S PID manual

Size: px

Start display at page:

Download "S PID manual"

こうだいしげまつ
3 years ago
Views:

1 S7-00 温調コントローラー導入マニュアル

2 保証と責任 A) 注記このマニュアルおよび対象のプロジェクトファイルで示される回路装置およびあらゆる偶発的事象に関して完全性を保証するものではありませんアプリケーション例は特定のお客様に対する提案ではなく一般的な用途でのサポートを提供することを意図しています記載された製品が正しく使用されているかどうかはお客様の責任において確認してくださいこれらのアプリケーション例は適用取り付け操作および保守をお客様が安全に行うことの責任を軽減するものではありませんこれらのアプリケーション例を使用する際には当社は責任条項に記載される以外のあらゆる損害および苦情に対して責任を負いかねることをご了承ください当社はこれらのアプリケーション例を予告なく変更する権利を有していますこれらのアプリケーション例で示される推奨事項と他のシーメンス社の刊行物 ( カタログなど ) に相違がある場合はいかなる場合でも他のマニュアルの記載事項が優先されます当社はこのマニュアルに含まれている情報に関する一切の責任を負いません本マニュアルは英語版を原本として参照のみを目的として作成されるものであり当社は当該翻訳の不足や正確性に関して責任を負わないものとしますこのアプリケーション例に記載された例情報プログラムエンジニアリングおよびパフォーマンスデータなどを使用したことによる当社に対する苦情申し立てはいかなる法的根拠に基づく場合でも受け入れられませんただしドイツ連邦製造物責任法 ( Produkthaftungsgesetz ) における責任義務故意の重大な過失死傷事故や健康被害の発生製品の品質保証欠陥の不正な隠ぺいおよび契約の根幹を成す条件 ( wesentliche Vertragspflichten ) の不履行に関する場合はこの限りではありませんただし実質的な契約上の義務の不履行に対する損害は故意または重大な過失死傷事故や健康被害が発生した場合を除き契約の種類を基に考え得る予測可能な損害に限定されます上記の規定はお客様の不利益に対する立証責任の変更を意図するものではありませんシーメンス社産業部門の書面による同意なくこれらのアプリケーション例や抜粋を複製または配布することはいかなる形態であっても禁止されています B) セキュリティ情報シーメンスは当社製品およびソリューションに対してプラントソリューション機械またはネットワークの安全な運転をサポートする産業セキュリティファンクションを提供しますこれらの製品は産業セキュリティコンセプト全体にとって重要な構成要素となりますこの点を踏まえてシーメンスの製品は日々発展を続けていますそのため当社製品に関する最新情報を常に確認することを強くお勧めしますシーメンス製品およびソリューションの安全な稼動を確実にするために適切な予防処置 ( たとえばセルプロテクションコンセプト ) を行うことや最先端の総合的な産業セキュリティコンセプトに各構成要素を組み入れることも必要です使用されている可能性があるサードパーティ製品についても同様に考慮する必要があります産業セキュリティに関する詳細情報についてはを参照してください常に弊社製品の最新情報を入手するには製品情報のニュースレターにご登録ください詳細情報についてはを参照してください Page

3 目次温調コントローラーの概要温調コントローラーの設定応用例 PID 命令の選択 Page

4 コントローラー概要 S7-00/500 制御範囲 PID コントローラーアクチュエータ z プロセス w e u + y - w: セットポイント e: エラー u: コントロール出力 z: 外乱 y: プロセス値計測アクチュエータ : プロセス : 計測 : 例. リレーバルブモーター制御対象例. センサーエンコーダ Page

5 コントローラー概要ソフトウェア PID コントローラーインスタンス -DB = テクノロジーオブジェクト S7-00 / S7-500 制御範囲 PID コントローラーセットポイントプロセス値出力 Page 5 PID は専用ファンクションブロックで実行テクノロジーオブジェクトへのショートカットコントローラーの設定やコミッショニングはテクノロジーオブジェクトで実行

6 コントローラー概要テクノロジオブジェク (TO) オートチューニング付温調コントローラー内蔵 PID_Temp 温調加熱冷却制御カスケード制御可能オートチューニング付 S700/500 で使用可能 Page 6

7 目次温調コントローラーの概要温調コントローラーの設定ハードウェア構成の作成定周期 OBの作成 PID_Tempの追加温調コントローラーの設定 (TO) コミッショニングとチューニングデータの保存応用例 PID 命令の選択 Page 7

8 温調コントローラー設定シナリオ温調コントローラーの実行ハードウェア構成の作成 S7-00 基本構成定周期 OB 作成 PID_Temp を追加温調コントローラーの設定 (TO) 温調コントローラーの設定 5 5 コミッショニングとチューニング Page 8

