5.3.3 Построить график переходного процесса выхода объекта управления при введенных оптимальных коэффициентах.

Используя Scope, просмотреть графики переходного процесса (см. рис. 5.8). Проанализировать полученные результаты (см. рис. 5.9).

Рис. 5.8 Схема для просмотра графиков переходных процессов

Рис. 5.9 Графики переходных процессов

5.3.4 Сделать выводы по проделанной работе.

5.4 Контрольные вопросы и задания

5.4.1 Оцените качество полученного переходного процесса.

5.4.2 Какой метод оптимизации был применен в работе?

5.4.3 Каким образом влияют настроечные коэффициенты ПИД регулятора на качество переходного процесса?

5.4.4 Для чего в схеме модели контура управления объектом (рис. 2) введен блок «saturation»?

Обязательные составляющие отчета

1. Схема оптимизации параметров ПИ регулятора.

2. Значения оптимальных параметров ПИ регулятора.

3. График переходного процесса и управляющего воздействия.

Лабораторная работа №6

Построение системы регулирования температуры

6.1 Цель работы: освоение методики построения типового контура управления с использованием контроллера.

6.2 Теоретическое введение

В АСУ ТП на нижних уровнях иерархии управления находятся подсистемы автоматического управления и регулирования технологическими агрегатами и отдельными параметрами. Функциональная структура типового контура автоматического регулирования приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1 Функциональная схема типового контура регулирования

В данной лабораторной работе рассматривается контур управления температурой в электрической нагревательной печи. Объектом управления является печь, выходная величина которой – температура – измеряется при помощи термопары или термосопротивления.

Для стабилизации значения температуры в STEP 7 при построении контура управления на базе ПИД, ПИ регуляторов рекомендуется использовать блок (TCONT_CP), который реализует функции указанных регуляторов.

Вызов блока регулятора

Схема, изображенная на рис. 6.2, показывает вызов управления в FBD. А в таблице 1 приведено описание некоторых параметров блока ПИД-регулирования (TCONT_CP).

Рис. 6.2 Схема TCONT_CP

Таблица 1. Описание используемых в работе параметров блока TCONT_CP

Параметр	Назначение	Тип	Описание
PV_IN	INPUT (Вход)	REAL	Вход переменной процесса (“Process Variable In”). Начальное значение может быть установлено на данном входе или может быть подключена внешняя переменная процесса в формате чисел с плавающей запятой.
SP_INT	INPUT (Вход)/ OUTPUT (Выход)	REAL	Внутреннее значение сигнала уставки (“Internal Setpoint”). Вход “Internal Setpoint” используется для задания уровня сигнала уставки.
MAN	INPUT (Вход)/ OUTPUT (Выход)	REAL	Управляющая переменная, введенная вручную (“Manual Value”). При автоматическом режиме корректируется до значения управляющей переменной.
MAN_ON	INPUT (Вход)/ OUTPUT (Выход)	BOOL	Переключатель на работу в ручном режиме (“Manual Operation On”). Если параметр “Manual Operation On” установлен, то управляющая переменная, введенная вручную (MAN), устанавливается в качестве значения управляющей переменной. 0 – автоматический режим; 1 – ручной режим.
LMN	OUTPUT (Выход)	REAL	Управляющая переменная (“Manipulated Variable”). Действующее значение управляющей переменной в формате числа с плавающей запятой подается на одноименный выход: Manipulated Variable.
QPULSE	OUTPUT (Выход)	BOOL	Выходной импульсный сигнал (“Output Pulse”). ШИМ-модулированное импульсное представление управляющей переменной на выходе: Output Pulse.

Порядок конфигурирования блока, реализующего ПИ-закон регулирования:

1. Создать организационный блок OB35; открыть его и из справочника Overviews взять компонент FB58 TCONT_CP CONTROL по ветви Libraries / Standard Library / PID Control Blocks (см. рис. 6.3).

Рис. 6.3 Выбор блока, реализующего ПИ-закон регулирования,

из справочника Overviews

2. Необходимо выделить место в памяти контроллера для ПИ-регулятора. Для этого надо создать блок данных DB58.

Рис. 6.4 Окно параметров блока данных DB58

3. После того как создали DB58, в OB35 в заголовке блока TCONT_CP выбрать “PID” (см. рис. 6.5).

Рис. 6.5 Привязка блока ПИ-регулирования (TCONT_CP) к DB58

4. Открыть блок DB58 и ввести значения требуемых параметров (рис. 6.6).

Рис. 6.6 Окно ввода значений параметров блока данных DB58