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Concept 2.6 Bausteinbibliothek IEC Teil

1. Kapitel Kapitelname Seite 32 Pl Pl Regler 271 33 PI1 Pl Regler 281 34 PI_B Einfacher Pl Regler 291 35 PID PID Regler 305 36 PID1 PID Regler 319 37 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur 331 38 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur 341 39 PIDFF Kompletter PID Regler 351 40 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur 379 41 PIP PIP Kaskaden Regler 389 42 PPI PPI Kaskaden Regler 401 43 PWM Pulsbreitenmodulation 411 44 PWM1 Pulsbreitenmodulation 421 45 QDTIME Totzeitglied 429 46 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach 435 47 RAMP Rampengenerator 443 48 RATIO Verh ltnisregler 449 49 SCALING Skalierung 455 50 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler 459 51 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren 465 52 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung 481 53 SP_SEL Sollwertschalter 487 54 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern 495 55 STEP2 Zweipunktregler 501 56 STEP3 Dreipunktregler 507 57 SUM_W Summierer 513 58 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler 515 59 THREE_STEP_CON Dreipunkt Schrittregler 523 60 TOTALIZER Integrierer 529 61 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler 539 62 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer 545 63 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 551 270 33002237 PI Pl Regler 32 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PI Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung
2. Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins LEAD_LAGI BOOL MAN BOOL HALT REAL X Y REAL REAL GAIN TIME LEAD TIME LAG REAL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingang GAIN REAL Verst rkungsfaktor LEAD TIME Differenzierzeitkonstante LAG TIME Verz gerungszeitkonstante YMAN REAL Handwert Stellwert Y REAL Ausgang 33002237 203 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors GAIN sowie der Parametrierung der Differenzierzeitkonstante LEAD und der Verz gerungszeitkonstante LAG F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 wird der Ausgang Y auf den Wert GAIN xLEAD LAG springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um dann mit der Zeitkonstante LAG auf den Wert GAIN x 1 0 zuzugehen Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausga
3. MOVE EN ENO 0 gt 7 Fc3542_atstart_w AUTOTUNE Fc3542_pv gt PV PV_O Fc3542_sp gt SP SP_O Fc3542_out gt RCPY PARA_C START Fc3542_atprev_w gt PREV Fc3542_para_autotune gt PARA Fc3542_tr_input gt TR_I TRI Fc3542_trk D TR_S TRS INFO STATUS gt Fc3542_para_pidff gt Fc3542_trs gt Fc3542_info_autotune 56 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung R ckkehr zur vorherigen Einstellung PREV Diagnose bei automatischer Reglerein stellung diag Eine nderung dieses Bitwertes erm glicht die Vertauschung der aktuellen und der vorherigen Parameter unter der Voraussetzung da zum gegebenen Zeitpunkt keine Regelung stattfindet zwei aufeinanderfolgende nderungen dieses Bits ergeben folglich die anf ngliche Konfiguration Beim Regler des Typs PIDFF gelten folgende Info_AUTOTUNE Strukturparameter Element der Datenstruktur Bedeutung p1_prev KP p2_prev TI p3_prev TD Beim Regler des Typs PI_B gelten folgende Info_AUTOTUNE Strukturparameter Element der Datenstruktur Bedeutung p1_prev KP p2_prev TI Die Diagnosedaten der automatischen Reglereinstellung werden in einem Doppelwort gespeichert Der Wert dieses Wortes bleibt bis zu einem erneuten Start der automatischen Reglereinstellung erhalten Weitere Angaben zu diesem Doppelwort finden Sie im Abschnitt Diagnose
4. VLIM VLIM realisieren MOVE MPID man H MVLIM man VLIM PID MVLIM MODE MPID MODE Handwert X Y El Y a Para PARA YMAN YMAN I A A A A E aa te all Hinweis Diese Art der Darstellung wurde lediglich zur verst ndlicheren Darstellung gew hlt Die gestrichelt dargestellten Verbindungen k nnen nicht als Links Link Objekte programmiert werden da sie in Concept nicht zul ssige Schleifen bilden Die Verbindungen m ssen bei der Programmierung durch Variablen realisiert werden In der Betriebsart Automatik MPID man 0 ist der Anstiegsbegrenzer in der Betriebsart Hand MOVE Funktion Somit wird der Handwert des PID Reglers YMAN von PID ber den Handwert des Anstiegsbegrenzers YMAN von VLIM auf den Wert Y des PID Reglers gesetzt nachgef hrt Wenn nun eine Umschaltung von Automatik nach Hand erfolgt geschieht dies sto frei da in diesem Zyklus der Wert YMAN des PID gleich dem Wert von Y des PID ist Ab dem n chsten Zyklus wird der Wert von YMAN des PID mit der von Ihnen bestimmten Anpassung Para rate an den eigentlichen Handwert an VLIM angeglichen 314 33002237 PID PID Regler Detaillierte Formeln Erl uterung der Formelgr Ben Stellgr e bersicht zur Berechnung der Regler Anteile Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt
5. 33002237 169 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors GAIN sowie der Parametrierung der Verz gerungszeitkon stante LAG Dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 folgt der Ausgang Y verz gert nach Er wird sich nach einer e Funktion exp t LAG dem Wert GAIN xX n hern Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten 170 33002237 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung Beispiel Das Diagramm zeigt ein Beispiel f r die Sprungantwort des PLAG Gliedes der Eingang X springt auf einen neuen Wert und der Ausgang Y folgt in einer e Funktion dem Eingang X Sprungantwort des Funktionsbausteins LAG1 bei GAIN 1 x 1 HALT ee A 33002237 171 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung 172 33002237 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung 18 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LAG2 Dieses Kapitel enth lt
6. Seite Kurzbeschreibung 552 Darstellung 553 Detailbeschreibung 554 Laufzeitfehler 555 33002237 551 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung mit schreibung Begrenzung der Stellgr e Der Ausgang Y folgt dem Eingang X jedoch mit dem maximalen Gradienten rate Ferner wird der Ausgang Y durch ymax und ymin begrenzt Dadurch kann der Funktionsbaustein Signale an die technologisch begrenzte Geschwindigkeit und Endlagen von Stellgliedern anpassen Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e Stellgr en Begrenzung 552 33002237 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung VLIM Parameterbe schreibung Mode_VLIM Parameterbe schreibung Para_VLIM Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Darstellung des Bausteins VLIM REAL X Mode_MH MODE Para_VLIM PARA REAL YMAN Y REAL STATUS Stat MAXMIN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingang MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_VLIM Parameter YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y Beschreibung der D
7. 33002237 569 Glossar Ladder Diagram LD Ladder Logic 984 LL Laufzeitfehler Literale Ladder Diagram ist eine grafische Programmiersprache nach IEC1131 die sich optisch an den Strompfaden eines Relais Kontaktplans orientiert In den Begriffen Ladder Logic und Ladder Diagram bezieht sich das Wort Ladder Kontakt auf Ausf hrung Im Gegensatz zu einem Schaltbild wird ein Kontaktplan von Elektrotechnikern zum Zeichnen eines Stromkreises verwendet anhand von elektrischen Symbolen der den Ablauf von Ereignissen zeigen soll und nicht die vorhandenen Dr hte die die Teile miteinander verbinden Eine gew hnliche Benutzeroberfl che zum Steuern der Aktionen von Automatisierungsger ten l t eine Kontaktplanschnittstelle zu damit Elektrotechniker zum Implementieren eines Steuerungsprogramms keine Programmiersprache lernen m ssen mit der sie nicht vertraut sind Der Aufbau des tats chlichen Kontaktplanes erm glicht das Verbinden der elektrischen Elemente auf eine Art und Weise die einen Steuerungsausgang erzeugt der von einem logischen Stromflu durch die verwendeten elektrischen Objekte abh ngig ist die die vorher verlangte Bedingung eines physikalischen Elektroger tes darstellt In einfacher Form ist die Benutzeroberfl che eine von der SPS Programmieran wendung erarbeitete Video Anzeige die ein vertikales und horizontales Raster einrichtet in das Programmierobjekte eingeordnet werden Der Plan erh l
8. EN xfi xf2 Y_POS Y_NEG gt G s GAIN 1 LAG_NEG xs G s GAIN 1 LAG_POS xs Wenn Dann Y 1 Y_POS 1 Y_NEG 0 Y 0 Y_POS 0 Y_NEG 0 Y 1 Y_POS 0 Y_NEG 1 518 33002237 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Prinzip des Dreipunktreglers Interne R ckf hrungen Dem eigentlichen Dreipunkt Regler werden zwei dynamische R ckf hrungen PT1 Glieder hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstante dieser R ckf hr glieder erh lt der Dreipunkt Regler ein dynamisches Verhalten das dem Verhalten eines PD Reglers entspricht Prinzip des Dreipunktreglers Y_POS ERR_EFF SP gt Y_NEG PV xfi xf2 Der Parameter GAIN mu gt 0 sein Hinweis F r XF_MAN Bedeutung 100 bis 100 sind Werte zwischen 100 und 100 einzutragen Der Funktionsbaustein hat einen Parametersatz f r die internen R ckf hrungen bestehend aus der R ckf hrverst rkung GAIN und den R ckf hrzeitkonstanten LAG_NEG und LAG_POS Folgende Tabelle gibt dazu genaueren Aufschlu R ckf hrung LAG_NEG LAG_POS 3 Punkt Verhalten ohne R ckf hrung 0 0 negative R ckf hrung gt 0 0 negative positive R ckf hrung gt 0 gt LAG_NEG Warnung da Mitkopplung neg Feedback mit LAG_POS 0 gt 0 Warnung da Mitkopplung pos Feedback abgeschaltet
9. 226 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs Beispiel Beispiel gesteuerten Ausgang ein Verarbeitungsvorgang durch den DFB FCT zwischengeschaltet In diesem Beispiel wird dem Ausgang des Reglerbausteins und dem vom Bediener Um eine sto freie Umschaltung zwischen den Betriebsarten Hand Automatik zu gew hrleisten wird der umgekehrte Verarbeitungsvorgang R_FCT dem Ausgang des MS Funktionsbausteins aufgeschaltet und das Ergebnis auf den Reglereingang RCPY zur ckgef hrt der in der Betriebsart Automatik verbleibt MAN_AUTO 1 Darstellung des Funktionsplanes FBI_10_3 2 SAMPLETM TC18_ST gt JINTERVAL Q DELSCANS TC_18 3 PIDFF EN ENOL TC18_PV gt PV OUT TC18_SP gt SP oOUTD FF RCPY 1D MAN_AUTO MA_OM TC18_PARA gt PARA INFO TRI STATUS TR_S FBI_10_2 1 FBI_10_1 4 R_FCT FCT TC18_OUT IN OUT IN OUT MS_TC18 5 MS IN OUT gt TC18_OUT TC18_FORC_MS gt FORC OUTD TC18_MA_FORC gt MA_FORC MA_O gt TC18_MA_O TC18_MAN_AUTO D amp MAN_AUTO STATUS TC18_PARA_MS D PARA TRI TR_S 33002237 227 MS Handsteuerung eines Ausgangs Laufzeitfehler Statuswort Die Bits des Statuswortes haben folgende Bedeutung Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung in Gleitkommawerten
10. 33002237 353 PIDFF Kompletter PID Regler Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur schreibung Element Datent Bedeutun Para_PIDFF di 3 id UINT Reserviert f r automatische Reglereinstellung pv_inf REAL Untere Grenze des Istwertbereichs pv_sup REAL Obere Grenze des Istwertbereichs out_inf REAL Untere Grenze des Ausgangswertbereichs out_sup REAL Obere Grenze des Ausgangswertbereichs rev_dir BOOL 0 direkte Aktion des PID Reglers 1 inverse Aktion des PID Reglers mix_par BOOL 1 PID Regler mit paralleler Struktur 0 PID Regler mit gemischter Struktur aw_type BOOL 1 Antiwindup Halt wird gefiltert en_rcpy BOOL 1 der RCPY Eingang wird verwendet kp REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit td TIME Vorhaltezeit kd REAL Differenzierverst rkung pv_dev BOOL Typ des Differentialanteils 1 Differentialanteil bezogen auf Regeldifferenz 0 Differentialanteil bezogen auf Regelgr e Istwert bump BOOL 1 bergang auf Automatikbetrieb mit Sto 0 bergang auf Automatikbetrieb sto frei dband REAL Unempfindlichkeitszone auf Abweichung gain_kp REAL D mpfung des Proportionalanteils innerhalb der Unempfindlichkeitszone dband ovs_att REAL D mpfung des berlaufs outbias REAL Manuelle Kompensation der statischen Abweichung out_min REAL Unterer Grenzwert des Ausgangs out_max REAL Oberer Grenzwert des Ausgangs
11. 154 33002237 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung Beispiel Das Eingangssignal wird ber die Zeit integriert Im Fall eines Sprungs am Eingang X steigt bei positiven Werten von X bzw f llt bei negativen Werten von X der Ausgang gem einer Rampenfunktion Y liegt immer zwischen YMAX und YMIN ist Y gleich YMAX oder YMIN wird dies entsprechend in QMAX oder QMIN angezeigt Es ist die Sprungantwort des Integrierers dargestellt YMAX YMIN 0 HALT QMAX ooo QMIN Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei YMAN lt YMIN erfolgt eine Fehlermeldung 33002237 155 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung 156 33002237 K_SQRT Quadratwurzel 15 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein K_SQRT Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 158 Darstellung 158 Laufzeitfehler 159 33002237 157 K_SQRT Quadratwurze Kurzbeschreibung Funktionsbe Dieser Funktionsbaustein berechnet die gewichtete Quadratwurzel eines schreibung numerischen Wertes Es kann ein Trennpunkt definiert werden unterhalb dessen der Funktionsbaustein den Wert Null ausgibt Das Ziehen der Quadratwurzel dient typischerweise zur Linearisierung eines Durchflu Me wertes durch ein Drosselger t Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Formel Der Funk
12. 33002237 215 MFLOW Baustein f r Massendurchflu Detailbeschreibung Berechnung der Konstante k Spezifizierung der Berechnung Temperatur einheit Druckeinheit Die Konstante k kann aufgrund eines Referenz Arbeitspunktes berechnet werden bei dem der Massendurchflu MF_REF der Differentialdruck IN_REF der absolute Druck P_REF und die absolute Temperatur T_REF bekannt sind Wenn der Eingang IN ein Differentialdruck ist lautet die Formel wie folgt k MF REFx REF P_REFxIN_REF Wenn der Eingang IN kein Differentialdruck ist lautet die Formel wie folgt k MF_REF Bei der Berechnung ist eine einfache Multiplikation vorgegeben OUT kxIN Um eine Druck oder Temperaturkompensation zu erzielen m ssen die Parameter en_pres oder en_temp auf 1 eingestellt werden Auch die Quadratwurzel ist nur aktiv wenn en_sqrt 1 Wenn einer der Parameter en_sqrt en_pres en_temp auf O verbleibt mu die Berechnung der Konstante k entsprechend angepa t werden L schen der Quadratwurzel Ersatz von P_REF oder T_REF durch 1 Die Temperatur TEMP kann in Grad Celsius oder in Grad Fahrenheit ausgedr ckt werden je nach Wert des Parameters tc_tf tc_tf Temperatureinheit von TEMP 0 Grad Celsius Berechnung der absoluten Temperatur TA TA K TEMP 273 1 Grad Fahrenheit Berechnung der absoluten Temperatur TA TACK x TEMP 32 273 Der Druck PR
13. 33002237 57 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Reglerkopplung Anwendungs beispiel mit einem EFB des Reglertyps PIDFF Anschlu beispiel Regelkreis mit einem einfachen PID Regler Folgendes Diagramm ist ein Anwendungsbeispiel eines AUTOTUNE EFBs mit einem EFB des Reglertyps PIDFF AUTOTUNE PIDFF TT2_PV gt PV PV_O PV OUT gt TC2_OUT TT2_SP gt SP SP_O SP OUTDH TC2_OUT gt RCPY PARA_C TC2_PARA FF TC2_START gt START RCPY TC2_PREV gt PREV TC2_MAN_AUTOD MAN_AUTO MA_OH TC2_AT_PARA PARA PARA INFO TC2_TRID TRI TRI TRI STATUS TC2_TRS D TR_S TRS TR_S INFO STATUS Der AUTOTUNE EFB tauscht mit dem Regler Parameter aus Der Zugang zu den Reglerparametern erfolgt ber die Verbindung zwischen dem Ausgang PARA_C des AUTOTUNE Funktionsbausteins und dem Eingang PARA des Reglers Der PARA_C Ausgang ist vom Typ ANY und erm glicht den Anschlu des AUTOTUNE EFBs an verschiedene Reglertypen PIDFF oder PI_B Dar ber hinaus teilen sich der AUTOTUNE EFB und der Regler folgende verkettbare Variablen PV SP TR_I und TR_S Diese Variablen stellen AUTOTUNE Eing nge dar die auf die entsprechenden Ausg nge gef hrt werden um die Aufschaltung auf die Reglereing nge zu erm glichen Wenn die automatische Reglereinstellung aktiv ist geht der TRS Ausgang auf 1 ber und die Stellgr e wird an den TRI Ausgang angelegt Sinn dieser Ausg
14. Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingangswert T_DELAY TIME Totzeit YMAN REAL HandStellwert Y REAL Ausgang READY BOOL 1 Interner Puffer gef llt 0 Interner Puffer nicht gef llt z B nach Warm Kaltstart oder nderung der Totzeit 33002237 103 DELAY Totzeitglied Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Beispiel zur Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Automatik 0 0 Hand 0 oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik arbeitet der Funktionsbaustein nach folgenden Regeln Wenn Dann wird der aktuelle X Wert in den Puffer bertragen und der lteste X Wert im Puffer wird am Ausgang Y ausgegeben Bei einer Zykluszeit gr er als T_DELAY 128 ergibt sich eine Aufl sung kleiner 128 und es kommt zu einem systematischem Fehler d h einige X Werte werden doppel gespeichert siehe nachfolgendes Beispiel T_Delay Zykluszeit gt 128 k nnen nicht alle X Werte im Puffer abgelegt werden In diesem Fall wird in einigen Zyklen der X Wert nicht gespeichert und Y bleibt in diesen Zyklen unver ndert T_Delay Zykluszeit lt 128 Im Beispiel werd
15. Der I Anteil kann auch mit TI 0 abgeschaltet werden 33002237 325 PID1 PID Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Umschaltung von Automatik nach Hand Es gibt drei Betriebsarten die ber die Parameter MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Automatik 0 0 Hand 1 O oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP bestimmt Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch YMAX und YMIN begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da die Summe ihrer Anteile dem Stellausgang entspr
16. Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang R ausgew hlt werden Betriebsart R Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie vor beschrieben bearbeitet Reset 1 Der interne Wert des R ckf hrgliedes wird auf SP PV gesetzt Die Ausg nge Y_POS und Y_NEG werden beide auf 0 gesetzt Bei hys gt 2 db erfolgt eine Fehlermeldung In folgenden F llen erfolgt eine Warnung e gain lt 0 Der Regler arbeitet ohne R ckf hrung e ti 0 Der Regler arbeitet ohne R ckf hrung e t_proc 0 Der Regler arbeitet mit einem voreingestellten Wert von t_proc 60 s 464 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren 91 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SERVO Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 466 Darstellung 466 Parametrierung 468 Algorithmen zum Funktionsbaustein SERVO 470 Betriebsarten 471 Beispiele zum Funktionsbaustein SERVO 472 Laufzeitfehler 479 33002237 465 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Kurzbeschreibung Funktionsbe Dieser Funktionsbaustein erm glicht es eine PID Regelung an elektrischen schreibung Servomotoren mit oder ohne Stellungsr ckf hrung vorzunehmen Er wird dem Regler PIDFF PI_B nachgeschaltet dessen Digitalausgang er in die beiden logische
17. 33002237 345 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Umkehr des Regelsinns Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Auswahl der Reglertypen Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Setzen des Eingangs reverse auf 1 erreicht werden reverse O bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert steigt reverse 1 bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert f llt Die Grenzen ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die Ausg nge qmax und qmin angezeiat e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Die Obergrenze ymax f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze ymin zu w hlen ansonsten meldet der Funktionsbaustein einen Fehler und arbeitet nicht Findet eine Stellgr en Begrenzung statt soll durch Anti Windup Reset daf r gesorgt werden da der Integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Der D Anteil wird bei der Anti Windup Ma nahme nicht ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen durch den D Anteil nicht durch die Anti Windup Ma nahme gekappt werden Die An
18. PID PID Regler Parameterbe schreibung Para_PID Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit td TIME Vorhaltezeit td_lag TIME Verz gerung des D Anteils ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 308 33002237 PID PID Regler Strukturbild des Funktionsbausteins PID Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PID ERR gt i iy YP 80 k A qmax b i yi TA re Betriebs y o gt gt arten I 1 E E ymin Um steuerung en AAA YD qmin d tdlag O a tol pol I FEED_FWD l 00 c f 1 l d_on_pv en_d A l z 7 x YMAN 33002237 309 PID PID Regler Parametrierung des PID Reglers Parametrierung Umkehr des Regelsinns Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Die Struktur des PID Reglers ist im Strukturbild S 309 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Pro
19. 2HHer rennen ee rennen rennen 504 L fzeitfehler 0 028 rd Ba an nenne ein un mn 506 STEP3 Dreipunktregler oooooocooooomcommmo 507 bersicht 8 25 22 2A Be a ne gehn 507 Kurzbeschreibung 222222 een rennen rennen 508 Darstellung 22 ea sera DD 509 Detailbeschreibung 22220 r rennen nee een nn 510 Laufzeitfehler 2 2 0 HH 2 ee ia rn a a E g 512 Kapitel 57 Kapitel 58 Kapitel 59 Kapitel 60 Kapitel 61 Kapitel 62 SUM_W Summierer oooooocococc nenn ne 513 bersicht AN irn 513 Kurzbeschreibung ooooocooocooocrr nern een ren 514 D rstelliNg 22 32 a ee nee see EA 514 Laufzeitfehler 4 x 28 2 ee en lata 514 THREEPOINT_CONI Dreipunkt Regler 515 bersicht nam ae ee ae aa ee el 515 Kurzbeschreibung s s a iaa aaa a eaaa en ernennen 516 Darstellung 3 03 ur a ee E A en E ano 516 Detailbeschreibung 22 22 2ee een rennen ernennen 518 L ufzeitfehler acia A an adas 521 THREE_STEP_CON1 Dreipunkt Schrittregler 523 Ubersichto 2 A A re ee re 523 Kurzbeschreibung ssie inn era a a nenne een ren 524 DarstollUng 2 22 2 2 e A A ER a 525 Detailbeschreibung 0oooooooronro nennen ern 526 Laufzeitfehler 22H 0er en en EEE E AR E een nen 528 TOTALIZER Integrierer ooooooocnoomo momo 529 bersicht si E E A e ls dd a 529 Kurzbeschreibung sita 144 ee re er 530 Barstellingt ii pie i a te a ea a
20. Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Tracking und Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb 546 33002237 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins VEL_LIM REAL IN OUT REAL REAL RATE REAL OUT_MIN REAL OUT_MAX REAL TR_I BOOL TR_S QMIN BOOL QMAX BOOL Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingang RATE REAL Maximale Anstiegsbegrenzung OUT_MIN REAL Untere Stellgrenze OUT_MAX REAL Obere Stellgrenze TR_I REAL Initialisierungs Eingang TR_S BOOL Initialisierungs Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang QMIN BOOL 1 Ausgang OUT hat untere Grenze erreicht QMAX BOOL 1 Ausgang OUT hat obere Grenze erreicht 33002237 547 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der maximalen Anstiegsgeschwindigkeit RATE sowie der Grenzen OUT_MAX und OUT_MIN f r den Ausgang OUT Die maximale Anstiegsgeschwindigkeit gibt an um welchen Wert sich der Ausgang innerhalb einer Sekunde ndern darf Ist RATE 0 wird OUT IN Die Grenzen OUT_MAX und OUT_MIN begrenzen
21. Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker qmax und qmin angezeigt e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax 406 33002237 PPI PPI Kaskaden Regler Anti Windup Findet eine Stellgr en Begrenzung statt soll durch Antiwindup Reset daf r Reset Pl Regler gesorgt werden da der integrale Anteil des F hrungsreglers nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Antiwindup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der Anteil des Folgereglers nicht abgeschaltet ist Der Antiwindup Reset findet statt wenn Y gt ymax oder Y lt ymin In diesem Fall gilt Yl Y YP 33002237 407 PPI PPI Kaskaden Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Betriebsart Festwert Regelung Es gibt vier Betriebsarten die ber die Elemente man halt und fix ausgew hlt werden Betriebsart man halt fix Automatik 0 0 0 Hand 1 0 oder 1 0 Halt 0 1 0 Festwert Regelung 0 0 1 In der Betriebsart Automatik wird der Stellausgang Y durch die Regelung bestimmt in Abh ngigkeit von den Regelgr en PV PV2 und den F hrungsgr en SP SP2 Der Stellausgang wird durch ymax und ymin begrenzt Die Umschaltung von Automatik
22. Der Funktionsbaustein bildet einen Zweipunktregler nach der durch zwei dynamische R ckf hrungen PID hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e zwei interne R ckf hrungen Verz gerer 1 Ordnung 236 33002237 PCON2 Zweipunkt Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PCON2 Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_PCON2 Darstellung des Bausteins PCON2 REAL SP REAL PV Mode _MH MODE Para_PCON2 PARA BOOL YMAN Y BOOL ERR_EFFF REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_PCON2 Parameter YMAN BOOL 1 Handwert f r ERR_EFF Y BOOL 1 Ausgang Stellgr e ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL R ckf hrverst rkung lag_neg TIME Zeitkonstante der schnellen R ckf hrung lag_pos TIME Zeitkonstante der langsamen R ckf hrung hys REAL Hysterese vom Zweipunktschalter
23. ber dieses Buch Auf einen Blick Ziel dieses Dokuments G ltigkeits bereich Weiterf hrende Dokumentation Benutzer kommentar Diese Dokumentation soll Ihnen bei der Konfiguration der Funktionen und Funktionsbausteine helfen Diese Dokumentation gilt f r Concept 2 6 unter Microsoft Windows 98 Microsoft Windows 2000 Microsoft Windows XP und Microsoft Windows NT 4 x Hinweis Weitere aktuelle Hinweise finden Sie in der Datei README von Concept Titel Referenz Nummer Concept Installationsanleitung 840 USE 502 02 Concept Benutzerhandbuch 840 USE 503 02 Concept EFB User Manual 840 USE 505 00 Concept LL984 Bausteinbibliothek 840 USE 506 02 Sie k nnen diese technischen Ver ffentlichungen sowie andere technische Informationen von unserer Website herunterladen www telemecanique com Ihre Anmerkungen und Hinweise sind uns jederzeit willkommen Senden Sie sie einfach an unsere E mail Adresse techpub schneider electric com 33002237 19 ber dieses Buch 20 33002237 Allgemeines zur Bausteinbibliothek CONT_CTL bersicht Einleitung Inhalt dieses Teils Dieser Abschnitt enth lt allgemeine Informationen zur Bausteinbibliothek CONT_CTL Dieser Teil enth lt die folgenden Kapitel Kapitel Kapitelname Seite 1 Parametrierung von Funktionen und Funktionsbausteinen 23 2 Allgemeine Informationen zur Baustein Bibliot
24. AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur aan NE Element Datentyp Bedeutung diag UDINT F r Diagnose verwendetes Doppelwort p1_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 1 p2_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 2 p3_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 3 p4_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 4 p5_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 5 p6_prev REAL Vorheriger Wert von Parameter 6 33002237 51 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Prinzip der automatischen Reglereinstellung Zwei Arten der automatischen Regler einstellung Automatische Regler einstellung bei Kaltstart Zwei Arten der automatischen Reglereinstellung sind m glich automatische Reglereinstellung bei Warmstart und bei Kaltstart des Systems Die erste Phase der automatischen Reglereinstellung gilt f r beide Einstellungsarten hierbei handelt es sich um einen Rausch und Stabilit tstest des Regelprozesses mit einer Dauer von 0 5 tmax bei konstanten Ausg ngen Die nachfolgenden Phasen sind abh ngig von der Einstellart Man spricht von der automatischen Reglereinstellung bei Kaltstart wenn die Abweichung zwischen dem Ist und dem Sollwert 40 berschreitet und der Istwert 30 unterschreitet In diesem Falle wird der Ausgang TRI des Funktionsbausteins mit zwei gleichartigen Stellimpulsen beaufschlagt Jeder Stellimpuls hat eine Dauer von tmax B
25. Begrenzungen Aufgabe des Ausgangs LSP_MEM Wenn beim internen Sollwert SP_RSP 0 der verbundene Regler im Handbetrieb ist erm glicht diese Betriebsart eine stetige Kopie des PV Eingangs auf den verwendeten Sollwert SP Das erm glicht eine sto freie Umschaltung Hand Automatik Es ist ebenfalls m glich da der Regler das sto freie Verhalten selbst regelt Bei dieser Betriebsart m ssen die Eing nge PV und MA_I des Funktionsbausteins SP_SEL angeschlossen sein Sie m ssen dieselben Werte annehmen wie der PV Eingang des Reglers und dessen Ausgang MA_O Wenn track 0 brauchen diese Eing nge nicht angeschlossen zu werden Bei jeder Betriebsart extern oder intern wird der verwendete Sollwert SP auf den Bereich zwischen sp_min und sp_max begrenzt Dieser Ausgang erm glicht es dem Anwender den Sollwert SP bei der Umschaltung extern intern zu steuern Art des Sollwertes Verhalten des Ausgangs Interner Sollwert Der Wert von SP wird stetig auf LSP_MEM gef hrt Umschaltung auf Der Wert von LSP_MEM wird vom Baustein nicht mehr ge ndert externen Sollwerte und beh lt daher den letzten verwendeten internen Sollwert bei R ckkehr zum Hierzu gibt es drei M glichkeiten internen Sollwert 1 bump 0 Der letzte externe Sollwert wird zugrunde gelegt in diesem Fall braucht LSP_MEM nicht angeschlossen zu werden 2 bump 1 Der letzte gespeicherte interne Sollwert wird zugrunde gelegt bei der Umschaltung
26. OUT_POS und folgenden Gleichungen bestimmt OUT_NEG Ausgang Formel Bedingung OUT_POS IN 0 lt IN lt in_max T_on t_periodxX in_max OUT_NEG IN 0 lt IN lt in_max T_on t_periodxX in_max Regeln zur F r einen ordnungsgem en Betrieb ist bei der Parametrierung folgende Regel zu Parametrierung beachten t_min lt t_period 424 33002237 PWM1 Pulsbreitenmodulation Detailbeschreibung Arbeitsweise des Bausteins Darstellung der Zeitverh ltnisse Die Periodendauer legt die Zeit fest in welcher die Stellimpulse 1 Signal am Ausgang OUT_POS bzw OUT_NEG regelm ig d h im konstanten Zeitraster ausgegeben werden Der Parameter t_min gibt die minimale Impulsl nge an d h die Zeitdauer die der Ausgang Y_POS bzw der Ausgang Y_NEG minimal 1 Signal besitzen soll Ist die nach der Gleichung im Abschnitt Formeln S 424 berechnete Impulsdauer kleiner als t_min so wird f r die gesamte Periode kein Impuls ausgegeben Ein Verh ltnis der Zeiten zueinander zeigt folgendes Bild er T_on t_period Y OUT_NEG 1 Variable Einschaltzeit Der Parameter in_max kennzeichnet den Punkt der Eingangsgr e IN bei welcher der Ausgang OUT_POS bei positiver Eingangsgr e IN st ndig 1 Signal liefern w rde 33002237 425 PWM1 Pulsbreitenmodulation Abh ngigkeitder Die Abh ngigkeit der Zeitdauer in welcher der Ausgang OUT_POS OUT_NEG 1 Zeitdauer Signal hat zu der Eingangsgr
27. PIP PIP Kaskaden Regler Betriebsart Hand Betriebsart Halt Betriebsart Festwert Regelung Laufzeitfehler Fehlermeldung Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y YMAN Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu Y OFF SP2 gain PV2 Der Integralanteil YI des F hrungsreglers f r die Betriebsart Hand wird wie folgt ermittelt YI SP2 SP PV x gainl Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y Y ola Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu A py2 gain2 Der Integralanteil YI des F hrungsreglers f r die Betriebsart Halt wird wie folgt ermittelt YI SP2 SP PV x gainl Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y SP2 PV2 x gain2 OFF Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu SP2 SP_FIX Der Integralanteil YI des F hrungsreglers f r die Betriebsart Festwert Regelung wird wie folgt ermittelt YI SP2 SP PV x gainl Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang PV PV2 YMAN oder SP_FIX anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 399 PIP PIP Kaskaden Regler 400 33002237 PPI PPI Kaskaden Regler 42 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PPI Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 402 Darstellung 403 Str
28. R ckf hrung Unempfindlich keitszone Dem eigentlichen Dreipunktregler werden 2 dynamische R ckf hrungen PT1 Glieder hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstanten dieser R ckf hr glieder erh lt derDreipunktregler ein dynamisches Verhalten da dem Verhalten eines PID Reglers entspricht Y_POS HS Y_POS ERR_EFF DB 1 a Be ee gt i e Be ERR_EFF Y_NEG PV ee ne HYS xfi Y_NEG xf2 T T Der Funktionsbaustein hat einen Parametersatz f r die internen R ckf hrungen bestehend aus der R ckf hrverst rkung gain und den R ckf hrzeitkonstanten lag_neg und lag_pos Folgende Tabelle gibt dazu genaueren Aufschlu R ckf hrung lag_neg lag_pos 3 Punkt Verhalten ohne R ckf hrung 0 0 negative R ckf hrung gt 0 0 negative positive R ckf hrung gt 0 gt lag_neg Warnung da Mitkopplung neg Feedback mit lag_pos 0 gt 0 Warnung da Mitkopplung pos Feedback abgeschaltet gt lag_pos gt 0 Der Parameter gain mu gt 0 sein Von der Hysterese hys und der Unempfindlichkeitszone db wird der Betrag ausgewertet F r xf_man Bedeutung 100 bis 100 sind Werte zwischen 100 und 100 einzutragen Der Parameter db legt den Einschaltpunkt f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG fest Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF positiv und wird gr er als db dann schaltet der Ausgang Y_POS von 0 auf 1 Ist wirksame Schaltwert ERR_EFF nega
29. kx IN c1 x IN2 c2 y Darstellung des Bausteins Para_MULDIV_W PARA MULDIV_W REAL IN1 OUT REAL REAL IN2 REAL IN3 Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN1 bis IN3 REAL Zu verarbeitende numerische Gr en PARA Para_MULDIV_W Parameter OUT REAL Ergebnis der Berechnung Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung k c1 bis c4 REAL Berechnungskoeffizienten 232 33002237 MULDIV_W Multiplikation Division Laufzeitfehler Fehlermeldung Dieser Fehler wird gemeldet wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn in einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt Der Ausgang OUT beh lt im allgemeinen seinen vorherigen Wert bei au er bei einer Division durch O wo der Wert INF entspricht je nachdem welches Vorzeichen der Z hler tr gt 33002237 233 MULDIV_W Multiplikation Division 234 33002237 PCON2 Zweipunkt Regler 28 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PCON2 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 236 Darstellung 237 Detailbeschreibung 238 Laufzeitfehler 240 33002237 235 PCON2 Zweipunkt Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften
30. os t_on 2xt_pause t_brake gt p ne xt_min und pos_ neg_ pos_ xt_min lt xt_max 262 33002237 PDM Pulsdauermodulation Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PDM Parameterbe schreibung Para_PDM Darstellung des Bausteins REAL X BOOL R Para_PDM PARA PDM Y_POS BOOL Y_NEG BOOL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangsgr e R BOOL Betriebsart Reset PARA Para_PDM Parameter Y_POS BOOL Ausgang f r positive X Werte Y_NEG BOOL Ausgang f r negative X Werte Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung t_on TIME Impulsdauer in s t_pause TIME Pausenzeit in s t_brake TIME Bremszeit in s pos_up_x REAL Oberer Eckwert f r X positiv pos_t_min TIME Minimale Taktzeit f r Y_POS bei x pos_up_x in s pos_lo_x REAL Unterer Eckwert f r X positiv pos_t_max TIME Maximale Taktzeit f r Y_POS bei x pos_lo_x in s neg_up_x REAL Oberer Eckwert f r X negativ neg_t_min TIME Minimale Taktzeit f r Y_NEG bei x neg_up_x in s neg_lo_x REAL Unterer Eckwert f r X negativ neg_t_max TIME Maximale Taktzeit f r Y_NEG bei x neg_lo_x in s 33002237 263 PDM Pulsdauermodulation Detailbeschreibung Arbeitsweise des Bausteins Periodendauer t period Die Impulsd
31. 0 Durch den Parameter delt_aw k nnen die Grenzen jedoch gegen ber den Stellgrenzen ymax ymin vergr ert delt_aw gt 0 oder verkleinert delt_aw lt 0 werden Die f r die Antiwindup Ma nahme benutzten Grenzen sind demzufolge e AWMAX ymax delt_aw e AWMIN ymin delt_aw Speziell bei stark verrauschten Signalen kann durch die Verschiebung der Antiwindup Grenzen gegen ber den Stellgrenzen erreicht werden da die Stellgr e Y nicht st ndig von der Stellgrenze wegspringt Wirkung des D Anteils auf St rungen und anschlie end wieder in die Grenzlage hineinf hrt Wirkung des I Anteils bei Regeldifferenz ERR 0 Sollen die Stellgrenzen gleichzeitig f r die Antiwindup Ma nahme gelten so ist der Parameter delt_aw 0 zu w hlen Durch negative Werte in delt_aw kann daf r gesorgt werden da die Grenzen f r Antiwindup kleiner sind als die Stellgrenzen sinnvoll f r Antiwindup Halt Der D Anteil wird f r die Antiwindup Ma nahme nicht mit ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen duch den D Anteil nicht durch die Antiwindup Ma nahme gekappt werden Die Antiwindup Reset Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt AWMIN lt YP FEED_FWD YI lt AWMAX F r die Antiwindup Ma nahme wird nur der I Anteil ber cksichtigt Wenn Antiwindup Halt und I Anteil eingeschaltet ist korrigiert die Antiwindup Ma nahme den I Anteil in der Form da gilt AWMIN lt YI lt AWMAX Die Parame
32. 22 n can 205 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 207 bersicht a a mr N 207 Kurzbeschreibung vocero rs Be are 208 DarstellUnd civic a ER A a ar 209 Detailbeschreibung 222er rennen rennen en nenn 210 Laufzeitfehler iii ee a E 211 MFLOW Baustein f r Massendurchflu 213 bersichten salat ante an en an een betas di 213 KurzbeschreibunQ ooooooorororror een ern nnn 214 Darstellung ia HR a ee 215 Detailbeschreibung 222er rennen ner en en nnnnn 216 Laufzeitfehler tdi a ker eben 217 Kapitel 26 Kapitel 27 Kapitel 28 Kapitel 29 Kapitel 30 Kapitel 31 MS Handsteuerung eines Ausgangs ooooo 219 bersicht stenn e serien a EEE 219 Kurzbeschreibung ooooocooocooocrr nennen een en 220 D rstelluAg 4 Ne se se rn ee ee ge 221 Detailbeschreibung 2 22 see rennen rennen nennen 223 Beispiel 2 ut a ee 227 Laufzeitfehler a er Rh 228 MULDIV_W Multiplikation Division 231 BET e EE ERE er ae ee T ie 231 Kurzbeschreibung i sirener torri E a AA ANR A A ne r en 232 D rstel n giei tacita aa ato as ea a dr 232 L ufzeitfehler ag ee o 233 PCON2 Zweipunkt Regler oooooococonmmo 235 bersicht a eg 235 Kurzbeschreibung oooooooocoooo nee een nenn 236 Darstellung 23 er A ee er 237 Detailbeschreibung 22 22 Heer rennen ernennen 238 L ufzeitfehler ann s
33. Anti Windup Reset Betriebsarten Hand Halt Automatik sto freie Umschaltung Hand Automatik D Anteil umschaltbar auf Eingangsgr e PV bzw Regeldifferenz ERR D Anteil mit variabler Zeitverz gerung bertragungs Die bertragungsfunktion lautet funktion G s Kat ED S TD LAG YD YI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil 380 33002237 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins PIDP1 BOOL MAN BOOL HALT REAL SP REAL PV REAL BIAS BOOL D_ON_X BOOL REVERS REAL KP REAL KI REAL KD TIME TD_LAG REAL YMAX REAL YMIN REAL YMAN Yr REAL ERR REAL QMAX BOOL QMIN BOOL 33002237 381 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Parameterbe schreibung Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt SP REAL Sollwerteingang PV REAL Eingangsgr e BIAS REAL St rgr eneingang D_ON_X BOOL 1 D Anteil bezogen auf Regelgr e 0 D Anteil bezogen auf Regeldifferenz REVERS BOOL 1 Ausgang umgekehrt KP REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor Kl REAL Integrierbeiwert KD REAL Differenzierbeiwe
34. Dreipunkt Schrittregler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein bildet einen Dreipunkt Schrittregler nach der durch eine schreibung dynamische R ckf hrung PD hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein THREE_STEP_CON1 besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Reset Automatik e eine interne R ckf hrung Verz gerer 1 Ordnung 524 33002237 THREE_STEP_CON Dreipunkt Schrittregler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins THREE_STEP_CONI BOOL R Y_POS BOOL REAL SP Y_NEG BOOL REAL PV ERR_EFF REAL REAL GAIN TIME TI TIME T_PRO REAL HYS REAL DB Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung R BOOL 1 Betriebsart Reset SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang GAIN REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor TI TIME Nachstellzeit T_PROC TIME Nennstellzeit des angeschlossenen Ventils HYS REAL Hysterese vom Dreipunktschalter DB REAL Unempfindlichkeitszone ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert Y_POS BOOL 1 positive Stellgr e an Ausgang ERR_EFF Y_NEG BOOL 1 negative Stellgr e an Ausgang ERR_EFF 33002237 525 THREE_STEP_CON Dreipunkt Schrittregler Detailbeschreibung Struktur
35. Wert der Regeldifferenz aus dem aktuellen Abtastschritt new ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o FEED_FWD St rgr Be PV Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV 1d Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt o Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil Stellgr e Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen Teilgr en zusammen Y YP YI YD FEED_FWD Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax Regeldifferenz Die Regeldifferenz wird wie folgt ermittelt ERR SP PV wenn reverse 0 ERR PV SP wenn reverse 1 bersicht zur Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Verst rkungsfaktoren kp ki und kd Regler Anteile e P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt 338 33002237 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt Laufzeit
36. Zur Abhilfe sollte der Freigabe Eingang nicht verwendet werden oder fest auf TRUE gesetzt werden soda der Baustein in jedem Zyklus bearbeitet wird Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Die Integration kann zeitweise angehalten und neu initialisiert werden e Einrichtung die auch sehr kleine Eingabewerte ber cksichtigen kann e Trennpunkt bei dessen Unterschreitung die Werte von IN nicht mehr ber cksichtigt werden e Verwendung in der Betriebsart Umkehrung der Integralsummation der Ausgang OUT sinkt vom Schwellwert auf Null ab inc_dec 1 530 33002237 TOTALIZER Integrierer Darstellung Symbol Parameterbe schreibung TOTALIZER Parameterbe schreibung Mode_ TOTALIZER Darstellung des Bausteins REAL IN Mode_TOTALIZER MODE Para_TOTALIZER PARA REAL y TR_I BOOL TR_S TOTALIZER OUT REAL INFO Info_TOTALIZER STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Zu integrierende numerische Gr e nur wenn gt 0 MODE Mode_TOTALIZER Betriebsarten PARA Para_TOTALIZER Parameter TR_I REAL Initialisierungseingang von outc TR_S BOOL Initialisierungsbefehl OUT REAL Ergebnis der Integration von IN auf thld begrenzt INFO Info_TOTALIZER vom Funktionsbaustein generierte Zusatzinformationen STATUS WORD Statuswort Beschreibu
37. bump 1 Sto freier Betrieb wird so definiert da der Regler bei Betriebsartenumschaltung im Stellgr enverlauf Y keine Unstetigkeitsstelle aufweist Das hei t er soll ohne Sprung an genau derselben Stelle weiterfahren wo er zuletzt stand Der interne l Anteil wird in dieser Betriebsart um den P Anteil mit korrigiert Ist kein I Anteil eingeschaltet wird der sto freie Betrieb dadurch erreicht da der Arbeitspunkt OFF so nachgefahren wird da der Regler trotz Regeldifferenz ungleich O ohne Sto bei Betriebsartenwechsel weiterfahren kann 33002237 91 COMP_PID Komplexer PID Regler Detaillierte Formeln Erl uterung der Formelgr Ben Stellgr e bersicht zur Berechnung der Regler Anteile Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktullem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Die aktuell intern gebildete Regeldifferenz ERR new Wert der Regeldifferenz aus dem aktuellen Abtastschritt new ERR ora Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt FEED_FWD St rgr e nur bei P D oder PD Regler OFF Offset PV new Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV old Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil nur bei en_d 1 YI l Anteil nur bei en_i 1 YP P Anteil nur bei en_p 1
38. e IN zeigt das folgende Bild T_on OUT_POS f in t_period OUERDS SEENA OUT_NEG T_on OUT_NEG f in Betriebsarten Bei der Betriebsart Reset RST 1 werden die Ausg nge OUT_POS und OUT_NEG auf 0 gesetzt Die internen Zeitz hler werden ebenfalls normiert so da der Funktionsbaustein beim bergang auf RST 0 mit der Ausgabe eines neuen 1 Signals am zugeh rigen Ausgang beginnt Rand Wird der Baustein PWM1 zusammen mit einem PID Regler betrieben so sollte die bedingungen Periodendauer t_period so gew hlt werden da sie der Abtastzeit des PID Reglers entspricht Dann ist n mlich gew hrleistet da jedes neue Stellsignal vom PID Regler innerhalb der Periodendauer vollst ndig bearbeitet werden kann Die Abtastzeit des PWM1 sollte danach gew hlt werden wie fein die Impulszeit zur Periodendauer steht Durch sie wird der minimal m gliche Stellimpuls festgelegt Es empfiehlt sich minimal folgendes Verh ltnis t_period Abtastzeit PWM1 gt 10 426 33002237 PWM1 Pulsbreitenmodulation Beispiel zum Baustein PWM1 Sprungantwort Im Beispiel sind die Signalfolgen an den Ausg ngen OUT_POS und OUT_NEG bei verschiedenen Werten des Eingangssignals IN dargestellt F r die Darstellung der Sprungantwort gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe t_period 4s t_min 0 5s in_max 10 Taktdiagramm Sprungantwort i za o 0 O Stellimpuls folge OUT_NE
39. e Y bertragen Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Antiwindup Ma nahme ist wie im Automatik Betrieb realisiert In der Betriebsart Halt bleibt die Stellgr e wie sie vorgefunden wird d h der Funktionsbaustein ver ndert die Stellgr e Y nicht Regler bleibt stehen Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Stellgr enbegrenzung und Antiwindup Ma nahme sind wie im Automatik Betrieb Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r die Stellgr e Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt Nicht sto freier Betrieb wird so definiert da der Regler bei Betriebsartenum schaltung z B Hand Automatik einen Sprung bedingt durch den P Anteil in der Stellgr e Y aufweist Abh ngig vom Einsatzgebiet des Reglers kann es sinnvoll sein da der Regler bei Umschaltung z B von Hand auf Automatik die Stellgr e sprungartig korrigiert wenn die Regeldifferenz ungleich O ist Die H he dieses Sprungs entspricht dem P Anteil des Reglers und betr gt YP ERRx gain 90 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Sto freier Betrieb
40. 0 und HALT 0 sowohl mit positiver Regeldifferenz ERR als auch mit negativer Regeldifferenz ERR dargestellt Bei konstanter positiver Regeldif ferenz steigt der Y rampenf rmig an bis die obere Stellgrenze erreicht wird Der Ausgang wird im folgenden auf den Wert YMAX begrenzt Die Begrenzung wird im Merker QMAX gemeldet Die Regeldifferenz springt nun auf einen negativen Wert der betragsm ig gr er ist als der vorherige Wert Durch den P Anteil springt der Ausgang um den Wert GAIN x ERR new 7 ERR 01a danach f llt Y rampenf rmig ab Die Steigung ist hier betragsm ig gr er als vorher bei positiver Regeldifferenz Dies ist auf den jetzt betragsm ig gr eren Wert der Regeldifferenz zur ckzuf hren Darstellung der Sprungantwort des Pl1 Reglers HALT O0 0 288 33002237 PI1 Pl Regler Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei YMAX lt YMIN erfolgt eine Fehlermeldung 33002237 289 PI1 Pl Regler 290 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler 34 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PI_B Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 292 Darstellung 293 Formeln 295 Parametrierung 296 Detaillierte Gleichungen 300 Laufzeitfehler 302 33002237 291 PI_B Einfacher Pl Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Funktionalit
41. Bei jeder neuen 0 gt 1 Flanke am Eingang START wird der Ausgang N inkrementiert Es gibt f r diese Funktion keinen bipolaren Betrieb d h der Wert im Parameter unipolar wird nicht ber cksichtigt Bei der Funktion Rampe wird der Ausgang Y von YOFF auf YOFF amplitude rampenf rmig hochgefahren Solange der START dann weiterhin auf 1 liegt bleibt der Ausgang Y auf dem Wert YOFF amplitude stehen Wird START auf O zur ckgenommen so springt der Ausgang Y auf den Wert YOFF Das Hochfahren wird durch die Zeit t_rise und t_acc bestimmt Die Zeit t_rise gibt hierbei die Zeit an in der der Wert von Y YOFF auf den Wert Y YOFF amplitude hochf hrt ber t_acc kann diese Zeit verschliffen werden Bei jeder neuen O gt 1 Flanke am Eingang START wird der Ausgang N inkrementiert Es gibt f r diese Funktion keinen bipolaren Betrieb d h der Wert im Parameter unipolar wird nicht ber cksichtigt Bei der Funktion Zufallszahl wird der Ausgang Y mit einer sich zuf llig ergebenden Zahl zwischen YOFF lt Y lt YOFF amplitude bei unipolarem Betrieb und YOFF amplitude lt Y lt YOFF amplitude bei bipolarem Betrieb belegt Die Zeitangaben t_off t_rise t_acc spielen bei dieser Funktion keine Rolle Bei jeder neuen O gt 1 Flanke am Eingang START wird der Ausgang N inkrementiert 33002237 135 FGEN Funktionsgenerator Taktdiagramme Bipolarer Betrieb F r die Darstellung der versch
42. Die Ansteuerung von Stellgliedern erfolgt nicht nur ber analoge Gr en sondern auch mittels bin rer Stellsignale Die Wandlung von analogen Werten in bin re Ausgangssignale erfolgt beispielsweise ber Pulsbreitenmodulation PWM oder Pulsdauermodulation PDM Dabei soll die eingestellte mittlere Energie des Stellgliedes Stellenergie dem analogen Eingangswert X des Modulationsbausteins entsprechen Der Funktionsbaustein PWM dient zur Umsetzung von analogen Werten in digitale Ausgangssignale f r Concept Bei der Pulsbreitenmodulation PWM wird bei konstanter Taktperiode ein in seiner Dauer vom Analogwert abh ngiges 1 Signal ausgegeben Die mittlere eingestellte Energie entspricht dem Quotienten aus der Einschaltdauer T_on und der Taktzeit t_period Damit die mittlere eingestellte Energie auch der analogen Eingangsgr e X entspricht mu folgendes gelten T_on X Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Im allgemeinen wird die bin re Stellgliedansteuerung durch zwei bin re Signale Y_POS und Y_NEG vorgenommen Bei einem Motor entspricht der Ausgang Y_POS beispielsweise dem Signal Rechtslauf und der Ausgang Y_NEG dem Signal Linkslauf Bei einem Ofen k nnen die Ausg nge Y_POS und Y_NEG entsprechend als Heizen und K hlen interpretiert werden Handelt es sich beim Stellantrieb um einen Motor so mu unter Umst nden bei nicht selbsthemmenden Getrieben zur Vermeidung des Nachlaufens
43. Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen von den Betriebsarten abh ngigen Teilgr Ben zusammen Y YP YI YD OFF FEED_FWD Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Elementen en_p en_i und en_d e P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt Automatik und Kaskade l Anteil YI f r Betriebsart Automatik l Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt 92 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt YP f r Betriebsart Hand Halt Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r en_p 1 gilt YP gainxERR F r en_p 0 gilt YP 0 YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r en_i 1 gilt at ERRnew ERR ooa Y Lew YI o1d gain x i x gt F r en_i 0 gilt YI 0 Der l Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r en_i 1 gilt YI Y YP FEED_FWD F r en_i 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsar
44. Einleitung zur Baustein Bibliothek CONT_CTL 27 F FGEN 123 Funktion Parametrierung 23 24 Funktionsbaustein Parametrierung 23 24 Funktionsgenerator 123 H Handsteuerung eines Ausgangs 219 INTEG 139 INTEGRATOR 145 INTEGRATOR1 151 Integrierer 529 Integrierer mit Begrenzung 139 145 151 K K_SQRT 157 Kompletter PID Regler 351 Komplexer PID Regler 75 L LAG 161 LAG_FILTER 179 LAG1 167 LAG2 173 LDLG 183 LEAD 189 LEAD_LAG 193 LEAD_LAG1 201 LIMV 207 M Mathematics COMP_DB 71 K_SQRT 157 MULDIV_W 231 SUM_W 513 MFLOW 213 MS 219 MULDIV_W 231 Multiplikation Division 231 O Output processing MS 219 PWM1 421 SERVO 465 SPLRG 495 P Parametrierung 23 24 PCON2 235 PCONS 241 PD_or_PIl 249 PD Glied mit Gl ttung 183 193 201 PDM 261 Pl 271 PI_B 291 Pl 281 PID 305 PID_P 331 PID_PF 341 PID1 319 PIDFF 351 PIDP1 379 PID Regler 305 319 PID Regler mit paralleler Struktur 331 341 379 PIP 389 PIP Kaskaden Regler 389 PI Regler 271 281 PPI 401 PPI Kaskaden Regler 401 Pulsbreitenmodulation 411 421 33002237 585 Index Pulsbreitenmodulation einfach 435 Pulsdauermodulation 261 PWM 411 PWM1 421 Q QDTIME 429 QPWM 435 Quadratwurzel 157 R RAMP 443 Rampengenerator 443 RATIO 449 S SCALING 455 SCON3 459 SERVO 465 Setpoint management RAMP 443 RATIO 449 SP_SEL 487
45. Integrierer mit Begrenzung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein realisiert einen Integrierer mit Begrenzung Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet G s gain S Die Berechnungsformel lautet X mew X old Y Y o1a gain x dtx Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung X 1a Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus o Y 1d Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus o dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 140 33002237 INTEG Integrierer mit Begrenzung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung INTEG Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_INTEG Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Darstellung des Bausteins INTEG REAL X Mode_MH MODE Para_INTEG PARA REAL YMAN Y REAL STATUS H Stat_MAXMIN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangsgr e MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_INTEG Parameter YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Beschreibung der Datenstruktur Elemen
46. P Peer Prozessor Programm Programm Organisations einheit Programmier ger t Programmzyklus Der Peer Prozessor bearbeitet die Token Durchl ufe und den Datenflu zwischen dem Modbus Plus Netzwerk und der SPS Anwenderlogik Die oberste Programm Organisationseinheit Ein Programm wird geschlossen auf eine einzelne SPS geladen Eine Funktion ein Funktionsbaustein oder ein Programm Dieser Term kann sich entweder auf einen Typ oder ein Exemplar beziehen Hardware und Software die das Programmieren Projektieren Testen Inbetrieb nehmen und die Fehlersuche in SPS Anwendungen sowie in dezentralen Systemanwendungen unterst tzt um Quelldokumentation und Archivierung zu erm glichen Das Programmierger t kann u U auch f r die Proze visualisierung benutzt werden Ein Programmzyklus besteht aus dem Einlesen der Eing nge der Abarbeitung der Programmlogik und der Ausgabe der Ausg nge 33002237 573 Glossar Projekt Projekt datenbank Prototyp Datei Concept EFB Allgemeine Bezeichnung f r die oberste Ebene einer Software Baumstruktur die den bergeordneten Projekt Namen einer SPS Anwendung festlegt Nach der Festlegung des Projekt Namens k nnen Sie Ihre Systemkonfiguration und Ihr Steuerprogramm unter diesem Namen speichern Alle Daten die w hrend der Erstellung der Konfiguration und des Programms entstehen geh ren zu diesem bergeordneten Projekt f r diese spezielle Automatisierungs Au
47. RATIO Verh ltnisregler Detailbeschreibung Strukturbild Strukturbild des Bausteins RATIO A Ea k_max RK BR k_min L PV_TRACK bias sp_max sp_min SP 452 33002237 RATIO Verh ltnisregler Anwendung Der Funktionsbaustein RATIO ist einem Verh ltnisregler vorgeschaltet Seine Aufgabe besteht darin den externen Sollwert SP eines nachfolgend aufgeschalteten Reglers zu berechnen Der Verh ltnisregler mu bestehen aus den Funktionsbausteinen RATIO SP_SEL sowie einem Regler Typischerweise wird dieser Reglertyp zur Regelung eines Durchflusses im Verh ltnis zu einem anderen gemessenen Durchflu eingesetzt wobei er ein bestimmtes Verh ltnis K zwischen den beiden Durchflu mengen einh lt XK Darstellung des Verh ltnisreglers UU SP_FC14 1 OUTP RATIO PV_FC14 p Ipv KACTI PV_FC15 gt PV_TRACK SP REMOTE_K gt RK STATUS REMOTE_LOCAL p gt K_RK LOCAL_K gt K PARA_SP_FC14 gt PARA FC14 2 PIDFF PV_FC14 p PV OUT LP OUT_FC14 SP OUTD I FF RCPY MAN_AUTO_FC14 gt MAN_AUTO MA 0 PARA_FC14 gt PARA INFO TRI STATUS TR_S 33002237 453 RATIO Verh ltnisregler Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit0 1 Fehler i
48. SLAVE 5 PIDFF EN ENO SLAVE_PV gt PV OUT gt SLAVE_OUT p IP OUTD FF OUT D RCPY 1 gt MAN_AUTO Ma o SLAVE_PARA gt PARA INFO TR_ STATUSH TRS FBI_12_2 6 MS IN OUT H4 gt OUT FORC MA_FORC SLAVE_MAN_AUTO gt MAN_AUTO SLAVE_PARA_MS gt PARA TR_I OUTDH TR_S MA_O gt SLAVE_MAO STATUS 374 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Beispiel einer kaskaden hn Nachfolgend finden Sie die Darstellung des Funktionsplans FBI_13_1 1 lichen Regelung PIDFF TC2_PV gt PV OUT 1 gt TC2_OV TC2_SP D SP OUTD FF TC2_OUT gt RCPY 1pP IMAN_AUTO MA_OH TC2_PARA gt PARA INFO TRI STATUS TR_S gt FBI_13_2 2 PIDFF gt 2 TC3_PV gt PV OUT Be n TC3_SP D SP OUTDH FF TC2_OUT gt RCPY 1pP MAN_AUTO MA_OH TC3_PARA D PARA INFO H TRI STATUS H TR_S FBI_13_3 4 MS IN OUT gt TC2_OUT TC2_FORC_MS gt FORC TC2_MA_FORC gt MA_FORC TC2_MA_C gt MAN_AUTO TC2_PARA_MS gt PARA TRI OUTD TR_S MA_O gt TC2_MA_O STATUS FBI_13_5 3 SELECTOR Orr ss ouT OUT D N2 SELECT gt SELECT 33002237 375 PIDFF Kompletter PID Regler Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgenden Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 F
49. SP SP_O REAL RCPY PARA_C START PREV PARA TR_I TRI REAL TR_S TRS BOOL INFO Info_AUTOTUNE STATUS WORD Parameter des automatisch eingestellten Reglers Para_PIDFF Para_PI_B o a 33002237 49 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Parameterbe schreibung AUTOTUNE Parameterbe schreibung Para_ AUTOTUNE Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Istwert Process Value SP REAL Sollwert Set Point RCPY REAL Kopie der tats chlichen Stellgr Be START BOOL 0 gt 1 Starten der automatischen Reglereinstellung PREV BOOL R ckkehr zu den vorherigen Einstellungen des Reglers PARA Para_AUTOTUNE Parameter TR_I REAL Starteingang TR_S BOOL Startbefehl PV_O REAL Kopie des Istwertes PV SP_O REAL Kopie des SP Eingangs PARA_C Parameter des Regelparameter automatisch einstellbaren Reglers Para_PIDFF bzw Para_PI_B TRI REAL Kopie des Eingangs TR_I TRS BOOL Kopie des Eingangs TR_S INFO Info_AUTOTUNE Information STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung step_ampl REAL Wert des Ausgangsstellimpulses ausgedr ckt in Ausgangsskalierwerten out_inf out_sup imax TIME Dauer des Stellimpulses bei autom Reglereinstellung perf REAL Leistungsindex zwischen 0 und 1 plant_type WORD Reserviertes Wort 50 33002237
50. Skalierung 455 SMOOTH_RATE 481 Sollwertschalter 487 SP_SEL 487 SPLRG 495 STEP2 501 STEP3 507 Steuerung f r elektrische Servomotoren 465 Steuerung von 2 Stellgliedern 495 Strukturumschaltung PD Pl Regler 249 SUM_W 513 Summierer 513 T THREE_STEP_CON1 523 THREEPOINT_CON1 515 TOTALIZER 529 Totzeitglied 95 101 429 TWOPOINT_CON1 539 V VEL_LIM 545 Vergleich 71 Verh ltnisregler 449 Verz gerung 113 Verz gerungsglied 1 Ordnung 161 167 179 Verz gerungsglied 2 Ordnung 173 VLIM 551 Z Zweipunkt Regler 235 539 Zweipunktregler 501 586 33002237
