PID_PGF_SIEMENS_300

8/2/2019 PID_PGF_SIEMENS_300

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SIMATICSTEP 7 Professional V11.0 SP1Impresin de la Ayuda en pantalla

Impresin de la Ayuda en pantalla

08/2011

Descripcin del sistemaSTEP 7 y WinCC 1

Lame 2

Instalacin 3

Migracin de proyectos 4

Primeros pasos 5

Introduccin al TIA Portal 6

Editar proyectos 7

Editar dispositivos y redes 8

Programacin del PLC 9

Visualizar procesos (Basic) 10

Uso de funcionestecnolgicas 11

Uso de las funciones online ydiagnstico 12

Glosario 13
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11.3.4 Regulacin PID (S7-300/400)11.3.4.1 Utilizar las funciones bsicas PIDCONT_CObjeto tecnolgico CONT_C

El objeto tecnolgico CONT_C proporciona un regulador PID continuo para los modosautomtico y manual. Equivale al bloque de datos de instancia de la instruccin CONT_C. Lainstruccin PULSEGEN permite configurar un regulador de impulsos.

Los componentes proporcional, integrativo (INT) y diferencial (DIF) estn conectados enparalo y se pueden conectar o desconectar de forma independiente. Con ello se puedenparametrizar los reguladores P, PI, PD y PID.

Consulte tambinPasos para la configuracin de un regulador por software (Pgina 6409)

Agregar objetos tecnolgicos (Pgina 6411)

Configurar objetos tecnolgicos (Pgina 6412)

CONT_C (Pgina 4207)

Configurar el error de regulacin CONT_CUtilizar el valor real de periferia

Para utilizar el valor real en el formato de periferia en el parmetro de entrada PV_PER,proceda del siguiente modo:

1. Active la casilla de verificacin "Activar periferia".

2. Si existe el valor real como magnitud fsica, introduzca el factor y el offset para lanormalizacin en porcentajes.De este modo, el valor real se calcula segn la siguiente frmula:

PV = PV_PER PV_FAC + PV_OFF

Uso de funciones tecnolgicas

11.3 Regulacin PID

STEP 7 Professional V11.0 SP1Manual de sistema, 08/2011, 6455
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Utilizar el valor real internoPara utilizar el valor real en el formato de coma flotante en el parmetro de entrada PV_IN,

proceda del siguiente modo:1. Desactive la casilla de verificacin "Activar periferia".

Error de regulacinAjuste un ancho de zona muerta segn los siguientes requisitos:

La seal del valor real tiene ruido.

La ganancia del regulador es alta.

La accin D est activada.

El nivel de ruido del valor real provoca, en este caso, fuertes variaciones de la variablemanipulada. La zona muerta suprime el nivel de ruido, cuando el estado del regulador esestacionario. El ancho de zona muerta indica el tamao de la zona muerta. Con un ancho dezona muerta de 0.0, la zona muerta se encuentra desactivada.

Configurar el algoritmo de regulacin CONT_CGeneral

Para averiguar qu acciones del algoritmo de regulacin estn activadas, proceda delsiguiente modo:

1. Seleccione una entrada de la lista "Estructura de regulador".Slo puede introducir los parmetros necesarios para la estructura de regulacinseleccionada.

Accin P1. Si la estructura de regulador contiene una accin P, introduzca la "Ganancia proporcional".

Accin I1. Si la estructura de regulador contiene una accin I, introduzca la "Tiempo de integracin".

2. Para asignar un valor de inicializacin a la accin I, active el botn de opcin "Inicializaraccin I" e introduzca el valor de inicializacin.

3. Para ajustar la accin I permanentemente a este valor de inicializacin, active el botn deopcin "Detener accin I".


11.3 Regulacin PID

STEP 7 Professional V11.0 SP16456 Manual de sistema, 08/2011,


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Accin D1. Si la estructura del regulador contiene una accin D, introduzca el tiempo derivativo, la

ponderacin de la accin D y el tiempo de retardo.

Configurar la variable manipulada CONT_CGeneral

Puede instroducir CONT_C en el modo manual o en el modo automtico.

1. Para fijar una variable manipulado manual, active el botn de opcin "Activar modomanual".Puede especificar una variable manipulado manual en el parmetro de entrada MAN.

Lmites de la variable manipuladaLa variable manipulada se limita hacia arriba o hacia abajo, para que slo pueda aceptarvalores vlidos. No puede desconectar la limitacin. Si se sobrepasan los lmites, esto semuestra mediante los parmetros de salida QLMN_HLM y QLMN_LLM.

1. Introduzca un valor para el lmite superior y el lmite inferior de la variable manipulada.Si la variable manipulada es una magnitud fsica, las unidades para el lmite superior y ellmite inferior de la variable manipulada deben coincidir.

NormalizacinLa variable manipulada se puede normalizar para la salida como valor en coma flotante y valorde periferia mediante un factor y un offset, segn la siguiente frmula.

Variable manipulada normalizada = variable manipulada factor + offset

Estn preseleccionados un factor de 1.0 y un offset de 0.0.


11.3 Regulacin PID



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1. Introduzca un valor para factor y offset.

Programar regulador de impulsosCon el regulador continuo CONT_C y el formador de impulsos PULSEGEN, es posible realizarun regulador de valor fijo con salida de conmutacin para actuadores proporcionales. La figurasiguiente muestra el proceso de seales del lazo de regulacin.

El regulador continuo CONT_C forma la variable manipulada LMN que el formador de impulsos

PULSEGEN convierte en seales de pausa de impulso QPOS_P o QNEG_P.

Consulte tambinPULSEGEN (Pgina 4217)

Poner en marcha CONT_CRequisitos

La instruccin y el objeto tecnolgico estn cargados en la CPU.

ProcedimientoPara determinar manualmente los parmetros PID ptimos, proceda del siguiente modo:

1. Haga clic en el smbolo "Medicin activada".Si an no existe ninguna conexin en lnea, sta se crea. Los valores actuales para elvalores de consigna, real y manipulado se graban.

