Electronique - Régulateur Pid

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Avant-propos, sommaire Introduction 1 Paramétrage 2 Blocs fonctionnels 3 Bibliographie A Index C79000-G7077-C516-01 Logiciel de base pour S7-300/400 Régulation PID Manuel SIMATIC

Transcript of Electronique - Régulateur Pid

Page 1: Electronique - Régulateur Pid

Avant-propos, sommaire

Introduction 1

Paramétrage 2

Blocs fonctionnels 3

BibliographieA

Index

C79000-G7077-C516-01

Logiciel de base pourS7-300/400Régulation PID

Manuel

SIMATIC

Page 2: Electronique - Régulateur Pid

iiRégulation PID

C79000 G7077 C516 01

Ce manuel contient des marques d’avertissement servant d’une part à votre sécuritépersonnelle et d’autre part à la protection des produits et appareils. Ces marquesd’avertissement sont mises en relief par des pictogrammes ayant selon l’importance dudanger la signification suivante.

!Danger

signifie que la non-application des mesures de précaution appropriées conduit à la mort, àdes lésions corporelles graves ou à un dommage matériel important.

!Attention

signifie que la non-application des mesures de précaution appropriées peut conduire à lamort, à des lésions corporelles graves ou à un dommage matériel important.

!Avertissement

signifie que la non-application des mesures de précaution appropriées peut conduire à deslésions corporelles légères ou à un dommage matériel.

Nota

Représente une information importante relative au produit, à la manipulation du produit ou àune partie du manuel, qu’il importe de mettre en relief.

Seules des personnes qualifiées sont autorisées à mettre en service et à utiliser ces appareils.Au sens des informations relatives à la sécurité figurant dans cette documentation, les”personnes qualifiées” sont des personnes qui sont habilitées à mettre en service, à mettre à laterre et à repérer des appareils, des systèmes et des circuits, conformément aux règles desécurité.

Veillez à respecter :

!Attention

L’appareil/le système ou le composant du système ne pourra être utilisé que pour les casd’application prévus au catalogue et dans la description technique et qu’en liaison avec lesappareils et composants en provenance de tiers recommandés et agréés par Siemens.

Le fonctionnement correct et sûr du produit présuppose un transport, un stockage, uneinstallation et un montage conformes aux règles de l’art, ainsi qu’un service et un entretienrigoureux.

SIMATIC� et SINEC� sont des marques de SIEMENS AG.

Les autres désignations figurant dans ce document peuvent être des marques dont l’utilisationpar des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits des propriétaires desdites marques.

Nous avons vérifié que le contenu de ce manuel correspond auxéléments matériels et logiciels qui y sont décrits. Des divergencesne sont cependant pas exclues ce qui nous empêche de garantir unecorrespondance totale. Les informations fournies dans cet imprimésont vérifiées régulièrement, les corrections nécessaires sontinsérées dans l’édition suivante. Nous vous sommesreconnaissants pour toute proposition d’amélioration.

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Siemens Aktiengesellschaft C79000-G7077-C516

Consignes desécurité

Personnes qualifiées

Utilisation conforme

Marque déposée

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iiiRégulation PIDC79000-G7077-C516-01

Avant-propos

Ce manuel vous assiste dans l’utilisation des blocs de régulation PID.

Vous vous familiariserez avec le fonctionnement des blocs de régulation ainsiqu’avec l’appel de l’interface utilisateur de paramétrage de ces blocs. Il existe pourcette interface de paramétrage une aide intégrée qui vous apportera son assistancedans le paramétrage des blocs.

Ce manuel s’adresse aux lecteurs suivants :

– Programmeurs S7

– Programmeurs en régulation

– Personnel d’exploitation

– Personnel de maintenance

RégulationPIDS7-300/400

Blocs fonctionnelsRégulation PID

Interface utilisateurde paramétrageRégulation PID

ManuelélectroniqueRégulation PID

Le progiciel ”Régulation PID” se compose des éléments suivants :

– Les blocs fonctionnels CONT_C, CONT_S et PULSEGEN.

– L’interface utilisateur de paramétrage pour la configuration des blocs derégulation.

– Le manuel consacré pour l’essentiel à la description des blocs fonctionnels.

Objet du manuel

Cercle de lecteurs

Positionnementdansl’environnementproduits”Régulation PID”

Page 4: Electronique - Régulateur Pid

ivRégulation PID

C79000-G7077-C516-01

donne un aperçu de la régulation PIDCh. 1

montre comment appeler l’interface utilisateur de paramétrageCh. 2

Décrit les blocs fonctionnels FB 41 ”CONT_C”, FB 42 ”CONT_S”et FB 43 ”PULSEGEN”

Ch. 3

Ce manuel est conçu comme ouvrage de références pour les informationsconcernant la régulation PID. Pour des informations dépassant ce cadre, veuillezconsulter les manuels /70/, /71/, /100/, /101/, /231/, /232/, /234/, /352/.

Pour les questions concernant l’utilisation et l’emploi de la régulation PID, veuillezvous adresser à votre interlocuteur SIMATIC chez l’agence Siemens compétentepour votre secteur.Vous trouverez les adresses, par exemple, à l’annexe ”SIEMENS dans le monde” dumanuel ”Automate programmable S7-400, installation et configuration d’unS7-400”.

Pour les questions et remarques concernant le manuel en soi, merci deremplir le formulaire qui se trouve à la fin du manuel et de le retourner àl’adresse indiquée. Par la même occasion, nous vous serions obligés de porter dansce formulaire votre appréciation personnelle pour ce manuel.

Nous organisons également une série de stages pour faciliter la prise de contact avecle système d’automatisation SIMATIC S7. Vous obtiendrez notre offre de stagesauprès du centre de formation régional Siemens ou, à défaut, auprès duTrainingscenter central à D-90327 Nürnberg, Tél. ++ 49 911 985 3154.

Contenu dumanuel

Informationscomplémetaires

Autre assistance

Avant-propos

Page 5: Electronique - Régulateur Pid

vRégulation PIDC79000-G7077-C516-01

Sommaire

1 Introduction 1-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Paramétrage 2-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Blocs fonctionnels 3-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Régulation continue avec le FB 41 ”CONT_C” 3-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Régulation pas à pas avec le FB 42 ”CONT_S” 3-9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Formation d’impulsions avec le FB 43 ”PULSEGEN” 3-15. . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 Exemple avec le bloc PULSEGEN 3-24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A Bibliographie A-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Index Index-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Page 6: Electronique - Régulateur Pid

viRégulation PID

C79000-G7077-C516-01

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1-1Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Introduction

Les blocs fonctionnels (FB) de régulation PID comprennent les blocs pour régula-tion continue (CONT_C) et pour régulation pas à pas (CONT_S) ainsi que le blocpour la modulation de largeur d’impulsions (PULSEGEN).

Les FB de régulation proposent une régulation purement logicielle, c’est-à-direqu’un bloc contient toutes les fonctions du régulateur. Les données nécessaires aucalcul cyclique sont stockées dans des blocs de données associés, les blocs de don-nées d’instance, ce qui permet aux FB de les appeler plusieurs fois.

Vous pouvez combiner le bloc FB « PULSEGEN » avec le bloc FB « CONT_C »pour obtenir un régulateur à sortie impulsionnelle pour organes de réglage propor-tionnels.

Une régulation réalisée au moyen des FB se compose d’une série de fonctions par-tielles paramétrables par l’utilisateur. En plus du régulateur avec son algorithmePID, les FB intègrent aussi des fonctions de traitement de la consigne, de la mesureainsi que de la grandeur de réglage calculée.

