I_ITLVAL
INPUT
REAL
El error de regulación se conduce por
una zona muerta. La entrada "Ancho
de zona muerta" determina el tamaño
de la zona muerta.
INITIALIZATION VALUE OF THE
INTEGRAL ACTION/
Valor de inicialización de la
acción I
La salida del integrador se puede
activar en la entrada I_ITL_ON. En la
entrada "Valor de inicialización de la
acción I" se encuentra el valor de
inicialización. Durante el rearranque
completo
COM_RST = TRUE, la acción I se
ajusta al valor de incialización.
52.0
LMN_HLM
INPUT
REAL
> LMN_
LLM
100.0
MANIPULATED VARIABLE HIGH
LIMIT/
Límite superior del valor
manipulado
El valor manipulado está limitado
siempre a un límite superior e inferior.
La entrada "Límite superior del valor
manipulado" indica el límite superior.
56.0
LMN_LLM
INPUT
REAL
< LMN_
HLM
0.0
MANIPULATED VARIABLE LOW
LIMIT/
Límite inferior del valor
manipulado
El valor manipulado está limitado
siempre a un límite superior e inferior.
La entrada "Límite inferior del valor
manipulado" indica el límite inferior.
60.0
PV_FAC
INPUT
REAL
1.0
PROCESS VARIABLE FACTOR/
Factor de valor real
La entrada "Factor de valor real" se
multiplica por "Valor real de periferia".
La entrada sirve para adaptar el
rango del valor real.
64.0
PV_OFFS
INPUT
REAL
0.0
PROCESS VARIABLE OFFSET/
Offset de valor real
La entrada "Offset de valor real" se
suma a "Valor real de periferia". La
entrada sirve para adaptar el rango
del valor real.
A5E00125041-02
A-5
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
68.0
LMN_FAC
INPUT
REAL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
1.0
MANIPULATED VARIABLE
FACTOR/
Factor de valor manipulado
La entrada "Factor de valor
manipulado" se multiplica por el valor
manipulado. La entrada sirve para
adaptar el rango del valor
manipulado.
72.0
LMN_OFFS
INPUT
REAL
0.0
MANIPULATED VARIABLE
OFFSET/
Offset del valor manipulado
La entrada "Offset del valor
manipulado" se añade al valor
manipulado. La entrada sirve para
adaptar el rango del valor
manipulado.
76.0
PER_TM
INPUT
REAL
≥ CYCLE
1,0 s
PERIOD TIME [s]/
Periodo [s]
En el parámetro PER_TM se
introduce el periodo de la modulación
del ancho de pulso. La relación entre
periodo y tiempo de muestreo del
generador de impulsos determina la
precisión de la modulación del ancho
de pulso.
80.0
P_B_TM
INPUT
REAL
≥ 0,0 s
0,02 s
MINIMUM PULSE/BREAK TIME [s]/
Duración mínima de impulso o de
pausa [s]
En el parámetro "Duración mínima de
impulso o de pausa" se puede
parametrizar una longitud de pausa o
de impulso mínima. P_B_TM se limita
de forma interna a > CYCLE_P.
84.0
TUN_DLMN
INPUT
REAL
-100.0 a
100.0 %
20.0
DELTA MANIPULATED VARIABLE
FOR PROCESS EXCITATION/
Valor manipulado delta para la
activación del proceso
La activación del proceso para la
optimización del regulador se realiza
mediante un escalón de consigna de
TUN_DLMN.
88.0
PER_
MODE
INPUT
INT
0, 1, 2
0
PERIPHERY MODE/
Modo de operación Periferia
En este interruptor se puede indicar
el tipo del módulo AE. El valor real de
la entrada PV_PER se normaliza en
la salida PV en °C.
A-6
•
PER_MODE =0: Estándar
•
PER_MODE =1: Climatización
•
PER_MODE =2:
Corriente/tensión
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
90.0
PVPER_ON
INPUT
BOOL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
FALSE
PROCESS VARIABLE PERIPHERY
ON/
Conectar valor real de periferia
Si se debe acceder al valor real de la
periferia, la entrada PV_PER debe
estar conectada a la periferia, y la
entrada "Conectar valor real de
periferia" debe estar activada.
90.1
I_ITL_ON
INPUT
BOOL
FALSE
INITIALIZATION OF THE
INTEGRAL ACTION ON/
Inicializar acción I
La salida del integrador se puede
ajustar a la entrada I_ITLVAL. Para
ello debe estar activada la entrada
"Inicializar acción I".
90.2
PULSE_ON
INPUT
BOOL
FALSE
PULSE GENERATOR ON/
Conectar generador de impulsos
Con PULSE_ON = TRUE se activa el
generador de impulsos.
