Guide de démarrage rapide du PID de l'automate Twido. Schneider Electric Twido TWD USE 10AE
17.3
Instructions avancées
Guide de démarrage rapide du PID de l'automate
Twido
Présentation
Vue d'ensemble
Ce sous-chapitre contient des informations sur le démarrage rapide avec le contrôle
PID et les fonctions d'auto tuning disponibles sur les automates Twido.
Contenu de ce sous-chapitre
Ce sous-chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Objectif du document
Etape 1 - Configuration des voies analogiques utilisées pour la régulation
Etape 2 - Pré-requis à la configuration du PID
Etape 3 - Configuration du PID
Etape 4 - Initialisation de la mise en œuvre de la régulation
Etape 5 - Mise en œuvre de la régulation AT + PID
Etape 6 - Mise au point des réglages
Page
TWD USE 10AE
491
Instructions avancées
Objectif du document
Introduction
Ce guide de démarrage rapide a pour but de vous guider, via un exemple d’utilisation, à travers toutes les étapes nécessaires à la configuration et à la bonne mise en oeuvre des fonctions de régulation PID de l’automate Twido.
Note : La mise en œuvre de la fonction PID de Twido ne nécessite pas de connaissances particulières mais demande une certaine rigueur afin d'obtenir le meilleur résultat, dans un temps réduit.
Ce document contient
Ce document développe les étapes suivantes :
Etape Description
1 Configuration des voies analogiques utilisées pour la régulation
2
3
Prérequis à la configuration du PID
Configuration du PID
4
5
6
Initialisation de la mise en œuvre de la régulation
Mise en œuvre de la régulation AT + PID
Mise au point et réglages
492
TWD USE 10AE
Instructions avancées
A propos de l'exemple utilisé dans ce guide
Dans le cas de cet exemple, nous choisissons un ThermoCouple Type K, 0-200°.
Nous utiliserons un pilotage par relais statique; la sortie sera donc une sortie de la base automate commandée en PWM directement par le régulateur PID (voir
Etape
3 - Configuration du PID, p. 498
Le schéma ci-dessous représente le montage expérimental utilisé dans cet exemple d’application :
TWDLMDA20DRT
TWDALM3LT
1/L1
2/T1
4/A2- +3/A1
%Q0.1
Com(+)
-V
+24V
0V
IN0+
IN0-
Vert
Blanc
Résistance
Vers Thermo-
Couple 0-200°
+24V 0V
230 VAC
TWD USE 10AE
493
Instructions avancées
Etape 1 - Configuration des voies analogiques utilisées pour la régulation
Introduction
Exemple de signal analogique de mesure
En général, un régulateur PID se sert d'un signal analogique de retour (appelé
"valeur de mesure") pour mesurer la valeur à régler.
Cette valeur peut être un niveau, une température, une distance, ou autre suivant les applications.
Nous prendrons l’exemple d’une mesure de température.
Le capteur utilisé renvoie à l'automate une mesure analogique qui dépend de la valeur mesurée. Pour la température et avec des capteurs comme les PT100 ou
Thermocouples, le signal mesuré augmente avec la température en cours.
Ajouter une carte analogique
(module d’extension)
En mode local, une fois que la base automate est choisie, ajouter une carte analogique en extension de la base. Le repérage des voies de la carte va dépendre de son emplacement dans la configuration.
Configurer les voies analogiques
Le tableau suivant expose la marche à suivre pour configurer les voies analogiques du module d’extension :
Etape Action
1 Cliquer droit sur l'item Bus d'expansion
→ Ajouter un module.
2 Choisir la carte souhaitée dans la liste. Par exemple, TWDALM3LT pour une mesure de température par PT100 ou Thermocouple.
3
4
5
Cliquer sur Ajouter puis sur Terminer si la configuration se limite à ce seul module d'expansion.
Cliquer droit sur la carte ajoutée puis sur le menu Configurer.
6
Dans la colonne Type, choisir le type d'entrée en fonction du capteur utilisé
(ThermoCouple K, si le capteur est de ce type).
Dans la colonne Etendue, choisir l'unité de mesure du capteur. Il est plus facile pour les capteurs de température de choisir Celsius, permettant ainsi d'avoir un facteur direct entre le nombre de points renvoyés par la carte analogique et la mesure réelle.
7
8
Repérer le symbole de l'entrée de la carte analogique ainsi configurée. Il servira à renseigner les champs du PID (%IW1.0, pour cet exemple).