51. TD_LAG REAL YMAX REAL YMIN REAL YMAN PID1 Y REAL ERR REAL DATA DATA QMAX BOOL QMIN BOOL 33002237 321 PID1 PID Regler Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt SP REAL Sollwerteingang PV REAL Regelgr e Process Variable BIAS REAL St rgr eneingang EN_P BOOL 1 P Anteil ein EN_I BOOL 1 I Anteil ein EN_D BOOL 1 D Anteil ein D_ON_X BOOL 1 D Anteil auf Regelgr e 0 D Anteil auf Regeldifferenz GAIN REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor TI TIME Nachstellzeit TD TIME Vorhaltezeit TD_LAG TIME Verz gerungszeit D Anteil YMAX REAL Obere Stellgrenze YMIN REAL Untere Stellgrenze YMAN REAL Hand Stellwert ERR REAL Ausgang Regeldifferenz Y REAL Stellgr e QMAX BOOL 1 Ausgang Y hat obere Stellgrenze erreicht QMIN BOOL 1 Ausgang Y hat untere Stellgrenze erreicht 322 33002237 PID1 PID Regler Strukturbild des Funktionsbausteins PID1 Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PID1 ERR gt DM a SP ee ige ee Pd GAIN 1 1 EnA b t ERR 161 100 ATi i a GAIN v4 l c 1 j 1
52. gt 0 erfolgt die Umschaltung des externen Sollwertes auf den internen Sollwert SP_RSP von Die Umschaltung des internen Sollwertes auf einen externen Sollwert erfolgt 0 1 sto frei der Wert des SP Ausgangs pa t sich zunehmend dem externen Sollwert RSP an wobei er die Rampe rate beschreibt Wenn rate 0 wird keine Rampe gefahren und SP ist die direkte Kopie von RSP SP_RSP von Die Umschaltung des externen Sollwertes auf den internen Sollwert erfolgt in 1 0 Abh ngigkeit vom Element bump auf zwei Arten Wenn Dann bump 0 erfolgt die Umschaltung sto frei Der Funktionsbaustein h rt auf den RSP Eingang auf den SP Ausgang zu kopieren Der interne Sollwert SP entspricht dann dem letzten externen Sollwert RSP vor Umschaltung Der Anwender kann diesen dann ndern In diesem Fall ist es nicht n tig den Ausgang LSP_MEM anzuschlie en bump 1 wird der Wert des Ausgangs LSP_MEM bei der Umschaltung auf den SP Ausgang gef hrt hierbei kann es zu St en kommen Die Wertvorgabe f r LSP_MEM entspricht dem letzten Sollwert SP bevor der Funktionsbaustein in externen Betrieb bergeht Um den internen Betrieb mit einem anderen Sollwert neu zu starten reicht es aus LSP_MEM zu ndern solange der Baustein noch im externen Betrieb ist weitere Details siehe Aufgabe des Ausgangs LSP_MEM S 492 33002237 491 SP_SEL Sollwertschalter Nachgef hrter Sollwert track 1
53. parallele Struktur Wenn Dann mix_par mix_par 0 handelt es sich um eine gemischte Struktur d h da der Proportionalanteil im Anschlu an den Integral und Differentialanteil aufgeschlagen wird Der auf die Anteile aufgeschlagene Verst rkungsfaktor K siehe Strukturbila S 357 entspricht kp mix_par 1 ist die Struktur parallel d h der Proportionalbeiwert wird parallel zum Integral und Differentialbeiwert aufgeschlagen In diesem Fall bezieht sich der Verst rkungsfaktor kp nicht auf den Integral und den Differentialanteil Die Verst rkung K entspricht in diesem Fall dem Verh ltnis des Ausgabebereichs zum Me bereich Absolute Absolute Algorithmen werden verwendet wenn kein Integralanteil aufgeschlagen Algorithmen wird ti 0 In diesem Fall wird der Ausgang OUT zuerst berechnet und die ti 0 Ausgangs nderung anschlie end subtrahiert 358 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Inkrementale Algorithmen ti gt 0 Inkrementale Algorithmen werden verwendet wenn ein Integralanteil vorhanden ist d h wenn ti gt 0 Die Besonderheit dieses Algorithmus besteht darin zun chst einmal die Ausgangs nderung OUTD zu berechnen und davon den Absolutwert ausgang entsprechend folgender Formel zu errechnen OUT new OUT old OUTD Diese Algorithmusform erm glicht es dem Regler einen SERVO Funktionsbaustein nachzuschalten und so eine astatische Regelung zu erreichen Die in
54. schen Die ge nderte Abweichung multipliziert mit gain_kp wird zur Berechnung des Proportional und des Integralanteils verwendet Darstellung der Ver nderung der Abweichung Ge nderte Ge nderte Abweichung Abweichung A A Steigung gain_kp Steigung gain_kp DEV DEV 0 lt gain_kp lt 1 gain_kp gt 1 Der Funktionsbaustein PIDFF beinhaltet einen Filter erster Ordnung f r den Differentialanteil Die Filterverst rkung kd ist parametrierbar wodurch sowohl solche Prozesse verarbeitet werden k nnen wo der Differentialanteil sehr stark gefiltert werden mu wie auch Prozesse wo die Filterung des Differentialanteils aufgehoben werden kann da das Signal rein genug ist 33002237 361 PIDFF Kompletter PID Regler Feed Forward Anteil zur St rungs kompensation FF Eingang Weitere Eigenschaften Bei einer klassischen PID Regelung reagiert der Regler auf Ausgangs nderungen des Regelprozesses geschlossener Regelkreis Im St rungsfall reagiert der Regler nur wenn der Istwert vom Sollwert abweicht Die Feed Forward Funktion erm glicht die Kompensation einer me baren St rung sofort bei Auftreten Diese als offener Regelkreis konzipierte Funktion beseitigt die Auswirkung der St rung in diesem Falle spricht man von einer St rgr enaufschaltung Feed Forward Der Anteil des Feed Forward Eingangs an der Stellgr e des Reglers wird nach Einbeziehung des Reglersinns
55. 0 wie auch auf die Abweichung pv_dev 1 auswirken e pv_inf und pv_sup entsprechen dem oberen und unteren Grenzwert des Sollwertes e Der Funktionsbaustein kann auch im reinen Integralbetrieb wirken mit kp 0 362 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Umschaltung Hand gt Der Funktionsbaustein PIDFF verf gt ber 3 Betriebsarten Automatik Hand und Tracking Wie nachstehende Tabelle zeigt hat der Tracking Betrieb Vorrang vor den anderen Betriebsarten Die Betriebsarten werden ber die Eing nge MAN_AUTO und TR_S ausgew hlt Betriebsart TR_S MAN_AUTO Bedeutung Automatik 0 1 Die Ausg nge OUT und OUTD entsprechen dem Ergebnis der vom Funktionsbaustein durchgef hrten Berechnungen Die Grenzwerte f r den Ausgang OUT sind out_min und out_max Hand Der Ausgang OUT wird nicht ber den Funktionsbaustein gesetzt Der Anwender kann dessen Wert direkt ndern OUT bleibt jedoch begrenzt in dieser Betriebsart handelt es sich dabei um die Grenzwerte out_inf und out_sup statt out_min und out_max im Automatikbetrieb Tracking 0 oder 1 Der Eingang TR_I wird auf den Ausgang OUT gef hrt Wie im Handbetrieb liegt OUT zwischen den Grenzwerten out_inf und out_sup Die Art der Umschaltung ist abh ngig von bump Wenn Dann Automatik oder Tracking gt bump 0 erfol
56. 1 gilt YP gainxERR F r en_p 0 gilt YP 0 YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r en_i 1 gilt dt ERR new ERR o14 Ylmew YI o1d gain x 4 x 7 F r en_i 0 gilt YI 0 Der l Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r en_i 1 gilt YI Y YP FEED_FWD F r en_i 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r en_d 1 und d_on_pv 0 gilt YD 014 X td_lag td x gain x ERR dt dt_lag YD new 7 ERR 014 new F r en_d 1 und d_on_pv 1 gilt _ YD ora xtd_lag tdx gain x PV ola PV new YDinew dt dt_lag F r en_d 0 gilt YD 0 YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 316 33002237 PID PID Regler Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder PV anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 317 PID PID Regler 318 33002237 PID1 PID Regler 36 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PID1 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 320 Darstellung 321 Strukturbild des Funktionsbausteins PID1 323 Parametrierung des PID1 Reglers 324 Betriebsarten 326 Detaillierte Formeln 329 Laufzei
57. 272 Darstellung 273 Formeln 275 Parametrierung 276 Betriebsarten 278 Beispiel zum Pl Regler 279 Laufzeitfehler 280 33002237 271 PI Pl Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Der Funktionsbaustein stellt einen einfachen Pl Regler dar Zwischen F hrungsgr e SP und der Regelgr Be PV wird eine Regeldifferenz ERR gebildet Diese Regeldifferenz ERR bewirkt eine Anderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e sto freie Umschaltung Hand Automatik e Stellgr en Begrenzung e Antiwindup Reset bei aktivem I Anteil 272 33002237 Pl Pl Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Pl Parameterbe schreibung Mode_MH Darstellung des Bausteins PI REAL 7 SP REAL PV Mode_MH MODE Y REAL ERR REAL Para_Pl PARA STATUS Stat MAXMIN REAL YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL Sollwerteingang F hrungsgr e PV REAL Istwerteingang Regelgr e MODE Mode_MH Betriebsart PARA Para_PI Parameter YMAN REAL Handwert Y REAL Stellgr Be ERR REAL Regeldifferenz STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp
58. Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Algorithmus basiert auf heuristischen Regeln wie z B die Ziegler Nichols Methode Es wird zun chst eine Analyse durchgef hrt die etwa 2 5 mal der Reaktionszeit der offenen Schleifen entspricht Hierdurch kann der Proze als Proze erster Ordnung mit Verz gerung identifiziert werden Aufbauend auf diesem Modell wird ein auf heuristischen Regeln und Erfahrungs werten beruhender Regelparametersatz erstellt Der Parameterbereich wird durch das Kriterium perf bestimmt Dieser Faktor erteilt im Einzelfall der Reaktionszeit auf St rungen oder der Stabilit t den h chsten Rang zu Der Algorithmus wird auf folgende Proze typen angewandt e Prozesse mit nur einem Eingang einem Ausgan e Prozesse mit nat rlicher Stabilit t oder mit Integralanteil e Asymmetrische Prozesse innerhalb der vom Algorithmus des PID Reglers zul ssigen Grenzen e Prozesse die ber Pulsbreitenmodulationsausgang PWM gesteuert werden Der Baustein besitzt folgende Merkmale Voreinsch tzung der Regelung f r die Typen PIDFF bzw PI_B e Diagnosefunktion e Parametrierung der Regeldynamik e R ckgewinnung der vorherigen Regeleinstellungen 48 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins REAL REAL REAL BOOL BOOL Para_AUTOTUNE REAL BOOL AUTOTUNE PV PV_OH REAL
59. BOOL Gr er Merker EQUAL BOOL Gleich Merker LESS BOOL Kleiner Merker 72 33002237 COMP_DB Vergleich Detailbeschreibung Unempfindlich Der Parameter DBAND erm glicht die Festlegung einer Unempfindlichkeitszone in keitszone der die Abweichung zwischen IN1 und IN2 als Null angesehen wird Wenn der Betrag der Abweichung IN1 IN2 innerhalb dieser Zone bleibt wird der Ausgang EQUAL auf 1 gesetzt Festlegung der Unempfindlichkeitszone GREATER IN1 IN2 DBAND DBAND IN1 IN2 DBAND LESS Hysterese Der Parameter HYST erm glicht die Generierung eines Hystereseeffektes wenn die Abweichung zwischen IN1 und IN2 abnimmt ausgehend von einem Zustand wo der Ausgang GREATER oder LESS den Wert 1 annimmt nimmt der Ausgang EQUAL nur dann den Wert 1 an wenn die Abweichung IN1 IN2 betragsm ig kleiner ist als DBAND HYST Generierung eines Hystereseeffektes GREATER EQUAL HYST ma 33002237 73 COMP_DB Vergleich DBAND 0 und HYST 0 Laufzeitfehler Fehlermeldung Warnung In diesem Fall verh lt sich der Baustein wie eine klassische Vergleichsfunktion e Wenn INT durchgehend gr er ist als IN2 gilt GREATER 1 e Wenn IN1 gleich IN2 ist gilt EQUAL 1 e Wenn IN1 kleiner ist als IN2 gilt LESS 1 Klassische Vergleichsfunktion DBAND 0 und HYST 0 GREATER EQUAL IN1 IN2 IN1 IN2 Dieser Fehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitend
60. Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt 33002237 273 Pl Pl Regler Parameterbe schreibung Para_Pl Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 274 33002237 Pl Pl Regler Formeln bertragungs funktion Berechnungs formeln Ausgangssignal Erl uterung der Formelgr en Die bertragunsfunktion lautet 2 ti x Die Berechnungsformeln lauten G s gain x 1 YP gainxERR ERR new ERR 014 new dt Y mew YI o1d gain x An x 2 Das Ausgangssignal Y ergibt sich dann zu Y YP YI Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet In der folgenden Tabelle finden Sie die Bedeutung der Formelgr en Gr e Bedeutung dt Aktuelle Abtastzeit ERR Regeldifferenz SP PV ERR o1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt YI I Anteil YP P Anteil 33002237 275 Pl Pl Regler Parametrierung Strukturbild Nachfolgend finden Sie das S
61. Bit 7 1 Die Grenzwerte pv_inf und pv_sup sind identisch 376 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Hinweis zum Ausgang OUT Fehlermeldung Warnung Hinweis Im Handbetrieb bleiben diese Bits nur einen Programmzyklus lang auf 1 Wenn der Anwender f r OUT einen Wert eingibt der einen der Grenzwerte berschreitet setzt der Funktionsbaustein das Bit 5 oder 6 auf 1 und kappt den vom Bediener eingegebenen Wert Bei der folgenden Ausf hrung des Funktionsbausteins liegt der Wert von OUT dann nicht mehr au erhalb des Bereichs und die Bits 5 bzw 6 werden wieder zu Null gesetzt Dieser Fehler wird angezeigt wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert festgestellt wird bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt oder die Grenzwerte pv_inf und pv_sup des Reglers identisch sind In diesem Fall bleiben die Ausg nge OUT OUTD MA_O und INFO unver ndert In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben e Einer der Parameter kp dband gain_kp outrate ist negativ Der Funktions baustein verwendet dann den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Parameterwertes e kd lt 1 mit td lt gt 0 der Funktionsbaustein verwendet den Wert 1 anstelle des fehlerhaften Wertes von kd e Der Parameter ovs_att liegt au erhalb des Bereichs O 1 der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert O bzw 1 e Der Parameter out_min bzw out_max liegt au erhalb des Bereichs out _inf ou
62. Bit1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit2 1 Division durch Null bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit4 1 Folgende Fehler werden angezeigt e Eine der folgenden Gr en ist negativ inc_rate dec_rate Zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert 0 e Der Parameter Outbias liegt au erhalb des Bereichs out_min out_max out_max out_min Der Funktionsbaustein verwendet in diesem Fall einen gekappten Wert out_min out_max bzw out_max out_min Bit5 1 Der Ausgang OUT hat den unteren Grenzwert out_min erreicht siehe Hinweis Bit6 1 Der Ausgang OUT hat den oberen Grenzwert out_max erreicht siehe Hinweis Hinweis Hinweis Im Handbetrieb bleiben diese Bits nur einen Programmzyklus lang auf 1 Wenn der Anwender f r OUT einen Wert eingibt der einen der Grenzwerte berschreitet setzt der Funktionsbaustein das Bit 5 oder 6 auf 1 und kappt den vom Bediener eingegebenen Wert Bei der folgenden Ausf hrung des Funktionsbausteins liegt der Wert von OUT nicht mehr au erhalb des Bereichs und die Bits 5 und 6 werden wieder auf O gesetzt Fehlermeldung Ein Fehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt In diesem Fall bleiben die Ausg nge OUT OUTD und MA_O unver
63. DTIME Verz gerungsfunktion f r eine erh hte Pr zision oder zur dynamischen Online nderung des Verz gerungswertes INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung Betriebsarten Tracking und Automatik LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung LDLG PD Glied mit Gl ttung Phalsenvorschub verz gerung LEAD Differenzierer mit Gl ttung MFLOW Regler f r Massendurchflu z B zur Verarbeitung der Differentialdruckmessung eines Drosselger tes QDTIME Totzeitglied Verz gerungsfunktion zur schnellen Parametrierung Q Quick SCALING Skalierung aller diskreten Gr en TOTALIZER Integrierer um einen Durchflu zu integrieren und somit ein Durchflu volumen zu berechnen Mit diesem EFB k nnen sehr kleine Werte ber cksichtigt werden auch dann wenn das Gesamtvolumen gro ist Er besitzt einen Teilmengen und einen Gesamtmengenz hler VEL_LIM Anstiegsbegrenzung eines Eingangs oder einer Zwischengr e 30 33002237 Einleitung Gruppe Controller Gruppe Mathematics Diese Gruppe beinhaltet u a einen Baustein zur automatischen Reglereinstellung AUTOTUNE Dieser Baustein ist auf die Reglerbausteine PI_B und PIDFF abgestimmt Dadurch k nnen selbsteinstellende Reglerapplikationen programiert werden Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung PI_B Einfacher Pl Regler PIDFF Kompletter PID Regler STEP2 Zweipun
64. Datentyps reicht von 2 exp 15 bis 2 exp 15 1 Integer Literale dienen der Angabe von ganzzahligen Werten im Dezimalsystem Die Werte k nnen ein vorangestelltes Vorzeichen haben Einzelne Unterstrich zeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Beispiel 12 0 123_456 986 Zur Nutzung des INTERBUS PCP Kanals und der INTERBUS Proze datenvorver arbeitung PDV ist im Concept Konfigurator der neue E A Stationstyp INTERBUS PCP eingef hrt worden Diesem E A Stationstyp ist die INTERBUS Anschaltbau gruppe 180 CRP 660 01 fest zugeordnet Die 180 CRP 660 01 unterscheidet sich von der 180 CRP 660 00 nur durch einen deutlich gr eren E A Bereich im Signalspeicher der Steuerung Kompakt Format 4 1 Konstanten Kontakt Die erste Ziffer die Referenz wird durch einen Doppelpunkt von der folgenden Adresse getrennt wobei bei der Adresse die f hrenden Nullen nicht angegeben werden Konstanten sind Unlocated Variablen denen ein Wert zugewiesen ist der von der Programmlogik nicht ge ndert werden kann schreibgesch tzt Ein Kontakt ist ein LD Element das einen Zustand an die horizontale Verbindung auf seiner rechten Seite bergibt Dieser Zustand ergibt sich aus der boolschen UND Verkn pfung des Zustands der horizontalen Verbindung auf seiner linken Seite mit dem Zustand der zugeh rigen Variablen direkten Adresse Ein Kontakt ver ndert nicht den Wert der zugeh rigen Variablen direkten Adresse
65. Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 142 33002237 INTEG Integrierer mit Begrenzung Beispiel Das Eingangssignal wird ber die Zeit integriert Im Fall eines Sprungs am Eingang X steigt bei positiven Werten von X bzw f llt bei negativen Werten von X der Ausgang gem einer Rampenfunktion Y liegt immer zwischen ymax und ymin ist Y gleich ymax oder ymin wird dies entsprechend in qmax oder qmin angezeigt Darstellung der Sprungantwort des Integrierers ymax ymin 0 4 0 1 3 Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 143 INTEG Integrierer mit Begrenzung 144 33002237 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung 13 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein INTEGRATOR Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 146 Darstellung 147 Detailbeschreibung 148 Laufzeitfehler 149 33002237 145 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein realisiert einen Integrierer mit Begrenzung Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Tracking und Automatik e Stellgr en B
66. Der FunktionsbausteinDTIME generiert eine Verz gerung bei der bertragung der schreibung numerischen Eingangsgr e IN Die numerische Ausgangsgr e OUT generiert dasselbe Verhalten wie die numerische Eingangsgr e unter Einbeziehung der Verz gerung T_DELAY die variieren kann Verhalten des Funktionbausteins DTIME T_DELAY y Sf Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Formel Dieser Funktionsbaustein implementiert folgende bertragungsfunktion _ p T_DELAY Gp 114 33002237 DTIME Verz gerung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins DTIME REAL IN OUT REAL TIME T_DELAY BUFFER ANY REAL TR_I STATUS WORD BOOL TR_S Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Zu verz gernder Digitalwert T_DELAY TIME Gew nschte Verz gerung TR_I REAL Initialisierungseingang TR_S BOOL Initialisierungsbefehl OUT REAL Verz gerter Ausgang BUFFER ANY Speicher in dem die verz gerten Werte abgelegt werden STATUS WORD Statuswort Dieser Parameter mu grunds tzlich mit einer Variablen verkn pft sein siehe Parametrierung S 116 33002237 115 DTIME Verz gerung Parametrierung Speicherung der Eingangswerte BUFFER Ausgang Datentyp des Buffer Ausgangs Der BUFFER Ausgang mu mit einer Variablen verkn pft wer
67. Fall bleiben die Ausg nge SP und DONE unver ndert Warnung In folgenden F llen erscheint eine Warnung e Der Parameter inc_rate ist negativ der Funktionsbaustein verwendet den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Wertes von inc_rate e Der Parameter dec_rate ist negativ der Funktionsbaustein verwendet den Wert O anstelle des fehlerhaften Wertes von dec_rate 448 33002237 RATIO Verh ltnisregler 48 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein RATIO Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 450 Darstellung 451 Detailbeschreibung 452 Laufzeitfehler 454 33002237 449 RATIO Verh ltnisregler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Formel Der Funktionsbaustein RATIO f hrt wenn er an einen Regler angeschlossen wird eine Verh ltnisregelung durch Eine Verh ltnisregelung hat zum Ziel einen Istwert PV Regelgr e zu einem anderen Istwert PV_TRACK F hrungsgr e in Beziehung zu setzen Die Rolle des Funktionsbausteins RATIO besteht darin den Reglersollwert entsprechend der Steuergr e zu berechnen Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Das Verh ltnis kann intern K oder extern gesteuert werden RK Oberer und unterer Grenzwert f r K oder RK Oberer und untere
68. Funktionsweise Solange die Betriebsart Hand mvlim man 1 im VLIM eingeschaltet ist wird der Handwert des Funktionsbau steins VLIM auf den Parameter OFF des COMP_PID bertragen Der Funktionsbaustein COMP_PID kann nun den Inhalt der Variablen f r sto freie Behandlung modifizieren Im n chsten Zyklus steht dieser ver nderte Wert ebenso am Eingang YMAN des Funktionsbausteins VLIM zur Verf gung Zu einem geeigneten Zeitpunkt kann nun die Betriebsart Hand im Funktionsbaustein VLIM ausgeschaltet werden und der Funktionsbaustein f hrt den Wert der Variablen off von seinem aktuellen Wert aus rampenf rmig auf den Wert von new_off Im Funktionsbaustein OR_BOOL wird in obigem Beispiel das Einschalten des Handwertes gesteuert Solange der COMP_PID den I Anteil eingeschaltet hat mkpid en_i 1 bleibt der Funktionsbaustein VLIM in der Betriebsart Hand Hinweis Ist mkpid en_i 1 so geht der Parameter OFF von COMP_PID ohnehin nicht in die Berechnung des Ausgangs von COMP_PID ein Im obigen Beispiel wird im Funktionsbaustein OR_BOOL zus tzlich eine zweite Bedingung ben tigt um off auf new_off zu ver ndern Die Variable change_off mu 1 sein Das Ver ndern des Proportionalbeiwertes gain geschieht sto frei Wie bei dem Zu oder Abschalten von Betriebsarten wird daf r intern eine Korrektur vorgenommen Ist der I Anteil eingeschaltete en_i 1 und ti gt 0 so wird der interne I Anteil um den zu erwartenden Sprung im P Anteil
69. GAIN xERR dt ERR ERR ze at new old Ylona GAIN x X 5 YI new Das Ausgangssignal Y ergibt sich dann zu Y YP YI Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet In der folgenden Tabelle finden Sie die Bedeutung der Formelgr en Gr e Bedeutung dt Aktuelle Abtastzeit ERR Regeldifferenz SP PV ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o YI l Anteil YP P Anteil 284 33002237 PI1 Pl Regler Parametrierung Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des PI1 Reglers ERR sP gain P PV ERR a b a Anti Windup Reset EX E 2 3 l Y YP A qmax yI AN ymax res Betriebs y b e gt I arten eZ ymin Um steuerung qmin YMAN Parametrierung Die Struktur des PI1 Reglers ist im obigen Strukturbild S 285 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PI Parameter den Proportionalbeiwert GAIN und der Nachstellzeit TI Die Grenzen YMAX und YMIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt YMIN lt Y lt YMAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn Y gt YMAX e QMIN 1 wenn Y lt YMIN Stellgr en Nach der Summation der Anteile f
70. Grenze erreicht QMIN BOOL 1 Ausgang Y hat untere Grenze erreicht 33002237 209 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der maximalen Anstiegsgeschwindigkeit RATE sowie der Grenzen YMAX und YMIN f r den Ausgang Y Die maximale Anstiegsgeschwindigkeit gibt an um welchen Wert sich der Ausgang innerhalb einer Sekunde ndern darf Vom Parameter RATE wird der Betrag ausgewertet Ist RATE 0 wird Y X Die Grenzen YMAX und YMIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt YMIN lt Y lt YMAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Ausg nge QMAX und QMIN angezeiat e QMAX 1 wenn Y gt YMAX e QMIN 1 wenn Y lt YMIN Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Es wird st ndig der aktuelle Wert f r Y berechnet und ausgegeben Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch YMAX und YMIN begrenzt Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten 210 33002237 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Beispiel Dem Sprung am Eingang X folgt der Funktionsbaustein mit seiner maximalen nderungsge
71. Grenzwerte der Ausgangsskala nicht berschreitet Die Pr fung erfolgt bei Start der automatischen Reglereinstellung Folgende Tabelle enth lt Parameterwerte f r einige typische Regelarten Schema tmax s step_ampl Durchflu vol oder Druck von Fl ssigkeiten 5 30 10 20 Gasdruck 60 300 10 20 Pegel 120 600 20 Dampftemperatur oder druck 600 3600 30 50 Zusammensetzung 600 3600 30 50 Leistungsindex Der Regler kann je nach Wert des Leistungsindexes moduliert werden Der perf Leistungsindex perf variiert zwischen O und 1 was es erm glicht den Parameter perf nahe 0 zu stabilisieren oder eine dynamischere Regelung zu erzielen und somit die Reaktionszeit auf St rgr en zu optimieren wenn perf nahe 1 eingestellt ist 33002237 55 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Starten der automatischen Reglerein stellung START Wenn dieses Bit auf 1 gesetzt wird wird die Funktion aktiviert Am Ende des Einstellvorgangs mu dieses Bit durch den Anwender auf Null gesetzt werden Wenn gerade automatisch eingestellt wird erm glicht die Nullsetzung des Bits die Funktion zu stoppen Die PARA_C Parameter behalten dann den letzten noch aktiven Wert bei Im unten gezeigten Beispiel wird das Bit START durch das Programm automatisch am Ende des Einstellvorgangs zur ckgesetzt Beispiel zum Starten der automatischen Reglereinstellung F_TRIG Fc3542_trs gt CLK
72. OUT_NEG BOOL Logischer Ausgang wird bei negativen Abweichungen auf 1 gesetzt OUT_POS BOOL Logischer Ausgang wird bei positiven Abweichungen auf 1 gesetzt DEV REAL Abweichung PV SP MA_O BOOL Aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins 0 Hana 1 Automatik STATUS WORD Statuswort 33002237 509 STEP3 Dreipunktregler Parameterbe schreibung Para_STEP3 Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung dev_ll REAL Untere Schwelle der Abweichung lt 0 dev_hl REAL Obere Schwelle der Abweichung 2 0 hys REAL Hysterese pv_inf REAL Untere Grenze des Istwertbereichs pv_sup REAL Obere Grenze des Istwertbereichs Detailbeschreibung Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins STEP3 pv_sup SP pv_inf PV OUT_POS dev_lll 0 dev_hl OUT_NEG OUT_POS 4 CL NM OUT_NEG 4 i A dev_hl dev_ll 510 33002237 STEP3 Dreipunktregler Verhalten der Verhalten der Ausg nge OUT_POS und OUT_NEG Ausg nge OUT_POS gt td hyst j dev_II td Zeitdauer Wenn die Abweichung DEV PV SP ber dev_hl hinaus ansteigt wird der logische Ausgang OUT_POS auf 1 gesetzt Wenn die Abweichung geringer wird wird OUT_POS jedoch nur dann auf Null gesetzt wenn die Abweichung dev_hl hyst unterschreitet Wenn die Abweic
73. PV und einem vorgebbaren Schaltwert trig_err wird automatisch eine Strukturumschaltung von PD zum PI Regler und umgekehrt von PI zum PD Regler durchgef hrt Dieser EFB eignet sich speziell f r Anfahrschaltungen Der Regler reagiert beim Hochfahren eines Prozesses als P D Regler wobei die Regelgr e m glichst schnell den eingestellten Wert der F hrungsgr e erreichen soll Ist der vorgegebene Sollwert fast erreicht so wird die Reglerstruktur umgeschaltet und ein I Anteil sorgt nun daf r da die bleibende Regelabweichung verschwindet Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften PI Regler mit unabh ngiger gain ti Einstellung PD Regler mit unabh ngiger gain td Einstellung Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb Antiwindup Reset bei PI Betrieb definierbare Verz gerung des D Anteils Betriebsarten Hand Halt Automatik sto freie Umschaltung Hand Automatik automatische sto freie Umschaltung von PD Betrieb auf PI Betrieb und zur ck Die bertragungsfunktion des PI Reglers lautet Lat 1 1 G s gain_ix a Die bertragungsfunktion des PD Reglers lautet Soy tdxs G s gain_d x 1 ERRET ae 250 33002237 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PD_or_Pl Parameterbe schreibung Mode_MH Darstellung des Bausteins PD_or_PI
74. REAL SP REAL PV Mode_MH MODE Para_PD_or_PI PARA REAL YMAN REAL FEED_FWD Y REAL ERR REAL STATUS Stat_MAXMIN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL Sollwerteingang F hrungsgr e PV REAL Istwerteingang Regelgr e MODE Mode_MH Betriebsart PARA Para_PD_or_PI Parameter YMAN REAL Handwert Stellgr e FEED_FWD REAL St rgr e Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz STATUS Stat_MAXMIN Ausgangs Status Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt 33002237 251 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler Parameterbe schreibung Para_PD_or_PIl Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung trig_err REAL Schaltwert f r Umschaltung von PD zum PI Regler gain_d REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor des PD Reglers td TIME Vorhaltezeit des PD Reglers td_lag TIME Verz gerung der Vorhaltezeit des PD Reglers gain_i REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor des PI Reglers ti TIME Nachstellzeit des Pl Reglers ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax B
75. REAL PV Mode_PID_P MODE Para_PID_P PARA REAL YMAN REAL FEED_FWD Y REAL ERR REAL STATUS Stat_MAXMIN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e PV REAL Regelgr e MODE Mode_PID_P Betriebsarten PARA Para_PID_P Parameter YMAN REAL Hand Stellwert FEED_FWD REAL St rgr eneingang Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt d_on_pv BOOL 1 D Anteil bezogen auf Regelgr e 0 D Anteil bezogen auf Regeldifferenz reverse BOOL 1 Ausgang umgekehrt 33002237 333 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Parameterbe schreibung Para_PID_P Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung kp REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor P Anteil ki REAL Integrierbeiwert Verst rkungsfaktor I Anteil 1 s kd REAL Differenzierbeiwert Verst rkungsfaktor D Anteil s td_lag TIME Verz gerungszeit Einheit s D Anteil ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere
76. REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 404 33002237 PPI PPI Kaskaden Regler Strukturbild des Funktionsbausteins PPI Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PPI OFF SP_FIX SP2 ee PI Regler O f gain2 ti gt a PV2 gt 1 b Y_MAN ar A qmax ymax gt Y va 091 ymin gt i qmin a i man b 33002237 405 PPI PPI Kaskaden Regler Parametrierung des PPI Kaskaden Reglers Blockschaltbild Parametrierung Stellgr Ben Begrenzung Blockschaltbild des PPI Kaskaden Regler Proze SP Y1 gt SP2 l P PI Y gt S1 m PV m PV2 Y S2 y Die Struktur des PPI Reglers ist im Blockschaltbild S 406 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch den Proportio nalbeiwert gain1 und den Offset f r den Ausgang des P Reglers OFF Anschlie end folgt die Parametrierung des PI Reglers durch den Proportional beiwert gain2 und die Nachstellzeit ti Der I Anteil kann durch Nullsetzen von ti abgeschaltet werden Die Grenzen ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten
77. Umschaltung zu erm glichen Die grunds tzliche berlegung f r eine sto freies Umschalten von einem PI D auf P D Regler basiert auf der Annahme da der PI D Regler einen statischen Zustand angenommen hat In diesem Fall ist der Proze zur Ruhe gekommen Der I Anteil hat in diesem Fall einen spezifischen Wert Um nun sto frei auf P D Betrieb umschalten zu k nnen m te der I Anteil des PI D Reglers als Arbeitspunkt Offset f r den PD Regler dienen so da die Umschaltung ohne Ausgleichs vorg nge neues Einschwingen stattfinden kann Auf Basis der obigen berlegung ist das sto freie Abschalten des I Anteils so realisiert da der Parameter OFF dessen Wert bernimmt Wert der Stellgr e Y in Abh ngigkeit von en_i Wenn Dann en_i 1 Y YP YI YD FEED_FWD en_i 0 Y YP OFF YD FEED_FWD 86 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Einschalten des I Anteils Beispiel f r sto freies Umschalten des D Anteils Das Einschalten des I Anteils basiert auf einer analogen berlegung Der interne l Anteil wird auf den Wert des Parameters OFF gesetzt Auf diese Weise kann der l Anteil zugeschaltet werden ohne da Ausgleichsvorg nge auftreten Hinweis Wird der Parameter OFF durch einen vorherigen Funktionsbaustein berechnet Ausgang eines EFBs oder DFBs z B MOVE so werden die Korrekturen f r sto freies Umschalten unwirksam sp testens dann wenn dieser F
78. YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt Laufzeitfehler Fehlermeldung YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt F r EN_P 1 gilt YP GAINXERR F r EN_P 0 gilt YP 0 YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r EN_I 1 gilt dt ERR new ERR 014 Ylmew Yora GAIN x Ex F r EN_I 0 gilt YI 0 Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r EN_I 1 gilt YI Y YP BIAS F r EN_I 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r EN_D 1 und D_ON_X 0 gilt YD 14 X TD_LAG TD x GAIN x ERR new dt TD_LAG F r EN_D 1 und D_ON_X 1 gilt _ YD o14 X TD_LAG TD x GAIN X PV 018 PV new new dt TD_LAG new ERR o1a YD YD F r EN_D 0 gilt YD 0 YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 Bei YMAX lt YMIN erfolgt eine Fehlermeldung 330 33002237 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur 37 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein PID_P Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 332 Darstellung 333 Parametrierung des PID_P Reglers 335 Betriebsarten 337 D
79. YMAN dem Wert der Stellgr e Y nachgef hrt wenn die Betriebsart Handwert Nachf hren eingeschaltet ist ymanc 1 d h es gilt dann YMAN Y Ist die Betriebsart Handwert Nachf hren ausgeschaltet ymanc 0 bleibt der Wert in YMAN unver ndert 82 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Darstellung der Unempfinlich keitszone Stellgr en Begrenzung Unempfindlichkeitszone sp_intern ERR 1 Steigung 1 2 Steigung gain_red Die Grenzen ymax und ymin begrenzen die Stellgr e nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung der Stellgr e wird durch die beiden Elemente st_max und st_min angezeigt e st_max 1 wenn Y gt ymax e st_min 1 wenn Y lt ymin Die Obergrenze ymax f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze ymin zu w hlen 33002237 83 COMP_PID Komplexer PID Regler Antiwindup f r COMP_PID Definition Antiwindup Reset halt_aw 0 Antiwindup Halt halt_aw 1 Durch die Antiwindup Ma nahme wird sichergestellt da der Integralanteil nicht zu gro werden kann und der Regler h ngt wenn er zu lange an einer Stellgrenze begrenzt wurde Die Antiwindup Ma nahme wird nur bei aktivem I Anteil des Reglers durchgef hrt Die Grenzen f r die Antiwindup Ma nahme sind standardm ig die Stellgr en des Reglers delt_aw
80. YMAX Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingangsgr e GAIN REAL Integrierverst rkung YMAX REAL Obere Stellgrenze YMIN REAL Untere Stellgrenze YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang QMAX BOOL 1 Ausgang Y hat obere Grenze erreicht QMIN BOOL 1 Ausgang Y hat untere Grenze erreicht 33002237 153 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Integrier verst rkung GAIN und der Grenzwerte YMAX und YMIN f r den Ausgang Y Die Grenzen YMAX und YMIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt YMIN lt Y lt YMAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn Y gt YMAX e QMIN 1 wenn Y lt YMIN Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 O oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch YMAX und YMIN begrenzt Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten
81. Y_NEG werden auf den Wert YMAN_POS und YMAN_NEG gesetzt Hierbei ist die Vorranglogik Y_NEG dominant ber Y_POS eingebaut welche verhindert da beide Ausg nge gleichzeitig gesetzt sein k nnen xf1 und xf2 werden nach folgender Formel berechnet GAIN 100 GAIN 100 Halt 0 1 Die beiden Ausg nge Y_POS und Y_NEG werden auf dem jeweils letzten Wert festgehalten xf1 und xf2 werden auf GAIN Y gesetzt xfl XF_MANx xf2 XF_MANx 520 33002237 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Laufzeitfehler Warnung In folgenden F llen erfolgt eine Warnung Wenn Dann LAG_NEG 0 und LAG_POS gt 0 arbeitet der Regler als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten LAG_POS LAG_POS lt LAG_NEG gt 0 arbeitet der Regler als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten LAG_NEG XF_MAN lt 100 oder XF_MAN gt 100 arbeitet der Regler ohne interne R ckf hrungen 33002237 521 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler 522 33002237 THREE_STEP_CON1 Dreipunkt Schrittregler 99 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein THREE_STEP_CON1 Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 524 Darstellung 525 Detailbeschreibung 526 Laufzeitfehler 528 33002237 523 THREE_STEP_CON
82. bei der letzten Phase verwendet wird e eine zweite Analyse der Reaktion auf einen zweiten Stellimpuls liefert aufgrund des Datenfilters pr zisere Angaben Schlie lich wird ein vollst ndiges Proze modell erstellt Wenn die Ergebnisse der beiden vorherigen Phasen zu weit auseinander liegen wird die Sch tzung verworfen und die automatische Reglereinstellung scheitert Nach jeder der beiden Phasen wird ein Parametersatz f r den einzustellenden Regler erstellt Die die Regelparameter ergebenden Gleichungen basieren auf dem Verst rkungsfaktor und dem Verh ltnis zwischen Reaktionszeit und Proze Verz gerung Der Algorithmus mu der nderung des Verst rkungsfaktors und der Zeitkonstante im Verh ltnis 2 ohne Stabilit tsverlust standhalten k nnen Die asymmetrischen Prozesse werden unterst tzt wenn sie diese Bedingung erf llen Wenn dies nicht der Fall ist wird bei Diagnose diag ein Fehler angezeigt 54 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Parametrierung Parametrierung Bei der automatischen Reglereinstellung werden dem Ausgang TRI zwei des Stellimpulse aufgeschaltet Ein Stellimpuls ist durch zwei Parameter Stellimpulses gekennzeichnet seine Dauer tmax und seine Amplitude step_ampl F r diese Parameter gelten folgende Wertebereiche tmax gr er als 4 Sekunden und step_ampl gr er als 1 der Ausgangsskala out_inf out_sup Die Funktion berwacht ebenfalls ob der TRI Ausgang die
83. beispielhaft erkl rt sind In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf die Stellgr e Y bertragen Die Stellgr e wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert die Stellgr e Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r den Reglerausgang Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt 33002237 337 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Detaillierte Formeln Erl uterung der Bedeutung der Gr Ben in den Formeln FormelgroBen Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktullem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR
84. ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen durch den D Anteil nicht durch die Anti Windup Ma nahme gekappt werden Die Anti Windup Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt YMIN YP BIAS lt YI lt YMAX YP BIAS Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Parameter KP KI und KD ausgew hlt werden Reglertyp KP KI KD P Regler gt 0 0 0 Pl Regler gt 0 gt 0 0 PD Regler gt 0 0 gt 0 PID Regler gt 0 gt 0 gt 0 l Regler 0 gt 0 0 384 33002237 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Parameter MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Automatik 0 0 Hand 1 0 oder 1 Halt 0 1 n der Betriebsart Automatik wird der Stellausgang Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP bestimmt Der Stellausgang wird durch YMAX und YMIN begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen YMAX und YMIN haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M g
85. den Arbeitsbereich die Men leiste und die Werkzeugleiste f r das Anwendungsprogramm enth lt Der Name des Anwendungsprogramms erscheint in der Titelleiste Ein Anwendungsfenster kann mehrere Dokumentfenster enthalten In Concept entspricht das Anwendungsfenster einem Projekt In der vorliegenden Version umfa t ANY die Elementaren Datentypen BOOL BYTE DINT INT REAL UDINT UINT TIME und WORD und davon abgeleitete Datentypen In der vorliegenden Version umfa t ANY_BIT die Datentypen BOOL BYTE und WORD In der vorliegenden Version umfa t ANY_ELEM die Datentypen BOOL BYTE DINT INT REAL UDINT UINT TIME und WORD In der vorliegenden Version umfa t ANY_INT die Datentypen DINT INT UDINT und UINT 558 33002237 Glossar ANY_NUM ANY_REAL Argument ASCII Modus Atrium Aufruf Ausdruck Ausgangs Merker Bits Ox Referenzen Ausgangs Merkerworte 4x Referenzen Ausgangspa rameter Ausgang Auswertung In der vorliegenden Version umfa t ANY_NUM die Datentypen DINT INT REAL UDINT und UINT In der vorliegenden Version umfa t ANY_REAL den Datentyp REAL Gleichbedeutend mit Aktualparameter American Standard Code for Information Interchange Der ASCII Modus wird f r die Kommunikation mit verschiedenen Host Ger ten eingesetzt ASCII arbeitet mit 7 Datenbits Der PC based Controller befindet sich auf einer Standard AT Platine und kann innerhalb eines Host Computers in e
86. den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt OUT_MIN lt OUT lt OUT_MAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Ausg nge QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn OUT gt OUT_MAX e QMIN 1 wenn OUT lt OUT_MIN Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Bedeutung Automatik 0 Der aktuelle Wert f r OUT wird st ndig berechnet und ausgegeben Tracking 1 Der Trackingwert TR_I wird fest auf den Ausgang OUT bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch OUT_MAX und OUT_MIN begrenzt 548 33002237 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer Beispiel Darstellung des dynamischen Verhaltens des Funktionsbausteins VEL_LIM OUT_MAX IN OUT OUT_MIN EY Ze Mn 7 CO 1 Dem Sprung am Eingang IN folgt der Funktionsbaustein mit seiner maximalen nderungsgeschwindigkeit Deutlich zu erkennen ist auch die Begrenzung des Ausgangs OUT durch OUT_MAX und OUT_MIN mit den dazugeh rigen Signalen QMAX und QMIN O O Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei OUT_MAX lt OUT_MIN erfolgt eine Fehlermeldung 33002237 549 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer 550 33002237 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 63 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein VLIM Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema
87. der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf die Stellgr e Y bertragen Die Stellgr e wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert die Stellgr e Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r den Reglerausgang Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt 33002237 347 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Detaillierte Formeln Erl uterung der Bedeutung der Gr en in den Formeln F rmelgr Ben Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktullem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR Wert der Regeldifferenz aus de
88. der In der folgenden Tabelle finden Sie die Bedeutung der Formelgr en Formelgr en Gr e Bedeutung new Wert der bei der aktuellen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wird old Wert der bei der vorherigen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wurde OUT Absolutwertausgang OUTD Inkrementalwertausgang TermD Wert des Differentialanteils TermFF Wert des Feed Forward Anteils St rungskompensation Terml Wert des Integralanteils TermP Wert des Proportionalanteils 356 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Strukturbild des PIDFF Reglers Strukturbild Strukturbild des PIDFF Reglers ff_sup otff_sup Feed Forward FF o action gt a ff_inf otff_inf Overshoot DEV_WGH Proportional attenuation zj p action ovs_att kp Sue pv_sup 3 dev Integral ss SP iail e action b pv_inf ti K dband gain_kp Derivative pv_dev i PV action td kd K a out_max Reverse Variation RF b Direct limiter Limiter rev_dir outrate out_min outbias Manu Auto o MAN_AUTO out_sup o a Limiter OUT TRI o o TR_S Tracking out_inf 33002237 357 PIDFF Kompletter PID Regler Parametrierung Gemischte Die Auswahl der Struktur erfolgt ber den Parameter mix_par
89. der automatischen Reglereinstellung bersicht Bit 0 des Elementes diag Bit 1 des Elementes diag Folgende Bits des Diagnosewortes Element diag zeigen den Status der automatischen Reglereinstellung Bit Bedeutung 0 1 Automatische Reglereinstellung l uft 1 1 Automatische Reglereinstellung gestoppt Dieses Bit zeigt an da die Reglereinstellung l uft Bei Beendigung der Reglerein stellung oder Abbruch durch das START Bit wird dieses auf Null gesetzt Dieses Bit gibt an da der Anwender die letzte Regelung ber das START Bit oder durch Einstellung auf die Betriebsart Tracking gestoppt hat Ursachen f r einen Fehlstart bersicht Bit 2 des Elementes diag Bit 7 des Elementes diag Folgende Bits des Diagnosewortes Element diag zeigen einen Fehlstart an Bit Bedeutung 2 1 Parameterfehler 7 1 Abtastintervall nicht korrekt Folgende Gr nde k nnen zu einem Fehlstart f hren e Dauer des Stellimpulses zu schwach tmax lt 4 s e Amplitude zu schwach step_ampl lt 1 des Ausgangsbereichs e Protokoll nicht durchf hrbar wenn der aktuelle Ausgang n x Amplitude des Stellimpulses n 1 bei Einstellung bei Warmstart und n 2 bei Einstellung bei Kaltstart sich au erhalb des Ausgangsbereichs befindet out_inf out_sup kann das Testprotokoll nicht verwendet werden Der Einstellwert von step_ampl mu kompatibel sein zum aktuellen Ar
90. des Struktur des Dreipunktreglers Reglers Y Y_POS ERR_EFF A SP gt Y_NEG PV gt Xr _ K G s TI E Abh ngigkeit der Ausg nge Y_POS und Y_NEG von der Gr e Y Wenn Dann Y 1 Y_POS 1 Y_NEG 0 Y 0 Y_POS 0 Y_NEG 0 Y 1 Y_POS 0 Y_NEG 1 Bedeutung der Gr e K ee TI T_PROC x GAIN 526 33002237 THREE_STEP_CON Dreipunkt Schrittregler Prinzip des Dem eigentlichen Dreipunkt Regler wird eine dynamische R ckf hrung PT1 Glied Dreipunktreglers hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstante TI und T_PROC dieses R ckf hrgliedes erh lt der Dreipunkt Regler ein dynamisches Verhalten das dem Verhalten eines PD Reglers entspricht Prinzip des Dreipunktreglers Y_POS ERR_EFF sp tn gt 3 gt Y_NEG PV Xr Der Parameter GAIN mu gt 0 sein Unempfindlich Der Parameter DB legt den Einschaltpunkt f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG keitszone fest Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF SP PV XR positiv und wird gr er als DB dann schaltet der Ausgang Y_POS von 0 auf 1 Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF negativ und wird kleiner als DB dann schaltet der Ausgang Y_NEG von 0 auf 1 Der Wert des Parameters DB wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Unempfindlichkeitszone DB wird der Betrag ausgewertet Hysterese De
91. die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 174 Darstellung 175 Detailbeschreibung 176 Taktdiagramme 177 33002237 173 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein LAG2 stellt ein Verz gerungsglied 2 Ordnung dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Hand e Halt e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet 1 2 92 ne 0 freq fre G s gainx Die Berechnungsformel lautet Y mew AxB wobei R gain x Xx freq x dt Y og 1 2x dmp x freq x dt freq x dt 2x dmp x freq x dt x 2 Y 0142 1 2x dmp x freq x dt freq x dt Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus Y cola2 Wert des Ausgangs Y aus dem vorvorherigen Zyklus at Zeitdifferenz zwischen aktuellem Aufruf und vorherigem Aufruf 174 33002237 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung LAG2 Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_LAG2 Darstellung des Bausteins LAG2 REAL X Mode_MH MODE Y REAL Para_LAG2 PARA REAL YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datenty
92. drei Integraler Integral gebnisse ausgeben ergebnisse Ergebnis Erl uterung Teilsammelregister OUT gibt das Integralergebnis von Eingang IN ab der letzten Schwellwert berschreitung an cter H ufigkeit des Erreichens des Schwellwertes Sammelregister outc entspricht dem Integralergebnis des Eingangs IN seit Beginn der Integralrechnung Dieser Z hler wird bei jeder Ausf hrung ber folgende Formel aktualisiert outc thldx cter OUT 33002237 533 TOTALIZER Integrierer Detailbeschreibung Einstellung der Integralschwelle thid Weitere Eigenschaften Der Integralschwellwert entspricht im allgemeinen einer Proze eigenschaft die einfach zu bestimmen ist z B der Inhalt eines Tanks Der Funktionsbaustein kann auch zur Integralberechnung kleiner Eingangswerte verwendet werden auch dann wenn das Ergebnis der Integralrechnung sehr gro ist In diesem Fall besteht das Risiko da die Integralwerte sich im Verh ltnis zum Gesamtwert zu stark abschw chen und daher nicht mehr ber cksichtigt werden Die vom TOTALIZER gebotene L sung besteht in der Begrenzung des Sammelre gisters OUT auf den Schwellwert thld so da der Integralwert im Verh ltnis zum Teilsammelregister nie unbedeutend wird Das Ergebnis des Gesamtintegrals outc wird ebenfalls berechnet der Regler speichert die H ufigkeit des Erreichens des Schwellwertes thid am Sammelregister OUT Wenn der Schwellwert thid dem Wert O entspricht wird der Integralwe
93. er Null zu w hlen F r xf_man Bedeutung 0 bis 100 sind Werte zwischen O und 100 einzutragen Der Parameter hys gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt hys 2 verkleinern mu bevor der Ausgang Y wieder auf 0 gesetzt wird Die Abh ngigkeit des Ausgangs Y abh ngig von dem wirksamen Schaltwert ERR_EFF und dem Parameter hys wird im Bild Prinzip des Zweipunktreglers S 238 deutlich Der Wert des Parameters hys wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereich max SP PV eingestellt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie oben beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Ausgang Y wird auf den Wert YMAN gesetzt xf1 und xf2 werden nach folgender Formel berechnet xf1 xf_man gain 100 xf2 xf_man gain 100 Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem letzten Wert festgehalten xf1 und xf2 werden auf gain Y gesetzt 33002237 239 PCON2 Zweipunkt Regler Laufzeitfehler Warnung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben Ursachen Verhalten des Reglers lag_neg 0 und lag_pos gt 0 Der Regler arbeitet als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten lag_pos lag_pos lt lag_neg gt O Der Regler arbeitet als h tte er nur eine negative R c
94. hervorgerufen durch die nderung der Verst rkung korrigiert Ist der I Anteil abgeschaltet so wird der Wert im Parameter OFF um den zu erwartenden Sprung im P Anteil korrigiert wenn der Parameter bump 0 ist Ist bump 1 so wird OFF nicht ver ndert und eine Verst rkungs nderung des P D Reglers f hrt zu Ausgleichsvorg ngen 88 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Auswahl der Betriebsart des COMP_PID Betriebsarten Betriebsart Automatik und Kaskade Es gibt f nf Betriebsarten die ber r man halt und cascade ausgew hlt werden Betriebsart r man halt cascade Reset 1 1 oder 0 1 oder 0 1 oder 0 Hand 0 1 1 oder 0 1 oder 0 Halt 0 0 1 1 oder 0 Kaskade 0 0 0 1 Automatik 0 0 0 0 In der Betriebsart Automatik wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von der Regelgr e X und der F hrungsgr e SP bestimmt In der Betriebsart Kaskade wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von der Regelgr e X und der F hrungsgr e SP_CAS bestimmt Diese beiden Betriebsarten Automatik und Kaskade unterscheiden sich u erlich nur duch die unterschiedliche Verwendung der F hrungsgr e SP SP_CAS gilt f r Kaskade SP f r alle anderen Betriebsarten mit Anstiegsbegrenzung Die Gr e SP_CAS ist nur in der Betriebsart Kaskade ein Eingang und in allen anderen Betriebsarten ein Ausga
95. kopiert der Baustein den Wert von LSP_MEM auf SP 3 Der Funktionsbaustein kann den internen Betrieb ber einen beliebigen vom Anwender gew hlten Wert starten Wenn der Wert der an LSP_MEM angeschlossenen Variablen vor bergang auf den internen Sollwert mit bump 1 ge ndert wird wird bei der Umschaltung dieser Wert auf SP gef hrt 492 33002237 SP_SEL Sollwertschalter Beispiel zur Programmierung SP_SEL TC2_SP_SEL 1 Nachfolgend finden Sie ein Beispiel zur Programmierung des Funktionsbausteins SP_SEL TC2_SP TC2_REM_SP RSP SP TC2_LOC_REM D SP_RSP TC2_SP_PARA D PARA TT2 gt PV LSP_MEM gt TC2_LSP_MEM TC2_MAO gt MA_I STATUS TC2_PID_SPSEL 2 PIDFF TT2p JpPvV OUT p gt TC2_oV SP OUTD FF RCPY TC2_MAN_AUTO D MAN_AUTO MA_O I 1 gt TC2_MAO TC2_PARA gt PARA INFO TRI STATUS TR_S TC2_SP wird vom Operator in der Betriebsart interner Sollwert eingegeben 33002237 493 SP_SEL Sollwertschalter Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommaeing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnun
96. mit Gl ttung Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt 33002237 199 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung 200 33002237 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung 23 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LEAD_LAG1 Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 202 Darstellung 203 Detailbeschreibung 204 Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG1 205 33002237 201 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein stellt ein PD Glied mit nachfolgender Gl ttung dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Definierbare Verz gerung des D Anteils e Betriebsarten Hand Halt Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet 1 sx LEAD ra Die Berechnungsformel lautet y _ LAG X Y cora GAIN X LEAD dt x X LEAD X X 1a LAG dt Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung X old Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 202 33002237 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung
97. mit en_sqrt 1 en_pres 1 und en_temp 1 lautet wie folgt OUT kx INxPA N TA Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung PA Gasdruck in absoluten Einheiten TA Absolute Gastemperatur in Kelvin 214 33002237 MFLOW Baustein f r Massendurchflu Darstellung Symbol Parameterbe schreibung MFLOW Parameterbe schreibung Para_MFLOW Darstellung des Bausteins MFLOW REAL IN REAL PRES STATUS WORD REAL TEMP Para_MFLOW PARA OUT REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingang PRES REAL Absoluter oder relativer Gasdruck TEMP REAL Gastemperatur ausgedr ckt in C oder F PARA Para_MFLOW Parameter OUT REAL Wert des Massendurchflusses mit Temperatur und Druckkorrektur STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung k REAL Rechenkonstante siehe Berechnung der Konstante k S 216 en_pres BOOL 1 Aktivierung der Druckkorrektur pr_pa BOOL 1 PRES ist ein absoluter Druck 0 PRES ist ein relativer Druck pu REAL Wert der in der verwendeten Druckeinheit 1 Atmosph re darstellt en_temp BOOL 1 Aktivierung der Temperaturkorrektur tc_tf BOOL 1 TEMP wird in Grad Fahrenheit ausgedr ckt 0 TEMP wird in Grad Celsius ausgedr ckt en_sart BOOL 1 Berechnung mit Quadratwurzel
98. ndert 228 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs Warnung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben e Der Parameter inc_rate ist negativ der Funktionsbaustein verwendet in diesem Fall den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Wertes von inc_rate e Der Parameter dec_rate ist negativ der Funktionsbaustein verwendet in diesem Fall den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Wertes von dec_rate e Der Parameter Outbias liegt au erhalb des Bereichs out_min out_max out_max out_min Der Funktionsbaustein verwendet in diesem Fall bei der Berechnung den Wert out_min out_max bzw out_max out_min 33002237 229 MS Handsteuerung eines Ausgangs 230 33002237 MULDIV_W Multiplikation Division 27 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein MULDIV_W Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 232 Darstellung 232 Laufzeitfehler 233 33002237 231 MULDIV_W Multiplikation Division Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Darstellung Symbol Parameterbe schreibung MULDIV_W Parameterbe schreibung PARA_ MULDIV_W Der Funktionsbaustein MULDIV_W f hrt eine gewichtete Multiplikation Division von 3 numerischen Eingangsgr en durch Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die Formel lautet OUT IN3 c3
99. nge ist der Anschlu an die Eing nge TR_I und TR_S der auf AUTOTUNE folgenden Funktionsbausteine Diese k nnen so auf die Betriebsart Tracking eingestellt werden PIDFF PI_B MS In diesem Abschnitt besch ftigen wir uns mit der automatischen Einstellung eines einzelnen Reglers h ufigster Fall Der Regler kann vom Typ PI_B oder PIDFF sein Der AUTOTUNE EBF ben tigt die Skalierparameter des Reglers PARA_C Strukturparameter pv_inf pv_sup out_inf out_sup sowie den Strukturtyp des Reglers der durch das Bit mix_par angegeben wird Der EFB erstellt daraus die Parameter des PID Reglers KP TI TD Die Wirkrichtung des Reglers rev_dir wird beim Test der automatischen Reglereinstellung gepr ft und mit dem Vorzeichen der Verst rkungsfaktoren des Modells verglichen Bei Inkompatibilit t wird f r den diag Parameter ein Fehler angezeigt 58 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Anschlu beispiel Regelkreis mit einfachem PID Regler und MS Funktions baustein Betriebsarten Betriebsarten Wenn der Regelkreis ein MS EFB enth lt kann das Strukturbild wie folgt aussehen AUTOTUNE PIDFF TT18_PV p PV Pv o rv OUT TT18_SP D SP SP_O SP OUTD TC18_OUT p gt RCPY PARA_C TC18_PARA FF TC18_START gt START TC18_OUT gt RCPY TC18_PREV PREV 1 gt MAN_AUTO MA OH TC_PARA PARA PARA INFO TRI TRI T
100. nn 113 bersicht 2 Be ere ld a e ls e an BEE FE 113 Kurzbeschreibung 22H Her een en en S EA N E 114 Darstellung 2 3 ae ee ea en en Sn 115 P rametrierung se rer ke EN 116 Initialisierungen und Betriebsarten 222 n2 seen een nen 119 Beispiel zum Messen einer Durchflu menge 22222 2eeen rennen 120 Laufzeitfehler 4 oi ne Br a kn anne an nen nen 121 FGEN Funktionsgenerator oocooooocoonmmmo 123 bersicht it o a in a old 123 KurzbeschreibunQ o0ooooooororrrr en A E ren nnnn 124 Darstellung caine 2 3 at e ee een res ee Sn 125 P rametrierungi an er run en 126 Funktionsauswahl a ia rennen rennen een 127 Funktionsdefinition aaas aaua anaana rennen ern ren 128 Diagramme der einzelnen Funktionen 2222222 131 s nderf lle aut sr ker Dre En De De er N 135 Taktdiagramme u a ne an a Rn ar aan an 136 INTEG Integrierer mit Begrenzung 139 bersicht 2 2 20 a ae ee ee en 139 Kurzbeschreibung eenn i e e ser en en een UA a 140 Darstellung si mrio kinni e a n a a e ti da 141 DetailbeschreibunQ 0oooooocorooooror een ernennen 142 A AAA 2 ern an ernennen a Ea 143 Kapitel 13 Kapitel 14 Kapitel 15 Kapitel 16 Kapitel 17 Kapitel 18 Kapitel 19 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung 145 bersicht da A AN E AE 145 Kurzbeschreibung o0oooooocoocrr nennen ernennen 146 DarstollU
