Herunterladen
Teilen
Diese Seite drucken
Siemens S7-200 Betriebsanleitung
  1. Anleitungen
  2. Marken
  3. Siemens Anleitungen
  4. Steuergeräte
  5. Simatic S7-200
  6. Betriebsanleitung
Siemens S7-200 Betriebsanleitung

Siemens S7-200 Betriebsanleitung

Micro automation – dreipunktregelung
Vorschau ausblenden Andere Handbücher für S7-200:

Werbung

Quicklinks

Diese Anleitung herunterladen
S7-200 - Dreipunktregelung
Micro Automation – Dreipunktregelung
FAQ

Werbung

loading

Verwandte Anleitungen für Siemens S7-200

Inhaltszusammenfassung für Siemens S7-200

  • Seite 1 S7-200 - Dreipunktregelung Micro Automation – Dreipunktregelung...
  • Seite 2 Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass Siemens über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankün-...
  • Seite 3 Gewährleistung, Haftung und Support S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis......................3 Zielsetzung ...................... 4 Funktionalität ....................5 Funktionsweise .................... 5 Hysterese ..................... 5 Korrekturansteuerung im Stationärbetrieb ............5 Integralanteil ausschalten ................6 Funktionsweise „Non_Sensitive“ ..............7 2.2.1 Parametervorgabe .................... 9 Dreipunktregelung ohne Ventilstellungsrückmeldung........
  • Seite 4 Zielsetzung S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Zielsetzung Es soll das Ventil einer Mischbatterie entsprechend einer gewünschten Temperaturvorgabe geregelt werden. Abbildung 1-1 MTR_Pos (motor position; optional: can be simulated if nonexistent) Down 70°C 20°C Dn_Limit Up_Limit PV (process variable: temperature) Verwendet wird hierzu ein Dreiwegemischer mit Ventilstellantrieb. Durch einen Zulauf fließt heißes (z.B.
  • Seite 5 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Funktionalität Realisiert wird diese Dreipunktregelung mit Hilfe des in STEP 7-Micro/WIN (ab Version 4.0) integrierten PID-Reglers und der Bibliothek „Three_Step“. Die Funktionsweise wird in der folgenden Abbildung beschrieben: Abbildung 2-1 PIDx_INIT Three_Step PID_Out Deviation...
  • Seite 6 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 aufsummierte Stellgröße ausgibt, wird die Stellgliedabweichung „Deviation“ auch im stationären Zustand aus dem Toleranzbereich +/- „ThrOn“ laufen und gegenregeln. Abbildung 2-2 PV [°C] PID_Out SP = 45°C Mode: Automatic Abbildung 2-2 zeigt wie die Isttemperatur „PV“ um den Sollwert „SP“ im stationären Zugang ohne äußere Einwirkungen im Automatikbetrieb...
  • Seite 7 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Funktionsweise „Non_Sensitive“ Abbildung 2-4 PIDx_INIT Delta PID_Out Three_Step PI controller Deviation PID_Out_Mem Down ThrOn MTR_Pos |Delta| < Delta_max & 70°C 20°C |Diff_Q| < Diff_Q_max Non_Sensitive Die Stellgröße „PID_Out“ wird vom Baustein „Non_Sensitive“ zwischengespeichert („PID_Out_Mem“). Wenn die absolute Regelabweichung „|Delta|“...
  • Seite 8 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 2-5 PV [°C] PID_Out Cut-Out 1 Cut-Out 2 Cut-Out 3 SP = 45°C Delta_max = 5°C Diff_Q Cut-Out 1 Cut-Out 2 Cut-Out 3 Diff_Q_max Abbildung 2-5 zeigt einen Einschwingvorgang bei einer Sollwertvorgabe von 45°C (grün) und einer maximal zulässigen Regelabweichung von +/- 5°C (orange) für den Unempfindlichkeitsbereich.
  • Seite 9 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 2.2.1 Parametervorgabe Für eine optimale Regelung ohne Aktivität im stationären Zustand ist somit die Regelparameter- und Toleranzbandwerte- Vorgabe entscheidend. Der Verstärkungsfaktor und die Integrationszeit sind der Regelstrecke hinsichtlich eines schnellen Einschwingverhaltens möglichst ohne Überschwingen anzupassen.