Procéder de même pour une sortie analogique si celle ci doit être utilisée pour piloter le système de commande.
494
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Exemple de configuration de voie analogique
Plusieurs types de configuration sont possibles selon le type de mesure mis en oeuvre, comme indiqué ci-dessous : z Dans le cas de l’exemple d’application traité dans ce document, nous choisissons un ThermoCouple Type K, 0-200°. La lecture de la valeur de mesure sera z directement compréhensible (2000 pts = 200° puisque le facteur d'unité est de
0,1°).
Pour d'autres type de mesure, on peut choisir 0-10V ou 4-20 mA dans la colonne
Type, ainsi que Personnalisée dans la colonne Etendue. Régler alors l'échelle des valeurs (entrer 0 dans la colonne Minimum, et 10000 dans la colonne
Maximum) pour avoir une lecture directe de la valeur de mesure (10 V = 10000 points).
L’exemple ci-dessous illustre une configuration de voie analogique de type
ThermoCouple K :
Configurer un module - TWDALM3LT [Position 1]
Description
Module d'expansion avec 2 entrées analogiques (sonde à résistance - Th) et 1 sortie (0 - 10 V, 4 - 20 mA),
12 bits, bornier à vis débrochable. Thermocouple K, J, T et PT100 3 fils. (50mA)
OK
Annuler
Rétablir
%IW1.0
%IW1.1
%QW1.0
Symbole Type
Thermocouple K
Non utilisé
Non utilisé
Etendue
Celcius
Normal
Normal
Minimum Maximum
0
0
0
13000
4095
4095
Unités
0.1 °C
Aucun
Aucun
Aide
TWD USE 10AE
495
Instructions avancées
Etape 2 - Pré-requis à la configuration du PID
Introduction
Avant de configurer le PID, s'assurer que les phases suivantes ont été réalisées :
Phase Description
1 Validation du PID dans le programme
2 Configuration de la période de scrutation
Validation du PID dans le programme
z
Le régulateur PID doit être validé dans le programme par une instruction. Cette instruction peut être permanente ou conditionnée par une entrée ou un bit interne.
Dans l'exemple suivant, le PID est validé par l'instruction %M0 :
En Ladder :
RUNG 0
PID 0
%M0 z En Langage List :
----
0 LD %M0
1 [ PID 0 ]
Note : Attention à la syntaxe!
Vérifier la présence de l'espace entre les caractères "PID" et le numéro de PID
(comme PID<espace>0).
496
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Configuration de la période de scrutation
Lors de l'utilisation des régulateurs PID, il est fortement conseillé de configurer le mode de scrutation du cycle automate en mode périodique. Le tableau ci-dessous expose la marche à suivre pour configurer le mode de scrutation.
Etape Action
1 Dans la barre des menus de TwidoSoft, choisir Programme
→ Editer le mode de scrutation.
2 Cocher la case Périodique.
3 Régler le temps de cycle comme indiqué dans l'écran ci dessous :
Mode de scrutation
Mode de scrutation OK
?
Durée (2 - 150 ms):
50 ms
Normal
Périodique Chien de garde (10 - 150 ms): 250 ms
Annuler
Aide
Mode de
Démarrage automatique en
Evénement périodique
Non
Période (5 - 255 ms)
Numéro sous-programme
5
0 ms
Note: Le temps de cycle est à adapter en fonction de la taille du programme et des performances recherchées. (Un temps de 50 ms semble un bon compromis).
TWD USE 10AE
497
Instructions avancées
Etape 3 - Configuration du PID
Introduction
Fonction Auto-
Tuning (AT)
Modes de fonctionnement
Pour cet exemple, nous avons choisi de mettre en œuvre le plus grand nombre des fonctions du régulateur PID pour Twido. Certains choix ne sont pas indispensables et peuvent être simplifiés.
Le régulateur PID dispose d'une fonction Auto-Tuning permettant de rendre le réglage de la boucle de régulation plus simple (cette fonction est notée AT dans la suite du document).
Le régulateur PID de l’automate Twido offre quatre modes de fonctionnment z z distincts, configurables dans l’onglet Général de la boîte de dialogue PID :
PID = Régulateur PID simple.
AT + PID = La fonction Auto-Tuning sera activée au démarrage du PID et permettra de renseigner automatiquement les valeurs de gains Kp, Ti, Td (onglet
PID) et le type d'action du PID (onglet Sortie). En fin de séquence d'Auto-Tuning, le régulateur passera en mode PID sur la consigne réglée et avec les paramètres z réglés par AT.