101. outrate REAL Grenzwert f r Ausgangs nderung in Einheiten pro Sekunde 2 0 ff_inf REAL Unterer Grenzwert des FF Bereichs ff_sup REAL Oberer Grenzwert des FF Bereichs otff_inf REAL Unterer Grenzwert des out_ff Bereichs otff_sup REAL Oberer Grenzwert des out_ff Bereichs 354 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Parameterbe schreibung Info_PIDFF Formeln bertragungs funktion Berechnungs formeln Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung dev REAL Wert der Abweichung PV SP out_ff REAL Wert des Feed Forward Anteils Je nachdem ob die gemischte oder parallele Struktur verwendet wird ist die bertragungsfunktion folgende Struktur Formeln Gemischt OUT kpx 1 PS xIN k P Parallel OUT kp a x ax ERE xIN HAR 1 x k P mit Ql out_sup out_inf Skalierungsfaktor OURE pv_sup pv_inf Die tats chlich verwendeten Formeln variieren je nachdem ob der Funktions baustein die inkrementale oder absolute Form des Algorithmus verwendet Sehr vereinfacht kann der Funktionsbaustein eine der folgenden Formeln verwenden Algorithmus ti Formeln Absolut 0 OUT TermP TermD TermFF outbias OUTD OUT new OUT old Inkremental gt 0 OUTD TermP TermI TermD TermFF OUT OUT old OUTD new 33002237 355 PIDFF Kompletter PID Regler Erl uterung
102. r Betriebsart Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt YP kpxERR YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r ki gt 0 gilt ERR ERR i new old Ylmew YKo1a kix dt x 5 gt F r ki 0 gilt YI 0 Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r ki gt 0 gilt YI Y YP FEED_FWD F r ki 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r kd gt 0 und d_on_pv 0 gilt _ td lag new dt td_lag F r kd gt 0 und d_on_pv 1 gilt YD x YD o1a kd x ERR ERR o14 new td_lag YD e new dt td_lag F r kd 0 gilt YD 0 x YD 014 t Kd X PV ora PV newy YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 349 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur 350 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler 39 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein PIDFF Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 352 Darstellung 353 Formeln 355 Strukturbild des PIDFF Reglers 357 Parametrierung 358 Betriebsarten 363 Detaillierte Gleichungen 364 Detaillie
103. t normalerweise die Verbindung eines Bezeichners mit einem Sprachelement und die Zuordnung von Attributen wie Datentypen und Algorithmen Ein abgeleiteter Funktionsbaustein repr sentiert den Aufruf eines abgeleiteten Funktionsbausteintyps Einzelheiten der grafischen Form des Aufrufs finden Sie in der Definition Funktionsblock Exemplar Im Gegensatz zu Aufrufen von EFB Typen werden Aufrufe von DFB Typen mit doppelten vertikalen Linien auf der linken und rechten Seite des rechteckigen Blocksymbols gekennzeichnet Der Rumpf eines abgeleiteten Funktionsbausteintyps wird in FBD Sprache LD Sprache ST Sprache IL Sprache entworfen allerdings nur in der aktuellen Version des Programmiersystems Auch abgeleitete Funktionen k nnen in der aktuellen Version noch nicht definiert werden Es wird zwischen lokalen und globalen DFBs unterschieden 562 33002237 Glossar Dezentrales Netzwerk DIO DFB Code DFB Exemplardaten DINT Direkte Darstellung Dokument fenster DP PROFIBUS Eine dezentrale Programmierung im Modbus Plus Netzwerk erm glicht maximale Leistung beim Datentransfer und keine besonderen Anforderungen an Verkn pfungen Die Programmierung eines dezentralen Netzes ist einfach F r die Einrichtung des Netzes braucht keine zus tzliche Kontaktplanlogik erstellt zu werden Durch entsprechende Eintr ge im Peer Cop Prozessor werden alle Anforderungen f r die Daten bertragung erledigt Der DFB Code ist der
104. tmax zu lang 13 1 Starke berschreitung des Me wertes 14 1 Proze ohne Phasenminimum 15 1 Asymmetrischer Proze 16 1 Integrierender Proze Bit 9 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei anf nglich nicht stabilisiertem Me werrt Elementes diag PV Die automatische Reglereinstellung wurde durchgef hrt obwohl der Me wert nicht stabil war Wenn die Me wert nderung im Verh ltnis zur Reaktion des Stellimpulses gro ist werden die Testergebnisse verf lscht 64 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Bit 10 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei zu geringer Dauer des Stellimpulses Elementes diag PV 1 Test Stellimpuls 2 Reaktion des Prozesses Die Reaktion wird nicht vor R ckkehr zur anf nglichen Stellgr e stabilisiert Die berechneten Parameter sind daher falsch Bit 11 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei zu hohem Me rauschen Elementes diag PV Die Reaktion des Prozesses auf den Stellimpuls ist im Verh ltnis zum Me rauschpegel nicht ausreichend Der Me wert mu gefiltert oder step_ampl erh ht werden 33002237 65 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Bit 12 des Elementes diag Bit 13 des Elementes diag Bit 14 des Elementes diag Dieses Bild zeigt das Verhalten bei zu langer Dauer des Stellimpulses PV tmax bestimmt die H ufigkeit der Me werterfassung d h der Werte die zur Berechnung der Koeffizienten d
105. und ENO projektiert werden 42 33002237 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung ALIM Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_ALIM Darstellung des Bausteins REAL Mode_MH Para_ALIM REAL X MODE PARA YMAN ALIM Y REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingang MODE Mode_MH Betriebsart PARA Para_ALIM Parameter YMAN REAL Handwert f r Ausgang Y Y REAL Ausgang Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung max_v REAL Maximale Anstiegsgeschwindigkeit maximales x Einheit 1 s max_a REAL Maximale Anstiegsbeschleunigung maximales x Einheit 1 5 33002237 43 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der maximalen Anstiegsgeschwindigkeit max_v und der maximalen Anstiegsbeschleunigung max_a Die maximale Anstiegsgeschwindigkeit gibt an um welchen Wert sich der Ausgang Y innerhalb einer Sekunde ndern darf Die maximale Anstiegsbeschleu nigung gibt an um welchen Wert sich die Geschwind
106. xf_man REAL R cksetzwert der R ckf hrung in 0 100 33002237 237 PCON2 Zweipunkt Regler Detailbeschreibung Struktur des Struktur des Zweipunktreglers Reglers r Y ERR_EFF SP Y gt Es gt gt EN xf za _ gain _ en 1 lag_neg x s xf2 G s gain 1 lag_pos xs E Prinzip des Dem eigentlichen Zweipunktregler werden 2 dynamische R ckf hrungen PT1 Zweipunkt Glieder hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstanten dieser R ckf hr reglers glieder erh lt der Zweipunktregler ein dynamisches Verhalten daf3 dem Verhalten eines PID Reglers entspricht Y ERR_EFF SP 1 Y gt PV xi hys ERR_EFF 238 33002237 PCON2 Zweipunkt Regler R ckf hrung Hysterese Betriebsarten Der R ckf hrparametersatz bestehend aus der R ckf hrverst rkung gain und den R ckf hrzeitkonstanten lag_neg und lag_pos erm glicht einen universellen Einsatz des Zweipunktreglers Folgende Tabelle gibt dazu genaueren Aufschlu R ckf hrung lag_neg lag_pos 2 Punkt Verhalten ohne R ckf hrung 0 0 negative R ckf hrung gt 0 0 negative positive R ckf hrung gt 0 gt lag_neg Warnung da Mitkopplung neg Feedback mit lag_pos 0 gt 0 Warnung da Mitkopplung pos Feedback abgeschaltet gt lag_pos gt 0 Die R ckf hrverst rkung gain ist gr
107. zugeschaltetem I Anteil sto frei von Festwertregelung auf Automatik umgeschaltet werden kann 33002237 397 PIP PIP Kaskaden Regler Detaillierte Formeln Erl uterung der Formelgr Ben bersicht zur Berechnung der Regler Anteile Betriebsart Automatik Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR Wert der Regeldifferenz aus dem aktuellen Abtastschritt new ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o OFF Offset am Ausgang des P Reglers Y Stellgr e Y1 Y des Hauptreglers YI I Anteil YP P Anteil Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile und Ausg nge f r die verschiedenen Betriebsarten e YI Y SP2 in der Betriebsart Automatik YI Y und SP2 in der Betriebsart Hand YI Y und SP2 in der Betriebsart Halt YI Y und SP2 in der Betriebsart Festwert Regelung Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y SP2 PV2 x gain2 OFF Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu SP2 YP YI Der Integralanteil YI des F hrungsreglers f r die Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt ERR new ERR 014 2 Der l Anteil wird nach der Trapezregel gebildet A dt new Y new YLo1d gainl x a x 398 33002237
108. zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein f hrt folgende Berechnung durch out_max out_min OUT IN in_min x A out_min in_max in_min Darstellung des Bausteins SCALING REAL IN OUT REAL Para SCALING PARA STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Zu skalierende numerische Gr e PARA Para_SCALING Parameter OUT REAL Skalierter Ausgangswert STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung in_min REAL Unterer Grenzwert der Eingangsskala in_max REAL Oberer Grenzwert der Eingangsskala out_min REAL Unterer Grenzwert der Ausgangsskala out_max REAL Oberer Grenzwert der Ausgangsskala clip BOOL 1 der Wert des Ausgangangs OUT ist begrenzt zwischen out_min und out_max 456 33002237 SCALING Skalierung Parametrierung Ohne Ausgangs Wenn der Clip Parameter auf O eingestellt ist ist die Skalierung unabh ngig vom begrenzung Wert des Eingangs IN clip 0 QUEMA Inn OUT 5 out_minL in_min IN in_max IN Mit Ausgangsbe Wenn der Clip Parameter auf 1 eingestellt ist erfolgt die Skalierung innerhalb des grenzung Bereichs in_min in_max Au erhalb dieses Bereichs wird der Ausgang auf die clip 1
109. 0000 dezimal 224 Basis 8 Literale dienen zur Angabe von ganzzahligen Werten im Oktalsystem Die Basis mu durch das Pr fix 8 gekennzeichnet werden Die Werte d rfen kein Vorzeichen haben Einzelne Unterstrichzeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Beispiel 8 3_77 oder 8 377 dezimal 255 8 34_0 oder 8 340 dezimal 224 560 33002237 Glossar Bibliothek Bin re Verbindungen Bitfolge BOOL Bridge BYTE Sammlung von Software Objekten die f r die Wiederverwendung beim Programmieren neuer Projekte vorgesehen sind oder sogar zum Bauen von neuen Bibliotheken Beispiele sind die Bibliothek der Elementaren Funktionsbausteintypen EFB Bibliotheken k nnen in Gruppen unterteilt sein Verbindungen zwischen Ausg ngen und Eing ngen von FFBs vom Datentyp BOOL Ein Datenelement das aus einem oder mehreren Bits besteht BOOL steht f r den Datentyp boolsch Die L nge der Datenelemente ist 1 Bit im Speicher abgelegt in 1 Byte Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps ist O FALSE und 1 TRUE Eine Bridge ist eine Einrichtung die Netzwerke verbindet Sie erm glicht die Kommunikation zwischen Teilnehmern an den zwei Netzwerken Jedes Netzwerk hat seine eigene Token Rotationsfolge das Token wird nicht durch Bridges weitergegeben BYTE steht f r den Datentyp Bit Folge 8 Die Eingabe erfolgt als Basis 2 Literal Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datene
110. 03 Betriebsarten 104 Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines 105 33002237 101 DELAY Totzeitglied Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Mit diesem Funktionsbaustein wird ein Eingangssignal um eine Totzeit verz gert Der Funktionsbaustein verz gert das Signal X um die Totzeit T_DELAY bevor es an Y wieder ausgegeben wird Der Funktionsbaustein hat einen Delay Puffer f r 128 Elemente X Werte d h w hrend der Zeit T_DELAY k nnen 128 X Werte gespeichtert werden Der Puffer wird entsprechend den verschiedenen Betriebsarten behandelt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems bleibt der Wert von Y unver ndert Die internen Werte werden auf den Wert von X gesetzt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems oder einer nderung der Totzeit T_DELAY wird der Ausgang READY gleich 0 Dies bedeutet nicht bereit da leerer Puffer Der Funktionsbaustein hat die Betriebsarten Hand Halt und Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Hinweis Die Verz gerungszeit l uft weiter auch wenn der Baustein ber den Parameter EN gesperrt wird da der Baustein seine Zeitdifferenzen nach der Systemuhr berechnet 102 33002237 DELAY Totzeitglied Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Darstellung des Bausteins BOOL BOOL REAL TIME REAL MAN HALT X DELAY Y T_DELAY READY YMAN REAL BOOL
111. 2 D908 Prozessoren unterst tzen Die DDE Schnittstelle erm glicht einen dynamischen Datenaustausch zwischen zwei Programmen unter Windows Der Anwender kann die DDE Schnittstelle im erweiterten Monitor dazu verwenden seine eigenen Anzeigeanwendungen aufzurufen Mit dieser Schnittstelle kann der Anwender d h der DDE Client nicht nur Daten vom erweiterten Monitor dem DDE Server lesen sondern auch Daten an die SPS ber den Server schreiben Der Anwender kann so Daten direkt in der SPS ndern w hrend er die Ergebnisse berwacht und analysiert Bei der Verwendung dieser Schnittstelle kann der Anwender sein eigenes Graphic Tool Face Plate oder Tuning Tool anlegen und dieses in das System integrieren Die Tools k nnen in jeder beliebigen Sprache geschrieben werden z B Visual Basic Visual C die DDE unterst tzt Die Tools werden aufgerufen wenn der Anwender eine der Schaltfl chen im Dialogfeld Erweiterter Monitor bet tigt Concept Graphic Tool Durch die DDE Verbindung zwischen Concept und Concept Graphic Tool k nnen Signale einer Projektierung als Taktdiagramm dargestellt werden Die Definitions Datei beinhaltet allgemeine Beschreibungs Informationen zum gew hlten EFB und seine Formalparameter Mit der Defragmentierung werden unbeabsichtigte L cken z B durch L schen von unbenutzten Variablen entstanden im Speicherbereich entfernt Mechanismus zur Festlegung der Definition eines Sprachelements Eine Deklaration umfa
112. 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 8 1 T_DELAY bersteigt den Maximalwert der ber den BUFFER Ausgang erreicht werden kann Fehlermeldung Dieser Fehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt In diesem Fall bleiben die Ausg nge OUT und BUFFER unver ndert Alarm Es wird ein Alarm ausgegeben wenn T_DELAY den m glichen Maximalwert berschreitet In diesem Fall verwendet der Funktionsbaustein den Maximalwert Wenn ein ber den Verz gerungswert hinausgehender Wert gew nscht wird braucht nur der BUFFER Ausgang mit einer gr eren Variablen verkn pft zu werden 33002237 121 DTIME Verz gerung 122 33002237 FGEN Funktionsgenerator 11 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein FGEN Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 124 Darstellung 125 Parametrierung 126 Funktionsauswahl 127 Funktionsdefinition 128 Diagramme der einzelnen Funktionen 131 Sonderf lle 135 Taktdiagramme 136 33002237 123 FGEN Funktionsgenerator Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein FGEN stellt einen Funktionsgenerator dar Er generiert am schreibung Ausg
113. 22 zu einer Gesamtsystem nderung von 2 lt nderung von t_mini 4 Die Funktion beendet den Mindestimpuls von 1 s 33002237 477 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Programmier Darstellung des Funktionsplanes Teil 1 beispiel Automatik ohne Mo Stellungsr ck SAMPLETM f hrung TC2_ST INTERVAL Q O DELSCANS TC2_PID_SERVO 2 PIDFF EN ENO TT2 gt PV OUT TC2_SP gt SP OUTD OUT_RCPY M gt RCPY 1 gt MAN_AUTO MA_OH TC2_PARA D gt PARA INFO TRI STATUS TR_S TC2_PARA en_rcpy 1 TC2_MS 3 MS IN OUT TC2_OUT TT2_DEF N gt FORC OUTD 0 D MA FORC MAO TC2_MODE M gt MAN_AUTO STATUSH TC2_PARA_MS gt PARA TRI TR_S 478 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Darstellung des Funktionsplanes Teil 2 FBL3_1 4 SERVO O D SEN RAISE OUT_RAISE IN D gt INPD D gt MA_I LOWER OUT_LOWER OUT_RCPY D gt RCPY STATUS RST R_STOP L STOP SERVO_PARA gt PARA SERVO_PARA en_rcpy 1 TT2_DEFF Fehlermerker des Istwertes TT2 Wenn TT2 fehlerhaft ist wird der Regelkreis auf Handbetrieb geforct Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit O 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfas
114. 33002237 163 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors gain sowie der Parametrierung der Verz gerungszeitkonstante lag Dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 folgt der Ausgang Y verz gert nach Er wird sich nach einer e Funktion exp t lag dem Wert gainxX n hern Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 O oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 164 33002237 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung Beispiel Das Diagramm zeigt ein Beispiel f r die Sprungantwort des Funktionsbausteins Der Eingang X springt auf einen neuen Wert und der Ausgang Y folgt in einer e Funktion dem Eingang X Sprungantwort des Funktionsbausteins LAG bei gain 1 x Y 0 1 halt 0 33002237 165 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung 166 33002237 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung 1 Z bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Ba
115. 33002237 04 a bra Sch nd of neider Electric Concept 2 6 Bausteinbibliothek IEC Teil CONT_CTL 01 2007 Telemecanique www telemecanique com Inhaltsverzeichnis RL SicherheitshinwelSe 0 o ococcocccoo nn 17 ber dieses BUCh oocccccccccnncnn nenn nenn 19 Teill Allgemeines zur Bausteinbibliothek CONT_CTL 21 bersicht distal a a Delantal cal delta Saar en 21 Kapitel 1 Parametrierung von Funktionen und Funktionsbausteinen 0ooccoccccocco 23 Parametrierung von Funktionen und Funktionsbausteinen 24 Kapitel2 Allgemeine Informationen zur Baustein Bibliothek CONT Clic vai ada diana 27 Ellen at Da RI re 27 Gruppen der Baustein Bibliothek CONT_ZCTL 2 22222 28 Betriebsarlen a tt o Ll tdo Leo o rer reset 34 ADS ee a an en en 36 Fehlerverwaltung caia ea need 37 Konvention nr AT HDi lernst 38 Teil ll EFB Beschreibungen A bis PH 39 UT ars ee en rer re wen 39 Kapitel3 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung 41 bersicht Aura cr 41 Kurzbeschreibung 2HHer ee ene een E a ne a r en 42 Darstellung u A aan 43 DetailbeschreibunQ 0ooooooorororor een en en 44 L ufzeittehler as ts a en Bene 45 Kapitel 4 Kapitel 5 Kapitel 6 Kapitel 7 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung 47 bersichten ea ee be re er 47 Kurzbeschreibung Heren ner nern een rennen 48 Darstellung i
116. 370 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Beispiele zum Baustein PIDFF Beispiel Ubersicht Anwendungs beispiel der Feed Forward Funktion In diesem Kapitel finden Sie die folgenden Beispiele e Anwendungsbeispiel der Feed Forward Funktion S 371 e Klassische Regelbeispiele programmiert ber den PIDFF Funktionsbaustein e Beispiel zur kaskadierten Anordnung zweier Regler S 373 e Beispiel einer kaskaden hnlichen Regelung S 375 Bei einem W rmetauscher soll am Ausgang des Sekund rkreislaufs die Temperatur PV2 geregelt werden Ein PID Regler steuert das Einlaufventil f r Warmluft in Abh ngigkeit von PV2 und dem Sollwert SP Die Kaltwassertemperatur wird bei diesem Regelproze wie eine me bare St rgr e betrachtet Die Feed Forward Funktion erm glicht eine Reaktion sobald die Kaltwassertem peratur sich ndert und nicht erst wenn PV2 abgesunken ist Darstellung des Regelkreises SP bertragungs funktion Qc Dampf TT1 St rgr e NZ _ _ _ _____ Kondensator Folgende Hypothesen werden angenommen e Die Kondensatorausgangstemperatur Kaltwasser Temperatur variiert zwischen 5 C und 25 C mit einem Mittelwert von 15 C e Eine Temperatur nderung DT wirkt sich vollst ndig auf die Ausgangstemperatur des W rmetauschers aus e Um einen Temperaturanstieg oder abstieg um 5 C am Ausgang des W rmetauschers zu ko
117. 505 STEP2 Zweipunktregler Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit0 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Folgende Verhalten werden angezeigt e SP liegt au erhalb des Bereichs pv_inf pv_sup SP wird begrenzt auf pv_inf bzw pv_sup e dev_ll gt 0 bzw dev_hl lt 0 der Baustein verwendet den Wert O Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Der Ausgang OUT wird dann auf 0 gesetzt die Ausg nge DEV und MA_O bleiben unver ndert Warnung Eine Warnung wird ausgegeben wenn dev_ll gt 0 bzw dev_hl lt O ist In diesem Fall verwendet der Funktionsbaustein den Wert 0 506 33002237 STEP3 Dreipunktregler 96 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein STEP3 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 508 Darstellung 509 Detailbeschreibung 510 Laufzeitfehler 512 33002237 507 STEP3 Dreipunktregler Kurzbeschreibung Fu
118. Abtastung des den Ausgang steuernden Reglers wenn die Abtastperiode 1 bis 2 Sekunden bersteigt e Bei Steuerung eines Servomotors der Funktionsbaustein MS ist in diesem Fall dem Reglerbaustein und dem Servomotor zwischenzuschalten 220 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins MS REAL IN OUT REAL BOOL FORC OUTD REAL BOOL MA_FORC MA_O BOOL BOOL MAN_AUTO STATUS WORD Para _MS PARA REAL TRI BOOL TR_S Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter Schreibung MS Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL In der Betriebsart Automatik verwendete Stellgr e FORC BOOL 1 die Betriebsart Hand Automatik wird ber MA_FORC vorgegeben 0 die Betriebsart Hand Automatik wird ber MAN_AUTO vorgegeben MA_FORC BOOL Betriebsart Hand Auto wenn FORC 1 1 Betriebsart Automatik 0 Betriebsart Hand MAN_AUTO BOOL Betriebsart Hand Automatik wenn FORC 0 1 Betriebsart Automatik 0 Betriebsart Hand PARA Para_MS Parameter TR_I REAL Initialisierungseingang TR_S BOOL Initialisierungsbefehl OUT REAL Absoluter Ausgang OUTD REAL Inkrementalausgang Unterschied zwischen dem aktuellen Ausgang und dem Ausgang der vorherigen Ausf hrung MA_O BOOL Aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins 0 Hand 1 Automatik STATUS WORD Statuswort 33002237 221 MS Handsteuerun
119. Algorithmus in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP bestimmt Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf die Stellgr e Y bertragen Die Stellgr e wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert die Stellgr e Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt so da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r den Reglerausgang Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei de
120. Ausgang DEV REAL Abweichung PV SP MA_O BOOL Aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins 0 Halt 1 Automatik STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung dev_ll REAL Untere Schwelle der Abweichung lt 0 dev_hl REAL Obere Schwelle der Abweichung 2 0 pv_inf REAL Untere Grenze des Istwertbereichs pv_sup REAL Obere Grenze des Istwertbereichs 33002237 503 STEP2 Zweipunktregler Detailbeschreibung Strukturbild SP pv_sup pv_inf Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins STEP2 504 33002237 STEP2 Zweipunktregler Verhalten des Verhalten des Ausgangs OUT Ausgangs Sr DEV Wenn die Abweichung DEV PV SP die untere Schwelle dev_ll unterschreitet wird der logische Ausgang OUT auf 1 gesetzt Wenn die Abweichung jedoch erneut ansteigt wird der Ausgang OUT nur dann nullgesetzt wenn die Abweichung dev_hl bersteigt Hinweis Um eine fehlerfreie Funktionsweise des Bausteins zu gew hrleisten darf der Ausgang OUT nicht invertiert werden Betriebsarten Der Reglerbaustein STEP2 verf gt ber 2 Betriebsarten je nach Wert des Parameters MAN_AUTO Betriebsart MAN_AUTO Bedeutung Automatik 1 Der Ausgang OUT wird vom Reglerbaustein selbst berechnet Halt 0 Der Ausgang OUT wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten 33002237
121. Automatik nach Hand S 312 beispielhaft erkl rt sind In der Betriebsart Hand arbeitet der P Regler in der Betriebsart Hand Der I Anteil des PI Reglers wird f r sto freies Umschalten nachgef hrt Es wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Der Integralanteil des F hrungsreglers wird so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r den Reglerausgang Y ber ein externes Bedienger t zu stellen Dabei werden die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt soda der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt 396 33002237 PIP PIP Kaskaden Regler Betriebsart In der Betriebsart Festwert Regelung arbeitet der P Regler in der Betriebsart Festwert Automatik und der PI Regler in der Betriebsart Halt Regelung Es wird der Festwert SP_FIX fest auf den Stellausgang des PI Reglers Y1 SP2 bertragen Der Stellausgang des PIP Reglers Y wird durch ymax und ymin begrenzt Der Intergralanteil des F hrungsreglers wird so nachgef hrt daf der Regler bei
122. Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt 33002237 97 DEADTIME Totzeitglied Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Beispiel zur Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Automatik 0 0 Hand 1 0 oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik arbeitet der Funktionsbaustein nach folgenden Regeln Wenn Dann wird der aktuelle X Wert in den Puffer bertragen und der lteste X Wert im Puffer wird am Ausgang Y ausgegeben Bei einer Zykluszeit gr er als T_DELAY 128 ergibt sich eine Aufl sung kleiner 128 und es kommt zu einem systematischem Fehler d h einige X Werte werden doppelt gespeichert siehe nachfolgendes Beispiel T_Delay Zykluszeit gt 128 k nnen nicht alle X Werte im Puffer abgelegt werden In diesem Fall wird in einigen Zyklen der X Wert nicht gespeichert Entsprechend bleibt der Ausgang Y nach Ablauf der Zeit T_DELAY in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Zyklen unver ndert T_Delay Zykluszeit lt 128 Im Beispiel werden folgende Werte angenommen Zykluszeit 100 ms T_DELAY 10s tin T_DELAY 128 78 ms Da die Einlesezeit tin kleiner ist als die Zykluszeit wird jeder X Wert in den Puffer bernommen Bei der vierten A
123. D Reglers SP gt gt td e a a a aT b rate_sp o sp_intern 2 to an A i j 1 gan i Cascade i i i 1 i SP_CAS c 1 1 db A 1 db 00 i i 1 1 1 gain 1 1 1 1 1 1 d 1 1 PV A 190 i 1 1 1 1 N N SEHE WER REIN LETTER YMAN en_p gt gt gt e rate_man FEED_FWD ERR a m 3 Anti Windup Resat 7 bo gt s AWMAX Fr AWMIN 1 halt_aw YP j i l l ymax LE Betriebs td td_lag e gt gt arten 0 l ymin steuerung A st_min gt YD 4 lt o o 1 YRESET 80 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Parametrierung des COMP_PID Reglers Parametrierung Umkehr des Regelsinns Die Struktur des COMP_PID Reglers ist im Strukturbild S 80 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Proportionalbeiwert gain der Nachstellzeit ti und der Vorhaltezeit td Der D Anteil wird mit der Zeit td_lag verz gert Das Verh ltnis von td td_lag nennt man Differenzierverst rkung und wird im allgemeinen zwischen 3 und 10 gew hlt Der D Anteil kann entweder basierend auf der Regeldifferenz ERR d_on_pv 0 oder basierend auf d
124. DE Para_PID_P PARA REAL YMAN REAL FEED_FWD Y REAL ERR REAL STATUS Stat_MAXMIN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e PV REAL Regelgr e MODE Mode_PID_P Betriebsarten PARA Para_PID_P Parameter YMAN REAL Hand Stellwert FEED_FWD REAL St rgr eneingang Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt d_on_pv BOOL 1 D Anteil bezogen auf Regelgr e 0 D Anteil bezogen auf Regeldifferenz reverse BOOL 1 Ausgang umgekehrt 33002237 343 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Parameterbe schreibung Para_PID_P Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung kp REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor P Anteil ki REAL Integrierbeiwert Verst rkungsfaktor I Anteil 1 s kd REAL Differenzierbeiwert Verst rkungsfaktor D Anteil s td_lag TIME Verz gerungszeit D Anteil ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat
125. DELAY werden 128 X Werte gespeichert Der Puffer wird entsprechend den verschiedenen Betriebsarten behandelt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems bleibt der Wert von Y unver ndert Die internen Werte werden auf den Wert von X gesetzt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems oder einer nderung der Totzeit T_DELAY wird der Ausgang READY gleich 0 Dies bedeutet nicht bereit leerer Puffer Der Funktionsbaustein hat die Betriebsarten e Hand e Halt e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Hinweis Die Verz gerungszeit l uft weiter auch wenn der Baustein ber den Parameter EN gesperrt wird da der Baustein seine Zeitdifferenzen nach der Systemuhr berechnet Die bertragungsfunktion lautet G s e T DELAY 96 33002237 DEADTIME Totzeitglied Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins DEADTIME REAL X Mode _MH MODE Y REAL TIME T_DELAY READY BOOL REAL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung DEADTIME Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangswert MODE Mode_MH Betriebsart T_DELAY TIME Totzeit YMAN REAL HandStellwert Y REAL Ausgang READY BOOL 1 Interner Puffer gef llt 0 Interner Puffer nicht gef llt z B nach Warm Kaltstart oder nderung der Totzeit Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur ur Element Datentyp
126. Differenzierer mit Gl ttung Formeln bertragungs funktion Berechnungs formel f r Y Sonderfall lag 0 Bedeutung der Gr en Die bertragungsfunktion f r Y lautet sxlag G s las Die Berechnungsformel f r Y lautet la Seen laz x Ala gain x Xinew X o1d Es handelt sich hierbei um die reine Differenzierung ohne Verz gerungsglied 1 Ordnung In diesem Fall ist die bertragungsfunktion G s gainxs Die Berechnungsformel lautet X new E X old Y in x gain di Nachfolgend finden Sie die Bedeutung der Formelgr en Gr e Bedeutung X new der Wert des Eingangs X aus dem aktuellen Zyklus X old der Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus Y ola der Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 33002237 109 DERIV Differenzierer mit Gl ttung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Verst rkung gain des Differenzierers und der Zeitkonstante lag mit welcher der Ausgang Y verz gert wird F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 wird der Ausgang Y auf den Wert gain springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um dann mit der Zeitkonstant
127. EP2 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 502 Darstellung 503 Detailbeschreibung 504 Laufzeitfehler 506 33002237 501 STEP2 Zweipunktregler Kurzbeschreibung Funktionsbe Dieser Funktionsbaustein ist geeignet f r einfache Zweipunkt Regelungen schreibung Die Steuerung des Stellgliedes erfolgt je nach Richtung der Abweichung Istwert Sollwert in bezug auf den oberen und unteren Grenzwert Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Reglerbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Obere und untere Begrenzung des Sollwertes zwischen pv_inf und pv_sup e Die Reglereingangswerte Istwert Sollwert und zugeh rige Parameter werden in physikalischen Einheiten ausgedr ckt 502 33002237 STEP2 Zweipunktregler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung STEP2 Parameterbe schreibung Para_STEP2 Darstellung des Bausteins STEP2 REAL PV REAL SP BOOL MAN_AUTO Para_STEP2 PARA OUT BOOL DEV REAL MA_O BOOL STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Istwert Process Value SP REAL Sollwert Set Point MAN_AUTO BOOL Regler Betriebsart 1 Automatik Betrieb 0 Halt Betrieb PARA Para_STEP2 Parameter OUT BOOL Logischer
128. ES kann in einer beliebigen Einheit ausgedr ckt werden als absoluter oder relativer Druck je nach Wert des Parameters pr_pa pr_pa Druckeinheit von PRES 0 Relativer Druck Parameter pu mu in der verwendeten Einheit 1 Atmosph re entsprechen Berechnung des absoluten Drucks PA PRES pu 1 Absoluter Druck PA PRES 216 33002237 MFLOW Baustein f r Massendurchflu Laufzeitfehler Statuswort Fehlermeldung Warnung Die Bits des Statuswortes haben folgende Bedeutung Bit Bedeutung Bit O 1 Fehler in einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem Gleitkommawerteingang Bit 2 1 Division durch Null bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Eine der folgenden Gr en ist negativ IN pu PA TA Zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert 0 In folgenden F llen wird ein Fehler gemeldet e An einem der Gleitkommawerteing nge wird ein unzul ssiger Wert erfa t e Division durch Null bei Berechnung in Gleitkommawerten e Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Der Ausgang OUT wird nicht ver ndert Es wird eine Warnung ausgegeben wenn der Parameter pu negativ ist der Baustein kann in diesem Fall bei der Berechnung den Wert O anstelle des fehlerhaften Wertes pu verwenden 33002237 217 MFLOW Bau
129. Erl uterung der Formelgr Ben Stellgr e bersicht zur Berechnung der Regler Anteile Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktullem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR Wert der Regeldifferenz aus dem aktuellen Abtastschritt new ERR 014 Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o BIAS St rgr e PV Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV 1d Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt o Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen von den Betriebsarten abh ngigen Teilgr Ben zusammen Y YP YI YD BIAS Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt YMIN lt Y lt YMAX Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Eing ngen EN_P EN_I und EN_D P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik l Anteil YI f r Betriebsart Automatik l Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt 33002237 329 PID1 PID Regler P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil
130. Funktionsbaustein stellt ein Verz gerungsglied 1 Ordnung dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Tracking e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet 1 BON TE AG Die Berechnungsformel lautet dt IN coja IN LAG dt OUT OUT a x GAIN x mew OUT oia Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung IN 1a Wert des Eingangs IN aus dem vorherigen Zyklus OUT ora Wert des Ausgangs OUT aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 180 33002237 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Darstellung des Bausteins LAG_FILTER REAL IN OUT REAL GAIN TIME LAG REAL TR_I BOOL TR_S REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingangswert GAIN REAL Verst rkungsfaktor LAG TIME Verz gerungszeitkonstante TR_I REAL Initialisierungs Eingang TR_S BOOL Initialisierungs Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang 33002237 181 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Beispiel Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors GAIN sowi
131. G IN Analoges Signal Es f llt auf da bei sehr kleinem Eingangssignal IN kein Impuls mehr ausgegeben wird Dies ist auf die Wirkung der Zeit t_min zur ckzuf hren Bei einem gro en Eingangssignal IN IN in_max wird ein Dauerimpuls ausgegeben 33002237 427 PWM1 Pulsbreitenmodulation 428 33002237 QDTIME Totzeitglied 45 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein QDTIME Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 430 Darstellung 431 Detailbeschreibung 432 33002237 429 QDTIME Totzeitglied Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Mit diesem Funktionsbaustein wird ein Eingangssignal um eine Totzeit verz gert Der Funktionsbaustein verz gert das Signal IN um die Totzeit T_DELAY bevor es an OUT wieder ausgegeben wird Der Funktionsbaustein hat einen Delay Puffer f r 128 Elemente IN Werte d h w hrend der Zeit T_DELAY k nnen 128 IN Werte gespeichert werden Der Puffer wird entsprechend den verschiedenen Betriebsarten behandelt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems bleibt der Wert von OUT unver ndert Die internen Werte werden auf den Wert von IN gesetzt Nach einem Kalt oder Warmstart des Systems oder einer nderung der Totzeit T_DELAY wird der Ausgang READY gleich 0 Dies bedeutet nicht bereit leerer Puffer Der Funktionsbaustein hat die Betrieb
132. Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt YP KPxERR YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r KI gt 0 gilt ERR new ERR new old Ylmew Yro KIxdtx zew 5 gt F r KI 0 gilt YI 0 Der l Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r KI gt 0 gilt YI Y YP BIAS F r KI 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r KD gt 0 und D_ON_X 0 gilt _ TD_LAG Dis d TD_LAG F r KD gt 0 und D_ON_X 1 gilt TD_LAG Dew aero LAG YD ora HKD PV ga PV nem F r KD 0 gilt YD 0 x YD o14 KD x ERR new ERR 014 new YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 33002237 387 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei YMAX lt YMIN erfolgt eine Fehlermeldung 388 33002237 PIP PIP Kaskaden Regler 41 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PIP Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 390 Darstellung 391 Strukturbild des Funktionsbausteins PIP 393 Parametrierung des PIP Kaskaden Reglers 394 Betriebsarten 396 Detaillierte Formeln 398 Laufzeitfehler 399 33002237 389 PIP PIP Kaskaden Regler Kurzbeschreibung Fun
133. IN3 Para_SUM_W PARA Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN1 bis IN3 REAL Zu verarbeitende numerische Gr en PARA Para_SUM_W Parameter OUT REAL Ergebnis der Berechnung Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur ee Element Datentyp Bedeutung kibisk3 c1 REAL Berechnungskoeffizienten Laufzeitfehler Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Der Ausgang OUT wird nicht ver ndert 514 33002237 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler 98 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein THREEPOINT_CON1 Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 516 Darstellung 516 Detailbeschreibung 518 Laufzeitfehler 521 33002237 515 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein bildet einen Dreipunktregler nach der durch zwei schreibung dynamische R ckf hrungen PID hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein THREEPOINT_CON1 besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e zwei interne R ckf hrungen Verz gerer 1 Ordnung Darstellung Symbol Darstellung des Ba
134. IS und S2 axt_accx t_rise 2xt_acc 33002237 129 FGEN Funktionsgenerator Verwendung der einzelnen Parameter Unipolarer Betrieb nderung von Funktions parametern nderung der Funktion Daraus ergibt sich amplitude ya P r 2 t_accxt_rise t_acc Hinweis Verschleifen wird nur bei den Funktionen Rampe S gezahn Dreieck und Trapez verwendet Sprung Rechteck und Sinus sind keine verschleifbaren Funktionen Nutzung der Parameter innerhalb der verschiedenen Funktionen Funktion amplitude halfperiod t_off t_rise t_acc uni polar Sprung x Rampe x x x S gezahn x x x halfperiod t_acc x x Dreieck x x x halfperiod t_acc 2 X x Rechteck x x x x Trapez x x x x x x Sinus x x x x Zufallszahl x x Die grafische Darstellung der Funktionen finden Sie im Abschnitt Diagramme der einzelnen Funktionen S 131 ber den Parameter unipolar kann definiert werden ob die Funktion als unipolare oder als bipolare Funktion ausgegeben werden soll Hierbei ist zu beachten da bei unipolarem Betrieb eine Periode trotzdem durch 2 unipolare Halbwellen gekennzeichnet ist W hrend einer laufenden Periode k nnen s mtliche Parameter der Funktion ge ndert werden Die nderungen werden jedoch erst nach abgeschlossener Periode wirksam Wird beispielsweise die Ausschaltzeit t_off bei laufender Periode ge ndert so wirkt s
135. In der E A Best ckungsliste werden die E A und Experten Baugruppen der Best ckungs verschiedenen Zentraleinheiten konfiguriert liste 33002237 563 Glossar EFB Code Eingangsbits 1x Referenzen Eingangs parameter Eingang Eingangsworte 3x Referenzen Elementare Funktionen Funktionsbau steine EFB EN ENO Freigabe Fehleranzeige Der EFB Code ist der ausf hrbare Code aller verwendeten EFBs Dazu z hlen auch die verwendeten EFBs in DFBs Der 1 0 Zustand von Eingangsbits wird durch die Proze daten gesteuert die von einem Eingabeger t zur CPU gelangen Hinweis Das x das nach der ersten Ziffer des Referenztyps steht repr sentiert einen f nfstelligen Speicherort im Anwender Datenspeicher z B hat die Referenz 100201 die Bedeutung eines Eingangsbits an Adresse 201 des Signalspeichers bergibt beim Aufruf eines FFBs das zugeh rige Argument Ein Eingangswort enth lt Informationen die von einer externen Quelle stammen und durch die eine 16 Bit Zahl repr sentiert wird Ein 3x Register kann auch 16 aufeinanderfolgende Eingangsbits beinhalten die in das Register im Bin r oder BCD binary coded decimal Format eingelesen wurden Hinweis Das x das nach der ersten Ziffer des Referenztyps steht repr sentiert einen f nfstelligen Speicherort im Anwender Datenspeicher z B hat die Referenz 300201 die Bedeutung eines 16 Bit Eingangsworts an Adresse 201 des Signalspeichers Be
136. Integrierer mit Begrenzung 145 14 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung 151 15 K_SQRT Quadratwurzel 157 16 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung 161 17 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung 167 18 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung 173 19 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung 179 20 LDLG PD Glied mit Gl ttung 183 21 LEAD Differenzierer mit Gl ttung 189 22 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung 193 23 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung 201 24 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 207 25 MFLOW Baustein f r Massendurchflu 213 26 MS Handsteuerung eines Ausgangs 219 27 MULDIV_W Multiplikation Division 231 28 PCON2 Zweipunkt Regler 235 29 PCON3 Dreipunkt Regler 241 30 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler 249 31 PDM Pulsdauermodulation 261 40 33002237 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein ALIM Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 42 Darstellung 43 Detailbeschreibung 44 Laufzeitfehler 45 33002237 41 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Der Funktionsbaustein realisiert einen Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung Der Funktionsbaustein besitzt im einzelnen folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e Ausgangsbegrenzung Als zus tzliche Parameter k nnen EN
137. LAG Darstellung des Bausteins LEAD_LAG REAL X Mode_MH MODE Y REAL Para_LEAD_LAG PARA REAL YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingang MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_LEAD_LAG Parameter YMAN REAL Handwert Stellwert Y REAL Ausgang Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Verst rkungsfaktor lead TIME Differenzierzeitkonstante lag TIME Verz gerungszeitkonstante 33002237 195 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors gain sowie der Parametrierung der Differenzierzeitkonstante lead und der Verz gerungszeitkonstante lag F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 wird der Ausgang Y auf den Wert gain x lead lag springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um sich dann mit der Zeitkonstante lag dem Wert gainx 1 0 zu n hern Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Be
138. N 100 xfl XF_MANx xf2 XF_MAN x Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem letzten Wert festgehalten xf1 und xf2 werden auf GAIN Y gesetzt Bei HYS gt 2 DB erfolgt eine Fehlermeldung In folgenden F llen erfolgt eine Warnung Wenn Dann LAG_NEG 0 und LAG_POS gt 0 arbeitet der Regler als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten LAG_POS LAG_POS lt LAG_NEG gt 0 arbeitet der Regler als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten LAG_NEG XF_MAN lt 0 oder XF_MAN gt 100 arbeitet der Regler ohne interne R ckf hrungen 544 33002237 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer 62 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein VEL_LIM Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 546 Darstellung 547 Detailbeschreibung 548 Laufzeitfehler 549 33002237 545 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen Anstiegsbegrenzer mit Begrenzung der schreibung Stellgr e Es wird der Gradient der Eingangsgr e IN auf einen vorgebbaren Wert RATE begrenzt Ferner wird der Ausgang OUT durch OUT_MAX und OUT_MIN begrenzt Dadurch kann der Funktionsbaustein Signale an die technologisch begrenzte Geschwindigkeit und Endlagen von Stellgliedern anpassen
139. NEG auf dem jeweils letzten Wert festgehalten xf1 und xf2 werden auf gain Y gesetzt Bei hys gt 2 db erfolgt eine Fehlermeldung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben Ursachen Verhalten des Reglers lag_neg O und lag_pos gt 0 Der Regler arbeitet als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten lag_pos lag_pos lt lag_neg gt O Der Regler arbeitet als h tte er nur eine negative R ckf hrung mit der Zeitkonstanten lag_neg xf_man lt 0 oder xf_man gt 100 Der Regler arbeitet ohne interne R ckf hrungen 33002237 247 PCONS3 Dreipunkt Regler 248 33002237 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler 3 0 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein PD_or_Pl Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 250 Darstellung 251 Strukturbild des Funktionsbausteins PD_or_PI 253 Detailbeschreibung 254 Detailierte Formeln 257 Laufzeitfehler 259 33002237 249 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften bertragungs funktion des Pl Reglers Ubertragungs funktion des PD Reglers Der Funktionsbaustein PD_or_Pl kann sowohl als PD Regler als auch als Pl Regler arbeiten Abh ngig von der Regeldifferenz SP
140. N_POS BOOL Hand Stellwert f r Y_POS YMAN_NEG BOOL Hand Stellwert f r Y_NEG Y_POS BOOL 1 positive Stellgr e an Ausgang ERR_EFF Y_NEG BOOL 1 negative Stellgr e an Ausgang ERR_EFF ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur schreibung Mode _MH Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt 33002237 243 PCONS3 Dreipunkt Regler Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur ec Element Datentyp Bedeutung gain REAL R ckf hrverst rkung R ckf hr Parameter Satz lag_neg TIME Zeitkonstante der schnellen R ckf hrung R ckf hr Parameter Satz lag_pos TIME Zeitkonstante der langsamen R ckf hrung R ckf hr Parameter Satz hys REAL Hysterese vom Dreipunktschalter db REAL Unempfindlichkeitszone xf_man REAL R cksetzwert der R ckf hrung in 0 100 244 33002237 PCONS3 Dreipunkt Regler Detailbeschreibung Struktur des Struktur des Dreipunktreglers Reglers Y Y_POS ERR_EFF QQ sp en Y gt a gt p 7 p NEG Pur xf Q a _ gain Se 1 lag_neg x s xf2 Giga CO SA 1 lag_ pos xs Dabei gilt Wenn Dann Y 1 Y_POS 1 Y_NEG 0 Y 0 Y_POS 0 Y_NEG 0 Y 1 Y_POS 0 Y_NEG 1 33002237 245 PCON3 Dreipunkt Regler Prinzip des Dreipunktreglers
141. Ng iii ea ee ee ee er 147 Detailbeschreibung HH 220 H er nananana anaa 148 La fzeitfehler 332 a a a a e ie AA 149 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung 151 bersicht iiin en ee en ers 151 Kurzbeschreibung io a reren i ae a a nennen ernennen 152 Darstellung er ra A A dt 153 Detailbeschreibung o oooooccoronroo rennen ern 154 L ufzeitfehlerz 0 ee ee R 155 K_SQRT Quadratwurzel unnu nun nn nun nn nun 157 bersicht 2 et Br ni 157 Kurzbeschreibung 2 2 2 2 2 42 22 a mer a 158 Darstellung ee ee ren 158 Laufzeitfehler 22H ee rennen ren ernennen ern en 159 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung o 161 bersichten er re mes Alan 161 Kurzbeschreibung sieten pp ena en N AEE en 162 Darstelling en 2 deta d en o a ang 163 Deta ilb8schreibung 2 2 3 2 rege en Bere 164 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung 167 bersicht sense ta Sen ee ehren 167 Kurzbeschreibung n i sco eraa i a en a a A E a a 168 Darstellung io Ta er a Br nel P OEE 169 Detailbeschreibung ceira iaa a a RE a E a G 170 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung 173 bersicht 24 0 A a lt it a 173 Kurzbeschreibung i isije erora e nennen en een ren 174 Darstellung raze n men er E T a 175 Detailbeschreibung ii serai terna 240 au i aa a a T p ae 176 Taktdiagramme 2 2 zu a e AE 177 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung 179 bersicht tai in ad a
142. ONS3 241 PD_or_PI 249 PDM 261 PI 271 PID 305 PID_P 331 PID_PF 341 PIP 389 PPI 401 PWM 411 QPWM 435 SCON3 459 VLIM 551 COMP_DB 71 COMP_PID 75 33002237 583 Index Conditioning DTIME 113 INTEGRATOR 145 LAG_FILTER 179 LDLG 183 LEAD 189 MFLOW 213 QDTIME 429 SCALING 455 TOTALIZER 529 VEL_LIM 545 CONT_CTL ALIM 41 AUTOTUNE 47 COMP_DB 71 COMP_PID 75 DEADTIME 95 DELAY 101 DERIV 107 DTIME 113 Einleitung 27 FGEN 123 INTEG 139 INTEGRATOR 145 INTEGRATOR1 151 K_SQRT 157 LAG 161 LAG_FILTER 179 LAG1 167 LAG2 173 LDLG 183 LEAD 189 LEAD_LAG 193 LEAD_LAG1 201 LIMV 207 MFLOW 213 MS 219 MULDIV_W 231 PCONZ2 235 PCONS 241 PD_or_Pl 249 PDM 261 Pl 271 PI_B 291 PI1 281 PID 305 PID_P 331 PID_PF 341 PID1 319 PIDFF 351 PIDP1 379 PIP 389 PPI 401 PWM 411 PWM1 421 QDTIME 429 QPWM 435 RAMP 443 RATIO 449 SCALING 455 SCON3 459 SERVO 465 SMOOTH_RATE 481 SP_SEL 487 SPLRG 495 STEP2 501 STEP3 507 SUM_W 513 THREE_STEP_CON1 523 THREEPOINT_CON1 515 TOTALIZER 529 TWOPOINT_CON1 539 VEL_LIM 545 VLIM 551 Controller AUTOTUNE 47 PI_B 291 PIDFF 351 STEP2 501 STEP3 507 D DEADTIME 95 DELAY 101 DERIV 107 Differenzierer mit Gl ttung 107 189 481 Dreipunkt Regler 241 515 Dreipunktregler 507 Dreipunkt Schrittregler 459 523 DTIME 113 33002237 Index E Einfacher PI Regler 291
143. OOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 252 33002237 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler Strukturbild des Funktionsbausteins PD_or_Pl Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PD_or_P l c gt a ERR gt Anti Windup Reset ISA NA 1 0 1 trig_err trig_err i th A qmax f 1 ymax Betriebs Y gt HR gt arten 0 ymin pes steuerung i qmin FEED_FWD YMAN 33002237 253 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler Detailbeschreibung Festlegung des Die Parametrierung beginnt mit der Festlegung des Schaltwertes trig_err ber Schaltwertes diesen Parameter wird festgelegt wann der Funktionsbaustein vom PD Betrieb automatisch in den PI Betrieb wechseln soll Wird die Regeldifferenz ERR SP PV betragsm ig kleiner als der Schaltwert trig_err so schaltet der Regler automatisch von PD Betrieb auf PI Betrieb um Wird die Regeldifferenz ERR betragsm ig gr er als der Schaltwert trig_err so schaltet der Regler automatisch von PI Betrieb auf PD Betrieb um Daraus ergibt sich e PD Regler ERR gt trig_err e Pl Regler ERR lt trig_err Zu jedem Reglertyp geh rt ein eigener Parametersatz der ebenfalls projektiert werden mu Mit der Umschalt
144. OUT old OUTD new Wenn en_rcpy 1 ist gilt OUT RCPY OUTD new Wert des Proportionalanteils TermP TermP sense x kp x A DEV_WGH Wert des Integralanteils Terml Terml sense x kp x x dev i Wert des Differentialanteils TermD tdx TermD 4 K X td x kd x VAR new sin T D A S erm sense x sd Wert des Feed Forward Anteils TermFF FF ff_inf x otff_sup otff_inf TermFF A 2 ff_sup ff_inf orft_inf 33002237 367 PIDFF Kompletter PID Regler PID Regler Folgende Gleichungen gelten f r inkrementale Algorithmen von PID Reglern mit aw_type 1 sto freier Antiwindup Ma nahme OUTD TermP TermI TermD TermFF TermAW OUTc OUTc old OUTD new OUT limiter OUTCc Wert des Proportionalanteils TermP TermP sense x kp x A DEV_WGH Wert des Integralanteils Terml TermI sense x kp x a x dev i Wert des Differentialanteils TermD td x TermD ja K x td x kd x VAR new Tre TermD A sense x ra Wert des Feed Forward Anteils TermFF _ E ff inf x otff_sup otff_inf TermFF ER erro a OS a otff inf Wert der sto freien Antiwindup Ma nahme TermAW Wenn en_rcpy 0 ist gilt TermAW TOUTI OUTc old Wenn en_rcpy 1 ist gilt TermAW SRCPY OUTc old 368 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Detaillierte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus Integral Betrieb Inkrementaler Der Regler kann im reinen In
145. OUTD Inkrementalwertausgang Terml Wert des Integralanteils abh ngig vom Algorithmus TermP Wert des Proportionalanteils abh ngig vom Algorithmus 33002237 295 PI_B Einfacher Pl Regler Parametrierung Strukturbild des Strukturbild des PI_B Reglers PI_B Reglers Proportional action kp DEY Integral u action a ti K dband Reverse a Direct rev_dir outbias Man Auto o MAN_AUTO out_sup k He Limiter OUT TRJ TR_S Tracking out_inf Absolute Der absolute Algorithmus wird verwendet wenn kein I Anteil vorhanden ist wenn Algorithmen ti 0 In diesem Fall wird zuerst der Ausgang OUT berechnet und die Ausgangs nderung daraus gefolgert 296 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Inkrementale Algorithmen Inkrementale Algorithmen werden verwendet wenn ein I Anteil vorhanden ist d h wenn ti gt 0 Die Besonderheit dieses Algorithmus besteht darin zuerst die Ausgangs nderung OUTD zu berechnen und daraufhin den Absolutwertausgang mittels folgender Formel zu bestimmen OUT new OUT old OUTD Bei diesem Algorithmus kann dem Regler ein SERVO Funktionsbaustein nachgeschaltet werden was eine astatische Regelung erm glicht Der inkrementale Algorithmus erm glicht dar ber hinaus die Projektierung eines bausteinexternen Integralanteils bei Regelapplikatio
146. PIDFF zu verwenden Funktionalit ten sind erg nzen diese Funktionalit ten e Automatische Reglereinstellung ber den AUTOTUNE Funktionsbaustein e Auswahl eines internen oder externen Sollwertes ber den Funktionsbaustein SP_SEL e Steuerung des Handbetriebes der abgetasteten Regelschleifen siehe Abtasten S 36 mit dem Funktionsbaustein MS 352 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PIDFF Darstellung des Bausteins PIDFF REAL PV OUT REAL REAL SP OUTD REAL REAL FF REAL RCPY BOOL MAN_AUTO MA_OH BOOL Para_PIDFF PARA INFO Info_PIDFF REAL TRI STATUS WORD BOOL TR_S Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Istwert Process Value SP REAL Sollwert Set Point FF REAL St rgr eneingang RCPY REAL Kopie der aktuellen Stellgr e MAN_AUTO BOOL Regler Betriebsart 1 Automatik Betrieb 0 Handbetrieb PARA Para_PIDFF Parameter TR_I REAL Initialisierungseingang TR_S BOOL Initialisierungsbefehl OUT REAL Absolutwertausgang OUTD REAL Inkrementalwertausgang Differenz zwischen dem Ausgang des aktuellen und des vorherigen Zyklus MA_O BOOL Aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins 1 Betriebsart Automatik 0 andere Betriebsart d h Hand oder Trackingbetrieb INFO Info_PIDFF Informationen STATUS WORD Statuswort
147. PV o 191 g 109 1 1 LE gt A a Da EN_P jene Anti Windup Reset g ls o0 l i Tiy YP 0 4 N QMAX y yi 5 YMAX He Betriebs Gg gt Am arten l YMIN steuerung EN YD QMIN E TD TD_LAG O ne A 10 ESE BIAS l 0o c 1 I D_ON_X EN_D Lo 2 E x YMAN 33002237 PID1 PID Regler Parametrierung des PID1 Reglers Parametrierung Umkehr des Regelsinns Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Die Struktur des PID1 Reglers ist im Strukturbild S 323 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Proportionalbeiwert GAIN der Nachstellzeit TI und der Vorhaltezeit TD Der D Anteil wird mit der Zeit TD_LAG verz gert Das Verh ltnis von TD TD_LAG nennt man Differenzierverst rkung VD Der D Anteil kann entweder durch die Regeldifferenz ERR D_ON_X 0 oder durch die Regelgr e PV D_ON_X 1 gebildet werden Wird der D Anteil durch die Regelgr e PV bestimmt so wird bei F hrungsgr en nderungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich im Prinzip nur auf St rungen und Proze nderungen aus Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Umkehrung des Vorzeichens an GAIN erreicht werden Ein positiver Wert an GAIN bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert steigt Ein negati
148. RI STATUS TR_S TRS TR_S INFO STATUS MS IN OUT gt TC18_OUT FORC OUTD MA_FORC MA_O MAN_AUTO STATUS PARA TRI TR_S Beim Start der automatischen Reglereinstellung stellt der AUTOTUNE EFB den Funktionsbaustein MS auf die Betriebsart Tracking ein und steuert so direkt den Ausgang des Regelkreises Die Verwendung der RCPY Eing nge der Bausteine AUTOTUNE und PIDFF erm glicht einen sto freien Weiterstart des Regelkreises Die verschiedenen Betriebsarten der automatischen Reglereinstellung und deren untereinander geltende Priorit ten sind in folgender Tabelle definiert Betriebsart TR_S START Tracking 1 0 oder 1 Automatische Reglereinstellung 0 1 Bei Beendigung der automatischen Reglereinstellung wird der TRS Ausgang auf Null gesetzt und generiert somit eine R ckstellung des Regelkreises auf die vorherige Betriebsart Hand oder Automatik Wenn die automatische Reglerein stellung scheitert wird die Variable TRI auf den vor Start der automatischen Reglereinstellung geltenden Wert zur ckgesetzt und der Regelkreis kehrt zur vorherigen Betriebsart zur ck 33002237 59 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Diagnose bersicht zur Diagnose Diagnosewort Verschiedene Gr nde k nnen dazu f hren daf die automatische Reglereinstellung nicht gestartet werden kann abgebrochen wird oder scheitert Dabei kann eventuell je
149. S Mode_COMP_PID MODE Para_COMP_PID PARA COM_PID Y REAL ERR REAL STATUS Stat_COMP_PID REAL YMAN SP_CAS_N REAL REAL YRESET REAL FEED_FWD REAL OFF YMAN_NH REAL OFF_NF REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e PV REAL Regelgr e SP_CAS REAL F hrungsgr e f r Kaskade MODE Mode_COMP_PID Betriebsart PARA Para_COMP_PID Parameter YMAN REAL Hand Stellwert YRESET REAL R cksetzwert Stellgr e FEED_FWD REAL St rgr eneingang OFF REAL Offset f r P PD Betrieb Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz STATUS Stat_COMP_PID Ausgangs Status SP_CAS_N REAL F hrungsgr e f r Kaskade YMAN_N REAL Hand Stellwert OFF_N REAL Offset f r P PD Betrieb 33002237 77 COMP_PID Komplexer PID Regler Parameterbe schreibung Mode _ COMP_PID Parameterbe schreibung Para_COMP_PID Beschreibung der Datenstuktur Element Datentyp Bedeutung r BOOL 1 Betriebsart R cksetzen man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt cascade BOOL 1 Kaskadierungs Modus en_p BOOL 1 P Anteil ein en_i BOOL 1 I Anteil ein en_d BOOL 1 D Anteil d_on_pv BOOL 1 D Anteil auf Regelgr e 0 D Anteil auf Regeldifferenz halt_aw BOOL 1 Antiwindup Halt 0 Antiwin
150. Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 334 33002237 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Parametrierung des PID_P Reglers Strukturbild Parametrierung Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PID_P ERR gt p 4 e Hs 4 _ gt SP Anti Windup Reset PA iy YP A qmax 7 ERR y TA re Betriebs y Lal gt arten gt EN R ymin de steuerung YD qmin d tdlag 5 T gt L FEED_FWD to PV l gez i d_on_pv YMAN Die Struktur des PID_P Reglers ist im Strukturbild S 335 dargestellt Die Parametrierung des PID_P Reglers erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Proportionalbeiwert kp den Integrierbeiwert ki und den Differenzierbeiwert kd Der P I und D Anteil k nnen einzeln abgeschaltet werden indem der entsprechende Eingang kp ki oder kd auf O gesetzt wird Der D Anteil wird mit der Zeitkonstante td_lag verz gert Der D Anteil kann entweder basierend auf der Regeldifferenz ERR d_on_pv 0 oder basierend auf der Regelgr e PV d_on_pv 1 gebildet werden Wird der D Anteil aufgrund der Regelgr e PV bestimmt so wird bei F hrungsgr en nderungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich im Prinzip nur auf St
151. T A outi_sup PH PPPTPPPPFFEFTLEFR UU me N Tetra er eneen out2_inf DH AAA CIETEITLEFELERLLTETETELETELERERT out1_inf DH AT i I i AUN 0 out1_th2 out1_th1 out2_th1 out2_th2 100 498 33002237 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern Split Range Regelung Betriebsarten Hier finden Sie die Darstellung der Eigenschaften der beiden Stellglieder bei einer Split Range Regelung OUT outi_sup out2_sup out2_inf out1_inf o outi_th1 out1_th2 out2_th1 out2_th2 100 Hinweis Die Ausg nge dieses Reglers k nnen ohne Stellungsr ckf hrung nicht zur Steuerung eines SERVO Funktionsbausteins verwendet werden Der Funktionsbaustein SPLRG ist keiner spezifischen Betriebsart zugeordnet Es ist jedoch durchaus m glich die beiden Ausg nge des Funktionsbausteins per Hand zu steuern indem jedem Ausgang ein MS Funktionsbaustein aufgeschaltet wird Bei der Programmierung sollte der Anwender darauf achten da die R ckkehr zur Betriebsart Automatik sto frei erfolgt 33002237 499 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgenden Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechn
152. Werte out_min und out_max begrenzt out_max OUT out_min 0 in_min IN in_max IN nderung der Es ist ebenfalls m glich die Anstiegsrichtung der numerischen Eingangsgr e zu Anstiegs ndern indem out_max ein geringerer Wert zugeordnet wird als out_min richtung out_min OUT out_max 0 33002237 457 SCALING Skalierung Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit0 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 4 1 Der Clip Parameter ist auf 1 eingestellt und der Eingang IN liegt au erhalb des Bereichs in_min in_max zur Berechnung ben tigt der Funktionsbaustein den Wert in_min bzw in_max Bit 7 1 Der Parameter in_min ist gleich in_max Fehlermeldung Ein Fehler wird in folgenden F llen gemeldet e An einem Eingang wird ein nicht gleitender Wert erfa t e Bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten tritt ein Problem auf e Wenn in_min in_max In diesen F llen bleibt der Ausgang OUT unver ndert 458 33002237 SCON3 Dreipunkt Schrittregler 90 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SCON3 Inhalt dieses Dieses Kapite
153. Zeitdiffernz zwischen aktullem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR Wert der Regeldifferenz aus dem aktuellen Abtastschritt new ERR 014 Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o FEED_FWD St rgr e PV Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV 1d Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt o Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen von den Betriebsarten abh ngigen Teilgr Ben zusammen Y YP YI YD FEED_FWD Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr Ben Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Elementen en_p en_i und en_d e P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt 33002237 315 PID PID Regler P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt F r en_p
154. _PID 22 222 en seen 85 Sto freie Betriebsartenumschaltung 2222er nern rennen 86 Auswahl der Betriebsart des COMP_PID 220 ces seen 89 Detaillierte Formeln 22220 s ee eer ernennen rennen nenn 92 L ufzeitfehler tr a nern Be nenn 94 DEADTIME Totzeitglied ooooooommommo oo 95 bersicht aut Zur a ee ne ee 95 Kurzbeschreibung A en nern ernennen nennen 96 D rstellung i 4 dd dl nen ei 97 B t iebsarnten ssuda aa n a re ds 98 Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines oooocoooooooo 99 L ufzeitfehler iii ea 99 Kapitel 8 Kapitel 9 Kapitel 10 Kapitel 11 Kapitel 12 DELAY Totzeitglied ooooooooooooomomomo 101 bersicht n endn sen an ds a tt en 101 KurzbeschreibunQ o0ooooorororrer en E aa 102 Darstellung osii 22 2 Be er Era Er HR 103 BetriebS nten ii enter gran ernten ann ran eve nee 104 Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines oo o ooooooo 105 DERIV Differenzierer mit Gl ttung 107 bersicht 2 1 sl da a m ee un 107 KurzbeschreibunQ o0ooooorororror en nn 108 D rstelling ssi roas ee ren Sn 108 Formeln ar rei AA ea ne 109 Detailbeschreibung 22 22 H rennen een een een ren 110 Beispiel zum Funktionsbaustein 2222er een een nenn 111 Laufzeitfehler 24 00 A ren anne 111 DTIME Verz gerung oo oooooocccncn nn
155. _lo_x gelten f r positive Eingangssignale X Hierbei wird der Ausgang Y_POS gesetzt Die Parameter neg_t_min neg_up_x und neg_t_max neg_lo_x gelten f r negative Eingangssignale X Hierbei wird der Ausgang Y_NEG gesetzt 33002237 265 PDM Pulsdauermodulation Darstellung der Ein Verh ltnis der Zeiten zueinander zeigt folgendes Bild Zeitverh ltnisse Y_POS t_brake variable Taktzeit t_period Y_NEG Abh ngigkeitder Die Abh ngigkeit der Zeitdauer in welcher der Ausgang Y_POS Y_NEG 1 Signal Zeitdauer hat von der Eingangsgr e X ist im Bild Abh ngigkeit der Ausg nge von X S 267 und Bild Abh ngigkeit der Ausg nge von X Sonderfall S 267 dargestellt 266 33002237 PDM Pulsdauermodulation Abh ngigkeitder In folgendem Bild ist die Abh ngigkeit der Ausg nge von X dargestellt Ausg nge von X t_period Y_POS f x pos_t_max t 4 P Y_POS pos_t_min neg_up_x neg_lo_x T iris neg_t_min Y_NEG f x Sd Y_NEG t_period neg_t_max Abh ngigkeitder In nachfolgendem Bild ist der Sonderfall t_min 0 lo_x O dargestellt Ausg nge von X Sonderfall t_period Y_POS f x 7 Y_POS UTE SN pos_up_x t_period Y_NEG f x Ze Y_NEG neg_t_max 33002237 267 PDM Pulsdauermodulation Betriebsarten Rand bedingungen Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei der Betriebsart Reset R 1 werden die Ausg n
156. a Kane 531 Formeln 2 2 nr ern ar ER Hu 533 Detailbeschreibung 2 0H onen en rennen nennen nen 534 Laufzeitfehler una ee ae a een ee 538 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler 539 bersicht ya a ae una ee 539 Kurzbeschreib ng eissi sies no A e a a S 540 Darstellung er 2 een Pr 541 Detailbeschreibung 2204er ee ren nennen nennen nen 542 La fzeitfehler 2 ee ur mer Hera 544 VEL_LIM Anstiegsbegrenzer ooooooooomommoooo 545 bersicht un lan nes belegen 545 Kurzbeschreibung ooooooocco een en reer een 546 Darstellige a ws ar ee Dr ren pp 547 Detailbeschreibung 220 H onen ren rennen en ern 548 Laufzeitfehler u re Rn 549 Kapitel 63 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung NEON 551 bersicht m es In ru 551 KurzbeschreibunQ oooooocororocrr ernennen 552 Darstellung 2 sr ee een er 553 Detailbeschreibung 2 22 r rennen rennen en en 554 kaufzeitfehler 2 2 ei Ina 555 det ao VE e a a a NE GB Are are 557 DARA A da a 583 16 Sicherheitshinweise Wichtige Informationen HINWEIS Lesen Sie diese Anweisungen gr ndlich durch und machen Sie sich mit dem Ger t vertraut bevor Sie es installieren in Betrieb nehmen oder warten Die folgenden Hinweise k nnen an verschiedenen Stellen in dieser Dokumentation enthalten oder auf dem Ger t zu lesen sein Die Hinweise warnen vor m glichen Gefahren oder machen auf Inform
157. aden Regler Strukturbild des Funktionsbausteins PIP Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PIP OFF SP_FIX SP2 m ce P Regler a a gain2 PV2 1 A q_max ymax gt 3 A 091 ymin gt i q_min a lt 33002237 393 PIP PIP Kaskaden Regler Parametrierung des PIP Kaskaden Reglers Blockschaltbild Parametrierung Stellgr en Begrenzung Blockschaltbild des PIP Kaskaden Regler Proze Sp Yi Le SP2 Pl P vl st gt PV 7 PV2 i i l y y 32 Y Die Struktur des PIP Reglers ist im Blockschaltbild S 394 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PI Parameter n mlich den Proportionalbeiwert gaini und der Nachstellzeit ti Der I Anteil kann durch Nullsetzen von ti abgeschaltet werden Anschlie end folgt die Parametrierung des P Reglers durch den Proportional beiwert gain2 Am Ausgang des Folgereglers findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax 394 33002237 PIP PIP Kaskaden Regler Anti Windup Reset Pl Reg ler Findet eine Stellgr en Begrenzung statt soll durch Antiwindup Reset daf r gesorgt werden da der integrale Anteil des F hrungsreglers nicht ber alle Grenzen wachsen kann Di
158. ai 437 EM A NER 438 Detallbeschrelbung 122 d ae nie 439 Beispiel zum Baustein QPWM 2 on ones rennen rennen 441 RAMP Rampengener tor sr rrr rennen 443 bersicht a na ea re ia 443 Kurzbeschreibung ita ELA ai mr ar 444 Darstellung 23 A ren 445 Detailbeschreibung 2 22 Heer rennen 446 L ufzeitfehler u en 20 ee ne a een 448 RATIO Verh ltnisregler ooooooooooonmmo 449 bersichta 2 2m Je a e en e Aa 449 Kurzbeschreibung oooooooocoo ee een ren 450 D rstelllhg ii A HH Dabei 451 Detailbeschreibung 220 H onen ren nennen een ern 452 Laufzeitfehler o ge 454 SCALING Skalierung ooooooocnnoooonnnmmoo 455 bersicht rn erh en mans 455 Kurzbeschreib ng 2 2 2 ua aa ei 456 Darstellung a en ra 456 Parametrierung 3 3 22 2 ee ee A 457 Laufzeitfehler u 24 2m re een 458 SCON3 Dreipunkt Schrittregler 459 bersicht una nn lo lata sob o 459 Kurzbeschreibung ooooooocco ernennen rennen 460 Darstellige a we er er ra Aaa 461 Detailbeschreibung 224 H onen ren ernennen nennen 462 La fzeitfehler iroa a en re 464 Kapitel 51 Kapitel 52 Kapitel 53 Kapitel 54 Kapitel 55 Kapitel 56 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren 465 bersicht nu nn en ee nn RUE SHE N 465 Kurzbeschreibung 24Her seen een ernennen 466 Darstellung ns ia e
159. ameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften Betriebsarten Hand Halt Automtik sto freie Umschaltung Hand Automatik Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Anti Windup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil 282 33002237 PI1 Pl Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins Pr BOOL MAN BOOL HALT REAL SP REAL PV Y REAL REAL GAIN ERR REAL TIME TI QMAX BOOL REAL YMAX QMIN BOOL REAL YMIN REAL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt SP REAL Sollwerteingang PV REAL Eingangsgr e GAIN REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor TI TIME Nachstellzeit YMAX REAL Obere Stellgrenze YMIN REAL Untere Stellgrenze YMAN REAL Handwert Y REAL Stellgr e ERR REAL Ausgang Regeldifferenz QMAX BOOL 1 Ausgang Y hat obere Stellgrenze erreicht QMIN BOOL 1 Ausgang Y hat untere Stellgrenze erreicht 33002237 283 PI1 Pl Regler Formeln bertragungs funktion Berechnungs formeln Ausgangssignal Erl uterung der Formelgr en Die bertragunsfunktion lautet 1 G s GAINx Der I Anteil kann durch Nullsetzen von TI abgeschaltet werden Die Berechnungsformeln lauten YP
160. ang Y eine Signalform die in der Datenstruktur Para_FGEN definiert wird Der Funktionsbaustein ist kaskadierbar d h bei Anwendung mehrerer dieser EFBs k nnen verschiedene Signalformen erzeugt und berlagert werden Folgende 8 verschiedene Signalformen k nnen generiert werden Sprungfunktion Rampenfunktion Dreieckfunktion S gezahnfunktion Rechteckfunktion Trapezfunktion Sinusfunktion Zufallszahl Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden 124 33002237 FGEN Funktionsgenerator Darstellung Symbol Parameterbe schreibung FGEN Parameterbe schreibung Para_FGEN Darstellung des Bausteins FGEN BOOL R BOOL START Para_FGEN PARA REAL YOFF YH REAL ACTIVE BOOL NH INT Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung R BOOL 1 R cksetzen START BOOL 1 Funktionsgenerator starten PARA Para_FGEN Parameter YOFF REAL Offset f r Ausgang Y Y REAL Ausgang des Funktionsgenerators ACTIVE BOOL ACTIVE 1 Funktionsgenerator ist aktiv N INT Anzahl der Perioden seit Start Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung func_no INT Wahl der Funktion 1 8 des Generators amplitude REAL Amplitude der Funktion halfperiod TIME Halbe Periodendauer t_off TIME Ausschalt Zeitkonstante t_rise TIME Hochlauf Zeitkonstante t_acc TIME Ve
161. arametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Verst rkung GAIN des Differenzierers und der Zeitkonstante LAG mit welcher der Ausgang Y verz gert wird F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang X Sprung am Eingang X von 0 auf 1 0 wird der Ausgang Y auf den Wert GAIN springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um dann mit der Zeitkonstante LAG wieder auf O zur ckzugehen Der Funktionsbaustein SMOOTH_RATE hat 3 Betriebsarten Automatik Hand und Halt Diese Betriebsarten k nnen ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Eingang YMAN wird auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten 484 33002237 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung Beispiel Im nachfolgenden Bild ist die Sprungantwort des Funktionsbausteins SMOOTH_RATE mit GAIN 1 und LAG 10 s dargestellt 33002237 485 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung 486 33002237 SP_SEL Sollwertschalter 93 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SP_SEL Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folg
162. arstellung Symbol Darstellung des Bausteins LEAD REAL IN OUT REAL REAL GAIN TIME LAG REAL TR_I BOOL TR_S Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingangswert GAIN REAL Verst rkung der Differenzierung LAG TIME Verz gerungszeitkonstante TR_I REAL Initialisierungs Eingang TR_S BOOL Initialisierungs Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang Differenzierer mit Gl ttung 33002237 191 LEAD Differenzierer mit Gl ttung Detailbeschreibung Parametrierung Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Verst rkung GAIN des Differenzierers und der Zeitkonstante LAG mit welcher der Ausgang OUT verz gert wird F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang IN Sprung am Eingang IN von 0 auf 1 0 wird der Ausgang OUT auf den Wert GAIN springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um dann mit der Zeitkonstante LAG wieder auf O zur ckzugehen Betriebsarten Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Tracking 1 Der Trackingwert TR_I wird fest auf den Ausgang OUT bertragen Beispiel Darstellung der Sprungantwort des LEAD F
163. atenstuktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung rate REAL Maximale Anstiegsgeschwindigkeit maximales x sec ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 33002237 553 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der maximalen Anstiegsgeschwindigkeit rate sowie der Grenzen ymax und ymin f r den Ausgang Y Die maximale Anstiegsgeschwindigkeit gibt an um welchen betragsm igen Wert sich der Ausgang innerhalb einer Sekunde maximal ndern darf Vom Parameter rate wird der Betrag ausgewertet Sonderfall Haben Sie rate 0 projektiert so folgt der Ausgang Y dem Eingang X sofort Y X rate 0 Stellgrenzen Die Grenzen ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Ausg nge qmax und qmin angezeigt e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Betriebsarten Es gibt drei Betriebsarten di
164. ationen aufmerksam die Vorg nge erl utern bzw vereinfachen Erscheint dieses Symbol zus tzlich zu einem Warnaufkleber bedeutet dies A dass die Gefahr eines elektrischen Schlags besteht und die Nichtbeachtung des Hinweises Verletzungen zur Folge haben kann gefahren aufmerksam Beachten Sie alle unter diesem Symbol aufgef hrten Hinv um Verletzungen oder Unf lle mit Todesf lle zu vermeiden A GEFAHR GEFAHR macht auf eine unmittelbar gef hrliche Situation aufmerksam die bei Nichtbeachtung unweigerlich einen schweren oder t dlichen Unfall zur Folge hat Dies ist ein allgemeines Warnsymbol Es macht Sie auf m gliche Verletzungs A WARNUNG WARNUNG macht auf eine m glicherweise gef hrliche Situation aufmerksam die bei Nichtbeachtung unter Umst nden einen schweren oder t dlichen Unfall oder Besch digungen an Ger ten zur Folge haben kann A VORSICHT VORSICHT macht auf eine m glicherweise gef hrliche Situation aufmerksam die bei Nichtbeachtung unter Umst nden einen schweren oder t dlichen Unfall oder Besch digungen an Ger ten zur Folge hat 33002237 17 Sicherheitshinweise Elektrische Ger te d rfen nur von Fachpersonal installiert betrieben gewartet und instand gesetzt werden Schneider Electric haftet nicht f r Sch den die aufgrund der Verwendung dieses Materials entstehen 2007 Schneider Electric Alle Rechte vorbehalten BITTE BEACHTEN 18 33002237
165. auer t_on legt die Zeitdauer fest in welcher der Ausgang Y_POS bzw Y_NEG 1 Signal besitzt Bei positivem Eingangssignal X wird der Ausgang Y_POS gesetzt bei negativem Eingangssignal X wird der Ausgang Y_NEG gesetzt Immer nur ein Ausgang f hrt 1 Signal Zwischen Stell und Bremsimpuls mu zum Schutz der Leitungselektronik Verhindern des gleichzeitigen Z ndens antiparallel geschalteter Stromrichterventile eventuell eine frei vorgebbare Pausenzeit von t_pause 10 oder 20 ms eingelegt werden An die Impulsdauer schlie t sich nach einer Pausenzeit t_pause ein m glicher Bremsimpuls f r die Zeitdauer t_brake an Innerhalb der Pausenzeit f hren beide Ausg nge 0 Signal W hrend der Bremszeit f hrt der jeweils zum vorherigen Impuls entgegengesetzte Ausgang 1 Signal Eine Pausenzeit von t_pause 20 ms t_pause 0 02 entspricht einem Aussetzen der Z ndwinkelsteuerung um zwei Halbwellen Damit ist ein gen gend gro er Sicherheitsabstand zur Verhinderung von Kurzschl ssen bzw das Ansprechen der Schutzbeschaltung infolge des Z ndens antiparalleler Ventile gew hrleistet Anschlie end folgt eine Zeit in der beide Ausg nge O Signal f hren Wartezeit Diese Wartezeit zusammen mit der Impulszeit der Pausenzeit und der Bremszeit ergeben eine Periodendauer Iperiod die in Abh ngigkeit von lo_x und t_min nach folgenden Gleichungen berechnet wird Voraus Gleichung Erl uterung der Formelgr en setzungen lo_x l
166. ausf hrbare DFB Code einer Section Die Gr e des DFB Codes ist haupts chlich von der Bausteinanzahl in der Section abh ngig Die DFB Exemplardaten sind interne Daten der im Programm verwendeten abgeleiteten Funktionsbausteine DINT steht f r den Datentyp doppeltlange ganze Zahl double integer Die Eingabe erfolgt als Integer Literal Basis 2 Literal Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datenelemente ist 32 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps reicht von 2 exp 31 bis 2 exp 31 1 Eine Methode zur Variablendarstellung im SPS Programm aus der die Zuordnung zum logischen Speicherort und indirekt zum physikalischen Speicherort direkt abgeleitet werden kann Ein Fenster innerhalb eines Anwendungsfensters Es k nnen mehrere Dokument fenster gleichzeitig in einem Anwendungsfenster ge ffnet sein Es kann aber immer nur ein Dokumentfenster aktiv sein Dokumentfenster in Concept sind z B Sections das Meldungs Fenster der Referenzdaten Editor und die SPS Konfiguration DP Dezentrale Peripherie Dummy Eine Leerdatei die aus einem Textkopf mit allgemeinen Dateiinformationen wie z B Autor Erstellungsdatum EFB Bezeichnung usw besteht Der Anwender mu die Fertigstellung dieser Dummy Datei durch weitere Eintr ge vornehmen DX Zoom Diese Eigenschaft erm glich Ihnen das Anschlie en an ein Programmierobjekt um dessen Datenwerte zu beobachten und zu ndern falls notwendig E E A
167. ax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Halt Der Reglerausgang bleibt wie er vorgefunden wird d h der Baustein ver ndert die Stellgr e Y nicht Regler bleibt stehen Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Stellgr enbegrenzung und Antiwindup Ma nahme sind wie im Automatik Betrieb Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r die Stellgr e Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden 256 33002237 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler Detailierte Formeln Erl uterung der Formelgr Ben Regeldifferenz Stellgr Be Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt Aktuelle Abtastzeit ERR Regeldifferenz ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o FEED_FWD St rgr e Y Aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YD 1d Wert des D Anteils aus dem vorherigen Abtastschritt o YI I Anteil YI 1d Wert des I Anteils aus dem vorherigen Abtastschritt o YP P Anteil Die Regeldifferenz wird wie folgt ermittelt ERR SP PV Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen von den Be
168. ax_a gebremst so da der Ausgang nicht abrupt stehen bleibt sondern langsam in den Endwert einl uft Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt e max_a oder max_v lt 0 ist 33002237 45 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung 46 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung bersicht Einleitung Inhalt dieses Dieses Kapitel beschreibt den Baustein AUTOTUNE Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 48 Darstellung 49 Prinzip der automatischen Reglereinstellung 52 Identifikationsprinzip 54 Parametrierung 55 Reglerkopplung 58 Betriebsarten 59 Diagnose 60 Status der automatischen Reglereinstellung 61 Ursachen f r einen Fehlstart 61 Ursachen f r den Abbruch der automatischen Reglereinstellung 62 Generierung eines Test nach Beenden der automatischen Reglereinstellung 64 Laufzeitfehler 69 33002237 47 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Algorithmus Wichtige Merkmale Dieser Funktionsbaustein erm glicht die automatische Einstellung der PID Regler PIDFF Kompletter PID Regler S 351 PI_B Einfacher PI Regler S 291 Bei Anlagenstart stabilisiert die automatische Reglereinstellung die Regelung und wirkt somit zeitsparend
169. baustein beim bergang auf R 0 mit der Ausgabe eines neuen 1 Signals am zugeh rigen Ausgang beginnt Randbedin Wird der Baustein QPWM zusammen mit einem PID Regler betrieben so sollte die gungen Periodendauer t_period so gew hlt werden da sie der Abtastzeit des PID Reglers entspricht Dann ist n mlich gew hrleistet da jedes neue Stellsignal vom PID Regler innerhalb der Periodendauer vollst ndig bearbeitet werden kann Die Abtastzeit des QPWM sollte danach gew hlt werden wie fein die Impulszeit zur Periodendauer steht Durch sie wird der minimal m gliche Stellimpuls festgelegt Es empfiehlt sich minimal folgendes Verh ltnis t_period Abtastzeit QPWM gt 10 440 33002237 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Beispiel zum Baustein QPWM Sprungantwort Im Beispiel sind die Signalfolgen an den Ausg ngen Y_POS und Y_NEG bei verschiedenen Werten des Eingangssignals X dargestellt F r die Darstellung der Sprungantwort gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe t_period 4s t_min 0 58 x_max 10 Taktdiagramm Sprungantwort i k O 0 O Stellimpuls folge Y_NEG X Analoges Signal Es f llt auf da bei sehr kleinem Eingangssignal X kein Impuls mehr ausgegeben wird Dies ist auf die Wirkung der Zeit t_min zur ckzuf hren Bei einem gro em Eingangssignal X X x_max wird ein Dauerimpuls ausgegeben 33002237 441 QPWM Pulsbreitenmodulation ei
170. beitspunkt Wenn das Abtastintervall im Verh ltnis zur Stellimpulsdauer zu gro ist gt tmax 25 ist die Reaktionspr fung zu unpr zise und die automatische Reglereinstellung wird blockiert Dieser Fall ist typisch f r sehr schnelle Regelprozesse tmax gr er als Einschwingzeit des Prozesses einer Gr enordnung von wenigen Sekunden In diesem Fall kann tmax erh ht werden da der Algorithmus kaum auf diesen Parameter reagiert im Verh ltnis 1 zu 3 oder das Abtastintervall entsprechend eingestellt werden 33002237 61 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Ursachen f r den Abbruch der automatischen Reglereinstellung bersicht Bit 3 des Elementes diag Bit 4 des Elementes diag Bit 5 des Elementes diag Folgende Bits des Diagnosewortes Element diag zeigen die Ursachen f r den Abbruch der automatischen Reglereinstellung Bit Bedeutung 1 nderung von Parametern w hrend der Reglereinstellung 1 Abbruch wegen Systemfehler 1 S ttigung des Istwertes 1 Anstieg zu gering oo ajA 1 Unlogische Reaktion Wenn der Parametertmax oder step_ampl w hrend der Reglereinstellung ge ndert wird wird diese abgebrochen Die automatische Reglereinstellung wird abgebrochen wenn an der SPS ein Systemfehler vorliegt der den vollst ndigen Ablauf der Ablaufkette behindert Ein Ausschalten stoppt beispielsweise automatisch die Funktion bei Spannungsr ckke
171. bernimmt die sekund re SPS die Steuerungskontrolle Unter normalen Bedingungen bernimmt die sekund re SPS keine Steuerungsfunktion sondern berpr ft die Statusinformationen um Fehler zu erkennen 33002237 575 Glossar Referenz Register im erweiterten Speicher 6x Referenz RIO Remote 1 0 Jede direkte Adresse ist eine Referenz die mit einer Kennung beginnt die angibt ob es sich um einen Eingang oder einen Ausgang und ob es sich um ein Bit oder ein Wort handelt Referenzen die mit der Kennzahl 6 beginnen stellen Register im erweiterten Speicher des Signalspeichers dar 0x Bereich Ausgangs Merkerbits 1x Bereich Eingangsbits 3x Bereich Eingangsworte 4x Bereich Ausgangs Merkerworte 6x Bereich Register im erweiterten Speicher Hinweis Das x das nach der ersten Ziffer jedes Referenztyps steht repr sentiert einen f nfstelligen Speicherort im Anwender Datenspeicher z B hat die Referenz 400201 die Bedeutung eines 16 Bit Ausgangs oder Merkerworts an Adresse 201 des Signalspeichers 6x Referenzen sind Merkerworte im erweiterten Speicher der SPS Sie k nnen nur bei LL984 Anwenderprogrammen und nur Verwendung einer CPU 213 04 oder CPU 424 02 verwendet werden Fern E A gibt einen physikalischen Ort der E A Punktsteuerungsger te an in Bezug auf den sie steuernden Prozessor Fern Ein Ausg nge sind mit dem Steuerungsger t ber ein verdrahtetes Kommunikationskabel verbunden RTU M
172. bild des Funktionsbausteins PPl 2222nree seen en 405 Parametrierung des PPI Kaskaden Reglers 2 222222 een nenn 406 Betriebsarten una een en aa Eaa 408 Detaillierte Formeln 222202 sense een rennen ernennen 409 Laufzeitfehler x cata 20 3 2 rien ba 410 PWM Pulsbreitenmodulation ooooooooooo 411 bersicht St I as ee ee ee 411 Kurzbeschreibung s m occiso anei 412 Darstelling nn en ts 413 Formeln er ee a ea ae a ame ne he 414 Detailbeschreibung 2HH0r rennen rennen nenn 415 Beispiele zum Baustein PWM o ooocooccocco rennen 418 PWMI1 Pulsbreitenmodulation oooooo o 421 bersichtaus tar seta nee ats ale erinnere rise 421 Kurzbeschreibung 222222 eeeen rennen ernennen nenn 422 Darstellung 0 sn ri rn a een dE 423 Formeln A AAA ds 424 DetailbeschreibunQ ooooooocoorororr en nn 425 Beispiel zum Baustein PWM1 ooocooococco nenn 427 11 Kapitel 45 Kapitel 46 Kapitel 47 Kapitel 48 Kapitel 49 Kapitel 50 QDTIME Totzeitglied oooooommmmmmo o 429 bersicht u et AN o E IAE 429 Kurzbeschreibung ooooocooocoocr nennen ernennen 430 Darst ll ngk caan Nest died 431 Detailbeschreibung o o0oooooccococr een nen 432 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach 435 Ubersichte add er sn ee nn 435 Kurzbeschreibung s r diaa a a a a nennen ernennen 436 Darstellung 4 a8 a a a ia
173. bsarten Tracking Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet 1 sx LEAD IF SIN LAG Die Berechnungsformel lautet LAG x OUT ja GAIN x LEAD dt x IN LEAD x IN 1a OUT 22 oo LAG dt Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung IN o1a Wert des Eingangs IN aus dem vorherigen Zyklus OUT ora Wert des Ausgangs OUT aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 184 33002237 LDLG PD Glied mit Gl ttung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Darstellung des Bausteins REAL REAL TIME TIME REAL BOOL LDLG GAIN LEAD LAG TR_I TR_S OUT REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingang GAIN REAL Verst rkungsfaktor LEAD TIME Differenzierzeitkonstante LAG TIME Verz gerungszeitkonstante TR_I REAL Initialisierung Eingang TR_S BOOL Initialisierung Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang 33002237 185 LDLG PD Glied mit Gl ttung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors GAIN sowie der Parametrierung der Differenzierzeitkonstante LEAD und der Verz gerungszei
174. ch die Amplitude aus amplitude und amplitude zusammen ist also doppelt so hoch Der Parameter halfperiod definiert die halbe Periodendauer Der Parameter t_off definiert eine Ausschaltzeit Ruhezeit Eine Halbperiode der Funktion wird dann innerhalb der Zeit halfperiod t_off ausgegeben F r die Definition der Trapezfunktion gibt es noch die Hochlaufzeit t_rise Das ist die Zeit in der das Signal von O auf amplitude hochlaufen soll Diese Zeit wird auch f r den Abfall von amplitude auf O benutzt 128 33002237 FGEN Funktionsgenerator Verschleifen einer Funktion Soll eine Funktion in Form einer Rampe ansteigen oder abfallen so sind die Uberg nge zun chst immer mit einem Knick behaftet Die Steigung ist hierbei nicht stetig Zur Realisierung eines sanften Anstieg bzw Abfall wird der Verschliff verwendet d h die Rampe wird zu einer S Kurve Verschleifen einer Funktion Y amplitude Diese wird in drei Teile eingeteilt Im Teil wird von O aus beschleunigt hochgefahren Im Teil II wird mit der am Ende von Teil erreichten Geschwindigkeit weitergefahren Im Teil III wird mit der Beschleunigung aus Teil gebremst um sanft den Endpunkt anzufahren Die Gr e der Abschnitte sind frei w hlbar Sie werden durch Angabe von t_acc und t_rise definiert Die verwendete Beschleunigung wird nach folgenden Formeln berechnet amplitude S1 S2 5S3 mit S3 Sl xt acc N
175. d dem Formalparameter ein aktueller Parameter zugewiesen Aktualparameter Der Aktualparameter kann eine Variable eine Multielement Variable ein Element einer Multielement Variablen ein Literal oder eine direkte Adresse sein Jeder FFB verf gt ber die M glichkeit des bedingten oder unbedingten Aufrufs Die Bedingung wird ber eine Vorverkn pfung des Eingangs EN realisiert e EN eingeblendet bedingter Aufruf nur wenn EN 1 wird der FFB bearbeitet e EN ausgeblendet unbedingter Aufruf FFB wird immer bearbeitet Hinweis Wird der EN Eingang nicht parametriert mu er ausgeblendet werden Da nicht parametrierte Eing nge automatisch mit einer 0 belegt werden w rde der FFB sonst nie bearbeitet Hinweis Bei gesperrten Funktionsbausteinen EN 0 mit interner Zeitfunktion z B DELAY l uft die Zeit scheinbar weiter da sie mit Hilfe der Systemuhr berechnet wird und damit unabh ngig vom Programmzyklus und der Freigabe des Bausteins ist Den Aufruf von Funktionen und Funktionsbausteinen in IL Anweisungsliste und ST Strukturierter Text entnehmen Sie bitte den enstprechenden Kapiteln des Benutzerhandbuches 33002237 25 Parametrierung 26 33002237 Allgemeine Informationen zur Baustein Bibliothek CONT_CTL 2 Einleitung bersicht Dieser Abschnitt enth lt allgemeine Informationen ber die Baustein Bibliothek CONT_CTL Inhalt dieses Diese
176. d trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID1 Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 326 beispielhaft erkl rt sind In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Die Stellgr e wird jedoch durch YMAX und YMIN begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Anti Windup Reset In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da die Summe ihrer Anteile der Stellgr e entsprechen so da der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Anti Windup Reset 33002237 287 PI1 Pl Regler Beispiel zum PI1 Regler Beispiel Sprungantwort des PI1 Reglers In nachfolgendem Bild siehe Sprungantwort des PI1 Reglers S 288 ist als Beispiel die Sprungantwort des PI1 Reglers dargestellt Im ersten Teil des Bildes ist die Reaktion des Funktionsbausteins auf die Betriebsart MAN dargestellt Der Ausgang Y springt auf den Wert YMAN Im zweiten Teil des Bildes ist die Reaktion des Funktionsbausteins im Automatik Betrieb MAN
177. dauer Bit 8 des Statuswortes geht dann auf 1 ber Um dieses Problem zu verhindern ist es empfehlenswert die dem BUFFER Parameter zugeordnete Variable so zu dimensionieren da mit einer eventuellen Erh hung der Verz gerung T_DELAY gerechnet werden kann Wenn T_DELAY 0 entspricht der Ausgang OUT immer dem Eingang IN 118 33002237 DTIME Verz gerung Initialisierungen und Betriebsarten Initialisierungen Bei der ersten Ausf hrung des Funktionsbausteins bei Laden des Programms oder und Online Aufruf werden alle in BUFFER enthaltenen Werte mit dem Wert von TR_I Betriebsarten initialisiert Der Ausgang OUT beh lt f r die Dauer der Verz gerung T_DELAY diesen Wert bei Wenn der Eingang TR_I nicht angeschlossen ist dient der Wert O zur Initialisierung des BUFFER Ausgangs der Ausgang OUT beh lt w hrend der Verz gerung T_DELAY den Wert O bei In der Betriebsart Tracking TR_S 1 wird der Eingang TR_l auf den Ausgang OUT gef hrt und der Ausgang BUFFER ebenfalls mit dem Wert von TR_l initialisiert Nach R ckkehr zur Betriebsart Normal beh lt der Ausgang f r die Dauer von T_DELAY diesen Wert bei wie dies bereits beim ersten Zyklus der Fall war 33002237 119 DTIME Verz gerung Beispiel zum Messen einer DurchfluBmenge Messen einer Der Funktionsbaustein DTIME dient beispielsweise zur Modellierung einer DurchfluBmenge Proze verz gerung die u a beim Messen von DurchfluBmengen oder Drehzahle
178. den im allgemeinen des Typs Buffer_DTIME Die zu verz gernden Werte werden in dieser Variablen abgelegt Jedesmal wenn der Funktionsblock ausgef hrt wird wird f r den Eingang IN ein neuer Wert gespeichert Die Gr e der mit dem BUFFER Ausgang verkn pften Variable bestimmt die Anzahl der Werte die gespeichert werden k nnen und somit ebenfalls den Maximalwert den die Verz gerung annehmen darf T_DELAY aximum MX T_Period Hierbei gilt Formelgr e Bedeutung n Anzahl Gleitkommawerte die in BUFFER enthalten sein kann T_PERIOD Abtastintervall des Funktionsbausteins Hinweis Sobald eine Variable an den BUFFER Ausgang angeschlossen wurde kann sie nur durch eine Variable desselben Typs ersetzt werden Um diese durch eine gr ere Variable zu ersetzen mit der beispielsweise h here Verz gerungswerte erreicht werden k nnen mu der Funktionsbaustein gel scht und ein neuer angelegt werden Der BUFFER Ausgang ist vom Typ ANY Das hei t da ihm ein beliebiger Variablentyp zugeordnet werden kann Im Prinzip istes von Vorteil zun chst einmal eine Variable des Typs Buffer_DTIME zu verwenden Hierbei handelt es sich um eine Tabelle die bis zu 100 Gleitwerte enthalten kann Mit diesem Variablentyp ist es m glich eine Verz gerung zu erreichen die dem 100 fachen des Abtastin tervalls des Funktionsbausteins DTIME entspricht 116 33002237 DTIME Verz gerung Vorgehensweise U
179. der LOWER dessen Dauer proportional zur Abweichung IN RCPY ist Um eine richtige Funktionsweise des Funktionsbausteins zu gew hrleisten mu der Eingang MA_l an den Ausgang MA_O des Reglers angeschlossen werden Der Wert des RCPY Eingangs kann einem ffnungsprozentsatz mit rcpy_rev 0 oder einem Schlie ungsprozentsatz entsprechen rcpy_rev auf 1 setzen Wenn keine Stellungsr ckf hrung angelegt wird en_rcpy 0 ist der INPD Eingang an die Ausgangs nderung OUTD eines Reglers anzuschlie en Regelbereich 100 bis 100 F r jeden neuen vom Regler generierten OUTD Wert generiert der Funktionsbaustein SERVO einen diskreten Ausgang RAISE oder LOWER dessen Dauer proportional zur Ausgangs nderung des Reglers INPD ist In diesem Fall mu der Eingang MA_I unbedingt an den Ausgang MA_O desselben Reglers angeschlossen werden da der Algorithmus je nach Betriebsart leicht abweicht siehe Abschnitt Algorithmen zum Funktionsbaustein SERVO S 470 Der Parameter t_motor erm glicht es dem Funktionsbaustein sich auf die verschiedenen Servomotoren einzustellen Die RAISE oder LOWER aufzuschaltende Impulsdauer mu zur ffnungszeit des Stellgliedes bei vollem Regelbereich proportional sein ber den Parameter t_mini kann vermieden werden da zu kurze Impulse generiert werden die den Stellgliedern schaden k nnen Wenn die berechnete RAISE oder LOWER aufzuschaltende Impulsdauer unterhalb von t_mini liegt generiert der Funk
180. der analogen Eingangsgr e IN entspricht mu folgendes gelten T_on IN Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Im allgemeinen wird die bin re Stellgliedansteuerung durch zwei bin re Signale OUT_POS und OUT_NEG vorgenommen Bei einem Motor entspricht der Ausgang OUT_POS beispielsweise dem Signal Rechtslauf und der Ausgang OUT_NEG dem Signal Linkslauf Bei einem Ofen k nnen die Ausg nge OUT_POS und OUT_NEG entsprechend als Heizen und K hlen interpretiert werden 422 33002237 PWM1 Pulsbreitenmodulation Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins PWMI REAL IN BOOL RST OUT_NEG BOOL Para_PWM1 PARA OUT_POS BOOL Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter hreibun E 9 Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingangsgr e RST BOOL Betriebsart Reset 1 Reset PARA Para_PWM1 Parameter OUT_NEG BOOL Ausgang f r negative IN Werte OUT_POS BOOL Ausgang f r positive IN Werte Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur schreibung Element Datent Bedeutun Para_PWM1 yp a t_period TIME Periodendauer t_min TIME Minimalzeit f r Stellimpuls in_max REAL Oberer Grenzwert f r positive negative IN Werte 33002237 423 PWM1 Pulsbreitenmodulation Formeln Impulsl nge f r Die Impulsl nge T_on f r die Ausg nge OUT_POS und OUT_NEG wird nach
181. det einen auf Null bzw auf Minimum dev_hl dev_ll begrenzten Wert Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Die Ausg nge OUT_NEG und OUT_POS werden in diesem Fall auf O gesetzt die Ausg nge DEV und MA_O bleiben unver ndert Warnung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben e dev_ll gt 0 bzw dev_hl lt 0 der Baustein verwendet den Wert 0 e hyst liegt au erhalb des Bereichs 0 Minimum dev_hl dev_ll der Baustein verwendet einen begrenzten Wert 512 33002237 SUM_W Summierer 9 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SUM_W Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 514 Darstellung 514 Laufzeitfehler 514 33002237 513 SUM_W Summierer Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein f hrt die gewichtete Summation von 3 numerischen schreibung Eingangsgr en nach untenstehender Formel durch Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Formel Der Baustein SUM_W arbeitet wie folgt OUT k1xIN1 k2xIN2 k3 x IN3 c1 Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins SUM_W REAL IN1 OUT REAL REAL IN2 REAL
182. die nach dem 1 Signal am Ausgang Y_POS Y_NEG gewartet werden soll bevor f r die Zeitdauer t_brake der entgegengesetzte Ausgang Y_NEG Y_POS auf 1 Signal gesetzt wird Es handelt sich hierbei um einen Bremsimpuls der nach der Pausenzeit ausgegeben werden soll Eine Pausenzeit von t_pause 20 ms t_pause 0 02 entspricht einem Aussetzen der Z ndwinkelsteuerung um zwei Halbwellen Damit ist ein gen gend gro er Sicherheitsabstand zur Verhinderung von Kurzschl ssen bzw das Ansprechen der Schutzbeschaltung infolge des Z ndens antiparalleler Ventile gew hrleistet 33002237 415 PWM Pulsbreitenmodulation Darstellung der Zeitverh ltnisse Ein Verh ltnis der Zeiten zueinander zeigt folgendes Bild Y_POS t_brake t_period Y_NEG 1 Variable Einschaltzeit Der Parameter up_pos kennzeichnet den Punkt der Eingangsgr e X bei welcher der Ausgang Y_POS bei positiver Eingangsgr e X st ndig 1 Signal liefern w rde wenn t_pause t_brake 0 und t_max t_period Der Parameter up_neg kennzeichnet den Punkt der Eingangsgr e X bei welcher der Ausgang Y_NEG bei negativer Eingangsgr e X st ndig 1 Signal liefern w rde wenn t_pause t_brake 0 und t_max t_period 416 33002237 PWM Pulsbreitenmodulation Abh ngigkeit der Zeitdauer Betriebsarten Rand bedingungen Die Abh ngigkeit der Zeitdauer in welcher der Ausgang Y_POS Y_NEG 1 Signal hat zu der E
183. direkt invers aufgeschlagen Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel FF ff_inf x otff_sup otff_inf ff_sup ff_inf Ein konkretes Anwendungsbeispiel dieser Funktion ist im Abschnitt Anwendungs beispiel der Feed Forward Funktion S 371 dargestellt out_ff otff_inf Hinweis Wenn ff_sup ff_inf wird die Berechnung des Feed_Forward Anteils ignoriert Der Baustein besitzt folgende weitere Eigenschaften e Der Parameter outbias erm glicht die Pr zisierung am Arbeitspunkt wenn der Proze keinen Integralanteill beinhaltet ti 0 e Im Automatikbetrieb ist der Ausgang OUT auf den Bereich zwischen out_min und out_max begrenzt im Hand und Trackingbetrieb auf den Bereich zwischen out_inf und out_sup Wenn der vom Funktionsbaustein berechnete Wert oder vom Anwender im Handbetrieb geschriebene Wert einen dieser Grenzwerte berschreitet wird der Wert von OUT gekappt Der Inkrementalwertausgang OUT_D ber cksichtigt diese Kappung jedoch nie Dies erm glicht es dem Funktionsbaustein PIDFF einen SERVO Funktionsbaustein zu steuern ohne da die Stellgliedposition r ckgef hrt werden mu kontinuierliche Regelung e Die Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangs wird durch den Parameter outrate begrenzt e Die Wahlm glichkeit direkte inverse Aktion Parameter rev_dir erm glicht es den Reglersinn der Verbindung Stellglied Proze anzupassen e DerDifferentialanteil kann sich sowohl auf den Istwert pv_dev
184. dup Reset bump BOOL 0 Sto freier Betriebsartenwechsel ymanc BOOL 1 YMAN nachf hren Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit td TIME Vorhaltezeit td_lag TIME Verz gerungszeit des D Anteils db REAL Unempfindlichkeitszone gain_red REAL Verst rkungsreduktion in der Unempfindlichkeitszone db rate_sp REAL Anstiegsgeschwindigkeit des Sollwerts SP 1 s rate_man REAL Anstiegsgeschwindigkeit des Handstellwerts YMAN 1 s ymax REAL Oberer Grenzwert f r Y ymin REAL Unterer Grenzwert f r Y delt_aw REAL Begrenzungserweiterung f r Antiwindup 78 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Parameterbe schreibung Stat_COMP_PID Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung st_r BOOL 1 COMP_PID ist in der Betriebsart R cksetzen st_man BOOL 1 COMP_PID ist in der Betriebsart Hand st_halt BOOL 1 COMP_PID ist in der Betriebsart Halt st_auto BOOL 1 COMP_PID ist in der Betriebsart Automatik st_cascade BOOL 1 COMP_PID ist in der Betriebsart Kaskade st_max BOOL 1 Y gt Para_COMP_PID ymax st_min BOOL 1 Y lt Para_COMP_PID ymin 33002237 79 COMP_PID Komplexer PID Regler Strukturbild des komplexen PID Reglers Strukturbild Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des COMP_PI
185. dup Reset Ma nahme korrigiert den l Anteil in der Form da gilt ymin YP lt YI lt ymax YP 33002237 277 PI Pl Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Automatik 0 0 Hand 1 1 oder 0 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird der Stellausgang Y durch die Regelung bestimmt in Abh ngigkeit von Regelgr Be PV und F hrungsgr e SP Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Anti Windup Reset Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 312 beispielhaft erkl rt sind In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Die Stellgr e wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r d
186. e ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der aktuelle Wert f r Y wird st ndig berechnet und ausgegeben Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem letzten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 554 33002237 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Beispiel Darstellung des dynamischen Verhaltens des Funktionsbausteins VLIM ymax 4 X Y ymin os 1 halt o u A 4 qmax 9 ZA min Lo E Dem Sprung am Eingang X folgt der Funktionsbaustein mit seiner maximalen nderungsgeschwindigkeit rate W hrend der Betriebsart Halt bleibt der Ausgang Y stehen um anschlie end an der Stelle weiterzufahren an der er stehen geblieben ist Deutlich zu erkennen ist auch die Begrenzung des Ausgangs Y durch ymax und ymin mit den dazugeh rigen Meldungen qmax und qmin Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 555 VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 556 33002237 Glossar Abgeleiteter Datentyp Ablaufsprache SFC Adressen aktives Fenster Aktualparameter Abgeleitete Datentypen sind Datentypen die von d
187. e Antiwindup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist ti 0 Die Antiwindup Grenzen f r den PI F hrungsregler werden dynamisch an die aktuelle Regeldifferenz des Folgereglers und die Grenzen ymax und ymin angepa t Findet eine Stellgr en Begrenzung statt wird der Integralanteil wie folgt begrenzt e bei Erreichen der oberen Grenze ymax OFF YI gain2 PV YP e bei Erreichen der unteren Grenze ymin OFF YI gain2 PV YP 33002237 395 PIP PIP Kaskaden Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt vier Betriebsarten die ber die Elemente man halt und fix ausgew hlt werden Betriebsart man halt fix Automatik 0 0 0 Hand 1 0 oder 1 0 Halt 0 1 0 Festwert Regelung 0 0 1 In der Betriebsart Automatik wird der Stellausgang Y durch die Regelung bestimmt in Abh ngigkeit von den Regelgr en PV PV2 und den F hrungsgr en SP SP2 Der Stellausgang wird durch ymax und ymin begrenzt Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID Regler siehe Umschaltung von
188. e Ausg nge OUT outc cter und done werden auf Null gesetzt Der Reset ber rst erm glicht einen neuen Start ab dem Nullpunkt beispielsweise nach Phasen nderung in der Produktion Halt hold 1 Die Integration wird angehalten Die Ausg nge behalten ihre vorherigen Werte bei Hinweis Bei gleichzeitiger Aktivierung der Eing nge TR_S rst und hold hat der Trackingbetrieb Vorrang vor den anderen Betriebsarten und die Betriebsart Reset hat Vorrang vor Halt 536 33002237 TOTALIZER Integrierer Umkehrung der Darstellung des Funktionsprinzips Integral a summation inc_dec 1 thld gt td cter cter 1 cter Es SEE cter cter 1 done outc MN 3 x thld 2 xthld thld gt td Zeitdauer Im Trackingbetrieb TR_S 1 wird der Parameter TR_I auf outc gef hrt und die Parameter OUT und cter werden so gesetzt da folgende Gleichung gilt outc thld x cter thld OUT outc wird nach folgender Formel berechnet outc thld x cter thld OUT Funktions Es gilt folgendes Funktionsprinzip prinzip der gt t Act Umkehrung der Step an Integral 1 Bei der ersten Ausf hrung sowie bei positiver Flanke an rst wird der Ausgang summation OUT bei thld initialisiert 2 Danach wird bei jeder Ausf hrung der Ausgang OUT nach folgender Formel berechnet OUT new OUT old IN x AT 3 Sobald der Ausgang OUT negativ wird geschieht folg
189. e der Parametrierung der Verz gerungszeitkon stante LAG Dem Einheitssprung am Eingang IN Sprung am Eingang IN von 0 auf 1 0 folgt der Ausgang OUT verz gert nach Er wird sich nach einer e Funktion exp t LAG dem Wert GAINxX n hern Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Tracking 1 Der Trackingwert TR_I wird fest auf den Ausgang OUT bertragen Das Diagramm zeigt ein Beispiel f r die Sprungantwort des LAG_FILTER Funktion bausteins der Eingang IN spring auf einen neuen Wert und der Ausgang OUT folgt in einer e Funktion dem Eingang IN Sprungantwort des Funktionsbausteins LAG_FILTER bei GAIN 1 IN 182 33002237 LDLG PD Glied mit Gl ttung 20 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LDLG Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 184 Darstellung 185 Detailbeschreibung 186 Beispiele zum Funktionsbaustein LDLG 187 33002237 183 LDLG PD Glied mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein stellt ein PD Glied mit nachfolgender Gl ttung dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Definierbare Verz gerung des D Anteils e Betrie
190. e due les 466 Parametros ee seen e ta ir era ee 468 Algorithmen zum Funktionsbaustein SERVO 2222er eeeer rennen 470 Betriebsarten na ln u ee RL ann berg 471 Beispiele zum Funktionsbaustein SERVO 2 nenneeenn nenn 472 Laufzeitfehler 222022 en ser een E E a en enn 479 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung 481 bersichten sen ersehen nen een 481 Kurzbeschreibung 224Hen e n p a n a a nn 482 DarstellUnO ico ito na a ii ada rik g n 482 Formeln zum Funktionsbaustein SMOOTH_RATE o occocccoccooo o 483 Detailbeschreibung 2222er rennen nee een nenn 484 SP_SEL Sollwertschalter 0cococoococoococ nun 487 bersichtessee al do a re ae Ss a een 487 Kurzbeschreibung 2 22 a ne EO 488 Darstellung eri an a ee 489 Detailbeschreibung HHer rennen rennen nenn 491 L ufzeitfehler 4 is tr ns a an re ee 494 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern 495 b rsicht an ea ne a an en een 495 Kurzbeschreibung 224er en ser en iki d pE ai Ea e d 496 Darstellung neen r e cts ne S a ad a na a REN 497 Detailbeschreibung noaua aannanaua nnana ra annann 498 Laufzeitfehler iii e pa kie a aak 500 STEP2 Zweipunktregler oooooooooomommmoomo 501 bersicht st ngu ias pda a ia di 501 KurzbeschreibunQ o0ooooorororrer een en nenn 502 Darstelling 2a in a ar nass 503 Detailbeschreibung
191. e lag wieder auf O zur ckzugehen Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 O oder 1 Der Eingang YMAN wird auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 110 33002237 DERIV Differenzierer mit Gl ttung Beispiel zum Funktionsbaustein Beispiel DERIV Im nachfolgenden Beispiel ist die Sprungantwort des DERIV Funktionsbausteins dargestellt Sprungantwort mit gain 1 und lag 10 s Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt 33002237 111 DERIV Differenzierer mit Gl ttung 112 33002237 DTIME Verz gerung 10 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein DTIME Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 114 Darstellung 115 Parametrierung 116 Initialisierungen und Betriebsarten 119 Beispiel zum Messen einer DurchfluBmenge 120 Laufzeitfehler 121 33002237 113 DTIME Verz gerung Kurzbeschreibung Funktionsbe
192. echen so da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten e Umschaltung mit Hilfe der Funktion MOVE e Umschaltung mit Hilfe eines Anstiegsbegrenzer Funktionsbaustein LIMV 326 33002237 PID1 PID Regler Umschaltung mit Setzen Sie mit Hilfe der Funktion MOVE den Wert von YMAN auf den Wert von Y MOVE NA A SN l MOVE Handbetrieb e MAN Q EN Handwert e YMAN Dr aS boi aa A A aa Hinweis Diese Art der Darstellung wurde lediglich zur verst ndlicheren Darstellung gew hlt Die gestrichelt dargestellten Verbindungen k nnen nicht als Links Link Objekte programmiert werden da sie in Concept nicht zul ssige Schleifen bilden Die Verbindungen m ssen bei der Programmierung durch Variablen realisiert werden Die Funktion MOVE wird nur ausgef hrt wenn sich der PID Regler in der Betriebsart Automatik befindet MAN 0 Wenn nun eine Umschaltung von Automatik nach Hand erfolgt geschieht dies s
193. egel zu beachten t_min lt t_period 438 33002237 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Detailbeschreibung Arbeitsweisedes Die Periodendauer legt die Zeit fest in welcher die Stellimpulse 1 Signal am Bausteins Ausgang Y_POS bzw Y_NEG regelm ig d h im konstanten Zeitraster ausgegeben werden Der Parameter t_min gibt die minimale Impulsl nge an d h die Zeitdauer die der Ausgang Y_POS bzw der Ausgang Y_NEG minimal 1 Signal besitzen soll Ist die nach der Gleichung im Abschnitt Formeln S 438 berechnete Impulsdauer kleiner als t_min so wird f r die gesamte Periode kein Impuls ausgegeben Darstellung der Ein Verh ltnis der Zeiten zueinander zeigt folgendes Bild Zeitverh ltnisse Y_pos T_on t_period Y Y_NEG 1 Variable Einschaltzeit Der Parameter x_max kennzeichnet den Punkt der Eingangsgr e X bei welcher der Ausgang Y_POS bei positiver Eingangsgr e X st ndig 1 Signal liefern w rde 33002237 439 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Abh ngigkeitder Die Abh ngigkeit der Zeitdauer in welcher der Ausgang Y_POS Y_NEG 1 Signal Zeitdauer hat zu der Eingangsgr e X zeigt das folgende Bild T_on Y_POS f x 1 period gt 22 22 222 22 283 T_on Y_NEG f x Betriebsarten Bei der Betriebsart Reset R 1 werden die Ausg nge Y_POS und Y_NEG auf 0 gesetzt Die internen Zeitz hler werden ebenfalls normiert so da der Funktions
194. egrenzung im Automatik Betrieb Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet GAIN G s EA Die Formel f r den Ausgang OUT lautet IN IN OUT OUT ja GAIN x dt x nem eld Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung IN aktueller Wert des Eingangs IN new IN 1a Wert des Eingangs IN aus dem vorherigen Zyklus OUT ola Wert des Ausgangs OUT aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 146 33002237 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins INTEGRATOR REAL IN OUT REAL REAL GAIN REAL OUT_MIN REAL OUT_MAX REAL TR_I BOOL TR_S QMIN BOOL QMAX BOOL Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingangsgr e GAIN REAL Integrierverst rkung OUT_MIN REAL Untere Stellgrenze OUT_MAX REAL Obere Stellgrenze TR_I REAL Initialisierungs Eingang TR_S BOOL Initialisierungs Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang QMIN BOOL 1 Ausgang OUT hat untere Grenze erreicht QMAX BOOL 1 Ausgang OUT hat obere Grenze erreicht 33002237 147 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Param
195. ehler in einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit1 1 Erfassung eines nicht zul ssigen Wertes an einem Gleitkommawerteingang Bit2 1 Division durch Null bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Folgende Verhalten werden angezeigt e Der Eingang SP liegt au erhalb des Bereichs pv_inf pv_sup zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert pv_inf bzw pv_sup e Einer der Parameter kp dband gain_kp outrate ist negativ der Funktionsbaustein verwendet den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Parameterwertes e kd lt 1 mit td lt gt 0 der Funktionsbaustein verwendet den Wert 1 anstelle des fehlerhaften Wertes von kd e Der Parameter ovs_att liegt au erhalb des Bereichs 0 1 zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert O bzw 1 e Einer der Parameter out_min oder out_max liegt au erhalb des Bereichs out_inf out_sup Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert out_inf bzw out_sup e Einer der Parameter outbias otff_inf oder otff_sup liegt au erhalb des Bereichs out_min out_max out_max out_min Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert out_min out_max bzw out_max out_min Bit5 1 Der Ausgang OUT hat den unteren Grenzwert out_min erreicht siehe Hinweis Bit 6 1 Der Ausgang OUT hat den oberen Grenzwert out_max erreicht siehe Hinweis
196. ei Beendigung der Reglereinstellung wird zur dem Regelkreis vorausge henden Betriebsart zur ckverschleift Automatische Reglereinstellung bei Kaltstart SP PV tmax tmax A i y TRI START 1 z 2 i 3 1 Betriebsart Automatik oder Hand 2 Betriebsart automatische Reglereinstellung 3 Betriebsart Automatik oder Hand 52 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Automatische Regler einstellung bei Warmstart Wenn die Bedingungen f r eine automatische Reglereinstellung bei Kaltstart nicht erf llt sind erfolgt eine Einstellung bei Warmstart der Ausgang wird mit einem Stellimpuls beaufschlagt gefolgt von einem Stellimpuls in entgegengesetzter Richtung Jede Etappe hat eine Dauer von tmax Wenn die automatische Reglerein stellung beendet ist wird zur dem Regelkreis vorausgegangenen Betriebsart zur ckverschleift Automatische Reglereinstellung bei Warmstart 1 l 2 l 3 1 Betriebsart Automatik oder Hand 2 Betriebsart automatische Reglereinstellung 3 Betriebsart Automatik oder Hand 33002237 53 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Identifikationsprinzip Identifikations proze Regelprinzip Der Identifikationsproze umfa t 3 Etappen e eine Rausch und Stabilit tsanalyse des Regelprozesses e eine erste Analyse der Reaktion auf einen Stellimpuls die das erste Identifikati onsmodell darstellt aufgrund dieser ersten Einsch tzung wird ein Filter erstellt das
197. eicht L_STOP BOOL Endstellung LOWER erreicht PARA Para_SERVO Parameter RAISE BOOL Logischer Ausgang in Laufrichtung RAISE LOWER BOOL Logischer Ausgang in Laufrichtung LOWER STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung en_rcpy BOOL 1 Funktion mit Stellungsr ckf hrung Einbeziehung von RCPY rcpy_rev BOOL 1 Invertierung von RCPY 0 keine Invertierung von RCPY t_motor TIME ffnungszeit des Stellgliedes t_mini TIME Mindestimpulsdauer 33002237 467 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Parametrierung bersicht zur Parametrierung Mit Stellungs r ckf hrung en_rcpy 1 Ohne Stellungs r ckf hrung en_rcpy 0 ffnungszeit des Stellgliedes t_motor Mindestim pulsdauer t_mini Nachfolgend werden die folgenden Arbeitsweisen des Funktionsbausteins erkl rt Mit Stellungsr ckf hrung en_rcpy 1 S 468 Ohne Stellungsr ckf hrung en_rcpy 0 S 468 ffnungszeit des Stellgliedes t_motor S 468 Mindestimpulsdauer t_mini S 468 Abtastung Parameter SEN S 469 Erfassung der Endstellung S 469 Wenn die Stellungsr ckf hrung RCPY en_rcpy 1 verwendet wird mu der Eingang IN an den Absolutwertausgang OUT eines Reglers angeschlossen werden Regelbereich O bis 100 F r jeden vom Regler generierten neuen Wert des Ausgangs OUT generiert der SERVO Funktionsbaustein einen Diskretausgang RAISE o
198. eichungen 22220 ee rennen rennen ren 364 Detaillierte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus PID Regler 367 Detaillierte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus Integral Betrieb 369 Beispiele zum Baustein PIDFF oooocccococoo rennen 371 Laufzeitfehler u 2 2 28 er ee een ee 376 10 Kapitel 40 Kapitel 41 Kapitel 42 Kapitel 43 Kapitel 44 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur 379 bersicht nenne sehe HD 379 Kurzbeschreibung 24H er ser en en a alayi aia d aia nn 380 Darstellung r 22 rer ers 381 Parametrierung des PIDP1 ReglerS ooooocooccooocoo een een 383 Betriebsarten i es rad de a a ae a nd 385 Detaillierte Formeln 2222er r ernennen rennen een 386 Laufzeitfehler co reales js 388 PIP PIP Kaskaden Regler ooooooocoommmmmmmooo 389 bersicht rs as nn Ir Bere 389 KurzbeschreibunQ ooooocoororrrrrr ernennen 390 Darstellung a a a le ehe rn Niere 391 Strukturbild des Funktionsbausteins PIP 2222ncee een en 393 Parametrierung des PIP Kaskaden Reglers 2 222222 een 394 Betrisbsarten iia ee a an en ln Koss 396 Detaillierte ForMelD oooooooocooooroor nern 398 Laufzeitfehler 2 20 a a 399 PPI PPI Kaskaden Regler ooooocoocoommmmmmomoo 401 bersichteu 2 He A 401 Kurzbeschreibung 22HHen ser en een ernennen 402 Darstellung u 22 28 ee me ad pi 403 Struktur