2. Introduzca parmetros PID nuevos en los campos "P", "I", "D" y "Tiempo de retardo".

3. Haga clic en el grupo "Optimizacin" en el smbolo "Enviar parmetros a la CPU".


11.3 Regulacin PID

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4. En el grupo "Valores actuales", active la casilla de verificacin "Especificar consigna" .

5. Introduzca otra consigna y haga clic en el grupo "Valores actuales", en el smbolo .

6. En caso necesario, desactive la casilla de verificacin "Modo manual".El regulador trabaja con los nuevos parmetros PID y regula segn la nueva consigna.

7. Compruebe la calidad de los parmetros PID mediante los recorridos de la curva.

8. Repita los pasos del 2 hasta el 6, hasta que est satisfecho/a con el resultado de laregulacin.

CONT_SObjeto tecnolgico CONT_S

El objeto tecnolgico CONT_S pone a disposicin un regulador paso a paso para elementosfinales de control con comportamiento integral y sirve para regular los procesos tcnicos detemperatura con seales binarias de salida de variable manipulada. El objeto tecnolgicocorresponde al bloque de datos de instancia de la instruccin CONT_S. El modo de trabajose basa en el algoritmo de regulacin PI del regulador de muestreo. El regulador paso a pasoopera sin realimentacin de posicin. Es posible elegir entre el modo manual y el automtico.




CONT_S (Pgina 4213)

Configurar el error de regulacin CONT_SUtilizar el valor real de periferia

Para utilizar el valor real en el formato de periferia en el parmetro de entrada PV_PER,proceda del siguiente modo:

1. Active la casilla de verificacin "Activar periferia".2. Si existe el valor real como magnitud fsica, introduzca el factor y el offset para la

normalizacin en porcentajes.De este modo, el valor real se calcula segn la siguiente frmula:PV = PV_PER PV_FAC + PV_OFF


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Poner en marcha CONT_CRequisitos



1. Haga clic en el smbolo "Medicin activada".Si an no existe ninguna conexin online, sta se crea. Los valores actuales para el valoresde consigna, real y manipulado se graban.

2. Introduzca una nueva ganancia proporcional y un nuevo tiempo de integracin en los

campos "P" e "I".3. Haga clic en el grupo "Optimizacin" en el smbolo "Enviar parmetros a la CPU".


5. Introduzca una nueva consigna y haga clic en el grupo "Valores actuales", en el smbolo.

6. En caso necesario, desactive la casilla de verificacin "Modo manual".El regulador oprea con los nuevos parmetros y regula segn la nueva consigna.



TCONT_CPObjeto tecnolgico TCONT_CP

El objeto tecnolgico TCONT_CP proporciona un regulador de temperatura continuo congenerador de impulsos. Equivale al bloque de datos instancia de la instruccin TCONT_CP.El modo de trabajo se basa en el algoritmo de regulacin PID del regulador de muestreo. Esposible elegir entre el modo manual y el automtico.

La instruccin TCONT_CP calcula los parmetros P, I y D para el sistema regulado de forma

autnoma durante la "optimizacin inicial". Los parmetros pueden optimizarse an ms atravs de una "optimizacin fina". Los parmetros PID tambin pueden determinarsemanualmente.




TCONT_CP (Pgina 4227)


11.3 Regulacin PID



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Configurar TCONT_CPError de regulacinUtilizar el valor real de periferia

Para utilizar el parmetro de entrada PV_PER, proceda del siguiente modo:

1. Seleccione la entrada "Periferia" en la lista "Origen".

2. Seleccione el "Tipo de sensor ".Segn el tipo de sensor, el valor real se normaliza segn diferentes frmulas.

Termoparesestndar; PT100/NI100

PV = 0.1 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS Climatiz.;

PT100/NI100PV = 0.01 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS

Intensidad/tensinPV = 100/27648 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS

3. Introduzca factor y offset para la normalizacin del valor real de periferia.

Utilizar el valor real internoPara utilizar el parmetro de entrada PV_IN, proceda del siguiente modo:

1. Seleccione la entrada "Interno" en la lista "Origen".





La componente de ruido del valor real provoca, en este caso, fuertes variaciones de la variable

manipulada. La zona muerta suprime la componente de ruido cuando el estado del reguladores estacionario. El ancho de zona muerta indica el tamao de la zona muerta. Con un anchode zona muerta de 0.0, la zona muerta se encuentra desactivada.


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Algoritmo de regulacinGeneral

1. Introduzca el "Tiempo de muestreo del algoritmo PID".El tiempo de muestreo del regulador no debera exceder un 10 % del tiempo de integracindel regulador (TI) calculado.

2. Si la estructura de regulador contiene una accin P, introduzca la "Ganancia proporcional".Una ganancia proporcional negativa invierte el sentido de regulacin.

Accin PEn caso de modificaciones de la consigna, la accin P puede provocar sobreoscilaciones.Mediante la ponderacin de la accin P se puede elegir con qu intensidad debe actuar laaccin P al cambiar la consigna. La atenuacin de la accin P se logra mediante unacompensacin en la accin I.

1. Para atenuar la accin P en caso de modificaciones de la consigna, introduzca la"Ponderacin de la accin P".

1.0: Accin P completamente efectiva en caso de modificacin de la consigna

0.0: Accin P inefectiva en caso de modificacin de la consigna

Accin IEn caso de limitacin de la variable manipulada, la accin I se detiene. En caso de un error

de regulacin, que mueve la accin I en direccin al rea manipulada interna, la accin I vuelvea activarse.

1. Si la estructura de regulador contiene una accin I, introduzca el "Tiempo de integracin".Con un tiempo de integracin de 0.0, la accin I se encuentra desactivada.

2. Para asignar un valor de inicializacin a la accin I, active el botn de opcin "Inicializaraccin I" e introduzca el "Valor de inicializacin".En caso de reinicio o COM_RST = TRUE, la accin I se pone en este valor.