AT = La fonction Auto-Tuning sera activée au démarrage du PID et permettra de renseigner automatiquement les valeurs de gains Kp, Ti, Td (onglet PID) et le type d'action du PID (onglet Sortie). En fin de séquence, le PID s'arrête et attend.
Les valeurs de gains Kp, Ti, Td (onglet PID) et le type d'action du PID (onglet
Sortie) sont renseignés.
z Adresse mot = Le choix du mode de fonctionnement du PID peut être piloté par le programme en affectant la valeur souhaitée à l'adresse mot associée à ce choix : z z
%MWxx=1 : Le régulateur fonctionne en mode PID simple.
%MWxx=2 : Le régulateur fonctionne en mode AT + PID.
%MWxx=3 : Le régulateur fonctionne en mode AT seul.
z
Ce type de configuration via l’adresse mot offre à l’utilisateur la possibilité de gérer par le programme applicatif le mode de fonctionnement du régulateur PID et ouvre ainsi les possibilités d'adaptation au besoin final.
498
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Lancement de la boîte de dialogue du PID
Le tableau ci-dessous présente la boîte de dialogue du PID ainsi que la marche à suivre pour accéder aux différents onglets de configuration de paramètres du PID :
Etape Action
1 Double cliquer sur l'item PID dans le navigateur de configuration dans la partie gauche de la fenêtre TwidoSoft comme indiqué dans la figure ci-dessous :
Port 2: Modbus, 1
Bus d’expansion
1 : TWDALM3LT
Logiciel
Constantes
1
2
3
F
Constantes (KF)
Compteurs
Programmateurs cycliques
1
2
3
D
Constantes (KD)
77
Compteurs rapides (FC)
Registres LIFO/FIFO
%PLS/%PWM
Blocs horodateur
Temporisateurs
1
2
3
Compteur rapides (VFC)
PID
PID
Programme
Symboles
Tables d’animation
Documentation
TWD USE 10AE
499
Instructions avancées
Etape Action
2 La boîte de dialogue PID apparaît en avant plan et va permettre de renseigner les différents paramètres du régulateur comme indiqué dans la figure ci-dessous . Cet
écran fait apparaître en mode local plusieurs onglets : Général, Entrée, PID, AT,
Sortie :
PID
?
PID number
0
General Input PID AT Output
Animation Trace
Configured
Operating mode:
PID
Word address:
PID
Setpoint
PID controller
Output
D/I
PID States
Input
Mes
AT
PV
Limit
AT
OK Cancel Previous Next Help
Important : Il faudra renseigner les onglets dans l'ordre où ils apparaissent dans la boîte de dialogue du PID : d’abord Général, Entrée, PID, AT puis Sortie.
Remarque : En mode connecté, cet écran s'enrichira de deux onglets supplémentaires, Animation et Trace, permettant respectivement le diagnostic et la visualisation du fonctionnement du régulateur.
Modification dynamique des paramètres
Pour une modification dynamique des paramètres du PID (en cours de fonctionnement et en mode connecté), il est conseillé de renseigner des adresses mémoire dans les champs associés, évitant ainsi le passage en mode déconnecté pour tout changement de valeurs à la volée.
500
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Paramétrage de l'onglet Général
Le tableau suivant présente la marche à suivre pour paramétrer l'onglet Général de la boîte de dialogue du PID :
Etape Action
1 Dans l'onglet Général, cocher la case Configuré pour rendre le PID actif et pouvoir régler les onglets suivants.
2 Dans la liste déroulante Mode de marche, choisir le type de fonctionnement souhaité (Voir Modes de
).
Dans l’exemple : Nous choisirons le mode Adresse mémoire et renseignerons le mot %MW17 dans le champ associé. Le mode de fonctionnement du PID sera donc lié à la valeur présente dans %MW17.
Paramétrage de l'onglet Entrée
Le tableau suivant présente la marche à suivre pour paramétrer l'onglet Entrée de la boîte de dialogue du PID :
Etape Action
1 Dans l'onglet Entrée, renseigner la voie analogique servant de mesure dans le champ associé.
Dans l’exemple : Nous choisirons %IW1.0 puisqu'elle sert de mesure de température.
2 Autoriser les alarmes sur les seuils bas et haut de la mesure si nécessaire en cochant la case et en remplissant les champs associés.
