- Xác định thông số của bộ điều khiển theo bảng sau : Bộ điều khiển
P 0,5 - -
PI 0,45 0,83 -
PID 0,6 0,5 0,125
2.3.3 Tìm hiểu khối hàm PID_Compact trong TIA Portal
Công dụng: PID_Compact cung cấp 1 bộ điều khiển PID với chức năng tự điều chỉnh cho chế độ tự động hoặc bằng tay.
Setpoint IN Real Điểm đặt của bộ điều khiển PID trong chế độ tự động.Giá trị mặc định:0.0
định): 0.0
You must also set
sPid_Cmpt.b_Input_PER_On = FALSE.
Input_PER IN Word
Giá trị xử lý analog(tùy chọn).Giá trị mặc định: W#16#0.
You must also set
sPid_Cmpt.b_Input_PER_On = TRUE.
ManualEnable IN Bool
Cho phép hoặc không cho phép chế độ vận hành bằng tay.Default value: FALSE .
Trên cạnh của sự chuyển đổi từ FALSE sang TRUE,bộ điều khiển PID chuyển sang chứ độ bằng tay,State=4 và sRet.i_Mode vẫn không đổi
Trên cạnh của sự thay đổi từ TRUE sang FALSE,bộ điều khiển PID chuyển tới chế độ vận hành cuối cùng và State = sRet.i_Mode
ManualValue IN Real Giá trị xử lí cho việc vận hành bằng tay. Default value: 0.0
Reset IN Bool
Khởi động lại bộ điều khiển Default value: FALSE
Nếu Reset=TRUE,những điều sau đây được áp dụng:
mode Chế độ vận hành không hoạt động Input value = 0
Integral part of the process value = 0 Giá trị trung gian của hệ thống được reset các thông số PID được duy trì)
Output_PER(1) OU
T Word
Analog output value. Default value: W#16#0
Output_PWM(1) OU
T Bool
Output value for pulse width modulation. Default value: FALSE
SetpointLimit_H OU
T Bool
Giới hạn trên của SP. Default value: FALSE Nếu SetpointLimit_H=TRUE,đạt đến giới hạn trên tuyệt đối của SP Default value: FALSE
SetpointLimit_L OU
T Bool
Giới hạn dưới của SP .Default value: FALSE Nếu SetpointLimit_H=TRUE,đạt đến giới hạn dưới tuyệt đối của SP. Default value: FALSE
InputWarning_H OU
T Bool
Nếu InputWarning_H = TRUE ,giá trị xử lí(PV) đạt đến hay vượt mức giới hạn trên Default value: FALSE
InputWarning_L OU
T Bool
Nếu InputWarning_H = TRUE ,giá trị xử lí(PV) đạt đến hay vượt mức giới hạn dưới Default value: FALSE
State OU
T Int
Chế độ vận hành hiện tại của bộ điều khiển PID Default value: 0
Sử dụng sRet.i_Mode để chuyển chế độ State = 0: Inactive
State = 1: Pretuning (điều chỉnh sơ bộ) State = 2: Manual fine tuning
State = 3: Automatic mode State = 4: Manual mode
Error OU
T DWord
Error message Default value: DW#16#0000 (no error)
(1)Các thông số Output, Output_PER, và Output_PWM được sử dụng song song
dụng có nhiều bộ PID thì OB1 càng chậm đồng thời làm đáp ứng của PLC bị chậm theo
Chọn Organization block(OB) → Cyclic interrupt → LAD → Cycle time 100→ OK
Số thứ tự của OB được tự động đánh số là OB30
Lấy khối hàm PID_Compact : Chọn Extended instructions → PID → PID_Compact → OK.
Trong khối OB30 nhập vào các biến khai báo (tùy thuộc vào ứng dụng để nhập đúng thông số) vào khối hàm PID theo nhu cầu sử dụng. Sau đó ấn vào biểu tượng
Trong phần Input Scaling >>nhập các thông số theo trình tự sau → Scaled high value (ví dụ 1000.0 L) → high limit (ví dụ 1000.0 L) → Low limit (ví dụ 0.0 L) → Scaled low value (ví dụ 0.0 L). Ở đây tùy từng ứng dụng bài toán mà nhập các giá trị thích hợp, giá trị trong hình ví dụ cho hệ thống ổn định mức
Trong phần Advance settings chỉ cần quan tâm tới PID parameter → PID parameters : với mỗi một hệ thống sẽ có những thông số để hệ thống ổn định, ở đây
chúng ta chỉ đưa ra thông số gần đúng để chức năng auto turning hoạt động nhanh hơn, chúng ta cũng có thể để thông số mặc định. Thực hiện xong nhấn Save project.