90.3
TUN_KEEP
INPUT
BOOL
FALSE
KEEP TUNING ON/
Mantener modo Optimización
No se pasa al modo Automático
hasta que TUN_KEEP sea FALSE.
92.0
96.0
ER
LMN_P
OUTPUT
OUTPUT
REAL
En función
de los
sensores
utilizados.
REAL
0.0
ERROR SIGNAL/
Error de regulación
En la salida "Error de regulación" se
emite el error de regulación que
actúa realmente.
0.0
PROPORTIONALITY COMPONENT/
Acción P
La salida "Acción P" contiene la
componente proporcional de la
magnitud manipulada.
100.0
LMN_I
OUTPUT
REAL
0.0
INTEGRAL COMPONENT/
Acción I
La salida "Acción I" contiene la
componente integral de la magnitud
manipulada.
104.0
LMN_D
OUTPUT
REAL
0.0
DERIVATIVE COMPONENT/
Acción D
La salida "Acción D" contiene la
componente derivativa de la
magnitud manipulada.
108.0
PHASE
OUTPUT
INT
0, 1, 2, 3,
4, 5, 7
0
PHASE OF SELF TUNING/
Indicación de la fase de la
optimización del regulador
En la salida PHASE se indica la fase
de ejecución actual de la
optimización del regulador (0..7).
A5E00125041-02
A-7
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
110.0
STATUS_H
OUTPUT
INT
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
0
STATUS HEATING OF SELF
TUNING/
Estado "Calentar" de la
STATUS_H indica un valor de
diagnóstico a través de la búsqueda
del punto de inversión en el proceso
de calentamiento.
112.0
STATUS_D
OUTPUT
INT
0
STATUS CONTROLLER DESIGN
OF SELF TUNING/
Estado "Diseño" de la
STATUS_D indica un valor de
diagnóstico a través del diseño del
regulador durante el proceso de
calentamiento.
114.0
QTUN_
RUN
OUTPUT
BOOL
0
TUNING IS ACTIVE
(PHASE 2)/
Optimización en curso (fase 2)
La optimización se ha iniciado
mediante la aplicación de la magnitud
manipulada de optimización y en
estos momentos se encuentra en la
fase 2 (búsqueda del punto de
inversión).
116.0
PI CONTROLLER PARAMETERS/
Parámetros PI del regulador
PI_CON
OUTPUT
STRUCT
+0.0
GAIN
OUTPUT
REAL
%/unidadfí
sica
0.0
PI PROPORTIONAL GAIN/
Ganancia del regulador PI
+4.0
TI
OUTPUT
REAL
≥ 0,0 s
0,0 s
PI RESET TIME [s]/
Tiempo de acción integral PI [s]
PID_CON
OUTPUT
STRUCT
+0.0
GAIN
OUTPUT
REAL
+4.0
TI
OUTPUT
REAL
+8.0
TD
OUTPUT
REAL
PAR_SAVE
OUTPUT
STRUCT
124.0
136.0
PID CONTROLLER PARAMETERS/
Parámetros PID del regulador
0.0
PID PROPORTIONAL GAIN/
Ganancia del regulador PID
≥ 0,0 s
0,0 s
PID RESET TIME [s]/
Tiempo de acción integral PID [s]
≥ 0,0 s
0,0 s
PID DERIVATIVE TIME [s]/
Tiempo de acción derivativa PID
[s]
SAVED CONTROLLER
PARAMETERS/
Parámetros PID guardados del
regulador
En esta estructura se guardan los
parámetros PID.
+0.0
PFAC_SP
INPUT/
OUTPUT
REAL
0.0 a 1.0
1.0
PROPORTIONAL FACTOR FOR
SETPOINT CHANGES/
Ganancia proporcional al cambiar
el valor de consigna
+4.0
GAIN
OUTPUT
REAL
%/unidadfí
sica
0.0
PROPORTIONAL GAIN/
Ganancia del regulador
A-8
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
+8.0
TI
INPUT/
OUTPUT
REAL
≥ 0,0 s
40,0 s
RESET TIME [s]/
Tiempo de acción integral [s]
+12.0
TD
INPUT/
OUTPUT
REAL
≥ 0,0 s
10,0 s
DERIVATIVE TIME [s]/
Tiempo de acción derivativa [s]
+16.0
D_F
OUTPUT
REAL
5.0 a 10.0
5.0
DERIVATIVE FACTOR/
Factor de acción derivativa
+20.0
CON_
ZONE
OUTPUT
REAL
≥ 0.0
100.0
CONTROL ZONE ON/
Conectar zona de regulación
+24.0
CONZ_ON
OUTPUT
BOOL
FALSE
CONTROL ZONE/
Ancho de zona de regulación
PFAC_SP
INPUT/
OUTPUT
REAL
1.0
SETPOINT CHANGES/
Ganancia proporcional al cambiar
el valor de consigna
162.0
0.0 a 1.0
PFAC_SP indica la acción P efectiva
en caso de modificación del valor de
consigna. Se ajusta entre 0 y 1.
