PLC Siemens S7-1200 - Regulator PID - temperatura - podlaczenie

Witam. Mam o to taki prosty uklad, który ma za zadanie chlodzic i podgrzewac temperature. x2-1(wyjscie cyfrowe - wentylator), x2-2(wejscie analogowe czujnika), x2-3 ( wyjscie cyfrowe - zarowka). Do takiego układu musze stworzyc regulacje PID. I mam o to kilka pytan.

1. w takiej realizacji chce zastosowac wentylatorek komuterowy z dwoma przewodami, czy konieczny jest np wentylator ktory ma pin ( RPM) oraz PWM i czy on np musi byc podpiety pod wyscie analogowe??
2. Czy zaprogramowanie takiego ukladu bedzie polegac na dodaniu dwoch blokow PID_Compact, gdzie w jednym na wejsciu bedzie wartosc zadana oraz mierzona, a na wyjsciu wentylator, a w drugim bloczku analogicznie z tym ze na wyjsciu bedzie zarowka. I potem na podstawie uchybu okreslac bede który regulator bedzie aktywny? cos mniej wiecej takiego? Czy wlasnie konieczne jest użycie do tego PWM??
3. Jezeli sa jakies inne propozycje jak to mniej wiecej ugryzc oraz wskazowki dotyczace jak sie za to zabrac, bede bardzo wdzieczny.

Pozdrawiam

Student23 tutaj masz praktycznie taka sama aplikacje. Widziales to?

Wciśniej też F1 po włączeniu TIA Portal i wpisz PID_Compact.

Co do schematu. Jak chcesz użyć do pomiaru LM35 to zrób wzmacniacz na LM358 który wzmocni sygnał 10x. LM daje napięcie do 1,5V a wejście analogowe w 1200 ma zakres 0-10V. Większą rozdzielczość lepiej się przelicza.

Quote:

1. w takiej realizacji chce zastosowac wentylatorek komuterowy z dwoma przewodami, czy konieczny jest np wentylator ktory ma pin ( RPM) oraz PWM i czy on np musi byc podpiety pod wyscie analogowe

można stosować wentylator z 2 wyjściami tylko nie będziesz miał sygnału zwrotnego do sterownika czy wentylator się kręci i z jaka prędkością. Ja podłączałem wentylator z wyjściem RPM do sterownika i były przekłamania na wyjściu ze względu na zasilenie czujnika halla z zasilania wentylatora. Jak chcesz mieć wszystko dokładnie zrobione użyj czteroprzewodowych wentylatorów.
Opis zasady sterowania wentylatorem komputerowym masz w książce "Sterownik SIMATIC S7-1200 w praktyce inżynierskiej" od strony 309 do 324.
Na wyjściu sterownika masz tranzystor. Bez problemu wysteruje wentylatorem komputerowym, nie musisz dawać dodatkowego tranzystora. Do żarówki wskazany jak najbardziej.

Quote:

2. Czy zaprogramowanie takiego ukladu bedzie polegac na dodaniu dwoch blokow PID_Compact, gdzie w jednym na wejsciu bedzie wartosc zadana oraz mierzona, a na wyjsciu wentylator, a w drugim bloczku analogicznie z tym ze na wyjsciu bedzie zarowka. I potem na podstawie uchybu okreslac bede który regulator bedzie aktywny? cos mniej wiecej takiego? Czy wlasnie konieczne jest użycie do tego PWM??

mniej więcej jak to opisujesz. Przy wykorzystaniu PWM jesteś w stanie zmniejszyć czas nagrzewania lub chłodzenia. Ja przy wykonywaniu urządzeń grzewczych w który wymagana jest duża dokładność temperaturowa stosuje regulatory z PID wraz z SSR, utrzymujemy temperaturę płyt z dokładnością do ±0,2°C. Poza tym na wyjściu z PID masz słowo. A więc musisz je jakoś wykorzystać.
Z drugiej strony jak chcesz uzyskać temperaturę w zakresie powiedzmy ±2°C lub więcej, to nie musisz do tego wykorzystywać PID a tylko wykorzystując operacje matematyczne załączać dane wyjście w zależności od temperatury i zadanej histerezy.

