Поддержание заданной температуры

Задача: в сушильном шкафу необходимо поддерживать определенную температуру. Выбор нужного значения температуры (+80 ºС или +90 ºС) и переключение режима производится оператором. Система должна с максимально возможной скоростью выходить на заданный режим.

Для реализации системы выбран контроллер ПЛК150-220.У-L, электрическая принципиальная схема подключения которого приведена на рис. 1. Программа для контроллера показана на рис. 2.

 

Рис.1. Схема подключения контроллера

 

Рис. 2. Структура программы

 

Пояснения по фрагментам программы:

0001 – на входе SP ПИД-регулятора в градусах Цельсия указывается значение необходимой температуры (sp_value=80 или 90). На вход PB подается измеренное значение температуры с модуля «RTD sensor», рис. 3. Параметры на входах TI_, TD_, _IMIN, _IMAX выбраны экспертным методом. Блок MAX в выходном сигнале убирает отрицательные значения;

0002 – сигнал out_val с ПИД-регулятора поступает на блок MUL для умножения на 655,35 с целью линейного преобразования выходной мощности регулятора (от 0 до 100) к мощности, подаваемой на ШИМ (0…65535). Дальше значение передает его на блок REAL_TO_WORD для преобразования типа данных из REAL в WORD. С выхода переменная heater подается на модуль соответствующего выхода контроллера в канал широтно-импульсной модуляции – «Pulse-wide modulator», рис. 3.

 

Рис. 3. Настройки PLC-Browser

 

Рис. 4. Диаграммы, поясняющие работу.

Цветам линий соответствуют сигналы:

–– (синяя) задание на входе (SP); –– (зеленая) состояние объекта (PV);

— — — (красная) сигнал управления на выходе «heater»

На рис. 3. показаны сигналы во время работы программы с реальной нагрузкой – нагревательным элементом. При изменении оператором задания с +80 до +90 ºС (это отражает ступенька на графике), система постепенно выходит на новый режим стабилизации (зеленая линия).