Accin D1. Si la estructura del regulador contiene una accin D, introduzca el tiempo derivativo (TD)

y el coeficiente DT1 (D_F).Si est conectada la accin D, deber cumplirse la siguiente ecuacin:TD = 0.5 CYCLE D_F.De ah se calcula el tiempo de retardo segn la frmula:Tiempo de retardo = TD/D_F

Parametrizar el regulador PD con el punto de operacin1. Introduzca el tiempo de integracin 0.0.

2. Active el botn de opcin "Inicializar accin I".

3. Introduzca el punto de operacin como valor de inicializacin.


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Parametrizar el regulador P con el punto de operacin1. Parametrice un regulador PD con el punto de operacin.

2. Introduzca el tiempo derivativo 0.0.La accin D se desactiva.

Zona de regulacinLa zona de regulacin limita el rango del error de regulacin. Si el error de regulacin seencuentra fuera de este rango, se utilizan los lmites de la variable manipulada.

Al entrar en la zona de regulacin, la accin D conectada provoca una reduccin muy rpidade la magnitud manipulada. Por lo tanto, la zona de regulacin slo es til, cuando la accinD est conectada. Sin zona de regulacin, principalmente slo la accin P que vadisminuyendo reducira la magnitud manipulada. La zona de regulacin provoca un rgimen

transitorio rpido sin sobreoscilaciones ni posteriores infraoscilaciones, en caso de que lamagnitud manipulada mnima o mxima emitida est a mucha distancia de la magnitudmanipulada necesaria para el nuevo punto de operacin.

1. Active el botn de opcin "Activar" en el grupo "Zona de regulacin".

2. Introduzca en el campo de entrada "Ancho" un valor que el valor real pueda desviarse dela consigna por encima o por debajo.

Variable manipulada del regulador continuo

Lmites de la variable manipuladaLa variable manipulada se limita hacia arriba o hacia abajo, para que slo pueda aceptarvalores vlidos. No puede desconectar la limitacin. Si se sobrepasan los lmites, esto semuestra mediante los parmetros de salida QLMN_HLM y QLMN_LLM.

1. Introduzca un valor para el lmite superior y el lmite inferior de la variable manipulada.

NormalizacinLa variable manipulada se puede normalizar para la salida como valor de punto flotante y valorde periferia mediante un factor y un offset, segn la siguiente frmula.

Variable manipulada normalizada = variable manipulada factor + offset

Hay preasignado un factor de 1.0 y un offset de 0.0.


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1. Introduzca un valor para factor y offset.

Generador de impulsosPara un regulador continuo, el generador de impulsos debe estar desconectado.

1. Desactive el botn de opcin "Activar" en el grupo "Generador de impulsos".

Variable manipulada del regulador de impulsosGenerador de impulsos

La variable manipulada anlogo (LmnN) se puede emitir con modulacin de ancho de impulsosen el parmetro de salida QPULSE como un intervalor de impulsos.

Para utilizar el generador de impulsos, proceda del siguiente modo:

1. Active el botn de opcin "Activar" en el grupo "Generador de impulsos".

2. Introduzca el "Tiempo de muestreo del generador de impulsos", la "Duracin mnima deimpulso/de pausa" y la "Duracin del perodo".

Los siguientes grficos aclaran la relacin entre el "Tiempo de muestreo del generador deimpulsos" (CYCLE_P), la "Duracin mnima de impulso/de pausa" (P_B_TM) y la "Duracindel perodo" (PER_TM):


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Tiempo de muestreo del generador de impulsosEl tiempo de muestreo del generador de impulsos debe coincidir con el perodo del OB dealarma cclica invocante. La duracin del impulso generado es simpre un mltiplo entero deeste valor. Para una resolucin exacta y adecuada de la variable manipulada, debera darsela siguiente relacin:CYCLE_P PER_TM/50

Duracin mnima de impulso/de pausaMediante la duracin mnima de impulso/de pausa se evitan los tiempos de conexin odesconexin cortos en el elemento final de control. Un impulso menor que P_B_TM se suprime.

Se recomienda los valores P_B_TM 0.1 PER_TM.

Duracin del perodoLa duracin del perodo no debera exceder un 20 % del tiempo de integracin del regulador(TI) calculado:PER_TM TI/5

Ejemplo de los efectos de los parmetros CYCLE_P, CYCLE y PER_TM:Duracin del perodo PER_TM = 10 s

Tiempo de muestreo del algoritmo PID CYCLE = 1 s

Tiempo de muestreo del generador de impulsos CYCLE_P = 100 ms.

Cada segundo se calcula una nueva variable manipulada, cada 100 ms se produce lacomparacin de la variable manipulada con la longitud de impulso o de pausa emitida hastaentonces.


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Si se emite un impulso, existen 2 posibilidades:

La variable manipulada calculada es mayor que la longitud de impulso/PER_TM

existente hasta entonces. En tal caso, el impulso se prolonga. La variable manipulada calculada es menor o igual que la longitud de impulso/PER_TM

existente hasta entonces. En tal caso, no se emiten ms seales de impulso.

Si no se emite ningn impulso, tambin caben 2 posibilidades:

El valor (100 % - variable manipulada calculada) es mayor que la longitud de pausa/PER_TM existente hasta entonces. En tal caso, la pausa se prolonga.

El valor (100 % - variable manipulada calculada) es menor o igual que la longitud depausa/ PER_TM existente hasta entonces. En tal caso se emite una seal de impulso.

Poner en marcha TCONT_CPOptimizacin de TCONT_CPPosibilidades de utilizacin

La optimizacin del regulador puede utilizarse exclusivamente en los procesos de refrigeracino en los procesos de calefaccin del tipo de sistema I. Pero tambin para los sistemas deorden superior del tipo II o III, puede utilizar el bloque.

Los parmetros PI/PID se calculan y ajustan automticamente. El diseo de regulador se haconcebido con un comportamiento ptimo frente a perturbaciones. Los parmetros "de efecto

brusco" resultantes conduciran a sobreoscilaciones de entre el 10 % y el 40 % de la amplituddel escaln, en caso de escalones de consigna.

