Řízení tepelné soustavy pomocí PLC Siemens

Řízení tepelné soustavy pomocí PLC Siemens Martin Kopal

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Řízení tepelné soustavy pomocí PLC Siemens Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Zadání • Zjistěte statické a dynamické vlastnosti soustavy. Zvolte vhodný pracovní bod/oblast. • Navrhněte decentralizovaný způsob řízení pomocí PID regulátorů a implementujte jej pomocí PLC Siemens. • Pokuste se do PLC aplikovat i některou z dalších metod řízení vícerozměrových systémů.

• Pokuste se zjistit, jaké jsou možnosti online monitoringu či exportu dat do PC při stávajícím HW vybavení a pokuste se o realizaci takového přenosu dat. 2


Řízený proces (po odstranění krytu)

3


Řízený proces – vícerozměrový systém • 2 vstupy  Napětí na žárovce  Napětí na ventilátoru • 2 (4) výstupy  Teplota na termistoru (3 různá čidla)  Průtok vzduchu 4


Statické a dynamické vlastnosti, převodní charakteristiky Statická charakteristika procesu proudění vzduchu

5


Převodní charakteristika senzoru průtoku vzduchu

6


Statické charakteristiky procesu ohřevu vzduchu (při 0,5 V na ventilátoru)

7


Převodní charakteristiky senzorů teploty

8


Průběh měření dynamických procesu ohřevu vzduchu (0 V na ventilátoru)

9


Průběh měření dynamických vlastností procesu proudění vzduchu

10


Dynamika křížové vazby

11


Popis obrazovými přenosy (lineární oblast) • Přenos napětí na žárovce – teplota 1,23 𝐹ž 𝑠 = 96,89𝑠 + 1

• Přenos napětí na ventilátoru – otáčky 𝐹𝑣 𝑠 =

1,74 1,74 = 8,10𝑠 + 1 (2,01𝑠 + 1) 16,25𝑠2 + 10,11𝑠 + 1

• Křížový přenos napětí na ventilátoru - teplota 𝐹𝑘říž 𝑠 = −

0,45 0,45 =− 20,04𝑠 + 1 2,93𝑠 + 1 58,73𝑠2 + 22,97𝑠 + 1

12


Návrh regulátorů (pro SISO smyčky) • Cohen Coonova metoda

• Kuhnova metoda • Experimentální nastavení

13


Porovnání regulace pro žárovku

14


Porovnání regulace pro ventilátor

15


Decentralizované řízení

16


Porovnání simulace a měření

17


Dekompozice • Realizace statické dekompozice • Simulační ověření inverzní dekompozice

18


Porovnání simulace a měření – statická dekompozice

19


Simulace – inverzní dekompozice

20


Online monitoring • Struktura OPC server – klient (SW Reliance)

21

Řízení tepelné soustavy pomocí PLC Siemens

Recommend Documents