Cómo implementar un bucle PID en un PLC Micro800 para un control preciso del proceso

Los bucles PID se utilizan en industrias de procesos para mantener puntos de ajuste como temperatura, presión y nivel dentro de límites.

Mire el vídeo para obtener más información o desplácese hacia abajo para leer el resto del artículo.

Si es nuevo en el concepto de bucle PID, puede obtener más información sobre ellos en nuestra publicación de blog Explicación del controlador PID.

En este artículo, le mostraré cómo implementar un bucle PID en un PLC Micro800 usando Connected Components Workbench y le demostraré cómo el bucle PID controla el nivel en un tanque.

Programar el bucle PID

Pasemos a Connected Components Workbench para configurar nuestro bucle PID.

En Connected Components Workbench, creo un nuevo proyecto haciendo clic en Archivo> Nuevo.

En el cuadro de diálogo Nuevo proyecto, le doy un nombre al proyecto y especifico dónde se almacenará en mi computadora. Finalmente, hago clic en Crear para crear el proyecto.

En el cuadro de diálogo Agregar dispositivo, selecciono un PLC 2080-LC50-48QWB-SIM y hago clic en Seleccionar para agregarlo a mis selecciones. Luego hago clic en Agregar al proyecto para agregar mis selecciones al proyecto.

En el Organizador de proyectos, hago doble clic en Variables globales para abrir la tabla de Variables globales y luego declaro las variables que usaré en esta demostración.

Una vez declaradas las variables, cierro la tabla de Variables Globales.

Luego hago clic derecho en Programas y selecciono Agregar> Nuevo FBD:Diagrama de bloques de funciones para agregar un programa al proyecto.

Hago doble clic en el nuevo programa para abrirlo y arrastro un bloque de instrucciones desde la Caja de herramientas a la derecha y lo dejo en el lienzo.

Hago doble clic en el bloque de instrucciones para abrir el cuadro de diálogo Selección de bloque de instrucciones y busco PID. En los resultados de la búsqueda, selecciono el bloque de instrucciones PID y hago clic en Aceptar para agregarlo al proyecto.

Parametrizo la interfaz de la instrucción como se muestra aquí y configuro cada una de las ganancias en la variable Ganancias en 1.

Después de configurar la instrucción, hago doble clic en el controlador en el Organizador de proyectos y abro la pestaña Interrupciones. En esta pestaña, hago clic en Agregar para agregar una interrupción.

Configuré el tipo de interrupción en STI y el programa en Prog1. Luego hago clic en la casilla de verificación Inicio automático y configuro la interrupción para que se ejecute cada 100 milisegundos.

Finalmente, hago clic en Aceptar para almacenar la configuración.

Ahora que nuestro proyecto está configurado, podemos configurar una tendencia para ver cómo funciona el bucle PID.

Configurar una tendencia

En Connected Components Workbench, puede utilizar tendencias para monitorear los valores de las variables a lo largo del tiempo. Si está utilizando Connected Components Workbench versión 22, deberá instalar la herramienta Tendencias antes de poder utilizar tendencias en Connected Components Workbench.

Para configurar una tendencia, activo la pestaña Tendencias en el Organizador de proyectos y hago clic en Agregar tendencia.

Luego hago clic en el botón más para agregar un seguimiento, que es una variable para monitorear.

En el cuadro de diálogo que se abre, selecciono FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 y Setpoint como variables para rastrear y hago clic en Agregar para agregarlas a la tendencia.

Hago clic en Aceptar para almacenar la configuración.

En la página Tendencia, hago clic en el ícono de configuración en la esquina inferior derecha y cambio la configuración del eje Y de Apilado a Superpuesto.

Ahora estamos listos para probar el proyecto y ver cómo este bucle PID controlaría un proceso real.

Pruebe el bucle PID

Para probar este bucle PID, descargo el proyecto al Simulador Micro800 y pongo el Simulador en modo Ejecutar.

A continuación, abro la escena de control de nivel en Factory IO.

Cuando la escena está abierta, abro la configuración del Controlador haciendo clic en Archivo y luego en Controladores. En el menú desplegable, selecciono el controlador Allen-Bradley Micro800 y hago clic en Configuración para abrir la ventana Configuración del controlador.

En esta ventana, configuro la dirección IP del host para que coincida con la dirección IP del simulador Micro800.

Una vez realizada la configuración, hago clic en la flecha hacia atrás para regresar a la Configuración del controlador y hago clic en Conectar. La marca verde indica que la escena ahora está conectada al Simulador Micro800.

Cierro la ventana de Configuración del controlador y ejecuto la escena presionando el ícono Reproducir.

El tanque comienza a llenarse y abro ligeramente la válvula de descarga para permitir que salga un poco de agua del tanque.

En Connected Components Workbench, abro Trend y hago clic en el ícono Reproducir para comenzar a ejecutarlo. Puede ver en esta tendencia que el bucle PID está ajustando la válvula de llenado para intentar mantener el punto de ajuste objetivo.

Resumen

En este artículo, aprendimos cómo configurar un bucle PID en un PLC Micro800, cómo usar una tendencia para monitorear un bucle PID y vimos cómo un bucle PID controlaría un proceso real usando Factory IO.

En esta demostración, utilizamos ganancias arbitrarias. En un proceso real, dedicaríamos tiempo a ajustar el PID para asegurarnos de que funcione bien. Desafortunadamente, dado que el ajuste es un tema complejo, está fuera del alcance de este artículo. Cubriremos el uso del ajuste automático para ajustar bucles PID en el curso PID con PLC Micro800.

‍