Bộ điều khiển PID của PLC S7 1200 cú chức năng tổng hợp tớn hiệu đầu vào, bằng cỏch so sỏnh tớn hiệu đặt và tớn hiệu phản hồi. Từ đú điều chỉnh tớn hiệu ở đầu ra sao cho đạt cỏc chỉ tiờu về chất lượng một cỏch tối ưu. Bộ điều khiển PID của PLC S7
1200 được chia thành 4 dạng lệnh, với cỏc chức năng và trường hợp sử dụng khỏc nhau.
Trong khuụn khổ của luận văn, Đối tượng điều khiển là bộ bỏn dẫn cụng suất AC/AC bao gồm cỏc Thyristor mắc song song ngược cú thể điều chỉnh được điện ỏp đầu ra để đặt lờn búng đốn, Tớn hiệu điều khiển dạng Analog 4 – 20mA. Do đối lượng là khõu tuyến tớnh. Nờn ta sử dụng khối PID_Compact là phự hợp nhất. Ta sẽ phõn tớch kỹ chức năng và cấu trỳc lệnh PID_Compact.
Lệnh PID_Compact cung cấp bộ điều khiển PID với việc điều chỉnh tớch hợp cho cỏc đối tượng tuyến tớnh. Cú thể hoạt động ở cỏc chế độ:
Khụng hoạt động Chế độ tiền xử lý Chế độ Dũ tham số Chế độ tự động Chế độ bằng tay
Giỏ trị đầu ra thay thế với giỏm sỏt lỗi
Sơ đồ cấu trỳc bộ điều khiển PID_Compact của PLC S7 1200 được trỡnh bày như hỡnh 1.12, 1.13 và sơ đồ khối làm việc của khối PID_Compact như hỡnh 1.14.
Giải thớch cỏc khối của sơ đồ PID_Compact:
+ CRP_IN và Scale: Do đầu vào Input_Per là tớn hiệu dạng sau chuyển đổi Analog (INT), nờn cần phải qua CRP_IN và Scale để đổi sang đại lượng vật lý.
+ Limit: Là khõu giới hạn, nú khụng cho phộp người vận hành đặt giỏ trị Setpoint lớn hơn giỏ trị cao (High) và nhỏ hơn giỏ trị thấp (Low) do người lập trỡnh cài đặt.
+ PIDT1_Anti Windup: Khõu xử lý PID, trong khõu này. Việc xử lý tớn hiệu khuếch đại, vi phõn, tớch phõn thụng qua cỏc tham số Khuếch đại (Kp), Tớch phõn (Ti) và Vi phõn (Td) sẽ được thực hiện tại đõy (hỡnh 2.12).
+ PV_Alarm: Khõu thực hiện việc xử lý cỏc tớn hiệu cảnh bỏo khi giỏ trị phản hồi lớn hơn hoặc nhỏ hơn giỏ trị người lập trỡnh cài đặt.
+ INV: Khõu đảo tớn hiệu điều khiển đầu ra (nếu muốn).
+ Limit: Khõu giới hạn tớn hiệu đầu ra, khụng cho vượt quỏ giỏ trị cho phộp (bóo hũa).
+ Ouput: Tớn hiệu ra dạng %.
+ CRP_OUT: Chuyển tớn hiệu ra ở dạng % thành tớn hiệu Analog để đưa đến cỏc Modul Analog.
+ PWM: Chuyển tớn hiệu ra ở dạng % thành tớn hiệu dạng xung để đưa đến cỏc Modul cần điều khiển độ rộng xung.
Hỡnh 1.13. Sơ đồ cấu trỳc khối PIDT1 Anti Windup trong bộ điều khiển PID của PLC S7 1200
Hỡnh 1.14. Sơ đồ khối làm việc của lệnh PID_Compact PLC S7 1200
Chức năng cỏc chõn tớn hiệu của bộ điều khiển PID S7 1200 với lệnh PID_Compact được trỡnh bày như sau:
Bảng 1.3: Bảng chức năng cỏc tớn hiệu vào/ra của bộ điều khiển PID S7 1200
Chức năng thụng số Dạng dữ
liệu Mụ tả
Giỏ trị mặc định
Setpoint Đầu vào Real Giỏ trị đặt của bộ điều khiển PID ở chế
độ tự động 0.0
Input Đầu vào Real
Giỏ trị phản hồi vật lý của bộ điều khiển. Để sử dụng chõn này cần cấu hỡnh Config.InputPEROn = 0
0.0
Input_PER Đầu vào Word
Giỏ trị phản hồi Analog của bộ điều khiển. Để sử dụng chõn này cần cấu hỡnh Config.InputPEROn = 1
0 Disturbance
Đầu vào Real Biến nhiễu 0.0
ManualEnable Đầu vào Bool
Kớch hoạt hoặc hủy kớch hoạt chức năng điều khiển bằng tay (Mặc định FALSE) + ManualEnable = 0 thỡ chạy chế độ tự
động
+ ManualEnable = 1 thỡ chạy chế độ bằng tay
Manual Đầu vào Real Giỏ trị cài đặt khi vận hành bộ điều khiển
ở chế độ bằng tay 0.0
ErrorAck Đầu vào Bool Nếu ErrorAck = 0 – 1 thỡ ErrorBits and
Warning sẽ bị reset. 0
Reset
Đầu vào Bool
Nếu Reset = 0 – 1 thỡ bộ điều khiển PID sẽ được khởi động lại và tham số của PID thỡ khụng thay đổi
0
ModeActivate
Đầu vào Bool
Nếu ModeActivate = 0 – 1 thỡ bộ điều khiển PID sẽ được chuyển sang chế độ làm việc PID thỡ khụng thay đổi
0
ScaledInput Đầu ra Real Giỏ trị phản hồi quy đổi 0.0
Output
Đầu ra Real Giỏ trị đầu ra dạng số thực 0.0 Output_PER
Đầu ra INT Giỏ trị đầu ra dạng Analog 0
Output_PWM
Đầu ra Bool Giỏ trị đầu ra dạng xung 0
SetpointLimit
_H Đầu ra Bool Bỏo giỏ trị đặt đó đến ngưỡng cài đặt cao 0
SetpointLimit
_L Đầu ra Bool Bỏo giỏ trị đặt đó đến ngưỡng cài đặt
thấp 0
InputWarning
_H Đầu ra Bool Bỏo giỏ trị phản hồi đó đến ngưỡng cài
đặt cao 0
InputWarning
_L Đầu ra Bool Bỏo giỏ trị phản hồi đó đến ngưỡng cài
đặt thấp 0
State
Đầu ra INT Trạng thỏi làm việc của bộ điều khiển
0: Khụng hoạt động 1: Chuẩn bị dũ tham số 2: Đang dũ tham số 3: Chế độ tự động 4: Chế độ bằng tay
5: Giỏ trị đầu ra được thay thế bằng việc giỏm sỏt lỗi
Error Đầu ra Bool Error = 0 – 1: Cú lỗi 0
ErrorBits Đầu ra DWORD Mó lỗi (cần tra bảng mó lỗi để biết rừ hơn) 0