166.0
GAIN
INPUT/
OUTPUT
REAL
%/unidad
física
2.0
•
1: la acción P también está
completamente operativa en
caso de modificaciones del valor
de consigna.
•
0: la acción P no está operativa
en caso de modificaciones del
valor de consigna.
PROPORTIONAL GAIN/
La entrada "Ganancia proporcional"
indica la ganancia del regulador. El
sentido de actuación del regulador se
invierte mediante el signo negativo de
GAIN.
170.0
TI
INPUT/
OUTPUT
REAL
≥ 0,0 s
40,0 s
RESET TIME [s]/
La entrada "Tiempo de acción
integral" determina el
comportamiento temporal del
integrador.
174.0
TD
INPUT/
OUTPUT
REAL
≥ 0,0 s
10,0 s
DERIVATIVE TIME [s]/
La entrada "Tiempo de acción
derivativa" determina el
comportamiento temporal del
diferenciador.
178.0
D_F
INPUT/
OUTPUT
REAL
5.0 a 10.0
5.0
DERIVATIVE FACTOR/
El factor de acción derivativa
determina el retardo de la acción D.
•
A5E00125041-02
D_F = Tiempo de acción
derivativa/
"Retardo de la acción D"
A-9
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
182.0
CON_
ZONE
INPUT/
OUTPUT
REAL
En función
de los
sensores
utilizados.
100.0
CONTROL ZONE/
Si el error de regulación es mayor
que el ancho de zona de regulación,
se emite el límite superior del valor
manipulado como valor manipulado.
Si el error de regulación es menor
que el ancho negativo de zona de
regulación, se emite el límite inferior
del valor manipulado como valor
manipulado.
186.0
CONZ_ON
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
CONTROL ZONE ON/
Con CONZ_ON =TRUE se puede
activar la zona de regulación.
186.1
TUN_ON
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
SELF TUNING ON/
Conectar optimización del
regulador
Si TUN_ON=TRUE, se toma el
promedio del valor manipulado hasta
que se aplica el cambio del valor
manipulado TUN_DLMN mediante un
escalón de consigna o
TUN_ST=TRUE.
186.2
TUN_ST
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
START SELF TUNING/
Iniciar optimización del regulador
Si el valor de consigna debe
permanecer constante durante la
optimización del regulador en el
punto de trabajo, se aplica un
escalón de consigna a TUN_DLMN
mediante TUN_ST=1.
186.3
UNDO_
PAR
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
UNDO CHANGE OF CONTROLLER
PARAMETERS/
Deshacer la modificación de los
parámetros del regulador
Carga los parámetros del regulador
PFAC_SP, GAIN, TI, TD, D_F
CONZ_ON y CON_ZONE desde la
estructura de datos PAR_SAVE (sólo
en modo Manual).
186.4
SAVE_PAR
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
SAVE CURRENT CONTROLLER
PARAMETERS/
Guardar parámetros actuales del
regulador
Guarda los parámetros del regulador
PFAC_SP, GAIN, TI, TD, D_F,
CONZ_ON y CON_ZONE en la
estructura de datos PAR_SAVE.
A-10
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
186.5
LOAD_PID
INPUT/
OUTPUT
BOOL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
FALSE
LOAD OPTIMIZED PI/PID
PARAMETERS/
Cargar parámetros PID
optimizados
Carga los parámetros del regulador
GAIN, TI y TD en función de PID_ON
desde la estructura de datos PI_CON
o PID_CON (sólo en modo Manual).
186.6
PID_ON
INPUT/
OUTPUT
BOOL
TRUE
PID MODE ON/
Conectar modo de operación PID
En la entrada PID_ON se puede
determinar si el regulador optimizado
debe trabajar como regulador PI o
PID.
•
Regulador PID:
PID_ON = TRUE
•
Regulador PI:
PID_ON = FALSE
Puede ocurrir que en muchos tipos
de proceso sólo se pueda diseñar un
regulador PI a pesar de PID_ON =
TRUE.
188.0
GAIN_P
OUTPUT
REAL
0.0
PROZESS PROPORTIONAL GAIN/
Ganancia del proceso identificada.
En el tipo de proceso I, la tendencia
es evaluar un GAIN_P demasiado
pequeño.