Fases de la optimizacin del reguladorDurante la optimizacin del regulador se ejecutan fases individuales, que se indican en elparmetro PHASE .

PHASE = 0No se produce ninguna optimizacin. TCONT_CP funciona en modo automtico o manual.

Mientras PHASE = 0, el sistema regulado debe cumplir con los requisitos para unaoptimizacin.

Al final de la optimizacin, TCONT_CP vuelve a cambiar en PHASE = 0.

PHASE = 1TCONT_CP se encuentra en disposicin de optimizacin. PHASE = 1 slo puede iniciarse, sise cumplen las condiciones para una optimizacin.

Mientras PHASE = 1 se calculan los siguientes valores:


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Ruido del valor real NOISE_PV

Subida inicial PVDT0

Valor medio de la variable manipulada

Tiempo de muestreo algoritmo PID CYCLE

Tiempo de muestreo del generador de impulsos CYCLE_P

PHASE = 2En la fase 2 se busca el punto de inversin del valor real con una variable manipuladaconstante. El procedimiento impide que el punto de inversin se detecte demasiado prontodebido al ruido de PV:

En el regulador de impulsos se toma el promedio de PV mediante N ciclos de impulsos y,

seguidamente, se pone a disposicin de la parte del regulador. En la parte del regulador serealiza otra promediacin: al principio, dicha promediacin est inactiva, es decir, slo se tomael promedio de 1 ciclo cada vez. En cuanto el ruido excede una medida determinada, seduplica el nmero de ciclos.

Se determinan el perodo y la amplitud del ruido. La bsqueda del punto de inversin no secancela y se sale de la fase 2 hasta que el gradiente es siempre menor que el ascenso mximodurante el perodo estimado. Sin embargo, TU y T_P_INF se calculan en el punto de inversinreal.

De todas formas, la optimizacin no finaliza hasta que se cumplen las dos condicionessiguientes:

1. El valor real est ms alejado del punto de inversin que 2*NOISE_PV.

2. El valor real ha excedido el punto de inversin en un 20 %. Nota

En caso de excitacin mediante escaln de consigna, la optimizacin finaliza a muy tardarcuando el valor real ha pasado el 75 % del escaln de consigna (SP_INT-PV0) (vaseabajo).

PHASE = 3, 4, 5Las fases 3, 4 y 5 duran cada una 1 ciclo.

En la fase 3, se guardan los parmetros PI/PID vlidos antes de la optimizacin y se calculanlos parmetros del proceso.

En la fase 4, se calculan los nuevos parmetros PI/PID.

En la fase 5, se calcula la nueva variable manipulada y se fija segn el sistema regulado.

PHASE = 7El tipo de sistema se comprueba en la fase 7, ya que TCONT_CP siempre cambia al modoautomtico tras la optmizacin. El modo automtico se inicia con LMN = LMN0 +0.75*TUN_DLMN como variable manipulada. La comprobacin del tipo de sistema tiene lugaren modo automtico con los parmetros del regulador que se acaban de calcular y finaliza, a


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lo sumo, 0,35*TA (tiempo de compensacin) tras el punto de inversin. Si el orden de procesose diferencia considerablemente del valor estimado, vuelven a calcularse los parmetros delregulador y aumenta en 1 el STATUS_D, de lo contrario, los parmetros del regulador semantienen sin cambios.

La operacin de optimizacin est terminada y TCONT_CP vuelve a encontrarse en PHASE= 0. El parmetro STATUS_H indica si la optimizacin ha finalizado correctamente.

Cancelacin anticipada de la optimizacinEn las fases 1, 2 3 se puede cancelar la optimizacin sin que se calculen parmetros nuevos,restableciendo TUN_ON = FALSE. El regulador se inicia en modo automtico con LMN= LMN0 + TUN_DLMN. Si el regulador se encontraba en modo manual antes de laoptimizacin, se emitir la variable manipulada manual antigua.

Si en la fase 4, 5 7 se interrumpe la optimizacin por medio de TUN_ON = FALSE, seconservan los parmetros del regulador ya calculados.

Condiciones para una optimizacinRgimen transitorio

El proceso debe presentar un rgimen transitorio estable, con retardo y asinttico.

Despus de un escaln de la magnitud manipulada, el valor real debe pasar a un estadoestacionario. Con ello se excluyen procesos que presentan un comportamiento oscilanteincluso sin regulacin, as como sistemas regulados sin compensacin (integrador en el

proceso regulado).

ADVERTENCIAPueden producirse daos materiales considerables, lesiones fsicas graves o incluso lamuerte.

Durante una optimizacin, el parmetro MAN_ON no tiene efecto alguno. Por lo tanto, lavariable manipulada o el valor real pueden tomar valores no deseados, o tambin extremos.

La variable manipulada se especifica mediante optimizacin. Para interrumpir laoptimizacin, primero hay ajustar TUN_ON = FALSE. De este modo, MAN_ON vuelve a tener

efecto.

Consolidacin de un estado inicial cuasi-estacionario (fase 0)Si la magnitud regulada presentara oscilaciones de baja frecuencia, por ejemplo, debido aunos parmetros del regulador incorrectos, habr que controlar el regulador manualmenteantes de iniciar la optimizacin y esperar a que desaparezcan dichas oscilaciones. Comoalternativa, tambin se puede conmutar a un regulador PI de efecto "suave" (ganancia dellazo pequea, tiempo de integracin largo).


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Ahora deber esperar hasta que se alcance el estado estacionario, es decir, hasta que el valorreal y la variable manipulada sean estacionarios. Tambin est permitido un rgimentransitorio asinttico o un desplazamiento lento del valor real (estado cuasi-estacionario,consulte la figura siguiente). La magnitud manipulada debe ser constante u oscilar alrededorde un valor medio constante.