Une régulation créée avec les deux blocs ci-dessus est neutre, par principe, quant àses emplois possibles. La performance de régulation et donc la rapidité du traite-ment dépendent uniquement de la puissance de la CPU utilisée.

Pour une CPU donnée, il faut trouver un compromis entre le nombre de régulateurset la fréquence de traitement de chacun d’eux. Plus les boucles de régulation serontrapides, c’est-à-dire plus souvent les grandeurs réglantes sont à calculer par unité detemps, moins vous pourrez installer de régulateurs.

Il n’y a pas de restriction concernant le type de processus à régler. Les blocs fonc-tionnels s’appliquent aux systèmes inertiels (températures, niveaux de remplissages,etc.) comme aux systèmes très rapides (débit, vitesse de rotation, etc.).

Nota

Il est pratiquement impossible d’influencer les propriétés des systèmes réglés, puis-qu’elles résultent de données de mécanique et de génie des procédés. Le choix dutype de régulateur le mieux approprié au système réglé et son adaptation au com-portement temporel de ce dernier restent donc les seuls moyens d’obtenir un bonrésultat de régulation.

Concept derégulation PID

Fonction de base

Utilisation

Choix durégulateur

1

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1-2Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Analyse dusystème réglé Nota

Le comportement statique (gain) et les propriétés dynamiques (retard, temps mort,constante d’intégration, etc) du système réglé exercent une influence décisive sur laconception du régulateur et sur le dimensionnement de ses paramètres statiques(influence P) et dynamiques (influence I et D). Il est par conséquent indispensablede connaître exactement le type et les caractéristiques du système réglé.

Pour créer une régulation, de la phase de structuration à son appel par le pro-gramme, en passant par son paramétrage, vous aurez à peine besoin de programma-tion. Mais il vous faudra bien connaître STEP 7.

L’aide intégrée à STEP 7 donne également des renseignements sur les différentsblocs fonctionnels.

La régulation PID est un sous-ensemble de la régulation standard. Vous trouverez plus de renseignements sur la régulation standard dans le manuel/350/ (disponible en allemand).

Création

Aide intégrée

Informationssupplémentaires

Introduction

Page 9: Electronique - Régulateur Pid

2-1Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Paramétrage

Sous Windows 95, vous appelez l’interface utilisateur de paramétrage dePID Control par la séquence de commandes suivante :

� Démarrer � SIMATIC � STEP 7 V3 � Paramétrage de la régulation PID

Dans le premier masque, vous pouvez soit ouvrir un DB d’instance existant associéau FB 41 ”CONT_C” ou au FB 42 ”CONT_S”, ou créer un nouveau bloc DB en tantque DB d’instance. Si vous créez un nouveau DB d’instance, le système vousdemande à quel FB vous désirez l’associer.

Il n’existe pas d’interface utilisateur de paramétrage pour le FB 43 ”PULSEGEN”.Ses paramètres doivent être définis avec les moyens de STEP 7.

Nota

L’interface utilisateur de paramétrage de la régulation PID peut également servir àparamétrer la régulation intégrée de la CPU 314 IFM. Vous définissez à cet effet lesDB d’instance que vous associez au SFB 41 ou 42.

Il existe pour l’interface utilisateur de paramétrage une aide intégrée qui vousassiste dans le paramétrage des blocs de régulation. Vous avez les possibilitéssuivantes pour appeler l’aide intégrée :

� par la commande ? � Rubriques d’aide...

� en appuyant sur la touche F1

� en cliquant sur le bouton d’aide dans les différents masques de paramétrage

Appel del’interface deparamétrage

Aide intégrée

2

Page 10: Electronique - Régulateur Pid

2-2Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Parametrierung

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3-1Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Blocs fonctionnels

Nota

Les FB 41 ... 43 décrits dans ce chapitre ne sont validés que pour les CPU S7/C7disposant du niveau de traitement des alarmes d’horloge.

Chapitre Contenu Page

3.1 Régulation continue avec le FB 41 « CONT_C » 3-2

3.2 Régulation pas à pas avec le FB 42 « CONT_S » 3-9

3.3 Conformation d’impulsions avec le FB 43 « PULSEGEN » 3-15

3.4 Exemple avec le bloc PULSEGEN3-24 3-25

Vue d’ensembledes chapitres

3

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3-2Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

3.1 Régulation continue avec le FB 41 « CONT_C »

Le bloc FB 41 « CONT_C » sert à régler des processus industriels à grandeursd’entrée et de sortie continues sur les automates programmables SIMATIC S7. Leparamétrage vous permet d’activer ou de désactiver des fonctions partielles du régu-lateur PID et donc d’adapter ce dernier au système réglé.

Vous pouvez utiliser le régulateur comme régulateur PID de maintien autonomemais aussi comme régulateur en cascade, de mélange ou de rapport dans des régula-tions à plusieurs boucles. Sa méthode de travail se base sur l’algorithme PID durégulateur à échantillonnage à sortie analogique, complété le cas échéant par unétage conformateur d’impulsions assurant la formation des signaux de sortie àmodulation de largeur d’impulsions pour régulations à deux ou trois échelons avecorganes de réglage proportionnels.

En plus des fonctions traitant la consigne et la mesure, le FB réalise un régulateurPID prêt à l’emploi avec sortie continue de la grandeur de réglage et possibilitéd’influencer à la main la valeur de réglage.

Il propose les fonctions partielles suivantes.

Branche de consigneLa consigne est entrée en format de virgule flottante à l’entrée SP_INT.

Branche de mesureLa mesure peut être lue en format de périphérie ou de virgule flottante. La fonctionCRP_IN convertit la valeur de périphérie PV_PER en un nombre à virgule flottantecompris entre –100 et +100 % selon la formule suivante :

Sortie de CPR_IN = PV_PER �

100

27648

La fonction PV_NORM normalise la sortie de CRP_IN selon la formule suivante :

Sortie de PV_NORM = (sortie de CPR_IN) � PV_FAC + PV_OFF

La valeur par défaut de PV_FAC est 1 et celle de PV_OFF est 0.

Formation du signal d’erreurLa différence entre consigne et mesure donne le signal d’erreur. Il traverse une zonemorte (DEADBAND) pour supprimer la petite oscillation permanente due à la quan-tification de la grandeur de réglage (par exemple en cas de modulation de largeurd’impulsions avec PULSMGEN). Quand DEADB_W égale 0, la zone morte estdésactivée.

Algorithme PIDL’algorithme PID travaille dans l’algorithme de position. Les actions proportion-nelle, intégrale (INT) et dérivée (DIF) sont en parallèle et peuvent être activées oudésactivées séparément. Ceci permet de paramétrer des régulateurs P, PI, PD et PID,mais aussi un régulateur I pur.

Introduction

Utilisation

Description

Blocs fonctionnels

Page 13: Electronique - Régulateur Pid

3-3Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Traitement de la valeur de réglage manuelleVous pouvez passer du mode automatique au mode manuel et inversement. En modemanuel, la grandeur de réglage est asservie à la valeur de réglage manuelle.L’intégrateur (INT) est positionné et aligné de façon interne sur LMN – LMN_P –DISV et le différentiateur (DIF) est forcé à 0. Ainsi, le passage au mode automati-que s’effectue sans à-coup.

Traitement de la valeur de réglageLa fonction LMNLIMIT permet de limiter la grandeur de réglage à des valeurs quevous indiquez. Le dépassement de ces limites par la grandeur d’entrée est signalépar des bits.La fonction LMN_NORM normalise la sortie de LMNLIMIT selon la formule sui-vante :

LMN = (sortie de LMNLIMIT) � LMN_FAC + LMN_OFF

La valeur par défaut de LMN_FAC est 1 et celle de LMN_OFF est 0.