199. eis Im Trackingbetrieb TR_S 1 verbleibt der DONE Ausgang permanent auf Null 3 Wenn TR_S auf 0 gesetzt wird nimmt der Funktionsbaustein wieder seinen normalen Betrieb auf SP n hert sich kontinuierlich RSP wobei der Wert eine Rampe beschreibt DONE Anzeige Der DONE Ausgang geht auf 1 ber wenn gerade eine Rampenfunktion beendet wurde Er wird wieder auf Null gesetzt wenn eine neue Rampe beginnt oder wenn der Funktionsbaustein auf Trackingbetrieb umgestellt wird 446 33002237 RAMP Rampengenerator Taktdiagramm Taktdiagramm zum Baustein RAMP RSP SP 1 Initialisierung SP TR_I 2 Steigende Rampe inc_rate 3 Fallende Rampe dec_rate 33002237 447 RAMP Rampengenerator Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 4 1 Eine der folgenden Gr en ist negativ inc_rate dec_rate Zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert 0 Fehlermeldung Ein Fehler wird gemeldet wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn in einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt In diesem
200. eit des angeschlossenen Ventils hys REAL Hysterese vom Dreipunktschalter db REAL Unempfindlichkeitszone 33002237 461 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler Detailbeschreibung Struktur des Struktur des Dreipunktreglers Reglers Y Y_POS ERR_EFF 3 SP EF NES EN Xr G s o 1 tixs Abh ngigkeit der Ausg nge Y_POS und Y_NEG von der Gr e Y Wenn Dann Y 1 Y_POS 1 Y_NEG 0 Y 0 Y_POS 0 Y_NEG 0 Y 1 Y_POS 0 Y_NEG 1 Bedeutung der Gr e K u ti t_proc x gain 462 33002237 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler Prinzip des Dem eigentlichen Dreipunkt Regler wird eine dynamische R ckf hrung PT1 Glied Dreipunktreglers hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstante ti und t_proc dieses R ckf hr gliedes erh lt der Dreipunkt Regler ein dynamisches Verhalten da dem Verhalten eines PD Reglers entspricht Y_POS hys Y_POS ERR_EFF db A RE sp gt gt ERR_EFF Y_NEG PV 7o E hys Y_NE Xr T NEG Die Verst rkung gain ist gr er O zu w hlen Unempfindlich Der Parameter db legt den Einschaltpunkt f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG keitszone fest Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF SP PV XR positiv und wird gr er als db dann schaltet der Ausgang Y_POS von 0 auf 1 Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF negativ und wird kleiner al
201. ellt ein Verz gerungsglied 1 Ordnung Tiefpa dar schreibung Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Hand e Halt e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Formel Die bertragungsfunktion lautet EI gain FB l sxlag Die Berechnungsformel lautet je dt X old X new Y Y ola lag dt x gain x ge Y ola Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung X 1d Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus o Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus at Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 162 33002237 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung LAG Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_LAG Darstellung des Bausteins LAG REAL X Mode_MH MODE REAL Para_LAG PARA REAL YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangswert MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_LAG Parameter YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Verst rkungsfaktor lag TIME Verz gerungszeitkonstante
202. em D Anteil Sto freies Umschalten des I Anteils Sto freies Umschalten von einem PI D auf P D Regler Das Ein und Aus Schalten der verschiedenen Anteile P I D wird sto frei realisiert Wird der P Anteil zu bzw abgeschaltet so wird der interne I Anteil um den P Anteil korrigiert Auf diese Weise findet eine sto frei Zu bzw Ab Schaltung des P Anteils statt auch wenn die Regeldifferenz von Null verschieden ist Wird der D Anteil abgeschaltet so bernimmt der interne I Anteil den verbleibenden D Anteil Wird der D Anteil zugeschaltet so wird dessen Anteil auf O gesetzt Sto freies Umschalten bei abgeschaltetem D Anteil wird nur dann realisiert wenn der Parameter bump 0 ist In diesem Fall wird der Parameter OFF dazu benuzt die sto freie Umschaltung zu erm glichen Wird der P Anteil zu bzw abgeschaltet so wird der Wert im Parameter OFF um den P Anteil korrigiert Auf diese Weise findet eine sto frei Zu bzw Ab Schaltung des P Anteils statt auch wenn die Regeldifferenz von Null verschieden ist Wird der D Anteil abgeschaltet so wird der verbleibenden D Anteil auf den Wert des Parameters OFF addiert Wird der D Anteil zugeschaltet so wird dessen Anteil auf O gesetzt OFF bleibt unver ndert Sto freies Abschalten des I Anteils wird nur dann realisiert wenn der Parameter bump 0 ist In diesem Fall wird sowohl der Parameter OFF als auch der interne l Anteil YI dazu benuzt die sto freie
203. en Anti Windup Reset In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da die Summe ihrer Anteile der Stellgr e entsprechen so da der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Anti Windup Reset Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r die Stellgr e Y ber ein externes Bedienger t zu stellen wobei die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt werden 278 33002237 Pl Pl Regler Beispiel zum Pl Regler Beispiel Sprungantwort des Pl Reglers In nachfolgendem Bild siehe Sprungantwort des PI Reglers S 279 ist als Beispiel die Sprungantwort des PI Reglers dargestellt Im ersten Teil des Bildes ist die Reaktion des Funktionsbausteins auf die Betriebsart MAN dargestellt Der Ausgang Y springt auf den Wert YMAN Im zweiten Teil des Bildes ist die Reaktion des Funktionsbausteins im Automatik Betrieb MAN 0 und HALT 0 sowohl mit positiver Regeldifferenz ERR als auch mit negativer Regeldifferenz ERR dargestellt Bei konstanter positiver Regeldif ferenz steigt der Y rampenf rmig an bis die obere Stellgrenze erreicht wird Y wird im folgenden auf den Wert ymax begrenzt Die Begrenzung wird durch qmax gemeldet Die Regeldifferenz springt n
204. en Elementaren Datentypen und oder anderen Abgeleiteten Datentypen abgeleitet wurden Die Definition der Abgeleiteten Datentypen erfolgt im Datentyp Editor von Concept Es wird zwischen globalen Datentypen und lokalen Datentypen unterschieden Die SFC Sprachelemente erm glichen das Unterteilen einer SPS Programm Organisationseinheit in eine Anzahl Schritte und Transitionen die durch gerichtete Verbindungen untereinander verbunden sind Zu jedem Schritt geh rt eine Anzahl Aktionen und mit jeder Transition ist eine Transitionsbedingung verbunden Direkte Adressen sind Speicherbereiche auf der SPS Diese befinden sich im Signalspeicher und k nnen Ein Ausgangs Baugruppen zugewiesen sein Die Anzeige Eingabe von direkten Adressen ist in den folgenden Formaten m glich e Standard Format 400001 e Separator Format 4 00001 e Kompakt Format 4 1 e EC Format QW1 Das Fenster das momentan angew hlt ist Zu einem gegebenen Zeitpunkt kann immer nur ein Fenster aktiv sein Wenn ein Fenster aktiv wird ndert sich die Farbe seiner Titelleiste um es von den anderen Fenstern zu unterscheiden Nicht angew hlte Fenster sind inaktiv Aktuell angeschlossener Eingangs Ausgangs Parameter 33002237 557 Glossar ANL_IN ANL_OUT Anweisung IL Anweisung ST Anweisungsliste IL Anwendungs fenster ANY ANY_BIT ANY_ELEM ANY_INT ANL_IN steht f r den Datentyp Analog Eingang und wird f r die Analog
205. en Wert 0 anstelle des Wertes des fehlerhaften Parameters e Der Parameter outbias liegt nicht im Bereich out_inf out_sup out_sup out_inf Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert out_inf out_sup bzw out_sup out_inf 33002237 303 PI_B Einfacher Pl Regler 304 33002237 PID PID Regler 35 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PID Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 306 Darstellung 307 Strukturbild des Funktionsbausteins PID 309 Parametrierung des PID Reglers 310 Betriebsarten 312 Detaillierte Formeln 315 Laufzeitfehler 317 33002237 305 PID PID Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen PID Regler schreibung Aufgrund der F hrungsgr e SP und der Regelgr Be PV wird eine Regeldifferenz ERR gebildet Diese Regeldifferenz ERR bewirkt eine nderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften e realer PID Regler mit unabh ngiger gain ti td Einstellung e Betriebsarten Hand Halt Automatik e sto freie Umschaltung Hand Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb e Einzeln zuschaltbarer P l und D Anteil e Anti Windup Reset e Anti Windup Ma nahme nur bei aktivem I A
206. en folgende Werte angenommen Zykluszeit 100 ms T_DELAY 10s tin T_DELAY 128 78 ms Da die Einlesezeit tin kleiner ist als die Zykluszeit wird jeder X Wert in den Puffer bernommen Bei der vierten Ausf hrung des Funktionsbausteins nach 400 ms wird der X Wert jedoch zweimal anstatt einmal gespeichert weil 3 x 78 312 und 4 x 78 390 In der Betriebsart Hand wird der Handwert YMAN fest auf den Ausgang Y bertragen Der interne Puffer wird mit dem Handwert YMAN gef llt Der Puffer wird als gef llt markiert READY 1 104 33002237 DELAY Totzeitglied Betriebsart Halt In der Betriebsart Halt wird der Ausgang Y auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden Der interne Puffer wird jedoch weiter bearbeitet wie in der Betriebsart Automatik Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines Beispiel Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel f r das Verhalten des Funktionsbau steins Der Eingang X ndert sich in Form einer Rampe von einem Wert auf einen neuen Wert und der Ausgang Y folgt um die Totzeit T_DELAY verz gert dem Eingang X Diagramm Funktionsbaustein DELAY T_DELAY 33002237 105 DELAY Totzeitglied 106 33002237 DERIV Differenzierer mit Gl ttung bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein DERIV Inhalt dieses Dies
207. enden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 488 Darstellung 489 Detailbeschreibung 491 Laufzeitfehler 494 33002237 487 SP_SEL Sollwertschalter Kurzbeschreibung Funktionsbe Dieser Funktionsbaustein erm glicht die Auswahl des Sollwerttyps der im schreibung Regelkreis verwendet wird Sollwerttyp Erl uterung Externer Sollwert Der Sollwert stammt aus einer bausteinexternen Berechnung ber SP_RSP 1 den Eingang RSP Remote Set Point Der Eingangswert RSP wird auf den SP Ausgang gef hrt Interner Sollwert Der Sollwert mu direkt vom Anwender ge ndert werden Local Set SP_RSP 0 Point In dieser Betriebsart wird der Ausgang SP nicht ber den Funktionsbaustein eingestellt der Bediener ndert die an SP angeschlossene Variable selbst Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein SP_SEL besitzt folgende Eigenschaften e Die Umschaltung zwischen den beiden Sollwerttypen kann sto frei erfolgen e Betrieb mit Nachf hrung des Sollwertes wenn der Regler im Handbetrieb ist e Obere und untere Begrenzung des verwendeten Sollwerts 488 33002237 SP_SEL Sollwertschalter Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins SP_SEL REAL RSP SP REAL BOOL SP_RSP LSP_MEM REAL Para_SP_SEL PARA STATUS WORD REAL PV BOOL MA_I Parameterbe Besc
208. endes e Der Z hler cter wird inkrementiert cter cter 1 e Der Schwellwert thld wird dem Ausgang OUT hinzuaddiert OUT OUT thld e done wird auf 1 gesetzt 33002237 537 TOTALIZER Integrierer Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing ngen Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Der Eingang TR_l oder einer der Parameter thld bzw cutoff sind negativ zur Berechnung verwendet der Regler den Wert 0 Bit6 1 Das Z hlregister cter hat seinen Maximalwert erreicht 65535 cter wird auf diesen Wert gesperrt und der Ausgang outc hat keine Bedeutung mehr Die Ausg nge OUT und done hingegen k nnen weiterhin verwendet werden Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler wird gemeldet wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn in einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Die Ausg nge OUT outc cter und done bleiben in diesem Fall unver ndert Warnung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben Wenn Dann thld lt 0 verwendet der Regler zur Berechnung den Wert 0 cutoff lt O verwendet der Regler zur Berechnung den Wert 0 cter 65535 bleibt cter auf di
209. enfunktion l uft ab STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung inc_rate REAL Positive Steigung in Einheiten pro Sekunde 20 dec_rate REAL Negative Steigung in Einheiten pro Sekunde 20 33002237 445 RAMP Rampengenerator Detailbeschreibung Parametrierung Wenn der am Eingang vorgegebene Wert RSP den aktuellen Wert des SP Ausgangs bersteigt erh ht der Funktionsbaustein den Wert dieses Ausgangs mit der Geschwindigkeit inc_rate solange bis der SP Wert den RSP Wert erreicht Wenn inc_rate Null ist wird die Rampenfunktion nicht ausgef hrt SP ist die direkte Kopie von RSP Wenn der am Eingang vorgegebene Wert den aktuellen Wert von SP unterschreitet senkt der Funktionsbaustein den Wert von SP mit der Geschwindigkeit dec_rate Wenn dec_rate Null ist wird die Rampenfunktion nicht durchgef hrt SP ist die direkte Kopie von RSP Wenn der Wert von RSP sich w hrend der Generierung der Rampe ndert versucht der Funktionsbaustein unverz glich diesen neuen Zielwert zu erreichen Die gerade ablaufende Rampenfunktion wird weitergef hrt oder ndert ihre Richtung Betriebsarten Der Tracking Betrieb TR_S 1 erm glicht es dem SP Ausgang einen Initialwert zuzuweisen Sie gehen wie folgt vor Schritt Aktion 1 TR_I auf den gew nschten Initialwert setzen 2 TR_S auf 1 setzen der TR_I Eingang wird in diesem Fall kontinuierlich auf SP gef hrt Hinw
210. enn der vom Funktionsbaustein berechnete Wert oder vom Anwender im Handbetrieb geschriebene Wert eine dieser Grenzen bersteigt wird der Wert von OUT gekappt Der Inkrementalausgang OUTD ber cksichtigt diese Kappung jedoch nie Dies erm glicht es dem PI_B einen SERVO Funktionsbaustein zu steuern ohne die Stellgliedposition r ckf hren zu m ssen kontinuierliche Regelung e Die Auswahl direkte inversre Aktion Parameter rev_dir erm glicht es die Reglerrichtung der Verbindung Stellglied Me proze anzupassen e Begrenzung des Sollwertes zwischen pv_inf und pv_sup e Der Funktionsbaustein kann im reinen Integralbetrieb arbeiten mit kp 0 298 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Betriebsarten Umschaltung der Betriebsarten Der Funktionsbaustein PI_B hat 3 Betriebsarten Automatik Hand und Tracking Der Tracking Betrieb hat Vorrang vor den anderen Betriebsarten Diese Betriebsarten k nnen ber die Eing nge MAN_AUTO und TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S MAN_AUTO Bedeutung Automatik 0 1 Die Ausg nge OUT und OUTD entsprechen dem Ergebnis der vom Funktionsbaustein durchgef hrten Berechnungen Hand 0 0 Der Ausgang OUT wird vom Funktionsbaustein nicht gestellt so da der Anwender den Wert direkt ndern kann Tracking 1 0 oder 1 Der Eingang TR_I wird auf den Ausgang OUT gef hrt Die Umschaltung Hand Automatik oder Tracking gt Automatik wird wie folgt d
211. er Bausteinparameter Schreibung PIP Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e PV REAL Regelgr e f r den F hrungsregler PV2 REAL Regelgr e f r den Folgeregler Hilfsregelgr e MODE Mode_PIP Betriebsarten PARA Para_PIP Parameter YMAN REAL Handwert vom Ausgang Y SP_FIX REAL Festwert Handwert der F hrungsgr e vom Folgeregler OFF REAL Offset am Ausgang des P Reglers Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz SP2 REAL Sollwert f r Folgeregler STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y 33002237 391 PIP PIP Kaskaden Regler Parameterbe schreibung Mode_PIP Parameterbe schreibung Para_PIP Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt fix BOOL 1 Betriebsart Festwert Regelung Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain1 REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor f r PI Regler ti TIME Nachstellzeit f r Pl Regler gain2 REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor f r P Regler ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 392 33002237 PIP PIP Kask
212. er Regelgr e PV d_on_pv 1 gebildet werden Wird der D Anteil aufgrund der Regelgr e PV bestimmt so wird bei F hrungsgr en nde rungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich im Prinzip nur auf St rungen und Proze nde rungen aus Hinweis Der EFB verf gt ber 3 E A Paramter SP_CAS OFF YMAN die von der Funktion im Kaskadenbetrieb selbst aktualisiert werden Wenn Sie den Baustein im Kaskadierungsbetrieb verwenden wollen m ssen Sie die Verbindung zwischen diesen Eing ngen und den entsprechenden Ausg ngen SP_CAS_N OFF_N YMAN_N ber Variablen selbst herstellen Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Umkehrung des Vorzeichens an gain erreicht werden Ein positiver Wert an gain bewirkt da bei einer positiven St rgr e die Stellgr e steigt Ein negativer Wert an gain bewirkt da bei einer positiven St rgr e die Stellgr e f llt 33002237 81 COMP_PID Komplexer PID Regler Bildung der Regeldifferenz Verst rkungs reduktion bei kleiner Regeldifferenz Nachf hren des Handwertes YMAN In der Betriebsart Kaskade wird die Regeldifferenz ERR durch SP_CAS und PV gebildet e sp_intern SP_CAS e ERR sp_intern PV In der Betriebsart Automatik wird die Regeldifferenz durch sp_intern und PV gebildet wobei sp_intern ber einen Anstiegsbegrenzer auf den Wert des Parameters SP gefahren
213. er Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt In diesem Fall bleiben die Ausg nge GREATER EQUAL und LESS unver ndert Eine Warnung wird ausgegeben wenn e Der Parameter DBAND negativ ist der Funktionsbaustein verwendet dann zur Berechnung DBAND 0 e Der Parameter HYST au erhalb des Bereichs 0 DBAND liegt zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den n chstliegenden korrekten Wert d h O wenn HYST kleiner ist als 0 und DBAND wenn HYST gr er ist als DBAND 74 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein COMP_PID Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 76 Darstellung 77 Strukturbild des komplexen PID Reglers 80 Parametrierung des COMP_PID Reglers 81 Antiwindup f r COMP_PID 84 Auswahl des Reglertyps f r COMP_PID 85 Sto freie Betriebsartenumschaltung 86 Auswahl der Betriebsart des COMP_PID 89 Detaillierte Formeln 92 Laufzeitfehler 94 33002237 75 COMP_PID Komplexer PID Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Ubertragungs funktion Der Funktionsbaustein stellt einen komplexen PID Regler dar der speziell auch f r Kaskadenbehandlung konzipiert wurde Die Struktur des Reglers ist im Strukturbild S 80 dargestellt Al
214. eral Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datenelemente ist 16 Bit Ein numerischer Wertebereich kann diesem Datentyp nicht zugeordnet werden 33002237 581 Glossar Zeitdauer Literale Zwischenablage Erlaubte Einheiten f r Zeitdauern TIME sind Tage D Stunden H Minuten M Sekunden S und Millisekunden MS oder Kombinationen hiervon Die Zeitdauer mu durch das Pr fix t T time oder TIME gekennzeichnet werden Der berlauf der h chstwertigen Einheit ist zul ssig z B ist die Eingabe T 25H15M erlaubt Beispiel t 14MS T 14 7S time 18M TIME 19 9H t 20 4D T 25H15M time 5D14H12M18S3 5MS Die Zwischenablage ist ein tempor rer Speicher f r ausgeschnittene oder kopierte Objekte Diese Objekte k nnen in Sections eingef gt werden Bei jedem neuen Ausschneiden oder Kopieren wird der alte Inhalt der Zwischenablage berschrieben 582 33002237 Index A ALIM 41 Anstiegsbegrenzer 545 Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 207 551 Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung 41 Automatische Reglereinstellung 47 AUTOTUNE 47 Baustein f r Massendurchflu 213 C CLC DELAY 101 INTEGRATOR1 151 LAG1 167 LEAD_LAG 201 LIMV 207 PI1 281 PID1 319 PIDP1 379 SMOOTH_RATE 481 THREE_STEP_CON1 523 THREEPOINT_CON1 515 TWOPOINT_CON1 539 CLC_PRO ALIM 41 COMP_PID 75 DEADTIME 95 DERIV 107 FGEN 123 INTEG 139 LAG 161 LAG2 173 LEAD_LAG 193 PCONZ2 235 PC
215. ere Grenze des Istwertbereichs pv_sup REAL Obere Grenze des Istwertbereichs out_inf REAL Untere Grenze des Ausgangswertbereichs out_sup REAL Obere Grenze des Ausgangswertbereichs rev_dir BOOL 1 direkte Aktion des PID Reglers 0 inverse Aktion des PID Reglers en_rcpy BOOL 1 der RCPY Eingang wird verwendet kp REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit dband REAL Unempfindlichkeitszone auf Abweichung outbias REAL Manueller Ausgleich der statischen Abweichung 294 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Formeln bertragungs funktion Berechnungs formeln Erl uterung der Formelgr en Die bertragungsfunktion lautet J xIN OUT kpx 1 a t1xp Die tats chlich verwendeten Formeln variieren je nachdem ob der Funktions baustein den inkrementalen oder den absoluten Algorithmus verwendet Sehr vereinfacht kann der Funktionsbaustein eine der folgenden Formeln verwenden Algorithmus ti Formen Absolut 0 OUT TermP outbias OUTD OUT new OUT old Inkremental gt 0 OUTD OUT OUT old OUTD new TermP TermlI In der folgenden Tabelle finden Sie die Bedeutung der Formelgr en Gr e Bedeutung new Wert der bei der aktuellen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wird old Wert der bei der vorherigen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wurde OUT Absolutwertausgang
216. ersicht zur Berechnung der Regler Anteile Betriebsart Automatik Bedeutung der Gr en in den nachfolgenden Formeln Gr e Bedeutung dt Aktuelle Abtastzeit ERR Regeldifferenz SP PV err2 new Regeldifferenz SP2 PV2 err2 ld Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o OFF Offset am Ausgang des P Reglers Y Stellgr Be YI I Anteil YP P Anteil Der Ausgang des F hrungsreglers wird wie folgt ermittelt Y1 SP2 gainl x ERR OFF Nachfolgend finden Sie eine bersicht der unterschiedlichen Berechnungen der Regler Anteile und Ausg nge in Abh ngigkeit von den verschiedenen Betriebsarten YI und Y in der Betriebsart Automatik YI Y und SP2 in der Betriebsart Hand YI Y und SP2 in der Betriebsart Halt YI YP Y und SP2 in der Betriebsart Festwert Regelung Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y YP YI Der Integralanteil YI des Folgereglers f r die Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt err2 err2o1d 2 Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet new A t Y new YI o1d gain2 x T x 33002237 409 PPI PPI Kaskaden Regler Betriebsart Hand Betriebsart Halt Betriebsart Festwert Regelung Laufzeitfehler Fehlermeldung Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y YMAN Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu SP2 gainlx SP PV OFF De
217. es Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 108 Darstellung 108 Formeln 109 Detailbeschreibung 110 Beispiel zum Funktionsbaustein 111 Laufzeitfehler 111 33002237 107 DERIV Differenzierer mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung DERIV Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_DERIV Der Funktionsbaustein stellt ein Differenzierglied mit einem mit der Zeitkonstante lag verz gerten Ausgang Y dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten Hand Halt und Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Darstellung des Bausteins DERIV REAL X Mode_MH MODE Para_DERIV PARA REAL YMAN Y REAL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangsgr e MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_DERIV Parameter YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang Differenzierer mit Gl ttung Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Verst rkung der Differenzierung lag TIME Verz gerungszeitkonstante 108 33002237 DERIV
218. es Programms auf Peripherie Signale die an der SPS angeschlossen sind erfolgt nur ber Located Variablen Zugriffe von externer Seite ber Modbus oder Modbus Plus Schnittstellen der SPS z B von Visualisierungas systemen sind ebenfalls ber located Variablen m glich Lokale Abgeleitete Datentypen sind nur in einem einzigen Concept Projekt und dessen lokalen DFBs verf gbar und sind im Verzeichnis DFB unter dem Projekt Verzeichnis abgelegt Lokale DFBs sind nur in einem einzigen Concept Projekt verf gbar und sind im Verzeichnis DFB unter dem Projekt Verzeichnis abgelegt Lokale Makros sind nur in einem einzigen Concept Projekt verf gbar und sind im Verzeichnis DFB unter dem Projekt Verzeichnis abgelegt Die lokale Netzwerkverbindung ist das Netzwerk das den lokalen Teilnehmer mit anderen Teilnehmern entweder direkt oder durch Busverst rker verbindet Der lokale Teilnehmer ist der der gerade projektiert wird 33002237 571 Glossar Makro MMI Multielement Makros werden mit Hilfe der Software Concept DFB erstellt Makros dienen zum Duplizieren h ufig benutzter Sections und Netzwerke inklusive deren Logik deren Variablen und deren Variablendeklaration Es wird zwischen lokalen und globalen Makros unterschieden Makros haben die folgenden Eigenschaften e Makros k nnen nur in den Programmiersprachen FBD und LD erstellt werden Makros enthalten nur eine einzige Section Makros k nnen eine beliebig
219. esen Wert blockiert und der Ausgang outc hat keine Bedeutung mehr Die Ausg nge OUT und done k nnen jedoch weiterhin verwendet werden 538 33002237 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler 61 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein TWOPOINT_CON1 Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 540 Darstellung 541 Detailbeschreibung 542 Laufzeitfehler 544 33002237 539 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein bildet einen Zweipunktregler nach der durch zwei schreibung dynamische R ckf hrungen PID hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein TWOPOINT_CON1 besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e Zwei interne R ckf hrungen Verz gerer 1 Ordnung 540 33002237 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins TWOPOINT_CON1 BOOL MAN Y BOOL BOOL HALT REAL SP ERR_EFF REAL REAL PV REAL K TIME LAG_NEG TIME LAG_POS REAL DB REAL XF_MAN BOOL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibun eibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betr
220. etaillierte Formeln 338 Laufzeitfehler 339 33002237 331 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen PID Regler in reiner Parallel Struktur schreibung Zwischen F hrungsgr e SP und der Regelgr e PV wird die Regeldifferenz ERR gebildet Die Regeldifferenz ERR bewirkt eine nderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften PID Regler in reiner Parallel Struktur Unabh ngige Verst rkungsfaktoren f r P I und D Anteil Jeder Anteil P oder D kann einzeln abgeschaltet werden Stellgrenzen Begrenzung im Automatik Betrieb Antiwindup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil Anti Windup Reset Betriebsarten Hand Halt Automatik sto freie Umschaltung Hand Automatik D Anteil umschaltbar auf Eingangsgr e PV bzw Regeldifferenz ERR D Anteil mit variabler Zeitverz gerung bertragungs Die bertragungsfunktion lautet funktion G s kp s er E gt td_lag YD YI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil 332 33002237 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PID_P Parameterbe schreibung Mode_PID_P Darstellung des Bausteins PID_P REAL SP
221. eter zur Unterscheidung von 2 Betriebsarten oder 2 Zust nden eines Funktionsbausteins verwendet wird hat sein Name h ufig die Form mode1_mode2 Beispiel MANU_AUTO SP_RSP Konventionell wird festgelegt da der mode1 entsprechende Wert 0 ist und der mode2 entsprechende Wert 1 Wenn z B der Parameter MANU_AUTO eines Funktionsbausteins 0 ist ist der Funktionsbaustein in der Betriebsart Hand Er ist in der Betriebsart Automatik wenn MANU_AUTO gleich 1 ist 38 33002237 EFB Beschreibungen A bis PH bersicht Einleitung Die EFB Beschreibungen sind in alphabetischer Reihenfolge dokumentiert Hinweis Die Anzahl der Eing nge einiger EFBs kann durch vertikale Gr en nderung des FFB Symbols auf max 32 erh ht werden Um welche EFBs es sich dabei handelt entnehmen Sie bitte der Beschreibung der einzelnen EFBs 33002237 39 EFB Beschreibungen A bis PH Inhalt dieses Teils Dieser Teil enth lt die folgenden Kapitel Kapitel Kapitelname Seite 3 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung 41 4 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung 47 5 COMP_DB Vergleich 71 6 COMP_PID Komplexer PID Regler 75 7 DEADTIME Totzeitglied 95 8 DELAY Totzeitglied 101 9 DERIV Differenzierer mit Gl ttung 107 10 DTIME Verz gerung 113 11 FGEN Funktionsgenerator 123 12 INTEG Integrierer mit Begrenzung 139 13 INTEGRATOR
222. etrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Integrier verst rkung GAIN und der Grenzwerte OUT_MAX und OUT_MIN f r den Ausgang OUT Die Grenzen OUT_MAX und OUT_MIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt OUT_MIN lt OUT lt OUT_MAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn OUT gt OUT_MAX e QMIN 1 wenn OUT lt OUT_MIN Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Tracking 1 Der Trackingwert TR_I wird fest auf den Ausgang OUT bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch OUT_MAX und OUT_MIN begrenzt 148 33002237 INTEGRATOR Integrierer mit Begrenzung Beispiel Das Eingangssignal wird ber die Zeit integriert Im Fall eines Sprungs am Eingang IN steigt bei positiven Werten von IN bzw f llt bei negativen Werten von IN der Ausgang gem einer Rampenfunktion OUT liegt immer zwischen OUTMAX und OUT_MIN ist OUT gleich OUT_MAX oder OUT_MIN wird dies entsprechend in QMAX oder QMIN angezeigt Es ist die Sprungantwort des Integrierers dargestellt OUT_MAX Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei OUT_MAX lt OUT_MIN erfolgt eine Fehlermeldung 33002237 149 INTEGRATOR Integrierer mi
223. fehler Fehlermeldung YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt YP kpxERR YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt F r ki gt 0 gilt ERR ERR i new old Ylmew YKo1a kix dt x 5 gt F r ki 0 gilt YI 0 Der I Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt F r ki gt 0 gilt YI Y YP FEED_FWD F r ki 0 gilt YI 0 YD f r Betriebsart Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r kd gt 0 und d_on_pv 0 gilt _ td lag new dt td_lag F r kd gt 0 und d_on_pv 1 gilt YD x YD o1a kd x ERR ERR o14 new td_lag YD e new dt td_lag F r kd 0 gilt YD 0 x YD 014 t Kd X PV ora PV newy YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 339 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur 340 33002237 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur 39 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein PID_PF Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 342 Darstellung 343 Parametrierung des PID_PF Reglers 345 Betriebsarten 347 Detaillierte Formeln 348 Laufzeitfe
224. ferenzdaten Editor g ndert werden Diese Variablen werden nur mit ihren symbolischen Namen angesprochen Signale die keinen Zugriff auf die Peripherie erfordern z B Zwischenergebnisse Systemmerker usw sollten vorzugsweise als Unlocated Variable deklariert werden 580 33002237 Glossar Variablen Variablen dienen dem Datenaustausch innerhalb von Sections zwischen mehreren Sections und zwischen dem Programm und der SPS Variablen bestehen mindestens aus einem Variablen Namen und einem Datentyp Wird einer Variablen eine direkte Adresse Referenz zugeordnet spricht man von einer Located Variablen Wird einer Variablen keine direkte Adresse zugeordnet spricht man von einer Unlocated Variablen Wird der Variablen ein Abgeleiteter Datentyp zugeordnet spricht amn von einer Multielement Variablen Au erdem gibt es noch Konstanten und Literale Verbindung Eine Kontroll oder Datenflu verbindung zwischen grafischen Objekten z B Schritten im SFC Editor Funktionsbausteinen im FBD Editor innerhalb einer Section grafisch als Linie dargestellt WwW Warnung Wird bei der Abarbeitung eines FFBs oder Schrittes ein kritischer Zustand erkannt z B kritische Eingangswerte oder Zeitlimit berschritten erfolgt eine Warnung die Sie sich mit dem Men befehl Online gt Ereignisanzeige ansehen k nnen Bei FFBs bleibt der ENO Ausgang auf 1 WORD WORD steht f r den Datentyp Bit Folge 16 Die Eingabe erfolgt als Basis 2 Lit
225. fgabe Allgemeine Bezeichnung f r den kompletten Satz von Programmier und Projektier information in der Projektdatenbank die den Quellcode darstellt der die Automation einer Anlage beschreibt Die Datenbank im Programmierger t die die Projektierungs Information f r ein Projekt enth lt Die Prototyp Datei beinhaltet alle Prototypen der zugeordneten Funktionen Desweiteren wird sofern vorhanden eine Typdefinition der internen Zustands struktur angegeben Q Quellcode Datei Concept EFB Querformat Die Quellcode Datei ist eine gew hnliche C Quelldatei Nach der Ausf hrung des Men befehls Bibliothek gt Dateien erzeugen enth lt diese Datei einen EFB Code Rahmen in den Sie einen spezifischen Code f r den gew hlten EFB eintragen m ssen Hierf r rufen Sie den Men befehl Objekte gt Quelle auf Querformat bedeutet da die Seite bei Betrachtung des gedruckten Textes breiter ist als hoch 574 33002237 Glossar REAL Real Literale Real Literale mit Exponent Redundanz system programmieren Hot Standby REAL steht f r den Datentyp Gleitkomma Zahl Die Eingabe erfolgt als Real Literal oder als Real Literal mit Exponent Die L nge der Datenelemente ist 32 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps reicht von 3 402823E 38 Hinweis Abh ngig vom Mathematikprozessortyp der CPU k nnen verschiedene Bereiche innerhalb dieses zul ssigen Wertebereichs nicht dargestellt
226. folgenden Beispielen gezeigt e Beispiel Betriebsart Automatik mit Stellungsr ckf hrung S 472 e Beispiel Betriebsart Automatik ohne Stellungsr ckf hrung im Handbetrieb S 476 Im Beispiel wird das Verhalten des Funktionsbausteins in der Betriebsart Automatik mit Stellungsr ckf hrung dargestellt Immer wenn der SEN Eingang auf 1 gesetzt wird im Beispiel alle 4 s ber cksichtigt der Funktionsbaustein SERVO einen neuen Abweichungswert IN RCPY Es gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe t_motor 25s t_mini is Abtastperiode 4s 472 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Taktdiagramm Taktdiagramm zur Betriebsart Automatik mit Stellungsr ckf hrung Automatik mit SEN Stellungsr ck f hrung Abtastperiode 4s m O gt IN RCPY 33002237 FE SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Erl uterung der Takte Erkl rung der markierten Stellen Stelle Nr Erkl rung 1 Die Abweichung IN RCPY betr gt 20 ein Impuls einer Dauer von 5 s 20 von 25 s wurde am RAISE Ausgang generiert Die Abweichung betr gt nur noch 10 ein Impuls von 2 5 s 10 von 25 s wurde am RAISE Ausgang generiert die Sekunde die vom vorherigen Impuls brig bleibt wird nicht ber cksichtigt Die Abweichung betr gt jetzt 2 was einem Impuls von 0 5 s an LOWER entspricht Da t_mini 1 s entspricht wird kein Imp
227. g eines Ausgangs Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur Pri Element Datentyp Bedeutung out_min REAL unterer Grenzwert des Ausgangs out_max REAL oberer Grenzwert des Ausgangs inc_rate REAL Steigende Rampe bei Umschaltung Hand Automatik Einheiten pro Sekunde dec_rate REAL Fallende Rampe bei Umschaltung Hand Automatik Einheiten pro Sekunde outbias REAL Wert des Bias use_bias BOOL 1 Freigabe des Bias bumpless BOOL 1 Einstellung des Bias bei Umschaltung Hand Automatik sto frei 222 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs Detailbeschreibung Strukturbild Im folgende Diagramm ist die Struktur des Funktionbausteines dargestellt bumpless E i 5 erechnung des SE mat Gradienten QUTD use_bias use_bias t_max Auto Sto freie out IN Umschaltung S OUT Hand Hand Automatik out_min inc_rate dec_rate Einstellung der Die Betriebsartenauswahl kann in Abh ngigkeit vom Eingang FORC entweder ber Betriebsarten das SPS Programm oder ber einen Bedienerdialog Uberwachungsger t auswahl eingestellt werden Eingang FORC Einstellen der Betriebsart 0 Einstellung durch den Eingang MAN_AUTO ber Bedienger t MAN_AUTO 1 Betriebsart Automatik MAN_AUTO 0 Betriebsart Hand In diesem Fall ist der Eingang MA_FORC unwirksam 1 Einstellung durch den Einga
228. g in Gleitkommawerten Bit 4 1 rate ist negativ zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert 0 Bit5 1 Der Ausgang SP hat den unteren Grenzwert sp_min erreicht SP wird auf sp_min geforct Bit 6 1 Der Ausgang SP hat den oberen Grenzwert sp_max erreicht SP wird auf sp_max geforct Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Die Ausg nge SP und LSP_MEM bleiben unver ndert Warnung Eine Warnung wird ausgegeben wenn rate negativ ist der Baustein verwendet dann zur Berechnung den Wert 0 494 33002237 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern 94 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SPLRG Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 496 Darstellung 497 Detailbeschreibung 498 Laufzeitfehler 500 33002237 495 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Einsatz dieses Funktionsbausteins ist dann sinnvoll wenn 2 Stellglieder schreibung eingesetzt werden um den gesamten Regelbereich abdecken zu k nnen bei 2 voneinander entfernten Arbeitspunkten einer unten und einer oben Der Regler ist auch f r Dreipunkt Schrittregelungen geeignet d h f r solche F lle wo die beiden Stellglieder gegens tzlich
229. ge Y_POS und Y_NEG auf Null gesetzt Die internen Zeitz hler werden ebenfalls normiert so da der Funktions baustein beim bergang auf R 0 mit der Ausgabe eines neuen 1 Signals am zugeh rigen Ausgang beginnt Wird der Funktionsbaustein PDM zusammen mit einem PID Regler betrieben so sollte die maximale Periodendauer t_max so gew hlt werden da sie der Abtastzeit des PID Reglers entspricht Dann ist n mlich gew hrleistet da jedes neue Stellsignal vom PID Regler innerhalb der Periodendauer vollst ndig bearbeitet werden kann Die Abtastzeit des PDM sollte danach gew hlt werden wie fein die Impulszeit zur Periodendauer steht Durch sie wird der minimal m gliche Stellimpuls festgelegt Es empfiehlt sich minimal folgendes Verh ltnis t_max Abtastzeit PDM gt 10 Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e lup_xl lt llo_xl e t max lt t_min 268 33002237 EFB Beschreibungen PI bis Z bersicht Einleitung Die EFB Beschreibungen sind in alphabetischer Reihenfolge dokumentiert Hinweis Die Anzahl der Eing nge einiger EFBs kann durch vertikale Gr en nderung des FFB Symbols auf max 32 erh ht werden Um welche EFBs es sich dabei handelt entnehmen Sie bitte der Beschreibung der einzelnen EFBs 33002237 269 EFB Beschreibungen PI bis Z Inhalt dieses Teils Dieser Teil enth lt die folgenden Kapitel
230. geben wenn der Parameter perf au erhalb des Bereichs 0 1 liegt Der Baustein kann in diesem Fall zur Berechnung sowohl den Wert 0 wie auch den Wert 1 verwenden 33002237 69 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung 70 33002237 COMP_DB Vergleich bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein COMP_DB Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 72 Darstellung 72 Detailbeschreibung 73 Laufzeitfehler 74 33002237 71 COMP_DB Vergleich Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein COMP_DB erm glicht den Vergleich zweier numerischen schreibung Werte IN1 und IN2 Je nachdem ob IN1 gr er gleich oder kleiner ist als IN2 wird durch den Funktionsbaustein einer der Ausg nge GREATER EQUAL oder LESS auf 1 gesetzt Der Funktionsbaustein ber cksichtigt ebenfalls eine Unempfindlichkeitszone und eine Hysterese Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins COMP_DB REAL INI GREATER BOOL REAL IN2 EQUAL BOOL REAL DBAND LESS BOOL REAL HYST Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN1 REAL Eingang Nr 1 IN2 REAL Eingang Nr 2 DBAND REAL Unempfindlichkeitszone HYST REAL Hysterese GREATER
231. gler THREE_STEP_CON1 Dreipunkt Schrittregler TWOPOINT_CON1 Zweipunktregler 28 33002237 Einleitung Gruppe CLC_PRO Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung COMP_PID Komplexer PID Regler DEADTIME Totzeitglied DERIV Differenzierer mit Gl ttung FGEN Funktionsgenerator INTEG Integrierer mit Begrenzung LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung PCON2 Zweipunkt Regler PCON3 Dreipunkt Regler PD_or_PI Strukturumschaltung PD PI Regler PDM Pulsdauermodulation PI PI Regler PID PID Regler PID_P PID Regler mit paralleler Struktur PIP PIP Kaskadenregler PPI PPI Kaskadenregler PWM Pulsbreitenmodulation QPWM Pulsbreitenmodulation einfach SCON3 Dreipunkt Schrittregler VLIM Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 33002237 29 Einleitung Gruppe Diese Gruppe enth lt die EFBs f r Verarbeitungsvorg nge die den Reglern im Conditioning allgemeinen vorgeschaltet sind wie die Verarbeitung des Me wertes der Regelgr e der St rgr en oder anderer diskreter Gr en ber Filter und andere klassische Funktionen hinaus beinhaltet diese Gruppe ebenfalls Verz gerungs und Summationsfunktionen Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung
232. greich innerhalb des eingestellten Timeouts bertragen worden so wird das entsprechende Status Bit auf 1 gesetzt Im anderen Fall wird dieses Bit auf O gesetzt und alle zu dieser Gruppe geh renden Daten zu 0 gel scht Variablen denen ein mit STRUCT Struktur definierter Abgeleiteter Datentyp zugeordnet ist Eine Struktur ist eine Sammlung von Datenelementen mit im allgemeinen unterschiedlichen Datentypen Elementare Datentypen und oder Abgeleitete Datentypen 578 33002237 Glossar Strukturierter Text ST SY MAX Symbol Icon ST ist eine Textsprache nach IEC 1131 in der Operationen wie z B Aufrufe von Funktionsbausteinen und Funktionen bedingte Ausf hrung von Anweisungen Wiederholung von Anweisungen usw durch Anweisungen darsgestellt werden In Quantum Steuerger ten schlie t Concept die Bereitstellung auf E A Best ckung SY MAX E A Baugruppen f r RIO Steuerung durch die Quantum SPS mit ein Der SY MAX Fernbaugruppentr ger hat einen Fern E A Adapter in Steckplatz 1 der ber ein Modicon S908 R E A System kommuniziert Die SY MAX E A Baugruppen sind f r Sie zur Markierung und Einbeziehung in die E A Best ckung der Concept Konfiguration aufgef hrt Grafische Darstellung verschiedener Objekte in Windows z B Laufwerke Anwendungsprogramme und Dokumentfenster Teilnehmer Adresse Template Datei Concept EFB TIME Token Traffic Cop Transition Die Teilnehmer Adresse dient der ei
233. gt LAG_POS gt 0 33002237 519 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Unempfindlich keitszone Hysterese Betriebsarten Der Parameter DB legt den Einschaltpunkt f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG fest Ist der wirksame Schaltwert ERR_EFF positiv und wird gr er als DB dann schaltet der Ausgang Y_POS von 0 auf 1 Ist wirksame Schaltwert ERR_EFF negativ und wird kleiner als DB dann schaltet der Ausgang Y_NEG von 0 auf 1 Der Wert des Parameters DB wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Unempfindlichkeitszone DB wird der Betrag ausgewertet Der Parameter HYS gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt DB verkleinern mu bevor der Ausgang Y_POS Y_NEG wieder auf 0 gesetzt wird Der Zusammenhang zwischen Y_POS und Y_NEG abh ngig vom wirksamen Schaltwert ERR_EFF und den Parametern DB und HYS wird im Bild Prinzip des Dreipunktreglers S 519 deutlich Der Wert des Parameters HYS wird typisch auf 0 5 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Hysterese HYS wird der Betrag ausgewertet Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie vor beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Die Ausg nge Y_POS und
234. gt die Umschaltung sto frei Automatik Hinweis Bei ti 0 wird der Parameter outbias neu berechnet So k nnen die OUT Werte sto frei beginnend beim letzten Wert der vorherigen Betriebsart weiterstarten bump 1 kann die Umschaltung mit Sto erfolgen 33002237 363 PIDFF Kompletter PID Regler Detaillierte Gleichungen bersicht In diesem Abschnitt werden zu folgenden F llen die detaillierten Gleichungen dargestellt e Konvention der wichtigsten in den Gleichungen verwendeten Zwischenvariablen und Funktionen e Absoluter Algorithmus S 366 e Inkrementaler Algorithmus PID Regler S 367 e Normale inkrementale Algorithmen aw_type 0 e Mit sto freier AntiwindupMa nahme aw_type 1 e Inkrementaler Algorithmus Integral Betrieb S 369 e Normale inkrementale Algorithmen aw_type 0 e Mit sto freier Antiwindup Ma nahme aw_type 1 Konvention In den folgenden Gleichungen werden verschiedene Variablen und Funktionen verwendet Die den Parametern des Funktionsbausteins entsprechenden Variablen werden nicht erneut beschrieben Die wichtigsten Zwischenvariablen und die verwendeten Funktionen werden in den folgenden Tabellen beschrieben 364 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Erl uterung der Hier finden Sie eine Erl uterung der wichtigsten Zwischenvariablen Zwischen k Zwischenvariable variablen Bedeutung DEV_WGH DEV_WGH PV 1 ovs_att SP dt Zeit die seit de
235. hek CONT_CTL 27 33002237 21 Allgemeines 22 33002237 Parametrierung von Funktionen und Funktionsbausteinen 33002237 23 Parametrierung Parametrierung von Funktionen und Funktionsbausteinen Allgemeines Operation Operand Jeder FFB setzt sich zusammen aus einer Operation den zur Operation notwendigen Operanden und einem Exemplar Name Funktionsz hler FFB z B Einschaltverz gerung Exemplar Name Funktionsz hler z B FBI_2_22 18 Operation z B TON Operand FBI Formal parameter z B IN PT Q ET ENABLE EXP 1 TIME Ser ta 4 Aktualparameter Variable Element einer Multielement Variablen Literal direkte Adresse z B ENABLE EXP 1 TIME ERROR OUT 4 0001 ERROR OUT 4 00001 Die Operation bestimmt welche Funktionalit t durch den FFB ausgef hrt werden soll z B Schieberegister Wandeloperationen Der Operand legt fest womit die Operation ausgef hrt werden soll Er besteht bei FFBs aus Formalparameter und Aktualparameter 24 33002237 Parametrierung Formalpa rameter Aktualparameter Bedingter Unbedingter Aufruf Aufruf von Funktionen und Funktionsbau steinen in IL und sT Der Formalparameter ist ein Platzhalter f r einen Operanden Bei der Parametrierung wir
236. hler 349 33002237 341 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen PID Regler in reiner Parallel Struktur schreibung Zwischen F hrungsgr e SP und der Regelgr e PV wird die Regeldifferenz ERR gebildet Die Regeldifferenz ERR bewirkt eine nderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften PID Regler in reiner Parallel Struktur Unabh ngige Verst rkungsfaktoren f r P I und D Anteil Jeder Anteil P oder D kann einzeln abgeschaltet werden Stellgrenzen Begrenzung im Automatik Betrieb Antiwindup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil Anti Windup Reset Betriebsarten Hand Halt Automatik sto freie Umschaltung Hand Automatik D Anteil umschaltbar auf Eingangsgr e PV bzw Regeldifferenz ERR D Anteil mit variabler Zeitverz gerung bertragungs Die bertragungsfunktion lautet funktion G s kp s er E gt td_lag YD YI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil 342 33002237 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PID_PF Parameterbe schreibung Mode_PID_P Darstellung des Bausteins PID_PF REAL SP REAL PV Mode_PID_P MO
237. hr Wenn der Me wert den Me bereich berschreitet pv_inf pv_sup wird die automatische Reglereinstellung abgebrochen und der Regler auf die vorherige Betriebsart eingestellt Eine Sch tzung des k nftigen Me wertes erm glicht die automatische Reglereinstellung zu stoppen bevor der Me bereich berschritten wird wenn ein erstes Modell identifiziert worden ist 62 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Bit 6 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei zu geringem Anstieg Elementes diag PV A PV lt 2 CA PRA Die Amplitude des Stellimpulses ist zu gering um den Proze zu beeinflussen In diesem Fall kann der Wert von step_ampl erh ht werden Bit 8 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei unlogischer Reaktion Elementes diag PV Die Reaktion des Regelprozesses ist unverst ndlich Verst rkungsfaktoren mit verschiedenen Vorzeichen Dies kann auf eine gr ere St rung auf eine Kopplung mit anderen Regelkreisen o a zur ckzuf hren sein 33002237 63 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Generierung eines Test nach Beenden der automatischen Reglereinstellung bersicht Folgende Bits des Diagnosewortes Element diag zeigen den Status der automatischen Reglereinstellung Bit Bedeutung 9 1 Anf nglich nicht stabilisierter Me wert 10 1 Dauer des Stellimpulses tmax zu kurz 11 1 Zu hohes Me rauschen 12 1 Dauer des Stellimpulses
238. hreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datent Bedeutun SP_SEL yp g RSP REAL Externer Sollwert Remote Set Point SP_RSP BOOL Vom Regler verwendeter Sollwerttyp 1 Externer Sollwert 0 Interner Sollwert PARA Para_SP_SEL Parameter PV REAL Zu regelnde Gr e MA_I BOOL Betriebsart des verbundenen Reglers 1 Betriebsart Automatik 0 Betriebsart Hand SP REAL Vom Regler verwendeter Sollwert LSP_MEM REAL Speicher f r internen Sollwert Local Set Point MEMory STATUS WORD Statuswort 33002237 489 SP_SEL Sollwertschalter Parameterbe schreibung Para_SP_SEL Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung sp_min REAL Unterer Grenzwert f r verwendeten Sollwert sp_max REAL Oberer Grenzwert f r verwendeten Sollwert bump BOOL Bei Umschaltung extern intern 1 der SP Ausgang wird mit dem Wert von LSP_MEM geforct 0 sto freie Umschaltung track BOOL 1 im Handbetrieb wird der Wert von SP an PV angeglichen nur interner Sollwert rate REAL Steigung von SP bei Umschaltung intern extern in Einheiten pro Sekunde 20 490 33002237 SP_SEL Sollwertschalter Detailbeschreibung Umschaltung Die Umschaltung des Sollwertes kann in zwei Richtungen erfolgen des Sollwertes Wenn Dann SP_RSP von 0 gt 1 erfolgt die Umschaltung des internen Sollwertes auf einen externen Sollwert SP_RSP von 1
239. ht signifikant z B ABCD und abcd werden als der gleiche Bezeichner interpretiert Bezeichner d rfen keine Schl sselworte sein Der IEC Programmspeicher besteht aus dem Programm Code EFB Code den Sectiondaten und den DFB Exemplardaten Infinite Impuls Response Filter Filter mit unendlicher Impulsantwort Der Startschritt einer Ablaufkette In jeder Ablaufkette mu ein Initialschritt definiert werden Mit dem Initialschritt wird die Ablaufkette bei ihrem ersten Aufruf gestartet Der einer Variablen beim Programmstart zugeteilte Wert Die Zuweisung des Wertes erfolgt in Form eines Literals Die Erzeugung eines Exemplars 568 33002237 Glossar Instruktion LL984 INT Integer Literale INTERBUS PCP Beim Programmieren elektrischer Steuerungen hat ein Benutzer die Aufgabe operational codierte Anweisungen in Form von Bildobjekten die in erkennbarer Kontaktform eingeteilt sind zu implementieren Die entworfenen Programmobjekte werden auf Benutzerebene w hrend des Lade Prozesses zu computer verwendbaren OP Codes konvertiert Die OP Codes werden in der CPU entschl sselt und von den Firmware Funktionen des Controllers so bearbeitet da die gew nschte Steuerung implementiert wird INT steht f r den Datentyp ganze Zahl integer Die Eingabe erfolgt als Integer Literal Basis 2 Literal Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datenelemente ist 16 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses
240. hung dev_ll unterschreitet wird der logische Ausgang OUT_NEG auf 1 gesetzt Wenn die Abweichung erneut ansteigt wird OUT_NEG nur dann auf Null gesetzt wenn die Abweichung ber dev_ll hyst hinaus ansteigt Hinweis Um eine fehlerfreie Funktionsweise des Bausteins zu gew hrleisten d rfen die Ausg nge OUT_NEG und OUT_POS nicht invertiert werden 33002237 511 STEP3 Dreipunktregler Betriebsarten Der Reglerbaustein STEP3 verf gt ber 2 Betriebsarten je nach Wert des Parameters MAN_AUTO Betriebsart MAN_AUTO Bedeutung Automatik 1 Die Ausg nge OUT_NEG und OUT_POS werden vom Baustein selbst berechnet Halt 0 Die logischen Ausg nge werden vom Reglerbaustein nicht neu berechnet Altwerte Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung BitO 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Folgende Verhalten werden angezeigt e SP liegt au erhalb des Bereichs pv_inf pv_sup SP wird in diesem Fall auf pv_inf bzw pv_sup begrenzt e dev_ll gt 0 oder dev_hl lt 0 der Baustein verwendet den Wert O hyst liegt au erhalb des Bereichs 0 Minimum dev_hl dev_11 der Baustein verwen
241. i jedem Zyklus berechnet Die Handbetrieb ist Berechnung ber cksichtigt die vorher berechneten aber noch nicht angelegten Zeitdauern mit einer Begrenzung auf t_motor So kann eine beliebige Ausgangs nderung des PID Reglers ber cksichtigt werden auch wenn der Impuls mehrere Zyklen dauert der PID Regler im berechnet der Funktionsbaustein SERVO den Parameter T_IMP Automatikbetrieb ist immer dann neu wenn der Regler seinen Ausgang aktualisiert d h immer dann wenn SEN auf 1 gesetzt wird In dieser Betriebsart werden die vorher berechneten Zeitdauern nicht mehr ber cksichtigt 470 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Algorithmus mit Stellungsr ck f hrung Betriebsarten Anpassung an Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Der Algorithmus hnelt stark dem vorhergehenden Fall Anstelle der Ausgangs nderung des PID Reglers verwendet der SERVO Funktionsbaustein jedoch die Abweichung zwischen dem Absolutwertausgang des PID Reglers und der Stellungsr ckf hrung IN RCPY Der Funktionsbaustein f hrt eine Lageregelung durch wobei der Ausgang des PID Reglers dem Sollwert entspricht und die Stellungsr ckf hrung RCPY dem Istwert Im Gegensatz zum Algorithmus ohne Stellungsr ckf hrung speichert der Funktions baustein im Handbetrieb die vorher berechneten aber den Ausg ngen RAISE und LOWER noch nicht aufgeschalteten Zeitdauern nicht Der Einga
242. ich z B Ergebnis einer dem Funktionsbaustein vorgeschalteten Berechnung Bit2 1 Division durch Null bei Berechnung in Gleitkommawerten Fehler Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Fehler Bit 4 1 Ein Eingangsparameter ist au erhalb des Bereichs Der Warnung oder vom Funktionsbaustein intern verwendete Wert wird Information gekappt Hinweis 1 Bit 5 1 Der Hauptausgang des Funktionsbausteins hat den Information Hinweis 2 unteren Grenzwert erreicht Bit 6 1 Der Hauptausgang des Funktionsbausteins hat den oberen Information Hinweis 2 Grenzwert erreicht Bit 7 1 Der untere und obere Grenzwert des Fehler Eingabeparameterbereichs sind identisch 33002237 37 Einleitung Hinweis 1 Eingangs parameter Hinweis 2 Grenzwerte Konvention Festlegung der Konvention Hinweis Wenn der Wert aus einem Parameterbereich mit abgeleiteten Datentypen stammt typischerweise der Parameter PARA wird aufgrund der Kappung eine Warnung ausgegeben und das Bit 4 auf 1 gesetzt Wenn der Wert von einem einfachen Eingangstyp stammt wird keine Warnung ausgegeben aber Bit 4 des STATUS Wortes wird auf 1 gesetzt Hinweis Wenn der obere und untere Grenzparameter eines Ausgangs invertiert worden sind z B out_min gt out_max schaltet der Funktionsbaustein den Ausgang auf den niedrigsten Wert d h auf out_max Wenn ein boolescher Param
243. ich dies erst in der darauf folgenden Periode aus Wird der Parameter func_no w hrend einer laufenden Periode ge ndert so wird ebenfalls zun chst die aktuelle Periode mit der vorher gew hlten Funktion snummer beendet Danach wird die neue Funktion gestartet Hierbei wird der Ausgang N der die Anzahl der Perioden angibt zur ckgesetzt 130 33002237 FGEN Funktionsgenerator Diagramme der einzelnen Funktionen Sprungfunktion Darstellung der Sprungfunktion Y t START 1 START 0 Rampenfunktion Darstellung der Rampenfunktion Y START 1 33002237 131 FGEN Funktionsgenerator S gezahn Darstellung der S gezahnfunktion funktion y halfperiod Dreiecksfunktion Darstellung der Dreiecksfunktion Y halfperiod 132 33002237 FGEN Funktionsgenerator Rechteck Darstellung der Rechteckfunktion funktion Y halfperiod Trapezfunktion Darstellung der Trapezfunktion Y halfperiod 33002237 133 FGEN Funktionsgenerator Sinusfunktion Darstellung der Sinusfunktion Y halfperiod 134 33002237 FGEN Funktionsgenerator Sonderf lle Sprung Funktion Rampen Funktion Zufallszahl Bei der Funktion Sprung wird der Ausgang bei START 0 auf den Wert Y YOFF und bei START 1 auf den Wert Y YOFF amplitude gesetzt Die Zeitangaben t_off t_rise t_acc spielen bei dieser Funktion keine Rolle
244. ie Ausg nge eines Funktionsbausteins w hrend der Programmausf hrung ermittelt wird 33002237 559 Glossar Backup Datei Concept EFB Basis 16 Literale Basis 2 Literale Basis 8 Literale Die Backup Datei ist eine Kopie der letzten Quellcode Datei Der Name dieser Backup Datei ist backup c dabei wird angenommen da Sie von Ihrer Quellcode Datei nie mehr als 100 Kopien haben Die erste Backup Datei hat den Namen backup00 c Falls Sie an der Definitions Datei nderungen vorgenommen haben die beim EFB keine Schnittstellenver nderung hervorrufen k nnen Sie sich das Erzeugen einer Backup Datei durch das Editieren Ihrer Quellcode Datei ersparen Objekte gt Quelle Wird eine Backup Datei angelegt k nnen Sie ihr den Namen Quell Datei geben Basis 16 Literale dienen zur Angabe von ganzzahligen Werten im Hexadezimal system Die Basis mu durch das Pr fix 16 gekennzeichnet werden Die Werte d rfen kein Vorzeichen haben Einzelne Unterstrichzeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Beispiel 16 F_F oder 16 FF dezimal 255 16 E_0 oder 16 E0 dezimal 224 Basis 2 Literale dienen zur Angabe von ganzzahligen Werten im Dualsystem Die Basis mu durch das Pr fix 2 gekennzeichnet werden Die Werte d rfen kein Vorzeichen haben Einzelne Unterstrichzeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Beispiel 2 1111_1111 oder 2 11111111 dezimal 255 2 1110_0000 oder 2 1110
245. iebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang K REAL R ckf hrverst rkung LAG_NEG TIME Zeitkonstante der schnellen R ckf hrung LAG_POS TIME Zeitkonstante der langsamen R ckf hrung DB REAL Hysterese vom Zweipunktschalter XF_MAN REAL R cksetzwert der R ckf hrung in 0 bis 100 YMAN BOOL 1 Handwert f r ERR_EFF Y BOOL 1 Ausgang Stellgr e ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert 33002237 541 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler Detailbeschreibung Struktur des Reglers Struktur des Zweipunktreglers SP ERR_EFF 3 y a xf2 GAIN 1 LAG_NEG xs G s GAIN 1 LAG_POS xs lt 542 33002237 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler Prinzip des Zweipunkt reglers Interne R ckf hrungen Hysterese Dem eigentlichen Zweipunkt Regler werden zwei dynamische R ckf hrungen PT1 Glieder hinzugef gt Durch geeignete Wahl der Zeitkonstante dieser R ckf hrglieder erh lt der Zweipunkt Regler ein dynamisches Verhalten das dem Verhalten eines PD Reglers entspricht Prinzip des Zweipunktreglers Y ERR_EFF Sp 1 Y gt gt PV A DB ERR_EFF Die R ckf hrverst rkung K ist gr er Null zu w hlen F r XF_MAN Bedeutung 0 bis 100 sind Werte zwischen O und 100 einzutragen Der R ckf hrparametersatz bes
