Exemplo: Como criar um programa IPIDController para controlar o nível de fornecimento de água

O exemplo do programa de controle do nível de fornecimento de água mantém água suficiente em um tanque de fornecimento de água que tem um fluxo. Uma válvula solenoide controle a entrada de água e enche o tanque a uma taxa predefinida; a água efluente também é controlada em uma taxa predefinida.
Exemplo: Como criar um programa IPIDController para controlar o nível de fornecimento de água
Exemplo: Como criar um programa IPIDController para controlar o nível de fornecimento de água

Informação de exemplo do programa

O exemplo do programa de nível de fornecimento de água inclui a seguinte informação:
  • A sequência de eventos que ocorreu no processo de controle.
  • Como o ponto de ajuste, o processo e os valores manipulados são usados no programa de controle.
  • Um diagrama de blocos de função de exemplo que mostra o IPIDController e outros blocos de instruções.

Ponto de ajuste, processo e valores manipulados

A seguinte tabela define como os valores de SP, PV e MV são usados no programa do nível de fornecimento de água.
Como os valores de SP, PV e MV são usados no programa do nível de fornecimento de água
Item
Descrição
Ponto de ajuste (SP)
Medição da altura que define o nível de fornecimento de água de destino.
Valor do processo (PV)
O 4 a 20 mA deve ser convertido para a mesma unidade que o SP, que é uma medição da altura.
Valor manipulado (MV)
Deve ser convertido em um valor analógico. Assim, pode ser a saída para o inversor controlar a bomba.

Sistema do nível de fornecimento de água

O seguinte diagrama mostra os componentes no sistema de nível de fornecimento de água controlados pelo programa de nível de fornecimento de água. A tabela após o diagrama descreve os eventos que ocorrem quando o programa de controle é executado.
Sistema do nível de fornecimento de água
Sistema do nível de fornecimento de água

Sequência de eventos no sistema do nível de fornecimento de água

A seguinte tabela identifica os componentes em um sistema de fornecimento de água e descreve, em sequência, os eventos que ocorrem no sistema quando o programa do nível de fornecimento de água for executado.
Componentes do sistema de fornecimento de água e sequência de eventos
Item
Descrição
callout1
Saída do Controlador
Envia o MV para a unidade PowerFlex (0 a 10 V).
callout2
Unidade PowerFlex
Controla a bomba de água (0 a 50 Hz).
callout3
Bomba de água
Controla o nível de água no tanque de fornecimento.
callout4
Dispositivo de transferência de saída
Mede a altura do nível de fornecimento de água (4 a 20 mA) e envia o PV para o controlador.
callout5
Entrada do Controlador
Recebe o PV (nível de fornecimento de água de 4 a 20 mA).
callout6
Programa PLC
Converte o PV para a mesma unidade que o SP (medição da altura) e determina a diferença entre o PV e o SP e ajusta o MV de acordo com os valores de parâmetro definidos nos parâmetros P, I e D.

Exemplo: diagrama de blocos da função para controlar o nível de fornecimento de água

O seguinte diagrama de blocos da função mostra os blocos da função predefinidos e definidos pelo usuário para o programa controlar o nível de fornecimento de água.
diagrama de blocos da função para controlar o nível de fornecimento de água
Diagrama de blocos de função para controlar o nível de fornecimento de água

Blocos da função e UDFBs usados no DBF de nível de água

Este aplicativo, desenvolvido na linguagem do FBD, usa as instruções descritas na tabela a seguir.
Instruções utilizadas
Bloco de função
Descrição
Bloco da função IPIDController
Oferece controle ao processo PID.
PID_OutputRegulator UDFB
Regula a saída do IPIDCONTROLLER dentro de uma faixa segura para garantir que o equipamento usado no processo não seja danificado.
Código de amostra:
  • IF RMIN <= RIN <= RMAX, then ROUT = RIN,
  • IF RIN < RMIN, then ROUT = RMIN,
  • IF RIN > RMAX, then ROUT = RMAX
PID_Feedback UDFB
Age como um multiplexador.
Código de amostra:
  • Se "FB_RST" for FALSE, FB_OUT=FB_IN;
  • Se "FB_RST" for TRUE, então FB_OUT=FB_PREVAL.
PID_PWM UDFB
Oferece uma função PWM, convertendo um valor real em uma saída LIGADO/DESLIGADO relacionada ao tempo.
SIM_WATERLVL UDFB
Simula o processo no exemplo do aplicativo.
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