Khi CPU khởi động ban đầu, bộ điều khiển PID_Compact chưa được kích hoạt.Để kích hoạt nó,chúng ta bắt đầu lệnh bằng cách click vào biểu tượng
Tiếp tục chọn Start fine turning để bắt đầu dò thông số cho hệ thống. Bây giờ Self optimization bắt đầu hoạt động.Trong vùng ‘Status’ những bước hoạt động và lỗi xảy ra sẽ được hiển thị. Thanh vận hành cho thấy quá trình của các bước vận hành.
Nếu quá trình tự điều chỉnh không có lỗi xảy ra,các thông số PID sẽ được điều chỉnh cho tối ưu. Bộ điều khiển PID chuyển sang chế độ tự động và sử dụng các thông sổ tối ưu đó. Các thông số tối ưu được lưu lại bằng cách nhấn nút (Upload PID parameters to project). Và mỗi khi Power ON lại PLC thì thông số này sẽ được sử dụng.
III. THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN
3.1 Kết nối S71200 với HMI
3.1.2 Tạo project
Khai báo phần cứng:
Chọn device & network add new device. Vào controller simatic S71200 để chọn CPU chọn CPU 1214C AC/DC/RLY 6ES7214.1HG40- OXBO add.
Khai báo địa chỉ điều khiển:
Thiết kế giao diện trên HMI:
Chọn add new device HMI simatic basic panel 10dislay ktp 1000 basic 6AV6 647- 0AF11- 3AXO ok.
- PLC connections browse PCL1.CPU1214C AC/DC/RLY. - Screen layout
- Screens
Trên thanh devices chọn screen root screen. Tiếp tục vào tool box kéo button ra màn hình.
Khai báo nút nhấn:
Để khai báo nút nhấn ta vào properties: - General (tên nút nhấn )
- Appearance (màu nút nhấn) - Layout (kích thước)
Trên tool box chọn basic objects chọn khối tròn (biểu tượng cho động cơ). Khai báo địa chỉ cho nút nhấn:
- Address 0 - Bit number 0/1
Tiếp tục chọn properties event release edit bit reset bit tag. Khai báo cho động cơ:
Kích chuột vào động cơ properties animations display add new animation dinamide color and flashing name add new:
- Name (motor)
- Connection HMI- connection- 1 - Access mode <absolufeaccess> - Address Q0.0
- Settings datatype bool. Chọn ranger:
- 0 màu trắng - 1 màu vàng
Chọn compice save project
Chọn HMI tags dfewlt tag table acquisition cycle Chọn tất cả 100ms compice.
KẾT LUẬN
Trên đây là toàn bộ nội dung đề tài: “Xây dựng hệ điều khiển biến tần – động
cơ xoay chiều sử dụng pid trên nền PLC S71200.”
Trong thời gian vừa qua với sự nỗ lực hết mình của bản thân cùng sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Thái Hữu Nguyên, đến nay em đã hoàn thành đề tài được giao và qua đây em đã tìm hiểu được nhiều kiến thức mới hữu ích:
Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý và công dụng của biến tần.
Sử dụng thành thạo biến tần : Cài đặt thông số làm vệc nhanh và thiết lập truyền thông cơ bản nhất để điều khiển động cơ theo ý muốn.
Tìm hiểu thêm về PLC S7- 1200 và cách viết chương trình.
Tìm hiểu về phần mềm TIA PORTAL V13 để viết chương trình cho PLC S7- 1200 và mô phỏng online trên phần mềm WinCC.
Thành thạo lập trình truyền thông analog giữa PLC S7- 1200 và biến tần .
Mặc dù em đã rất cố gắng nhưng do trình độ và kiến thức còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến đề bản đồ án được hoàn thiện hơn và giúp em củng cố hơn những kiến thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Thái Hữu Nguyên cùng các thầy cô trong khoa đã giúp em trong thời gian vừa qua để em có thể hoàn thành đề tài tốt nghiệp được giao đúng thời hạn quy định.