246. iedenen Funktionen im bipolaren Betrieb gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe amplitude 1 halfperiod 0 t_off 1 2 t_rise 2 0 0 t_acc unipolar Bipolarer Betrieb S gezahn Dreieck Rechteck Trapez Sinus Zufallszahl amplitude o amplitude 136 33002237 FGEN Funktionsgenerator Unipolarer F r die Darstellung der verschiedenen Funktionen im unipolaren Betrieb gelten Betrieb folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe amplitude 1 halfperiod 10 t_off 2 t_rise 2 t_acc 0 unipolar 1 Unipolarer Betrieb YS 0 S gezahn Dreieck Rechteck Trapez Sinus Zufallszahl 33002237 137 FGEN Funktionsgenerator Trapez Funktion F r die Darstellung der Trapez Funktion mit Verschleifzeit gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe amplitude 1 halfperiod 10 t_off 1 t_rise 4 t_acc 1 5 Trapez Funktion 50 Ot amplitude o ampiltude i unipolar n d START O O 138 33002237 INTEG Integrierer mit Begrenzung 12 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein INTEG Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 140 Darstellung 141 Detailbeschreibung 142 Laufzeitfehler 143 33002237 139 INTEG
247. ienen tmax mu zwischen 1 und 5 mal der Anstiegszeit des Regelprozesses entsprechen Dieses Bit wird gesetzt wenn die Reaktion auf einen Stellimpuls zu einer zu gro en berschreitung des Me wertes overshoot f hrt mehr als 10 Der Proze entspricht nicht den vom Algorithmus verarbeiteten Modellen Dieses Bit wird gesetzt wenn die Reaktion auf einen Stellimpuls zu einer Reaktionsumkehr in der Anfangsphase f hrt undershoot gr er als 10 Der Proze entspricht nicht den vom Algorithmus verarbeiteten Modellen 66 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Bit 15 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei assymetrischem Prozess Elementes diag PV Die Reaktion des Prozesses ist asymmetrisch Der Endparametersatz entspricht einem Kompromi zwischen den Reaktionen bei An und Abstieg In beiden F llen handelt es sich um mittlere Leistungen Wenn das gew nschte Kriterium die Reaktionsdauer auf den Anstieg ist ist der erste Parametersatz zu ber cksichtigen Dabei wird in der R ckkehrphase zur anf nglichen Stellgr e die automatische Reglereinstellung abgeschaltet Wenn das gew nschte Kriterium die Abstiegsdauer ist ist eine negative Amplitude zu verwenden 33002237 67 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Bit 16 des Dieses Bild zeigt das Verhalten bei integrierendem Prozess Elementes diag PV Der Proze enth lt einen Integralanteil oder tmax ist zu klein und der Proze a
248. ige IN Werte werden doppelt gespeichert siehe auch Beispiel Zykluszeit lt T_DELAY 128 k nnen nicht alle IN Werte im Puffer abgelegt werden In diesem Fall wird in einigen Zyklen der IN Wert nicht gespeichert und OUT bleibt in diesem Zyklen unver ndert Folgende Werte werden angenommen Zykluszeit 100 ms T_DELAY 10s tin T_DELAY 128 78 ms Da tin Einlesezeit kleiner ist als die Zykluszeit wird jeder IN Wert in den Puffer bernommen Bei der vierten Ausf hrung des Funktionsbausteins nach 400 ms wird der IN Wert jedoch zweimal anstatt einmal gespeichert weil 3x 78 312 und 4x 78 390 In der Betriebsart Tracking wird der Trackingwert TR_I fest auf den Ausgang OUT bertragen Der interne Puffer wird mit dem Trackingwert TR_I gef llt Der Puffer wird als gef llt markiert READY 1 432 33002237 QDTIME Totzeitglied Beispiel zum Verhalten des QDTIME Das Diagramm zeigt ein Beispiel f r das Verhalten des Funktionsbausteins Der Eingang IN ndert sich in Form einer Rampe von einem Wert auf einen neuen Wert und der Ausgang OUT folgt um die Totzeit T_DELAY verz gert dem Eingang IN Diagramm Funktionsbaustein QDTIME T_DELAY 33002237 433 QDTIME Totzeitglied 434 33002237 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach 46 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein QPWM Dieses Kapi
249. igkeit des Ausgangs Y maximal ndern darf Der Wert von Y folgt dem Wert von X jedoch begrenzt durch die maximal erlaubte Anstiegsgeschwindigkeit und die maximal erlaubte Anstiegsbeschleunigung Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsarten man halt Bedeutung Automatik 0 0 Es wird st ndig ein neuer Wert f r Y berechnet und ausgegeben Hand 1 O oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 44 33002237 ALIM Anstiegsbegrenzer 2 Ordnung Beispiel Im Bild ist das dynamische Verhalten des Funktionsbausteins sowie die Reaktion bei der Betriebsart HALT dargestellt max_v Nr 0 halt 1 0 Auf den Sprung am Eingang X reagiert der Funktionsbaustein mit einem beschleu nigten Ansteigen des Ausgangs Y Der Ausgang Y wird mit der im Parameter max_a festgelegten Anstiegsbeschleunigung beschleunigt Erreicht die Anstiegsgeschwin digkeit den Wert von max_v so wird nicht weiter beschleunigt sondern der Ausgang Y folgt dem Eingang X mit der maximalen Anstiegsgeschwindigkeit max_v siehe Geradenst ck in der Mitte des Bildes Hat sich der Ausgang Y dem Wert des Eingangssignals gen gend gen hert so wird der Ausgang mit der negativen Anstiegsbeschleunigung m
250. indet eine Stellgr en Begrenzung statt so da Begrenzung gilt YMIN lt Y lt YMAX 33002237 285 PI1 Pl Regler Antiwindup Findet eine Stellgr Ben Begrenzung statt soll durch Antiwindup Reset daf r Reset gesorgt werden da der integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Die Anti Windup Reset Ma nahme korrigiert den l Anteil in der Form da gilt YMIN YP lt YI lt YMAX YP 286 33002237 PI1 Pl Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Automatik 0 0 Hand 1 1 oder 0 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird der Stellausgang Y durch die Regelung bestimmt in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP Die Stellgr e wird durch YMAX und YMIN begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Anti Windup Reset Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen YMAX und YMIN haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Han
251. ine Finite Impulse Response Filter Filter mit endlicher Impulsantwort Eingangs Ausgangsparameter die innerhalb der Logik eines FFBs verwendet werden und als Ein Ausg nge aus dem FFB herausgef hrt werden 33002237 565 Glossar Funktion FUNK Funktions baustein Exemplar FB Funktions baustein Sprache FBD Funktionsbau steintyp Eine Programm Organisationseinheit die bei Ausf hrung genau ein Datenelement liefert Eine Funktion hat keine interne Zustandsinformation Mehrfachaufrufe derselben Funktion mit denselben Eingabeparameterwerten liefern immer dieselben Ausgabewerte Einzelheiten der grafischen Form von Funktionsaufrufen finden Sie in der Definition Funktionsbaustein Exemplar Im Gegensatz zu Aufrufen von Funktionsbau steinen haben Funktionsaufrufe nur einen einzelnen unbenannten Ausgang da dessen Name der Name der Funktion selbst ist In FBD wird jeder Aufruf durch eine eindeutige Nummer ber dem grafischen Block gekennzeichnet diese Nummer wird automatisch erzeugt und kann nicht ver ndert werden Ein Funktionsbaustein ist eine Programm Organisationseinheit die entsprechend der in ihrer Funktionsbausteintypbeschreibung definierten Funktionalit t Werte f r ihre Ausg nge und interne n Variable n berechnet wenn sie als bestimmtes Exemplar aufgerufen wird Alle Werte der Ausg nge und internen Variablen eines bestimmten Funktionsbaustein Exemplares bleiben von einem Aufruf des Funktio
252. inem ISA Bussteckplatz betrieben werden Die Baugruppe besitzt ein Motherboard ben tigt SA85 Treiber mit zwei Steckpl tzen f r PC104 Daughter Boards Davon wird ein PC104 Daughter Board als CPU und das andere zur INTERBUS Steuerung eingesetzt Der Vorgang durch den die Ausf hrung einer Operation eingeleitet wird Ausdr cke bestehen aus Operatoren und Operanden Ein Ausgangs Merker Bit kann daf r benutzt werden reale Ausgangsdaten durch eine Ausgabeeinheit des Steuerungssystems zu steuern oder einen oder mehrere diskrete Ausg nge im Signalspeicher zu definieren Hinweis Das x das nach der ersten Ziffer des Referenztyps steht repr sentiert einen f nfstelligen Speicherort im Anwender Datenspeicher z B hat die Referenz 000201 die Bedeutung eines Ausgangs oder Merkerbits an Adresse 201 des Signalspeichers Ein Ausgangs Merkerwort kann f r die Speicherung numerischer Daten bin r oder dezimal im Signalspeicher benutzt werden oder auch f r das Senden der Daten von der CPU an eine Ausgabeeinheit im Steuerungssystem Hinweis Das x das nach der ersten Ziffer des Referenztyps steht repr sentiert einen f nfstelligen Speicherort im Anwender Datenspeicher z B hat die Referenz 400201 die Bedeutung eines 16 Bit Ausgangs Merkerworts an Adresse 201 des Signalspeichers Ein Parameter mit dem das die Ergebnis se der Auswertung eines FFBs zur ckgegeben wird werden Der Proze durch den ein Wert f r eine Funktion oder f r d
253. ingangsgr e X zeigt das folgende Bild hier wird wiederum t_pause t_brake 0 angesetzt T_on Y_POS f x T_on Y_NEG f x Bei der Betriebsart Reset R 1 werden die Ausg nge Y_POS und Y_NEG auf 0 gesetzt Die internen Zeitz hler werden ebenfalls normiert so da der Funktions baustein beim bergang auf R 0 mit der Ausgabe eines neuen 1 Signals am zugeh rigen Ausgang beginnt Wird der Baustein PWM zusammen mit einem PID Regler betrieben so sollte die Periodendauer t_period so gew hlt werden da sie der Abtastzeit des PID Reglers entspricht Dann ist n mlich gew hrleistet da jedes neue Stellsignal vom PID Regler innerhalb der Periodendauer vollst ndig bearbeitet werden kann Die Abtastzeit des PWM sollte danach gew hlt werden wie fein die Impulszeit zur Periodendauer steht Durch sie wird der minimal m gliche Stellimpuls festgelegt Es empfiehlt sich minimal folgendes Verh ltnis t_period Abtastzeit PWM gt 10 33002237 417 PWM Pulsbreitenmodulation Beispiele zum Baustein PWM bersicht In den Beispielen sind die Signalfolgen an den Ausg ngen Y_POS und Y_NEG bei verschiedenen Werten des Eingangssignals X dargestellt Die Beispiele unterscheiden sich hinsichtlich der gew hlten Parametrierung In diesem Abschnitt finden Sie folgende Beispiele zum Funktionsbaustein PWM e Sprungantwort 1 e Sprungantwort 2 418 33002237 PWM Pulsbreitenmodulation Sprunga
254. ir 0 d h da eine positive Abweichung PV SP ein Anwachsen des Ausgangswertes generiert e 1 Es handelt sich um eine inverse Aktion rev_dir 1 d h da eine positive Abweichung PV SP eine Verringerung des Ausgangswertes generiert Funktion A AD x t x t 1 Begrenzen Begrenzungsfunktion f r den Ausgang des Funktionsbausteins Absoluter Folgende Gleichungen gelten mit PD Reglern ti 0 Algorithmus OUT TermP TermD TermFF outbias OUTD OUTP new OUTP old OUT limiter OUT Wert des Proportionalanteils TermP TermP sense xX kp x dev Wert des Differentialanteils TermD td x TermD ora Kxtdxkdx VAR kd x dt td Wert des Feed Forward Anteils TermFF TermFF FF ff_ inf x otff_sup otff_inf tar ff_sup ff_inf VAR TermD sense x new otd 366 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Detaillierte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus PID Regler Inkrementaler F r PID Regler ti gt 0 werden die Gleichungen in Abh ngigkeit des Elements Algorithmus aw_type nach folgenden F llen unterschieden PID Regler Element Bedeutung aw_type 0 Normale inkrementale Algorithmen aw_type 1 Mit sto freier Antiwindup Ma nahme PID Regler Folgende Gleichungen gelten f r normale inkrementale Algorithmen von PID aw_type 0 Reglern OUTD TermP Terml TermD TermFF OUT limiter OUT Wenn en_rcpy 0 ist gilt OUT
255. it der folgenden Konstruktion tun Datentypname Wert des Literals Beispiel INT 15 Datentyp Integer Wert 15 BYTE 00001111 Datentyp Byte Wert 00001111 REAL 23 0 Datentyp Real Wert 23 0 F r die Zuweisung des Datentyps REAL gibt es auch die M glichkeit den Wert auf folgenden Weise anzugeben 23 0 Durch die Angabe der einer Kommastelle wird automatisch der Datentyp REAL zugewiesen UDEFB UDINT UINT Unlocated Variable Benutzer definierte Elementare Funktionen Funktionsbausteine Funktionen oder Funktionsbausteine die in der Programmiersprache C erstellt wurden und die Concept in Bibliotheken zur Verf gung stellt UDINT steht f r den Datentyp vorzeichenlose doppeltlange ganze Zahl unsigned double integer Die Eingabe erfolgt als Integer Literal Basis 2 Literal Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datenelemente ist 32 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps reicht von O bis 2exp 32 1 UINT steht f r den Datentyp vorzeichenlose ganze Zahl unsigned integer Die Eingabe erfolgt als Integer Literal Basis 2 Literal Basis 8 Literal oder Basis 16 Literal Die L nge der Datenelemente ist 16 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps reicht von O bis 2exp 16 1 Unlocated Variablen wird keine Signalspeicheradresse zugeordnet Sie belegen somit auch keine Signalspeicheradressen Der Wert dieser Variablen wird systemintern gespeichert und kann mit dem Re
256. ite Kurzbeschreibung 208 Darstellung 209 Detailbeschreibung 210 Laufzeitfehler 211 33002237 207 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung mit schreibung Begrenzung der Stellgr e Es wird der Gradient der Eingangsgr e X auf einen vorgebbaren Wert RATE begrenzt Ferner wird der Ausgang Y durch YMAX und YMIN begrenzt Dadurch kann der Funktionsbaustein Signale an die technologisch begrenzte Geschwin digkeit und Endlagen von Stellgliedern anpassen Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb 208 33002237 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins LIMV BOOL MAN BOOL HALT REAL X Y REAL REAL RATE QMAX BOOL REAL YMAX QMIN BOOL REAL YMIN REAL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingang RATE REAL Maximale Anstiegsbegrenzung maximales x YMAX REAL Obere Stellgrenze YMIN REAL Untere Stellgrenze YMAN REAL HandStellwert Y REAL Ausgang QMAX BOOL 1 Ausgang Y hat obere
257. kf hrung mit der Zeitkonstanten lag_neg xf_man lt 0 oder xf_man gt 100 Der Regler arbeitet ohne interne R ckf hrungen 240 33002237 PCON3 Dreipunkt Regler 29 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein PCONS Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 242 Darstellung 243 Detailbeschreibung 245 Laufzeitfehler 247 33002237 241 PCONS3 Dreipunkt Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Der Funktionsbaustein bildet einen Dreipunktregler nach der durch zwei dynamische R ckf hrungen PID hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein PCONS besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt Automatik e zwei interne R ckf hrungen Verz gerer 1 Ordnung 242 33002237 PCONS3 Dreipunkt Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins PCON3 REAL SP Y_POS BOOL REAL PV Y_NEG BOOL Mode _MH MODE ERR_EFF REAL Para_PCON3 PARA BOOL YMAN_POS BOOL YMAN_NEG Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter PONS ung Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang MODE Mode_MH Betriebsarten PARA Para_PCON3 Parameter YMA
258. komplexe Section enthalten Programmtechnisch gesehen unterscheidet sich ein instanziertes Makro d h ein in eine Section eingef gtes Makro nicht von einer konventionell erstellen Section Auruf von DFBs in einem Makro Deklaration von Variablen Verwendung von Makro eigenen Datenstrukturen Automatische bernahme der im Makro deklarierten Variablen Initialwerte f r Variablen Mehrfache Instanzierung eines Makros im Gesamtprogramm mit unterschied lichen Variablen e Der Sectionname die Variablennamen und der Datenstrukturname k nnen bis zu 10 verschiedene Austauschmarkierung 0 bis 9 enthalten Mensch Maschine Interface Variablen denen ein mit STRUCT oder ARRAY definierter Abgeleiteter Datentyp Variablen zugeordnet ist Es wird dabei zwischen Feldvariablen und strukturierten Variablen unterschieden N Netzwerk Ein Netzwerk ist die Zusammenschaltung von Ger ten an einem gemeinsamen Datenweg die ber ein gemeinsames Protokoll miteinander kommunizieren Netzwerkteil Ein Teilnehmer ist ein Ger t mit einer Adresse 1 64 am Modbus Plus Netzwerk nehmer 572 33002237 Glossar Node Node ist eine Programmierzelle in einem LL984 Netzwerk Eine Zelle Node besteht aus einer 7x11 Matrix d h 7 Reihen zu 11 Elementen O Operand Ein Operand ist ein Literal eine Variable ein Funktionsaufruf oder ein Ausdruck Operator Ein Operator ist ein Symbol f r eine auzuf hrende arithmetische oder boolsche Operation
259. krementale Form bietet dar ber hinaus folgende M glichkeiten M glichkeit Erl uterung Bausteinexterner Integralanteil mit en_rcpy 1 Wenn der reale Anteil vom durch den Regler berechneten Wert abweicht bei offenem Regelkreis sollte bei der Berechnung der reale Wert zugrunde gelegt werden Wenn dieser Wert verf gbar ist ist er auf den RCPY Eingang aufzuschalten und der Parameter en_rcpy auf 1 zu setzen Bei den vom Funktionsbaustein durchgef hrten Berechnungen wird die Gleichung OUT new OUT old OUTD zu OUT new RCPY OUTD Diese Einrichtung ist insbesondere bei Kaskaden oder kaskaden hnlicher Regelung sinnvoll Hinweis In diesem Fall wird der Ausgang OUT nicht begrenzt Erweiterte Antiwindup Ma nahme Die inkrementale Form des PID Reglers bietet standardm ig eine im Algorithmus ber cksichtigte Antiwindup Ma nahme Bei aw_type 0 wird dieser Typ zugrunde gelegt In diesem Fall kann es vorkommen da der Ausgang ges ttigt ist und seinen Grenzwert pl tzlich verl t auch wenn das Vorzeichen der Abweichung sich nicht ndert z B unter dem Einflu einer kurzen St rung w hrend der Messung Es ist m glich eine zweite Antiwindup Ma nahme einzusetzen aw_type 1 die verhindert da der Ausgang seinen Grenzwert bersteigt solange die Abweichung das Vorzeichen nicht ndert 33002237 359 PIDFF Kompletter PID Regler Gewichtung des Wenn ein Integrala
260. ktionsbe schreibung Eigenschaften Ubertragungs funktion Proportional beiwert Der Funktionsbaustein stellt einen Kaskaden Regler bestehend aus einem PI F hrungsregler und einem P Folgeregler dar Zwischen F hrungsgr e SP und der Regelgr e PV wird die Regeldifferenz ERR gebildet Der F hrungsregler erzeugt durch diese Regeldifferenz einen Sollwert SP2 f r den Folgeregler Aufgrund der Differenz von SP2 und PV2 erzeugt der Folgeregler die Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e PI als F hrungsregler P als Folgeregler Stellgr Ben Begrenzung Anti Windup Reset f r den Pl Regler Betriebsarten Hand Festwert Regelung Halt Automatik Die bertragungsfunktionen f r die Regler lauten Regler bertragungsfunktion F hrungsregler PI Regler 7 1 G s 1 1 s gainlx 1 x Folgeregler P Regler G s gain2 Der Proportionalbeiwert des F hrungsreglers wird wie folgt ermittelt YP gaini xERR 390 33002237 PIP PIP Kaskaden Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins PIP REAL 4SP Y REAL REAL PV ERR REAL REAL PV2 SP2 REAL Mode_PIP MODE Para_PIP PARA STATUS Stat MAXMIN REAL YMAN REAL SP_FIX REAL OFF Parameterbe Beschreibung d
261. ktregler STEP3 Dreipunktregler Im Bereich der Regelung werden arithmetische Funktionen h ufig im Zusammenhang mit Unempfindlichkeitszonen und Gewichtungen verwendet Ausgehend von diesem Prinzip umfa t diese Gruppe direkt verwendbare arithmetische Funktionen e Multiplikation Division mit Gewichtung MULDIV_W e Summation mit Gewichtung SUM_W e Vergleich mit Unempfindlichkeitszone und Hysterese COMP_DB e Quadratwurzel mit Trennpunkt und Gewichtung K_SQRT Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung COMP_DB Vergleich K_SQRT Quadratwurzel MULDIV_W Multiplikation Division SUM_W Summierer 33002237 31 Einleitung Gruppe Output Processing H ufig ist es nicht m glich den Reglerausgang direkt zu verwenden um das Stellglied zu steuern Wenn beispielsweise wie dies bei vielen Prozessen der Fall ist elektrische Servomotoren zum Einsatz kommen mu dem Regler ein SERVO Funktions baustein nachgeschaltet werden Wenn zwei Stellglieder auf dieselbe Gr e einwirken ist der Funktionsbaustein SPLRG zu verwenden Dieser Funktionsbaustein funktioniert sowohl als Dreipunkt Schrittregler bei entgegengesetzter Wirkung der Stellglieder wie auch in der Betriebsart Split range bei gleichgerichteter Wirkung der Stellglieder Der Baustein PWM1 erm glicht eine Pulsweitenmodulation von z B einer Stellgr e eines vorgeschalteten kontinuierlichen Regler
262. l enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 460 Darstellung 461 Detailbeschreibung 462 Laufzeitfehler 464 33002237 459 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein bildet einen Dreipunkt Schrittregler nach der durch eine schreibung dynamische R ckf hrung PD hnliches Verhalten erh lt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein SCONS besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Reset Automatik e eine interne R ckf hrung Verz gerer 1 Ordnung 460 33002237 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins SCON3 REAL SP REAL PV Y_POSt BOOL Y_NEG BOOL Para_SCON3 PARA ERR_EFFH REAL BOOL R Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datent Bedeutun SCON3 de a SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang PARA Para_SCON3 Parameter R BOOL 1 Betriebsart Reset ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert Y_POS BOOL 1 positive Stellgr e an Ausgang ERR_EFF Y_NEG BOOL 1 negative Stellgr e an Ausgang ERR_EFF Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur schreibung Element Datent Bedeutun Para_SCON3 id 9 gain REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor ti TIME Nachstellzeit t_proc TIME Nennstellz
263. lemente ist 8 Bit Ein numerischer Wertebereich kann diesem Datentyp nicht zugeordnet werden Datentypen Daten bertragungs einstellungen Die bersicht zeigt die Hierarchie der Datentypen wie sie bei Ein und Ausg ngen von Funktionen und Funktionsbausteinen verwendet werden Generische Datentypen sind durch die Vorsilbe ANY gekennzeichnet e ANY_ELEM e ANY_NUM ANY_REAL REAL ANY_INT DINT INT UDINT UINT e ANY_BIT BOOL BYTE WORD e TIME e System Datentypen IEC Erweiterungen e Abgeleitet von ANY Datentypen Einstellungen die festlegen wie Informationen von Ihrem Programmierger t zur SPS bertragen werden 33002237 561 Glossar DCP E A Station DDE Dynamic Data Exchange Definitions Datei Concept EFB Defragmen tierung Deklaration Derived Function Block DFB Abgeleiteter Funktions baustein Mit einem Distributed Control Prozessor D908 k nnen Sie ein dezentrales Netzwerk mit bergeordneter SPS einrichten Beim Einsatz eines D908 mit dezentraler SPS betrachtet die bergeordnete SPS die dezentrale SPS wie eine dezentrale E A Station Die D908 und die dezentrale SPS kommunizieren ber den Systembus wodurch sich eine hohe Leistung bei minimaler Auswirkung auf die Zykluszeit ergibt Der Datenaustausch zwischen der D908 und der bergeordneten SPS findet mit 1 5 Megabit pro Sekunde ber den dezentralen E A Bus statt Eine bergeordnete SPS kann bis zu 31 Adresse 2 3
264. lichkeiten die f r einen PID1 Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 326 beispielhaft erkl rt sind In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch YMAX und YMIN begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die internen Gr en werden so nachgef hrt da die Summe ihrer Anteile dem Stellausgang entsprechen so da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt 33002237 385 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Detaillierte Formeln Erl uterung der Bedeutung der Gr Ben in den Formeln Formelgr Ben Gr e Bedeutung dt Zeitdiffernz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus ERR Regeldifferenz SP PV ERR Wert der Regeldifferenz aus dem ak
265. llgliedes Stellenergie dem analogen Eingangswert X des Modulationsbausteins entsprechen Der Funktionsbaustein PDM dient zur Umsetzung von analogen Werten in digitale Ausgangssignale Bei dem Funktionsbaustein PDM wird ein in seiner Dauer konstantes 1 Signal innerhalb einer vom Analogwert X abh ngigen Taktzeit ausgegeben Die mittlere eingestellte Energie entspricht dem Quotienten aus der Einschaltdauer t_on und der Taktzeitperiode Damit die mittlere eingestellte Energie auch der analogen Eingangsgr e X entspricht mu folgendes gelten 1 T Jeriod gi X Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Im allgemeinen wird die bin re Stellgliedansteuerung durch zwei boolsche Signale Y_POS und Y_NEG vorgenommen Bei einem Motor entspricht der Ausgang Y_POS beispielsweise dem Signal Rechtslauf und der Ausgang Y_NEG dem Signal Linkslauf Bei einem Ofen k nnen die Ausg nge Y_POS und Y_NEG entsprechend als Heizen und K hlen interpretiert werden Handelt es sich beim Stellantrieb um einen Motor so mu u U bei nicht selbsthem menden Getrieben zur Vermeidung des Nachlaufens nach dem Einschaltsignal ein Bremsimpuls ausgegeben werden Zum Schutz der Leistungselektronik mu nach dem Einschaltimpuls t_on vor dem Bremsimpuls t_brake eine Pausenzeitt_pause eingelegt werden um Kurzschl sse zu verhindern F r einen ordnungsgem en Betrieb ist bei der Parametrierung folgende Regel zu beachten
266. lt up_pos up_pos Y_NEG gt T_on t_periodx Xx up_neg lt X lt 0 up_neg F r einen ordnungsgem en Betrieb sind bei der Parametrierung folgende Regeln zu beachten e 2xt_pause t_brake t_max lt t_period e Von den Parametern up_pos und up_neg wird jeweils der Betrag ausgewertet 414 33002237 PWM Pulsbreitenmodulation Detailbeschreibung Arbeitsweise des Bausteins Die Periodendauer legt die Zeit fest in welcher die Stellimpulse 1 Signal am Ausgang Y_POS bzw Y_NEG regelm ig d h im konstanten Zeitraster ausgegeben werden Der Parameter t_min gibt die minimale Impulsl nge an d h die Zeitdauer die der Ausgang Y_POS bzw der Ausgang Y_NEG minimal 1 Signal besitzen soll Ist die nach der Gleichung im Abschnitt Formeln S 414 berechnete Impulsdauer kleiner als t_min so wird f r die gesamte Periode kein Impuls ausgegeben Der Parameter t_max gibt die maximale Impulsl nge an d h die Zeitdauer die der Ausgang Y_POS bzw der Ausgang Y_NEG maximal 1 Signal besitzen darf Ist der nach obiger Gleichung berechnete Wert der Impulsdauer gr er als t_max so wird die Dauer des Impulses auf t_max begrenzt Zwischen Stell und Bremsimpuls mu zum Schutz der Leitungselektronik Verhindern des gleichzeitigen Z ndens antiparallel geschalteter Stromrichterventile eventuell eine frei vorgebbare Pausenzeit von t_pause 10 oder 20 ms eingelegt werden Der Parameter t_pause gibt die Zeitdauer an
267. m Verz gerungswerte zu erreichen die mehr als dem 100 fachen des bei gro en Abtastintervalls des Funktionsbausteins entsprechen mu dem Parameter Verz gerungs BUFFER eine gr ere Variable zugeordnet werden zeren Schritt Aktion 1 Definieren Sie einen neuen abgeleiteten Datentyp z B eine Tabelle mit 200 Gleitkommawerten 2 Deklarieren Sie eine Variable dieses Typs und verkn pfen Sie diese mit dem Parameter BUFFER des Funktionsbausteins DTIME 3 Die maximale Verz gerung entspricht in diesem Fall dem 200 fachen des Abtastintervalls des Funktionsbausteins 33002237 117 DTIME Verz gerung Dynamische Es ist m glich die Verz gerungszeit T_DELAY bei Programmablauf zu erh hen Anderung der oder herabzusetzen Sofern die neu eingestellte Verz gerungszeit mit der Gr e Verz gerung des BUFFER Ausgangs kompatibel ist ist die neue Verz gerung sofort wirksam T_DELAY Darstellung der dynamischen nderung der Verz gerung T_DELAY Erh hung von Verringerung von T_DELAY T_DELAY A A OUT IN IN Neuer Wert von T_DELAY lt Neuer Wert von T_DELAY 17 p mE 2 Anfangswert von T_DELAY Wenn der Wert von T_DELAY im Verh ltnis zur BUFFER Gr e zu gro wird ist es nicht mehr m glich gen gend Eingangswerte zu speichern um die gew nschte Verz gerung zu erreichen Die Verz gerung verbleibt in diesem Fall auf der gr tm glichen Zeit
268. m aktuellen Abtastschritt new ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o FEED_FWD St rgr Be PV Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV 1d Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt o Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil Stellgr e Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen Teilgr en zusammen Y YP YI YD FEED_FWD Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax Regeldifferenz Die Regeldifferenz wird wie folgt ermittelt ERR SP PV wenn reverse 0 ERR PV SP wenn reverse 1 bersicht zur Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Verst rkungsfaktoren kp ki und kd Regler Anteile e P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt 348 33002237 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt Laufzeitfehler Fehlermeldung YP f
269. mbol Darstellung des Bausteins PPI REAL 4SP Y REAL REAL PV ERR REAL REAL PV2 SP2 REAL Mode_PIP MODE Para_PIP PARA STATUS Stat_MAXMIN REAL YMAN REAL SP_FIX REAL OFF Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter Schreibung PPI Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e f r den F hrungsregler PV REAL Regelgr e f r den F hrungsregler PV2 REAL Regelgr e f r den Folgeregler Hilfsregelgr e MODE Mode_PPI Betriebsarten PARA Para_PPI Parameter YMAN REAL Handwert vom Ausgang Y SP_FIX REAL Festwert Handwert der F hrungsgr e vom Folgeregler OFF REAL Offset am Ausgang des P Reglers Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz SP2 REAL Sollwert f r Folgeregler STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y 33002237 403 PPI PPI Kaskaden Regler Parameterbe schreibung Mode_PPI Parameterbe schreibung Para_PPI Parameterbe schreibung Stat_MAXMIN Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt fix BOOL 1 Betriebsart Festwert Regelung Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain1 REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor f r P Regler ti TIME Nachstellzeit f r Pl Regler gain2 REAL Proportionalbeiwert Verst rkungsfaktor f r PI Regler ymax REAL Obere Stellgrenze ymin
270. mpensieren mu das Dampfsteuerventil um 10 geschlossen oder ge ffnet werden 33002237 371 PIDFF Kompletter PID Regler Die Feed Forward Eingangsparameter sind so einzustellen da die Kaltwasser temperatur auf das Dampfsteuerventil folgenden Einflu hat Temperaturbereich Auswirkungen 15 C kein Einflu 10 pro 5 C zwischen 5 und 25 C A Ausgang 4 20 T 10 4 gt o Kaltwasser 25 temperatur 10 C 20 Vorzunehmende Einstellungen Element Wert ff_sup 25 C ff_inf 5 C otff_sup 10 otff_inf 10 372 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Beispiel zur kaskadierten Anordnung zweier Regler Nachfolgend finden Sie die Darstellung des Funktionsplans Teil 1 FBI_12_5 1 SAMPLETM MASTER_ST gt INTERVAL Q DELSCANS MASTER 2 PIDFF EN ENO MASTER_PV gt PV OUT MASTER_SP D gt SP OUTD FF SLAVE_SP gt RCPY 1 D MAN_AUTO MA_OH MASTER_PARA D 1 PARA INFO SLAVE_PV gt TRI STATUS H SLAVE_MAO PO TR_S FBI_12_3 3 SP_SEL RSP SP MASTER_MA D SP_RSP LSP_MEM PARA STATUS PV MAI SLAVE_SP 33002237 373 PIDFF Kompletter PID Regler Nachfolgend finden Sie die Darstellung des Funktionsplans Teil 2 FBI_12_4 4 SAMPLETM SLAVE_ST gt INTERVAL a DELSCANS
271. mten Funktionsbaustein Exemplar geh rt Der Exemplar Name dient der eindeutigen Kennzeichnung eines Funktionsbausteines in einer Programm Organisationseinheit Der Exemplar Name wird automatisch erzeugt kann aber editiert werden Der Exemplar Name mu in der gesamten Programm Organisationseinheit eindeutig sein dabei wird nicht zwischen Gro Kleinschreibung unterschieden Existiert der eingegebene Name schon werden Sie gewarnt und m ssen einen anderen Namen w hlen Der Exemplar Name mu den IEC Namenskonventionen entsprechen andernfalls erfolgt eine Fehlermeldung Der automatisch erzeugte Instanzname hat immer den Aufbau FBI_n_m FBI Funktionsbaustein Exemplar n Nummer der Section laufende Nummer m Nummer des FFB Objektes in der Section laufende Nummer Fehler Feldvariablen FFB Funktionen Funktionsbau steine FIR Filter Formalparameter Wird bei der Abarbeitung eines FFBs oder eines Schrittes ein Fehler erkannt z B unzul ssige Eingangswerte oder ein Zeitfehler erfolgt eine Fehlermeldung die Sie sich mit dem Men befehl Online Ereignisanzeige ansehen k nnen Bei FFBs wird der ENO Ausgang auf 0 gesetzt Variablen denen ein mit Hilfe des Schl sselworts ARRAY Feld ein definierter Abgeleiteter Datentyp zugeordnet ist Ein Feld ist eine Sammlung von Datenele menten gleichen Datentyps Sammelbegriff f r EFB Elementare Funktionen Funktionsbausteine und DFB Abgeleitete Derived Funktionsbauste
272. n e inc_rate gilt wenn IN zum Zeitpunkt der Umschaltung gr er ist als OUT e dec_rate gilt wenn IN zum Zeitpunkt der Umschaltung kleiner ist als OUT Sto freie Umschaltung Handbetrieb Betriebsart Automatik EE Steigung inc_rate Umschaltung Hand Automatik OUT IN Die sto freie Umschaltung kann bei steigender Rampe annulliert werden indem inc_rate auf 0 gesetzt wird Ebenso ist bei dec_rate 0 die Umschaltung bei fallender Rampe mit Sto In beiden F llen wird der Eingang IN bei Umschaltung auf Automatikbetrieb sofort auf den Ausgang OUT gef hrt Wenn der Parameter outbias use_bias 1 verwendet wird kann eine sto freie Umschaltung Hand Automatik ohne nderung des Ausgangs erzielt werden indem der Parameter bumpless auf 1 gesetzt wird Der Parameter outbias wird in diesem Fall vom Funktionsbaustein neu berechnet und ber cksichtigt die Abweichung zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT 33002237 225 MS Handsteuerung eines Ausgangs Sto freie Umschaltung mit dem Parameter Outbias Betriebsart Automatik mN Handbetrieb I TFT ge Outbias wird neu berechnet outbias OUT IN outbias Umschaltung Hand Automatik Die sto freie Umschaltung Hand Automatik ist sinnvoll wenn der Eingang des Funktionsbausteins an keinen Regler oder an einen Reglerausgang ohne Integral anteil angeschlossen ist
273. n DFB Typ oder in C EFB Typ formuliert sein Ein Funktionsbausteintyp kann mehrfach instanziiert aufgerufen werden 566 33002237 Glossar Funktionsz hler Der Funktionsz hler dient der eindeutigen Kennzeichnung einer Funktion in einem Programm oder DFB Der Funktionsz hler ist nicht editierbar und wird automatisch vergeben Der Funktionsz hler hat immer den Aufbau n m n Nummer der Section laufende Nummer m Nummer des FFB Objektes in der Section laufende Nummer Generische Literale Generischer Datentyp Globale Abgeleitete Datentypen Globale Daten Globale DFBs Globale Makros Gruppen EFBs Wenn f r Sie der Datentyp eines Literal nicht relevant ist geben Sie einfach den Wert f r das Literal an In diesem Fall weist Concept dem Literal automatisch einen passenden Datentyp zu Ein Datentyp der stellvertretend f r mehrere andere Datentypen steht Globale Abgeleitete Datentypen sind in jedem Concept Projekt verf gbar und sind im Verzeichnis DFB direkt unter dem Concept Verzeichnis abgelegt Globale Daten sind Unlocated Variablen Globale DFBs sind in jedem Concept Projekt verf gbar Die Ablage der globalen DFBs ist von der Einstellung in der CONCEPT INI Datei abh ngig Globale Makros sind in jedem Concept Projekt verf gbar und sind im Verzeichnis DFB direkt unter dem Concept Verzeichnis abgelegt Manche EFB Bibliotheken z B die IEC Bibliothek sind in Gruppen unterteilt Dies e
274. n von Antriebssystemen projektiert werden kann Im nachfolgenden Beispiel werden zwei Produkte A und B nacheinander in einen Beh lter gegossen und gemischt Der Beh lter wird zun chst unter die Dosierein richtung f r das Produkt A gestellt die die Menge P1 ausgibt Er wird dann ber ein Flie band zur Dosiereinrichtung f r das Produkt B transportiert die die Menge P2 ausgibt Das Zeitintervall zwischen den beiden Dosiereinrichtungen betr gt 20 s Messen von DurchfluBmengen y g 4 P1 P1 P2 20s Die Produktmenge P2 wird geregelt die Gewichtsmessung am Beh lter ergibt aber P1 P2 P1 ist abzuziehen Die Menge P2 entspricht der gemessenen Menge abz glich der 20 s zuvor dosierten Menge P1 120 33002237 DTIME Verz gerung Die Messung des Regelkreises an P2 entspricht demnach folgendem Schema FBI_9_1 1 FBI_9_2 2 DTIME SUM_W PV_A_DELAY PV_AD IIN OUT IN1 OUT gt PV_B T_DELAY gt T_DELAY BUFFER gt BUFF PV_AB p gt IN2 TRI STATUS IN3 ITR_s SUM_PARA gt PARA Werte der Datenstruktur Elemente der Variablen SUM_PARA Element von SUM_PARA Wert SUM_PARA K1 1 SUM_PARA K2 1 Laufzeitfehler Statuswort Im Statuswort werden folgende Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit O 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommaeing nge Bit
275. n Ausg nge RAISE und LOWER umwandelt Wenn der Funktionsbaustein die Stellungsr ckf hrung verwendet wird eine Lageregelung des Stellgliedes realisiert Wenn die Stellungsr ckf hrung nicht verwendet wird f hren Regler und SERVO Funktionsbaustein gemeinsam eine kontinuierliche astatische Regelung durch Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins SERVO BOOL SEN RAISE BOOL REAL IN LOWER BOOL REAL INPD STATUS WORD BOOL MA I REAL RCPY BOOL RST BOOL R_STOP BOOL L_STOP Para_SERVO PARA 466 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Parameterbe schreibung SERVO Parameterbe schreibung Para_SERVO Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SEN BOOL 1 Einbeziehung eines neuen Wertes an den Eing ngen INPD oder IN 0 keine Einbeziehung der neuen Werte von INPD oder IN IN REAL Reglerausgang OUT 0 bis 100 INPD REAL Ausgangs nderung OUTD des Reglers 100 bis 100 MA_I BOOL Regler Betriebsart Ausgang MA_O 1 Automatikbetrieb 0 Hand oder Tracking Betrieb RCPY REAL Stellungsr ckf hrung 0 bis 100 RST BOOL 1 Neuinitialisierung des Funktionsbausteins Nullsetzung der Ausg nge und des internen Bausteinstatus R_STOP BOOL Endstellung RAISE err
276. n einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 4 1 Der Eingang K oder RK liegt au erhalb des Bereichs k_min k_max Zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert k_min oder k_max Bit 5 1 Der Ausgang SP hat den unteren Grenzwert sp_min erreicht SP wird auf sp_min begrenzt Bit 6 1 Der Ausgang SP hat den oberen Grenzwert sp_max erreicht SP wird auf sp_max begrenzt Fehlermeldung Der Fehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftaucht Die Ausg nge KACT und SP bleiben unver ndert 454 33002237 SCALING Skalierung 49 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SCALING Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 456 Darstellung 456 Parametrierung 457 Laufzeitfehler 458 33002237 455 SCALING Skalierung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Darstellung Symbol Parameterbe schreibung SCALING Parameterbe schreibung Para_SCALING Dieser Funktionsbaustein erm glicht es eine numerische Gr e in ihrer Gr e zu ver ndern Als
277. nach Grund des Scheiterns ein Parametersatz angeboten werden Jedes Bit des Diagnosewortes diag erm glicht die Erstellung eines Fehlertyps Dieses Wort beinhaltet die aktuelle Betriebsart der automatischen Reglereinstellung Die folgenden F lle werden erl utert S 64 Status der automatischen Reglereinstellung S 61 Ursachen f r einen Fehlstart S 61 Ursachen f r den Abbruch der automatischen Reglereinstellung S 62 Generierung eines Test nach Beenden der automatischen Reglereinstellung lin dieser Tabelle finden Sie die Bedeutung des Elements diag der Datenstruktur Info_AUTOTUNE Bit Bedeutung BitO 1 Automatische Reglereinstellung l uft Bit1 1 Reglereinstellung abgebrochen Bit2 1 Parameterfehler Bit3 1 nderung von Parametern die gerade automatisch eingestellt werden Bit 4 1 Stop infolge Systemfehler Bit5 1 S ttigung des Istwertes Bit6 1 nderung zu gering Bit 7 1 Abtastintervall ung ltig Bit8 1 Reaktion unverst ndlich Bit9 1 Anf nglich nicht stabilisierte Messung Bit10 1 Dauer des Stellimpulses tmax zu kurz Bit1 1 1 Zu starkes Me rauschen Bit 12 1 Stellimpulsdauer tmax zu gro Bit 13 1 Proze mit starker berschreitung der Grenzwerte Bit 14 1 Proze ohne Phasenminimum Bit 15 1 Asymmetrischer Proze Bit 16 1 Proze mit Integralanteil 60 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Status
278. nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 312 beispielhaft erkl rt sind Es wird der Handstellwert YMAN fest auf den Stellausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem I Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann In der Betriebsart Halt bleibt der Reglerausgang wie er vorgefunden wird der Funktionsbaustein ver ndert den Reglerausgang Y nicht Regler bleibt stehen d h Y Y old Die Betriebsart Halt eignet sich unter anderem auch daf r den Reglerausgang Y ber ein externes Bedienger t zu stellen Dabei werden die internen Anteile im Regler richtig nachgef hrt soda der Regler ohne Sto von seiner aktuellen Lage aus weiterf hrt Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt In dieser Betriebsart wird der Festwert SP_FIX auf den Sollwerteingang des PI Reglers SP2 bertragen Der PI Regler arbeitet in der Betriebsart Automatik 408 33002237 PPI PPI Kaskaden Regler Detaillierte Formeln Erl uterung der Formelgr en Ausgang des F hrungsreglers b
279. nach dem Einschaltsignal ein Bremsimpuls ausgegeben werden Zum Schutz der Leistungse lektronik mu nach dem Einschaltimpuls T_on vor dem Bremsimpuls t_brake eine Pausenzeit t_pause eingelegt werden um Kurzschl sse zu verhindern 412 33002237 PWM Pulsbreitenmodulation Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PWM Parameterbe schreibung Para_PWM Darstellung des Bausteins PWM REAL X BOOL R Y_POS BOOL Para __ PWM PARA Y_NEG BOOL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangsgr e R BOOL Betriebsart Reset 1 Reset PARA Para_PWM Parameter Y_POS BOOL Ausgang f r positive X Werte Y_NEG BOOL Ausgang f r negative X Werte Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung t_period TIME Periodendauer t_pause TIME Pausenzeit t_brake TIME Bremszeit t_min TIME Minimalzeit f r Stellimpuls t_max TIME Maximalzeit f r Stellimpuls up_pos REAL Oberer Grenzwert f r positive X Werte up_neg REAL Oberer Grenzwert f r negative X Werte 33002237 413 PWM Pulsbreitenmodulation Formeln Impulsl nge f r Y_POS und Y_NEG Regeln zur Parametrierung Die Impulsl nge T_on f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG wird nach folgenden Gleichungen bestimmt Ausgang Formel Bedingung Y_POS BEE T_on t_periodx 0 lt X
280. nal X kein Impuls mehr ausgegeben wird Dies ist auf die Wirkung der Zeit t_min zur ckzuf hren Au erdem wird bei gro em Eingangssignal X X up_pos up_neg ein Dauerimpuls ausgegeben Dies h ngt damit zusammen da t_max t_period gew hlt wurde 420 33002237 PWM1 Pulsbreitenmodulation 44 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein PWM1 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 422 Darstellung 423 Formeln 424 Detailbeschreibung 425 Beispiel zum Baustein PWM1 427 33002237 421 PWM1 Pulsbreitenmodulation Kurzbeschreibung Verwendung des Bausteins Funktionsbe schreibung Allgemeines zur Stellgliedan steuerung Die Ansteuerung von Stellgliedern erfolgt nicht nur ber analoge Gr en sondern auch mittels bin rer Stellsignale Dabei soll die eingestellte mittlere Energie des Stellgliedes Stellenergie dem analogen Eingangswert IN des Modulationsbausteins entsprechen Der Funktionsbaustein PWM1 dient zur Umsetzung von analogen Werten in digitale Ausgangssignale f r Concept Bei der Pulsbreitenmodulation PWM 1 wird bei konstanter Taktperiode ein in seiner Dauer vom Analogwert abh ngiges 1 Signal ausgegeben Die mittlere eingestellte Energie entspricht dem Quotienten aus der Einschaltdauer T_on und der Taktzeit t_period Damit die mittlere eingestellte Energie auch
281. ndeutigen Kennzeichnung eines Netzwerkteil nehmers im Routing Pfad Die Adresse wird direkt am Teilnehmer eingestellt z B durch Drehschalter an der R ckseite der Baugruppen Die Template Datei ist eine ASCII Datei mit einer Layout Information f r den Concept FBD Editor und den Parametern f r die Code Erzeugung TIME steht f r den Datentyp Zeitdauer Die Eingabe erfolgt als Zeitdauer Literal Die L nge der Datenelemente ist 32 Bit Der Wertebereich f r Variablen dieses Datentyps reicht von 0 bis 2exp 32 1 Die Einheit f r den Datentyp TIME ist 1 ms Das Netzwerk Token steuert den vor bergehenden Besitz des bertragungs rechtes durch einen einzelnen Teilnehmer Das Token durchl uft die Teilnehmer in einer umlaufenden aufsteigenden Adressenfolge Alle Teilnehmer verfolgen den Tokendurchlauf und k nnen alle m glichen Daten erhalten die mitgeschickt werden Der Traffic Cop ist ist eine Best ckungsliste die aus der Benutzer Best ckunggsliste generiert wird Der Traffic Cop wird in der SPS verwaltet und enh lt zus tzlich zur Anwender Best ckungsliste z B Status Informationen zu den E A Stationen und Baugruppen Die Bedingung bei der die Steuerung von einem oder mehreren Vorg ngerschritten zu einem oder mehreren Nachfolgerschritten entlang einer gerichteten Verbindung bergeht 33002237 579 Glossar Typisierte Literale Wenn Sie den Datentyp f r ein Literal selbst festlegen wollen k nnen Sie dies m
282. nen wo das tats chlich aufgeschaltete Verhalten vom durch den Regler berechneten Verhalten abweicht bei offenem Regelkreis In diesem Fall ist es vorteilhaft bei der Berechnung den realen Wert zu verwenden Wenn dieser zur Verf gung steht ist er dem RCPY Eingang aufzuschalten und der Parameter en_rcpy auf 1 zu setzen Bei der Berechnung wird demnach die Gleichung OUT new OUT old OUTD zu OUT new RCPY OUTD Diese Einrichtung ist insbesondere bei Kaskaden oder kaskaden hnlicher Regelung vorteilhaft Hinweis Bei Aufschaltung eines externen Integralanteils en_rcpy 1 ist der Ausgang OUT nicht begrenzt 33002237 297 PI_B Einfacher Pl Regler Unempfindlich Die Unempfindlichkeitszone erm glicht es bei Erreichen des Arbeitspunktes keitszone auf kleinere Angleichst e in bezug auf den Wert des Stellgliedes zu begrenzen Abweichung solange die Abweichung unterhalb von dband liegt in Absolutwerten legt der dband Funktionsbaustein bei der Berechnung den Wert Null zugrunde Darstellung der Unempfindlichkeitszone auf Abweichung dband Ge nderte Abweichnung dband DEV Weitere Der Baustein besitzt folgende weitere Eigenschaften Eigenschaften e Die Verwendung des Parameters outbias erm glicht eine pr zise Einstellung am Arbeitspunkt wenn kein Integralanteil vorhanden ist ti 0 e In allen Betriebsarten ist der Ausgang OUT begrenzt auf den Bereich zwischen out_inf und out_sup W
283. nfach 442 33002237 RAMP Rampengenerator 47 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein RAMP Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 444 Darstellung 445 Detailbeschreibung 446 Laufzeitfehler 448 33002237 443 RAMP Rampengenerator Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein RAMP erm glicht es von einem anf nglichen Sollwert schreibung rampenf rmig auf einen Zielwert zu fahren Die Steigungen der positiven und negativen Rampen k nnen unterschiedlich sein Eine Anzeige DONE Ausgang informiert den Anwender ob der Zielwert bereits erreicht ist oder ob die Rampe gerade durchgef hrt wird Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden 444 33002237 RAMP Rampengenerator Darstellung Symbol Parameterbe schreibung RAMP Parameterbe schreibung Para_RAMP Darstellung des Bausteins RAMP REAL RSP Para_RAMP PARA REAL TR_I BOOL TR_S SP REAL DONE BOOL STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung RSP REAL Zielwert der Rampe PARA Para_RAMP Parameter TR_I REAL Initialwert der Rampe TR_S BOOL Initialisierungsbefehl der Rampe SP REAL Ausgang DONE BOOL 1 der Zielwert wurde erreicht 0 Ramp
284. ng In den Betriebsarten Reset Hand Halt oder Automatik sowie im Anlauf wird in SP_CAS die Gr e X an den F hrungsregler zur ckgegeben um sto freies Umschalten von z B Festwertregelung auf Kaskadenregelung zu erm glichen In beiden Betriebsarten wird die Stellgr e Y durch ymax und ymin begrenzt F r die Antiwindup Ma nahme k nnen die Stellgrenzen durch den Parameter delt_aw aufgeweitet werden 33002237 89 COMP_PID Komplexer PID Regler Betriebsart Hand Betriebsart Reset Betriebsart Halt Nicht Sto freier Betrieb bump 0 In der Betriebsart Hand wird der Handstellwert YMAN mittels eines Anstiegsbe grenzers auf die Stellgr e Y bertragen Die Stellgr e Y wird mit der im Parameter rate_man festgelegeten Anstiegsgeschwindigkeit Einheit 1 s rampenf rmig auf den Wert des Parameters YMAN gefahren Vom Parameter rate_man wird der Betrag ausgewertet Ist rate_man 0 so ist die Funktion des Anstiegsbegrenzers f r YMAN abgeschaltet YMAN wird direkt auf die Stellgr e bertragen Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die internen Gr en werden so nachgef hrt da der Regler bei zugeschaltetem l Anteil sto frei von Hand auf Automatik umgeschaltet werden kann Die Antiwindup Ma nahme ist wie im Automatik Betrieb ausgelegt Der D Anteil wird in dieser Betriebsart automatisch auf O gesetzt In der Betriebsart Reset wird der Reset Wert YRESET fest auf die Stellgr
285. ng Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten 204 33002237 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG1 Beispiel Folgende Beispiele werden in den nachfolgenden Diagrammen dargestellt bersicht e LEAD LAG e LEAD LAG 0 5 GAIN 1 e LEAD LAG 2 GAIN 1 LEAD LAG Der Funktionsbaustein verh lt sich wie ein reiner Multiplikationsbaustein mit dem Multiplikator GAIN FunktionsbausteinLEAD_LAG1 mit LEAD LAG x PS AA eal CCSS 1 HALT E Du EEE A 33002237 205 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung LEAD LAG 0 5 GAIN 1 LEAD LAG 2 GAIN 1 Der Ausgang Y springt in diesem Fall auf die H lfte des Endwertes um dann mit der Verz gerungszeitkonstante lag in den Endwert GAIN X einzulaufen Funktionsbaustein LEAD_LAG1 mit LEAD LAG 0 5 und GAIN 1 x Y 0 1 HALT 0 Der Ausgang Y springt in diesem Fall auf das Doppelte des Endwertes um dann mit der Verz gerungszeitkonstante LAG in den Endwert GAIN X einzulaufen Funktionsbaustein LEAD_LAG1 mit LEAD LAG 2 und GAIN 1 1 HALT A AAA _ 206 33002237 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 24 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LIMV Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Se
286. ng MA_FORC ber SPS Programm MA_FORC 1 Betriebsart Automatik MA_FORC 0 Betriebsart Hand In diesem Fall ist der Eingang MAN_AUTO unwirksam Der Ausgang MA_O gibt stets die aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins an 33002237 223 MS Handsteuerung eines Ausgangs Merkmale des F r den Ausgang OUT gelten folgende Merkmale Ausgangs OUT e Betriebsart Automatik Der Ausgang OUT ist die Kopie des Eingangs IN In dieser Betriebsart kann dem Ausgang OUT ein OUTBIAS Wert aufgeschaltet werden use_bias auf 1 setzen OUT berechnet sich nun wie folgt OUT IN outbias e Betriebsart Hand Der Funktionsbaustein setzt nicht den Ausgang der Bediener kann den Wert der an den Ausgang OUT angeschlossenen Variable direkt ndern e Der Ausgang OUT ist grunds tzlich auf einen Bereich zwischen out_min und out_max begrenzt Wenn der vom Funktionsbaustein berechnete oder vom Bediener im Handmodus eingegebene Wert einen dieser Grenzwerte berschreitet wird der Wert von OUT gekappt auf out_min oder out_max Der Inkrementalausgang OUTD hingegen ber cksichtigt diese Kappung nie 224 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs Umschaltung Hand Automatik Die Umschaltung Hand Automatik am Ausgang erfolgt sto frei da der Wert von IN nicht pl tzlich auf den Ausgang gef hrt wird Der Ausgang OUT n hert sich dem Eingang IN rampenf rmig mit positiver inc_rate oder negativer Steigung dec_rate a
287. ng MA_I erm glicht es dem SERVO Funktionsbaustein sein Verhalten der Betriebsart des Reglers anzupassen Hierzu mu er an den Ausgang MA_O des Reglers oder des entsprechenden MS Funktionsbausteins angeschlossen werden Der Funktionsbaustein SERVO liest den Reglerausgang nur dann erneut wenn dieser aktualisiert wurde d h immer dann wenn SEN auf 1 gesetzt wird Hier kann der Reglerausgang vom Anwender jederzeit ge ndert werden Damit ein neuer Wert so schnell wie m glich einbezogen wird liest der Funktionsbaustein den Reglerausgang bei jedem Zyklus In dieser Betriebsart kann der Anwender per Hand die an den OUT Ausgang eines Reglers oder eines MS Bausteins angeschlossene Variable ndern Wenn keine Stellungsr ckf hrung verwendet wird kann diese Variable die Endstellung 100 oder 0 annehmen auch wenn das Stellglied keine seiner beiden Endstellungen angenommen hat Es ist jedoch noch m glich die Ausgangs nderung OUTD per Hand zu ndern indem der Ausgang OUT des Funktionsbausteins MS auf ber 100 eingestellt wird oder auf weniger als 0 Der f r OUT eingegebene Wert wird hierbei zur Berechnung von OUTD verwendet bevor er erneut begrenzt wird 33002237 471 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Beispiele zum Funktionsbaustein SERVO Beispiel bersicht Beispiel Betriebsart Automatik mit Stellungsr ck f hrung In diesem Abschnitt wird der Einsatz des Funktionsbausteins SERVO in
288. ng der Datenstuktur Element Datentyp Bedeutung hold BOOL 1 Anhalten der Integration rst BOOL 1 Reset des Funktionsbausteins 33002237 531 TOTALIZER Integrierer Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur SAR Element Datentyp Bedeutung TOTALIZER thld REAL Integralschwelle von IN cutoff REAL Trennpunkt 20 inc_dec BOOL 1 Umkehrung der Integration 0 Normalbetrieb Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur a TOTALES Element Datentyp Bedeutung outc REAL Gesamtergebnis der Integration von IN cter UINT Z hler f r Integralberechnung done BOOL 1 der Ausgang OUT erreicht den Integralschwellwert thld 532 33002237 TOTALIZER Integrierer Formeln Berechnung des Ausgangs OUT Erl uterung der Bei jeder Ausf hrung wird der Ausgang OUT nach folgender Formel berechnet OUT new OUT old IN x AT Wenn OUT den Schwellwert thld bersteigt e wird der Z hler cter inkrementiert cter cter 1 e wird der Schwellwert thid vom Ausgang abgezogen OUT OUT thld Bedeutung der Gr en in den obigen Formeln Formelgr en Gr e Bedeutung AT seit der letzten Ausf hrung des Bausteins vergangene Zeit OUT old Wert des Ausgangs OUT bei Ende der vorherigen Ausf hrung des Reglers Ausgabe der Unter Ber cksichtigung dieses Prinzips kann der Funktionsbaustein
289. ngesetzt werden e Initialisierung bei der Startphase e Betriebsart Tracking bei redundanter SPS um einen sto freien Start des Standby Ger tes zu gew hrleisten e Steuerung der Betriebsart ber ein Programm um beispielsweise die direkte Steuerung der Stellgr e zu vermeiden wenn gerade eine automatische Reglereinstellung abl uft etc Dem Ausgang des Funktionsbausteins kann eine Begrenzung aufgeschaltet werden wenn sich dieser in der Betriebsart Tracking befindet dies ist f r die einzelnen Funktionsbausteine individuell zu entscheiden 34 33002237 Einleitung Hand Automatik Priorit tenrei henfolge der Betriebsarten Wenn ein Funktionsbaustein sich in der Betriebsart Automatik befindet errechnet sein Algorithmus den auf den Ausgang aufzuschaltenden Wert ber die Betriebsart Hand kann die Einstellung des Hauptausgangs OUT eines Funktionsbausteins blockiert werden um dann z B ber Bedienerdialog gesteuert zu werden Der Eingang MAN_AUTO erm glicht die Steuerung dieser Betriebsart 0 Hand 1 Automatik Betriebsart Hand Automatik MAN_AUTO Funktion OUT Hand Der Funktionsbaustein liest dennoch diesen Ausgang und erm glicht so ein sto freies Umschalten zwischen den Betriebsarten Hand lt gt Automatik Dem Ausgang des Funktionsbausteins kann eine Begrenzung aufgeschaltet werden wenn sich dieser in der Betriebsart Hand oder Automatik befindet dies ist individuell f r jeden Fu
290. nktionsbaustein zu entscheiden Wenn ein Funktionsbaustein ber beide Betriebsarten verf gt hat die Betriebsart Tracking Vorrang vor der Betriebsart Hand Automatik TR_S MAN_AUTO Funktion e OUT La TR_I Um eine bessere bersicht zu gew hrleisten sind die Verbindungen zwischen der Funktion und der Betriebsart des Funktionsbausteins nicht dargestellt Gleiches gilt f r den effektiv aufgeschalteten Stellwert 33002237 35 Einleitung Abtasten Abtasten Die Regelalgorithmen basieren auf Abtastwerten bei denen das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zyklen zu ber cksichtigen ist Die Funktions bausteine berechnen automatisch den Wert dieses Intervalls d h sie k nnen in den Concept Sections an einer beliebigen Stelle gesetzt werden ohne das Zeitmanagement ber cksichtigen zu m ssen Folgende Regelfunktionen k nnen mit festem Zeitintervall durchgef hrt werden e Laufzeit Optimierung des SPS Programms durch Aufteilen der Regelopera tionen auf mehrere Zyklen e verbesserte Regelqualit t indem ein zu h ufiges Abtasten der Regelkreise verhindert wird e Minimierung der Beanspruchung der Stellglieder Hierzu kann beispielsweise der Funktionsbaustein SAMPLETM verwendet werden der an den Eingang EN der abzutastenden Funktionsbausteine anzuschlie en ist Wenn das Abtastintervall der Regelkreise 1 Sekunde bersteigt ist der Funktion
291. nktionsbe schreibung Eigenschaften Dieser Funktionsbaustein ist geeignet f r einfache Dreipunkt Schrittregelungen Die Steuerung des Stellgliedes erfolgt je nach Richtung der Abweichung Istwert Sollwert in bezug auf den oberen und unteren Schwellwert Die Schwellwert steuerung beschreibt eine parametrierbare Hysterese Dieser Regler kann auch f r Warm Kaltregelungen verwendet werden Bei komplexeren Regelungen ist ein traditioneller Regler vorzuziehen z B ein PI_B Regler dem ein Funktionsbaustein wie beispielsweise der PWM1 nachzuschalten ist Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Reglerbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Begrenzung des Sollwertes zwischen pv_inf und pv_sup e Die Reglereingangswerte Istwert Sollwert und entsprechende Parameter werden in physikalischen Einheiten ausgedr ckt 508 33002237 STEP3 Dreipunktregler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung STEP3 Darstellung des Bausteins STEP3 REAL PV OUT_NEG BOOL REAL SP OUT_POS BOOL BOOL MAN_AUTO Para_STEP3 PARA DEV H REAL MA_O BOOL STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Istwert Process Value SP REAL Sollwert Set Point MAN_AUTO BOOL Regler Betriebsart 1 Automatik Betrieb 0 Halt Betrieb PARA Para_STEP3 Parameter
