Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi

Transkript

1 Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Jakub Nosek TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/ , který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

2 Cíle bakalářské práce Zjištění vlastností modelu. Nalezení převodní charakteristiky Navrhnout jednoduchý PI(D) regulátor a implementovat jej do PLC od firmy Mitsubishi Pokusit se o aplikaci PID s proměnným zesílením Realizovat ovládání prostřednictvím dotykového grafického panelu Pokusit se o online monitoring 2

3 PLC Použité moduly: CPU Q25h Q62DAN Q64AD 3

4 Model Vstup: Výkon motoru: 0 10 V Výstup: Úhel: 0 5 V Zrychlení v osách X, Y a Z 4

5 Identifikace V programu Matlab vytvořit jednoduché schéma pro řízení a sběr dat Nutno změřit statickou charakteristiku a zvolit v ní pracovní oblast Změřit dynamickou charakteristiku v pracovní oblasti v několika dalších bodech V Matlabu byla pro identifikaci využita funkce Ident 5

6 U [V] - buzení U [V] - výstup Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Měření statické charakteristiky Buzení Výstup , , , , , Čas [s] 6

7 Uout [V] Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Statická charakteristika Uin [V] Pracovní oblast od 4.5 V do 6 V na vstupu 7

8 U [V] Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Přenos systému identifikovaná změřená Time [s] Přenosová funkce druhého řádu se dvěma reálnými kořeny F s = 0, ,5765s ,6494s + 1 8

9 Návrh parametrů PID regulátoru Využitá návrhová metoda Chien, Hrones a Reswick: K = 9,56 T i = 25,03 T D = 0,92 Za pomoci simulace parametry doladěny: K = 6,03 T i = 18,54 T D = 0,97 Rovnice použitého PID regulátoru (T v = 0,25): u k = K e k + T v e i + e i 1 2T i k i=1 + T D e k T v D k 1 + D(k 2) 9

10 U [V] Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Regulovaný průběh - simulace zadana tabulkova rucni Time [s] 10

11 Řídicí algoritmus v PLC Programováno v softwaru GX Developer Použit strukturovaný text Využito přetypování 11

12 U [V] Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi Regulovaný průběh simulovaná reálná žádaná Time [s] 12

13 PID s proměnným zesílením Snaha o vyrovnání nelinearity ve statické charakteristice Změna P složky v závislosti na aktuální poloze, zajištěna za pomocí rovnic: x 3,1; 5 y = 1,53x + 1,28 x 1,9; 3,1) y = 0,85x + 8,69 x 1,9; 0) y = 8,54x + 23,29 13

14 P Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi PID s proměnným zesílením y [V] Graficky znázorněná změna zesílení v závislosti na aktuální poloze 14

15 U [V] Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi PID s proměnným zesílením - graf Výchylka Žádaná Time [s] 15

16 Grafický panel Program vytvářen v softwaru GT Designer 2 Panel s rozlišením 640x480 pixelů s 256 barvami Program se skládá z grafických bloků Každý blok s možností dopsání skriptu 16

17 Grafický panel Každý ukazatel hodnoty složí i jako vstup pro nastavení 17

18 Online monitoring Online monitoring zajištěn v programu GX Developer Usnadnění ladění programu 18