NotaEvite modificar la magnitud manipulada justo antes del inicio de la optimizacin. La magnitudmanipulada tambin se puede modificar de manera involuntaria mediante el establecimientode las condiciones de ensayo (p. ej., cerrar una puerta abierta). Si este fuera el caso, deberesperar como mnimo a que el valor real experimente de nuevo un rgimen transitorio deforma asinttica a un estado estacionario No obstante, conseguir mejores parmetros deregulacin, si espera hasta que el proceso de rgimen transitorio haya finalizadocompletamente.

En la siguiente figura, se muestra el rgimen transitorio al estado estacionario:


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La variable manipulada de la optimizacin (LMN0 + TUN_DLMN) se aplica mediantemodificacin de la consigna (transicin fase 1 -> 2). La consigna no es efectiva hasta que sealcanza el punto de inversin (slo entonces se conmutar al modo Automtico).

El delta de la excitacin manipulada (TUN_DLMN) se define de acuerdo con la modificacinadmisible del valor real bajo responsabilidad propia. El signo de TUN_DLMN debe estar en

concordancia con la modificacin prevista del valor real (observar el sentido de regulacin).El escaln de consigna y TUN_DLMN deben estar coordinados. Un TUN_DLMN demasiadogrande conlleva el peligro de que el punto de inversin no est dentro del 75 % del escalnde consigna.

Sin embargo, TUN_DLMN debe ser lo suficientemente grande como para que el valor realalcance como mnimo el 22 % del escaln de consigna. En caso contrario, el procedimientopermanece en modo Optimizacin (fase 2).


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Solucin: reduzca la consigna durante la bsqueda del punto de inversin.

NotaEn procesos con un fuerte retardo, es aconsejable definir para la optimizacin una consignade destino un poco ms baja que el punto de operacin deseado y observar con detenimientolos bits de estado y el PV (peligro de sobreoscilaciones).

Optimizacin nicamente en el rango lineal:Determinados sistemas regulados (p. ej. calderas de fusin de zinc o magnesio) pasan porun rango no lineal poco antes del punto de operacin (modificacin del estado de agregacin).

Si se selecciona con habilidad el escaln de consigna es posible limitar la optimizacin alrango lineal. Si el valor real ha pasado el 75 % del escaln de consigna (SP_INT-PV0) sefinaliza la optimizacin.

Paralelamente, TUN_DLMN debera reducirse hasta que el punto de inversin se encuentrecon seguridad antes de alcanzar el 75 % del escaln de consigna.

Optimizacin finaDurante esta optimizacin, el proceso se excita, en caso de una consigna constante, medianteun salto de la variable manipulada.

La variable manipulada de la optimizacin (LMN0 + TUN_DLMN) se aplica mediante activacindel bit de inicio TUN_ST (transicin fase 1 -> 2). Si se modifica la consigna, la nueva consigna


11.3 Regulacin PID



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no es efectiva hasta que no se alcanza el punto de inversin (slo entonces se conmuta almodo Automtico).

El delta de la excitacin manipulada (TUN_DLMN) se define de acuerdo con la modificacinadmisible del valor real bajo responsabilidad propia. El signo de TUN_DLMN debe estar enconcordancia con la modificacin prevista del valor real (observar el sentido de regulacin).

PRECAUCINSi la excitacin se realiza mediante TUN_ST no se produce ninguna desconexin deseguridad al 75 %. La optimizacin finaliza cuando se alcanza el punto de inversin. Sinembargo, en procesos con ruidos es posible que se sobrepase claramente el punto deinversin.

Optimizacin fina manual en modo de regulacinPara conseguir un comportamiento de consigna sin sobreoscilaciones, pueden tomarse lasmedidas siguientes:

Adaptar la zona de regulacin

Optimizar el comportamiento de referencia

Amortiguar los parmetros de regulacin

Modificar los parmetros de regulacin

Resultado de la optimizacinLa cifra de la izquierda de STATUS_H muestra el estado de optimizacin

STATUS_H Resultado0 Se han encontrado parmetros del regulador predeterminados, ninguno o

ninguno nuevo.

10000 Se han encontrado parmetros del regulador adecuados

2xxxx Se han encontrado parmetros del regulador superiores a los valores estimados;compruebe el comportamiento de regulacin, lea el aviso de diagnsticoSTATUS_H y repita la optimizacin del regulador.

3xxxx Se han producido errores de operador; lea el aviso de diagnstico STATUS_H

y repita la optimizacin del regulador.

En la fase 1 ya se verificaron los tiempos de muestreo CYCLE y CYCLE_P.

Los siguientes parmetros de regulacin se actualizan en TCONT_CP:

P (ganancia proporcional GAIN)

I (tiempo de integracin TI)

D (tiempo de accin derivativa TD)

Ponderacin de la accin P PFAC_SP

Coeficiente DT1 (D_F)


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Zona de regulacin on/off CONZ_ON

Ancho de la zona de regulacin CON_ZONE

La zona de regulacin slo se activa si el tipo de sistema es adecuado (I y II) y si el reguladorPID est activado (CONZ_ON = TRUE).

En funcin de PID_ON se regula con el regulador PI o PID. Los parmetros antiguos delregulador se guardan y pueden volver a activarse mediante UNDO_PAR. Adems, se guardaun juego de parmetros PI y PID en las estructuras PI_CON y PID_CON. Mediante LOAD_PIDy la activacin correspondiente de PID_ON, tambin es posible cambiar ms adelante entrelos parmetros optimizados PI o PID.

Optimizacin paralela de canales del reguladorZonas colindantes (fuerte acoplamiento trmico)

Si hay dos o ms reguladores que regulan la temperatura, p. ej. en una placa (es decir, doscalefacciones y dos valores reales medidos con un fuerte acoplamiento trmico), proceda delsiguiente modo:

1. Combine lgicamente con la operacin O las dos salidas QTUN_RUN.

2. Interconecte cada una de las dos entradas TUN_KEEP con una de las salidas del elementoO.

3. Inicie los dos reguladores predefiniendo simultneamente un escaln de consigna oactivando simultneamente TUN_ST.

La figura siguiente representa la optimizacin paralela de canales del regulador:

Ventaja:Ambos reguladores emiten LMN0 + TUN_DLMN hasta que los dos han salido de la fase 2.De este modo se impide que el regulador que finaliza primero la optimizacin falsifique elresultado de optimizacin del otro regulador al modificar su magnitud manipulada.