La valeur de réglage est disponible aussi en format de périphérie. La fonctionCRP_OUT convertit la valeur à virgule flottante LMN en une valeur de périphérieselon la formule :

LMN_PER = LMN �100

27648

Action anticipatriceIl est possible d’appliquer une grandeur perturbatrice à l’entrée DISV.

Démarrage et redémarrage

Le bloc FB 41 « CONT_C » dispose d’un sous-programme de démarrage qui estexécuté quand le paramètre d’entrée COM_RST = TRUE.

A la mise en route, l’intégrateur est positionné de façon interne sur la valeur d’ini-tialisation I_ITVAL. En cas d’appel dans un niveau d’alarme d’horloge, il continueà travailler à partir de cette valeur.

Toutes les autres sorties sont positionnées sur leur valeur par défaut.

Le bloc ne procède pa à un contrôle interne d’erreur. Le mot indicateur d’erreurRET_VAL n’est pas employé.

Etats defonctionnement

Informationsd’erreur

Blocs fonctionnels

Page 14: Electronique - Régulateur Pid

3-4Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

PV_PER

SP_INT

CRP_IN

%

PV_NORM

DEADBANDPV_IN

PV_FAC,PV_OFF

PVPER_ON

–+

PV

DEADB_W

X

GAIN

ER

�0

1

INT

DIF

+ +

��

� TI, INT_HOLD,I_ITL_ON,I_ITLVAL

TD, TM_LAG

P_SELLMN_P

I_SEL DISV

LMN_I

LMN_DD_SEL

0

1

0

1

0

1

0

1 LMNLIMIT

QLMN_HLMQLMN_LLM

LMN

LMN_PER

CRP_OUT

%

LMN_NORM�

� �

MANMAN_ON

LMN_HLM,LMN_LLM

LMN_FAC,LMN_OFF

�0.0

0.0

0.0

Figure 3-1 Schéma fonctionnel de CONT_C

Schémafonctionnel

Blocs fonctionnels

Page 15: Electronique - Régulateur Pid

3-5Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Le tableau 3-1 présente les paramètres d’entrée du bloc FB 41 « CONT_C ».

Tableau 3-1 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 41 « CONT_C »

ParamètreType dedonnées

Valeursadmises

Par défaut Description

COM_RST BOOL FALSECOMPLETE RESTART / DémarrageLe bloc renferme un sous-programme de démarrage qui est exécutéquand cette entrée est à 1.

MAN_ON BOOL TRUEMANUAL VALUE ON / Activation du mode manuelQuand cette entrée est à 1, la boucle de régulation est interrompue.La valeur de réglage manuelle est sortie comme grandeur de réglage.

PVPER_ON BOOL FALSE

PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON / Activation de la mesurede périphériePour que la mesure soit lue en périphérie, il faut relier l’entréePV_PER à la périphérie et mettre à 1 l’entrée PVPER_ON.

P_SEL BOOL TRUE

PROPORTIONAL ACTION ON / Activation de l’actionproportionnelleDans l’algorithme PID, il est possible d’activer et de désactiverséparément chacune des actions. L’action P est active quand cetteentrée est à 1.

I_SEL BOOL TRUE

INTEGRAL ACTION ON / Activation de l’action par intégrationDans l’algorithme PID, il est possible d’activer et de désactiverséparément chacune des actions. L’action I est active quand cetteentrée est à 1.

INT_HOLD BOOL FALSEINTEGRAL ACTION HOLD / Gel de l’action par intégrationLa sortie de l’intégrateur peut être gelée. Pour cela, il faut mettre à1 cette entrée.

I_ITL_ON BOOL FALSE

INITIALIZATION OF THE INTEGRAL ACTION / Initialisationde l’action par intégrationLa sortie de l’intégrateur peut être positionnée sur la valeur initialeI_ITL_VAL. Pour cela, il faut mettre à 1 cette entrée.

D_SEL BOOL FALSE

DERIVATIVE ACTION ON / Activation de l’action par dérivationDans l’algorithme PID, il est possible d’activer et de désactiverséparément chacune des actions. L’action D est active quand cetteentrée est à 1.

CYCLE TIME >= 1 ms T#1sSAMPLE TIME / Période d’échantillonnageLe temps s’écoulant entre les appels de bloc doit être constant. Ilest indiqué au niveau de cette entrée.

SP_INT REAL

–100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 1

0,0INTERNAL SETPOINT / Consigne interneCette entrée sert à introduire une valeur de consigne.

PV_IN REAL

–100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 1

0,0PROCESS VARIABLE IN / Mesure d’entréeCette entrée permet de paramétrer une valeur de mise en service oud’appliquer une mesure externe en virgule flottante.

Paramètresd’entrée

Blocs fonctionnels

Page 16: Electronique - Régulateur Pid

3-6Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Tableau 3-1 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 41 « CONT_C » (suite)

Paramètre DescriptionPar défautValeursadmises

Type dedonnées

PV_PER WORD W#16#0000PROCESS VARIABLE PERIPHERIE / Mesure de périphérieLa mesure en format de périphérie est appliquée au régulateur par cetteentrée.

MAN REAL

–100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 2

0,0MANUAL VALUE / Valeur de réglage manuelleCette entrée sert à introduire une valeur de réglage manuelle moyennantdes fonctions de contrôle-commande.

GAIN REAL 2,0PROPORTIONAL GAIN / Coefficient d’action proportionnelleCette entrée indique le gain du régulateur.

TI TIME >= CYCLE T#20 sRESET TIME / Temps d’intégrationCette entrée détermine la réponse temporelle de l’intégrateur.

TD TIME >= CYCLE T#10 sDERIVATIVE TIME / Temps de dérivationCette entrée détermine la réponse temporelle de l’unité de dériva-tion.

TM_LAG TIME >= CYCLE/2 T#2 s

TIME LAG OF THE DERIVATE ACTION / Retard de l’action pardérivation

L’algorithme de l’action D contient un retard qui peut être paramétréà cette entrée.

DEADB_W REAL>= 0,0 (%)ou grandeurphysique 1

0,0DEAD BAND WIDTH / Largeur de zone morteLe signal d’erreur traverse une zone morte. Cette entrée détermine lataille de la zone morte.

LMN_HLM REAL

LMN_LLMà 100,0 (%)ou grandeurphysique 2

100,0

MANIPULATED VALUE HIGH LIMIT / Limite supérieure de lavaleur de réglageLa valeur de réglage est toujours bornée à une limite supérieure etune limite inférieure. Cette entrée indique la limite supérieure.

LMN_LLM REAL

–100,0 àLMN_HLM

(%)ou grandeurphysique 2

0,0

MANIPULATED VALUE LOW LIMIT / Limite inférieure de lavaleur de réglageLa valeur de réglage est toujours bornée à une limite supérieure etune limite inférieure. Cette entrée indique la limite inférieure.

PV_FAC REAL 1,0PROCESS VARIABLE FACTOR / Facteur de mesureCette entrée est multipliée par la mesure. Elle sert à adapter l’étenduede valeur de mesure.

PV_OFF REAL 0,0PROCESS VARIABLE OFFSET / Décalage de mesureCette entrée est ajoutée à la mesure. Elle sert à adapter l’étendue devaleur de mesure.

LMN_FAC REAL 1,0MANIPULATED VALUE FACTOR / Facteur de valeur de réglageCette entrée est multipliée par la valeur de réglage. Elle sert à adapterl’étendue de réglage.

