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, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR
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 F ž s = 1,23 96,89s + 1 Přenos napětí na ventilátoru otáčky F v s = 1,74 8,10s + 1 (2,01s + 1) = 1,74 16,25s 2 + 10,11s + 1 Křížový přenos napětí na ventilátoru - teplota F kříž s = 0,45 20,04s + 1 2,93s + 1 = 0,45 58,73s 2 + 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