  • Seite 10 Funktionalität S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Simulation der Regelstrecke Zur einfachen Überprüfung der Dreipunktregelung verfügt der angehängte Download zusätzlich über die Simulationsbibliothek „SYS_Sim“. Hier enthalten sind ein Totzeitglied („Dead_Time“) und ein PT -Filter („Low_Pass“). Mit Hilfe dieser Bausteine können Sie die Regelstrecke zwischen dem Ventil-Stellglied und den Istwert-Temperaturfühler...
  • Seite 11 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Die Bibliotheken Die Bibliotheken „Three_Step“ und „SYS_Sim“ werden Ihnen im angehängten Download mitgeliefert. Den Link zum Download der Umrechnungsbibliothek „Scale“ erhalten Sie auf der HTM-Seite, von der Sie auch dieses Dokument bezogen haben.
  • Seite 12 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 3.1.1 Baustein „Three_Step“ Der Baustein „Three_Step“ wandelt die vom PID-Regler „PIDx_INIT“ gelieferte Stellgröße „PIDx_Output“ in ein Dreipunktsignal um. Abbildung 3-3 Tabelle 3-1 Symbol Varablen Daten- Kommentar Werte- -typ bereich BOOL Freischaltung PID_Output REAL PID-Stellgröße (normiert)
  • Seite 13 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 angesteuert, auch wenn die Bedingungen für dessen Aktivierung während des Ablaufes nicht mehr erfüllt sind. Break_TM_ds - gibt die minimale Unterbrechungsdauer zwischen zwei Ventilansteuerung in Dezisekunden (0,1 Sek.) vor. Diese Zeit verstreicht bevor das Ventil erneut angesteuert wird, auch wenn die Bedingungen für dessen...
  • Seite 14 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 3.1.2 Baustein „Non_Sensitive“ Der Baustein „Non_Sensitive“ ermöglicht das „Einfrieren“ des PID-Reglers für einen vorgegebenen Bereich. Abbildung 3-5 Tabelle 3-2 Symbol Varablen Daten- Kommentar Werte- -typ bereich BOOL Freischaltung Mode_In BYTE Betreibsartwahlschalter 0=M; 1=A...
  • Seite 15 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Mode_In / Mode_Out „Mode_In“ gibt die gewünschte Betriebsart (0 = Manual; 1 = Automatik; 2 = Non-Sensitive) vor. Werte außerhalb des Definitionsbereichs werden nicht übernommen. Dies ist über das Byte „Mode_Out“ kontrollierbar: Bei einer undefinierten Wertvorgabe in „Mode_In“...
  • Seite 16 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 3-6 Tabelle 3-3 Symbol Varablen Daten- Kommentar Werte- -typ bereich BOOL Freischaltung MTR_TM_s WORD Gesamt Motorverfahrzeit [s] En_Limit BOOL Korrektur ermöglichen Up_Limit BOOL Oberer Ventil-Endschalter Dn_Limit BOOL Unterer Ventil-Endschalter BOOL Ventilansteuerung „AUF“...
  • Seite 17 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 3-7 3.2.1 Baustein „Dead_Time“ Der Baustein „Dead_Time“ ermöglicht die zeitverzögerte Ausgabe „OUT“ des Eingangssignals „IN“. Abbildung 3-8 Tabelle 3-4 Symbol Varablen Daten- Kommentar Werte- -typ bereich BOOL Freischaltung REAL Normiertes 0,0 – 1,0...
  • Seite 18 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Sample_TM_ms - darf nicht kleiner als die Zykluszeit (SMW 22) sein. Kleinere Zeiten als die Zykluszeit werden nicht übernommen (überprüfbar durch die globale Variable „Sample_Time“). Die „Dead_Time“-Abtastzeit sollte maximal so groß wie die PID-Regler-Abtastzeit „PIDx_SampleTime“ gewählt werden (besser: Sample_TM_ms = 0,5 * PIDx_SampleTime/1000;...
  • Seite 19 Die Bibliotheken S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 tau_s - muss größer als null sein. Als kleinste Zeitkonstante kann 1*e^(-37) Sekunden gewählt werden (überprüfbar durch die globale Variable „tau“). Umrechnungsbibliothek „Scale“ Die Regelung „PIDx_INIT“ arbeitet mit drei verschiedenen Wertebereichen: 1. dem tatsächlichen physikalischen Wertebereich (in diesem Fall: der Temperaturbereich von 20 bis 70 °C)
