Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Autor: Bc. Jaroslav Antoš Vedoucí DP: Ing. Petr Mrázek, Ph.D. Konzultant DP: Ing. Jan Koprnický, Ph.D. 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
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Zadání diplomové práce Seznamte se s prvky úlohy: snímače, PAC, PC karta. 2. Realizujte vybrané řídicí algoritmy na různém typu zapojení úlohy. 3. Ověřte funkčnost zařízení na fyzikálním modelu. 4. Vytvořte vzorovou úlohu pro účely výuky předmětu Prostředky automatického řízení. 1.
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Obsah prezentace • Hardwarová realizace – Popis tepelné komory a řídicího PAC – Blokové zapojení • Softwarová realizace – Vývojové prostředí RSLogix 5000 • Anti-windup mechanismus – Programové prostředí Matlab • Optimalizace parametrů regulátoru • Úloha pro účely výuky
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Experiment s tepelnou komorou • Tepelný tok – Topná spirála (4) – Ventilátor (3) • Snímání teploty – Senzor S1 (5) – Senzor S2 (6) – Senzor S3 (7) • Komunikace – Analogové I/O (10-15) – Tachometr (16)
Quanser Innovate
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Řídicí programovatelný automat • Procesor L32E – EtherNet/IP – RS-232 – Ext. karta • Napájení 24 V • Moduly I/O – Analogové – Digitální
PAC Rockwell Compact Logix L32E
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Návrh blokového schématu
Blokové schéma zapojení řízení PAC
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Realizace řízení pomocí PAC
Kompletní realizace řízení pomocí PAC
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Softwarová realizace • Vývojové prostředí RSLogix 5000 – Jazyk logických schémat FBD – Zpracování signálů vstupů/výstupů – Realizace řídicích algoritmů – Anti-windup mechanismus
• Programové prostředí Matlab – Vytvoření simulované soustavy a porovnání s reálným modelem – Optimalizace parametrů
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Vývojové prostředí RSLogix 5000
Odezva PI-regulace (funkce trend)
Jazyk log. schémat (PI-Regulátor)
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Anti-windup mechanismus • Windup – nežádoucí růst integrační složky
Potlačení Dynamickým omezením integrační složky
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Realizace řízení pomocí PC karty • •
Prog. prostředí Matlab Simulink Optimalizace parametrů
Realizace řízení pomocí PCI-1711 Advantech
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Optimalizace parametrů regulátoru • • • •
Cíl: snížit dobu regulace Propojení Simulinku a M-file Export do Workspace Minimalizace regulační plochy
Blokové schéma PI regulace s exportem
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Odezva po optimalizaci reg. plochy • Dynamika • Překmit • Doba regulace
Regulační pochod PI regulátoru po optimalizaci
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Vzorová úloha pro účely výuky • Úkoly – Seznámení s prostředím RSLogix 5000 – Identifikace soustavy – Realizace řídicích algoritmů – Ověření Anti-Windup mechanismu
• Návod na inicializaci RSLogix 5000
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Výsledky diplomové práce • • • •
Byly realizovány vybrané řídicí algoritmy na různém typu zapojení úlohy Ověřena funkčnost zařízení na fyzikálním modelu PAC je vhodnou alternativou PC karty Přínos pro výuku – nový postup
Úloha s tepelným tokem řízená pomocí PAC Rockwell a PC Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Děkuji za pozornost