Note : Les valeurs saisies peuvent être des valeurs fixes (renseignées dans les champs associés) ou des valeurs modifiables (en renseignant dans les champs associés des adresses mémoires : %MWxx).
Paramétrage de l'onglet PID
Le tableau suivant présente la marche à suivre pour paramétrer l'onglet PID de la boîte de dialogue du PID :
Etape Action
1 Dans l'onglet PID, renseigner la valeur servant à fixer la consigne du régulateur. En général, cette valeur est une adresse mémoire ou une consigne issue d'une entrée analogique
Dans l’exemple : Nous renseignons %MW0 qui servira de mot de consigne.
2
3
Régler les paramètres Kp, Ti, Td.
Important : Si le mode AT ou AT+PID est choisi, les champs Kp, Ti et Td doivent absolument être remplis avec des
adresses mémoires, permettant à la fonction Auto-Tuning de renseigner automatiquement les valeurs trouvées.
Dans l’exemple : Nous renseignerons %MW10 pour Kp, %MW11 pour Ti et %MW12 pour Td.
Remarque : Il est à priori assez difficile de déterminer les valeurs optimum de réglage de Kp, Ti et Td pour une application qui n'a pas déjà été réalisée. En conséquence, nous conseillons vivement de régler dans ces champs des adresses de mots mémoire, permettant de régler ces valeurs en mode connecté, évitant ainsi le passage en mode déconnecté pour tout changement de valeurs à la volée.
Régler la Période d'échantillonnage du PID. Cette valeur est celle utilisée par le régulateur pour faire l'acquisition des mesures et la mise à jour des sorties.
Dans l’exemple : Nous réglerons la période d'échantillonnage du PID à 100 soit 1s. Le système réglé ayant une constante de temps de plusieurs minutes, l'ordre de grandeur de la période d'échantillonnage semble correct.
Important : Il est conseillé de régler la période d’échantillonnage à un multiple de la période de scrutation automate et cohérente vis à vis du système réglé.
TWD USE 10AE
501
Instructions avancées
Paramétrage de l'onglet AT
Le tableau suivant présente la marche à suivre pour paramétrer l'onglet AT de la boîte de dialogue du PID :
Etape
1
2
Action
Dans l'onglet AT, cocher la case Autoriser si vous comptez utiliser la fonction AT.
Renseigner la valeur Limite de la mesure. Il s’agit de la valeur limite à ne pas dépasser par la mesure lors de la procédure d'AT.
3 Renseigner la valeur Consigne de sortie qui est la valeur envoyée en sortie de régulateur pour générer la procédure d'AT.
Remarque Pour plus de détails sur le réglage de ces valeurs, se référer à la section
Onglet Auto tuning de
.
Conseil Nous conseillons vivement de régler dans ces champs des adresses de mots mémoire, permettant de régler ces valeurs en mode connecté évitant ainsi le passage en mode déconnecté pour tout changement de valeurs à la volée.
502
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Paramétrage de l'onglet Sortie
Le tableau suivant présente la marche à suivre pour paramétrer l'onglet Sortie de la boîte de dialogue du PID :
AVERTISSEMENT
RISQUE DE SURCHARGE DU SYSTEME
Nous rappelons ici, que le mode manuel agit directement sur la sortie du régulateur. En conséquence, l'envoi d'une consigne manuelle (champ Sortie) agit directement sur le système commandé en boucle ouverte. Il convient donc de manier ce mode de fonctionnement avec précaution.
Le non-respect de cette précaution peut entraîner la mort, des lésions corporelles graves ou des dommages matériels.
Etape Action
1 Dans l'onglet Sortie, renseigner le choix de la liste déroulante Action.
Ce choix dépend du système réglé : z
Action directe : La sortie du régulateur diminue lorsque la valeur de l'écart (consigne - mesure) augmente z
(régulateur froid).
Action inverse : La sortie du régulateur augmente lorsque la valeur de l'écart (consigne - mesure) diminue
(régulateur chaud).
Important : Dans le cas d'utilisation de la fonction AT, le choix de cette liste est positionné sur Adresse bit automatiquement. Le mode de fonctionnement sera déterminé par la fonction AT et renseigné dans le bit associé à ce champ dans ce cas.
2
3
4
Régler si besoin dans le champs Alarmes, les limites de la valeur de sortie du régulateur. Cette fonction peut
être nécessaire sur certaines applications pour gérer les alarmes process en cas de dépassement des seuils.
Régler le mode de fonctionnement du mode Manuel.
z z
La liste déroulante propose plusieurs choix : z
Inhiber = pas de mode manuel.