9 . ハードウェア構成の作成.. プロジェクトの新規作成以下の手順でプロジェクトを新規作成します.. CPU の選択使用する CPU を選択しますスタート画面を開く新しいプロジェクトの作成をクリックプロジェクト名の記入ファーストステップをクリックデバイスの構成をクリック作成をクリック 5 5 新しいデバイスの追加をクリックデバイスを選択追加をクリック Page 9

10 . ハードウェア構成の作成.. モジュールの追加追加の I/O モジュールの構成を行います.. IO タグの作成 IO タグを割り付けます追加したいモジュールを選択ドラック & ドロップでモジュールを追加タグを割り付けたいモジュールをダブルクリック IO タグをクリックタグ名を記入 Page 0

桁もしくは桁に設定することが可能です注 : 測定範囲が狭くなります 5 IO モジュールをクリックチャネルを選択 Page 5 プロパティをクリック

11 . ハードウェア構成の作成..5 温度センサーの設定チャネル毎に温度センサーの種類温度単位スムージング処理診断の有効無効などの設定を行います補足 ) 測定温度の分解能を小数点以下桁もしくは桁に設定することが可能です注 : 測定範囲が狭くなります 5 IO モジュールをクリックチャネルを選択 Page 5 プロパティをクリックドロップダウンメニューより測定タイプセンサー種類温度係数温度単位スムージング処理を選択断線診断オバーフローアンダーフロー診断の有効無効を設定スケーラブルな測定範囲でアクティブにを入れる測定範囲の分解能を小数点以下桁もしくは桁を選択するスケーラブルな測定範囲有効時の測定範囲

12 . 定周期 OB の作成.. 定周期 OB の作成温調コントローラーを決まった周期で実行するために定周期 OB を作成します温調コントローラーのプログラムはこの OB から呼び出されるように設定します 5 新しいブロックの追加をクリックサイクルタイム :PID 実行サイクルを設定オーガニゼーションブロックをクリック 5 OK をクリック Cyclic interrupt を選択 Page

ドロップで書き込み 5 インスタンスDBを割り付けます OKをクリック *TO=

13 . PID_Temp 命令を追加.. ファンクションブロック PID_Temp を定周期 OB に追加定周期 OB に PID プログラムファンクションブロック PID_Temp を追加します Instructions をクリック Technology をクリック PID_Temp を選択定周期 OBにドラック & ドロップで書き込み 5 インスタンスDBを割り付けます OKをクリック *TO= テクノロジーオブジェクト * 既に TO を作成済の場合は実行したい TO を選んでください *FB 割り付け後表示 5 Page インスタンス DB 作成後テクニカルオブジェクトが作成されています

コントロールシステム PID_Temp PID_Temp 入力 Setpoint REAL 自動モードでのセットポイント Input REAL プロセス値 ( スケーリングされたもの ) Input_PER INT アナログプロセス値 Disturbance REAL 外乱値 ManualEnable BOOL マニュアルモード有効 / 無効 ManualValue REAL

14 コントロールシステム PID_Temp PID_Temp 入力 Setpoint REAL 自動モードでのセットポイント Input REAL プロセス値 ( スケーリングされたもの ) Input_PER INT アナログプロセス値 Disturbance REAL 外乱値 ManualEnable BOOL マニュアルモード有効 / 無効 ManualValue REAL マニュアル操作用プロセス値 ErrorAck BOOL エラー確認 Reset BOOL コントローラーリスタート ModeActivate BOOL 立ち上がりエッジでモードを変更 Mode INT ModeActivate で有効になったモード Master DWORD カスケード制御のインターフェース Slave DWORD カスケード制御のインターフェースワーニングはチューニングがまだ実行されていないことを示しています拡張表示 Page

15 コントロールシステム PID_Temp PID_Temp 出力 ScaledInput REAL スケールされたプロセス値 OutputHeat REAL 出力値 (Heating) OutputCool REAL 出力値 (Cooling) OutputHeat_PER INT アナログ出力値 (Heating) OutoputCool_PER INT アナログ出力値 (Cooling) OutputHeat_PWM BOOL パルス出力 (Heating) OutputCool_PWM BOOL パルス出力 (Cooling) SetpointLimit_H BOOL セットポイントハイリミット到達 SetpointLimit_L BOOL セットポイントロウリミット到達 InputWarning_H BOOL プロセス値ハイリミット到達 InputWarning_L BOOL プロセス値ロウリミット到達 State INT 現在のコントローラーの操作モード Error BOOL エラー発生中 ErrorBits DWORD エラー情報 Page 5