PRECAUCINCuando se alcanza el 75 % del escaln de consigna se sale de la fase 2, con lo que sedesactiva la salida QTUN_RUN. Sin embargo, el modo Automtico no empezar hasta queTUN_KEEP sea 0.


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En procesos de temperatura tpicos, una cancelacin justo ante de alcanzar el punto deinversin no es crtica respecto de los parmetros del regulador.

Si repite el ensayo, reduzca TUN_DLMN o aumente el escaln de consigna.

Principio: la variable manipulada de optimizacin debe concordar con el escaln de consigna.

Error de estimacin con tiempo de retardo u ordenEl tiempo de retardo (STATUS_H = 2x1xx o 2x3xx) o el orden (STATUS_H = 21xxx o 22xxx)no ha podido registrarse correctamente. Se sigue trabajando con un valor estimado que puedeprovocar parmetros no ptimos del regulador.

Repita la optimizacin y asegrese de que no se produzcan perturbaciones en el valor real.

NotaEl caso especial de un proceso PT1 puro tambin se seala con STATUS_H = 2x1xx (TU


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Calidad de las seales medidas (ruido medido, perturbaciones de baja frecuencia)El resultado de la optimizacin puede verse entorpecido por ruidos medidos o perturbaciones

de baja frecuencia. En tal caso, considere lo siguiente: En caso de ruidos medidos, seleccione una frecuencia de muestreo ms bien alta que

baja. Dentro de un perodo de ruido, el valor real debe muestrearse como mnimo dosveces. En el modo Impulso sirve de ayuda la filtracin integrada del valor medio. De todasformas, requiere que el valor PV se transfiera a la instruccin en el ciclo de impulso rpido.La medida de ruido no debera exceder un 5 % del cambio de seal til.

Las perturbaciones de alta frecuencia ya no pueden eliminarse por filtracin medianteTCONT_CP. Dichas perturbaciones ya deberan haberse filtrado en el sensor de medicinpara impedir el efecto aliasing.La figura siguiente representa el efecto aliasing con un tiempo de muestreo demasiadogrande:

En caso de perturbaciones de baja frecuencia es relativamente fcil garantizar una tasade muestreo lo suficientemente elevada. Por otro lado, el TCONT_CP debe generar unaseal medida homognea a causa de un intervalo elevado de la filtracin de valores

medios. Una filtracin de valores medios debe abarcar como mnimo dos perodos de ruido.De esta forma, dentro del bloque se generan rpidamente tiempos de muestreo msgrandes, de modo que se merma la precisin de la optimizacin. Una precisin suficientese garantiza con un mnimo de 40 perodos de ruido hasta el punto de inversin.Medidas posibles al repetir el ensayo:aumentar TUN_DLMN.


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SobreoscilacinEn las situaciones siguientes pueden producirse sobreoscilaciones:

Situacin Causa SolucinFin de laoptimizacin

Excitacin mediante un cambiodemasiado brusco de la variablemanipulada en comparacin con elescaln de consigna (vase arriba).

Regulador PI activado mediantePID_ON = FALSE.

Aumentar el escaln de consigna oreducir el escaln de la variablemanipulada

Si el proceso admite un reguladorPID, inicie la optimizacin conPID_ON = TRUE.

Optimizacinen fase 7

Primero se han determinado parmetrosms suaves para el regulador (tipo desistema III) que pueden provocarsobreoscilaciones en la fase 7.

-

Modo deregulacin

Regulador PI y con PFAC_SP = 1.0 parael tipo de sistema I.

Si el proceso admite un regulador PID,inicie la optimizacin con PID_ON =TRUE.

Realizar una optimizacin inicialRequisitos


ProcedimientoPara determinar los parmetros PID ptimos en la primera puesta en servicio, proceda delsiguiente modo:

1. Haga clic en el smbolo "Medicin activada".Si an no existe ninguna conexin online, sta se crea. Se graban los valores actuales deconsigna, valor real y variable manipulada.

2. En la lista "Modo" seleccione la entrada "Optimizacin inicial".TCONT_CP est preparado para la optimizacin.

3. En el campo "Escaln de la variable manipulada" indique el valor en el que debeaumentarse la variable manipulada.

4. En el campo "Consigna", indique una consigna. El escaln de la variable manipulada sehace efectivo slo con una nueva consigna.

5. Haga clic en el smbolo "Iniciar optimizacin".Se inicia la optimizacin inicial. Se muestra el estado de la optimizacin.


11.3 Regulacin PID



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Realizar optimizacin finaRequisitos


ProcedimientoPara determinar los parmetros PID ptimos en el punto de operacin, proceda del siguientemodo:

1. Haga clic en el smbolo "Medicin activada".Si an no existe ninguna conexin online, sta se crea. Se graban los valores actuales deconsigna, valor real y variable manipulada.

2. En la lista "Modo" seleccione la entrada "Optimizacin fina".TCONT_CP est disponible para la optimizacin.

3. En el campo "Escaln de la variable manipulada" indique el valor en el que debeaumentarse la variable manipulada.

4. Haga clic en el smbolo "Iniciar optimizacin".Se inicia la optimizacin fina. Se muestra el estado de la optimizacin.

Cancelacin de la optimizacin inicial o finaPara cerrar una optimizacin inicial o fina, haga clic en el smbolo "Detener optimizacin".

Si los parmetros PID no se han calculado y almacenado todava, TCONT_CP se inicia en elmodo automtico con LMN = LMN0 + TUN_DLMN. Si el regulador se encontraba en modomanual antes de la optimizacin, se emitir la variable manipulada manual antigua.