Blocs fonctionnels

Page 17: Electronique - Régulateur Pid

3-7Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Tableau 3-1 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 41 « CONT_C » (suite)

Paramètre DescriptionPar défautValeursadmises

Type dedonnées

LMN_OFF REAL 0,0MANIPULATED VALUE OFFSET / Décalage de valeur de réglageCette entrée est ajoutée à la valeur de réglage. Elle sert à adapter l’éten-due de réglage.

I_ITLVAL REAL

–100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 2

0,0

INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL ACTION /Valeur d’initialisation pour l’action par intégrationLa sortie de l’intégrateur peut être forcée par l’entrée I_ITL_ON.La valeur d’initialisation est appliquée à l’entrée I_ITLVAL.

DISV REAL

–100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 2

0,0DISTURBANCE VARIABLE / Grandeur perturbatriceLa grandeur perturbatrice est appliquée à cette entrée pour l’actionanticipatrice.

1. Paramètres dans les branches de consigne et de mesure avec la même unité.2. Paramètres dans la branche de grandeur de réglage avec la même unité.

Le tableau 3-2 présente les paramètres de sortie du bloc FB 41 « CONT_C ».

Tableau 3-2 Paramètres de sortie (OUTPUT) du bloc FB 41 « CONT_C »

ParamètreType dedonnées

Valeursadmises

Par défaut Description

LMN REAL 0,0 MANIPULATED VALUE / Valeur de réglageCette sortie donne en virgule flottante la valeur de réglage agissantréellement.

LMN_PER WORD W#16#0000 MANIPULATED VALUE PERIPHERY / Valeur de réglage depériphérieCette sortie fournit la valeur de réglage en format de périphérie.

QLMN_HLM BOOL FALSE HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED /Grandeur de réglage à la limite supérieureLa valeur de réglage est toujours bornée à une limite supérieure et àune limite inférieure. Cette sortie signale le dépassement de lalimite supérieure.

QLMN_LLM BOOL FALSE LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED / Grandeurde réglage à la limite inférieureLa valeur de réglage est toujours bornée à une limite supérieure et àune limite inférieure. Cette sortie signale le dépassement de lalimite inférieure.

LMN_P REAL 0,0 PROPORTIONALITY COMPONENT / Composante PCette sortie contient la composante proportionnelle de la grandeurde réglage.

Paramètres desortie

Blocs fonctionnels

Page 18: Electronique - Régulateur Pid

3-8Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Tableau 3-2 Paramètres de sortie (OUTPUT) du bloc FB 41 « CONT_C » (suite)

Paramètre DescriptionPar défautValeursadmises

Type dedonnées

LMN_I REAL 0,0 INTEGRAL COMPONENT / Composante ICette sortie contient la composante intégrale de la grandeur deréglage.

LMN_D REAL 0,0 DERIVATIVE COMPONENT / Composante DCette sortie contient la composante différentielle de la grandeur deréglage.

PV REAL 0,0 PROCESS VARIABLE / MesureCette sortie donne la mesure effective.

ER REAL 0,0 ERROR SIGNAL / Signal d’erreurCette sortie donne le signal d’erreur effectif.

Blocs fonctionnels

Page 19: Electronique - Régulateur Pid

3-9Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

3.2 Régulation pas à pas avec le FB 42 « CONT_S »

Le bloc FB 42 « CONT_S » sert à régler des processus industriels par des sortiesbinaires de valeur de réglage attaquant des organes de réglage du type intégrateur.Le paramétrage vous permet d’activer ou de désactiver des fonctions partielles durégulateur pas à pas PI et donc d’adapter ce dernier au système réglé.

Vous pouvez utiliser le régulateur comme régulateur PID de maintien autonomemais aussi comme régulateur en cascade, de mélange ou de rapport dans des régula-tions à plusieurs boucles, mais pas comme régulateur pilote. Sa méthode de travailse base sur l’algorithme PI du régulateur à échantillonnage et est complété par lesopérateurs générant le signal de sortie binaire à partir du signal de réglage analogi-que.

En plus des fonctions traitant la mesure, la FB réalise un régulateur PI prêt à l’em-ploi avec sortie binaire de la valeur de réglage et possibilité d’influencer cette valeurde réglage en mode de commande manuelle. Le régulateur pas à pas travaille sanssignalisation en retour de position.

Il propose les fonctions partielles suivantes.

Branche de consigneLa consigne est entrée en format à virgule flottante par l’entrée SP_INT.

Branche de mesureLa mesure peut être lue en format de périphérie ou virgule flottante. La fonctionCRP_IN convertit la valeur de périphérie PV_PER en un nombre à virgule flottantecompris entre –100 et +100 % selon la formule suivante :

Sortie de CPR_IN = PV_PER �

100

27648

La fonction PV_NORM normalise la sortie de CRP_IN selon la formule suivante :

Sortie de PV_NORM = (sortie de CPR_IN) � PV_FAC + PV_OFF

La valeur par défaut de PV_FAC est 1 et celle de PV_OFF est 0.

Formation du signal d’erreurLa différence entre consigne et mesure donne le signal d’erreur. Il traverse une zonemorte (DEADBAND) pour supprimer la petite oscillation permanente due à la quan-tification de la grandeur de réglage (résolution limitée de la valeur de réglage par lavanne de réglage). Quand DEADB_W égale 0, la zone morte est désactivée.

Introduction

Utilisation

Description

Blocs fonctionnels

Page 20: Electronique - Régulateur Pid

3-10Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Algorithme pas à pas PILe bloc fonctionnel (FB) travaille sans signalisation en retour de position. L’action Ide l’algorithme PI et la signalisation en retour fictive de position sont calculées dansun même intégrateur (INT) et comparées en tant que valeur de réaction à l’action Prestante. La différence est appliquée à un opérateur à trois échelons (THREE_ST) età un conformateur d’impulsions (PULSEOUT) qui forme les impulsions pour lavanne de réglage. La fréquence de commutation du régulateur est réduite paradaptation du seuil de réaction de l’élément à trois échelons.

Action anticipatriceIl est possible d’appliquer à l’entrée DISV une grandeur perturbatrice.

Démarrage et redémarrageLe bloc FB 42 « CONT_S » dispose d’un sous-programme de démarrage qui estexécuté quand le paramètre d’entrée COM_RST est à 1.

Toutes les sorties sont positionnées sur leur valeur par défaut.

Le bloc ne procède à aucun contrôle d’erreur interne. Le mot indicateur d’erreurRET_VAL n’est pas employé.

Etats defonctionnement

Informationsd’erreur

Blocs fonctionnels

Page 21: Electronique - Régulateur Pid

3-11Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

��

+

PV_PER

SP_INT

CRP_IN

%

PV_NORM

DEADBANDPV_IN

PV_FACPV_OFF

PVPER_ON

–+

PV

DEADB_W

X

GAIN

ER

0

1�

THREE_ST

INT

LMNR_SIM

LMNS_ON

LMNUP

LMNDN

PULSEOUT

AND

AND

AND

AND

LMNR_HS

LMNR_LS

QLMNDN

QLMNUP

100.0

0.0

–100.0

0.01/MTR_TM X

INT

LMNLIMIT

OR

10.0

+

0.0

LMNS_ON

0 �

1�

0

1

0�

��0�

1

1

0X

1/TI

1�

0

+

DISV

adaptiv

LMNRS_ON,LMNRSVAL

100.0 , 0.0

MTR_TM PULSE_TM,BREAK_TM

Figure 3-2 Schéma fonctionnel de CONT_S

Schémafonctionnel

Blocs fonctionnels

Page 22: Electronique - Régulateur Pid

3-12Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Le tableau 3-3 présente les paramètres d’entrée du bloc FB 42 « CONT_S ».

