O = Output digitale
T = Funzioni di Controllo
La funzione OT11PidReg implementa un regolatore PID di temperatura (solo caldo) con funzione di selftuning.
OT11PidReg ( aswParReg , aswParUsr, gwSetPoint, gwMeasure, gfEnaReg, agwOutReg )
Parametri:
IN/OUT | TIPOVARIABILE | NOME DI ESEMPIO | DIM | |
---|---|---|---|---|
IN | ARRSYS | aswParReg [1] | W | Tempo di campionamento regolatore PID (msec) [0÷32767]. |
IN | ARRSYS | aswParReg [2] | W | Limite massimo di scala della variabile da regolare(UM) [-32768÷32767] |
IN | ARRSYS | aswParReg [3] | W | Limite minimo di scala della variabile da regolare(UM) [-32768÷32767] |
IN | ARRSYS | aswParReg [4] | W | Valore massimo uscita di regolazione [1÷32767] |
IN | ARRSYS | aswParReg [5] | W | Valore minimo uscita di regolazione [0÷32767] |
IN | ARRSYS | aswParUsr [1] | W | Banda proporzionale.(‰ )[0÷1000] |
IN | ARRSYS | aswParUsr [2] | W | Tempo integrale (min x 100) [0÷9999] |
IN | ARRSYS | aswParUsr [3] | W | Tempo derivativo (min x 100) [0÷9999] |
IN | ARRSYS | aswParUsr [4] | W | Tempo di campionamento della derivata [0÷255] 0=tempo di campionamento regolatore PID 1=2*tempo di campionamento regolatore PID . . n=(n+1)*tempo di campionamento regolatore PID |
IN | ARRSYS | aswParUsr [5] | RW | Tuning mode[0÷2] 0=nessuno 1=selftuning al prossimo riavvio strumento 2=selftuning al prossimo avvio regolazione |
IN | GLOBAL | gwSetPoint | W | Setpoint di temperatura (UM) |
IN | GLOBAL | gwMeasure | W | Valore della variabile da regolare(UM) |
IN | GLOBAL | gwEnaReg | F | Abilitazione regolazione [0÷1] 0=regolatore disabilitato 1=regolatore abilitato |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[1] | W | Registro uscita PID |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[2] | W | Registro uscita proporzionale |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[3] | W | Registro uscita integrale |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[4] | W | Registro uscita derivativa |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[5] | W | Stato uscita digitale di regolazione |
OUT | ARRGBL | agwOutReg[6] | W | Codice Errore |
Una volta richiamata la funzione la variabile “Codice Errore” in agwOutReg[6] assume determinati valori, il significato di tali valori è riassunto di seguito:
0: Nessun errore
1: errore impostazione tempo di campionamento
2: errore impostazione limite inferiore e/o superiore di scala
3: errore impostazione banda proporzionale
4: errore impostazione tempo integrale
5: errore impostazione tempo derivativo
6: errore impostazione valore minimo e/o valore massimo uscita regolatore
7: errore impostazione tempo di campionamento derivativa
;--------------------------------------------- ; Project : REG_012 ; Module Name : PIDREG ; Author : ; Description : PID regulator ;--------------------------------------------- aswParReg [0]=500 ; tempo campionamento = 500ms aswParReg [1]=10000 ; fondo scala superiore temperatura = 1000.0 °C aswParReg [2]=0 ; fondo scala inferiore temperatura = 0.0 °C aswParReg [3]=500 ; Valore massimo uscita regolatore= 500 aswParReg [4]=0 ; Valore minimo uscita regolatore= 0 gfEnaReg = 1 ;Abilita Regolazione MAIN: gwSetPoint = 800 gwMeasure = glTemperatura ;Passa la temperatura misurata in UM OT11PidReg ( aswParReg , aswParUsr, gwSetPoint, gwMeasure, gfEnaReg, agwOutReg ) IF agwOutReg[5] EQ 0 RESOUT ofOutPow ELSE SETOUT ofOutPow ENDIF WAIT 1 JUMP MAIN
Un regolatore legge un segnale di ingresso (variabile di processo / misura), lo confronta con un segnale di riferimento(setpoint) e modifica il valore dell'uscita per ottenere l'uguaglianza della variabile di processo con il setpoint.
Uno dei più diffusi tipi di regolatori è il PID (Proportional, Integral, Derivative).
Fornisce un contributo, all'uscita, proporzionale all'errore tra il set point e la misura. Il coefficiente di proporzionalità è detto “costante proporzionale” (Kp)
OutP(t) = Kp*err(t)
Molto spesso, al posto del coefficiente proporzionale viene usato il parametro di “Banda proporzionale” definito come:
Kp=100/PB
Esprimendo le variabili in percentuale rispetto al fondo scala, PB rappresenta l'ampiezza del segnale di errore (setpoint-misura) in grado di portare l'uscita proporzionale al 100%.
La sola azione proporzionale non riesce ad annullare l'errore a regime, rimane sempre una piccola differenza tra il set point e la misura. Quando PB aumenta l'errore a regime aumenta, quando PB diminuisce l'errore a regime diminuisce. Valori troppo piccoli di PB possono portare il sistema in oscillazione.
Fornisce un contributo, all'uscita, proporzionale all'integrale dell'errore. In ipotetiche condizioni di errore costante, l'uscita integrale aumenta linearmente e raggiunge il valore dell'uscita proporzionale dopo il tempo integrale.
OutI(t) = 1/Ti*∫err(t)
L'integrale è utilizzato, in abbinamento al proporzionale, per eliminare l'errore a regime.
Fornisce un contributo, all'uscita, proporzionale alla derivata dell'errore. In ipotetiche condizioni di errore crescente linearmente (quindi la sua derivata è costante), l'uscita proporzionale aumenta linearmente e raggiunge il valore dell'uscita derivativa dopo il tempo derivativo.
OutD(t) = Td*Δerr(t)/Δt
Il regolatore PID comprende anche la procedura di self-tuning che permette di calcolare in maniera automatica il valore ottimale dei parametri di regolazione PID in fase di avviamento del processo. E' perciò importante eseguire la procedura quando la temperatura misurata è prossima a quella dell'ambiente (temperatura di equilibrio in assenza di potenza).
La funzione attiva il massimo di potenza impostata fino al raggiungimento del valore intermedio tra la temperatura iniziale ed il set-point, quindi azzera la potenza. La funzione valuta la risposta del sistema, quindi, dall'ampiezza della sovraelongazione e dal tempo che intercorre tra l'azzeramento della potenza ed il picco di temperatura, calcola i parametri PID.
Al termine della valutazione della risposta la funzione si autodisabilita ed il regolatore inizia la regolazione con i nuovi parametri per il raggiungimento del set-point impostato.