16 熱電対 (TC) および測温抵抗体 (RTD) モジュールについて例 ) 熱電対 Type J のレンジ Convert: Int を Real 値に変換値を 0 で除算実際の値の 0 倍が整数で表示される Real 値は PID_Temp の Input に設定 Page 6

17 . 温調コントローラーの設定 (TO).. テクノロジーオブジェクト概要テクノロジオブジェクト PID_Temp Configuration: コントローラーの設定 Commissioning: オートチューニングやトレースによる値のモニタリング TO のショートカットテクノロジオブジェクト PID_Temp Page 7

18 . 温調コントローラーの設定 (TO).. Configuration 概要温調コントローラーの設定は Configuration で行います基本パラメータ設定の流れ基本パラメータ Configuration をダブルクリックするプロセス値の設定プロセス値の設定出力の設定パラメータはデフォルト設定を選択され設定完了しているパラメータは少なくとも一つマニュアル設定され設定完了しているパラメータ設定が間違っているかまだ設定完了していない高度な設定必要があれば高度な設定 Page 8

19 . 温調コントローラーの設定 (TO).. 基本パラメータの設定コントローラータイプ入力や出力のタイプを設定しますコントローラータイプの選択単位の選択 CPU リスタート時の挙動選択有効 CPU 起動後のモードの選択 Inactive: 不動状態 5 プロセス値の入力タイプ選択 Pretuning: プリチューニング実行 Fine tuning: ファインチューニング実行 Automatic mode: 自動モード Manual mode: マニュアルモード 6 Cooling 制御有効 5 Heating 出力タイプ選択 Input: スケーリングされた工業値例 :0~00 Input_PER: アナログ入力値例 :0~768 6 Cooling 出力タイプ選択 Output: スケーリングされた工業値例 :0~00 7 Out_PER: アナログ出力値例 :0~768 Out_PWM: パルス出力 8 7 カスケード制御マスタ有効 / 化スレーブ数 8 カスケード制御スレーブ有効化 Page 9

20 . 温調コントローラーの設定 (TO).. プロセス値の設定プロセス値の限界値スケーリング設定を行います上限値下限値の設定プロセス値のスケーリング設定 Page 0

21 . 温調コントローラーの設定 (TO).. 出力の基本設定 Heating/Cooling の出力パラメータエラー時の挙動の設定を行います Switching cooling factor for heating/cooling: HeatingのPIDパラメータとCooling factorで動作 Switch PID parameters for heating/cooling: Heating/Coolingそれぞれ個別のPIDパラメータで動作 Cooling factor : Cooling factor for heating/cooling を選択時有効. Heatingと異なるゲインを設定可能マニュアル入力 / チューニングにより値を決定 Ex.Cooling factor=.0: Heating ゲイン x.0 = Cooling ゲインエラー時の挙動を選択 Inactive: 動作無 Current value while error is pending: 現在値を維持 Substitute output value while error is pending: 代替値を出力エラー時の代替値 Page

22 . 温調コントローラーの設定 (TO)..5 エラー発生時の設定エラー発生時の振る舞いの設定をしますモード = オートマティックプロセス値上限値もしくは下限値到達プロセス値 0, 計算不可 Error 解除 Inactive コントローラー停止出力 = 0 コントローラー停止出力 = 0 Current value while error Substitute output value while error コントローラーは制御を続行出力 = 最後に出していた値出力 = 代替値コントローラー自動的に自動モードに切替 Page

23 . 温調コントローラーの設定 (TO)..6 出力値のリミットとスケーリングの設定 Heating/Cooling の出力パラメータエラー時の挙動の設定を行いますスケールした上限値スケールした下限値出力値の下限出力値の上限 Ex. 温度制御範囲が-0 周囲温度がの場合 Heating 00% 出力して07%=0 Cooling -00% 出力して%= Page

24 . 温調コントローラーの設定 (TO)..7 高度な設定プロセス値のモニタリング PWM リミット出力値の限界値を設定しますワーニングを発生させる上下限値を設定 PWM 出力のパルス幅の調整 Page

25 .5 コミッショニングとチューニング.5. Commissioning ツールオーバービュー Commissioning にて値のモニタリングオートチューニングを実行しますチューニングトレース画面チューニングの進捗および状態表示オンライン情報パラメータのアップロード Page 5 セットポイントの代替値コントローラーの STOP/RUN