Tableau 3-3 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 42 « CONT_S »

ParamètreType dedonnées

Valeursadmises

Par défaut Description

COM_RST BOOL FALSE COMPLETE RESTART / Démarrage

Le bloc renferme un sous-programme de démarrage qui est exécutéquand cette entrée est à 1.

LMNR_HS BOOL FALSE HIGH LIMIT SIGNAL OF REPEATED MANIPULATED VALUE /Signal en retour de butée supérieure

Le signal « Vanne de réglage en butée supérieure » est appliqué àcette entrée. LMNR_HS = TRUE signifie : vanne de réglage en finde course supérieure.

LMNR_LS BOOL FALSE LOW LIMIT SIGNAL OF REPEATED MANIPULATED VALUE /Signal en retour de butée inférieure

Le signal « Vanne de réglage en butée inférieure » est appliqué àcette entrée. LMNR_LS = TRUE signifie : vanne de réglage en finde course inférieure.

LMNS_ON BOOL TRUE MANIPULATED SIGNALS ON / Activation de la commandemanuelle des signaux de réglage

Cette entrée permet de commuter sur commande manuelle dessignaux de réglage.

LMNUP BOOL FALSE MANIPULATED SIGNALS UP / Signal de réglage ”Augmente”

En commande manuelle, cette entrée sert à commander la sortieQLMNUP.

LMNDN BOOL FALSE MANIPULATED SIGNALS DOWN / Signal de réglage ”Diminue”

En commande manuelle, cette entrée sert à commander la sortieQLMNDN.

PVPER_ON BOOL FALSE PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON / Activation de la mesurede périphérie

Pour que la mesure soit lue en périphérie, il faut relier l’entréePV_PER à la périphérie et mettre à 1 l’entrée PVPER_ON.

CYCLE TIME >= 1 ms T#1s SAMPLE TIME / Période d’échantillonnage

Le temps s’écoulant entre les appels de bloc doit être constant. Il estindiqué au niveau de cette entrée.

SP_INT REAL –100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 1

0,0 INTERNAL SETPOINT / consigne interne

Cette entrée sert à introduire une valeur de consigne.

Paramètresd’entrée

Blocs fonctionnels

Page 23: Electronique - Régulateur Pid

3-13Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Tableau 3-3 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 42 « CONT_S » (suite)

Paramètre DescriptionPar défautValeursadmises

Type dedonnées

PV_IN REAL –100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 1

0,0 PROCESS VARIABLE IN / Mesure d’entrée

Cette entrée permet de paramétrer une valeur de mise en service oud’appliquer une mesure externe à virgule flottante.

PV_PER WORD W#16#0000 PROCESS VARIABLE PERIPHERIE / Mesure de périphérie

La mesure en format de périphérie est appliquée au régulateur à cetteentrée.

GAIN REAL 2,0 PROPORTIONAL GAIN / Coefficient d’action proportionnelle

Cette entrée indique le gain du régulateur.

TI TIME >= CYCLE T#20 s RESET TIME / Temps d’intégration

Cette entrée détermine la réponse temporelle de l’intégrateur.

DEADB_W REAL 0,0 à 100,0(%)

ou grandeurphysique 1

1,0 DEAD BAND WIDTH / Largeur de zone morte

Le signal d’erreur traverse une zone morte. Cette entrée détermine lataille de la zone morte.

PV_FAC REAL 1,0 PROCESS VARIABLE FACTOR / Facteur de mesure

Cette entrée est multipliée par la mesure. Elle sert à adapter l’étenduede la valeur de mesure.

PV_OFF REAL 0,0 PROCESS VARIABLE OFFSET / Décalage de mesure

Cette entrée est ajoutée à la mesure. Elle sert à adapter l’étendue dela valeur de mesure.

PULSE_TM TIME >= CYCLE T#3 s MINIMUM PULSE TIME / Durée minimale d’impulsion

Ce paramètre permet de définir une largeur minimale d’impulsion.

BREAK_TM

TIME >= CYCLE T#3 s MINIMUM BREAK TIME / Durée minimale de pause

Ce paramètre permet de définir une durée minimale de pause entreimpulsions.

MTR_TM TIME >= CYCLE T#30 s MOTOR MANIPULATED VALUE / Temps de réglage du moteur

Ce paramètre permet d’indiquer le temps que met la vannede réglage pour aller d’une fin de course à l’autre.

DISV REAL –100,0 à100,0 (%)

ou grandeurphysique 2

0,0 DISTURBANCE VARIABLE / Grandeur perturbatrice

La grandeur perturbatrice est appliquée à cette entrée pour l’actionanticipatrice.

1. Paramètres dans les branches de consigne et de mesure avec la même unité.2. Paramètres dans la branche de grandeur de réglage avec la même unité.

Blocs fonctionnels

Page 24: Electronique - Régulateur Pid

3-14Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Le tableau 3-4 présente les paramètres de sortie du bloc FB 42 « CONT_S ».

Tableau 3-4 Paramètres de sortie (OUTPUT) du bloc FB 42 « CONT_S »

ParamètreType dedonnées

Valeursadmises

Par défaut Description

QLMNUP BOOL FALSE MANIPULATED SIGNAL UP / Signal de réglage ”Augmente”

Quand cette entrée est à 1, la vanne de réglage s’ouvre.

QLMNDN BOOL FALSE MANIPULATED SIGNAL DOWN / Signal de réglage ”Diminue”

Quand cette entrée est à 1, la vanne de réglage se ferme.

PV REAL 0,0 PROCESS VARIABLE / Mesure

Cette sortie donne la mesure effective.

ER REAL 0,0 ERROR SIGNAL / Signal d’erreur

Cette sortie donne le signal d’erreur effectif.

Paramètres desortie

Blocs fonctionnels

Page 25: Electronique - Régulateur Pid

3-15Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

3.3 Formation d’impulsions avec le FB 43 « PULSEGEN »

Le bloc FB 43 « PULSEGEN » sert à construire un régulateur PID à sortie impul-sionnelle pour organe de réglage à action proportionnelle.

Le bloc FB 43 « PULSEGEN » permet de construire des régulateurs PID à deux ouà trois échelons avec modulation de largeur d’impulsions. Ce bloc fonctionnel estcombiné le plus souvent avec le régulateur continu « CONT_C ».

LMN

PULSEGEN

INV

CONT_C

PULSEGEN transforme la grandeur d’entrée INV (= LMN du régulateur PID) parmodulation de la largeur d’impulsions en un train d’impulsions de périodeconstante. Cette période correspond au temps de cycle de mise à jour de la grandeurd’entrée et sera paramétrée par PER_TM.

La durée d’une impulsion par période est proportionnelle à la grandeur d’entrée.Mais le cycle paramétré au moyen de PER_TM n’est pas identique au cycle detraitement du bloc FB « PULSEGEN ». Un cycle PER_TM se compose de plusieurscycles de traitement du FB « PULSEGEN », le nombre d’appels du FB « PULSE-GEN » par cycle PER_TM étant une mesure de la précision de la modulation delargeur d’impulsions.

t

INV

QPOS_P

(LMN)

0

50

100

1

0 t

PER_TMCycle PULSEGEN

30

50

80

(=Zyklus CONT_C)

Figure 3-3 Modulation de largeur d’impulsions

Introduction

Utilisation

Description

Blocs fonctionnels

Page 26: Electronique - Régulateur Pid

3-16Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Une grandeur d’entrée de 30% et 10 appels du bloc FB « PULSEGEN » par cyclePER_TM signifient donc :

– sortie QPOS à ”1” pour les trois premiers appels du FB « PULSEGEN »(30% de 10 appels),

– sortie QPOS à ”0” pour les sept appels suivants du FB « PULSEGEN »(70% de 10 appels).