Autoriser = le régulateur fonctionne en mode manuel seulement.
Adresse bit = la valeur du bit permet de changer le fonctionnement du mode manuel (bit à 0 = mode automatique, bit à 1 = mode manuel).
Dans l’exemple : Nous choisirons %M2 pour activer le choix et %MW18 pour le réglage de la valeur de consigne manuelle.
Régler le mot Sortie numérique. Ce mot est utilisé par le régulateur pour envoyer la consigne de régulation.
Elle peut être envoyée directement sur une voie analogique de sortie (%QW..) ou sur un mot mémoire
(%MWxx) en vue d'un traitement complémentaire.
Important : Dans le cas d'utilisation de la fonction PWM, renseigner une adresse mémoire (%MWxx) dans ce champ.
503
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Etape Action
5 Régler la Sortie PWM si le système le nécessite :
1. Cocher la case Autoriser si vous comptez piloter le système par un actionneur PWM.
2. Renseigner la Période de commande PWM dans le champ associé.
3. Renseigner la Sortie utilisée pour le pilotage de l'actionneur PWM. Il est conseillé d'utiliser les sorties transistors des bases automate pour cette fonction (par exemple, %Q0.0 ou %Q0.1 pour la base automate TWDLMDA20DRT).
6
7
Valider la configuration du régulateur en appuyant sur le bouton OK en bas au gauche de l'écran.
Si plusieurs régulateurs PID doivent être configurés, utiliser le bouton Suivant pour incrémenter le numéro du PID à régler.
Editeur de
Configuration du
PID
Après validation du paramétrage du PID, il vous faudra valider l’éditeur de configuration du PID qui résume l’ensemble des paramètres de chaque PID configuré.
Pour valider l'écran de l'éditeur de configuration, presser l’icône Accepter dans la barre des raccourcis, comme indiqué dans la figure ci-dessous :
1
2
3
D F
1
2
3
7
7
1
2
3
1
0
1
0
PID
E
PID 0
Mode de marche :
Mesure
Conversion
: configuré
:
:
GENERAL
%MW17
ENTREE
%IW1.0
Inhiber Min
Alarmes
Conversion
Consigne
:
:
:
Inhiber Basse
Inhiber Haute
PID
%MW0
Kp
Période d’échant:
Mode AT
Action
Limites
Mode manuel
PWM
:
:
:
:
:
Sortie numérique :
:
%MW10
Ti :
100
AT
Autoriser Consigne :
SORTIE
%M1
Inhiber Min :
%M2 Sortie :
%MW15
Autoriser Période :
:
:
:
Max :
Sortie :
Sortie :
%MW11 Td :
%MW13 Sortie :
%MW12
%MW14
Max :
%MW18
%MW16 Sortie : %Q0.1
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TWD USE 10AE
Instructions avancées
Etape 4 - Initialisation de la mise en œuvre de la régulation
Prérequis à la mise en oeuvre
Avant la mise en œuvre, respecter les étapes ci-dessous :
Etape Action
1 Connecter le PC à l'automate et effectuer le transfert de l'application.
2 Passer l'automate en mode RUN .
Note : Avant de passer l'automate en RUN, vérifier si les conditions de fonctionnement de la machine le permettent sur le reste de l'application.
Marche à suivre
L’initialisation de la mise en oeuvre de la régulation, requiert les étapes suivantes :
Etape Action
1 Créer une table d'animation contenant les principaux objets utiles au diagnostic.
Dans l’exemple :
z z z z z z z z z z z z
%MW0 : consigne régulateur,
%IW1.0 : mesure,
%M0 : validation du régulateur,
%M1 : type action régulateur (positionné par la fonction AT),
%M2 : choix du mode Automatique ou Manuel,
%MW10 à %MW12 : coefficients du régulateur PID,
%MW13 : limite de la mesure à ne pas dépasser en mode AT,
%MW14 : consigne de sortie du régulateur en mode AT,
%MW15 : sortie numérique du régulateur PID (renseignée par le régulateur),
%MW16 : réglage de la période PWM,
%MW17 : choix du mode de fonctionnement du régulateur PID,
%MW18 : consigne manuelle associée au choix du bit %M2.