26 .5 コミッショニングとチューニング.5. チューニングの種類プリチューニング : ステップ応答法 y(t) 主な要求事項 : セットポイントプロセス値 > プロセス値の 0% ( 上限値下限値 ) セットポイントプロセス値 > セットポイントの 50% t セットポイントファインチューニング : 限界感度法 y(t) プロセス値主な要求事項 : コントローラー動作中外乱が発生しない状態 Page 6 t

27 .5 コミッショニングとチューニング.5. オートチューニングの実行 PID_Temp を STOP Subset_Setpoint に代替値入力プリチューニング実行ファインチューニング実行 Commissioning にて値のモニタリングオートチューニングを実行します 5 Commissioning をダブルクリック Measurement をスタート Tuning mode を選択しスタート 5 Tuning offset Start をクリック Page 7

28 .6 データの保存チューニング終了後 PC および PLC ロードメモリエリアにデータを保存します Upload PID parameters をクリックし実行値をオフラインに保存します CPU に再ダウンロードオフラインプロジェクト TO PID_Temp ロードメモリ S7-00 ワークメモリスタート値 TO PID_Temp TO PID_Temp スタート値 RUN 実行値 Page 8

29 システムの振る舞い概要オフラインプロジェクトスタート値の変更チューニングスタート値のモニタモニタ / 修正値 TO PID_Temp ロードメモリ S7-00 ワークメモリスタート値 TO PID_Temp スタート値初期化 TO PID_Temp 実行値 STOP RUN 保持メモリ Page 9

30 PID パラメータオンラインオフライン使いやすさの向上 :PID パラメータのオフライン / オンラインハンドリングスタート値としてモニターしている値のスナップショットを作成スタート値の初期化 : プロジェクトのスタート値を PLC の実行値に直接書き込み実行値のオンライン編集オンライン / オフラインの値の比較 Page 0

31 PID パラメータの保持 PID パラメータ PID パラメータは保持されますプロジェクト内の値が変更 PLCにダウンロードしたが実際の値は変更されていない DBの開始値を現在値にコピーするには PLCのSTOP RUNが必要です PID パラメータのスタートバリューの設定 Page

32 HMI からのアクセストレンドビューおよびチューニング HMI からのアクセスに必要な DB のパラメータ変数タイプ変数名データタイプ説明 Setpoint Real セットポイント Input Page Output ErrorAck BOOL エラー解除 Reset BOOL PID 制御の強制停止 ModeActivate BOOL 立ち上がりエッジで Mode を有効 Scaledinput Real スケーリングされた入力値 OutputHeat Real 出力値 ( 加熱 ) OutputCool Real 出力値 ( 冷却 ) State Int 現在の Mode Error BOOL エラービット Inout Mode INT Static 0~ のモードを選択 0; 無効 ; プリチューニング ; ファインチューニング ; 自動モード ; 手動モード Heat.EnableTuning BOOL 加熱制御のチューニングの有効無効 Cool.EnableTuning BOOL 冷却制御のチューニングの有効無効 DB へのアクセス > テクノロジーオブジェクト > を右クリック >DB エディタを開く

33 HMI からのアクセストレンドビュー ( 例 ) PIDリセット ( 停止 ) セットポイント Modeの有効 / 無効 Modeの選択 0; 無効 ; プリチューニング ; ファインチューニング ; オートマチックモード ; マニュアルモード現在のMode 加熱チューニングの有効冷却チューニングの有効ファインチューニングは加熱もしくは冷却のどちらかのみ同時不可 Page

34 目次温調コントローラーの概要温調コントローラーの設定応用例. マルチゾーン制御. カスケード制御 PID 命令の選択 Page

. マルチゾーン制御マルチゾーン制御では装置の複数ゾーン ( サブセクション ) が同時に異なる温度で制御されますサーモカップリングによりゾーンの温度が別のゾーンの温度に影響を与える可能性があり装置の構造やゾーンの稼働温度によりゾーンの相互影響度合いが左右されますこの相互影響に対応できるのはマルチゾーン制御の特徴です

35 . マルチゾーン制御マルチゾーン制御では装置の複数ゾーン ( サブセクション ) が同時に異なる温度で制御されますサーモカップリングによりゾーンの温度が別のゾーンの温度に影響を与える可能性があり装置の構造やゾーンの稼働温度によりゾーンの相互影響度合いが左右されますこの相互影響に対応できるのはマルチゾーン制御の特徴ですマルチゾーン制御の例としてプラスチック加工で使用される押出装置が挙げられますゾーンゾーンゾーン Page 5 サンプルプロジェクト :Multi-zone control with "PID_Temp" for SIMATIC S7-00/S