0

1#

QPOS_P

QNEG_P

MAN_ON

NEG_P_ON

POS_P_ON

INV

SYN_ON,STEP3_ON,ST2BI_ON

PER_TM,P_B_TM,

RATIOFAC

Figure 3-4 Schéma fonctionnel de PULSEGEN

Dans cet exemple, un « rapport d’échantillonnage » de 1:10 (1 appel de CONT_Cpour 10 appels de PULSEGEN) limite la précision de la valeur de réglage à 10%,c’est-à-dire que les valeurs d’entrée INV ne peuvent être représentées sur une lar-geur d’impulsions à la sortie QPOS que par pas de 10%.La précision augmente avec le nombre d’appels du FB « PULSEGEN » par appel deCONT_C.Par exemple, en appelant PULSEGEN 100 fois plus souvent que le CONT_C, onatteint une résolution de 1% de l’étendue de réglage.

Nota

Vous devez programmer vous-même le rapport de fréquences des appels.

Il est possible de synchroniser automatiquement la sortie d’impulsion avec le blocqui met à jour la grandeur INV (par exemple CONT_C). Cette manière de procédergarantit qu’une variation de la grandeur d’entrée variable se traduit rapidement parune impulsion en sortie.Le conformateur d’impulsions évalue toujours la grandeur d’entrée INV à inter-valles correspondant à la période PER_TM et il transforme la valeur en une impul-sion de durée correspondante.

Schémafonctionnel

Précision de lavaleur de réglage

Synchronisationautomatique

Blocs fonctionnels

Page 27: Electronique - Régulateur Pid

3-17Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Mais comme INV est souvent calculée à un niveau d’alarme d’horloge plus lent, ilfaut faire en sorte que le conformateur d’impulsions commence le plus vite possibleaprès la mise à jour de INV à transformer la valeur discrète en une impulsion.

A cet effet, le bloc peut synchroniser lui-même le démarrage de la période selon leprocédé suivant :Quand INV a changé et que l’appel de bloc ne se trouve pas dans le premier ou dansles deux derniers cycles d’appel d’une période, une synchronisation est effectuée. Lalargeur d’impulsions est recalculée et la sortie est mise à ”1” dès le cycle suivant quiconstitue en même temps le début d’une nouvelle période (figure 3-5).

CYCLE dePULSEGEN

t

0

ÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇ

ÇÇ

ÇÇÇÇ

t

ÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇÇ

ÇÇÇÇÇÇÇÇ

LMN = INV = 30,0 LMN = INV = 80,0 LMN = INV = 50,0

CYCLE de CONT_C

ÇÇÇÇ

PER_TM PER_TM

00 0 01 1 0 0 11 1 11 1 1 11 0 0 11

. . . .

. . . .

Démarrage dela période

Synchronisation dudémarrage de la période

PULSEGEN reconnaît que INVa changé et que l’appel ne setrouve pas dans le premier nidans les deux derniers cyclesde la période.

PULSEGEN reconnaît que INVest devenu 80,0 ou 50,0 et quel’appel se trouve dans le premierou dans les deux derniers cyclesde la période.

ÇÇ

Traitement de PULSEGEN Traitement de PULSEGEN dans le premier ou dans les deux dernierscycles de la période

Traitement de CONT_C

Synchronisation pasnécessaire

Figure 3-5 Synchronisation du démarrage de la période

Vous pouvez désactiver la synchronisation automatique par l’entrée SYN_ON(=FALSE).

Nota

Une fois la synchronisation effectuée, la représentation de valeur ancienne de INV(c’est-à-dire de LMN) par le signal d’impulsion est plus ou moins précise à causedu début de la nouvelle période.

Blocs fonctionnels

Page 28: Electronique - Régulateur Pid

3-18Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Selon le paramétrage du conformateur d’impulsions, vous pouvez configurer desrégulateurs PID avec soit une action à trois échelons, soit une sortie à deux échelonsbipolaire ou unipolaire. Le tableau ci-après montre comment positionner les com-mutateurs pour obtenir les différents modes.

Mode de fonction.Commutateur MAN_ON STEP3_ON ST2BI_ON

Régulation à trois échelons FALSE TRUE quelconque

Régulation à deux échelons avec étenduede réglage bipolaire (-100 % à 100 %)

FALSE FALSE TRUE

Régulation à deux échelons avec étenduede réglage unipolaire (0 % à 100 %)

FALSE FALSE FALSE

Commande manuelle TRUE quelconque quelconque

En mode de fonctionnement « Régulation à trois échelons », il est possible de géné-rer trois états du signal de réglage. A cet effet, les états des sorties binaires QPOS_Pet QNEG_P sont affectés aux états de fonctionnement respectifs de l’organe deréglage. Le tableau ci-dessous propose l’exemple d’une régulation de température :

Sorties

Organe de réglage Chauffer Désactivé Refroidir

QPOS_P TRUE FALSE FALSE

QNEG_P FALSE FALSE TRUE

A partir de la grandeur d’entrée, la largeur d’impulsions est calculée au moyend’une caractéristique. Le tracé de cette caractéristique est défini par la durée mini-male d’impulsion ou de pause entre impulsions et par le facteur de rapport (voirfigure 3-6).La valeur normale du facteur de rapport est 1.Les coudes de la caractéristique sont causés par la durée minimale d’impulsion oude pause.

Durée minimale d’impulsion ou de pause entre impulsionsUne durée minimale d’impulsion ou de pause P_B_TM, paramétrée correctement,peut éviter les commutations fréquentes de mise en circuit et hors circuit qui ont uneinfluence néfaste sur la durée de vie des contacts et des organes de réglage.

Nota

Les grandeurs d’entrée LMN petites en valeur absolue, qui donneraient lieu à unelargeur d’impulsions inférieure à P_B_TM, sont réprimées. Les grandeurs d’entréeélevées, qui donneraient une largeur d’impulsions supérieure à (PER_TM –P_B_TM), sont posées égales à 100% ou à –100%.

La durée des impulsions positives ou négatives est obtenue en multipliant la gran-deur d’entrée (en %) par la période :

Durée d’impulsion =100INV

� PER_TM

Modes defonctionnement

Régulation à troiséchelons

Blocs fonctionnels

Page 29: Electronique - Régulateur Pid

3-19Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Durée del’impulsionpositive

-100 %

100 %

PER_TM

PER_TM – P_B_TM

P_B_TM

Désactivationcontinue

Activationcontinue

Durée del’impulsionnégative

Figure 3-6 Caractéristique symétrique du régulateur à 3 échelons (facteur de rapport = 1)

Vous pouvez modifier le rapport de la durée des impulsions positives à celle desimpulsions négatives grâce au facteur de rapport RATIOFAC. Dans un processusthermique, cela permet, par exemple, de faire intervenir des constantes de tempsdifférentes pour le chauffage et le refroidissement.Le facteur de rapport a aussi une influence sur la durée minimale d’impulsion ou depause entre impulsions. Un facteur de rapport < 1 signifie que la valeur de seuil pourimpulsions négatives est multipliée par le facteur de rapport.

