Tutorial S7 de configuración PID

1. CONTROL PID
Carlos Cardelo

2. FUNCIONAMENT PID
1. Prepara un Mòdul de interrupció què
s’executi cada 10 ms (OB30) on
posarem el PID per controlar
exactamente i independentment del
cicle principal la execució i, sobretot,
el tems de execució del PID
(tecnología). D’aquesta manera el
fem totalmente independent del
programa de treball.
OB30:
1. El PID anirà doncs al cicle
d’interrupció OB30
2. Triem PID compact al menú de
“tecnología”. És el més comú i fácil
de fer servir.

3. PARAMETRES
a) Consigna (Setpoint): Ha de ser un real que podem carregar des
d’HMI o un valor en un DB, etc. És el valor desitjat de regulación.
b) Input o Input PER?
a. No es poden fer servir les dures i s’ha de triar
i. INPUT és el valor d’una variable després de
Normalitzar i escalar la entrada del sendor
ii. INPUT PER seria per conectar directament el sensor i
el PID la converteix
b. CONFIGURACIÓ
a. Tipus de regulación (pot ser en % o per unitats
de mesura)
b. “Activar el modo tras rearrancar la CPU”. Ho
posem en automàtic ja que indica com arrenca
el PID tras pasar de stop a run el PLC.
c. “Invertir control” implica que el detector
mostra valor invers. Es a dir si el sensor
marca Baix vol dir que el nivel és alt i al
revés.

4. PARÀMETRES D’ENTRADA
INPUT:
Triem quina de les dos opcions hem
fet servir per treballar: Entrada
convertida amb Nom-Scale (INPUT) o
entrada directa de la analògica
INPUT PER.
OUTPUT:
1. Sortida PER directa a la QW
analògica (0 a 27648)
2. Output PWM és la sortida
modulada què només farem
servir per sortides digitals. Simula
un relé de estat sòlid (SSR)
3. Output és un percentatge (%)
entre 0% i 100%

5. AJUSTOS DEL VALOR REAL
Aquí posem els límit del sistema. Si treballem
en volum, per exemple, el valor mínim i
màxim.
A l’ESCALAT només s’activa si treballem amb
Input/Output PER i ens marca la
correspondència entre els valor màxim i
mínim del sistema i els equivalents en dades 0
a 27648

6. AJUSTOS AVANÇATS
MONITORITZACIÓ DEL VALOR REAL
Marca els límits de treball on avisa per
sobrepassar màxim o mínim i els valors de pas
entre mesures
LIMIT PWM
Marcarem els límits de treball del senyal si
treballem en PWM. Els temps del període dels
senyals digitals (períodes del tren de polsos.

7. AJUSTOS AVANÇATS
LÍMITS DEL VALOR DE SORTIDA
Valors de control on comença i on acaba. Per
exemple posem al mínim 10% si volem que la
bomba comenci a treballar a partir del 10 % i
despreciem els valors més baixos.
Reaction error és un tolerància de treball de
correcció d’error a la sortida.

8. AJUSTOS AVANÇATS
Guany Proporcional:
Regula el factor de correcció de l’error, en la quantitat programada, i per tant ens dona la tolerància de
regulació.
Per exemple, un sistema o sensor què controla pressió amb un rang entre 0 i 200 bar. Si la consigna és de 100 bar, i
el factor Proporcional és de 1, llavors la regulació és al 50% (100 bar) amb un error admissible és de 10% sobre la
consigna (1). Si el fem més gran el error admissible disminueix. Si el fem massa alt la regulació és massa intermitent a
dalt i avall (més i menys) del valor de consigna, el que fa que oscil·li massa al voltant de la consigna.
Ens dona el valor de sortida respecte a l’error.
REGULA LA SORTIDA EN FUNCIÓ DE L’ERROR.
PARÀMETRES PID (Repàs M3)
Són els propis de control del PID
Error: és la diferència entre el valor
desitjat (consigna) i el real del sistema.
P.ex.: Un sistema de pressió que volem
regular a 100 bars i està aturat (1 bar,
aproximadament) té un error de 99
bars.