192.0
TU
OUTPUT
REAL
≥
3*CYCLE
0.0
DELAY TIME [s]/
Tiempo de retardo [s]
Tiempo de retardo identificado del
proceso.
196.0
TA
OUTPUT
REAL
0.0
RECOVERY TIME [s]/
Tiempo de compensación [s]
Tiempo de compensación identificado
del proceso. En el tipo de proceso I,
la tendencia es evaluar un TA
demasiado pequeño.
200.0
KIG
OUTPUT
REAL
0.0
204.0
N_PTN
OUTPUT
REAL
1.01 a 10.0 0.0
MAXIMAL ASCENT RATIO OF PV
WITH 100 % LMN CHANGE/
Subida máxima del valor real con
un cambio de la variable
manipulable de 0 a 100 % [1/s]
GAIN_P = 0.01 * KIG * TA
PROCESS ORDER/
Orden del proceso
El parámetro indica el orden del
proceso. También se pueden utilizar
"valores no enteros".
A5E00125041-02
A-11
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
208.0
TM_LAG_P
OUTPUT
REAL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
0.0
TIME LAG OF PTN MODEL [s]/
Constante temporal de un modelo
PTN [s]
Constante temporal de un modelo
PTN (valores significativos sólo para
N_PTN >= 2).
212.0
T_P_INF
OUTPUT
REAL
0.0
TIME TO POINT OF INFLECTION
[s]/
Tiempo hasta el punto de inversión
[s]
fTiempo desde la activación del
proceso hasta el punto de inversión
216.0
P_INF
OUTPUT
REAL
En función
de los
sensores
utilizados.
0.0
PV AT POINT OF INFLECTION PV0/
Valor real en el punto de inversión
– PV0
Modificación del valor real desde la
activación del proceso hasta el punto
de inversión.
220.0
LMN0
OUTPUT
REAL
0 a 100 %
0.0
MANIPULATED VAR. AT BEGIN OF
TUNING/
Valor manipulado al principio de la
optimización
Se calcula en la fase 1 (valor medio).
224.0
PV0
OUTPUT
REAL
228.0
PVDT0
OUTPUT
REAL
En función
de los
sensores
utilizados.
0.0
PROCESS VALUE AT BEGIN OF
TUNING/
Valor real al principio de la
optimización
0.0
RATE OF CHANGE OF PV AT
BEGIN OF TUNING [1/s]/
Subida del valor real al iniciar la
optimización [1/s]
Con adaptación de signo.
232.0
PVDT
OUTPUT
REAL
0.0
236.0
PVDT_MAX
OUTPUT
REAL
0.0
CURRENT RATE OF CHANGE OF
PV [1/s]/
Subida momentánea del valor real
[1/s]
Con adaptación de signo.
MAX. RATE OF CHANGE OF PV
PER SECOND [1/s]/
Modificación máx. del valor real
por segundo [1/s]
Derivación máxima del valor real en
el punto de inversión (con adaptación
de signo, siempre > 0); se utiliza para
calcular TU y KIG.
240.0
NOI_PVDT
OUTPUT
REAL
0.0
RATIO OF NOISE IN PVDT_MAX IN
%/
Nivel de ruido en PVDT_MAX en %
Cuanto mayor sea el nivel de ruido,
menos precisos (de efecto más
suave) serán los parámetros del
regulador.
A-12
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
244.0
NOISE_PV
OUTPUT
REAL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
0.0
ABSOLUTE NOISE IN PV/
Ruido absoluto en el valor real
Diferencia entre el valor real máximo
y mínimo en la fase 1.
248.0
FIL_CYC
OUTPUT
INT
1 ... 1024
1
NO OF CYCLES FOR MEANVALUE FILTER/
Número de ciclos del filtro de
valores medios
Se toma el promedio del valor real a
través de ciclos FIL_CYC. En caso
necesario, FIL_CYC se aumenta
automáticamente de 1 a 1024 como
máximo.
250.0
POI_CMAX
OUTPUT
INT
2
MAX NO OF CYCLES AFTER
POINT OF INFLECTION/
Número máximo de ciclos tras el
punto de inversión
Este tiempo se utiliza para encontrar
otro punto de inversión (es decir, un
punto de inversión mejor) en caso de
ruidos de medición. Sólo entonces
concluye la optimización.
252.0
POI_CYCL
A5E00125041-02
OUTPUT
INT
0
NUMBER OF CYCLES AFTER
POINT OF INFLECTION/
Número de ciclos tras el punto de
inversión
A-13
Anexo
A.3.2
DB de instancia para el FB 59 "TCONT_S"
Parámetros:
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
0.0
CYCLE
INPUT
REAL
≥ 0.001
0,1 s
SAMPLE TIME OF STEP
CONTROLLER [s]/
discontinuo [s]
En esta entrada se indica el tiempo de
muestreo para el regulador.