Si los parmetros PID calculados ya estn almacenados, TCONT_CP se inicia en el modoautomtico y funciona entonces con los parmetros PID calculados hasta la fecha.

Optimizacin fina manual en modo de regulacinPara conseguir un comportamiento de consigna sin sobreoscilaciones pueden tomarse lasmedidas siguientes:

Adaptar la zona de regulacinEn la optimizacin se determina una zona de regulacin CON_ZONE del TCONT_CP y seactiva con un tipo de sistema adecuado (I y II) y un regulador PID (CONZ_ON = TRUE). En


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el modo de regulacin es posible modificar la zona de regulacin o desactivarlacompletamente (con CONZ_ON = FALSE).

NotaSi se activa la zona de regulacin en procesos de orden superior (tipo III), no suele suponerninguna ventaja, porque en este caso la zona de regulacin es mayor que el rango deregulacin asequible con el 100 % de la magnitud manipulada. Tampoco es ventajoso activarla zona de regulacin para regulador PI.

Antes de activar a mano la zona de regulacin, asegrese de no ajustar un ancho de zonade regulacin demasiado pequeo. Si el ancho de la zona de regulacin ajustado fuerainsuficiente, se producirn oscilaciones en las curvas de la magnitud manipulada y del valorreal.

Atenuar continuamente la respuesta de regulacin con PFAC_SPLa respuesta de regulacin se atena con el parmetro PFAC_SP. Dicho parmetro determinaqu proporcin de la accin P ser efectiva en casos de escalones de consigna.

PFAC_SP se predetermina a 0.8 mediante la optimizacin, independientemente del tipo desistema; seguidamente puede modificarse el valor. Para limitar las sobreoscilaciones a un 2% aproximadamente en caso de escalones de consigna (si los dems parmetros delregulador son correctos), son suficientes los valores siguientes para PFAC_SP:

Tipo de sistema I Tipo de sistema II Tipo de sistema IIIProceso de temperaturatpico Rango de transicin Proceso de temperatura de ordensuperior

PI 0.8 0.82 0.8

PID 0.6 0.75 0.96

Ajuste el factor predeterminado (0.8), especialmente en los casos siguientes:

Tipo de sistema I con PID (0.8 -> 0.6): los escalones de consigna dentro de la zona deregulacin provocan todava un 18 % de sobreoscilaciones con PFAC_SP = 0.8.

Tipo de sistema III con PID (0.8 -> 0.96): los escalones de consigna con PFAC_SP = 0.8se amortiguan demasiado. Se regala un tiempo de ajuste claro.

Amortiguar los parmetros de regulacinSi en el lazo de regulacin cerrado se producen oscilaciones o si hay sobreoscilacionesdespus de escalones de consigna, es posible girar hacia atrs la ganancia del reguladorGAIN (p. ej. al 80 % del valor original) y aumentar el tiempo de accin integral TI (p. ej. al 150% del valor original). Si la magnitud manipulada analgica del regulador continuo se convierteen seales manipuladas binarias con un generador de impulsos, es posible que aparezcanpequeas oscilaciones continuas debido a los efectos de cuantificacin. Dichas oscilacionesse eliminan aumentando la zona muerta del regulador DEADB_W.


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Modificar los parmetros de regulacinPara modificar los parmetros del regulador, proceda del siguiente modo:

1. Guarde los parmetros actuales con SAVE_PAR.

2. Modifique los parmetros.

3. Pruebe el comportamiento de regulacin.

Si los parmetros nuevos fueran peores que los antiguos, vuelva a ajustar los parmetrosantiguos con UNDO_PAR.

Realizar una optimizacin fina manualRequisitos




2. En la lista "Modo" seleccione la entrada "Manual".

3. Introduzca los nuevos parmetros PID.

4. Haga clic en el grupo "Optimizacin" en el smbolo "Enviar parmetros a la CPU".



7. En caso necesario, desactive la casilla de verificacin "Modo manual".El regulador trabaja con los nuevos parmetros PID y regula segn la nueva consigna.



TCONT_SObjeto tecnolgico TCONT_S

El objeto tecnolgico TCONT_S pone a disposicin un regulador paso a paso para elementosfinales de control con comportamiento integrador y sirve para regular los procesos tcnicosde temperatura con seales binarias de salida de variable manipulada. El objeto tecnolgicocorresponde al bloque de datos de instancia de la instruccin TCONT_S. El modo de trabajose basa en el algoritmo de regulacin PI del regulador de muestreo. El regulador paso a pasoopera sin realimentacin de posicin. Es posible elegir entre el modo manual y el automtico.


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TCONT_S (Pgina 4248)

Configurar el error de regulacin de TCONT_SUtilizar el valor real de periferia

Para utilizar el parmetro de entrada PV_PER, proceda del siguiente modo:

1. Seleccione la entrada "Periferia" en la lista "Origen".2. Seleccione el "Tipo de sensor".

Segn el tipo de sensor, el valor real se normaliza segn diferentes frmulas.

Termoparesestndar; PT100/NI100PV = 0.1 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS

Climatiz.;PT100/NI100PV = 0.01 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS

Intensidad/tensinPV = 100/27648 PV_PER PV_FAC + PV_OFFS

3. Introduzca factor y offset para la normalizacin del valor real de periferia.

Utilizar el valor real internoPara utilizar el parmetro de entrada PV_IN, proceda del siguiente modo:

1. Seleccione la entrada "Interno" en la lista "Origen".





La componente de ruido del valor real provoca, en este caso, fuertes variaciones de la variablemanipulada. La zona muerta suprime la componente de ruido cuando el estado del reguladores estacionario. El ancho de zona muerta indica el tamao de la zona muerta. Con un anchode zona muerta de 0.0, la zona muerta se encuentra desactivada.


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Configurar el algoritmo de regulacin TCONT_SGeneral

1. Introduzca el "Tiempo de muestreo del algoritmo PID".El tiempo de muestreo del regulador no debera exceder un 10 % del tiempo de integracindel regulador (TI) calculado.