TWD USE 10AE
505
Instructions avancées
Etape Action
2 Vérifier la cohérence de la valeur mesurée dans le champ de %IW1.0.
Dans l’exemple :
1. Nous mesurons 248 pts lorsque le système est stable et à froid.
2. Cette valeur semble cohérente puisque nous avons un coefficient multiplicateur de 10 entre la température et la valeur lue. On peut aussi, pour être sûr, influencer extérieurement la mesure pour s'assurer que sa lecture est cohérente (faire monter la température autour de la sonde pour vérifier l'augmentation de la mesure).
Remarque : Ce test est assez important car le fonctionnement du régulateur dépend essentiellement de la qualité et de la véracité de la mesure.
3. Si vous avez un doute sur la véracité de la mesure, passer l'automate en mode STOP et vérifier le câblage sur les entrées de la carte analogique (voltmètre ou ampèremètre pour des entrées 0-10V / 4-20mA, ohmmètre pour les PT100 (100 ohms à 20°) ou Thermocouple (quelques dizaines d'ohms) : z
Débrancher au préalable la sonde des bornes de la carte analogique.
z z z
Vérifier qu'il n'y a pas d'inversion du câblage (les couleurs des fils connectés aux entrées, câble de compensation pour les PT100).
Attention : Les voies d'entrées IN0 et IN1 ont un potentiel commun sur les bornes (-).
Vérifier que la carte analogique est alimentée par du 24VCC sur ses deux premières bornes.
Vérifier que les capteurs d'entrées en 4-20 mA sont alimentés. Les cartes d'entrées analogiques de Twido ne sont pas source de courant.
3
4
Afin de démarrer le régulateur, il faut commencer par piloter le régulateur PID en mode Manuel afin d'apprécier les valeurs limites nécessaires à la fonction AT.
Pour positionner le régulateur en mode Manuel :
1. Placer l’automate en mode RUN.
2. Renseigner les adresses mémoires avec les valeurs suivantes dans la table d'animation : z %M2 : Choix du mode manuel = 1 z
(M2=1 => Mode Manuel, M2=0 => Mode Automatique),
%MW16 : réglage de la période PWM = 10, z z
%MW17 : Choix du mode de fonctionnement du régulateur PID = 1 (PID simple),
%MW18 : Consigne manuelle associée au choix du bit %M2 = 1000.
Le choix de cette valeur de consigne peut se faire en plusieurs fois sous réserve d'attendre que le système revienne à son état initial.
Dans l’exemple : Nous avons choisi la valeur 1000 qui correspond à une valeur moyenne de montée en température (rappel, 2000 pts = 200°). A froid, le système démarre de 250 pts sur la mesure.
Vérifier que l'automate est en mode RUN.
(%M0 : validation régulateur = 1, à renseigner dans la table d'animation.)
5 Double cliquer sur l'item PID dans le navigateur de configuration.
506
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Etape Action
6 Activer l'onglet Animation pour le numéro de PID souhaité et vérifier que l’animation est conforme à l’écran ci-dessous :
PID
PID number
0
?
Trace Général Entrée PID AT Sortie Animation
Mode de marche
PID
Liste des états PID
11/04/2004 18:39 Action PID en cours
PID
Cons
0
Entrée
Mes
285
Ts
100
Automate PID
Kp Ti Td
100 0 0
Sortie
Inv
Période
10
1000 1000
Sortie
7
8
9
10
Remarque : Les écrans du régulateur PID ne sont rafraîchis que si le régulateur est validé (et API en RUN).
Activer l'onglet Trace pour le numéro de PID souhaité, puis :
1. Régler la liste déroulante de défilement du temps sur 15mn pour voir apparaître la trace de la progression du signal de mesure.
2. Vérifier que la valeur de mesure reste dans des valeurs acceptables pour le système. C'est ce qui est vérifié sur l'onglet Trace où l'on peut visualiser la montée de la mesure.Lorsque la mesure est stabilisée, relever la valeur correspondante à la stabilisation de la courbe de mesure (350 pts pour l'exemple correspondant à 35°, soit une progression de 10° par rapport à l'état initial).
Régler la liste déroulante de défilement du temps sur 15mn pour voir apparaître la trace de la progression du signal de mesure.
Vérifier que la valeur de mesure reste dans des valeurs acceptables pour le système :Sur l'onglet "Trace" où l'on peut vérifier la montée de la mesure ; lorsque la mesure est stabilisée, relever la valeur correspondante à la stabilisation de la courbe de mesure (350 pts pour l'exemple correspondant à 35°, soit une progression de 10° par rapport à l'état initial).
Si l’on constate que l'actionneur n'est pas commandé, il faut vérifier le circuit de sortie : z z
Si sortie analogique, alors vérifier la tension ou le courant en sortie de la carte analogique.