4.0
8.0
12.0
SP_INT
PV_IN
PV_PER
INPUT
INPUT
INPUT
REAL
REAL
INT
En función 0.0
de los
sensores
utilizados.
INTERNAL SETPOINT/
Consigna interna
En función 0.0
de los
sensores
utilizados.
PROCESS VARIABLE IN/
0
La entrada "Consigna interna" sirve para
preseleccionar una consigna.
En la entrada "Entrada de valor real" se
puede parametrizar un valor de puesta
en servicio, o se puede conectar un
valor real externo en coma flotante.
PROCESS VARIABLE PERIPHERY/
El valor real en formato de periferia se
conecta al regulador a través de la
entrada "Valor real de periferia".
14.0
DISV
INPUT
REAL
0.0
DISTURBANCE VARIABLE/
Para realizar un control anticipativo de la
magnitud perturbadora, ésta se conecta
a la entrada "Magnitud perturbadora".
18.0
LMNR_HS
INPUT
BOOL
FALSE
HIGH LIMIT SIGNAL OF REPEATED
MANIPULATED VALUE/
Señal tope de límite superior de la
realimentación de posición
La señal "Válvula de control en el tope
superior" se conecta a la entrada "Señal
tope de límite superior de la
realimentación de posición".
•
18.1
LMNR_LS
INPUT
BOOL
FALSE
LMNR_HS=TRUE: La válvula de
control se encuentra en el tope
superior.
LOW LIMIT SIGNAL OF REPEATED
MANIPULATED VALUE/
Señal tope de límite inferior de la
realimentación de posición
La señal "Válvula de control en el tope
inferior" se conecta a la entrada "Señal
tope de límite inferior de la
realimentación de posición".
•
A-14
LMNR_LS=TRUE:
La válvula de control se encuentra
en el tope inferior.
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaración
Tipo de
datos
18.2
LMNS_ON
INPUT
BOOL
Rango de
valores
Valor
inicial
Descripción
TRUE
MANIPULATED SIGNALS ON/
Conectar modo manual en señales
manipuladas
En la entrada "Conectar modo manual
en señales manipuladas" se pasa a
modo Manual el procesamiento de las
señales manipuladas.
18.3
LMNUP
INPUT
BOOL
FALSE
MANIPULATED SIGNALS UP/
Subir señal manipulada
En el modo Manual de las señales
manipuladas se controla manualmente
la señal de salida QLMNUP en la
entrada "Subir señal manipulada".
18.4
LMNDN
INPUT
BOOL
FALSE
MANIPULATED SIGNALS DOWN/
Bajar señal manipulada
En el modo Manual de las señales
manipuladas se controla manualmente
la señal de salida QLMNDN en la
entrada "Bajar señal manipulada".
20.0
QLMNUP
OUTPUT
BOOL
FALSE
MANIPULATED SIGNAL UP/
Estando activada la salida "Subir señal
manipulada", debe abrirse la válvula de
control.
20.1
QLMNDN
OUTPUT
BOOL
FALSE
MANIPULATED SIGNAL DOWN/
Si está activada la salida "Bajar señal
manipulada", se cerrará la válvula de
control.
22.0
PV
OUTPUT
REAL
0.0
PROCESS VARIABLE/
Valor real
En la salida "Valor real" se emite el valor
real que actúa realmente.
26.0
ER
OUTPUT
REAL
0.0
ERROR SIGNAL/
En la salida "Error de regulación" se
emite el error de regulación que actúa
realmente.
30.0
COM_RST
INPUT/
OUTPUT
BOOL
FALSE
COMPLETE RESTART/
Rearranque completo
El bloque tiene una rutina de
inicialización que se procesa cuando
está activada la entrada COM_RST.
A5E00125041-02
A-15
Anexo
Parámetros internos
Direc.
Parámetro
Declaraci Tipo de
ón
datos
32.0
PV_FAC
INPUT
Rango de Valor
valores
inicial
REAL
1.0
Descripción
PROCESS VARIABLE FACTOR/
La entrada "Factor de valor real" se
multiplica por el valor real. La entrada
sirve para adaptar el rango del valor
real.
36.0
40.0
PV_OFFS
DEADB_W
INPUT
INPUT
REAL
REAL
En función 0.0
de los
sensores
utilizados.
PROCESS VARIABLE OFFSET/
≥ 0.0
DEAD BAND WIDTH/
0.0
La entrada "Offset de valor real" se
suma al valor real. La entrada sirve para
adaptar el rango del valor real.
El error de regulación se conduce por
una zona muerta. La entrada "Ancho de
zona muerta" determina el tamaño de la
zona muerta.
