Hướng dẫn sử dụng bộ PID mềm của S7-300

Hướng dẫn sử dụng bộ PID mềm của S7-300

Khối điều khiển PID mềm :FB41 “CONT_C” trong STEP7

Ví dụ dưới đây sẽ là những bước cơ bản nhất để sử dụng module PID mềm trong Step7. Khối FB41 được sử dụng trong ví dụ này có nhiệm vụ như là một bộ điều khiển liên tục: Biến điều khiển sẽ được đưa ra ngoài phụ thuộc vào giá trị đặt tương tứng và giá trị phản hồi. Biến điều khiển được tạo ra dựa theo luật điều khiển PID
Dowload File Project: http://www.mediafire.com/?bku13nu9bbbdd4y
Các tham số điều khiển của bộ PID:
KP: Tham số khâu tỉ lệ (trong (S)FB41 chính là tham số Gain)
TN: Thời gian tích phân (trong (S)FB41 chính là tham số TI)
TV: Thời gian vi phân (trong (S)FB41 chính là TD)

Danh sách phân chia địa chỉ:

         
Sơ đồ khối chức năng của hệ điều khiển sử dụng bộ điều khiển PID

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:

Bước 1: Tạo Project mới: Vào thẻ File-> Chọn New

Bước 2: Đặt tên cho Project mới, trong ví dụ này là “PID_examples”. Bạn có thể đặt lại nơi lưu Project bằng cách thay đổi đường dẫn tại thẻ Storgage Location (Path). Sau đó chọn “OK

Bước 3: Trở lại cửa sổ Simatic Manager, Kích chuột phải vào PID_examples\ Insert NewObject\ SIMATIC 300 station

Bước 4: Kích đúp vào Hardware để cấu hình phần cứng

Bước 5: Chọn Rail, chọn CPU 313C, nguồn PS 5A. Kích đúp vào AI/AO như hình dưới để thay đổi địa chỉ của module AI/AO

Bước 6: Thay đổi địa chỉ AI/AO thành như sau:

Thay địa chỉ mặc định thành địa chỉ mới như hình dưới đây. Sau đó chọn “OK”

Bước 7: Quay lại cửa sổ Hardware config, Chọn “Save and Complie” --> Tạm thời tắt hoặc thu nhỏ cửa sổ Hardware config

Bước 8: Tại cửa sổ Simatic Manager, Tạo OB35 bằng cách chọn : Insert New Object\ New\ Organization Block

Tại đây ta chọn kiểu ngôn ngữ lập trình cho OB35( có thể là STL/LAD/FBD) trong ví dụ này mình lập trình bằng STL.

Sau khi chọn ngôn ngữ lập trình--> chọn OK

Bước 9: Chọn OK.
Trở lại cửa sổ Hardware Config Click chuột phải vào CPU 313C chọn properties => Cyclic Interupts: Tại đây thay đổi thời gian Execution của OB 35 thành 50m: 

Bước 10: Trở về cửa sổ lập trình cho OB35, tạo Network mới:

Tìm hàm FB41 trong thư viện: Libraries\Standard Library\PID Control Block\ FB41

Sau khi kích đúp vào FB41 CONT_C ICONT , Network 1 sẽ hiện ra “CALL FB41,” Tại đây ta điền sau dấu “,” : DB41

Chú thích: Các khối hàm FB có sẵn trong thư viện của Step7 khi khai báo phải kèm theo một khối DB chuẩn của hàm đó, ta cần phải đặt tên cho khối DB đó, trong ví dụ đặt là DB41 để tương ứng với FB41, ngoài ra hoàn toàn có thể đặt là DBx nào đó

Khi được hỏi : Có muốn tạo khối dữ liệu DB41 hay không? Ta chọn “Yes”

Bước 11: Lập trình cho OB35
*/Network 1: Khai báo các tham số cần thiết cho ví dụ như sau:
- Cycle: 50ms ( Đúng bằng execution time của OB35 mà ta đã thiết đặt trong Hardware config)
- SP_INT: MD40- Giá trị đặt lấy từ cổng vào Analog PIW128 của Module AI
- PV_PER: Tín hiệu hồi tiếp lấy từ PIW130 của module AI
- LMN_PER: PQW128 - Tín hiệu điều khiển của bộ PID được xuất ra PQW128 của module AO
- Các tham số khác chưa khai báo gì cả

*/ Network 2: Chuẩn hóa giá trị đặt từ PIW128 (0-27648) của Module AI thành giá trị 0-100% --> lưu vào MD40 ( MD40 chính là giá trị đưa vào SP_INT của FB41)

Bước 12: Sau khi hoàn tất đoạn chương trình như trên --> Save OB35
Bước 13: Bật tool “PID Control Parameter Assignment” (→ Start → Simatic → STEP 7 → PID Control Parameter Assignment) → Cửa sổ PID control

Chú thích: Tool “PID Control Parameter Assignment” là tool dành riêng cho các hàm PID standard, nó dùng để khai báo tham số và thiết đặt cho module PID mềm trong STEP7

Trong cửa sổ “PID control” -->Chọn File--> Open

-->Chọn Project\ PID_examples\ OK

Bước 14: Thiết đặt các tham số như sau:

Giải thích: Trong ví dụ này sử dụng bộ điều khiển PI, các thông số như sau:
- Process Variable :
o Chọn I/O nếu tín hiệu hồi tiếp lấy từ PV_PER
o Chọn Internal nếu tín hiệu hồi tiếp lấy từ PV_INT
- Normalization Factor và Normalization Offset : Thiết đặt tham số cho hàm chuẩn hóa, ta để giá trị như mặc định, có nghĩa tín hiệu hồi tiếp sẽ được chuẩn hóa thành dạng tín hiệu có giá trị (0-100%)
- Deadband: Không sử dụng deadband , ta thiết đặt 0
- PID Parameter:
o Propotional Action ON: Sử dụng khâu tỉ lệ
o Propotional Gain: Tham số Kp
o Intergral Action On: Sử dụng khâu tích phân
o Reset time: Tham số TD
- Manipulated Variable: Chọn Automation Operation ( xử lý tự động)
Bước 15: --> Chọn “Save” để lưu các tham số vừa cài đặt
Bước 16: bật chương trình mô phỏng PLC
Trở lại cửa sổ SIMATIC Manager--> Kích vào biểu tượng Simulation để bật chương trình mô phỏng

--> Trong Simulation, ta gọi các khối để theo dõi sự hoạt động của hàm PID, gọi PIW128, PIW130, MD40. PQW128

Bước 17: Download tất cả chương trình và Hardware config xuống CPU: Tại cửa sổ Simatic Manager, chỉ con chuột vào vị trí CPU313C như hình vè, sau đó kích vào biểu tương “ Dowload all”

Bước 18: Tiến hành mô phỏng , Trong cửa sổ PLCSIM, chọn RUN hoặc RUNP
--> Thay đổi PIW130 để thay đổi điểm đặt Setpoint tại MD40
--> Thay đổi giá trị phản hồi PIW128 , quan sát sự thay đổi của PQW128