STEP7 PID FB41 CONT_C FUNCTION

SIMATIC S7 에서 제공되는 PID 컨트롤러 시작에 대해 설명합니다.

제어 시스템의 출력 값은 연속 컨트롤러에서 상수로 유지됩니다. 

설정에 따라 제어 시스템은 P, PT1, 또는 PT2 시스템을 시뮬레이션할 수 있습니다. 

전송 계수 Ks 와 시간 상수도 설정할 수 있습니다. 

그러므로 PLC 는 컨트롤러이고 아날로그 입력과 출력으로 제어 시스템에 연결됩니다.

PLC SIMATIC S7-300 의 블록 (S)FB 41 은 이 작업에서 연속 디지털 소프트웨어

컨트롤러로 사용됩니다. 이를 사용하여 해당 설정치/실제 값 w-x 에 따라 아날로그

조작 변수 y 를 읽어 오는 제어 문제를 해결할 수 있습니다. 조작 변수 y 는 PID 알고리즘에 따라 생성됩니다.

다음 제어 파라미터를 지정할 수 있습니다.

KP: 비례 구성요소((S)FB41 게인)

TN: 적분 시간((S)FB41 TI)

TV: 미분 시간((S)FB41 TD)

지정 목록

AI_w 

PIW 128 아날로그 입력 설정치 생성기 0~10V

AI_X 

PIW 130 아날로그 입력 센서 실제 값 0~10V

AO_Y 

PQW 128 아날로그 출력 조작 변수 0~10V

M_w 

MD40 내부 설정치(정형화된 부동 소수점 수)

PID 컨트롤러 제어 시스템의 기능 다이어그램

FB 41 "CONT_C"

(S)FB 41 'CONT_C'(연속 컨트롤러)는 PLC SIMATIC S7 에서 연속 입력 및 출력

변수를 사용하여 기술 공정을 제어하는데 사용됩니다. 파라미터를 지정하여 PID

컨트롤러의 하위 기능을 켜고 끌 수 있으며 이를 제어 시스템에 맞게 조정할 수

있습니다.

사용:

이 컨트롤러를 개별 PID 고정 설정치 컨트롤러로 사용하거나 다중 루프 제어

시스템에서 케스캐이드(cascade) 컨트롤러, 혼합(blended) 컨트롤러, 또는

비율(ratio) 컨트롤러로 사용할 수 있습니다. 작업 방법은 아날로그 출력 신호를

사용하는 샘플링 컨트롤러의 PID 알고리즘에 기반을 두고 있습니다. 필요한 경우

펄스 변환 단계를 추가하여 비례 최종 제어 요소가 포함된 2 위치 또는 3 위치

컨트롤러에 대한 펄스 폭 조정 출력 신호를 생성할 수 있습니다.

설명:

설정치와 실제 값에 있는 함수 외에 (S)FB 도 연속 조작 변수 출력과 수동으로

조작 값을 조작할 수 있는 완전한 PID 컨트롤러를 구성할 수 있습니다.

CPU 유형에 따라 FB 41 또는 SFB 41 으로 사용될 수 있습니다.

다음 하위 기능이 존재합니다.

1. 설정치 분기

2. 실제 값 분기

3. 시스템 편차 생성

4. PID 알고리즘

5. 수동 값 처리

6. 조작 값 처리

7. 피드포워드 제어

작동 모드 완전한 재시작/재시작

(S)FB 41(CONT_C)에는 입력 파라미터가 COM_RST = TRUE 로 설정되었을 때

실행되는 완전한 재시작 루틴이 있습니다.

시작 시 적분 회로는 내부에서 초기값이 I_ITVAL 로 설정됩니다. 

시간 인터럽트 레벨에서 호출된 경우 이 값부터 처리를 계속합니다.

다른 출력은 기본값으로 설정됩니다.

오류 정보

오류 신호 워드 RET_VAL 는 사용되지 않습니다.

STEP 7 을 사용한 소프트웨어 PID 컨트롤러 (S)FB41 'CONT_C' 시작

SIMATIC S7-300 은 소프트웨어 STEP 7 을 사용하여 PID 컨트롤러로 프로그래밍되었습니다. 

이를 중앙 및 분산 구성을 위한 단일 구성 도구로 사용할 수 있습니다. 

여기에서는 가장 필수적인 특징만 설명합니다. 추가 정보는 STEP 7 참조 설명서를 참조하십시오.

PID 컨트롤러는 STEP 7 에 포함된 특수 애플리케이션 Assigning parameters to a

PID Control 로 파라미터 지정되어 있습니다. (S)FB 41 와 연관된 인스턴스 DB 에서

값을 리셋하여 이 작업이 이루어집니다. 과정은 다음과 같습니다.

Programming Example

1. SIMATIC Manager 를 시작하십시오.

2. 다음으로 새 프로젝트를 시작하십시오. (→ File → New)

3. 프로젝트를 생성하고 경로를 선택한 다음 프로젝트 이름을 입력하십시오. 

(→User projects → PID_Control → OK)

4. SIMATIC 300 스테이션을 삽입하십시오. (→ Insert → Station → SIMATIC 300 Station)

5. 'SIMATIC 300 Station(1)'을 선택하십시오.