44.4
PFAC_SP
INPUT
REAL
0.0 a 1.0
1.0
SETPOINT CHANGES [0..1 ]/
Ganancia proporcional al cambiar el
valor de consigna
PFAC_SP indica la acción P efectiva en
caso de modificación del valor de
consigna. Se ajusta entre 0 y 1.
48.0
GAIN
INPUT
REAL
%/unidad
física
2.0
•
1: la acción P está completamente
operativa en caso de
modificaciones del valor de
consigna.
•
0: la acción P no está operativa en
caso de modificaciones del valor de
consigna.
PROPORTIONAL GAIN/
La entrada "Ganancia proporcional"
indica la ganancia del regulador. El
sentido de actuación del regulador se
invierte mediante el signo negativo de
GAIN.
52.0
TI
INPUT
REAL
≥ 0,0 s
40.0 s
RESET TIME [s]/
La entrada "Tiempo de acción integral"
determina el comportamiento temporal
del integrador.
56.0
MTR_TM
INPUT
REAL
≥ CYCLE
30 s
MOTOR ACTUATING TIME/
Tiempo de corrección del motor [s]
En el parámetro "Tiempo de corrección
del motor" se introduce el tiempo de
ejecución de la válvula de control desde
un tope hasta el otro.
A-16
A5E00125041-02
Anexo
Direc.
Parámetro
Declaraci Tipo de
ón
datos
Rango de Valor
valores
inicial
Descripción
60.0
PULSE_TM
INPUT
≥ 0,0 s
MINIMUM PULSE TIME/
Duración mínima de impulso [s]
REAL
0,0 s
impulso" se puede parametrizar una
longitud de impulso mínima.
64.0
BREAK_TM
INPUT
REAL
≥ 0,0 s
0,0 s
MINIMUM BREAK TIME/
Duración mínima de pausa [s]
pausa" se puede parametrizar una
longitud de pausa mínima.
68.0
PER_
MODE
INPUT
INT
0, 1, 2
0
PERIPHERIE MODE/
En este interruptor se puede indicar el
tipo del módulo AE. El valor real de la
entrada PV_PER se normaliza en la
salida PV en °C.
70.0
PVPER_ON
INPUT
BOOL
FALSE
•
PER_MODE =0: Estándar
•
PER_MODE =1: Climatización
•
PER_MODE =2: Corriente/tensión
PROCESS VARIABLE PERIPHERY
ON/
Si se debe acceder al valor real de la
periferia, la entrada PV_PER debe estar
conectada a la periferia, y la entrada
"Conectar valor real de periferia" debe
estar activada.
A5E00125041-02
A-17
Anexo
A.4
Lista de respuestas de optimización
STATUS_H
Descripción
0
Valor predeterminado, ningún parámetro de
regulador o ningún parámetro de regulador
nuevo.
Solución
10000
Optimización finalizada + parámetros
adecuados del regulador encontrados.
2xxxx
Optimización finalizada + parámetros del
regulador dudosos.
2xx2x
Punto de inversión no alcanzado (sólo en
caso de activación a través de un escalón
de consigna).
Si el regulador sobreoscilara, suavice los
parámetros de regulación o inténtelo de nuevo con
una diferencia menor del valor manipulado
TUN_DLMN.
2x1xx
Error de estimación (TU < 3*CYCLE).
Reduzca CYCLE y repita el intento.
Caso especial: proceso PT1 puro: no lo intente de
nuevo, si es necesario reduzca los parámetros del
regulador.
2x3xx
Error de estimación TU demasiado grande.
Inténtelo de nuevo con mejores condiciones.
21xxx
Error de estimación N_PTN < 1.
22xxx
Error de estimación N_PTN > 10.
3xxxx
Optimización interrumpida en la fase 1
debido a una parametrización incorrecta:
30002
Diferencia efectiva del valor manipulado <
5 %.
Corrija la diferencia de valor manipulado
TUN_DLMN.
30005
Los tiempos de muestreo CYCLE y
CYCLE_P se diferencia en más del 5% con
respecto a los valores medidos.
Compare CYCLE y CYCLE_P con el tiempo de
ciclo del nivel de alarma cíclica y tenga en cuenta,
posibles distribuidores de llamadas ya existentes.
Compruebe la ocupación de la CPU. Una CPU
excesivamente ocupada puede prolongar los
tiempos de muestro que no corresponden a los
tiempos CYCLE o bien CYCLE_P.
Nota
Si interrumpe la optimización durante las fases 1 ó 2, entonces STATUS_H = 0. No
obstante, STATUS_D sigue indicando el estado del último cálculo del regulador.
