Configuración de control de proceso con Control Logix
¡POR FAVOR DEJE ESTE CUADERNO DE TRABAJO EN LA SALA!
Tabla de contenido TABLA DE CONTENIDO ____________________ _____________________________ ____________________ ____________________ _________ 3 CONFIGURACIÓN DE CONTROL DE PROCESO CON CONTROLLOGIX ________________ ________________ 5 ACERCA DE ESTA SESIÓN PRÁCTICA DE LABORATORIO ____________________ ______________________ __ 5 MATERIALES DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO ____________________ __________________________ ______ 6 ARCHIVOS DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO ____________________ ____________________________ ________ 6 SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS BASADOS EN LA ARQUITECTURA INTEGRADA (IA)______________________ (IA)_______________________________ ____________________ ____________________ _________ 7 EJEMPLO DE APLICACIÓN DE PROCESO ______________________ _______________________________ ___________ 11 PRÁCTICA DE LABORATORIO 01: EL ENTORNO DEL CONTROLADOR DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESO ___________________ ______________________________ ___________________ ________ 12 PRÁCTICA DE LABORATORIO 02: CREAR UNA ESTRATEGIA DE CONTROL PIDE EN CASCADA ____________________ _______________________________ ______________________ ____________________ ___________ 16 PRÁCTICA DE LABORATORIO 03: EL COMPONENTE HMI DE LA ESTRATEGIA DE CONTROL PID EN CASCADA ___________________ ______________________________ ___________________ ________ 43 PRÁCTICA DE LABORATORIO 04: ESTRATEGIA DE CONTROL DE ADICIÓN DE MATERIALES USANDO LAS INSTRUCCIONES DISCRETE 3-STATE DEVICE Y TOTALIZER FUNCTION BLOCKS ___________________ ______________________________ ___________________ ________ 62
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Configuración de control de proceso con ControlLogix Acerca de esta sesión práctica de laboratorio ¡Bienvenido a esta serie de sesiones prácticas sobre Logix! Esta sesión le proporciona la oportunidad de explorar el entorno de programación de control de proceso usado para las plataformas ControlLogix o CompactLogix. Las siguientes secciones explican qué va a hacer en esta sesión de laboratorio y qué necesita para completar los ejercicios prácticos. A medida que complete los ejercicios de esta práctica de laboratorio, usted hará lo siguiente: •
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Se introducirá en la Arquitectura Integrada de los elementos del sistema de control de proceso y cómo la tecnología de Arquitectura Integrada y los productos de Rockwell se aplican a uno de ellos. Revisará la organización del controlador de automatización del proceso y un ejemplo de una aplicación de proceso. Se familiarizará con algunas de las muchas instrucciones de control de proceso en RSLogix 5000. Implementará estrategias de control para resolver escenarios de aplicación de proceso reales usando tecnologías de Arquitectura Integrada, el editor de diagramas de bloques de función de RSLogix y Factory Talk View. Entenderá por qué los procesadores Logix son más que simplemente PLC discretos, son controladores de automatización de procesos ideales para aplicaciones de proceso, especialmente cuando se usan en las arquitecturas de sistemas de automatización de procesos basadas en la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation.
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Materiales de la práctica de laboratorio Para esta sesión práctica de laboratorio, le proporcionamos los siguientes materiales que le permitirán realizar los laboratorios de este manual de trabajo. Hardware En esta sesión práctica de laboratorio se utiliza el entorno del controlador basado en software Soft Logix 5800 que no requiere hardware: Software En esta sesión práctica de laboratorio se utilizará el software siguiente: •
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Software de programación RSLogix 5000 (Versión 17.00) Factory Talk View Studio SE (Versión 5.00) SoftLogix 5800 V16.