Quote:

3. Jezeli sa jakies inne propozycje jak to mniej wiecej ugryzc oraz wskazowki dotyczace jak sie za to zabrac, bede bardzo wdzieczny.

a nie lepszy stary sposób: wentylator bez regulatora, lampa sodowa i stara szafa w piwnicy?

Programować 1200 tez się dopiero uczę więc te informacje tak z doświadczenia pisane.

Bardzo dziekuje za odp.
mgiro: tak tak, zapoznalem sie juz z tym wczesniej i napewno bede chcial sie na tym wzorowac. Co prawda tam uzyto tylko wentylatora, ale mysle ze dodanie zarowki bedzie analogiczne


firix: Kurcze bo juz wytrawiona plytke mam bez tego wzmacniacza operacyjnego, kolega kiedys podobny uklad robil i nie uzywal takiego wzmacniacza i bylo wszystko ok. On naprawde jest konieczny?
No a jezeli mialbym wentylator z trzema przewodami, to wtedy kabel rpm podpinam pod wyjscie analogowe tak? Zalecenie bylo ze ma byc regulacja PID w takim ukladzie. Mowy O PWM nie bylo, dlatego chcialem sie mniej wiecej doradzic. Nie chcialbym tego byle jak zrobic, bo to jeden z ukladow do pracy magisterskiej i przede wszystkim chodzi o ten regulator by byly widoczne wykresy, roznego rodzaju testy itp.

Zakres temperaturowy dla LM35DZ to 0-100°C. Wyjście w tym układzie to 10mv/°C czyli mamy zakres 0-1V a wejście analogowe masz w S7-1200 masz 0-10V. Będzie to oczywiście działać bez problemu tylko masz mniejszy zakres do wykorzystywania. Zamiast zakresu 0-27648 będzie 0-2765. Wszystko zależy od tego czy jaką dokładność potrzebujesz.

Przewód RPM podpinasz pod wejście cyfrowe nie analogowe Z tym że musisz pamiętać, że w wentylatorze masz czujnik Halla a więc na wyjściu masz "-" a nie "+". Więc albo musisz podciągnąć to wejście do "plusa" albo użyć transoptora, ja używałem 4N25.

Co do wyjścia to nie musi być ono PWM może być ustawione na wyjście analogowe - w ustawieniach Output ustawiasz na Output_PER.

W standardowej wersji S7-1200 nie ma wyjścia analogowego dlatego do sterowania wentylatorem używałem PWM

1. Czyli jak np u mnie bede mial temperature mierzona 20-22 stopnie a zadana zalozmy 30 to nie potrzebuje zadnego wzmacniacza?

2. Do podciagniecia sa potrzebne rezystory tak??, moze faktycznie latwiej z tym transoptorem

3. Czyli rozumiem do PWM wystarczy mi wyjscie cyfrowe, tylko ze w ustawieniach ustawic Output_PER
4. Tylko sterowanie PWM moge zreazliowac w przypadku jak bede mial wentylator z czterema przewodami jesli dobrze mysle?

5. Ale realizacja takiego PID dla wentylatora z dwoma przewodami tez jest do zrealizowania jak najbardziej, z tym ze mniej dokladne to wszystko bedzie tak?
Bo jak narazie mam wentylator z dwoma i trzema przewodami. I tez jestem ciekaw czy chociaz z dodatkowym przewodem RPM moge cos zdziałac wiecej?

6. No własnie w standardowej nie ma, aczkolwiek mam dodatkowa plytke sygnalowa z wyjsciem analogowym, ktore jakby co zawsze moge wykorzystac. Aby w tym ukladzie jak idzie cyfrowe wyjscie zrealizowac tak jak wyzej napisales to chyba mija sie z celem wykorzystanie tego wyjscia?

Bardzo dziekuje Ci za wyczerpujace odpowiedzi!! Jestem naprawde wdzieczny. Mam nadzieje ze ten ostatni post juz na stałe rozwiaze moje problemy heh.
Pozdrawiam

Quote:

1. Czyli jak np u mnie bede mial temperature mierzona 20-22 stopnie a zadana zalozmy 30 to nie potrzebuje zadnego wzmacniacza?

