Wenn Sie in einem industriellen Automatisierungssystem für die SPS-Programmierung arbeiten, haben Sie Anforderungen, bei denen Sie einen Prozess schrittweise oder schrittweise steuern müssen.
Steuerungsalgorithmen
Sie können eine Logik nicht einfach direkt ein- oder ausschalten, um Ihre Arbeit zu erledigen. Dies kann sich nachteilig auf Ihre tatsächliche SPS-Ausgabe auswirken. Aus diesem Grund stehen in einem SPS-Programm verschiedene Arten von Steuerungsmethoden für entsprechende Aktionen zur Verfügung.
In diesem Beitrag werden wir die verschiedenen Steuerungsalgorithmusmethoden sehen, die in einem SPS-Programm verwendet werden.
PID-Steuerung
Dies ist bei weitem die bekannteste Steuerungsmethode. PID verwendet einen geschlossenen Regelkreismechanismus zur Steuerung. Dies bedeutet, dass es zuerst das Feedback erhält und basierend auf Ihren Wünschen die Ausgabe entsprechend variiert.
Dafür verwendet der PID-Regler interne mathematische Berechnungen mit drei Parametern – Proportion, Integral und Ableitung. Wenn Sie also einen Kühler mit einem Kompressor steuern möchten, steuert die SPS die Kompressorleistung, indem sie zuerst die tatsächliche Temperatur misst und sie mit der vom Benutzer benötigten Temperatur vergleicht.
Basierend auf dieser Differenz wird die Kompressorleistung jedes Mal entweder schrittweise gesteuert oder ein- und ausgeschaltet, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck wird im SPS-Programm ein PID-Block verwendet.
Funktionsgenerator
Dies ist eine sehr einfache Art der Steuerungsmethode. Im Funktionsgenerator müssen Sie eine Eingabetabelle mit n Werten definieren. Definieren Sie auf ähnliche Weise eine Ausgabetabelle mit n Werten.
Wenn wir also beispielsweise 10 Wertetabellen sowohl auf der Eingabe- als auch auf der Ausgabeseite definieren, haben wir ein Element der Größe 10. Nun haben diese 10 Elemente unterschiedliche Werte. Wenn Sie auf der Eingabeseite 0-100 einstellen, haben wir auf der Ausgabeseite 0-50 eingestellt. Diese 10 Elemente sind 10 Bereiche, also 0-10, 10-20, 20-30 usw.
Dementsprechend wird die Ausgabeseite in 10 Elemente von 0-5, 5-10, 10-15 und so weiter bis 50 aufgeteilt. Wenn eine Echtzeiteingabe zwischen einem beliebigen Wert auf der Eingabeseite liegt, wird die entsprechende skalierte Ausgabe weitergegeben. Hier haben Sie volle Flexibilität, die Werte der Eingabe- und Ausgabetabelle festzulegen.
Fuzzy-Logik-Steuerung
Fuzzy-Logik ist eine relativ gute Methode zur Steuerung einer Ausgabe. Normalerweise haben Sie zwei binäre Zustände – 0 und 1. Betrachten wir also, ob ein Ventil geöffnet oder geschlossen werden kann. Aber was ist, wenn das Ventil dazwischen feststeckt? Wir wissen nicht, ob sich das Ventil in der Nähe des offenen oder geschlossenen Zustands befindet. In diesem Fall hilft es, wenn ein Zustand zwischen 0 und 1 vorliegt. Dies hilft, einer Möglichkeit zumindest näher zu kommen. Dies wird als Fuzzy-Logik bezeichnet.
Hier können Sie Werte in der Nähe von 0 und 1 definieren. Es kann beispielsweise 0,9 oder 0,2 sein. Dementsprechend können Sie die Ausgaben steuern, wenn sie sich diesen Werten nähern. Und wenn der äußerste Grenzwert erreicht ist, also 0 oder 1, können Sie das Ventil vollständig öffnen oder schließen.
Davor können Sie die Ventile schrittweise betätigen. Dies ermöglicht eine präzisere Steuerung des Prozesses. Dieser Steuerblock ermöglicht also eine Sammlung von Werten, die in unvorhersehbaren Situationen nützlich sein können. Es erfordert viel Wissen und Fachkenntnisse, um die Werte und Einstellungen richtig einzustellen, damit die Logik richtig funktioniert.
Positionsproportional
Diese Logik öffnet oder schließt ein Gerät, indem sie Kontakte mit einem vom Benutzer festgelegten vordefinierten Timer pulsierend öffnet oder schließt. Dies geschieht für eine Impulsbreite, die proportional zur Abweichung zwischen der erforderlichen Position und der aktuellen Position ist.
Sie müssen Steuerparameter festlegen, z. B. wie viel Minimum und Maximum die Ausgabe begrenzt werden soll, wie lange welche Ausgabe eingeschaltet bleiben soll, mit welcher Rate das Gerät in %/Sekunde öffnen oder schließen soll usw.
Der Funktionsblock nimmt tatsächliches Feedback entgegen, wertet interne Timer aus und prüft, ob das Öffnen oder Schließen innerhalb der gewünschten Rate erfolgt oder nicht. Wenn nicht, wird der entsprechende Öffnungs- oder Schließimpuls ausgegeben.
Auf diese Weise haben wir die verschiedenen Methoden der Steuerungsalgorithmen kennengelernt, die bei der SPS-Programmierung verwendet werden.