Facteur de rapport < 1La largeur d’impulsion à la sortie d’impulsion négative, obtenue en multipliant lagrandeur d’entrée par la période, est réduite du facteur de rapport (voir figure 3-7).

Durée d’impulsion positive =100INV

� PER_TM

Durée d’impulsion négative =100INV

� PER_TM � RATIOFAC

Régulation àtrois échelons,dissymétrique

Blocs fonctionnels

Page 30: Electronique - Régulateur Pid

3-20Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Durée del’impulsionpositive

-100 %

100 %

PER_TM

PER_TM – P_B_TM

P_B_TM

Durée del’impulsionnégative

0,5 * PER_TM0,5 * (PER_TM – P_B_TM)

0,5 * P_B_TM

Figure 3-7 Caractéristique dissymétrique du régulateur à 3 échelons(facteur de rapport = 0,5)

Facteur de rapport > 1La largeur d’impulsion à la sortie d’impulsion positive, obtenue en multipliant lagrandeur d’entrée par la période, est réduite du facteur de rapport :

Durée d’impulsion négative =100INV

� PER_TM

INV PER_TM

� RATIOFACDurée d’impulsion positive =

100�

Pour la régulation à deux échelons, seule la sortie d’impulsion positive QPOS_P dePULSEGEN est reliée à l’organe de réglage par tout ou rien. Selon le mode de fonc-tionnement paramétré, le régulateur à deux échelons a une étendue de réglage bi-polaire ou unipolaire (voir figures 3-8 et 3-9).

Régulateur à deux échelons avec étendue de réglage bipolaire (–100% à 100%)

Durée de l’impulsion positive

–100,0 % 100,0 %

PER_TMPER_TM – P_B_TM

P_B_TM

Désactivationcontinue

Activationcontinue

0,0 %

Figure 3-8 Caractéristique avec étendue de réglage bipolaire (–100 % à 100 %)

Régulation à deuxéchelons

Blocs fonctionnels

Page 31: Electronique - Régulateur Pid

3-21Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Régulateur à deux échelons avec étendue de réglage unipolaire (0% à 100%)

Durée de l’impulsion positive

100,0 %

PER_TMPER_TM – P_B_TM

P_B_TM

0,0 %

Figure 3-9 Caractéristique avec étendue de réglage unipolaire (0 % à 100 %)

QNEG_P fournit la sortie inversée au cas où la connexion du régulateur à deuxéchelons dans la boucle de régulation exigerait un signal binaire logiquement in-versé pour les impusions de réglage.

Organe de réglageImpulsion

Activé Désactivé

QPOS_P TRUE FALSE

QNEG_P FALSE TRUE

En commande manuelle (MAN_ON = TRUE), les sorties binaires du régulateur àdeux ou à trois échelons peuvent être forcées au moyen des signaux POS_P_ON etNEG_P_ON indépendamment de INV.

POS_P_ON NEG_P_ON QPOS_P QNEG_P

Régulateur à trois échelons FALSE FALSE FALSE FALSE

TRUE FALSE TRUE FALSE

FALSE TRUE FALSE TRUE

TRUE TRUE FALSE FALSE

Régulateur à deux échelons FALSE indifférent FALSE TRUE

TRUE indifférent TRUE FALSE

Démarrage et redémarrage

Au démarrage, toutes les sorties sont mises à zéro.

Le bloc ne procède à aucun contrôle d’erreur interne. Le mot indicateur d’erreurRET_VAL n’est pas employé.

Commandemanuelle enrégulation àdeux ou à troiséchelons

Etats defonctionnement

Informationsd’erreur

Blocs fonctionnels

Page 32: Electronique - Régulateur Pid

3-22Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Tableau 3-5 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 43 « PULSEGEN »

ParamètreType dedonnées

Valeurs admisesPar

défautDescription

INV REAL –100,0 à 100,0 (%) 0,0 INPUT VARIABLE / Variable d’entréeUne grandeur de réglage analogique est appliquée à cette entrée.

PER_TM TIME >=20*CYCLE T#1 s PERIOD TIME / PériodeCe paramètre définit la période constante de la modulation delargeur d’impulsions. Elle équivaut à la période d’échantillon-nage du régulateur. Le rapport de la période d’échantillonnagedu conformateur d’impulsions à celle du régulateur détermine laprécision de la durée des impulsions.

P_B_TM TIME >= CYCLE T#0 ms MINIMUM PULSE/BREAK TIME / durée minimaled’impulsion ou de pause entre impulsionsCe paramètre d’entrée sert à fixer la largeur minimale d’impul-sion ou de pause.

RATIOFAC REAL 0,1 à 10,0 1,0 RATIO FACTOR / Facteur de rapportCe paramètre d’entrée permet de modifier le rapport de la duréedes impulsions négatives à celle des impulsions positives. Dansun processus thermique, ceci permet de compenser des cons-tantes de temps différentes pour le chauffage et le refroidisse-ment (ex. : processus avec chauffage électrique et refroidisse-ment à l’eau).

STEP3_ON BOOL TRUE THREE STEP CONTROL ON / Activation de la régulation àtrois échelonsCe paramètre d’entrée permet d’activer le mode de fonctionne-ment concerné. Pour une régulation à trois échelons, les deuxsorties travaillent.

ST2BI_ON BOOL FALSE TWO STEP CONTROL FOR BIPOLAR MANIPULATEDVALUE RANGE ON / Activation de la régulation à deux éche-lons pour étendue de réglage bipolaireCe paramètre d’entrée permet de choisir la régulation à deuxéchelons avec étendue de réglage bipolaire ou unipolaire.Il faut que STEP3_ON = FALSE.

MAN_ON BOOL FALSE MANUAL MODE ON / Activation de la commande manuelleQuand ce paramètre d’entrée est à 1, les sorties peuvent êtrecommandées en mode manuel.

POS_P_ON BOOL FALSE POSITIVE PULSE ON / Activation de l’impulsion positiveEn commande manuelle d’une régulation à trois échelons, ceparamètre d’entrée permet de mettre à ”1” la sortie QPOS_P. En commande manuelle d’une régulation à deux échelons,QNEG_P est toujours à l’état complémentaire de QPOS_P.

NEG_P_ON BOOL FALSE NEGATIVE PULSE ON / Activation de l’impulsion négativeEn commande manuelle d’une régulation à trois échelons, ceparamètre d’entrée permet de mettre à ”1” la sortie QNEG_P. En commande manuelle d’une régulation à deux échelons,QNEG_P est toujours à l’état complémentaire de QPOS_P.

Paramètresd’entrée

Blocs fonctionnels

Page 33: Electronique - Régulateur Pid

3-23Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

Tableau 3-5 Paramètres d’entrée (INPUT) du bloc FB 43 « PULSEGEN » (suite)

Paramètre DescriptionPar

défautValeurs admisesType dedonnées

SYN_ON BOOL TRUE SYNCHRONISATION ON / Activation de la synchronisationEn mettant à 1 ce paramètre d’entrée, vous pouvez synchroniserautomatiquement la sortie d’impulsion avec le bloc qui met àjour la grandeur d’entrée INV. Ceci garantit que les variationsde la grandeur d’entrée seront sorties le plus vite possible sousforme d’impulsion.

COM_RST BOOL FALSE COMPLETE RESTART / DémarrageLe bloc renferme un sous-programme de démarrage qui estexécuté quand cette entrée est à 1.

CYCLE TIME >= 1 ms T#10 ms SAMPLE TIME / Période d’échantillonnageLe temps s’écoulant entre les appels de bloc doit être constant.Il est indiqué par cette entrée.