Wzmacniacz nie potrzebujesz nawet jak będziesz miał ustawione 99°C. Z tym, że masz mniejszy przedział w sterowniku w którym program działa. Na wejściu wykorzystasz tylko zakres 0-1V a masz dostępny 0-10V. Łatwiej będzie skorygować jakieś wahania pomiaru i masz większe możliwości jeżeli chodzi o dokładność ustawienia (nie licząc błędu pomiarowego czujnika i wzmacniacza).

Quote:

2. Do podciagniecia sa potrzebne rezystory tak??, moze faktycznie latwiej z tym transoptorem

Tak, 10kΩ. Ale lepszym rozwiązaniem jest transoptor

Quote:

3. Czyli rozumiem do PWM wystarczy mi wyjscie cyfrowe, tylko ze w ustawieniach ustawic Output_PER

Do PWM wystarczy wyjście cyfrowe. W przypadku wentylatora zwykłe. Maksymalna częstotliwość przełączania na wyjściu sterownika to 100kHz
Co do ustawień to W przypadku użycia
Output_PER ustawiasz jeżeli korzystasz z wyjścia analogowego
Output_PWM ustawiasz jeżeli korzystasz z modulacji szerokością impulsu czyli PWM

Quote:

4. Tylko sterowanie PWM moge zreazliowac w przypadku jak bede mial wentylator z czterema przewodami jesli dobrze mysle?

5. Ale realizacja takiego PID dla wentylatora z dwoma przewodami tez jest do zrealizowania jak najbardziej, z tym ze mniej dokladne to wszystko bedzie tak?
Bo jak narazie mam wentylator z dwoma i trzema przewodami. I tez jestem ciekaw czy chociaz z dodatkowym przewodem RPM moge cos zdziałac wiecej?

Sterowanie PWM możesz zrealizować nawet na 2 przewodach z tym że nie masz sprzężenia zwrotnego dla regulatora PID jeżeli chodzi o kontrolę obrotów wentylatora. Z drugiej strony jako sygnału zwrotnego możesz użyć pomiaru temperatury.
TUTAJ masz dokumentacje do TIA Portal w wersji 13 rozdział 11.1 opisuje wykorzystanie funkcji PID

Co dodatkowego przewodu RPM to zawsze możesz odczytać obroty i wykorzystać no do kontroli czy się wentylator obraca czy wizualizacji lub jako sprzężenie zwrotne dla PID

Quote:

6. No własnie w standardowej nie ma, aczkolwiek mam dodatkowa plytke sygnalowa z wyjsciem analogowym, ktore jakby co zawsze moge wykorzystac. Aby w tym ukladzie jak idzie cyfrowe wyjscie zrealizowac tak jak wyzej napisales to chyba mija sie z celem wykorzystanie tego wyjscia?

Wykorzystanie tego wyjścia zależy od ciebie. Jeżeli dobrze zrozumiałem to chcesz użyć wentylatora i żarówki - czyli grzanie i chłodzenie. Płytka sygnałowa ma jedno wyjście zawsze możesz je wykorzystać do sterowania wentylatorem a PWM do żarówki - lub odwrotnie

Proponuje skorzystać z książki "Sterowniki SIMATIC S7-1200 w praktyce inżynierskiej" w niej wszystkie odpowiedzi na twoje pytania włącznie z przykładami. Sam korzystam z niej i kilku(nastu) podręczników Siemensa.

1. No bo rozumiem ze jak mam od 0V-1V to inaczej od 0mV do 1000mV z czego temp wedlug tego czujnika jest 10mv / 1 stopien C. I dokładność według DS jest 0.5 stopnia. Czyli bez wzmacniacza i uzywajac regulatora PID smiało moge oscylowac miedzy temp 20-30 stopni z dokladnościa do 0.5 stopnia? a majac ten wzmacniacz nie dosc ze mam wiekszy zakres, to jeszcze moge uzyskac powiedzmy wieksza dokladnosc, gdzies okolo 0.2 stopnia??? bo teraz juz zgłupiałem czy bez niego wraz z ta reuglacja dosyc ładnei bedzie mi to wszystko współgrało. Jakby ta dokładnośc była do tego 0.5 stopnia to bedzie super. bo to pewnie i tak jak mam mierzona 25, a zadana 30 to poprostu bedzie mi oscylowac miedzy tej zadanej z granica +/- 0.5 ??

