Una de las aplicaciones típicas es hacer un control PID en Step7. Para ello en la entrada de hoy vamos a ver qué elementos hardware vamos a necesitar, y qué bloques de S7 tenemos para dar forma a la solución del problema.
Pero primero planteemos el problema:
Queremos controlar la temperatura de una plancha la cual tiene para su calentamiento una resistencia y para su control una Pt100.
La aplicación como ves es muy sencilla. Simplemente quiero controlar la temperatura de una placa que vamos a tener a XºC, por ejemplo a 85ºC. Para ello, vamos a hacer lo siguiente:
- Leer la temperatura de la placa
- Realizar la regulación PID y que me de como salida un porcentaje entre 0 y 100% de potencia de la resistencia.
- Transformar ese porcentaje en un tiempo ON/OFF de la resistencia
¿Qué hardware vamos a necesitar?
Para realizar esta sencilla aplicación vamos a tener que usar una tarjeta de entradas analógicas de tal forma que podamos leer . Yo he elegido una para la serie 300 que es con lo que vamos a hacer nuestro ejemplo (6ES7 331-7KF02-2AB0)
Además, vamos a necesitar una salida digital que active nuestro contactor estático con el que activar y desactivar la resistencia.
¿Por qué un relé estático?
Por una sencilla razón... vamos a hacer miles de maniobras al día. Además, vamos a hacerlo de tal forma que el periodo sea 1 segundo, de tal forma que el 100% esté siempre encendida, 50% medio segundo ON medio OFF y 0% pues apagada lógicamente. Estos requerimientos no hay relé mecánico que lo aguante sin pedir la baja voluntaria el primer día.
La tarjeta de analógicas
Hay diferentes tipos de tarjeta de entradas analogicas. En nuestro caso, vamos a elegir el modelo citado arriba por tener configurada la opción de elegir que la lectura va a ser una lectura de una Pt100 de 4 hilos. Tan sólo deberemos seleccionar lo que queremos en nuestro administrador de hardware que en el canal 1 vamos a usar como tipo en nuestro caso RTD-4H y como margen una Pt100 estándar. Finalmente no nos tenemos que olvidar de que en la parte trasera de la tarjeta tenemos que configurar el adaptador en la posición A.¿Y qué hay del software?
Control PID en Step7
En cuanto al programa, la verdad es que no tienen mayor historia. La idea como te he comentado más arriba es transformar la lectura de la temperatura en una salida digital que irá encendiendo y apagando la resistencias. Le meteremos impulsos más o menos largos en función de cómo de lejos estemos del Set Point elegido. Pero no nos tenemos que preocupar, porque del porcentaje de encendido/apagado se encargará el PID.
Claro que un PID hay que configurarlo y es necesario dar la ganancia y las constantes derivativas e integral. Esto corre de vuestra cuenta averiguar qué constantes os van bien ya que la configuración del PID es harina de otro costal y no voy a entrar a ello.
Lo que si te quiero comentar es que existe la herramienta de parametrización que puedes encontrar en: Inicio > Simatic > STEP 7 > Parametrizar Regulación PID.
Como te decía, el cálculo del PID lo va a hacer el PLC ya que tenemos el bloque SFB 41/FB 41 "CONT_C" con el que podremos calcular la salida porcentual del encendido/apagado de la resistencia.
Para echarlo a andar necesitaremos:
- El valor del Set-point de temperatura en real
- El valor de la temperatura leida en real
- Las constantes de ganancia, derivativa e integral
- Los márgenes de salida, que en nuestro caso serán de 0% a 100%
- Una variable de salida en real que nos dará el porcentaje de la salida.
Una vez que tengamos cuánto tiene que estar encendida/apagada la resistencia, vamos a tener que transformar ese porcentaje en una salida digital de 0 ó 1.
Imaginemos que el porcentaje de salida es un 68%. Eso significa y dado que el ciclo lo vamos a fijar en 1 segundo, que 68 centésimas de segundo estará a TRUE la salida, y 32 estará apagada.
Esto suscita la siguiente pregunta




