IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
4.8. Điều khiển mức chất lọng bằng bộ điều khiển PID trong PLC
1. Kết nối như hình 14 để điều khiển PID của hệ thống điều khiển quá trình mức.
Chú ý: Chọn tín hiệu tương tự ở mức 4-20mA. Xem kết nối PLC theo bảng.
Hình 14: Kết nối PLC với hệ thống
Bảng 5.1 Bảng kết nối IO PLC ĐỊA CHỈ
PLC CỔNG PLC KẾT NỐI TỚI
I124.3
(ALARM_FS) DI03 Công tắc phao báo động Cực cho phép bơm (EN) PIW752
(A_SENSOR) AI0-A (đỏ) Chế độ dòng điện cảm biến mức (tương tự).
PQW752(A_PUMP) AO0-A (đỏ) Chế độ dòng điện bơm (tương tự).
2. Viết chương trình sử dụng hàm FB41-PID theo hướng dẫn để tự điều chỉnh mức nước trong hệ thống điều khiển quá trình mức.
Khởi động phần mềm SIMATIC.
Để điều chỉnh dữ liệu nhập vào cho đầu ra Bộ điều khiển PID, ta sẽ sử dụng lệnh Scale (SCL). Thông thường phạm vi thay đổi của thông số quá trình là 0 (0%) tới 16380 (100%). Tính các thông số Rate và offset tương ứng từ 3120 (4 mA) đến 15600 (20 mA) theo công thức:
Rate = (Scaled max-Scaled min) / (Input Max-Input Min) Offset = Scaled Min-(Rate*Input Min)
3. Bật Giao diện quá trình mức và PLC. Sử dụng nút Min SP để xác lập Đầu ra Bơm.
Lưu ý : Tốc độ máy bơm được xác lập từ 0 cho đến 4 mA hoặc 0 V tín hiệu vào và quay ngay lập tức (chẳng hạn như 4.1 mA hoặc 0.1 V). Để bơm nước vào xi lanh cho tín hiệu vào tối thiểu, từ từ xoay núm tốc độ bơm đến khi nước bắt đầu chảy trong xi lanh và nhấn nút MIN SP. Mức tín hiệu vào tối thiểu sau đó sẽ tương ứng với tốc độ bơm.
Hoạt động kế tiếp sẽ cấu hình giao diện quy trình cấp đến dãy thiết bị cảm biến thích hợp.
Với mức cảm biến cấp ở vị trí thấp nhất, nhấn nút Min của cảm biến. Dùng am-pe kế, kiểm tra xem tín hiệu ra thiết bị cảm biến mức có phải là 4 mA không.
Có Không
Bơm cho đến khi công tắc phao báo động được kích hoạt và nhấn nút MAX. Dùng am - pe kế, kiểm tra xem tín hiệu ra thiết bị cảm biến mức có phải là 20 mA không.
Có Không
4. Tắt bơm và mở van tay. Khi xi lanh chảy hết, đóng van lại.
5. Các chương trình thang mà ta viết sẽ sử dụng một bộ điều khiển PID để điều chỉnh mực nước trong hệ thống mức điều khiển quá trình.
Khởi động SIMATIC STEP 7 và mở một chương trình thang mới.
6. Nhập một chương trình thang trong file LAD 2. Trong chương trình này, các nấc đầu tiên (00) có giá trị từ đầu vào mở rộng tương tự 0 (Level Sensor), chia tỷ lệ, và chuyển kết quả đến N7: 0. Nấc thứ hai (01) là bộ điều khiển PID, lấy giá trị đầu vào tại địa chỉ N7: 0 làm biến và tạo ra một giá trị đầu ra tương tự tại N7: 1. Nấc thứ ba tính toán đẩu ra và tín hiệu bơm được gửi tới đầu ra mở rộng 0 (bơm) như là một biến điều khiển. Nấc thứ tư chuyển đến đầu ra 0 trên PLC để thông báo nếu công tắc phao báo động được kích hoạt.
Lưu ý: Các thông số tỷ lệ SCL phải được nhân với 10.000 trước khi được nhập vào.
7. Mở cửa sổ thiết lập của bộ điều khiển PID. Nhập các thông số . Kc, Ti, Td là các thông số bộ điều khiển PID. Các biến đầu vào và đầu ra được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm. Các "Scaled Set Point SPS" là mức nước mong muốn. Đặt nó ở 50%.
8. Nạp chương trình vào PLC.
9. Mở van tay ở 45 độ và chạy chương trình. Bơm chuyển đổi phải được thiết lập ở 4-20 mA.
Mở thiết lập màn hình của bộ điều khiển PID. Mực nước có ổn định không?
Giá trị này bằng, hoặc cao hơn giá trị đặt trong bộ điều khiển PID?
Những mối quan hệ toán học có thể quan sát giữa sai số,giá trị đặt và các biến quá trình?
Có phải đầu ra bằng với hệ số của bộ điều khiển nhân với sai số?
Có Không
10. Quan sát thấy bộ điều khiển tỷ lệ với sai số. Tăng hệ số (Kc) lên 10. Thay đổi này
Có giảm được sai sô? Có Không Giải thích.
………
………
11. Thêm hằng số Ti 0.1 phút trong cửa sổ thiết lập PID. Điều này có loại bỏ các sai số?
Có Không Giải thích.