36 . カスケード制御カスケード制御のコンフィグレーション設定例 Tchoc Tsteel Twater TO インスタンス TO インスタンス TO インスタンス Page 6

スレーブに設定 PID_Temp_ をスレーブに設定 PID_Temp_ をマスターに設定 PID_Temp_ のマスターを

Single and multi-loop controller structures (cascade control)

37 . カスケード制御カスケード制御のコンフィグレーション設定例 Tchoc Tsteel Twater TO インスタンス TO インスタンス TO インスタンス 5 PID_Temp_ PID_Temp_ PID_Temp_ 5 PID_Temp_ をマスタスレーブに設定 PID_Temp_ をスレーブに設定 PID_Temp_ をマスターに設定 PID_Temp_ のマスターを PID_Temp_ に設定 5 PID_Temp_ のマスターを PID_Temp_ に設定サンプルプロジェクト : Single and multi-loop controller structures (cascade control) with PID_Temp Page 7

38 参考プロジェクト ( 英語表記 ): No. サンプルプロジェクト PID Compact 命令を使った PID 制御 PID_Temp 命令を使った単複数ループ制御 ( カスケード制御 ) PID_Temp 命令を使ったマルチゾーン制御 PID_Compact V を使った S7-500 向け PID 制御 5 SIMATIC S7-00, S7-500 向け PID 制御マニュアル Page 8

39 目次温調コントローラーの概要温調コントローラーの設定応用例 PID 命令の選択 Page 9

40 PID 命令の選択 SIMATIC コントローラー S7-00 および S7-500 は以下のつの PID 命令に対応します PID_Temp( 温度制御専用 ) PID_Compact( 汎用 PID/ 連続制御 : アナログパルス ) および PID_Step( ステップコントローラー : バルブなど ) です各命令の特徴は以下の通りです物理的なプロセス処理時間加熱と冷却 / アクチュエータカスケード遷移時間の遅いアクチュエータマルチゾーンチューニングデッドバンド制御ロジック反転全部最も速い全部 / 温調制御に最適最も遅い全部中 Page 0

S7-00 関連資料 ( 日本語 ) およびお問い合わせ先 www.siemens.com/jp/s7-00 S7-00 カタログ https://new.siemens.com/jp/ja/product-services/automation/product-information/download.html S7-00 PID 特設ページ www.siemens.com/jp/s7-00/pid S7-00 導入マニュアル https://support.

41 S7-00 関連資料 ( 日本語 ) およびお問い合わせ先 S7-00 カタログ S7-00 PID 特設ページ S7-00 導入マニュアル S7-00 プログラミングガイドエンジニアリングツール TIA ポータル (STEP7 ) 製品の詳細情報お問い合わせ先製品の詳細およびお問い合わせ先は弊社ホームページにてご案内しております Siemens AG Industry Online Support すべてのマニュアル ( 一部日本語版あり ) を登録不要無料でダウンロードしていただけます Page

42 更新履歴 Rev. 日付更新箇所 V0.0 00/0/ 初版 V0. 00/08/0..5 章温度センサーの設定を追加 Page

シーメンス株式会社デジタルインダストリーズファクトリーオートメーション事業部安全に関するご注意本書に記載された情報には性能についての一般的な説明および製品の特性 ( 以下本特性といいます ) が含まれていますが実際に当該製品等をご使用の際には性能および製品の特徴が製品開発等による変更等により本書に記載のとおりではない場合があります当社は

43 シーメンス株式会社デジタルインダストリーズファクトリーオートメーション事業部安全に関するご注意本書に記載された情報には性能についての一般的な説明および製品の特性 ( 以下本特性といいます ) が含まれていますが実際に当該製品等をご使用の際には性能および製品の特徴が製品開発等による変更等により本書に記載のとおりではない場合があります当社は契約により明示的に合意されていない限り本特性が変更等になった場合等に該当する本特性に関する情報を提供する義務を負わないものとします本書記載の各製品名はすべて Siemens AG またはその他の会社の商標あるいは登録商標であり第三者が自らの目的のためにこれを利用すると当該商標等の権利者の権利を侵害するおそれがあります Page 00/8/ RC-JP DI FA

PRONETA

PRONETA PRONETA 操作概要 PROFINET IO デバイスの無償診断ツールシーメンス株式会社デジタルファクトリー事業本部ファクトリーオートメーション部 2015 年 12 月 22 日目次ここで紹介している操作は PRONETA バージョン 2.2 を基にしています PRONETA 概要 3 動作環境と起動方法 4 ホーム画面 5 ネットワーク解析画面 6 IOチェック画面 9 設定画面 13