292. nsbausteins bis zum n chsten bestehen Mehrfachaufrufe desselben Funktionsbaustein Exemplars mit denselben Argumenten Werten von Eingangs parametern liefern deshalb nicht unbedingt den dieselben Ausgabewert e Jedes Funktionsbaustein Exemplar ist grafisch durch ein rechteckiges Blocksymbol dargestellt Der Name des Funktionsbausteintyps steht oben in der Mitte innerhalb des Rechtecks Der Name des Funktionsbaustein Exemplars steht auch oben jedoch au erhalb des Rechtecks Er wird automatisch bei Erstellung einer Instanz generiert kann aber je nach Bedarf vom Anwender abge ndert werden Eing nge werden auf der linken Seite Ausg nge auf der rechten Seite des Blocks dargestellt Die Namen der Formal Ein Ausgangsparameter sind innerhalb des Rechtecks an den entsprechenden Stellen angezeigt Die obige Beschreibung der grafischen Darstellung gilt prinzipiell auch f r Funktionsaufrufe und f r DFB Aufrufe Unterschiede sind in den entsprechenden Definitionen beschrieben Eine oder mehrere Sections die grafisch dargestellte Netzwerke aus Funktionen Funktionsbausteinen und Verbindungen enthalten Ein Sprachelement bestehend aus 1 der Definition einer Datenstruktur unterteilt in Eingangs Ausgangs und interne Variablen 2 einem Satz von Operationen die mit den Elementen der Datenstruktur durchgef hrt werden wenn eine Instanz des Funktionbausteintyps aufgerufen wird Dieser Satz von Operationen kann entweder in einer der IEC Sprache
293. nte LAG verz gerten Ausgang Y dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Hand e Halt e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Darstellung des Bausteins BOOL BOOL REAL REAL TIME REAL SMOOTH_RATE MAN HALT X Y REAL GAIN LAG YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingangsgr e GAIN REAL Verst rkung der Differenzierung LAG TIME Verz gerungszeitkonstante YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang Differenzierer mit Gl ttung 482 33002237 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung Formeln zum Funktionsbaustein SMOOTH_RATE bertragungs Die bertragungsfunktion f r Y lautet funktion amp N 1 9 T sxLAG Ausgang Y Der Ausgang Y wird wie folgt ermittelt dt Y dt LAG x Aa GAINx X new X 014 Erl uterung der Bedeutung der Gr en in den obigen Formeln Formelgr en Gr e Bedeutung dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus X Wert des Eingangs X aus dem aktuellen Zyklus new X 1d Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus o Y 1d Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus o 33002237 483 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung Detailbeschreibung P
294. nteil e definierbare Verz gerung des D Anteils e D Anteil umschaltbar auf Regelgr e PV oder Regeldifferenz ERR bertragungs Die bertragungsfunktion lautet funktion 1 tdxs COT ean DE ase kirti Tag x YD YI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil nur bei en_d 1 YI l Anteil nur bei en_i 1 YP P Anteil nur bei en_p 1 306 33002237 PID PID Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung PID Parameterbe schreibung Mode_PID Darstellung des Bausteins PID REAL 4SP REAL PV Mode_PID MODE Y REAL Para_PID PARA ERR REAL REAL FEED_FWD STATUS Stat MAXMIN REAL YMAN Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung SP REAL F hrungsgr e PV REAL Regelgr e MODE Mode_PID Betriebsarten PARA Para_PID Parameter FEED_FWD REAL St rgr e YMAN REAL Hand Stellwert ERR REAL Regeldifferenz Y REAL Stellgr e STATUS Stat_MAXMIN Status des Ausgangs Y Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt en_p BOOL 1 P Anteil ein en_i BOOL 1 Anteil ein en_d BOOL 1 D Anteil ein d_on_pv BOOL 1 D Anteil bezogen auf Regelgr e 0 D Anteil bezogen auf Regeldifferenz 33002237 307
295. nteil vorhanden ist ti gt 0 erm glicht der Parameter ovs_att die Sollwertes beim Gewichtung des Proportionalanteils die Berechnung des Proportionalanteils basiert Proportional auf der gewichteten Abweichung PV 1 ovs_att x SP anteil D mpfung des berlaufs Dies erm glicht eine EinfluBnahme im Falle eines berlaufs wie er bei Sollwert n derungen auftreten kann Ziel ist es einen regelintensiven Proportionalanteil und damit eine dynamische Antwort auf St rungen zu erhalten ohne da es bei der Regelung zu berl ufen kommt Der Parameter ovs_att kann kontinuierlich schwanken zwischen Wert Bedeutung 0 der Abweichung Regeldifferenz aufgeschalteter Proportionalanteil klassischer Fall 1 dem Me wert Regelgr e aufgeschalteter Proportionalanteil bei empfindlichen Prozessen oder integral wirkenden Prozessen 360 33002237 PIDFF Kompletter PID Regler Unempfindlich keitszone auf Abweichung dband bergangsver st rkung beim Differentialanteil Bei Erreichen des Arbeitspunktes erm glicht es die Unempfindlichkeitszone kleinere Angleichst e an den Wert des Stellgliedes zu begrenzen solange die Abweichung betragsm ig dband unterschreitet legt der Funktionsbaustein bei der Berechnung den Wert Null zugrunde Innerhalb der Unempfindlichkeitszone kann der erweiterte Parameter gain_kp zur Anderung der Abweichung verwendet werden Dies ist besser als diese zu l
296. nternen oder externen Sollwertes durch den Baustein SP_SEL e Steuerung des Handbetriebes der abgetasteten Regelkreise siehe Abtasten S 36 mit dem Funktionsbaustein MS 292 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins PI_B REAL PV OUT REAL REAL SP OUTD REAL REAL RCPY MA_O DATA BOOL MAN_AUTO DEV REAL Para_PlI_B PARA STATUS WORD REAL TRI BOOL TR_S Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung PI_B Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Istwert Process Value SP REAL Sollwert Set Point RCPY REAL Kopie der effektiven Stellgr e MAN_AUTO BOOL Regler Betriebsart 1 Automatik Betrieb 0 Handbetrieb PARA Para_PI_B Parameter TR_I REAL Initialisierungseingang TR_S BOOL Initialisierungsbefehl OUT REAL Stellgliedausgang OUTD REAL Differentialausgang Unterschied zwischen Ausgang der aktuellen und der vorherigen Ausf hrung MA_O BOOL Aktuelle Betriebsart des Funktionsbausteins 1 Betriebsart Automatik 0 andere Betriebsart d h Handbetrieb oder Tracking DEV REAL Wert der Abweichung PV SP STATUS WORD Statuswort 33002237 293 PI_B Einfacher Pl Regler Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung id UINT Reserviert f r automatische Reglereinstellung pv_inf REAL Unt
297. ntwort 1 F r die Darstellung der Sprungantwort 1 gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe t_period 4s t_min 0 2s t_max 3 8 s t_pause 0 1s t_brake 0 2s up_pos 10 up_neg 10 Taktdiagramm Sprungantwort 1 10 10 X analoges Signal Y_POS Y_NEG Stellimpuls folge Deutlich zu erkennen ist da die Zeitdauer in der der Ausgang Y_POS 1 Signal f hrt mit gr er werdendem Eingangssignal X auch gr er wird Ferner ist zu erkennen da nach jedem Y_POS Signal ein kurzes Y_NEG Signal Ausgang Y_NEG auf 1 Signal folgt Dies ist auf die von 0 verschiedene Parametrierung von t_brake zur ckzuf hren Bei negativem Eingangssignal X wird hier die Zeitdauer f r das Signal Y_NEG l nger je negativer X wird Auch hier folgt auf das Y_NEG Signal ein kurzes Y_POS Signal als Bremsimpuls 33002237 419 PWM Pulsbreitenmodulation Sprungantwort 2 F r die Darstellung der Sprungantwort 2 gelten folgende Parametervorgaben Parameter Vorgabe t_period 4s t_min 0 58 t_max 4s t_pause Os t_brake Os up_pos 10 up_neg 10 Taktdiagramm Sprungantwort 2 10 10 Y_POS Stellimpuls folge Ou Y_NEG X analoges Signal Der Unterschied zum Beispiel Sprungantwort 1 ist da hier der Pause und Bremsimpuls entfallen da hier die entsprechenden Parameter zu 0 projektiert wurden Ferner f llt auf da bei sehr kleinem Eingangssig
298. odus Remote Terminal Unit Der RTU Modus wird f r die Kommunikation zwischen der SPS und einem IBM kompatiblen Personal Computer verwendet RTU arbeitet mit 8 Datenbits S SA85 Baugruppe Schl sselworte Die SA85 Baugruppe ist ein Modbus Plus Adapter f r IBM AT oder kompatible Computer Schl sselworte sind eindeutige Zeichenkombinationen die als spezielle syntaktische Elemente benutzt werden wie dies in Anhang B der IEC 1131 3 definiert ist Alle Schl sselworte die in der IEC 1131 3 und damit in Concept benutzt werden sind im Anhang C der IEC 1131 3 aufgelistet Diese aufgelisteten Schl sselworte d rfen f r keinen anderen Zweck verwendet werden z B nicht als Variablen Namen Section Namen Exemplar Namen usw 576 33002237 Glossar Schritt Schrittname Section Section Code Sectiondaten Separator Trennzeichen Format 4 00001 Serielle Anschl sse Signalspeicher SFC Sprachelement Situation in der das Verhalten eines Programms in Bezug auf seine Eing nge und Ausg nge denjenigen Operationen folgt die durch die zugeh rigen Aktionen des Schrittes definiert sind Der Schrittname dient der eindeutigen Kennzeichnung eines Schrittes in einer Programm Organisationseinheit Der Schrittname wird automatisch erzeugt kann aber editiert werden Der Schrittname mu in der gesamten Programm Organisati onseinheit eindeutig sein andernfalls erfolgt eine Fehlermeldung Der automatisch erzeugte Sch
299. olgende Gleichungen gelten mit Proportionalreglern ti 0 Algorithmus OUT TermP outbias OUTD OUT new OUT old OUT limiter OUT TermP sense xkp xDEV 300 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Inkrementaler Algorithmus Folgende Gleichungen gelten mit Reglern des Typs PI ti gt 0 OUTD TermP Terml OUT limiter OUT Wenn en_rcpy 0 ist gilt OUT OUT old OUTD new Wenn en_rcpy 1 ist gilt OUT RCPY OUTD new Wert des Proportionalanteils TermP TermP sense xkpx A DEV Wert des Integralanteils Terml wenn kp gt 0 Terml sense x kp x 1 x DEV Wert des Integralanteils Terml wenn kp 0 reiner Integralbetrieb out_sup out_inf o dt DEV pv_sup pv_inf ti Terml sense x 33002237 301 PI_B Einfacher Pl Regler Laufzeitfehler Statuswort Hinweis zum Ausgang OUT Fehlermeldung Im Statuswort werden folgenden Meldungen angezeigt Bit Bedeutung Bit0 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit1 1 Erfassung eines nicht zul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 4 1 Folgende Verhalten werden angezeigt e Der Eingang SP liegt au erhalb des Bereichs pv_inf pv_sup zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert pv_inf bzw pv_sup e Der Pa
300. os paid dada 179 Kurzbeschreibung ooooocooocooocrr nennen een en 180 D rstellung 4 2 24 223242 o en en een re 181 Detailbeschreibung i derecat enera cees paea ernennen 182 Kapitel 20 Kapitel 21 Kapitel 22 Kapitel 23 Kapitel 24 Kapitel 25 LDLG PD Glied mit Gl ttung ooooooooooo 183 bersicht ann A E Er A A 183 KurzbeschreibunQ ooooocoorororror een en nn 184 Darstellung sr ee ern here 185 DetailbeschreibunQ 0ooooooocoorrrrrr een nenn 186 Beispiele zum Funktionsbaustein LDLG 222ns onen ooo 187 LEAD Differenzierer mit Gl ttung 189 barsichtiuse ida Dana bs a ta Illa ee eel isa 189 Kurzbeschreibung 5 23 o a era re 190 Darstellung se en Br ern ais 191 Detailbeschreibung 222er Herner een een nenn 192 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung 193 bersicht ce ahnen ls ad ee 193 KurzbeschreibunQ o0ooooooororrer nn nn 194 Darstelling iodo na 195 Detailbeschreibung HHer rennen rennen en 196 Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG 2 222 nr o 197 Laufzeitfehl r ii NA NA A ie 199 LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung 201 bersicht arta 3 0 e en aia 201 Kurzbeschreibung H2HHen ser een ernennen nn 202 Darstellung 2 u ei oe nn ne ee Pen 203 Detailbeschreibung nanan nananana aaa 204 Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG1 2
301. out2_inf REAL Unterer Grenzwert f r Ausgang OUT2 out2_sup REAL Oberer Grenzwert f r Ausgang OUT2 33002237 497 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern Detailbeschreibung Parametrierung Dreipunkt Schrittregelung Die Parametrierung des Funktionsbausteins besteht in der Definition der Eigenschaften jedes Stellgliedes d h in der Art der Gradienten nderung der beiden Reglerausg nge im Verh ltnis zum Eingang IN F r den Ausgang OUT1 sind folgende Punkte zu definieren Element Bedeutung out1_inf Unterer Bereichs Grenzwert outi_sup Oberer Bereichs Grenzwert out1_th1 Schwellwert d h der Eingangswert IN f r den gilt Ausgang OUT1 out1_inf out1_th2 Schwellwert d h der Eingangswert IN f r den gilt Ausgang OUT1 out1_sup Bei den beiden Schwellwerten ist die nderung des Wertes von OUT1 linear Abgesehen von den beiden Schwellwerten kann keine Ausgangs nderung mehr auftreten diese ist begrenzt auf out1_inf bzw out1_sup Je nach Einstellung der beiden Schwellwerte sind die Regeleigenschaften durch eine positive bei out1_th1 lt out1_th2 oder eine negative Steigung bei out1_th2 lt out1_th1 gekennzeichnet Die nachfolgenden Diagramme stellen die Eigenschaften der beiden Stellglieder bei Split Range und Dreipunkt Schrittregelung dar Hier finden Sie die Darstellung der Eigenschaften der beiden Stellglieder bei einer Dreipunkt Schrittregelung OU
302. p Bedeutung x REAL Eingangswert MODE Mode_MH Betriebsart PARA Para_LAG2 Parameter YMAN REAL Handwert f r den Ausgang Y REAL Ausgang Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Verst rkungsfaktor dmp REAL D mpfung freq REAL Eigenkreisfrequenz 33002237 175 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung Detailbeschreibung Parametrierung Betriebsarten Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen des Verst rkungsfaktors gain sowie der Parametrierung der D mpfung dmp und der Eigenkreisfrequenz freq Die D mpfung dmp und die Eigenkreisfrequenz freq sind positiv einzugeben Dem Sprung am Eingang X folgt der Ausgang Y in einer ged mpften Schwingung nach Die Periodendauer der unged mpften Schwingung ist T 1 freq F r D mpfungswerte dmp lt 1 spricht man von einer ged mpften Schwingung F r D mpfungswerte gt 1 spricht man von aperiodischem Verhalten d h ohne Schwingung in diesem Fall folgt der Ausgang dem Eingang hnlich wie bei 2 LAG Funktionsbausteinen die in Reihe geschaltet sind Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parame
303. piele zum Funktionsbaustein SERVO S 472 Wenn eine Endstellung erfa t wurde R_STOP 1 oder L_STOP 1 wird der entsprechende Ausgang RAISE bzw LOWER auf O geforct 33002237 469 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Algorithmen zum Funktionsbaustein SERVO Algorithmus ohne Stellungs r ckf hrung In diesem Fall erm glicht der dem Regler aufgeschaltete SERVO Funktions baustein eine astatische Regelung Der Algorithmus verwendet nicht den Absolutwertausgang OUT des Reglers sondern die Ausgangs nderung OUTD Der Ausgang RAISE oder LOWER je nach Vorzeichen der nderung wird f r eine bestimmte Zeit auf 1 gesetzt Diese Zeit ist proportional zur ffnungszeit des Ventils t_motor und zum nderungswert OUTD Die Formel gibt f r die Dauer der dem Ausgang aufzuschlagenden Impulse T_IMP einen ersten theoretischen Wert vor T_IMP OUTD t_motor Weiterhin gilt f r T_IMP die Dauer der dem Ausgang aufzuschlagenden Impulse Folgendes Wenn Dann T_IMP lt t_mini generiert der Baustein keinen Impuls sondern speichert den Wert f r die folgende Berechnung Das erm glicht die korrekte Verarbeitung von Regelapplikationen bei denen die Ausgangs nderungen des Reglers schwach aber dauerhaft sind Um keine zu kurzen Impulse zu generieren sind die dem Ausgang aufzuschlagenden Impulse auf eine Mindestdauer t_mini begrenzt der PID Regler im wird T_IMP kontinuierlich be
304. portionalbeiwert gain der Nachstellzeit ti und der Vorhaltezeit td Der D Anteil wird mit der Zeit td_lag verz gert Das Verh ltnis von td td_lag nennt man Differenzierverst rkung und wird im allgemeinen zwischen 3 und 10 gew hlt Der D Anteil kann entweder basierend auf der Regeldifferenz ERR d_on_pv 0 oder basierend auf der Regelgr e PV d_on_pv 1 gebildet werden Wird der D Anteil aufgrund der Regelgr e PV bestimmt so wird bei F hrungsgr en nde rungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich dann im Prinzip nur auf St rungen und Proze n derungen aus Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Umkehrung des Vorzeichens an gain erreicht werden Ein positiver Wert an gain bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert steigt Ein negativer Wert an gain bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert f llt Die Grenzen ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die Ausg nge qmax und qmin angezeigt e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Die Obergrenze ymax f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze ymin zu w hlen ansonsten meldet der Funktionsbaustein einen Fehler und arbeitet nicht Findet eine Stellgr Ben Begrenz
305. pricht der Ausgang Y_POS beispielsweise dem Signal Rechtslauf und der Ausgang Y_NEG dem Signal Linkslauf Bei einem Ofen k nnen die Ausg nge Y_POS und Y_NEG entsprechend als Heizen und K hlen interpretiert werden 436 33002237 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins QPWM REAL X BOOL R Y_POS BOOL Para_QPWM PARA Y_NEG BOOL Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter hreibun CBWI 9 Parameter Datentyp Bedeutung x REAL Eingangsgr e R BOOL Betriebsart Reset 1 Reset PARA Para_QPWM Parameter Y_POS BOOL Ausgang f r positive X Werte Y_NEG BOOL Ausgang f r negative X Werte Parameterbe Beschreibung der Datenstruktur schreibung Element Datent Bedeutun Para_QPWM id 3 t_period TIME Periodendauer t min TIME Minimalzeit f r Stellimpuls x_max REAL Oberer Grenzwert f r positive negative X Werte 33002237 437 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Formeln Impulsl nge f r Y_POS und Y_NEG Regeln zur Parametrierung Die Impulsl nge T_on f r die Ausg nge Y_POS und Y_NEG wird nach folgenden Gleichungen bestimmt Ausgang Formel Bedingung Y_POS Sg T_on t_periodx 0 lt X lt x_max x_max Y_NEG E T_on t_period x IX 0 lt X lt x_max x_max F r einen ordnungsgem en Betrieb ist bei der Parametrierung folgende R
306. r Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten e Umschaltung mit Hilfe der Funktion MOVE e Umschaltung mit Hilfe eines Anstiegsbegrenzer Funktionsbaustein VLIM 312 33002237 PID PID Regler Umschaltung mit MOVE Setzen Sie mit Hilfe der Funktion MOVE den Wert von YMAN auf den Wert von Y PID Mode 7 MODE Handwert e YMAN Mode man EN MOVE AE EA E a A E E Hinweis Diese Art der Darstellung wurde lediglich zur verst ndlicheren Darstellung gew hlt Die gestrichelt dargestellten Verbindungen k nnen nicht als Links Link Objekte programmiert werden da sie in Concept nicht zul ssige Schleifen bilden Die Verbindungen m ssen bei der Programmierung durch Variablen realisiert werden Die Funktion MOVE wird nur ausgef hrt wenn sich der PID Regler in der Betriebsart Automatik befindet Mode man 0 Wenn nun eine Umschaltung von Automatik nach Hand erfolgt geschieht dies sto frei da in diesem Zyklus der Wert von YMAN gleich dem Wert von Y ist In der Betriebsart Hand k nnen Sie nun den Wert von YMAN langsam ver ndern 33002237 313 PID PID Regler Wenn Sie den Wert YMAN nicht ndern wollen da er z B ein Festwert ist k nnen Umschaltung mit Sie die vorherige L sung mit Hilfe eines Anstiegsbegrenzer Funktionsbaustein
307. r Grenzwert f r den berechneten Sollwert SP Berechnung des realen Verh ltnisses KACT PV bias PV_TRACK Berechnung des Reglersollwertes SP KxPV_TRACK bias 450 33002237 RATIO Verh ltnisregler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung RATIO Parameterbe schreibung Para_RATIO Darstellung des Bausteins RATIO REAL PV REAL PV_TRACK REAL RK BOOL K_RK REAL K Para_RATIO PARA KACT REAL SPH REAL STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung PV REAL Vom Regelkreis geregelter Istwert wird nur zur Berechnung von KACT verwendet PV_TRACK REAL F hrungsgr e des Regelkreises RK REAL Externer Verh ltniskoeffizient K_RK BOOL Koeffiziententyp f r verwendetes Verh ltnis 1 externes Verh ltnis RK 0 internes Verh ltnis K K REAL Koeffizient f r internes Verh ltnis PARA Para_RATIO Parameter KACT REAL Koeffizient f r reales Verh ltnis SP REAL Berechneter Ausgang STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung k_min REAL Unterer Grenzwert bei Verh ltnis Koder RK k_max REAL Oberer Grenzwert bei Verh ltnis K oder RK sp_min REAL Unterer Grenzwert des berechneten Ausgangs SP sp_max REAL Oberer Grenzwert des berechneten Ausgangs SP bias REAL Offset Koeffizient 33002237 451
308. r Integralanteil YI des Folgereglers f r die Betriebsart Hand wird wie folgt ermittelt YI Y SP2 PV2 x gain Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y Yola Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu SP2 gain1 x SP PV OFF Der Integralanteil YI des Folgereglers f r die Betriebsart Halt wird wie folgt ermittelt YI Y SP2 PV2 x gain2 Das Ausgangssignal Y des Kaskadenreglers ergibt sich zu Y YP YI Das Eingangssignal SP2 des Folgereglers ergibt sich zu SP2 SP_FIX Der Integralanteil YI des Folgereglers f r die Betriebsart Festwert Regelung wird wie folgt ermittelt err2 err2 01d 2 Der Proportionalanteil YP wird wie folgt ermittelt YP gain2x SP2 PV2 new dt YInew YI o1d gain2 x a x Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang PV PV2 YMAN oder SP_FIX anliegt e ymax lt ymin ist 410 33002237 PWM Pulsbreitenmodulation 43 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein PWM Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 412 Darstellung 413 Formeln 414 Detailbeschreibung 415 Beispiele zum Baustein PWM 418 33002237 411 PWM Pulsbreitenmodulation Kurzbeschreibung Verwendung des Bausteins Funktionsbe schreibung Allgemeines zur Stellglied ansteuerung
309. r Parameter HYS gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt DB verkleinern mu bevor der Ausgang Y_POS Y_NEG wieder auf 0 gesetzt wird Der Zusammenhang zwischen Y_POS und Y_NEG abh ngig von dem wirksamen Schaltwert ERR_EFF und den Parametern DB und HYS wird im Bild Prinzip des Dreipunktreglers S 527 deutlich Der Wert des Parameters HYS wird typisch auf 0 5 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Hysterese HYS wird der Betrag ausgewertet 33002237 527 THREE_STEP_CON Dreipunkt Schrittregler Verhalten bei Ist die Zeitkonstante TI 0 oder die Verst rkung GAIN lt O Fehler in der fehlerhafter Projektierung so wird der Baustein dennoch bearbeitet Allerdings wird die Zeitkonstante Funktion der R ckf hrung abgeschaltet so da der Baustein wie ein gew hnlicher Dreipunktschalter arbeitet Ist die Zeitkonstante T_PROC 0 Fehler in der Projektierung so wird der Baustein dennoch bearbeitet In diesem Fall wird f r T_PROC ein voreingestellter Wert von T_PROC 60 s 60 000 msec eingestellt Betriebsarten Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang R ausgew hlt werden Betriebsart R Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie vor beschrieben bearbeitet Reset 1 Der interne Wert des R ckf hrgliedes wird auf SP PV gesetzt Die Ausg nge Y_POS und Y_NEG we
310. r Referenzen Direkte Darstellung im Anwenderprogramm angesprochen werden Zum Beispiel stehen Eingangsbits Ausgangs Merkerbits Eingangsworte und Ausgangs Merkerworte im Signalspeicher 33002237 577 Glossar Signalspeicher Ubersicht beim Auslesen und Laden Sprachelement Sprung SPS Spule Standard Format 400001 Status Bits Strukturierte Variablen bersicht Concept Projektdatenbank Signalspeicher Variablen U2 Abbild Image Variablen Initialwerte um Lesen aus RDE i gt bzw Laden in 4 A Editor don Signal Editor D1 speicher a y D3 E Jedes Grundelement in einer der IEC Programmiersprachen z B ein Schritt in SFC ein Funktionsbaustein Exemplar in FBD oder der Anfangswert einer Variablen Element der SFC Sprache Spr nge werden verwendet um Bereiche der Ablaufkette zu berspringen Speicherprogrammierbare Steuerung Eine Spule ist ein LD Element das den Zustand der horizontalen Verbindung auf seiner linken Seite unver ndert an die horizontale Verbindung auf seiner rechten Seite bergibt Dabei wird der Zustand in der zugeh rigen Variablen direkten Adresse gespeichert Direkt nach der ersten Ziffer der Referenz steht die f nfstellige Adresse Zu jedem Teilnehmer mit globaler Eingabe oder spezifischer Ein Ausgabe von Peer Cop Daten gibt es ein Status Bit Ist eine definierte Gruppe von Daten erfol
311. r letzten Ausf hrung des Funktionsbausteins abgelaufen ist Verst rkungsfaktor des Integral und Differentialanteils Die Verst rkung variiert je nach Struktur des Funktionsbausteins gemischt oder parallel und h ngt davon ab ob der Proportionalanteil aufgeschaltet wird oder nicht e Wenn mix_par 0 gemischte Struktur und kp lt gt 0 gilt K kp e Wenn mix_par 1 parallele Struktur oder kp 0 gilt dz out_sup out_ini K Skalierfaktor pv_sup pv_inf new Wert der bei der aktuellen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wird old Wert der bei der vorherigen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wurde OUTc Vor Begrenzung berechneter Ausgangswert sense Reglersinn TermAW Wert der sto freien Antiwindup Ma nahme TermD Wert des Differentialanteils TermFF Wert des Feed Forward Anteils St rungskompensation Terml Wert des Integralanteils TermP Wert des Proportionalanteils VAR Zur Berechnung des Differentialanteils verwendete Variable Ihr Wert ist abh ngig vom Parameter pv_dev e Wenn pv_dev 0 VAR PV e Wenn pv_dev 1 VAR dev 33002237 365 PIDFF Kompletter PID Regler Erl uterung der Hier finden Sie eine Erl uterung der wichtigsten Funktionen Funktionen Funktion Bedeutung Reglersinn Der Reglersinn hat folgende Wirkrichtungen 1 Es handelt sich um eine direkte Aktion rev_d
312. r nenn ernennen 320 D rstelliNg 4 4 ir id ee ee ae 321 Strukturbild des Funktionsbausteins PID1 222222ee rennen 323 Parametrierung des PID1 Reglers 22c2ne seen rennen ren 324 Betriebs rten mo ia a A a de 326 Detaillierte Formeln oooooooocooooor oo 329 La fzeitfehler avia 2 a A Rn E 330 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur 331 bersichte us o a dd e er hol ase hee 331 Kurzbeschreibung ostie iaa a a a een ern 332 Darstellund s cir ti a a a aE na nl a E lao 333 Parametrierung des PID_P Reglers ooocooccocoocrr 335 Betriebs rten mio rn a a e a ee en 337 Detaillierte Formeln 2 0sone nee ernennen ern en 338 Laufzeitfehler 4 2 22 DE AAA ar 339 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur 341 A na nee iu lern tan oaan 341 Kurzbeschreibung o i oanet aea i n ernennen ren 342 Darstellung it r meaa de aig Eke a a ad E A 343 Parametrierung des PID_PF Reglers oooooocooocoocr 345 Betriebsarten taii 2 urn A e rn 347 Detaillierte Formeln oooooooococoooo ro 348 Lautzeittehler ici A sE 349 PIDFF Kompletter PID Regler lt o oo 351 A A esse Bestens essen kranl asien 351 Kurzbeschreibung ooooocoooro en een ren 352 Darstellung 4 0 0 a a a a en laa 353 A AN 355 Strukturbild des PIDFF ReglerS ooooooooooococo nn 357 Par metrierung misa a o a ee 358 Betriebsarten cion ee ea 363 Detaillierte Gl
313. rameter kp oder dband ist negativ der Funktionsbaustein verwendet den Wert 0 anstelle des fehlerhaften Parameterwertes e Der outbias Parameter liegt au erhalb des Bereichs out_inf out_sup out_sup out_inf Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert out_inf out_sup bzw out_sup out_inf Bit5 1 Der Ausgang OUT hat den unteren Grenzwert out_min erreicht siehe Hinweis Bit 6 1 Der Ausgang OUT hat den oberen Grenzwert out_max erreicht siehe Hinweis Bit 7 1 Die Grenzwerte pv_inf und pv_sup sind identisch Hinweis Im Handbetrieb bleiben diese Bits nur einen Programmzyklus lang auf 1 Wenn der Anwender f r OUT einen Wert eingibt der eine dieser Grenzen berschreitet setzt der Funktionsbaustein das Bit 5 oder 6 auf 1 und kappt den vom Bediener eingegebenen Wert Bei der folgenden Ausf hrung des Funktionsbausteins liegt der Wert von OUT nicht mehr au erhalb des Bereichs und die Bits 5 und 6 werden wieder auf Null gesetzt Ein Fehler wird angezeigt wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t worden ist wenn in einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt oder wenn die Grenzwerte pv_inf und pv_sup identisch sind Die Ausg nge OUT OUTD MA_O und DEV bleiben unver ndert 302 33002237 PI_B Einfacher Pl Regler Warnung In folgenden F llen wird eine Warnung ausgegeben e Einer der Parameter kp oder dband ist negativ der Funktionsbaustein verwendet d
314. rd bei F hrungsgr Ben nderungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich im Prinzip nur auf St rungen bzw Proze nderungen aus 33002237 383 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Umkehr des Regelsinns Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Auswahl der Reglertypen Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Setzen des Eingangs REVERS auf 1 erreicht werden REVERS 0 bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert steigt REVERS 1 bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert f llt Die Grenzen YMAX und YMIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt YMIN lt Y lt YMAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn Y gt YMAX e QMIN 1 wenn Y lt YMIN Die Obergrenze YMAX f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze YMIN zu w hlen Findet eine Stellgr Ben Begrenzung statt soll durch Anti Windup Reset daf r gesorgt werden da der Integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Der D Anteil wird f r die Anti Windup Ma nahme nicht mit
315. rden beide auf 0 gesetzt Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei HYS gt 2 DB erfolgt eine Fehlermeldung Warnung In folgenden F llen erfolgt eine Warnung Wenn Dann GAIN lt 0 arbeitet der Regler ohne R ckf hrung TI 0 arbeitet der Regler ohne R ckf hrung T_PROC 0 arbeitet der Regler mit einem voreingestellten Wert von T_PROC 60 s 528 33002237 TOTALIZER Integrierer 60 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein TOTALIZER Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 530 Darstellung 531 Formeln 533 Detailbeschreibung 534 Laufzeitfehler 538 33002237 529 TOTALIZER Integrierer Kurzbeschreibung Funktionsbe Dieser Funktionsbaustein integriert den Wert des IN Eingangs typischerweise ein schreibung Durchflu volumen ber die Zeit bis ein regelbarer Grenzwert erreicht wird typischerweise ein Volumen Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Hinweis Bei Verwendung des Freigabe Eingangs EN ist folgendes zu beachten Wenn der Baustein ber einen l ngeren Zeitraum nicht aufgerufen wurde weil der Freigabe Eingang EN auf FALSE steht verl ngert sich die Laufzeit des Totalizer Bausteins beim n chsten Aufruf Bei einer berschreitung des eingestellten Watchdog Timeouts kann dies zu einem SPS Stopp f hren
316. rh ltnis regelung und der Baustein RAMP der die Generierung eines Sollwertes in Rampenform erm glicht Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung RAMP Rampengenerator RATIO Verh ltnisregler SP_SEL Sollwertschalter 33002237 33 Einleitung Betriebsarten Betriebsarten Tracking Verschiedene Funktionsbausteine verf gen ber eine integrierte Betriebsartensteuerung Es kann zwischen folgenden Betriebsarten gew hlt werden e Tracking Nachf hrung e Hand Automatik Weiterhin wird die Priorit tsreihenfolge der Betriebsarten erl utert Diese Betriebsart erm glicht es einen Funktionsbaustein auf die Betriebsart Folgeregler einzustellen Zwei Eing nge erm glichen die Steuerung dieser Betriebsart ein Bin reingang TR_S TRacking Switch sowie ein Signaleingang TR_I TRacking Input Wenn sich ein Funktionsbaustein im Trackingbetrieb befindet TR_S 1 wird seinem Hauptausgang z B OUT bei einem PIDFF Regler der Eingangswert TR_I aufgeschaltet und die internen Variablen der verschiedenen Algorithmen aktualisiert So wird ein sto freies Umschalten gew hrleistet wenn der Funktionsbaustein auf Hand oder Automatikbetrieb umgestellt wird Im Trackingbetrieb wird der Ausgang OUT des FFBs durch den Eignang TR_I gesteuert Betriebsart Tracking TR_S Y Y Funktion TR_ Diese Betriebsart kann in verschiedenen F llen ei
317. rittname hat immer den Aufbau S_n_m S Schritt n Nummer der Section laufende Nummer m Nummer des Schrittes in der Section laufende Nummer Eine Section kann z B dazu benutzt werden die Funktionsweise einer technolo gischen Einheit wie eines Motors zu beschreiben Ein Programm oder DFB besteht aus einer oder mehreren Sections Sections k nnen mit den IEC Programmiersprachen FBD und SFC programmiert werden Innerhalb einer Section kann immer nur eine der genannten Programmiersprachen verwendet werden Jede Section hat in Concept ihr eigenes Dokumentfenster Es ist aus Gr nden der bersichtlichkeit allerdings sinnvoll eine sehr gro e Section in mehrere kleinere zu unterteilen Zum Scrollen innerhalb der Section dient die Bildlaufleiste Section Code ist der ausf hrbare Code einer Section Die Gr e des Section Codes ist haupts chlich von der Bausteinanzahl in der Section abh ngig Sectiondaten sind die lokalen Daten in einer Section wie z B Literals Verbindungen zwischen Bausteinen nicht verbundene Bausteinein und ausg nge interne Zustandsspeicher von EFBs Hinweis Daten die in DFBs dieser Section vorkommen sind keine Sectiondaten Die erste Ziffer die Referenz wird durch einen Doppelpunkt von der folgenden f nfstelligen Adresse getrennt Bei seriellen Anschl ssen COM werden die Informationen bitweise bertragen Der Signalspeicher ist der Speicherplatz f r alle Gr en die be
318. rleichtert besonders in umfangreichen Bibliotheken das Auffinden der EFBs Hochformat Hochformat bedeutet da die Seite bei Betrachtung des gedruckten Textes h her ist als breit 33002237 567 Glossar IEC 61131 3 IEC Format Qw1 IEC Gesamtspeicher IEC Namens konvention Bezeichner IEC Programm speicher IIR Filter Initialschritt Anfangsschritt Initialwert Instanziierung Internationale Norm Speicherprogrammierbare Steuerungen Teil 3 Programmiersprachen An erster Stelle der Adresse steht ein Bezeichner nach IEC gefolgt von der f nfstelligen Adresse e 0x12345 Q12345 e 1x12345 112345 e 3x12345 IW12345 e 4x12345 QW12345 Der IEC Gesamtspeicher besteht aus dem IEC Programmspeicher und den Globalen Daten Ein Bezeichner ist eine Folge von Buchstaben Ziffern und Unterstrichzeichen die mit einem Buchstaben oder Unterstrichzeichen beginnen mu z B Name eines Funktionsbaustein Typs eines Exemplars einer Variablen oder einer Section Buchstaben aus Nationalen Zeichens tzen z B k nnen verwendet werden ausgenommen in Projekt und DFB Namen Unterstrichzeichen sind in Bezeichnern signifikant z B A_BCD und AB_CD werden als unterschiedliche Bezeichner interpretiert Mehrere f hrende und mehrfache Unterstrichzeichen hintereinander sind nicht zul ssig Bezeichner d rfen keine Leerstellen enthalten Gro bzw Kleinschreibung ist nic
319. rmittelt YI Y YP FEED_FWD YP und YI f r Betriebsart Hand Halt und Automatik wird wie folgt ermittelt YP gain_dxERR YI 0 YD f r Betriebsart Automatikwird wie folgt ermittelt _ YD o14 Xx td_lag td x gain_d x ERR ERR a YD dt dt_lag YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 258 33002237 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang PV anliegt e ymax lt ymin ist 33002237 259 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler 260 33002237 PDM Pulsdauermodulation 31 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein PDM Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 262 Darstellung 263 Detailbeschreibung 264 Laufzeitfehler 268 33002237 261 PDM Pulsdauermodulation Kurzbeschreibung Verwendung des Bausteins Funktionsbe schreibung Allgemeines zur Stellglied ansteuerung Formel Die Ansteuerung von Stellgliedern erfolgt nicht nur ber analoge Gr en sondern auch mittels bin rer Stellsignale Die Umsetzung von analogen Werten in bin re Ausgangssignale erfolgt beispielsweise ber Pulsbreitenmodulation PWM oder Pulsdauermodulation PDM Dabei soll die eingestellte mittlere Energie des Ste
320. rn sich die durch die beiden Funktionsgeneratoren erzeugten Signalverl ufe Die Hochlaufzeit t_rise wird nur bei den Funktionen Rampe und Trapez verwendet Bei der Funktion S gezahn ergibt sich die Hochlaufzeit aus halfperiod t_off Bei der Funktion Dreieck ergibt sich die Hochlaufzeit aus 0 5 halfperiod t_off 126 33002237 FGEN Funktionsgenerator Funktionsauswahl Auswahl Es gibt insgesamt 8 Funktionen die mit dem Funktionsgenerator erzeugt werden k nnen Die Funktionsauswahl wird ber func_no ausgew hlt Bei einem Funktions wechsel wird immer die zuletzt angew hlte Funktion vollst ndig bearbeitet Folgende Funktionsnummern sind zul ssig func_no Funktion Sprung Rampe S gezahn Dreieck Rechteck Trapez Sinus INI OJA Pr OINI Zufallszahl 33002237 127 FGEN Funktionsgenerator Funktionsdefinition Definition Die Funktion wird komplett in der Datenstruktur Para_FGEN definiert Zun chst mu die Signalform festgelegt werden siehe Funktionsauswahl S 127 Als Grundtyp f r die Definition wird das Trapez Dreieck S gezahn Rechteck unipolar bipolar gew hlt Y amplitude amplitude halfperiod Im Parameter amplitude wird die Amplitude der Funktion festgelegt Hierbei ist zu beachten da diese Angabe f r den unipolaren Betrieb g ltig ist Bei bipolarem Betrieb setzt si
321. rschleifzeit unipolar BOOL 1 Signal unipolar 0 Signal bipolar 33002237 125 FGEN Funktionsgenerator Parametrierung Reset Start des Funktions generators Offset Hochlaufzeit t_rise Der Parameter R bedeutet RESET Ist dieser Parameter gesetzt R 1 so wird jede laufende Funktion damit sofort abgebrochen und am Ausgang Y wird der Wert des Parameters YOFF Offset ausgegeben Gleichzeitig wird der Z hler f r die Anzahl der Perioden N auf O zur ckgestellt und ACTIVE auf 0 gesetzt Mit dem Parameter START wird die ber die Datenstruktur definierte Funktion gestartet START 1 Mit dem Beginn einer neuen Periode wird der Ausgang N inkrementiert Wird der Parameter START auf O zur ckgenommen so wird die angefangene Periode der ausgew hlten Funktion bis zum Ende bearbeitet Solange wie eine Funktion l uft ist der Ausgang ACTIVE auf 1 Ist die Periode beendet so wird auch der Ausgang ACTIVE auf O zur ckgesetzt Die ber den Funktionsgenerator erzeugten Signalverl ufe haben eine Amplitude mit dem Betrag von amplitude d h der Wertebereich reicht von amplitude bis amplitude bei bipolarem Betrieb unipolar 0 bzw von O bis amplitude bei unipolarem Betrieb unipolar 1 ber den Parameter YOFF kann diese Funktion gegen ber dem Nullpunkt verschoben werden Hinweis Wird am Parameter YOFF der Ausgang eines anderen Funktionsgenerators angelegt so berlage
322. rt TD_LAG TIME Verz gerungszeit D Anteil YMAX REAL Obere Stellgrenze YMIN REAL Untere Stellgrenze YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Stellgr e ERR REAL Regeldifferenz QMAX BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht QMIN BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht 382 33002237 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Parametrierung des PIDP1 Reglers Strukturbild Parametrierung Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PIDP1 ERR gt KP SP Anti Windup Reset K y o MN amax gt ERR YI para Botas Betriebs Y gt gt gt arten e S Ty YMIN kn steuerung YD QMIN i KD TD_LAG D 0 il li BIAS 1 l PV i Lo 7 7 YMAN Die Struktur des PIDP1 Reglers ist im Strukturbild S 383 dargestellt Die Parametrierung des PIDP1 Reglers erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Proportionalbeiwert KP den Integrierbeiwert KI und den Differenzierbeiwert KD Der P l und D Anteil k nnen einzeln abgeschaltet werden indem der entsprechende Eingang KP KI oder KD auf 0 gesetzt wird Der D Anteil wird mit der Zeitkonstante TD_LAG verz gert Der D Anteil kann entweder durch die Regeldifferenz ERR D_ON_X 0 oder durch die Regelgr e PV D_ON_X 1 gebildet werden Wird der D Anteil durch die Regelgr Be PV bestimmt so wi
323. rt nicht berechnet die Ausg nge bleiben blockiert Sobald der Ausgang OUT den Schwellwert thld berschreitet wird der Ausgang done auf 1 gesetzt Bei der folgenden Ausf hrung des Funktionsbausteins wird dieser wieder auf Null gesetzt Wenn der Z hler cter seinen Maximalwert 65535 erreicht ndert sich dieser Wert nicht mehr Die Ausg nge OUT und done funktionieren weiterhin unter Einbeziehung des Schwellwertes thld der Ausgang outc und der Z hler cter d rfen jedoch nicht mehr verwendet werden Die negativen Werte des Eingangs IN werden nie ber cksichtigt da diese immer unterhalb des Trennpunktes cutoff liegen 534 33002237 TOTALIZER Integrierer Taktdiagramm Taktdiagramm des Bausteins TOTALIZER OUT thld i cter cter 1 cter I cter cter 1 y done e done 1 F done 1 outc 3xthld 2 x thld thd gt td Zeitdauer 33002237 535 TOTALIZER Integrierer Betriebsarten Der Funktionsbaustein TOTALIZER verf gt ber drei individuelle Betriebsarten Tracking Reset und Halt Betriebsart Parameter Bedeutung Tracking TR_S 1 Der Parameter TR_I wird auf outc gef hrt und die Parameter OUT und cter so gesetzt da folgende Gleichung gilt outc thld x cter OUT Die Betriebsart Tracking erm glicht eine erneute Synchronisation der Reglerausg nge zum Regelproze z B infolge eines Sensorausfalls Reset rst 1 Di
324. rte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus PID Regler 367 Detaillierte Gleichungen Inkrementaler Algorithmus Integral Betrieb 369 Beispiele zum Baustein PIDFF 371 Laufzeitfehler 376 33002237 351 PIDFF Kompletter PID Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein PIDFF basiert auf einem PID Algorithmus mit paralleler oder schreibung gemischter Struktur seriell parallel Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Funktionalit ten Er hat zahlreiche Funktionalit ten aufzuweisen e Berechnung des Proportional Integral und Differentialanteils in inkrementaler Form 2 Antiwindup Ma nahmen Istwert Sollwert und Ausgang in physikalischen Einheiten Aktion direkt oder invers Differentialanteil auf Istwert oder Abweichung Parametrierung der bergangsverst rkung des Differentialanteils Gewichtung des Sollwertes beim Proportionalanteil D mpfung des berlaufs M glichkeit einen bausteinexternen Integralanteil aufzuschalten RCPY Eingang Feed Forward Anteil zur St rungskompensation FF Eingang Unempfindlichkeitszone auf Abweichung Inkremental und Absolutwertausgang Obere und untere Begrenzung des Ausgangssignals je nach Betriebsart Gradientenbegrenzung des Ausgangssignals Ausgangs Offset Auswahl der Betriebsart Hand Automatik Betriebsart Tracking Obere und untere Begrenzung des Sollwertes Erg nzende Andere Funktionsbausteine die gemeinsam mit dem Baustein
325. rungen bzw Proze nderungen aus 33002237 335 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Umkehr des Regelsinns Stellgr en Begrenzung Anti Windup Reset Auswahl der Reglertypen Ein entgegengesetztes Verhalten des Reglers kann durch Setzen des Eingangs reverse auf 1 erreicht werden reverse O bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert steigt reverse 1 bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert f llt Die Grenzen ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die Ausg nge qmax und qmin angezeiat e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Die Obergrenze ymax f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze ymin zu w hlen ansonsten meldet der Funktionsbaustein einen Fehler und arbeitet nicht Findet eine Stellgr en Begrenzung statt soll durch Anti Windup Reset daf r gesorgt werden da der Integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Der D Anteil wird bei der Anti Windup Ma nahme nicht ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen durch den D Anteil nicht durch die Anti Wind
326. s baustein MS Handsteuerung eines Ausgangs S 219 den Regler Funktionsbausteinen PIDFF Kompletter PID Regler S 351 und PI_B Einfacher PI Regler S 291 nachzuschalten so da die Regelkreise unabh ngig von den Abtastintervallen manuell gesteuert werden k nnen 36 33002237 Einleitung Fehlerverwaltung Prinzip Die meisten Funktionsbausteine der Gruppen Conditioning Controller Output Processing und Setpoint Management verf gen ber ein STATUS Ausgangswort Die von diesen Funktionsbausteinen verwendeten Fehlerer fassungs und Melderoutinen werden in diesem Kapitel beschrieben Jedes Bit des STATUS Parameters kann zur Meldung eines Fehlers eines Alarms oder einer Information verwendet werden Die Bedeutung der ersten 8 Bits des STATUS Wortes ist bei allen Baugruppen dieselbe Die Bedeutung der Folgebits Bits 8 bis 15 ist bei jedem Funktionsbaustein verschieden Statuswort Folgende Tabelle stellt die Bedeutung der allen Funktionsbausteinen gemeinsamen Bits im ersten Byte des STATUS Wortes dar Weitere Informationen finden Sie in der Beschreibung des jeweiligen Funktionsbausteins Bit Bedeutung Typ Bit O 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten z B Fehler Berechnung der Quadratwurzel einer negativen Zahl Bit 1 1 Die Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem Fehler Gleitkommaeingang kann folgende Ursachen haben e der Wert ist kein Gleitkommawert e der Wert ist unendl
327. s Pl PID Obwohl alle Reglerbausteine in der Betriebsart Hand arbeiten k nnen ist es h ufig erforderlich hierf r den Funktionsbaustein MS zu verwenden Dieser Baustein erlaubt eine erweiterte Steuerung der Betriebsart Hand e Die zu steuernde Variable ist nicht direkt der Reglerausgang e Der Ausgang wird nicht ber einen Regelkreis gesteuert e Der Regelkreis hat ein langes Abtastintervall 1 s und mehr Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung MS Handsteuerung eines Ausgangs PWM1 Pulsbreitenmodulation SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern 32 33002237 Einleitung Gruppe Setpoint Management Die klassische Funktion Auswahl des Sollwertes ist nicht in den Reglerbausteinen integriert sondern in dem Funktionsbaustein SP_SEL Diese modulare Struktur erm glicht eine gr ere Flexibilit t und verbesserten Bedienkomfort ohne dabei auf erweiterte Funktionen zu verzichten Hierzu z hlen e Die Nachf hrung des Istwertes wenn der Regelkreis auf Handbetrieb eingestellt ist e Die sto freie Umschaltung intern extern e Die sto freie Umschaltung extern intern mit Nachf hrung des Sollwertes Zwei andere Funktionsbausteine erm glichen die Generierung des dem Regler aufzuschaltenden Sollwertes der Funktionsbaustein RATIO der zur Steuerung einer Gr e in Abh ngigkeit von einer anderen Gr e verwendet wird Ve
328. s db dann schaltet der Ausgang Y_NEG von 0 auf 1 Der Wert des Parameters db wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Unempfindlichkeitszone db wird der Betrag ausgewertet Hysterese Der Parameter hys gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt db verkleinern mu bevor der Ausgang Y_POS Y_NEG wieder auf 0 gesetzt wird Der Zusammenhang zwischen Y_POS und Y_NEG abh ngig von dem wirksamen Schaltwert ERR_EFF und den Parametern db und hys wird im Bild Prinzip des Dreipunktreglers S 463 deutlich Der Wert des Parameters hys wird typisch auf 0 5 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Hinweis Von der Hysterese hys wird der Betrag ausgewertet 33002237 463 SCONS3 Dreipunkt Schrittregler Verhalten bei fehlerhafter Zeitkonstante Betriebsarten Laufzeitfehler Fehlermeldung Warnung Ist die Zeitkonstante ti 0 oder die Verst rkung gain lt O Fehler in der Projektierung so wird der Baustein dennoch bearbeitet Allerdings wird die Funktion der R ckf hrung abgeschaltet so da der Baustein wie ein gew hnlicher Dreipunktschalter arbeitet Ist die Zeitkonstante t_proc 0 Fehler in der Projektierung so wird der Baustein dennoch bearbeitet In diesem Fall wird f r t_proc ein voreingestellter Wert von t_proc 60 s 60 000 msec eingestellt
329. s Endwertes um dann GAIN 1 mit der Verz gerungszeitkonstante LAG in den Endwert GAIN IN einzulaufen Funktionsbaustein LDLG mit LEAD LAG 2 und GAIN 1 OUT 188 33002237 LEAD Differenzierer mit Gl ttung 21 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LEAD Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 190 Darstellung 191 Detailbeschreibung 192 33002237 189 LEAD Differenzierer mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein stellt ein Differenzierglied mit einem mit der Zeitkonstante schreibung LAG verz gerten Ausgang OUT dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Tracking e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Formel Die bertragungsfunktion f r OUT lautet S G s GAIN x ee 6 GAINX TT LAG Die Berechnungsformel lautet LAG OUT dt LAG x OUT iola GAIN x UN new IN 014 Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung IN new Wert des Eingangs IN aus dem aktuellen Zyklus IN old Wert des Eingangs IN aus dem vorherigen Zyklus OUT ora Wert des Ausgangs OUT aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 190 33002237 LEAD Differenzierer mit Gl ttung D
330. s Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Gruppen der Baustein Bibliothek CONT_CTL 28 Betriebsarten 34 Abtasten 36 Fehlerverwaltung 37 Konvention 38 33002237 Einleitung Gruppen der Baustein Bibliothek CONT_CTL bersicht ber Die Continuous Control CONT CTL Bibliothek besteht aus 7 Gruppen mit die Gruppen Elementaren Funktionsbausteinen EFBs Gruppe Inhalt CLC Enth lt regelungstechnische Funktionsbausteine wie z B Filter Regler Integratoren und Totzeitglieder CLC_PRO Enth lt eine weitere Auswahl von regelungstechnischen Funktionsbausteinen Conditioning EFBs zur Verarbeitung des Me wertes oder einer anderen diskreten Gr e Controller Regler EFBs und automatische Reglereinstellungs Bausteine Mathematics EFBs f r Mathematische Regelungsfunktionen Output Processing EFBs zur Steuerung der verschiedenen Stellgliedertypen Setpoint Management EFBS zur Generierung und Auswahl des Sollwertes Gruppe CLC Diese Gruppe enth lt die folgenden EFBs Baustein Bedeutung DELAY Totzeitglied INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung Betriebsarten Hand Halt Automatik LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung LEAD_LAG1 PD Glied mit Gl ttung LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung PH PI Regler PID1 PID Regler PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Re
331. s in der Betriebsart Automatik Betriebsart ohne Stellungsr ckf hrung im Handbetrieb dargestellt In diesem Fall wird der Wert Automatik ohne von INPD bei jeder Ausf hrung des Funktionsbausteins SERVO ber cksichtigt Stellungsr ck unabh ngig davon welchen Wert der Eingang SEN besitzt f hrung im Es gelten folgende Parametervorgaben Handbetrieb q q ae Parameter Vorgabe t_motor 25s t_mini is 476 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Taktdiagramm Automatik ohne Stellungsr ck f hrung Erl uterung der Takte Betriebsart Automatik ohne Stellungsr ckf hrung im Handbetrieb INPD Erkl rung der markierten Stellen Stelle Nr Erkl rung 1 Die nderung des PID Reglerausgangs betr gt 20 in diesem Fall betrifft der Impuls den RAISE Ausgang und dauert 5 s 20 von 25 s Die nderung des PID Reglers betr gt 2 was einer Impulsdauer von 0 5 s entspricht Der Impuls ist kleiner als t_mini 1 s beeinflu t also nicht die Ausg nge Bei der zweiten nderung von 2 addiert die Funktion diese nderung zur vorhergehenden die einer Abweichung entspricht die unterhalb des Mindestwertes liegt was einer positiven Gesamt nderung von 4 entspricht d h einem Impuls von 1 sam RAISE Ausgang Bei einer nderung von 24 betr gt der Impuls am LOWER Ausgang 6 s Vor Ablauf der Folgesekunde f hrt eine weitere nderung von
332. s zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften e realer PID Regler mit unabh ngiger gain ti td Einstellung e Betriebsarten Hand Halt Automtik Kaskade R cksetzten Handwert nachf hren Anstiegsbegrenzung f r Handbetrieb Nachf hrung des Handstellwertes einstellbar Anstiegsbegrenzung f r F hrungsgr e sto freie Umschaltung Hand Automatik Stellgr en Begrenzung sto frei einzeln zuschaltbarer P I und D Anteil sto freie nderung der Verst rkung Antiwindup Reset oder Antiwindup Halt w hlbar Verschiebung der Antiwindup Grenzen gegen ber den Stellgrenzen Antiwindup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil definierbare Verz gerung des D Anteils D Anteil umschaltbar auf Regelgr e PV oder Regeldifferenz ERR Unempfindlichkeitszone mit Verst rkungsreduktion externer Arbeitspunkt im P PD und D Betrieb Umschaltung Hand Automatik w hlbar mit Sto oder sto frei Die bertragungsfunktion lautet 1 td xs G s x 1 Gen ee tixs 1 td_lagxs YD yI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil nur bei en_d 1 YI l Anteil nur bei en_i 1 YP P Anteil nur bei en_p 1 76 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Darstellung Symbol Parameterbe schreibung COMP_PID Darstellung des Bausteins REAL SP REAL PV REAL SP_CA
333. sarten Tracking und Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden 430 33002237 QDTIME Totzeitglied Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Darstellung des Bausteins REAL TIME REAL BOOL QDTIME IN OUT T_DEALY TRI TR_S READY REAL BOOL Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Eingangswert T_DELAY TIME Totzeit TR_I REAL Initialisierungs Eingang TR_S BOOL Initialisierungs Typ 1 Betriebsart Tracking 0 Betriebsart Automatik OUT REAL Ausgang READY BOOL 1 Interner Puffer gef llt 0 Interner Puffer nicht gef llt z B nach Warm Kaltstart oder nderung der Totzeit 33002237 431 QDTIME Totzeitglied Detailbeschreibung Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Beispiel Zykluszeit gt 128 Betriebsart Tracking Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Automatik 0 Tracking 1 In der Betriebsart Automatik arbeitet der Funktionsbaustein nach folgenden Regeln Wenn Dann Zykluszeit gt T_DELAY 128 wird der aktuelle IN Wert in den Puffer bertragen und der lteste IN Wert im Puffer wird am Ausgang OUT ausgegeben In diesem Fall ist die Aufl sung kleiner 128 und es kommt zu einem systematischen Fehler d h ein
334. schwindigkeit W hrend der Betriebsart Halt bleibt der Ausgang Y stehen um anschlie end an der Stelle weiterzufahren an der er stehen geblieben ist Deutlich zu erkennen ist auch die Begrenzung des Ausgangs Y durch YMAX und YMIN mit den dazugeh rigen Meldungen QMAX und QMIN Dynamisches Verhalten von LIMV YMAX YMIN HALT y ES EA AA R Mn OMIN o o o a Laufzeitfehler Fehlermeldung Bei YMAN lt YMIN erfolgt eine Fehlermeldung 33002237 211 LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung 212 33002237 MFLOW Baustein f r Massendurchflu 25 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein MFLOW Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 214 Darstellung 215 Detailbeschreibung 216 Laufzeitfehler 217 33002237 213 MFLOW Baustein f r Massendurchflu Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein MFLOW berechnet den Massendurchflu eines Gases in einem Drosselger t aufgrund des Differentialdrucks und der Temperatur und Druckbedingungen des Gases Der Me wert des Differentialdrucks kann durch die Geschwindigkeit des Mediums oder einen anderen Me wert mit Druck und Temperaturkompensation ersetzt werden Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die vollst ndige Formel d h
335. sine ae ee rn ee ee A A 49 Prinzip der automatischen Reglereinstellung oasa nuana uaaa 52 Identifikationsprinzip 22 20 Henne en 54 Parametrierung da ani i E a e a en a aE a ee ren ne a n en 55 Reglerkoppl Ng ier riase a e A SA ar a nr A 58 Betriebsarten nee er Helen 59 DIi gNOSE ot a Er nn ie Kr he ne 60 Status der automatischen Reglereinstellung oooooooooomm o 61 Ursachen f r einen Fehlstart 22 2022er een rer een 61 Ursachen f r den Abbruch der automatischen Reglereinstellung 62 Generierung eines Test nach Beenden der automatischen Reglereinstellung H2H rennen rennen een nenn 64 Laufzeitfehler 5 2 3 2 2 8 eh Bas a han aan nen a ne 69 COMP_DB Vergleich zuuneeeennnnn nenn 71 bersicht sus rn a a Ve les oli a ea 71 Kurzbeschreibung tora 2 2 a p ea ee nn 72 Darstellung a 2 002 er a anne a a ae nn ar ana a ee ana en 72 Detailbeschreibung Hr nH er eer een een een nenn 73 kaufzeittehler2 2 3 8 2 men ar a an ae 74 COMP_PID Komplexer PID Regler 75 bersicht u 2 a er ne ota 75 Kurzbeschreibung 2202er nern een een ern 76 Barstelling 42 er er a HR ale elle 77 Strukturbild des komplexen PID Reglers 222222 ner een een 80 Parametrierung des COMP_PID Reglers 2 2222 neee een rennen 81 Antiwindup f r COMP_PID oocccccccccc ernennen nenn 84 Auswahl des Reglertyps f r COMP
336. stein f r Massendurchflu 218 33002237 MS Handsteuerung eines Ausgangs 26 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein MS Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 220 Darstellung 221 Detailbeschreibung 223 Beispiel 227 Laufzeitfehler 228 33002237 219 MS Handsteuerung eines Ausgangs Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Anwendungs m glichkeiten Dieser Funktionsbaustein dient zur Steuerung eines numerischen Ausgangs der einem ber den Funktionsbaustein PWM1 siehe PWM1 Pulsbreitenmodulation S 421 gesteuerten Analogausgang Servomotor oder Stellglied aufgeschaltet werden kann Die Steuerung kann ber Bedienerdialog oder direkt ber die SPS Software erfolgen Im allgemeinen dient ein Regler Funktionsbaustein zur Steuerung eines Digitalausgangs Der MS Baustein ist dann zu verwenden wenn der Reglerausgang von der Steuerung des Analogausgangs entkoppelt werden soll Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein wird haupts chlich bei folgenden Anwendungen eingesetzt e Zur Steuerung eines Analogausgangs der nicht ber einen Regelkreis gesteuert wird offener Regelkreis e Regelkreise bei denen dem Reglerausgang und dem bedienergesteuerten Ausgang ein Verarbeitungsvorgang zwischengeschaltet ist e Bei
337. sung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommawerteing nge Bit 2 1 Division durch Null bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 IN bzw RCPY liegen nicht im Bereich 0 100 oder INPD liegt au erhalb des Bereichs 100 100 Zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein einen Wert der auf den n chstliegenden korrekten Wert begrenzt ist d h je nach Fall auf den Wert 0 100 oder 100 Fehlermeldung Ein Fehler erscheint wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder wenn bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten ein Problem auftritt Die Ausg nge RAISE und LOWER werden in diesem Fall auf Null gesetzt 33002237 479 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren 480 33002237 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung 92 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein SMOOTH_RATE Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 482 Darstellung 482 Formeln zum Funktionsbaustein SMOOTH_RATE 483 Detailbeschreibung 484 33002237 481 SMOOTH_RATE Differenzierer mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung Dieser Funktionsbaustein stellt ein Differenzierglied mit einem mit der Zeitkonsta
