Comment implémenter une boucle PID sur un automate Micro800 pour un contrôle précis du processus

Les boucles PID sont utilisées dans les industries de transformation pour maintenir les points de consigne tels que la température, la pression et le niveau dans des limites.

Regardez la vidéo pour en savoir plus ou faites défiler vers le bas pour lire le reste de l'article.

Si vous êtes nouveau dans le concept de boucle PID, vous pouvez en apprendre davantage à ce sujet dans notre article de blog Explication du contrôleur PID.

Dans cet article, je vais vous montrer comment implémenter une boucle PID dans un automate Micro800 à l'aide de Connected Components Workbench et démontrer comment la boucle PID contrôle le niveau dans un réservoir.

Programmer la boucle PID

Passons à Connected Components Workbench pour configurer notre boucle PID.

Dans Connected Components Workbench, je crée un nouveau projet en cliquant sur Fichier> Nouveau.

Dans la boîte de dialogue Nouveau projet, je donne un nom au projet et je précise où sur mon ordinateur il sera stocké. Enfin, je clique sur Créer pour créer le projet.

Dans la boîte de dialogue Ajouter un périphérique, je sélectionne un automate 2080-LC50-48QWB-SIM et clique sur Sélectionner pour l'ajouter à mes sélections. Ensuite, je clique sur Ajouter au projet pour ajouter mes sélections au projet.

Dans l'organisateur de projet, je double-clique sur Variables globales pour ouvrir le tableau Variables globales, puis déclare les variables que j'utiliserai dans cette démo.

Une fois les variables déclarées, je ferme le tableau Variables globales.

Ensuite, je clique avec le bouton droit sur Programmes et sélectionne Ajouter> Nouveau FBD :diagramme de blocs fonctionnels pour ajouter un programme au projet.

Je double-clique sur le nouveau programme pour l'ouvrir, je fais glisser un bloc d'instructions depuis la boîte à outils à droite et je le dépose sur le canevas.

Je double-clique sur le bloc d'instructions pour ouvrir la boîte de dialogue Sélection du bloc d'instructions et rechercher le PID. Dans les résultats de la recherche, je sélectionne le bloc d'instructions PID et clique sur OK pour l'ajouter au projet.

Je paramétre l'interface de l'instruction comme indiqué ici et règle chacun des gains de la variable Gains à 1.

Après avoir configuré l'instruction, je double-clique sur le contrôleur dans l'organisateur de projet et ouvre l'onglet Interruptions. Dans cet onglet, je clique sur Ajouter pour ajouter une interruption.

J'ai défini le type d'interruption sur STI et le programme sur Prog1. Ensuite, je coche la case Démarrage automatique et configure l'interruption pour qu'elle s'exécute toutes les 100 millisecondes.

Enfin, je clique sur OK pour stocker la configuration.

Maintenant que notre projet est configuré, nous pouvons définir une tendance pour voir les performances de la boucle PID.

Configurer une tendance

Dans Connected Components Workbench, vous pouvez utiliser des tendances pour surveiller les valeurs des variables au fil du temps. Si vous utilisez Connected Components Workbench version 22, vous devrez installer l'outil Tendances avant de pouvoir utiliser les tendances dans Connected Components Workbench.

Pour configurer une tendance, j'active l'onglet Tendances dans l'Organisateur de projet et je clique sur Ajouter une tendance.

Ensuite, je clique sur le bouton plus pour ajouter une trace, qui est une variable à surveiller.

Dans la boîte de dialogue qui s'ouvre, je sélectionne FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 et Setpoint comme variables à tracer et je clique sur Ajouter pour les ajouter à la tendance.

Je clique sur OK pour stocker la configuration.

Sur la page Tendance, je clique sur l'icône des paramètres dans le coin inférieur droit et je modifie la configuration de l'axe Y de Empilé à Superposé.

Maintenant, nous sommes prêts à tester le projet et à voir comment cette boucle PID contrôlerait un processus réel.

Tester la boucle PID

Pour tester cette boucle PID, je télécharge le projet sur le simulateur Micro800 et mets le simulateur en mode Run.

Ensuite, j'ouvre la scène de contrôle de niveau dans Factory IO.

Lorsque la scène est ouverte, j'ouvre la configuration Driver en cliquant sur File puis Drivers. Dans le menu déroulant, je sélectionne le pilote Allen-Bradley Micro800 et clique sur Configuration pour ouvrir la fenêtre de configuration du pilote.

Dans cette fenêtre, j'ai défini l'adresse IP de l'hôte pour qu'elle corresponde à l'adresse IP du simulateur Micro800.

Une fois la configuration terminée, je clique sur la flèche arrière pour revenir à la configuration du pilote et clique sur Connecter. La coche verte indique que la scène est désormais connectée au simulateur Micro800.

Je ferme la fenêtre de configuration du pilote et lance la scène en appuyant sur l'icône Lecture.

Le réservoir commence à se remplir et j'ouvre légèrement la vanne de décharge pour permettre à un peu d'eau de s'écouler du réservoir.

Dans Connected Components Workbench, j'ouvre la tendance et clique sur l'icône Lecture pour commencer à l'exécuter. Vous pouvez voir dans cette tendance que la boucle PID ajuste la vanne de remplissage pour essayer de maintenir le point de consigne cible.

Récapitulatif

Dans cet article, nous avons appris comment configurer une boucle PID dans un automate Micro800, comment utiliser une tendance pour surveiller une boucle PID et vu comment une boucle PID contrôlerait un processus réel à l'aide de Factory IO.

Dans cette démo, nous avons utilisé des gains arbitraires. Dans un processus réel, nous passerions du temps à régler le PID pour nous assurer qu'il fonctionne bien. Malheureusement, le réglage étant un sujet complexe, il sort du cadre de cet article. Nous aborderons l'utilisation du réglage automatique pour régler les boucles PID dans le cours PID avec automates Micro800.

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