6. 하드웨어 구성을 위한 구성 도구를 여십시오. (→ Edit → Open object)

7. 하드웨어 카탈로그를 여십시오.

하드웨어 구성을 위한 모든 랙, 모듈, 인터페이스 모듈이 여기에 제공되며

PROFIBUS-DP, SIMATIC 300, SIMATIC 400, SIMATIC PC Based Control 폴더에

정리되어 있습니다.

8. 레일을 삽입하십시오. (→ SIMATIC 300 → RACK-300 → Rail)

그러면 Rack 0 구성을 위해 자동으로 구성 테이블이 표시됩니다

9. 하드웨어 카탈로그에서 실제 랙에 꽂은 모듈을 모두 선택하고 구성 테이블에 삽입할 수 있습니다. 

이렇게 하려면 해당되는 모듈 이름을 클릭하고 마우스 키를 누른 채로 모듈을 끌어서 구성 테이블 선으로 가져가야 합니다.

참고: 슬롯 3 은 인터페이스 모듈을 위해 예비로 남겨두었으므로 비어 있습니다.

10. IO 모듈의 주소를 적어 두십시오. 주소는 자동으로 지정되며 슬롯에 고정됩니다.

예 에서는 주소를 PIW 128 과 PQW 128 로 바꿉니다.

구성 테이블을 저장한 다음 PLC 에 로드하십시오. CPU 의 키 스위치가 STOP 위치에 있어야 합니다.

11. SIMATIC Manager 에서 블록을 선택하십시오.

12. 조직 블록(OB)을 삽입하십시오. (→ Insert → S7 Block → Organization block)

13. OB35 를 블록 이름으로 지정하십시오. (→ OB35 → OK)

참고:

OB35 는 일종의 '시간 인터럽트 OB'이며 PID 컨트롤러 블록 SFB41 을

호출하는 일정한 사이클을 보장합니다. 이것이 반드시 있어야만

컨트롤러 파라미터 KP, TN, TV 를 (S)FB41 Gain, TI, TD 에 대해 설정하고

컨트롤러를 최적화할 수 있습니다. OB1 의 경우와 같이 변동될 수 있는

특정 상황의 사이클 때문에 제어 시스템이 동요할 수 있습니다. 최악의

경우 제어 변수가 불안정하게 변동될 수도 있습니다.

14. 하드웨어 구성 시 CPU 속성에서 OB35 를 실행하기 위한 고정 사이클 시간을 설정할 수 있습니다.

그러나 이 사이클 시간을 너무 짧게 설정해서는 안됩니다. OB35 에서 호출된

모든 블록이 이 시간 내에 처리될 수 있어야 합니다. 또한 OB1 이 동시에

사용되는 경우 이를 사용할 충분한 시간 역시 고려해야 합니다. (→ Execution)

15. 'OB35'를 SIMATIC Manager 에서 여십시오. (→ OB35)

16. 'LAD, STL, FBD – Program S7 Blocks'에서 제공하는 편집기를 통해 STEP 7

프로그램을 해당 내용을 편집할 수 있습니다. 이렇게 하려면 첫 번째

네트워크에서 OB35 가 이미 열려 있어야 합니다.

첫 번째 작업을 생성하려면 첫 번째 네트워크를 선택해야 합니다. 이제 첫 번째 STEP 7 프로그램을 작성할 수 있습니다.

STEP 7 에서 개별 프로그램은 보통 네트워크로 세분됩니다. 네트워크 버튼을 클릭하면 새로운 네트워크를 열 수 있습니다.

참고: 프로그램 문서화에 관련된 주석과 프로그램 명령은 '//' 문자열로 구분됩니다.

네트워크에서 SFB41, DB41 을 호출하십시오.

PID 컨트롤러 블록 SFB41 을 인스턴스 DB 와 함께 호출합니다.

인스턴스 DB 를 생성하십시오. (→ Yes)

17. 이제 설정치 값, 실제 값, 조작 변수를 다음과 같이 연결하여 값을 처리해야합니다.

18. OB35 를 저장하고 로드하십시오. CPU 키 스위치가 STOP 위치에 있어야 합니다

19. SIMATIC Manager'에서 DB41 블록을 선택하고 PLC 에 로드하십시오. 

CPU 키 스위치가 STOP 위치에 있어야 합니다.

20. Assign parameters to the PID control 도구를 시작하십시오. 

(→ Start →Simatic → STEP 7 → Parameterize PID Control)

21. 데이터 블록을 여십시오. (→ File → Open → Online → 데이터 블록 선택(예:DB41) → OK)

22. 이제 Parameterize PID Control 도구로 PID 컨트롤러를 파라미터 지정할 수 있습니다.

그러면 DB 가 저장되고 (→ Save) PLC 에 로드됩니다 (→ Load). 

이제 제어 시스템의 성능을 모니터링 하기 위해 커브 플로터를 시작할 수 있습니다.

23. 커브 플로터로 설정치, 실제 값, 조작 변수의 커브를 기록할 수 있습니다.

24. 키 스위치를 RUN 으로 설정하면 프로그램이 시작됩니다.

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