  • Seite 20 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Beispielprojekte Neben den Bibliotheken „three_step.mwl“ und „sys_sim.mwl“ enthält der angehängte Download noch folgende drei Beispielprojekte zur Dreipunktregelung: Tabelle 4-1 Name Funktion Kapitel reine Simulation (Ventilstellungs- und Three_Step_Sim.mwp Streckensimulation) Three_Step.mwp für Ventile mit Positionrückgabe Three_Step_NFB.mwp für Ventile ohne Positionrückgabe...
  • Seite 21 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Die Zahlen in den Blöcken stellt die Netzwerknummer dar. Im nicht aufgeführten Netzwerk 1 wird die Parameterinitialisierung getroffen. Abbildung 4-1 entspricht dem Blockschaltbild Abbildung 2-7. Zusätzlich werden noch der Skalierungsbaustein „S_RTI“ (Netzwerk 8) benötigt, der die simulierte normierte Temperatur „PV“...
  • Seite 22 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 3. Sollwert-Skalierung und Parameter-Vorgabe Abbildung 4-3 Geben Sie die minimale und maximale Temperatur an und wählen die Parametrierung für den Regelkreis. Hier ist ein PI-Regelverhalten zu wählen. Geben Sie den Verstärkungsfaktor und die Integralzeit an, sowie die Abtastzeit vor.
  • Seite 23 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 5. Wählen Sie bei Bedarf die Gefahrengrenzen aus (nicht erforderlich) Weiter > (Next>) 6. Speicherzuweisung Abbildung 4-5 Geben Sie den Variablenspeicherbereich für den PID-Regler an. Weiter > (Next>) 7. Handbetrieb des PID-Reglers zulassen Abbildung 4-6 Aktivieren Sie die Checkbox für den Handbetrieb.
  • Seite 24 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 8. Stellen Sie den Operations-Assistent PID fertig Fertigstellen (Finish) 9. Möchten Sie die Konfiguration im Assistenten beenden? 4.1.2 Variablentabelle Am Beispiel der Variablentabelle des Projektes „Three_Step_Sim“ wird die Bedienung und Kontrolle der Dreipunktregelung beschrieben.
  • Seite 25 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Alle Parameter mit einem blauen Rechteck in der Spalte „Neuer Wert“ sind änderbar. Die anderen Größen sind Anzeigewerte zur Überprüfung. Die Parameter sind in Blöcke unterteilt und durch eine Leerzeile getrennt: Tabelle 4-2 Zeile...
  • Seite 26 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 4-9 Mit Hilfe dieses Steuer-Panels lässt sich die zeitliche Änderung der Reglergrößen: Istwert (rot), Sollwert (grün) und Stellgröße (blau) beobachten. Zusätzlich bietet sich hier die Anpassungmöglichkeit der Regler-Parameter Verstärkung, Integralzeit und Differentialzeit (für diese Regelung nicht benötigt) manuell oder automatisch.
  • Seite 27 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 4-10 Weitere Informationen zum Micro/WIN - PID-Regler und Steuer-Panel finden Sie über die Micro/WIN-F1-Hilfe und im S7-200-Systemhandbuch. „Three_Step“ Das Beispielprojekt „Three_Step.mwp“ dient als Vorlage für Dreiwegemischer mit Ventilstellungsrückgabe. Abbildung 4-11 70°C 20°C Three_Step.mwp Abbildung 4-11 zeigt den Bausteinaufbau des Projektes „Three_Step“.
  • Seite 28 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Die Initialisierung dient als Voreinstellung. Die Parameter können zur Hinweis Laufzeit über die Variablentabelle geändert werden. Bedenken Sie aber, dass bei Spannungswiederkehr nach einem Netzausfall die Initialisierung wieder aufgerufen wird und so getätigte Änderungen dieser Parameter zurückgesetzt werden.
  • Seite 29 Beispielprojekte S7-200 - Dreipunktregelung Beitrags-ID: 18748232 Abbildung 4-12 zeigt den Bausteinaufbau des Projektes „Three_Step_NFB“. Die Zahlen in den Blöcken stellt die Netzwerknummer dar. Im nicht aufgeführten Netzwerk 1 wird die Parameterinitialisierung getroffen. Die Initialisierung dient als Voreinstellung. Die Parameter können zur Hinweis Laufzeit über die Variablentabelle geändert werden.