Module mềm PID FB 41 có 26 tham biến chính thức đầu vào và 9 tham biến chính thức đầu ra. Bao gồm:
- Tín hiệu đầu vào SP_INT: Lệnh nhập mức tín hiệu điều khiển, là số thực, tính theo giá trị % của tín hiệu cực đại thang điều khiển.
- Tín hiệu phản hồi PV_PER: Tín hiệu phản hồi lấy từ đối tượng được điều khiển. Nó thường được đọc từ một cảm biến Analog qua đầu vào Analog nên người ta chọn kiểu dữ liệu đầu vào này là số nguyên kiểu Word.
Chức năng CRP_IN biến đổi kiểu dữ liệu từ số nguyên sang dạng số thực tính theo % cho phù hợp với lệnh. Do Module Analog có giới hạn thang đo tuyến tính là 27648 nên ta coi giới hạn đó là 100% và tín hiệu ra CRP_IN được tính.
53
- Để hiệu chỉnh giá trị cảm biến phản hồi, khối chức năng PV_NORM sẽ thực hiện biến đổi tuyến tính, hiệu chỉnh độ nhạy (PV_FAC) và độ trôi (PV_OFF): PV_NORM= CRP_IN×PV_FAC +PV_OFF Khi thay thế cảm biến, ta cần hiệu chỉnh 2 giá trị trên để kết quả đo lường không đổi.
- Trong trường hợp tín hiệu phản hồi không thu được từ cảm biến có dữ liệu tương ứng đầu vào PV_PER, ta có thể đưa qua tính toán khác và đưa đến đầu
54
vào PV_IN dạng số thực, tính theo %, lúc đó lệnh PVPER_ON phải đặt về mức “0”.
- Khối ± sẽ so sánh 2 giá trị vào, cho ra tín hiệu sai lệch. Tín hiệu sai lệch được đưa qua khối chức năng DEADBAND để hệ thống không hoạt động với các sai lệch nhỏ dưới mức cần tác động. Điều này cần thiết nếu các hệ làm việc trong môi trường nhiều nhiễu. Trong môi trường ít nhiễu, ta giảm DEAD_W về “0” để tăng độ nhạy, độ chính xác của hệ thống.
- Hệ số khuếch đại tín hiệu sai lệch của hệ chính là thành phần tỉ lệ Kp, được đặt bằng hệ số GAIN. GAIN là số thực, nếu chọn lớn hệ sẽ tác động nhanh, chính xác nhưng dễ mất ổn định.
- Khâu PID thực sự gồm 3 thành phần: Thành phần tỉ lệ, được lựa chọn nhờ lệnh chuyển mạch P_SEL Thành phần tích phân được hình thành bởi khối chức năng INT và được chọn nhờ lệnh chuyển mạch I_SEL. Tính chất khối tích phân xác định nhờ giá trị hằng số thời gian TI (Dữ liệu kiểu TIME), giá trị ban đầu I_ITLVAL (Dạng số thực tính theo %). Có sử dụng giá trị ban đầu hay không tuỳ thuộc lệnh I_ITL_ON, và có thể dùng quá trình tích phân giữ nguyên giá trị đầu ra bằng lệnh INT_HOLD. Thành phần vi phân được hình thành bởi khối chức năng DIF, được lựa chọn nhờ lệnh chuyển mạch D_SEL. Tính chất khối vi phân được xác lập bởi hằng số thới gian TD (Dữ liệu kiểu TIME) và thời gian giữ chậm TM_LAG (Dữ liệu kiểu TIME). Ba thành phần này được cộng với nhau. Nhờ các lệnh chuyển mạch P_SEL, I_SEL, D_SEL mà ta có thể thành lập các chế độ điều khiển P, PI, PD, PID khác nhau. - Tín hiệu sai lệch tổng hợp được cộng thêm thành phần DISV dùng để bù tác động trong trường hợp sử dụng tách kênh feed forword. Giá trò của DISV có dạng số thực, tính theo %. - Tín hiệu sai lệch được đưa qua bộ hạn chế mức tín hiệu điều khiển LMNLIMIT. Mức hạn chế trên LMN_HLM và hạn chế dưới LMN_LLM được đưa vào dạng số thực, tính theo%.
Đầu vào của khối được lựa chọn theo chế độ bằng tay hay tự động nhờ lệnh MAN_ON. Đầu vào MAN, dạng số thực, tính theo %, dùng để đặt mức tín hiệu ra LMN trong chế độ điều khiển bằng tay. Khối LMN_NORM biến đổi tuyến tính, bù lệch tĩnh và độ nhạy của cơ cấu chấp hành. Tín hiệu điều khiển đầu ra LMN có dạng số thực, tính theo %.
55
LMN=LMNLIMIT×LMN_FAC+LMN_OFF
- Khối CRP_OUT biến đổi tín hiệu ra dạng số thực ra dạng số nguyên LMN_PER thích ứng với dạng ra các Module ra Analog.
LMN_PER = 27648/100*LMN
- Các đầu ra trung gian, kiểm tra: PV_IN: Tín hiệu phản hồi, dạng số thực tính theo % đầu vào mạch so sánh. ER: Tín hiệu sai lệch sau khi truyền qua DEADBAND. LMN_P, LMN_I, LMN_D: các thành phần tỉ lệ, tích phân, vi phân của tín hiệu sai lệch ở đầu vào bộ tổng hợp. QLMN_HLM, QLMN_LLM: Tín hiệu báo độ sai lệch vượt mức hạn chế trên và dưới. Các tín hiệu đầu ra này có thể dùng theo dõi, báo hiệu hoặc các xử lý khác
Ta xây dựng công thức :
Ek =SP_INT – ((PV_PERk-1. 100
27648).PV_FAC + PV_OFF)
Uk = GAIN.( P_SEL. Ek + I_SEL.(I_ITLVAL + 1
𝑇𝐼.𝐸𝑘+𝐸𝑘−1
2 . 𝐶𝑌𝐶𝐿𝐸) +D_SEL.𝐸𝑘−𝐸𝑘−1
𝑇𝑀_𝐿𝐴𝐺) + DISV Uk qua khâu hạn chế được tín hiệu LMNLIMIT
LMN_PER = (LMNLIMIT×LMN_FAC+LMN_OFF).27648
100
Để thay đổi các tham biến chính thức đầu vào, ta gọi ra module FB41 trong trong khối OB35bằng câu lệnh:
56
Call sfb41,db41 hoặc call “cont_c”,db41
Sau khi gọi ra khối FB41, các tham biến chính thức đầu vào đầu ra sẽ hiển thị trên màn hình làm việc của phần mềm và ta sẽ tiến hành thay đổi các tham biến đó.
Sau khi đã thay đổi các tham biến đầu vào, ta tiến hành chỉnh định tham số bộ điều khiển PID.
Để vào hộp thoại chỉnh định tham số bộ điều khiển PID, ta làm như sau: Start => Simatic => Step7 => PID Control Parameter Assignment.
57