Como implementar um loop PID em um PLC Micro800 para controle preciso de processos

Os loops PID são usados em indústrias de processo para manter pontos de ajuste como temperatura, pressão e nível dentro dos limites.

Assista ao vídeo para saber mais ou role para baixo para ler o restante do artigo.



Se você é novo no conceito de loop PID, pode aprender mais sobre eles em nossa postagem do blog Explicação do controlador PID.

Neste artigo, vou mostrar como implementar um loop PID em um CLP Micro800 usando o Connected Components Workbench e demonstrar como o loop PID controla o nível em um tanque.

Programe o loop PID

Vamos mudar para o Connected Components Workbench para configurar nosso loop PID.

No Connected Components Workbench, crio um novo projeto clicando em Arquivo> Novo.

Na caixa de diálogo Novo Projeto, dou um nome ao projeto e especifico onde ele será armazenado em meu computador. Por fim, clico em Criar para criar o projeto.

Na caixa de diálogo Adicionar dispositivo, seleciono um PLC 2080-LC50-48QWB-SIM e clico em Selecionar para adicioná-lo às minhas seleções. Em seguida, clico em Adicionar ao projeto para adicionar minhas seleções ao projeto.



No Organizador do Projeto, clico duas vezes em Variáveis Globais para abrir a tabela Variáveis Globais e em seguida declaro as variáveis que utilizarei nesta demonstração.



Depois que as variáveis são declaradas, fecho a tabela Variáveis Globais.

Em seguida, clico com o botão direito em Programas e seleciono Adicionar> Novo FBD:Diagrama de Blocos Funcionais para adicionar um programa ao projeto.

Clico duas vezes no novo programa para abri-lo e arrasto um bloco de instruções da caixa de ferramentas à direita e solto-o na tela.

Clico duas vezes no bloco de instruções para abrir a caixa de diálogo Seleção de bloco de instruções e procuro PID. Nos resultados da pesquisa, seleciono o bloco de instrução PID e clico em OK para adicioná-lo ao projeto.

Parametrizo a interface da instrução conforme mostrado aqui e defino cada um dos ganhos na variável Gains como 1.



Após configurar a instrução, clico duas vezes no controlador no Organizador de Projetos e abro a aba Interrupções. Nesta guia, clico em Adicionar para adicionar uma interrupção.

Defino o tipo de interrupção como STI e o programa como Prog1. Em seguida, clico na caixa de seleção Auto Start e configuro a interrupção para ser executada a cada 100 milissegundos.

Por fim, clico em OK para armazenar a configuração.



Agora que nosso projeto está configurado, podemos configurar uma tendência para ver o desempenho do loop PID.

Configurar uma tendência

No Connected Components Workbench, você pode usar tendências para monitorar os valores das variáveis ao longo do tempo. Se estiver usando o Connected Components Workbench versão 22, você precisará instalar a ferramenta Tendências antes de poder usar tendências no Connected Components Workbench.

Para configurar uma tendência, ativo a aba Tendências no Organizador do Projeto e clico em Adicionar Tendência.

Em seguida, clico no botão de adição para adicionar um Trace, que é uma variável a ser monitorada.

Na caixa de diálogo que é aberta, seleciono FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 e Setpoint como variáveis para rastreamento e clico em Adicionar para adicioná-las à tendência.



Clico em OK para armazenar a configuração.

Na página Tendência, clico no ícone de configurações no canto inferior direito e altero a configuração do eixo Y de empilhado para sobreposto.



Agora estamos prontos para testar o projeto e ver como esse loop PID controlaria um processo real.

Teste o loop PID

Para testar esse loop PID, baixo o projeto no Simulador Micro800 e coloco o Simulador em modo Run.

Em seguida, abro a cena de controle de nível no Factory IO.

Quando a cena está aberta, abro a configuração do Driver clicando em Arquivo e depois em Drivers. No menu suspenso, seleciono o driver Allen-Bradley Micro800 e clico em Configuração para abrir a janela Configuração do driver.

Nesta janela, defino o endereço IP do host para corresponder ao endereço IP do Simulador Micro800.



Com a configuração concluída, clico na seta voltar para retornar à Configuração do Driver e clico em Conectar. A marca verde indica que a cena agora está conectada ao Simulador Micro800.



Fecho a janela Configuração do Driver e executo a cena pressionando o ícone Play.

O tanque começa a encher e eu abro ligeiramente a válvula de descarga para permitir que um pouco de água flua para fora do tanque.

No Connected Components Workbench, abro o Trend e clico no ícone Play para começar a executá-lo. Você pode ver nesta tendência que o loop PID está ajustando a válvula de enchimento para tentar manter o ponto de ajuste alvo.

Conclusão

Neste artigo, aprendemos como configurar um loop PID em um CLP Micro800, como usar um Trend para monitorar um loop PID e vimos como um loop PID controlaria um processo real usando Factory IO.

Nesta demonstração, usamos ganhos arbitrários. Em um processo real, gastaríamos tempo ajustando o PID para garantir que ele funcionasse bem. Infelizmente, como o ajuste é um tema complexo, ele está fora do escopo deste artigo. Abordaremos o uso do ajuste automático para ajustar loops PID no curso PID com CLPs Micro800.

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