پس از آشنایی با مفهوم PID در مقاله قبلی، اکنون می‌توانیم پیاده‌سازی آن را در PLCهای زیمنس S7-300 و S7-400 بررسی کنیم. این مقاله تخصصی از الکترونت را از دست ندهید!
در
STEP 7 Classic،
یکی از بلوک‌های استاندارد برای کنترل
PID، FB41 (CONT_C) است.
این بلوک برای کنترل فرآیندهایی مانند فشار، دما، سطح و دبی کاربرد دارد.
ساختار کلی یک حلقه کنترل به این صورت است:
Transmitter → Analog Input → Scaling → FB41 →
Analog Output → Control Valve
ایجاد Instance DB
FB41 برای ذخیره اطلاعات داخلی کنترلر به یک Instance DB نیاز
دارد.
در پروژه‌های صنعتی بهتر است برای هر حلقه PID یک
Instance DB مستقل در نظر گرفته شود.
برای مثال:
PIC-101 → FB41 → DB-PIC-101
این ساختار باعث می‌شود مدیریت و عیب‌یابی Loopها در پروژه‌های بزرگ ساده‌تر باشد.
اتصال پارامترهای اصلی FB41
مهم‌ترین پارامترهای مورد استفاده عبارت‌اند از:
مثال کاربردی؛ کنترل فشار خط گاز با PID کنترل زیمنس
فرض کنیم در یک پروژه نفت و گاز، فشار خط باید
روی 65
bar ثابت بماند.
Pressure Transmitter مقدار فشار را اندازه‌گیری می‌کند و پس از Scaling وارد
FB41 می‌شود.
ساختار Loop:
Pressure
Transmitter
↓
Scaling
↓
FB41
↓
Control Valve
اگر فشار از 65 bar کمتر شود، FB41 خروجی مناسب برای بازتر شدن شیر تولید می‌کند.
اگر فشار افزایش پیدا کند، خروجی کنترلر کاهش می‌یابد.
هدف نهایی، نگه‌داشتن فشار در محدوده مطلوب با
کمترین نوسان است.
PID Tuning در
FB41
بعد از اجرای FB41،
پارامترهای کنترلر باید متناسب با رفتار فرآیند تنظیم شوند.
مهم‌ترین پارامترها:
در بسیاری از Loopهای صنعتی، کنترل PI انتخاب
مناسبی است و استفاده از بخش D باید بر اساس ماهیت فرآیند انجام شود.
جمع‌بندی نهایی مقاله PID در STEP 7
کنترل PID یکی از مهم‌ترین روش‌های کنترل فرآیند در صنایع
نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌هاست. بسیاری از فرآیندهای صنعتی
مانند کنترل فشار، دبی، سطح و دما
به یک حلقه کنترل پایدار و دقیق نیاز دارند و عملکرد صحیح این حلقه‌ها تأثیر
مستقیمی بر کیفیت تولید، پایداری فرآیند و بهره‌وری تجهیزات دارد.
در این مقاله ابتدا با مفهوم PID و اجزای Proportional، Integral و Derivative آشنا شدیم و ساختار یک Control Loop از Transmitter تا Final Control Element را بررسی کردیم. سپس به پیاده‌سازی کنترل PID در PLCهای زیمنس و استفاده از FB41 (CONT_C) در محیط STEP 7 Classic پرداختیم.
در یک پروژه واقعی، اجرای صحیح PID فقط به فراخوانی FB41 محدود نمی‌شود. مواردی مانند Scaling سیگنال‌های آنالوگ، ایجاد Instance DB، تعیین صحیح SP و PV، تنظیم GAIN و TI و TD، مدیریت Manual/Auto، محدودیت خروجی، زمان اجرای کنترلر و PID Tuning نیز باید به‌صورت اصولی طراحی و Commissioning شوند.
یک حلقه PID استاندارد را می‌توان به‌صورت زیر خلاصه کرد:
Field Instrument → Analog I/O
→ Scaling → FB41 → Output → Final Control Element → Process
هدف نهایی نیز رسیدن به یک حلقه
کنترلی پایدار، قابل تنظیم، قابل
مانیتورینگ و قابل نگهداری است.
رویکرد PID در پروژه‌های EPC
در
پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی، تعداد حلقه‌های کنترلی می‌تواند بسیار زیاد باشد.
بنابراین استفاده از یک روش استاندارد برای طراحی و پیاده‌سازی PID اهمیت ویژه‌ای دارد.
مستندسازی Tagها، استانداردسازی ساختار نرم‌افزار،
اختصاص
Instance DB مناسب،
رعایت فلسفه کنترل پروژه و انجام تست‌های دقیق در مرحله Commissioning، باعث می‌شود سیستم کنترل در زمان راه‌اندازی و بهره‌برداری
عملکرد قابل اتکاتری داشته باشد.
به همین دلیل، PID را نباید صرفاً یک الگوریتم نرم‌افزاری دانست؛ PID بخشی از یک سیستم کامل Process Control است.
خدمات
نرم‌افزاری الکترونت در پروژه‌های صنعتی
الکترونت
با تمرکز بر اتوماسیون صنعتی و سیستم‌های PLC زیمنس، آمادگی ارائه خدمات مهندسی و نرم‌افزاری
برای پروژه‌های نفت، گاز،
پتروشیمی، پالایشگاه و نیروگاه را دارد.
این خدمات می‌تواند در حوزه‌هایی
مانند:
· طراحی و توسعه نرم‌افزار PLC
· برنامه‌نویسی و اصلاح برنامه‌های Siemens S7-300 و S7-400
· طراحی و پیاده‌سازی حلقه‌های PID
· توسعه و اصلاح برنامه‌های STEP 7 Classic
· استانداردسازی ساختار نرم‌افزار PLC
· عیب‌یابی و رفع مشکلات نرم‌افزاری
· اصلاح و بهینه‌سازی پروژه‌های موجود
· پشتیبانی مهندسی و Commissioning
· اجرای پروژه‌های Revamp و توسعه سیستم‌های کنترل
ارائه شود.
هدف الکترونت، صرفاً نوشتن کد PLC نیست؛ بلکه ارائه یک راهکار نرم‌افزاری
استاندارد، قابل توسعه، قابل
نگهداری و متناسب با نیاز واقعی پروژه صنعتی است. اگر پروژه شما در مرحله Engineering، Programming، FAT، Commissioning، Revamp یا رفع عیب سیستم PLC قرار دارد، تیم فنی الکترونت آماده بررسی
نیازمندی‌های پروژه و ارائه راهکار متناسب با معماری سیستم کنترل است.