338. symmetrisch Die berechneten Koeffizienten entsprechen dem Proze mit Integralbeiwert Wenn dies nicht der Fall ist ist die automatische Reglereinstellung neu zu starten nachdem tmax erh ht wurde 68 33002237 AUTOTUNE Automatische Reglereinstellung Laufzeitfehler Statuswort Die Bits des Statuswortes haben folgende Bedeutung Bit Bedeutung Bit O 1 Fehler in einer Berechnung mit Gleitkommawerten Bit1 1 Erfassung eines unzul ssigen Wertes an einem der Gleitkommaeing nge Bit 2 1 Division durch Null bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 3 1 Kapazit ts berlauf bei Berechnung in Gleitkommawerten Bit 4 1 Der Parameter perf liegt au erhalb des Bereichs 0 1 Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert O oder 1 Bit 7 1 Die Grenzwerte pv_inf und pv_sup des einzustellenden Reglers sind identisch Bit 8 1 Der Ausgang PARA_C ist nicht an die Parameter eines automatisch einstellbaren Reglers angeschlossen Bit 9 1 Automatische Reglereinstellung gescheitert Bit 10 1 Die letzte automatische Reglereinstellung war erfolgreich Fehlermeldung Dieser Fehler wird angezeigt wenn an einem Eingang ein nicht gleitender Wert festgestellt wird bei einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt oder die Grenzwerte pv_inf und pv_sup des Reglers identisch sind In diesem Fall bleiben alle Ausg nge des Funktionsbausteins unver ndert Warnung Es wird eine Warnung ausge
339. t gt 0 K u in x P x10 x too y tat a gt period o x K t_max t_min x pro K to t_max TE lo x 0 _ K xo max xlo_x t_minxup_x tmin gt 0 period X X0 E t_max t_min K t_minx up_x X0 m t t 1 x t_min 0 period 7 max x 1 up_x 264 33002237 PDM Pulsdauermodulation In allen drei F llen gilt Voraussetzung lo_x up_x t_min t_max X gt pos_lo_x pos_lo_x pos_up_X pos_t_min pos_t_max X gt neg_lo_x neg_lo_x neg_up_x neg_t_min neg_t_max Hinweis Von den Parametern up_x pos neg und lo_x pos neg wird jeweils der Betrag ausgewertet Taktzeit Der Parameter t_min f r jeden Ausgang gibt es einen separaten Wert gibt die minimale Periodendauer an d h die Zeitdauer die vom Beginn eines Stellimpulses bis zum Beginn des n chsten Stellimpulses vergeht Diese Zeitdauer stellt sich ein wenn der Eingang X den Wert up_x berschreitet auch hier gibt es f r jeden Ausgang einen separaten Wert Der Parameter t_max begrenzt die maximale Periodendauer nach oben hin Unterschreitet der Eingang den Wert pos_lo_x bzw neg_lo_x wird solange kein Stellimpuls ausgegeben bis der Eingang den Wert pos_lo_x bzw neg_lo_x wieder berschreitet Im Prinzip wird durch die Werte pos_lo_x und neg_lo_x eine Unempfindlichkeitszone festgelegt in welcher der Funktionsbaustein seine Ausg nge nicht mehr setzt Die Parameter pos_t_min pos_up_x und pos_t_max pos
340. t Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt F r en_d 1 und d_on_pv 0 gilt E YDiold xtd_lag td x gain x ERR new dt dt_lag new ERR ora YD F r en_d 1 und d_on_pv 1 gilt YD o1a xtd_lag tdx gain x PV 01d o PV new YD dt dt_lag new F r en_d 0 gilt YD 0 YD f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt ermittelt YD 0 33002237 93 COMP_PID Komplexer PID Regler Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang PV anliegt gain_red gt 1 oder gain_red lt 0 ist db lt 0 ist ymax lt ymin ist 94 33002237 DEADTIME Totzeitglied bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Dieses Kapitel beschreibt den Baustein DEADTIME Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 96 Darstellung 97 Betriebsarten 98 Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines 99 Laufzeitfehler 99 33002237 95 DEADTIME Totzeitglied Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Mit diesem Funktionsbaustein wird ein Eingangssignal um eine Zeit verz gert der sogenannten Totzeit Der Funktionsbaustein verz gert das Signal X um die Totzeit T_DELAY bevor es an Y wieder ausgegeben wird Der Funktionsbaustein hat einen Puffer f r 128 zeitlich aufeinanderfolgende X Werte d h w hrend der Zeit T_
341. t Begrenzung 150 33002237 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung 1 4 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein INTEGRATORI Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 152 Darstellung 153 Detailbeschreibung 154 Laufzeitfehler 155 33002237 151 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein realisiert einen Integrierer mit Begrenzung Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Betriebsarten Hand Halt und Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet G s san Die Formel f r den Ausgang Y lautet X X new old Y Yt CAINE a Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung X old Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 152 33002237 INTEGRATOR1 Integrierer mit Begrenzung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins INTEGRATOR1 BOOL MAN BOOL HALT REAL X Y REAL REAL GAIN QMAX BOOL REAL YMAN QMIN BOOL REAL YMIN REAL
342. t Datentyp Bedeutung man BOOL 1 Betriebsart Hand halt BOOL 1 Betriebsart Halt Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung gain REAL Integrierverst rkung Einheiten Sekunde ymax REAL Obere Stellgrenze ymin REAL Untere Stellgrenze Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung qmin BOOL 1 Y hat untere Stellgrenze erreicht qmax BOOL 1 Y hat obere Stellgrenze erreicht 33002237 141 INTEG Integrierer mit Begrenzung Detailbeschreibung Parametrierung Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt durch Festlegen der Integrier verst rkung gain und der Grenzwerte ymax und ymin f r den Ausgang Y Die Werte ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte sowie eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch qmax und qmin angezeiat e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Betriebsarten Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Der Stellausgang wird jedoch durch ymax und ymin begrenzt Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten
343. t an der linken Seite des Rasters Strom und bei Verbindung mit Objekten die aktiviert sind flie t der Strom von links nach rechts Fehler die w hrend der Abarbeitung des Programms auf der SPS bei SFC Objekten z B Schritten oder FFBs auftreten Dies sind z B Wertebereichs berl ufe bei Z hlern oder Zeitfehler bei Schritten Literale dienen dazu Eing nge von FFBs Transitionsbedingungen usw direkt mit Werten zu versorgen Diese Werte k nnen von der Programmlogik nicht berschrieben werden schreibgesch tzt Dabei wird zwischen generischen und typisierte Litralen unterschieden Au erdem dienen Literale dazu einer Konstanten einen Wert oder einer Variablen einen Initialwert zuzuweisen Die Eingabe erfolgt als Basis 2 Literal Basis 8 Literal Basis 16 Literal Integer Literal Real Literal oder Real Literal mit Exponent 570 33002237 Glossar Located Variable Lokale Abgeleitete Datentypen Lokale DFBs Lokale Makros Lokale Verbindung Local Link Lokaler Netzwerkteil nehmer Located Variablen wird eine Signalspeicheradresse Referenzadressen 0x 1x 3x 4x zugeordnet Der Wert dieser Variablen wird im Signalspeicher gespeichert und kann mit dem Referenzdaten Editor online ge ndert werden Diese Variablen k nnen mit ihrem symbloischen Namen oder mit ihrer Referenzadresse angesprochen werden S mtliche Eing nge und Ausg nge der SPS sind mit dem Signalspeicher verbunden Der Zugriff d
344. t er rer AAA Ei 240 PCON3 Dreipunkt Regler o oooooocooonmooo 241 bersichta EEEa EE o AS 241 Kurzbeschreibung sio dau enee a a nenne een er nn 242 D rstelllhg 2 er EE E Dabei 243 Detailbeschreibung o0oooooococonro nennen nen 245 Laufzeitfehlers 7n E E E E S ET A ee ida 247 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler 249 bersichten Ae ae ee ee 249 Kurzbeschreibung heiss sip o Sa nenne een nenn 250 Darstellung ea td Pe En er ER 251 Strukturbild des Funktionsbausteins PD_or_Pl 2nceeeeeeee nn 253 Detailbeschreibung 2202 en nenne rennen rennen nen 254 Detaillierte Formeln 2 2 en A A 257 Laufzeitfehler 2 44 4 2 2 la eg a ren are 259 PDM Pulsdauermodulation ooooooooommoo 261 bersicht ea ea 261 Kurzbeschreibung cierra va aa ma ae 262 Darstellung ur 2 BR NER 263 Detailbeschreibung 22440 nee ernennen ern 264 L ufzeitfehler inai een an rn rear 268 Teil Ill Kapitel 32 Kapitel 33 Kapitel 34 Kapitel 35 EFB Beschreibungen PI bis Z 269 bersicht rt a a ee aan Fan 269 Pl PlRegler ooocccccoooo nenn 271 bersichten lerne ern tilde ln a ita land 271 Kurzbeschreibung 22HHer ser en en eener E E a 272 Darstellung is gern is aan he E ne ad nen a Ba re 273 Formelen ae N rn en ee Dee is 275 Parametrierung mic a a nr len 276 Betis adi ae re ee Dee nn 278 Beispiel z
345. t_sup Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnungen den Wert out_inf bzw out_sup e Einer der Parameter outbias otff_inf bzw otff_sup liegt au erhalb des Bereichs out_min out_max out_max out_min Der Funktionsbaustein verwendet zur Berechnung den Wert out_min out_max bzw out_max out_min 33002237 377 PIDFF Kompletter PID Regler 378 33002237 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur 40 bersicht Einleitung Inhalt dieses Kapitels Diese Kapitel beschreibt den Baustein PIDP1 Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 380 Darstellung 381 Parametrierung des PIDP1 Reglers 383 Betriebsarten 385 Detaillierte Formeln 386 Laufzeitfehler 388 33002237 379 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen PID Regler in reiner Parallel Struktur schreibung Zwischen Sollwert SP und der Regelgr e PV wird die Regeldifferenz ERR gebildet Die Regeldifferenz ERR bewirkt eine nderung der Stellgr Be Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften PID Regler in reiner Parallel Struktur Jeder Anteil P oder D kann einzeln abgeschaltet werden Stellgrenzen Begrenzung im Automatik Betrieb Antiwindup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil
346. tegralbetrieb eingesetzt werden kp 0 Algorithmus Auch hier werden die Gleichungen in Abh ngigkeit des Elements aw_type nach Integral Betrieb folgenden F llen unterschieden Element Bedeutung aw_type 0 Normale inkrementale Algorithmen aw_type 1 Mit sto freier Antiwindup MaBnahme Integral Betrieb Folgende Gleichungen gelten f r normale inkrementale Algorithmen von Reglern im aw_type 0 Integral Betrieb OUTD Terml TermFF OUT limiter OUT Wenn en_rcpy 0 ist gilt OUT OUT old OUTD new Wenn en_rcpy 1 ist gilt OUT RCPY OUTD new Wert des Integralanteils Terml Terml sense x ax x dev 1 Wert des Feed Forward Anteils TermFF FF ff_inf x otff_sup otff_inf Ef sup ff inf t otff_inf TermFF al 33002237 369 PIDFF Kompletter PID Regler Integral Betrieb aw_type 1 Folgende Gleichungen gelten f r inkrementale Algorithmen von Integral Reglern mit sto freier Antiwindup MaBnahme OUTD Terml TermFF TermAW OUTc OUTc old OUTD new OUT limiter OUTc Wert des Integralanteils Terml dt Terml sense x ax er x dev i Wert des Feed Forward Anteils TermFF FF ff_inf x otff_sup otff_inf TermEr A I Ao erp ol I mn ff_sup ff inf Wert der sto freien Antiwindup Ma nahme TermAW ortt_inf Wenn en_rcpy 0 ist gilt TermAW OU T old OUTe old Wenn en_rcpy 1 ist gilt TermAW S RCPY OUTc old
347. tehend aus der R ckf hrverst rkung K und den R ckf hrzeitkonstanten LAG_NEG und LAG_POS erm glicht einen universellen Einsatz des Zweipunktreglers Folgende Tabelle gibt dazu genaueren Aufschlu R ckf hrung LAG_NEG LAG_POS 2 Punkt Verhalten ohne R ckf hrung 0 0 negative R ckf hrung gt 0 0 negative positive R ckf hrung gt 0 gt LAG_NEG Warnung da Mitkopplung neg Feadback mit LAG_POS 0 gt 0 Warnung da Mitkopplung pos Feadback abgeschaltet gt LAG_POS gt 0 Der Parameter DB gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt DB 2 verkleinern mu bevor der Ausgang Y wieder auf 0 gesetzt wird Die Abh ngigkeit des Ausgangs Y abh ngig von dem wirksamen Schaltwert ERR_EFF und dem Parameter DB wird im Bild Prinzip des Zweipunktreglers S 543 deutlich Der Wert des Parameters DB wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereich max SP PV eingestellt 33002237 543 TWOPOINT_CON1 Zweipunkt Regler Betriebsarten Laufzeitfehler Fehlermeldung Warnung Es gibt drei Betriebsarten die ber die Eing nge MAN und HALT ausgew hlt werden Betriebsart MAN HALT Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie vor beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Ausgang Y wird auf den Wert YMAN gesetzt xf1 und xf2 werden nach folgender Formel berechnet GAIN 100 GAI
348. tel enth lt die folgenden Themen Thema Seite Kurzbeschreibung 436 Darstellung 437 Formeln 438 Detailbeschreibung 439 Beispiel zum Baustein QPWM 441 33002237 435 QPWM Pulsbreitenmodulation einfach Kurzbeschreibung Verwendung des Bausteins Funktionsbe schreibung Allgemeines zur Stellgliedan steuerung Die Ansteuerung von Stellgliedern erfolgt nicht nur ber analoge Gr en sondern auch mittels bin rer Stellsignale Die Wandlung von analogen Werten in bin re Ausgangssignale erfolgt beispielsweise ber Pulsbreitenmodulation QPWM oder Pulsdauermodulation PDM Dabei soll die eingestellte mittlere Energie des Stellgliedes Stellenergie dem analogen Eingangswert X des Modulationsbausteins entsprechen Der Funktionsbaustein QPWM dient zur Umsetzung von analogen Werten in digitale Ausgangssignale Bei der Pulsbreitenmodulation QPWM wird bei konstanter Taktperiode ein in seiner Dauer vom Analogwert abh ngiges 1 Signal ausgegeben Die mittlere eingestellte Energie entspricht dem Quotienten aus der Einschaltdauer T_on und der Taktzeit t_period Damit die mittlere eingestellte Energie auch der analogen Eingangsgr e X entspricht mu folgendes gelten T_on X Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Im allgemeinen wird die bin re Stellgliedansteuerung durch zwei bin re Signale Y_POS und Y_NEG vorgenommen Bei einem Motor ents
349. ten Erweiterte Funktionalit ten Der Funktionsbaustein PI_B stellt einen PI Algorithmus mit gemischter Struktur seriell parallel dar Seine Funktionalit ten sind aus denen des Funktionsbausteins PIDFF siehe PIDFF Kompletter PID Regler S 351 hervorgegangen Diese Funktionalit ten erm glichen es dem Funktionsbaustein die meisten klassischen Regelapplikationen durchzuf hren ohne an Benutzerfreundlichkeit einzub en oder zu viele Systemressourcen in Anspruch zu nehmen Bei schwierigen Regelaufgaben die erweiterte Regelfunktionen ben tigen sollte jedoch der Baustein PIDFF verwendet werden Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die wichtigsten Funktionalit ten des Funktionsbausteins PI_B sind folgende Berechnung des Proportional und des Integralanteils in inkrementaler Form Istwert Sollwert und Ausgangswert in physikalischen Einheiten direkte oder inverse Aktion M glichkeit der Aufschaltung eines bausteinexternen I Anteils RCPY Eingang Unempfindlichkeitszone auf Abweichung Inkrementalwert und Absolutwertausgang Oberer und unterer Grenzwert des Ausgangssignals Ausgangs Offset Auswahl der Betriebsart Hand Automatik Tracking Betrieb Oberer und unterer Grenzwert des Sollwertes Wie beim PIDFF k nnen durch den zus tzlichen Einsatz anderer Funktionsbau steine diese Funktionalit ten erweitert werden e Automatische Reglereinstellung duch den Baustein AUTOTUNE e Auswahl eines i
350. ter rate_sp und rate_man stellen Anstiegsbegrenzer f r die Handwerte SP und YMAN dar siehe dazu auch Funktionsbaustein VLIM Durch den Wert O rate_sp O bzw rate_man 0 wird die Funktion des jeweiligen Anstiegsbe grenzers abgeschaltet Die Werte SP und YMAN werden dann unverz gert benutzt 84 33002237 COMP_PID Komplexer PID Regler Auswahl des Reglertyps f r COMP_PID Reglertypen Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Parameter en_p en_i und en_d ausgew hlt werden Reglertyp en_p en_i en_d P Regler 1 0 0 PI Regler 1 1 0 PD Regler 1 0 1 PID Regler 1 1 1 I Regler 0 1 0 Der I Anteil kann auch mit ti O abgeschaltet werden Der D Anteil kann auch mit td O abgeschaltet werden Einflu des Ist der I Anteil eingeschaltet en_i 1 so wird die Stellgr e Y aus der Summation Parameters OFF der Anteile YP YI YD und FEED_FWD ermittelt Der Offset geht bei eingeschaltetem I Anteil nicht in die Berechnung mit ein Ist der I Anteil jedoch ausgeschaltet en_i 0 so wird die Stellgr e aus der Summation der Anteile YP YD FEED_FWD und dem Offset OFF gebildet Hinweis Der Parameter OFF ist nur f r P D oder PD Regler vorgesehen 33002237 85 COMP_PID Komplexer PID Regler Sto freie Betriebsartenumschaltung Art des Umschaltens Sto freies Umschalten bei eingeschaltetem I Anteil Sto freies Umschalten bei abgeschaltet
351. tfehler 330 33002237 319 PID1 PID Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein realisiert einen PID Regler schreibung Aufgrund der F hrungsgr e SP und der Regelgr Be PV wird eine Regeldifferenz ERR gebildet Diese Regeldifferenz ERR bewirkt eine nderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein besitzt folgenden Eigenschaften e realer PID Regler mit unabh ngiger GAIN TI TD Einstellung e Betriebsarten Hand Halt Automatik e sto freie Umschaltung Hand Automatik e Stellgr en Begrenzung im Automatik Betrieb e Einzeln zuschaltbarer P l und D Anteil e Anti Windup Reset e Anti Windup Ma nahme nur bei aktivem I Anteil e definierbare Verz gerung des D Anteils e D Anteil umschaltbar auf Regelgr e PV oder Regeldifferenz ERR bertragungs Die bertragungsfunktion lautet funktion 1 TDxs nz GAIN x 1 Ms ua YD yI YP Erl uterung der Gr en Gr e Bedeutung YD D Anteil nur bei EN_D 1 YI l Anteil nur bei EN_I 1 YP P Anteil nur bei EN_P 1 320 33002237 PID1 PID Regler Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins BOOL 7 MAN BOOL HALT REAL SP REAL PV REAL BIAS BOOL 7EN_P BOOL 7EN_I BOOL JEN_D BOOL D_ON_X REAL GAIN TIME TI TIME TD TIME
352. ti Windup Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt ymin YP FEED_FWD lt YI lt ymax YP FEED_FWD Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Parameter kp ki und kd ausgew hlt werden Reglertyp kp ki kd P Regler gt 0 0 0 Pl Regler gt 0 gt 0 0 PD Regler gt 0 0 gt 0 PID Regler gt 0 gt 0 gt 0 I Regler 0 gt 0 0 346 33002237 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Parameter man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Automatik 0 0 Hand 1 0 oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP bestimmt Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 312 beispielhaft erkl rt sind In
353. tionsbaustein f hrt folgende Berechnung durch Berechnung Bedingung OUT K IN IN gt CUTOFF OUT 0 IN lt 0 oder IN lt CUTOFF Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins K_SQRT REAL IN OUT REAL REAL K REAL CUTOFF Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Zu verarbeitender numerischer Wert K REAL Gewichtungskoeffizient CUTOFF REAL Trennpunkt OUT REAL Ergebnis der Berechnung 158 33002237 K_SQRT Quadratwurze Laufzeitfehler Fehlermeldung Warnung Es wird ein Fehler angezeigt wenn an einem der Eing nge ein nicht gleitender Wert erfa t wird oder bei einer Berechnung in Gleitkommawerten ein Problem auftritt Der Ausgang OUT bleibt in diesem Fall unver ndert Es wird eine Warnung ausgegeben wenn der CUTOFF Eingang negativ ist Der Funktionsbaustein verwendet dann zur Berechnung den Wert 0 33002237 159 K_SQRT Quadratwurze 160 33002237 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung 1 6 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LAG Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 162 Darstellung 163 Detailbeschreibung 164 33002237 161 LAG Verz gerungsglied 1 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe Der Funktionsbaustein st
354. tionsbaustein keinen Impuls Jeder bereits begonnene Impuls dauert mindestens t_mini 468 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Abtastung Parameter SEN Erfassung der Endstellung In der Betriebsart Automatik wird die Aufl sung der ber den Funktionsbaustein SERVO durchgef hrten Regelung ausgedr ckt durch das Verh ltnis Abtastperiode des Regelkreises Ausf hrungsperiode des Funktionsbausteins SERVO Der Regler mu also vor dem SERVO Funktionsbaustein abgetastet werden ber einen SAMPLETM Funktionsbaustein der Funktionsbaustein SERVO mu aber bei jedem Zyklus ausgef hrt werden Im gegenteiligen Fall wenn der Reglerbaustein taktgleich zum SERVO Baustein ausgef hrt wird wird eine ungenaue Zweipunktregelung durchgef hrt die das Stellglied stark beansprucht Der Eingang SEN des Funktionsbausteins SERVO zeigt diesem an ob der PID Regelbaustein im laufenden Zyklus ausgef hrt wurde oder nicht Der SEN Eingang erm glicht es also festzustellen ob der Regler einen neuen Ausgang generiert hat oder nicht so da nicht mehrmals derselbe Ausgang ber cksichtigt wird SEN Bedeutung 1 Einbeziehung eines neuen Wertes 0 keine Einbeziehung eines neuen Wertes Wenn der Regler ber den Funktionsbaustein SAMPLETM abgetastet wird wie dies blicherweise der Fall ist reicht es aus den SEN Eingang des SERVO Bausteins an den SAMPLETM Ausgang anzuschlie en siehe Abschnitt Beis
355. tiv und wird kleiner als db dann schaltet der Ausgang Y_NEG von 0 auf 1 Der Wert des Parameters db wird typisch auf 1 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt 246 33002237 PCONS3 Dreipunkt Regler Hysterese Betriebsarten Laufzeitfehler Fehlermeldung Warnung Der Parameter hys gibt die Schalthysterese an d h den Wert um den sich der wirksame Schaltwert ERR_EFF ausgehend vom Schaltpunkt db verkleinern mu bevor der Ausgang Y_POS Y_NEG wieder auf 0 gesetzt wird Der Zusammenhang zwischen Y_POS und Y_NEG abh ngig vom wirksamen Schaltwert ERR_EFF und den Parametern db und hys wird im Bild Prinzip des Dreipunktreglers S 246 deutlich Der Wert des Parameters hys wird typisch auf 0 5 des maximalen Regelbereiches max SP PV eingestellt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie oben beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Die Ausg nge Y_POS und Y_NEG werden auf den Wert YMAN_POS und YMAN_NEG gesetzt Hierbei ist die Vorranglogik Y_NEG ist dominant ber Y_POS eingebaut welche verhindert da beide Ausg nge gleichzeitig gesetzt sein k nnen xf1 und xf2 werden nach folgender Formel berechnet xf1 xf_man gain 100 xf2 xf_man gain 100 Halt 0 In der Betriebsart Halt werden beide Ausg nge Y_POS und Y_
356. tkonstante LAG F r sehr kleine Abtastzeiten und dem Einheitssprung am Eingang IN Sprung am Eingang IN von 0 auf 1 0 wird der Ausgang OUT auf den Wert GAIN xLEAD LAG springen theoretischer Wert real ein bi chen kleiner bedingt durch die nicht unendlich kleine Abtastzeit um dann mit der Zeitkonstante LAG auf den Wert GAIN x 1 0 zuzugehen Es gibt zwei Betriebsarten die ber den Eingang TR_S ausgew hlt werden Betriebsart TR_S Bedeutung Automatik 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Tracking 1 Der Trackingwert TR_I wird fest auf den Ausgang OUT bertragen 186 33002237 LDLG PD Glied mit Gl ttung Beispiele zum Funktionsbaustein LDLG Beispiel Folgende Beispiele werden in den nachfolgenden Diagrammen dargestellt bersicht e LEAD LAG e LEAD LAG 0 5 GAIN 1 e LEAD LAG 2 GAIN 1 LEAD LAG Der Funktionsbaustein verh lt sich wie ein reiner Multiplikationsbaustein mit dem Multiplikator GAIN Funktionsbaustein LDLG mit LEAD LAG eal gt A a LEAD LAG 0 5 Der Ausgang OUT springt in diesem Fall auf die H lfte des Endwertes um dann mit GAIN 1 der Verz gerungszeitkonstante LAG in den Endwert GAIN IN einzulaufen Funktionsbaustein LDLG mit LEAD LAG 0 5 und GAIN 1 33002237 187 LDLG PD Glied mit Gl ttung LEAD LAG 2 Der Ausgang OUT springt in diesem Fall auf das Doppelte de
357. to frei da in diesem Zyklus der Wert von YMAN gleich dem Wert von Y ist In der Betriebsart Hand k nnen Sie nun den Wert von YMAN langsam ver ndern 33002237 327 PID1 PID Regler Umschaltung mit Wenn Sie den Wert YMAN nicht ndern wollen da er z B ein Festwert ist m ssen Sie die vorherige L sung durch einen Anstiegsbegrenzer Funktionsbaustein LIMV LIMV siehe LIMV Anstiegsbegrenzer 1 Ordnung S 207 erg nzen LIMV MOVE Handbetrieb Q HALT Handwert X Y Y t a L YMAN pe I l Anpassung RATE LA EEA A SA T and Hinweis Diese Art der Darstellung wurde lediglich zur verst ndlicheren Darstellung gew hlt Die gestrichelt dargestellten Verbindungen k nnen nicht als Links Link Objekte programmiert werden da sie in Concept nicht zul ssige Schleifen bilden Die Verbindungen m ssen bei der Programmierung durch Variablen realisiert werden Die Funktion MOVE wird nur ausgef hrt wenn sich der PID Regler in der Betriebsart Automatik befindet MAN 0 Wenn nun eine Umschaltung von Automatik nach Hand erfolgt geschieht dies sto frei da in diesem Zyklus der Wert YMAN des PID1 gleich dem Wert von Y des PID1 ist Ab dem n chsten Zyklus wird der Wert von YMAN des PID1 mit der von Ihnen bestimmten Anpassung RATE an den eigentlichen Handwert an LIMV angeglichen 33002237 328 PID1 PID Regler Detaillierte Formeln
358. triebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Der Funktionsbaustein wird wie in Parametrierung beschrieben bearbeitet Hand 1 0 oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 196 33002237 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG Beispiel Folgende Beispiele werden in den nachfolgenden Diagrammen dargestellt bersicht e lead lag e lead lag 0 5 gain 1 e lead lag 2 gain 1 lead lag Der Funktionsbaustein verh lt sich wie ein reiner Multiplikationsbaustein mit dem Multiplikator gain FunktionsbausteinLEAD_LAG mit lead lag X 1 0 Y gain 0 1 halt d Y A A 33002237 197 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung lead lag 0 5 Der Ausgang Y springt in diesem Fall auf die H lfte des Endwertes um dann mit der gain 1 Verz gerungszeitkonstante lag in den Endwert gain X einzulaufen Funktionsbaustein LEAD_LAG mit lead lag 0 5 und gain 1 1 halt A As lead lag 2 Der Ausgang Y springt in diesem Fall auf das Doppelte des Endwertes um dann mit gain 1 der Verz gerungszeitkonstante lag in den Endwert gain X einzulaufen Funktionsbaustein LEAD_LAG mit lead lag 2 und gain 1 1 halt 198 33002237 LEAD_LAG PD Glied
359. triebsarten abh ngigen Teilgr en zusammen Y YP YI YD FEED_FWD Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt ymin lt Y lt ymax 33002237 257 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler bersicht zur Berechnung der Regler Anteile Pl Regler YP und YD f r alle Betriebsarten PI Regler I Anteil f r Betriebsart Automatik Pl Regler I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt PD Regler YP und YI f r alle Betriebsarten PD Regler D Anteil f r Betriebsart Automatik PD Regler D Anteil f r Betriebsart Hand und Halt Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von dem Element trig_err Regler Typ Regler Anteile PI Regler ERR lt trig_err YP und YD f r Betriebsart Hand Halt und Automatik YI f r Betriebsart Automatik YI f r Betriebsart Hand und Halt PD Regler ERR gt trig_err YP und YI f r Betriebsart Hand Halt und Automatik YD f r Betriebsart Automatik YD f r Betriebsart Hand und Halt YP und YD f r Betriebsart Hand Halt Automatik und Kaskade wird wie folgt ermittelt YP gain_ xERR YD 0 YI f r Betriebsart Automatik wird wie folgt ermittelt ti gt 0 dt ERR ERR oola YI YI 014 gain_ix gx na Der l Anteil wird nach der Trapezregel gebildet YI f r Betriebsart Hand und Halt wird wie folgt e
360. trierung beschrieben bearbeitet Hand 1 O oder 1 Der Handwert YMAN wird fest auf den Ausgang Y bertragen Halt 0 1 Der Ausgang Y wird auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden 176 33002237 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung Taktdiagramme bersicht Die folgenden Diagramme zeigen Beispiele f r die Sprungantwort des LAG2 Gliedes bei unterschiedlicher Parametrierung D mpfung Bei einer D mpfung von dmp 1 folgt der Ausgang Y dem Eingang X in einem dmp 1 aperiodenen Vorgang x Y 0 1 halt 0 33002237 177 LAG2 Verz gerungsglied 2 Ordnung D mpfung Bei einer D mpfung von dmp 0 5 folgt der Ausgang Y dem Eingang X in einem dmp 0 5 ged mpft periodischen Vorgang x Y 0 1 halt 0 D mpfung Bei einer D mpfung von dmp 0 2 erkennt man deutlich da die Sprungantwort dmp 0 2 wesentlich weniger ged mpft ist Y 0 1 halt 0 178 33002237 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung 1 9 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LAG_Filter Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 180 Darstellung 181 Detailbeschreibung 182 33002237 179 LAG_FILTER Verz gerungsglied 1 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der
361. trukturbild des PI Reglers ERR SR gain y ERR a b a Anti Windup Reset Er gt z 2 a je i qmax YI AN ymax res Betriebs y b gt I gt arten ymin L steuerung qmin YMAN Parametrierung Die Struktur des PI Reglers ist im obigen Strukturbild S 276 dargestellt Die Parametrierung des Funktionsbausteins erfolgt zun chst durch die reinen PI Parameter den Proportionalbeiwert gain und der Nachstellzeit ti Der I Anteil kann durch Nullsetzen von ti abgeschaltet werden Die Werte ymax und ymin begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Grenzwerte sowie eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker qmax und qmin angezeigt e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Stellgr en Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da Begrenzung gilt ymin lt Y lt ymax 276 33002237 Pl Pl Regler Antiwindup Findet eine Stellgr en Begrenzung statt soll durch Antiwindup Reset daf r Reset gesorgt werden da der integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Die Anti Win
362. tuellen Abtastschritt new ERR 1d Wert der Regeldifferenz aus dem vorherigen Abtastschritt o BIAS St rgr Be PV Wert der Regelgr e aus dem aktuellen Abtastschritt new PV 1d Wert der Regelgr e aus dem vorherigen Abtastschritt o Y aktueller Ausgang Betriebsart Halt oder YMAN Betriebsart Hand YD D Anteil YI l Anteil YP P Anteil Stellgr e Die Stellgr e setzt sich aus verschiedenen Teilgr en zusammen Y YP YI YD BIAS Nach der Summation der Anteile findet eine Stellgr en Begrenzung statt so da gilt YMIN lt Y lt YMAX Regeldifferenz Die Regeldifferenz wird wie folgt ermittelt Wenn Dann REVERS 0 ERR SP PV REVERS 1 ERR PV SP 386 33002237 PIDP1 PID Regler mit paralleler Struktur bersicht zur Berechnung der Regler Anteile P Anteil YP f r alle Betriebsarten I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt Nachfolgend finden Sie eine bersicht ber die unterschiedliche Berechnung der Regler Anteile in Abh ngigkeit von den Verst rkungsfaktoren KP Kl und KD e P Anteil YP f r Betriebsart Hand Halt und Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Automatik I Anteil YI f r Betriebsart Hand und Halt D Anteil YD f r Betriebsart Automatik o o o e D Anteil YD f r Betriebsart Hand und Halt YP f r Betriebsart
363. ukturbild des Funktionsbausteins PPI 405 Parametrierung des PPI Kaskaden Reglers 406 Betriebsarten 408 Detaillierte Formeln 409 Laufzeitfehler 410 33002237 401 PPI PPI Kaskaden Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Ubertragungs funktion Proportional beiwert Der Funktionsbaustein stellt einen Kaskaden Regler bestehend aus einem P F hrungsregler und einem Pl Folgeregler dar Zwischen F hrungsgr e SP und der Regelgr e PV wird die Regeldifferenz ERR gebildet Der F hrungsregler erzeugt durch diese Regeldifferenz einen Sollwert SP2 f r den Folgeregler Aufgrund der Differenz von SP2 und PV2 erzeugt der Folgeregler die Stellgr e Y Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Pals F hrungsregler Pl als Folgeregler Stellgr Ben Begrenzung Anti Windup Reset f r den PI Regler Betriebsarten Hand Festwert Regelung Halt Automatik Die bertragungsfunktionen f r die Regler lauten Regler bertragungsfunktion F hrungsregler P Regler G s gainl Folgeregler Pl Regler 1 G s 2 1 s gain2x 1 Sr Der Proportionalbeiwert des Folgereglers wird wie folgt ermittelt YP gain2x SP2 PV2 402 33002237 PPI PPI Kaskaden Regler Darstellung Sy
364. uls generiert die Zeitdauer von 0 5 s wird jedoch gespeichert Die Abweichung betr gt immer noch 2 aber der entsprechende Impuls 0 5 s wird zum vorher gespeicherten Impuls addiert um 1 s zu erreichen Die Dauer entspricht t_mini der Impuls wird daher dem LOWER Ausgang aufgeschaltet 474 33002237 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Programmier beispiel Automatik mit Stellungsr ck f hrung TC2_PARA_MS D gt FBL4_1 1 Darstellung des Funktionsplans Teil 1 TC2_ST INTERVAL DELSCANS SAMPLETM TC2_PID_SERVO_RCPY 2 PIDFF EN ENO TT2 gt H PV OUT TC2_SP M gt SP OUTD OUT_RCPY gt RCPY 1 gt MAN_AUTO MA_OH TC2_PARA M gt PARA INFO TR STATUS TR_S TC2_PARA en_rcpy 1 TC2_MS_RCPY 3 MS IN FORC MA_FORC OUT OUTD MA_O TC2_MODE M gt MAN_AUTO STATUS TR TR_S PARA SHO 33002237 475 SERVO Steuerung f r elektrische Servomotoren Darstellung des Funktionsplans Teil 2 FBI_4_4 4 SERVO O D gt SEN RAISE OUT_RAISE DIN INPD G o Ma LOWER OUT_LOWER OUT_RCPY D gt RCPY STATUS RST R_STOP L_STOP SERVO_PARA gt PARA SERVO_PARA en_rcpy 1 OUT_RCPY Istwert der Ventilstellungsr ckf hrung Beispiel Im Besipiel wird das Verhalten des Funktionsbaustein
365. um Pl Regler 2 202 sense rer een een r nn 279 kaufzeitfehler Hr Di 280 PIT1 Pl Regler cuco 3 8 a u E 281 bersicht as Sa a ee ea 281 Kurzbeschreibung 3 23 4 224 o a e an a AOE aa 282 Darstellung u se rer re De Re 283 Formeln rss see er Deinen 284 P rametrierung cos ponsi a e a ASA 285 Betriebsarten u A A O A 287 Beispiel zum Pl1 Regler oooooocoocoooor en ee n re eennnnen 288 Laufzeitfehler iia ee rn EO E a 289 PI_B Einfacher Pl Regler ooocococcoccooooo o 291 bersichten ca en ans as al e di ed 291 KurzbeschreibunQ ooooooorororrrr en rr a nn 292 Darstellung 24 Be Dean 293 Formeln mn na ehe a ed a 295 Parametrierung 2 4 a Br RE er a E EA 296 Detaillierte Gleichungen 220ren sense een een 300 Laufzeitfehler vai nee ehe rn km 302 PID PID Regler ooocococococoo nern 305 bersicht de ra E del E 305 KurzbeschreibunQ ooooooorororrer en een ETE EO 306 Darstell ng 3 ii en 307 Strukturbild des Funktionsbausteins PID 2 22 aana 309 Parametrierung des PID Reglers 222220 e seen rennen nenn 310 Betriebsarten nn ici aD DI deren 312 Detaillierte Formeln 2222er seen ernennen nenn 315 Laufzeitfehler s e44 ds ch ren aaa 317 Kapitel 36 Kapitel 37 Kapitel 38 Kapitel 39 PID1 PID Regler ooooooocoocoo nn nn nn 319 bersicht este A EAE STE SAS 319 Kurzbeschreibung o0ooocoocooo
366. un auf einen negativen Wert der betragsm ig gr er ist als der vorherige Wert Durch den P Anteil springt der Ausgang um den Wert gain x ERR new 7 ERR 014 danach f llt Y rampenf rmig ab Die Steigung ist hier betragsm ig gr er als vorher bei positiver Regeldifferenz Dies ist auf den jetzt betragsm ig gr eren Wert der Regeldifferenz zur ckzuf hren Darstellung der Sprungantwort des PI Reglers ymax m 7 de pi A Sem TEE i 0 PA man t PSEREN E REIN E Z 1 halt o qmax p EEE EEE 0 33002237 279 PI Pl Regler Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn e eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt e ymax lt ymin ist 280 33002237 PI1 Pl Regler 33 bersicht Einleitung Diese Kapitel beschreibt den Baustein P11 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 282 Darstellung 283 Formeln 284 Parametrierung 285 Betriebsarten 287 Beispiel zum Pl1 Regler 288 Laufzeitfehler 289 33002237 281 PI1 Pl Regler Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Eigenschaften Der Funktionsbaustein stellt einen einfachen Pl Regler dar Zwischen Sollwert SP und der Regelgr e PV wird eine Regeldifferenz ERR gebildet Diese Regeldifferenz ERR bewirkt eine Anderung der Stellgr e Y Als zus tzliche Par
367. ung der Reglerstruktur wird praktisch auch die Umschaltung von einem Parametersatz auf den anderen Parametersatz vollzogen Die Umschaltung geschieht sto frei PD Regler Die Parametrierung des PD Reglers geschieht durch Projektierung des Proportio nalbeiwertes gain_d und der Vorhaltezeit td F r den Betrieb als PD Regler wird der D Anteil mit der Zeitkonstanten td_lag verz gert Das Verh ltnis von td td_lag nennt man Differenzierverst rkung und wird im allgemeinen zwischen 3 und 10 gew hlt Der D Anteil wird basierend auf der Regeldifferenz ERR bestimmt so da bei F hrungsgr en nderungen nderungen im Eingang SP ein Sprung bedingt durch den D Anteil entsteht Der D Anteil kann mit td O abgeschaltet werden PI Regler Die Parametrierung des PI Reglers geschieht durch Projektierung des Proportional beiwertes gain_i und der Nachstellzeit ti Im allgemeinen wird der Proportionalbeiwert w hrend des Anfahrvorganges mit PD Struktur h her eingestellt als im anschlie enden ann hernd station ren Betrieb mit PI Struktur Diesem Umstand ist durch Vergabe zweier unabh ngiger Proportional beiwerte Rechnung getragen Der I Anteil kann mit ti O abgeschaltet werden 254 33002237 PD_or_Pl Strukturumschaltung PD Pl Regler Stellgr en Begrenzung Antiwindup Reset Die Grenzen ymax und ymin begrenzen die Stellgr e nach oben sowie nach unten Damit gilt ymin lt Y lt ymax Das Erreichen der Gren
368. ung in Gleitkommawerten Bit4 1 IN oder einer der Parameter out1_th1 out1_th2 out2_th1 out2_th2 liegt nicht im Bereich O 100 zur Berechnung verwendet der Funktionsbaustein den Wert O bzw 100 Bit5 1 Der Ausgang OUT1 hat den unteren Grenzwert out1_inf erreicht OUT1 wird auf outi_inf geforct Bit6 1 Der Ausgang OUT1 hat den oberen Grenzwert out1_sup erreicht OUT1 wird auf outi_sup geforct Bit 7 1 Die beiden Schwellwerte eines Ausgangs sind identisch out1_th1 out1_th2 out2_th1 out2_th2 Bit8 1 Der Ausgang OUT2 hat den unteren Grenzwert out2_inf erreicht OUT2 wird auf out2_inf geforct Bit 9 1 Der Ausgang OUT2 hat den oberen Grenzwert out2_sup erreicht OUT2 wird auf out2_sup geforct Fehlermeldung Ein Laufzeitfehler wird in folgenden F llen gemeldet e An einem Eingang liegt ein nicht gleitender Wert an e Bei einer Berechnung mit Gleitkommawerten tritt ein Problem auf e Die beiden Schwellen desselben Ausgangs sind identisch out1_th1 out1_th2 bzw out2_th1 out2_th2 Die Ausg nge OUT1 und OUT2 bleiben immer unver ndert Warnung Eine Warnung wird ausgegeben wenn einer der Parameter out1_th1 out1_th2 out2_th1 out2_th2 nicht im Bereich O 100 liegt In diesem Fall verwendet der Funktionsbaustein zur Berechnung den Wert O bzw 100 500 33002237 STEP2 Zweipunktregler 99 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein ST
369. ung statt soll durch Anti Windup Reset daf r gesorgt werden da der Integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der l Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Der D Anteil wird bei der Anti Windup Ma nahme nicht ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen durch den D Anteil nicht durch die Anti Windup Ma nahme gekappt werden Die Anti Windup Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt ymin YP FEED_FWD lt YI lt ymax YP FEED_FWD 310 33002237 PID PID Regler Auswahl der Reglertypen Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Elemente en_p en_i und en_d ausgew hlt werden Reglertyp en_p en_i en_d P Regler 1 0 Pl Regler 1 1 PD Regler 1 0 1 PID Regler 1 1 1 I Regler 0 1 0 Der I Anteil kann auch mit ti 0 abgeschaltet werden 33002237 311 PID PID Regler Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Umschaltung von Automatik nach Hand Es gibt drei Betriebsarten die ber die Parameter man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Automatik 0 0 Hand 1 O oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID
370. unktionsbaustein bearbeitet wird Will man sowohl die sto freie Umschaltung des P D Reglers realisieren als auch den Parameter OFF durch das Anwenderprogramm ver ndern so kann nachfolgendes Beispiel als Anhaltspunkt dienen 1 6 2 OR_BOOL mkpid en_i gt gt mvlim man change_off D FBI_1_4 3 VLIM FBI_1_2 4 new_off X Y gt gt off mvlim MODE STATUS gt SAME _PID pvlim PARA sp gt SP Y gt y off YMAN pv gt PV ERR gt err sp_cas gt SP_CAS STATUS gt skpid mkpid gt MODE pkpid gt PARA yman gt YMAN SP_CAS_N gt sp_cas yreset gt YRESET YMAN_N gt gt yman 0 0 gt FEED_FWD OFF_N gt off OFF In diesem Beispiel wird der Parameter OFF ber einen Anstiegsbegrenzer VLIM rampenf rmig auf den Wert der Variablen new_off gefahren mit der in pvlim rate angegebenen Anstiegsgeschwindigkeit 33002237 87 COMP_PID Komplexer PID Regler Hinweise zum Beispiel Sto freie Anderung der Verst rkung Wichtig ist bei diesem Beispiel die Verwendung der Variablen off sowohl am Eingang YMAN des VLIM als auch am Ausgang Y des VLIM und die Verbindung des Ausgangs von VLIM zum Eingang OFF des COMP_PID Die Verbindung zwischen Ausgang Y von VLIM und Eingang OFF von COMP_PID bewirkt da der Funktions baustein VLIM vor dem Funktionsbaustein COMP_PID bearbeitet wird das ist Vorraussetzung f r die richtige
371. unktionsbausteins mit GAIN 1 und LAG 10s F f 192 33002237 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung 22 bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein LEAD_LAG Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 194 Darstellung 195 Detailbeschreibung 196 Beispiele zum Funktionsbaustein LEAD_LAG 197 Laufzeitfehler 199 33002237 193 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein stellt ein PD Glied mit nachfolgendem Tiefpa dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Eigenschaften e Definierbare Verz gerung des D Anteils e Betriebsarten Hand Halt Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet 1 sxlead FTIR l sxlag Die Berechnungsformel lautet yz lag x Y ola gain x lead dt x X lead x X 01d lag dt Bedeutung der Gr Ben Gr e Bedeutung X old Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus dt Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 194 33002237 LEAD_LAG PD Glied mit Gl ttung Darstellung Symbol Parameterbe schreibung LEAD_LAG Parameterbe schreibung Mode_MH Parameterbe schreibung Para_LEAD_
372. untere Stellgrenze erreicht 344 33002237 PID_PF PID Regler mit paralleler Struktur Parametrierung des PID_PF Reglers Strukturbild Parametrierung Nachfolgend finden Sie das Strukturbild des Bausteins PID_PF ERR gt p 4 e Hs 4 _ gt SP Anti Windup Reset PA iy YP A qmax 7 ERR y TA re Betriebs y Lal gt arten gt EN R ymin de steuerung YD qmin d tdlag 5 T gt L FEED_FWD to PV l gez i d_on_pv YMAN Die Struktur des PID_PF Reglers ist im Strukturbild S 345 dargestellt Die Parametrierung des PID_PF Reglers erfolgt zun chst durch die reinen PID Parameter n mlich den Proportionalbeiwert kp den Integrierbeiwert ki und den Differenzierbeiwert kd Der P I und D Anteil k nnen einzeln abgeschaltet werden indem der entsprechende Eingang kp ki oder kd auf O gesetzt wird Der D Anteil wird mit der Zeitkonstante td_lag verz gert Der D Anteil kann entweder basierend auf der Regeldifferenz ERR d_on_pv 0 oder basierend auf der Regelgr e PV d_on_pv 1 gebildet werden Wird der D Anteil aufgrund der Regelgr e PV bestimmt so wird bei F hrungsgr en nderungen nderungen im Eingang SP kein Sprung bedingt durch den D Anteil entstehen Der D Anteil wirkt sich im Prinzip nur auf St rungen bzw Proze nderungen aus
373. up Ma nahme gekappt werden Die Anti Windup Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt ymin YP FEED_FWD lt YI lt ymax YP FEED_FWD Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Parameter kp ki und kd ausgew hlt werden Reglertyp kp ki kd P Regler gt 0 0 0 Pl Regler gt 0 gt 0 0 PD Regler gt 0 0 gt 0 PID Regler gt 0 gt 0 gt 0 I Regler 0 gt 0 0 336 33002237 PID_P PID Regler mit paralleler Struktur Betriebsarten Auswahl der Betriebsarten Betriebsart Automatik Betriebsart Hand Betriebsart Halt Es gibt drei Betriebsarten die ber die Parameter man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Automatik 0 0 Hand 1 0 oder 1 Halt 0 1 In der Betriebsart Automatik wird die Stellgr e Y durch den diskretisierten PID Algorithmus in Abh ngigkeit von Regelgr e PV und F hrungsgr e SP bestimmt Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Die Umschaltung von Automatik nach Hand ist normalerweise nicht sto frei da der Ausgang Y jeden Wert zwischen ymax und ymin haben kann und Y bei der Umschaltung direkt den Wert YMAN annimmt Soll die Umschaltung von Automatik nach Hand trotzdem sto frei erfolgen gibt es zwei M glichkeiten die f r einen PID Regler siehe Umschaltung von Automatik nach Hand S 312
374. urchgef hrt e Beim inkrementalen Algorithmus ti gt 0 erfolgt die Umschaltung sto frei e Beim absoluten Algorithmus ti 0 erfolgt die Umschaltung mit Sto 33002237 299 PI_B Einfacher Pl Regler Detaillierte Gleichungen Konvention Die nachfolgenden Gleichungen verwenden verschiedene Variablen und Funktionen Die den Bausteinparametern entsprechenden Variablen werden an dieser Stelle nicht erneut beschrieben Die wichtigsten Zwischenvariablen und die verwendeten Funktionen werden jedoch in der folgenden Tabelle beschrieben Zwischenvariable Bedeutung Funktion dt Zeitintervall seit der letzten Ausf hrung des Funktionsbausteins new Wert der bei der aktuellen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wird old Wert der bei der vorherigen Ausf hrung des Funktionsbausteins berechnet wurde Terml Wert des Integralanteils abh ngig vom Algorithmus TermP Wert des Proportionalanteils abh ngig vom Algorithmus sense Regelsinn mit folgenden Wirkrichtungen e i Es handelt sich um eine direkte Aktion rev_dir 1 d h da eine positive Abweichung PV SP einen gr eren Ausgangswert generiert e i Es handelt sich um eine inversre Aktion rev_dir 0 d h da eine positive Abweichung PV SP einen kleineren Ausgangswert generiert Funktion A ARM x t x t 1 Funktion Begrenzen Begrenzungsfunktion des Bausteinausgangs Absoluter F
375. usf hrung des Funktionsbausteins nach 400 ms wird der X Wert jedoch zweimal anstatt einmal gespeichert weil 3 x 78 312 und 4 x 78 390 In der Betriebsart Hand wird der Handwert YMAN fest auf den Ausgang Y bertragen Der interne Puffer wird mit dem Handwert YMAN gef llt Der Puffer wird als gef llt markiert READY 1 In der Betriebsart Halt wird der Ausgang Y auf dem zuletzt berechneten Wert gehalten Der Ausgang wird nicht mehr ver ndert kann jedoch vom Anwender berschrieben werden Der interne Puffer wird jedoch weiter bearbeitet wie in der Betriebsart Automatik 98 33002237 DEADTIME Totzeitglied Beispiel zum Verhalten des Funktionsbausteines Beispiel Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel f r das Verhalten des Funktionsbau steins Der Eingang X ndert sich in Form einer Rampe von einem Wert auf einen neuen Wert und der Ausgang Y folgt um die Totzeit T_DELAY verz gert dem Eingang X Diagramm Funktionsbaustein DEADTIME T_DELAY Laufzeitfehler Fehlermeldung Es erfolgt eine Fehlermeldung wenn eine unzul ssige Gleitkommazahl am Eingang YMAN oder X anliegt 33002237 99 DEADTIME Totzeitglied 100 33002237 DELAY Totzeitglied bersicht Einleitung Dieses Kapitel beschreibt den Baustein DELAY Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 102 Darstellung 1
376. ustein LAG1 Inhalt dieses Dieses Kapitel enth lt die folgenden Themen Kapitels Thema Seite Kurzbeschreibung 168 Darstellung 169 Detailbeschreibung 170 33002237 167 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung Kurzbeschreibung Funktionsbe schreibung Formel Der Funktionsbaustein stellt ein Verz gerungsglied 1 Ordnung dar Der Funktionsbaustein besitzt folgende Betriebsarten e Hand e Halt e Automatik Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Die bertragungsfunktion lautet G s gain x T sxlag Die Berechnungsformel lautet X old X E new gain x u ae N dt FEN RG Bedeutung der Gr en Gr e Bedeutung X 1d Wert des Eingangs X aus dem vorherigen Zyklus o Y cold Wert des Ausgangs Y aus dem vorherigen Zyklus at Zeitdifferenz zwischen aktuellem Zyklus und vorherigem Zyklus 168 33002237 LAG1 Verz gerungsglied 1 Ordnung Darstellung Symbol Darstellung des Bausteins LAGI BOOL MAN BOOL HALT REAL X Y REAL REAL GAIN TIME LAG REAL YMAN Parameterbe Beschreibung der Bausteinparameter schreibung Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt x REAL Eingangswert GAIN REAL Verst rkungsfaktor LAG TIME Verz gerungszeitkonstante YMAN REAL Hand Stellwert Y REAL Ausgang
377. usteins THREEPOINT_CON1 BOOL MAN Y_POS BOOL BOOL HALT Y_NEG BOOL REAL 7 SP ERR_EFF REAL REAL PV REAL 7 GAIN TIME LAG_NEG TIME LAG_POS REAL HYS REAL 7DB REAL 7 XF_MAN BOOL YMAN_POS BOOL YMAN_NEG 516 33002237 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Parameterbe schreibung Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung MAN BOOL 1 Betriebsart Hand HALT BOOL 1 Betriebsart Halt SP REAL Sollwerteingang PV REAL Istwerteingang GAIN REAL R ckf hrungsverst rkung R ckf hr Parameter Satz LAG_NEG TIME Zeitkonstante der schnellen R ckf hrung R ckf hr Parameter Satz LAG_POS TIME Zeitkonstante der langsamen R ckf hrung R ckf hr Parameter Satz HYS REAL Hysterese vom Dreipunktschalter DB REAL Unempfindlichkeitszone XF_MAN REAL R cksetzwert der R ckf hrung in 100 bis 100 YMAN_POS BOOL Hand Stellwert f r Y_POS YMAN_NEG BOOL Hand Stellwert f r Y_NEG Y_POS BOOL 1 positive Stellgr e an Ausgang ERR_EFF Y_NEG BOOL 1 negative Stellgr e an Ausgang ERR_EFF ERR_EFF REAL Wirksamer Schaltwert 33002237 517 THREEPOINT_CON1 Dreipunkt Regler Detailbeschreibung Struktur des Reglers Struktur des Dreipunktreglers SP ERR_EFF Abh ngigkeit der Ausg nge Y_POS und Y_NEG von der Gr e Y
378. ver Wert an GAIN bewirkt da bei einer positiven St rgr e der Ausgangswert f llt Die Grenzen YMAX und YMIN begrenzen den Ausgang nach oben sowie nach unten Damit gilt YMIN lt Y lt YMAX Das Erreichen der Grenzwerte bzw eine Begrenzung des Ausgangssignals wird durch die beiden Merker QMAX und QMIN angezeigt e QMAX 1 wenn Y gt YMAX e QMIN 1 wenn Y lt YMIN Die Obergrenze YMAX f r die Begrenzung der Stellgr Be ist gr er als die Untergrenze YMIN zu w hlen Findet eine Stellgr Ben Begrenzung statt soll durch Anti Windup Reset daf r gesorgt werden da der Integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Anti Windup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht abgeschaltet ist Die Grenzen f r Anti Windup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Der D Anteil wird f r der Anti Windup Ma nahme nicht mit ber cksichtigt so da Spitzen hervorgerufen durch den D Anteil nicht durch die Anti Windup Ma nahme gekappt werden Die Anti Windup Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt YMIN YP BIAS lt YI lt YMAX YP BIAS 324 33002237 PID1 PID Regler Auswahl der Reglertypen Es gibt verschiedene Reglertypen die ber die Parameter EN_P EN_l und EN_D ausgew hlt werden Reglertyp EN_P ENI EN_D P Regler 1 0 Pl Regler 1 1 PD Regler 1 0 1 PID Regler 1 1 1 I Regler 0 1 0
379. werden Dies gilt f r Werte die gegen NULL streben und f r Werte die gegen UNENDLICH streben In diesen F llen wird im Animationsmodus anstelle eines Zahlenwertes NAN Not A Number oder INF INFinite unendlich angezeigt Real Literale dienen zur Angabe von Gleitkomma Werten im Dezimalsystem Real Literale werden durch die Angabe des Dezimalpunktes gekennzeichnet Die Werte k nnen ein vorangestelltes Vorzeichen haben Einzelne Unterstrichzeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Beispiel 12 0 0 0 0 456 3 14159_26 Real Literale mit Exponent dienen zur Angabe von Gleitkomma Werten im Dezimalsystem Real Literale mit Exponent werden durch die Angabe des Dezimalpunktes gekennzeichnet Der Exponent gibt die Zehnerpotenz an mit der die vorausgehende Zahl zu multiplizieren ist um den darzustellenden Wert zu erhalten Die Basis kann ein vorangestelltes negatives Vorzeichen haben Der Exponent kann ein vorangestelltes positives oder negatives Vorzeichen haben Einzelne Unterstrichzeichen _ zwischen den Ziffern sind nicht signifikant Nur zwischen Ziffern nicht vor oder hinter dem Dezimalpunkt und nicht vor oder hinter E E oder E Beispiel 1 34E 12 oder 1 34e 12 1 0E 6 oder 1 0e 6 1 234E6 oder 1 234e6 Ein Redundanzsystem besteht aus zwei identisch konfigurierten SPS Ger ten die ber Redundanzprozessoren miteinander kommunizieren Im Falle eines Ausfalls der prim ren SPS
380. wertverar beitung verwendet Dem Datentyp werden die in der E A Best ckungsliste festgelegten 3x Referenzen der konfigurierten Analog Eingabe Baugruppe automatisch zugeordnet und d rfen deshalb nur mit Unlocated Variablen belegt werden ANL_OUT steht f r den Datentyp Analog Ausgang und wird f r die Analogwertver arbeitung verwendet Dem Datentyp werden die in der E A Best ckungsliste festgelegten 4x Referenzen der konfigurierten Analog Ausgabe Baugruppe automatisch zugeordnet und d rfen deshalb nur mit Unlocated Variablen belegt werden Anweisungen sind die Befehle der Programmiersprache IL Jede Anweisung beginnt in einer neuen Zeile und wird von einem Operator ggf mit Modifizierer und falls erforderlich f r die jeweilige Operation von einem oder mehreren Operanen gefolgt Falls mehrere Operanden verwendet werden werden diese durch Kommas getrennt Vor der Anweisung kann eine Marke stehen die von einem Doppelpunkt gefolgt wird Der Kommentar mu falls vorhanden das letzte Element der Zeile sein Anweisungen sind die Befehle der Programmiersprache ST Anweisungen m ssen durch Semikolons abgeschlossen werden Es k nnen mehrere Anweisungen durch Semikolons getrennt in einer Zeile stehen IL ist eine Textsprache nach IEC 1131 in der Operationen wie z B bedingte oder unbedingte Aufrufe von Funktionsbausteinen und Funktionen bedingte oder unbedingte Spr nge usw durch Anweisungen darsgestellt werden Das Fenster das
381. wird Die interne F hrungsgr e sp_intern wird mit der im Parameter rate_sp festgelegten Anstiegsgeschwindigkeit Einheit 1 s rampenf rmig auf den Wert des Parameters SP gefahren Vom Parameter rate_sp wird der Betrag ausgewertet Ist rate_sp 0 so ist die Funktion des Anstiegsbegrenzers f r SP abgeschaltet SP wird direkt auf sp_intern bertragen In den Betriebsarten Reset Hand und Halt wird die Regeldifferenz abh ngig vom Zustand des Parameters cascade bestimmt Ist cascade 1 so wird sp_intern auf den Wert des Parameters PV eingestellt und ERR ist dann 0 Ist cascade 0 und ist sto freier Betrieb eingestellt ist bump 0 so wird sp_intern auf den Wert des Parameters SP eingestellt Ansonsten bump 1 wird auch hier sp_intern auf den Wert des Parameters PV eingestellt Der Parameter db gibt die Gr e einer Unempfindlichkeitszone an in der nicht der volle Proportionalbeiwert gain wirksam ist sondern ein mit dem Parameter gain_red reduzierter Proportionalbeiwert Der Parameter db wirkt sich in der im Bild Darstellung der Unempfinlichkeitszone S 83 dargestellten Form auf die Regeldif ferenz ERR SP PV aus Durch die Unempfindlichkeitszone k nnen unn tige Stellgliedbelastungen durch kleine St rungen der Regelgr e bzw durch Messrauschen verringert werden Der Parameter db ist positiv einzugeben F r gain_red sind Werte zwischen O und 1 einzutragen In den Betriebsarten Automatik und Kaskade wird der Eingang
382. wirken ein Stellglied heizt das andere k hlt Als zus tzliche Parameter k nnen EN und ENO projektiert werden Eigenschaften Der Funktionsbaustein SPLRG besitzt folgende Eigenschaften e M glichkeit der Steuerung einer Unempfindlichkeitszone oder bergangszone mit Angleichung der Eigenschaften der beiden Stellglieder e Der IN Eingang wird als Prozentsatz ausgedr ckt 0 100 die Ausg nge OUT1 und OUT2 werden in physikalischen Einheiten ausgedr ckt 496 33002237 SPLRG Steuerung von 2 Stellgliedern Darstellung Symbol Parameterbe schreibung SPLRG Parameterbe schreibung Para_SPLRG Darstellung des Bausteins SPLRG REAL J IN OUT1 REAL Para_SPLRG PARA OUT2 REAL STATUS WORD Beschreibung der Bausteinparameter Parameter Datentyp Bedeutung IN REAL Aufzul sender Wert 0 bis 100 PARA Para_SPLRG Parameter OUT1 REAL Stellgr e f r Stellglied 1 OUT2 REAL Stellgr e f r Stellglied 2 STATUS WORD Statuswort Beschreibung der Datenstruktur Element Datentyp Bedeutung out1_th1 REAL Eingangswert IN f r den gilt OUT1 out1_inf out1_th2 REAL Eingangswert IN f r den gilt OUT1 out1_sup out1_inf REAL Unterer Grenzwert des Ausgangs OUT1 out1_sup REAL Oberer Grenzwert des Ausgangs OUT1 out2_th1 REAL Eingangswert IN f r den gilt OUT2 out2_inf out2_th2 REAL Eingangswert IN f r den gilt OUT2 out2_sup
383. zeichnung f r Funktionen oder Funktionsbausteine deren Typdefinitionen nicht in einer der IEC Sprachen formuliert sind d h deren R mpfe z B nicht mit dem DFB Editor Concept DFB modifiziert werden k nnen EFB Typen werden in C programmiert und werden ber Bibliotheken in vorkompilierter Form bereitgestellt Falls der Wert von EN gleich 0 ist wenn der FFB aufgerufen wird werden die Algorithmen die durch den FFB definiert sind nicht ausgef hrt und alle Ausg nge behalten ihren vorherigen Wert Der Wert von ENO wird in diesem Fall automatisch auf 0 gesetztFalls der Wert von EN gleich 1 ist wenn der FFB aufgerufen wird werden die Algorithmen die durch den FFB definiert sind ausgef hrt Nach der fehlerfreien Ausf hrung dieser Algorithmen wird der Wert von ENO automatisch auf 1 gesetzt Tritt ein Fehler w hrend der Ausf hrung dieser Algorithmen auf wird ENO automatisch auf 0 gesetzt Das Ausgangsverhalten der FFBs ist unabh ngig davon ob die FFBs ohne EN ENO oder mit EN 1 aufgerufen werden Ist die Anzeige von EN ENO eingeschaltet mu der EN Eingang unbedingt beschaltet werden Andernfalls wird der FFB nie ausgef hrt Die Projektierung von EN und ENO wird im Dialogfeld der Bausteineigenschaften ein oder ausgeschaltet Das Dialogfeld wird ber die Men befehle Objekte gt Eigenschaften oder ber Doppelklick auf den FFB aufgerufen 564 33002237 Glossar Exemplar Name Ein Bezeichner der zu einem bestim
384. zwerte bzw eine Begrenzung der Stellgr e wird durch qmax und qmin angezeigt e qmax 1 wenn Y gt ymax e qmin 1 wenn Y lt ymin Die Obergrenze ymax f r die Begrenzung der Stellgr e ist gr er als die Untergrenze ymin zu w hlen Findet eine Stellgr en Begrenzung statt und ist die aktuelle Reglerstruktur Pl so soll durch Antiwindup Reset daf r gesorgt werden da der integrale Anteil nicht ber alle Grenzen wachsen kann Die Antiwindup Ma nahme wird nur dann durchgef hrt wenn der I Anteil des Reglers nicht 0 ist Die Grenzen f r Antiwindup sind hier dieselben wie f r die Stellgr enbegrenzung Die Antiwindup Reset Ma nahme korrigiert den I Anteil in der Form da gilt e YI gt ymin gain_i SP PV FEED_FWD e YI lt ymax gain_i SP PV FEED_FWD 33002237 255 PD_or_PI Strukturumschaltung PD Pl Regler Betriebsarten Es gibt drei Betriebsarten die ber die Elemente man und halt ausgew hlt werden Betriebsart man halt Bedeutung Automatik 0 0 Die Stellgr e Y wird durch den diskretisierten PI oder PD Algorithmus in Abh ngigkeit von der Regelgr e PV und der F hrungsgr e SP bestimmt Die Stellgr e wird durch ymax und ymin begrenzt Die Stellgrenzen sind gleichzeitig auch Grenzen f r den Antiwindup Reset Hand 0 oder 1 Der Handstellwert YMAN wird fest auf die Stellgr e Y bertragen Die Stellgr e wird durch ym

Concept 2.6 Bausteinbibliothek IEC Teil

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