9. AJUSTOS AVANÇATS
Temps Integral:
El temps Integral és additiu al proporcional i controla el temps en
assolir la consigna. A l’hora permet aproximar-se millor al valor i
compensar el percentatge d’error del proporcional.
Normalment el proporcional no aconsegueix assolir totalment el
valor de consigna, per la qual cosa afegim el efecte integral que
fa què el valor de sortida millori per tal de aproximar-se el màxim
al valor demanat.
Temps Derivatiu:
El temps derivatiu és additiu al proporcional i a l’integral. En la major part dels casos la sortida es oscilatoria, vol
dir que amb el proporcional regulem la sortida de manera que disminuïm el error de consigna i que amb el
integral fem una major aproximació al valor desitjat però treballem sobre aproximacions en més i menys. Per
això s’obté un efecte com de oscil·lació al voltant del valor desitjat què suavitzem afegint-hi el derivatiu.

10. AJUSTOS AVANÇATS
Coeficient per al retard de l'acció derivada
L'efecte de l'acció D es retarda mitjançant el coeficient de
retard de l'acció derivada.
Retard de l'acció derivada = Temps derivatiu x coeficient de
retard de l'acció derivada
● 0.0: l'acció D només té efecte per a un cicle i, per això,
gairebé no és efectiva.
● 0.5: Aquest valor s'ha acreditat en la pràctica per a sistemes
regulats amb una
constant de temps dominant.
●> 1.0: Com més gran sigui el coeficient, més s'endarrerirà
l'efecte de l'acció D.
Ponderació de l'acció P
En el cas que es produeixin canvis en la consigna, és possible atenuar l'acció P. Es recomanen valors compresos
entre 0.0 i 1.0.
● 1.0: L'acció P és totalment efectiva quan es canvia la consigna
● 0.0: L'acció P no actua a l'canviar la consigna
Si es produeix una modificació de la valor real, l'acció P és totalment efectiva.

11. AJUSTOS AVANÇATS
Ponderació de l'acció D
En el cas que es produeixin canvis en la consigna, és possible
atenuar l'acció D.
Es recomanen valors compresos entre 0.0 i 1.0.
● 1.0: L'acció D és totalment efectiva quan es canvia la consigna.
● 0.0: L'acció D no actua a l'canviar la consigna
Si es produeix una modificació de la valor real, l'acció D és
totalment efectiva.
Temps de mostreig Algorisme PID
Atès que el sistema regulat necessita cert temps per respondre a un canvi de la valor de sortida, no és raonable
calcular aquest valor en cada cicle. El temps de mostreig de l‘ algoritme PID és el temps entre dos càlculs de la
valor de sortida. Aquest es determina durant l'optimització i s'arrodoneix a un múltiple de el temps de cicle. Totes
les altres funcions de PID_Compact s'executen amb cada crida.
Si s'utilitza Output_PWM, el temps de mostreig de l'algoritme PID s'utilitza com durada de el període de la
modulació per ample d'impulsos. La precisió del senyal de sortida està determinada per la relació entre el temps
de mostreig de l'algoritme PID i el temps de cicle de l'OB. Per això es recomana que el temps de cicle sigui com a
màxim una dècima part de el temps de mostreig de l'algoritme PID.

12. AJUSTOS AVANÇATS
Regla per a l'optimització
A la llista desplegable "Estructura de l'regulador" seleccioni
si van a calcular els paràmetres PI o PID.
● PID
Es calcula durant l'optimització inicial i l'optimització fina de
el paràmetre PID.
● PI
Es calcula durant l'optimització inicial i l'optimització fina de
el paràmetre PI.
● Definit per l'usuari
Si s'han ajustat diferents estructures de l'regulador per a
l'optimització inicial i la optimització fina en un programa
d'usuari, a la llista desplegable apareix "Definit per l'usuari ".

13. RECORDATORI
PV=Senyal dels sensors (de control)
SP=Snyal de consigna (valor desitjat)