Cuanto mayor sea el valor de STATUS_D, mayor será el orden del proceso de regulación,
mayor será la relación TU/TA y más suave será el efecto de los parámetros del regulador.
STATUS_D
Descripción
0
No se ha calculado ningún parámetro del regulador.
110
N_PTN <= 1.5 tipo de proceso I rápido.
121
N_PTN > 1.5 tipo de proceso I.
200
N_PTN > 1.9 tipo de proceso II (Rango de transición).
310
N_PTN >= 2.1 tipo de proceso III rápido.
320
N_PTN > 2.6 tipo de proceso III.
111, 122, 201, 311, Los parámetros han sido corregidos por la fase 7.
321
A-18
A5E00125041-02
B
Abreviatura
Explicación
BREAK_TM
Duración mínima de pausa [s]
COM_RST
Rearranque
CON_ZONE
CONZ_ON
CYCLE
Tiempo de muestreo [s]
CYCLE_P
Tiempo de muestreo del generador de impulsos [s]
D_F
DEADB_W
DISV
ER
FIL_CYC
Nº de ciclos del filtro de valor medio
GAIN
GAIN_P
I_ITL_ON
Inicializar acción I
I_ITLVAL
Valor de inicialización para la acción I
INT_HNEG
Congelar acción I en sentido negativo
INT_HPOS
Congelar acción I en sentido positivo
KIG
Subida máxima del valor real con un cambio de la variable manipulable de
0 a 100 % [1/s]
LMN
Valor manipulado
LMN_D
Acción D
LMN_FAC
Factor de valor manipulado
LMN_HLM
Límite superior del valor manipulado
LMN_I
Acción I
LMN_LLM
Límite inferior del valor manipulado
LMN_OFFS
Offset del valor manipulado
LMN_P
Acción P
LMN_PER
Valor manipulado de periferia
LMN0
Valor manipulado al principio de la optimización
LMNDN
LMNR_HS
Señal tope de límite superior de la realimentación de posición
A5E00125041-02
B-1
B-2
Abreviatura
Explicación
LMNR_LS
Señal tope de límite inferior de la realimentación de posición
LMNS_ON
Conectar modo manual en señales manipuladas
LMNUP
LOAD_PID
Cargar parámetros PID optimizados
MAN
Valor manual
MAN_ON
Conectar modo manual
MTR_TM
Tiempo de corrección del motor [s]
N_PTN
Orden del proceso
NOI_PVDT
Nivel de ruido en PVDT_MAX en %
NOISE_PV
Ruido absoluto en el valor real
P_B_TM
Duración mínima de impulso o de pausa [s]
P_INF
Valor real en el punto de inversión – PV0
PAR_SAVE
Parámetros PID guardados del regulador
PER_MODE
PER_TM
Periodo [s]
PFAC_SP
Ganancia proporcional al cambiar el valor de consigna
PHASE
Indicación de la fase de la optimización del regulador
PI_CON
Parámetros PI del regulador
PID_CON
Parámetros PID del regulador
PID_ON
Conectar modo de operación PID
POI_CMAX
Nº máximo de ciclos tras el punto de inversión
POI_CYCL
Número de ciclos tras el punto de inversión
PULSE_ON
Conectar generador de impulsos
PULSE_TM
Duración mínima de impulso [s]
PV
Valor real
PV_FAC
PV_IN
PV_OFFS
PV_PER
PV0
Valor real al principio de la optimización
PVDT
Subida momentánea del valor real [1/s]
PVDT_MAX
Modificación máx. del valor real por segundo [1/s]
PVDT0
Subida del valor real al iniciar la optimización [1/s]
PVPER_ON
QC_ACT
La acción del regulador continuo se procesa en la siguiente llamada
QLMN_HLM
Límite superior del valor manipulado alcanzado
QLMN_LLM
Límite inferior del valor manipulado alcanzado
A5E00125041-02
Abreviatura
Explicación
QLMNDN
QLMNUP
QPULSE
Salida de impulsos
QTUN_RUN
Optimización en curso (fase 2)
SAVE_PAR
Guardar parámetros actuales del regulador
SELECT
Selección del comportamiento de llamada de PID y el generador de
impulsos
SP_INT
Consigna interna
STATUS_D
Estado "Diseño" de la optimización del regulador
STATUS_H
Estado "Calentar" de la optimización del regulador
T_P_INF
Tiempo hasta el punto de inversión [s]
TA
Tiempo de compensación del proceso [s]
TD
TI
TM_LAG_P
Constante temporal de un modelo PTN [s]
TU
Tiempo de retardo del proceso [s]
TUN_DLMN
Valor manipulado delta para la activación del proceso
TUN_KEEP
Mantener modo Optimización
TUN_ON
Conectar optimización del regulador
TUN_ST
Iniciar optimización del regulador
UNDO_PAR
Deshacer la modificación de los parámetros del regulador
A5E00125041-02
B-3
B-4
A5E00125041-02
Índice alfabético
A
Algoritmo del regulador discontinuo PI ................ 4-4
control anticipativo........................................... 4-4
Archivo Léame..................................................... 1-2
B
Base de tiempo.................................................. 2-15
C
Comportamiento en régimen transitorio .............. 3-3
CYCLE .............................................................. 2-15
CYCLE_P ................................................. 2-15, 2-17
D
DB de instancia para el FB 58 "TCONT_CP" ......A-2
DB de instancia para el FB 59 "TCONT_S".......A-14
E
Ejemplo con FB 58 "TCONT_CP" .........6-2, 6-6, 6-7
Ejemplo con FB 59 "TCONT_S" ........................ 6-11
F
FB 58 "TCONT_CP"
algoritmo PID................................................... 2-4
almacenamiento de los parámetros
del regulador................................................ 2-9
aplicación......................................................... 1-3
atenuación de la acción P................................ 2-5
base de tiempo .............................................. 2-15