Si sortie PWM, alors vérifier : z z l'allumage du voyant de la sortie concernée (%Q0.1, dans l'exemple), le câblage des alimentations et circuit 0V pour les sorties de la base TWDLMDA20DRT, z l'alimentation en puissance de l'actionneur.
Fermer l'écran de visualisation du PID et arrêter le mode manuel en positionnant dans la table d'animation les valeurs suivantes : z z z z
%M0 : Validation régulateur = 0 (Arrêt du régulateur)
%M2 : Choix du mode Automatique ou Manuel = 0 (Arrêt du mode manuel)
%MW17 : Choix du mode de fonctionnement du régulateur PID = 0
%MW18 : Consigne manuelle associée au choix du bit %M2 = 0
TWD USE 10AE
507
Instructions avancées
Etape 5 - Mise en œuvre de la régulation AT + PID
Introduction
Dans cette section, nous abordons le paramétrage du régulateur pour le lancement du fonctionnement en mode AT+PID. Dans ce mode de fonctionnement, le régulateur va exécuter automatiquement le réglage du régulateur sur les coefficients Kp, Ti, Td.
Note : Il convient pendant la séquence de ne pas perturber le système par des variations extérieures qui dérangeraient les réglages finaux. De même, avant le lancement de la séquence AT, il conviendra de s'assurer que le système est en régime stabilisé.
Rappel sur le paramétrage de
Kp, Ti, Td
Pour que ce fonctionnement en mode AT+PID soit possible, il faut que les deux condictions suivantes soient remplies : z
Le paramétrage des coefficients Kp, Ti, Td doit être réglé sur des adresses
mémoires (%MWxx).
z Le paramétrage du type d'Action dans l'onglet Sortie doit être réglé sur une
adresse mémoire bit (%Mxx).
Pour positionner le régulateur en mode AT+PID, suivre ces étapes :
Etape Action
1 z z z z z z
Renseigner ou vérifier les adresses mémoire avec les valeurs suivantes dans la table d'animation : z
%M2 : choix du mode Automatique ou manuel = 0, z
%MW0 : consigne régulateur = 600 (dans l'exemple, la consigne sera active après la séquence AT et le régulateur assurera une température de 60°),
%MW10 à %MW12 : coefficients du régulateur PID (laisser à 0, la séquence AT les renseignera),
%MW13 : limite de la mesure à ne pas dépasser en mode AT = 900 (dans l'exemple, ne pas dépasser z
90°, sinon erreur AT),
%MW14 : consigne de sortie du régulateur en mode AT = 2000 (issue de l'essai en mode manuel.)
Il s'agit de la valeur du changement d'étape appliquée au processus. En mode AT, la consigne de sortie est appliquée directement en sortie du régulateur.
Cette valeur peut être un mot interne (%MW0 à %MW2999), une constante interne (%KW0 à %KW255) ou une valeur directe. La valeur doit donc être comprise entre 0 et 10 000.
Remarque: La consigne de sortie d'auto tuning doit toujours être supérieure à la dernière sortie appliquée au processus.
%MW15 : sortie numérique du régulateur PID (renseignée par le régulateur),
%MW16 : réglage de la période PWM (laisser la valeur 10 réglée précédemment),
%MW17 : choix du mode de fonctionnement du régulateur PID = 2 (AT + PID),
%MW18 : consigne manuelle associée au choix du bit %M2 = 0.
2 Configurez l'automate Twido de façon à ce qu'il effectue une scrutation en mode périodique.
508
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Etape Action
3 Régler la Durée de la période de scrutation de l’automate Twido de telle façon que la valeur de la Période
d'échantillonnage (Ts) du régulateur PID en soit un multiple exact.
Remarque: Pour plus de détails sur la détermination de la période d’échantillonnage, voir Conditions de
Méthodes pour déterminer la période d'échantillonnage (Ts), p. 550
.
6
7
4
5
Vérifier que l'automate est en mode RUN.
Renseigner le bit mémoire %M0.
%M0 : validation régulateur = 1 dans la table d'animation.
Double cliquer sur l'item PID dans le navigateur de configuration.
Activer l'onglet Animation pour le numéro de PID souhaité et vérifier que l’animation est conforme à l’écran ci-dessous :
PID
PID number
0
?