Archivos de la práctica de laboratorio En esta sesión práctica se usan los siguientes archivos: •
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Archivo del proyecto Logix PAC_AFLab_C1_10.ACD Proyecto de Factory Talk View PAC_Reactor_Lab
Convenciones del documento En este documento, hemos utilizado las convenciones siguientes para que le sirvan como guía del material de la práctica de laboratorio: Este estilo o símbolo: Palabras mostradas en negrita cursiva (por ej., RSLogix 5000 u OK ) Palabras que aparecen en cursiva y negrita encerradas entre comillas simples (por ej., ‘Controller1’ )
Indica: Cualquier ítem o botón sobre el que debe hacer clic o un nombre de menú desde el que debe elegir una opción o comando. Éste será el nombre real de un ítem que ve en su pantalla o en un ejemplo. Un elemento que debe escribir en el campo especificado. Es información que usted debe proporcionar según su aplicación (por ej., una variable). Nota: Cuando escriba el texto en el campo, recuerde que no necesita escribir las comillas; sólo escriba las palabras contenidas entre ellas (por ej., Controller1). El texto que aparece dentro de este recuadro gris es una información adicional respecto a los materiales de la práctica de laboratorio, pero no información que le hace falta para completar los ejercicios de la práctica de laboratorio. El texto que aparece después de este símbolo puede proporcionarle consejos útiles que posiblemente le faciliten la utilización de este producto. A menudo, los autores usan el estilo “Texto de consejo” para dar información importante que quieren que sus alumnos vean.
Nota: Si en el texto no se especifica el botón del mouse, debe hacer clic con el botón izquierdo del mouse.
Sistemas de control de procesos basados en la Arquitectura Integrada (IA) Para las aplicaciones de proceso, Rockwell aprovecha las tecnologías de Arquitectura Integrada y una combinación de productos de Arquitectura Integrada estándar para crear un entorno de configuración, visualización y comunicaciones escalable y uniforme. La arquitectura mostrada a continuación representa una arquitectura completa de sistema de automatización de proceso basada en la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation, que combina los tecnologías bases siguientes: •
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Componentes Logix para controlador, E/S e interfaces de dispositivos de campo Protocolos NetLinx para redes de sistema y comunicación entre dispositivos similares Componentes de visualización para terminales de operador e interfaces Servicios FactoryTalk para una infraestructura uniforme en los sistemas completos de proceso de la planta y MES
Niveles de automatización e información Las arquitecturas de los sistemas de automatización de procesos basadas en la Arquitectura Integrada de Rockwell se basan en estándares industriales de automatización tales como ISA-88, ISA-95, ISA-S100 y IEC 6-1131. También cumplen con el modelo CPAS (Collaborated Process Automation System ET1ES 1/5/2009
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[sistemas de automatización de procesos colaboradores]) de ARC para ofrecer un entorno de control y configuración común y una infraestructura de información común. Estas referencias de estándar industrial son la base para organizar los componentes del sistema en niveles de automatización. La jerarquía arquitectónica de las arquitecturas de sistemas de automatización de proceso basadas en la Arquitectura Integrada se basa en estos niveles. La funcionalidad de automatización definida para cada uno de estos niveles se resume a continuación. Nivel de automatización 0 – Instrumentos, accionadores, variadores y los dispositivos de campo actuales, este nivel incluye componentes de red de dispositivos de campo para DeviceNet, FOUNDATION Fieldbus, y dispositivos HART y otros. Nivel de automatización 1 – Interfaces a los dispositivos de campo que incluyen, entre otros, E/S, CNet (como E/S remotas) y controladores Logix. Pero también podrían incluir cualquier producto de E/S que pueda ser interconectado por el controlador Logix, tales como los productos Flex y las E/S distribuidas. Nivel de automatización 2 – Los elementos del sistema a este nivel son productos de software combinados y PC dedicadas para proporcionar funcionalidad específica de configuración y control supervisor del sistema. También incluidos en este nivel están los componentes que se usan para proporcionar acceso a nivel de todo el sistema (comunicaciones) entre las estaciones de nivel supervisor y los elementos de control. Nivel de automatización 3 – Los elementos del sistema a este nivel son productos de software combinados y PC dedicadas que proporcionan funcionalidad específica para la priorización y optimización del sistema. También incluidos en este nivel están los componentes que se usan para proporcionar acceso a nivel de todo el sistema (comunicaciones) entre las estaciones de nivel de fabricación y los elementos de control, los cuales incluyen, entre otros: Clientes de producción y estación de trabajo, administración de actualizaciones, servidores de aplicaciones adicionales para Historial integrado de activos y planta, implementación “DMZ” e interfaces de sistemas empresariales. Nivel de automatización 4 – La funcionalidad asociada con planificación comercial y logística a nivel empresarial. Los niveles de las arquitecturas de sistemas de automatización de procesos basadas en la Arquitectura Integrada contienen “elementos de sistema” funcionales. Estos elementos del sistema definen la plataforma de hardware y control, el entorno de ingeniería, HMI y la infraestructura de información.