cálculo del valor manipulado ..........2-6, 2-9, 2-12,
......................................................3-2, 3-4, 3-5
control anticipativo........................................... 2-6
conversión del formato del valor real............... 2-2
DB de instancia ...............................................A-2
descripción ...................................................... 1-4
diagrama de bloques ..................................... 2-13
diagrama de bloques de la formación
del error de regulación................................. 2-1
diagrama de bloques del algoritmo PID... 2-4, 2-6,
......................................2-9, 2-12, 3-2, 3-4, 3-5
diagrama de bloques del almacenamiento y
recarga de los parámetros del regulador..... 2-9
ejemplo..............................................6-2, 6-6, 6-7
esbozo de la estructura ................................... 1-3
formación del error de regulación ............. 2-1, 2-3
generador de impulsos .................................. 2-11
inicialización ................................2-14, 2-15, 2-18
integrador ........................................................ 2-5
A5E00125041-02
limitación del valor manipulado ....................... 2-8
normalización del valor manipulado ................ 2-8
normalización del valor real............................. 2-2
normalización del valor real, ejemplo .............. 2-3
optimización del regulador............................... 3-1
preparativos..................................................... 3-6
procesamiento de valores manuales............... 2-7
proceso de refrigeración.................................. 1-3
rama del valor de consigna ............................. 2-1
recarga de parámetros guardados
del regulador ............................................... 2-9
selección del valor real .................................... 2-1
tiempo de muestreo del regulador........ 2-15, 2-16
zona de regulación .......................................... 2-6
zona muerta .................................................... 2-3
FB 59 "TCONT_S"............................................... 1-4
algoritmo del regulador discontinuo PI ............ 4-4
aplicación ........................................................ 1-4
conversión del valor real.................................. 4-2
DB de instancia ............................................. A-14
descripción ...................................................... 1-4
Diagrama de bloques ...................................... 4-5
formación del error de regulación............. 4-1, 4-3
inicialización .................................................... 4-7
normalización del valor real............................. 4-2
rama del valor de consigna ............................. 4-1
selección del valor real .................................... 4-1
tiempo de muestreo......................................... 4-7
zona muerta .................................................... 4-3
G
Gama de productos............................................. 1-1
Generador de impulsos ..................................... 2-11
Guía rápida.......................................................... 5-1
I
Influencias perturbadoras .................................... 3-3
L
Linealidad ............................................................ 3-3
M
Modulación del ancho de pulso ......................... 2-11
Índice alfabético-1
Índice alfabético
O
Optimización del regulador........................... 3-1, 3-4
gran acoplamiento térmico ............................ 3-19
inicio ................................................................ 3-8
interrupción.................................................... 3-12
ligero acoplamiento térmico........................... 3-20
problemas...................................................... 3-12
repaso............................................................ 3-16
respuestas .....................................................A-18
resultado........................................................ 3-11
P
Post-optimización en modo Regulación ............ 3-16
Proceso de refrigeración ..................................... 1-3
PULSEGEN ....................................................... 2-11
Respuestas de la optimización.......................... A-18
S
Software
instalación ....................................................... 1-1
STATUS_H........................................................ A-18
T
tiempo de muestreo del regulador..... 2-15, 2-16, 4-7
Tipo de proceso
comprobación................................................ 3-11
Tipos de procesos ............................................... 3-2
Z
Zona de trabajo ................................................... 3-3
R
Regulación........................................................... 6-1
Índice alfabético-2
A5E00125041-02

SIMATIC PID Temperature Control

Transcripción

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