2. Si la estructura de regulador contiene una accin P, introduzca la "Ganancia proporcional".Una ganancia proporcional negativa invierte el sentido de regulacin.

Accin PEn caso de modificaciones de la consigna, la accin P puede provocar sobreoscilaciones.Mediante la ponderacin de la accin P se puede elegir con qu intensidad debe actuar laaccin P al cambiar la consigna. La atenuacin de la accin P se logra mediante unacompensacin en la accin I.

1. Para atenuar la accin P en caso de modificaciones de la consigna, introduzca la"Ponderacin de la accin P".

1.0: Accin P completamente efectiva en caso de modificacin de la consigna

0.0: Accin P inefectiva en caso de modificacin de la consigna

Accin I1. Si la estructura de regulador contiene una accin I, introduzca el "Tiempo de integracin".

Con un tiempo de integracin de 0.0, la accin I se encuentra desactivada.

Configurar la variable manipulada TCONT_SGenerador de impulsos

1. Introduzca la duracin mnima de impulso y la duracin mnima de pausa.Los valores deben ser mayores o iguales al tiempo de ciclo en el parmetro de entradaCYCLE. De esta manera, se reduce la frecuencia de maniobra.

2. Introduzca el tiempo de posicionamiento del motor.

El valor debe ser mayor o igual al tiempo de ciclo en el parmetro de entrada CYCLE.


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Poner en marcha TCONT_CRequisitos




2. Introduzca los parmetros PID nuevos en los campos "P", "I", "D" y ponderacin de la

accin P.3. Haga clic en el grupo "Optimizacin" en el smbolo "Enviar parmetros a la CPU".



6. En caso necesario, desactive la casilla de verificacin "Modo manual".El regulador trabaja con los nuevos parmetros y regula segn la nueva consigna.



Informacin general acerca de la puesta en marchaTrabajar con el visor de curvas

El visor de curvas permite representar grficamente los valores de consigna, real y manipuladoa lo largo del tiempo. Los valores del visor de curvas se actualizan en el tiempo de actualizacinseleccionado. El registro de los valores de las curvas comienza al hacer clic en el botn"Medicin on" y finaliza al hacer clic en el botn "Medicin off".


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Elementos del visor de curvas

Seleccin del modo de visualizacin Ventana de curvas rea para mover y escalar los ejes

Regla Leyenda con los valores de las curvas en la regla

Seleccin del modo de visualizacinPara la representacin del registro de curvas pueden seleccionarse los siguientes modos devisualizacin:

Strip (visualizacin continuada)Los valores de curva nuevos se registran en la ventana de curvas derecha. Los valores decurva transcurridos se van deslizando a la izquierda. No es posible mover el eje de tiempo.

Scope (visualizacin cambiante por reas)Los valores de curva nuevos se registran de izquierda a derecha dentro de la ventana decurvas. Cuando se alcanza el margen derecho de la ventana de curvas, el rea deobservacin se traslada un ancho de ventana a la derecha. El eje de tiempo puede moversedentro de los lmites del rea de observacin.

Sweep (visualizacin en rotacin)Los valores nuevos se muestran en la ventana de curvas en forma de visualizacin enrotacin. Los valores se registran de izquierda a derecha. En la posicin de escritura sesobrescriben los valores de la ltima rotacin. No es posible mover el eje de tiempo.

Static (visualizacin esttica por reas)La escritura de las curvas se interrumpe: los nuevos valores se registran en segundo plano.El eje de tiempo puede moverse a lo largo de todo el periodo registrado hasta ahora.


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La relacin entre el rea visible y el rea registrada puede consultarse en el visor de relacin:

El ancho del visor de relacin equivale a toda la duracin del registro. La parte amarilla delvisor representa la parte del registro visible en la ventana de curvas. La parte gris representala parte del registro no visible en la ventana de curvas.En el modo de visualizacin "Static" es posible mover el rea visible del visor de relacin conel ratn a lo largo del eje.

Ventana de curvasEn la ventana de curvas se muestran las curvas correspondientes a los valores de consigna,real y manipulado. Adems de la distincin por colores, las curvas se identifican mediantesmbolos (ver leyenda).

Mover y escalar los ejesLos ejes correspondientes a los valores de consigna, real y manipulado, as como al eje detiempo, pueden moverse y escalarse individualmente. Los botones derecho e izquierdo delratn tienen asignadas funciones cambiantes. Puede utilizar los siguientes botones y accionesde ratn:

Mover el eje de la consigna, del valor real o de la variable manipulada hacia arriba y abajo

Si el valor de escala superior o inferior estn bloqueados, el eje no puede moverse.

Mover el eje de tiempo a derecha e izquierda

Si el valor de escala izquierdo o derecho estn bloqueados, el eje no puede moverse.

Expansin y contraccin comunes de los ejes de los valores de consigna, real y manipulado

Si ninguno de los valores de escala est bloqueado, la escala de los ejes se estira o encogesimtricamente.

Si uno de los valores de escala est bloqueado, se conserva el valor bloqueado al expandir o contraerla escala.

Expandir y contraer el eje de tiempo

Si ninguno de los valores de escala est bloqueado, la escala del eje se estira o se encogesimtricamente.

Si uno de los valores de escala est bloqueado, se conserva el valor bloqueado al expandir o contraerla escala.

Expansin y contraccin de los ejes de consigna, valor real y variable manipuladaEl valor de escala inferior no se modifica al expandir o contraer la escala.

Expansin y contraccin de los ejes de consigna, valor real y variable manipulada.El valor de escala superior no se modifica al expandir o contraer la escala.

Expansin y contraccin del eje de tiempo.El valor de escala derecho no se modifica al expandir o contraer la escala.

Expansin y contraccin del eje de tiempo.El valor de escala izquierdo no se modifica al expandir o contraer la escala.

Entrada de un valor de escala.


11.3 Regulacin PID

Documents

PID_PGF_SIEMENS_300