2. tak tak korzystam z tej ksiązki i dokladnie staram sie analizowac ten przyklad ze strony 309. Czyli, tam środkowy przewod od wentylatorka ( zasilanie ) podlaczone jest do wyjscia cyfrowego i wartosc tej predkosci bedzie zadawana w Hz? A te szybkie liczniki HSC to rozumiem je sie ustawia w programie i one dotyczyc beda tego przewodu RPM, który bedzie podlaczony przez transoptor?. A te dwa rezystory, które zabepiczeaja wejscie i wyjscie to na jakiej zasadzie dobrac parametry ??

3. Zrobie tak jak powiedziales, wyjscie analogowe wykorzystam do sterowania np żarówka, a ten sposob poprzez wyjscie cyfrowe i przewod RPM wraz z transoptorem. Poprostu jak podepne pod wyjscie analogowe przewod, to roznica bedzie polegac na tym ze w opcjach ustawiam Output_PER

Quote:

1. No bo rozumiem ze jak mam od 0V-1V to inaczej od 0mV do 1000mV z czego temp wedlug tego czujnika jest 10mv / 1 stopien C. I dokładność według DS jest 0.5 stopnia. Czyli bez wzmacniacza i uzywajac regulatora PID smiało moge oscylowac miedzy temp 20-30 stopni z dokladnościa do 0.5 stopnia? a majac ten wzmacniacz nie dosc ze mam wiekszy zakres, to jeszcze moge uzyskac powiedzmy wieksza dokladnosc, gdzies okolo 0.2 stopnia??? bo teraz juz zgłupiałem czy bez niego wraz z ta reuglacja dosyc ładnei bedzie mi to wszystko współgrało. Jakby ta dokładnośc była do tego 0.5 stopnia to bedzie super. bo to pewnie i tak jak mam mierzona 25, a zadana 30 to poprostu bedzie mi oscylowac miedzy tej zadanej z granica +/- 0.5 ??

Tak. Zapomnij o wzmacniaczu.

Quote:

2. tak tak korzystam z tej ksiązki i dokladnie staram sie analizowac ten przyklad ze strony 309. Czyli, tam środkowy przewod od wentylatorka ( zasilanie ) podlaczone jest do wyjscia cyfrowego i wartosc tej predkosci bedzie zadawana w Hz? A te szybkie liczniki HSC to rozumiem je sie ustawia w programie i one dotyczyc beda tego przewodu RPM, który bedzie podlaczony przez transoptor?. A te dwa rezystory, które zabepiczeaja wejscie i wyjscie to na jakiej zasadzie dobrac parametry ??

Tak będzie zadawana w Hz. Pomiar RPM musisz dzielić przez dwa ponieważ masz dwa impulsy na obrót.
Rezystory dobierasz zgodnie ze specyfikacja transoptora. Zasilanie masz 24V. Nie wszystkie transoptory są na tak wysokie napięcie. Musisz je obniżyć.

Quote:

3. Zrobie tak jak powiedziales, wyjscie analogowe wykorzystam do sterowania np żarówka, a ten sposob poprzez wyjscie cyfrowe i przewod RPM wraz z transoptorem. Poprostu jak podepne pod wyjscie analogowe przewod, to roznica bedzie polegac na tym ze w opcjach ustawiam Output_PER

Tak. Powinno działać, jak by coś nie było tak jak ma być to musisz już poczytać specyfikacje odnośnie PID w S7-1200

A jezeli chodzi o ten wzmacniacz operacyjny. Czy jak widac na moim schemacie w 1 poscie. Plytka jest juz niestety wytrawiona, lecz jak widać z wyjscia z terminala x2-2 idzie przwod czujnika do wejscia analogowego. Czy ja np tym 1 przwodem moge podlaczcy jeszcze na nowej plytce wzmacniasz i z tego wzmacniacza doprowadzic do sterownika? czy te nozki od czujnika ( zasilanie i gnd) tez powinny byc tam jakos doprowadzaone. No bo one sa juz zasilane 12 V i doprowadzone do masy na tej plytce juz wytrawionej

Chodzi mi mniej wiecej o takie cos, czy da rade. Jezeli tak, to jak mniej wiecej dobrac do tego rezystory i kondensator i czy to w ogole jest poprawne?