Général Entrée PID AT Sortie Animation Trace
Mode de marche
PID + AT
Liste des états PID
11/04/2004 19:40 Phase 4 d’auto tuning en cours
PID
Sortie
Consigne
800
Entrée
Mes
259
Ts
100
0
Automate PID
Kp Ti Td
0 0
D/I
0
Période
10
0
Sortie
AT
PV
Limite
900
Consigne de sortie
5000
AT
Créer un fichier table d’animation
Remarque : Les écrans du régulateur PID ne sont rafraîchis que si le régulateur est validé (et API en RUN).
TWD USE 10AE
509
Instructions avancées
Etape Action
8 Cliquer sur l'onglet Trace et attendre que le système démarre la séquence d'AT.
PID
PID number
0
?
Général Entrée PID AT Sortie Animation Trace
Mode de marche
PID + AT
Liste des états PID
11/04/2004 20:09 Phase 4 d’auto tuning en cours
Remarque : Le temps d'attente peut durer une dizaine de minutes avant que la procédure d'AT évolue.
Stockage des coefficients calculés Kp, Ti,
Td
Une fois la séquence d'Auto-Tuning terminée, les mots mémoire affectés aux coefficients Kp, Ti, Td sont renseignés par les valeurs calculées. Ces valeurs sont écrites en mémoire RAM et sauvegardées dans l'automate tant que l'application est valide (mise hors tension inférieure à 30 jours) et qu’il n’y a pas de reprise à froid (%S0).
Note : Si le système n'est pas influencé par des fluctuations extérieures, les valeurs peuvent être écrites en dur dans le paramétrage du régulateur PID et le régulateur passer en mode PID seul.
Répétition de la séquence AT
La séquence d'Auto-Tuning est répétée à chaque mise en RUN ou redémarrage à froid (%S0).
Il convient ainsi de tester les mots de diagnostic par le programme pour déterminer la conduite à tenir en cas de redémarrage.
510
TWD USE 10AE
Instructions avancées
Etape 6 - Mise au point des réglages
Accès à la table d’animation
Pour faciliter la mise au point du système, l'accès à la table animée est toujours possible lorsque les écrans des régulateurs PID sont en avant plan.
Note :
Dans le cas où la visualisation des courbes de consigne et de mesure seules via le bouton Détacher de l’onglet Trace (voir fenêtre de l’onglet Trace ci-dessous), l’accès à la table d’animation est alors possible via le menu Fenêtre
→ Editeur de
tables d’animation - Animation...
PID
?
PID numéro
0
Général Entrée PID
AT Sortie Animation Trace
15 min
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
15 0
Initialiser
Détacher
Consigne Mesure
OK
Annuler Précédent Suivant Aide
TWD USE 10AE
511
Instructions avancées
Retour aux
écrans PID
Pour revenir dans les écrans du régulateur PID sans perdre l'historique du tracé des courbes, suivre ces étapes :
Etape Action
1 Double cliquer sur l'item PID dans le navigateur situé dans la partie gauche de l'écran TwidoSoft (voir fenêtre du navigateur ci-dessous) :
Port 2: Modbus, 1
Bus d’expansion
1 : TWDALM3LT
Logiciel
Constantes
D
Constantes (KD)
1
2
3
F
Constantes (KF)
Compteurs
Programmateurs cycliques
1
2
3
Compteurs rapides (FC)
Registres LIFO/FIFO
%PLS/%PWM
77
Blocs horodateur
Temporisateurs
1
2
3
Compteur rapides (VFC)
PID
PID
Programme
Symboles
Tables d’animation
Documentation
2 Lorsque la fenêtre du régulateur PID apparaît, sélectionner le numéro de PID souhaité dans l’onglet Général.
512
TWD USE 10AE
Historique des
états PID
Instructions avancées
Dans l'onglet Animation des régulateurs PID, l'accès aux 15 derniers états du régulateur en cours est disponible en cliquant sur la liste déroulante comme indiqué dans la figure ci-dessous :
PID
PID number
0
?
Général Entrée PID
AT Sortie Animation Trace
PID
Mode de marche
PID
Liste des états PID
12/04/2004 17:35 La consigne PID est atteinte
12/04/2004 17:29 Processus d'auto tuning terminé
12/04/2004 17:20 Phase 4 d'auto tuning en cours
C
Ts
12/04/2004 17:02 Phase 1 d'auto tuning en cours
100
Automate PID
I
Période
10
Note : Les états PID sont mémorisés lorsque le PC et TwidoSoft sont en mode connecté à l'automate.
TWD USE 10AE
513
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