Nota

Les valeurs des paramètres d’entrée ne sont pas limitées dans le bloc, les para-mètres ne sont pas vérifiés.

Tableau 3-6 Paramètres de sortie (OUTPUT) du bloc FB 43 « PULSEGEN »

ParamètreType dedonnées

Valeurs admisesPar

défautDescription

QPOS_P BOOL FALSE OUTPUT POSITIVE PULSE / Sortie d’impulsion positiveCe paramètre de sortie est à 1 pour la sortie d’une impulsion.En régulation à trois échelons, c’est l’impulsion positive. Enrégulation à deux échelons, QNEG_P est toujours à l’état com-plémentaire de QPOS_P.

QNEG_P BOOL FALSE OUTPUT NEGATIVE PULSE / Sortie d’impulsion négativeCe paramètre de sortie est à 1 pour la sortie d’une impulsion.En régulation à trois échelons, c’est l’impulsion négative. Enrégulation à deux échelons, QNEG_P est toujours à l’état com-plémentaire de QPOS_P.

Paramètres desortie

Blocs fonctionnels

Page 34: Electronique - Régulateur Pid

3-24Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

3.4 Exemple avec le bloc PULSEGEN

Le bloc de régulation continu CONT_C associé au conformateur d’impulsions PUL-SEGEN permet de réaliser un régulateur de maintien à sortie impulsionnelle pourcommander des organes de réglage à action proportionnelle. La figure 3-10 montrele diagramme de principe de la boucle de régulation.

Système àsortie im-pulsionnelle

PULSEGENCONT_C

LMN

PV_PER

INV QPOS_PQNEG_P

Figure 3-10 Boucle de régulation

Le régulateur à action continue CONT_C fournit la valeur de réglage LMN, qui estconvertie par le conformateur d’impulsions PULSEGEN en un signal impulsionnel àrapport cyclique variable QPOS_P ou QNEG_P.

Le régulateur de maintien à sortie impulsionnelle pour organes de réglage propor-tionnel PULS_CTR se compose des blocs CONT_C et PULSEGEN. L’appel desblocs est géré de la manière suivante :CONT_C est appelé toutes les 2 s (=CYCLE*RED_FAC), et PULSEGEN est appelétoutes les 10 ms (=CYCLE).Le temps de cycle de l’OB35 est réglé à 10 ms. L’interconnexion est représentée à lafigure 3-11.

Au démarrage, le bloc PULS_CTR est appelé dans l’OB100 et l’entrée COM_RSTest positionnée sur TRUE.

Boucle de régula-tion

Appel du bloc etinterconnexion

Blocs fonctionnels

Page 35: Electronique - Régulateur Pid

3-25Régulation PIDC79000-G7077-C516-01

OB 100 (démarrage)OB 35 (10ms)

TRUE (OB 100)FALSE (OB35)

T#10ms200

PULS_CTR, DPULS_CTRFB 50, DB 50

PULS_CTR, DPULS_CTRFB 50, DB 50

COM_RSTCYCLERED_FAC

COM_RST

CYCLE

RED_FAC

SP_INT

PV_PER

COM_RSTCYCLE

COM_RSTCYCLE

PER_TM

INV

QPOS_P

SP_INTPV_PER

LMN

QPOS_P

Appel du CONT_C avec unepériodicité x RED_FAC

Figure 3-11 Appel des blocs et interconnexion

Tableau 3-7 FB PULS_CTR

Adresse Déclaration Nom Type Commentaire

0.0 in SP_INT REAL Consigne

4.0 in PV_PER WORD Mesure de périphérie

6.0 in RED_FAC INT Facteur de réduction d’appel

8.0 in COM_RST BOOL Démarrage

10.0 in CYCLE TIME Période d’échantillonnage

14.0 out QPOS_P BOOL Signal de réglage

16.0 stat DI_CONT_C FB-CONT_C Compteur

142.0 stat DI_PULSEGEN FB-PULSEGEN Compteur

176.0 stat sCount INT Compteur

0.0 temp tCycCtr TIME Période d’échant. du régulateur

Programme LISTdu PULS_CTR

Blocs fonctionnels

Page 36: Electronique - Régulateur Pid

3-26Régulation PID

C79000-G7077-C516-01

Tableau 3-8 Segment 1

LIST Explication

U #COM_RSTSPBN M001L 0T #sCount

//Routine de démarrage

M001: L #CYCLEL #RED_FAC*DT #tCycCtr

//Calcul de période échant. régulateur

L #sCountL 1–IT #sCountL 0<=I

//Décrémentation compteur et comparaison à zéro

SPBN M002CALL #DI_CONT_CCOM_RST :=#COM_RSTCYCLE :=#tCycCtrSP_INT :=#SP_INTPV_PER :=#PV_PERL #RED_FACT #sCount

M002: L #DI_CONT_C.LMNT #DI_PULSEGEN.INVCALL #DI_PULSEGENPER_TM :=#tCycCtrCOM_RST :=#COM_RSTCYCLE :=#CYCLEQPOS_P :=#QPOS_PBE

//Appel conditionnel du bloc et positionnement du compteur

Blocs fonctionnels

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Bibliographie

/70/ Manuel : Automate programmable S7-300,Installation et configuration – Caractéristiques des CPU

/71/ Manuel de référence : Systèmes d’automatisation S7-300, M7-300Caractéristiques des modules

/100/ Manuel de mise en oeuvre : Systèmes d’automatisation S7-400, M7-400, Instal-lation et configuration

/101/ Manuel de référence : Systèmes d’automatisation S7-400, M7-400Caractéristiques des modules

/231/ Guide de l’utilisateur : Logiciel de base pour SIMATIC S7 et M7,STEP 7

/232/ Manuel : Langage LIST pour SIMATIC S7-300/400,Programmation de blocs

/234/ Manuel de programmation : Logiciel système pour SIMATIC S7-300/400 Con-ception de programmes

/350/ Guide de l’utilisateur (en allemand) : SIMATIC S7, Régulation standard

/352/ J. Gißler, M. Schmid: Vom Prozeß zur Regelung. Analyse, Entwurf, Realisie-rung in der Praxis. Siemens AG. ISBN 3-8009-1551-0.

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Expéditeur :

Vos Nom : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.

Fonction : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Entreprise : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Rue : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Code postal :_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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Pays : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Téléphone : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Indiquez votre secteur industriel :

❒ Industrie automobile

❒ Industrie chimique

❒ Industrie électrique

❒ Industrie alimentaire

❒ Contrôle/commande

❒ Construction mécanique

❒ Pétrochimie

❒ Industrie pharmaceutique

❒ Traitement des matières plastiques

❒ Industrie du papier

❒ Industrie textile

❒ Transports

❒ Autres _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Siemens AG

AUT E 146

Östliche Rheinbrückenstr. 50

D-76181 Karlsruhe

République Fédérale d’Allemagne

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2Régulation Pid

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Vos remarques et suggestions:

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Remarques / suggestions

Vos remarques et suggestions nous permettent d’améliorer la qualité générale de notredocumentation. C’est pourquoi nous vous serions reconnaissants de compléter et de ren-voyer ces formulaires à Siemens.

Répondez aux questions suivantes en attribuant une note comprise entre 1 pour très bienet 5 pour très mauvais.

1. Le contenu du manuel répond-il à votre attente ?

2. Les informations requises peuvent-elles facilement être trouvées ?

3. Le texte est-il compréhensible ?

4. Le niveau des détails techniques répond-il à votre attente ?

5. Quelle évaluation attribuez-vous aux figures et tableaux ?