Elementos del sistema Cada nivel está compuesto por componentes del sistema que proporcionan una funcionalidad específica del sistema. Las diferentes funciones pueden etiquetarse como elementos del sistema. Estos elementos del sistema pueden ser un producto único (por ej. un controlador Logix) o una combinación de hardware y software para proporcionar una funcionalidad definible del sistema. Este enfoque en los aspectos funcionales del sistema, a diferencia de productos individuales, es típico al discutir las arquitecturas del sistema de proceso. La siguiente tabla describe los elementos funcionales de las arquitecturas de sistemas de automatización de procesos basadas en la Arquitectura Integrada. Elemento del sistema
Descripción
Estación de trabajo de La estación de trabajo de ingeniería (EWS) proporciona ingeniería (EWS) una plataforma de desarrollo única para crear y mantener estrategias de control y para configurar elementos del sistema. Estación de trabajo del La estación de trabajo del operador (OWS) proporciona operador (OWS) una interface gráfica interactiva para monitorear y controlar el proceso. Estación de trabajo de La estación de trabajo de mantenimiento (MWS), mantenimiento (MWS) generalmente una computadora portátil, proporciona una funcionalidad similar a la EWS y está diseñada para ser portátil a fin de que pueda usarse localmente para monitorear y depurar los problemas del proceso. Servidor del sistema de El servidor del sistema de aplicación del proceso (PASS) aplicación del proceso es un componente requerido que proporciona resolución (PASS) de nombre central y servicios de consulta. El servidor PASS también es anfitrión de un servidor HMI y un servidor de datos. Servidor de aplicación
Los servidores proporcionan capacidad adicional del sistema. Los servidores de aplicación añaden capacidades opcionales del sistema, tales como: Servidores HMI adicionales. Administración de lotes para una administración y control de lotes a nivel de todo el sistema. Historial de la planta para la recolección de datos de proceso del sistema. Gestión de activos integrada para control de cambios, administración de códigos y configuración y administración de dispositivos de campo.
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Controlador de proceso El controlador de proceso es un controlador multitareas y multidisciplinario que acepta aplicaciones de control de movimiento, discreto, de lotes y continuo. Las diferentes estrategias de control se segmentan para ejecutarse a la velocidad apropiada. El controlador ControlLogix admite aplicaciones de proceso continuo e incluye funciones avanzadas de control de proceso con su modo de ejecución determinista basado en tiempo. El c ontrolador es compatible con operaciones de movimiento y c ontrolador de alta velocidad usando un modo de escán continuo y admite operaciones accionadas por evento mediante el control basado en eventos. Para esta práctica de laboratorio su estación de trabajo representa una estación de trabajo de ingeniería del sistema (EWS). La usaremos para modificar rutinas Logix y pantallas de estaciones de trabajo de operador para demostrar la implementación de la estrategia de control en algunos escenarios de proceso simples a través de tecnologías de Arquitectura Integrada.
Ejemplo de aplicación de proceso Aplicación de celda de proceso Para esta práctica de laboratorio consideraremos una celda de proceso teórica. El proceso inicial mezcla 3 materias primas en un tanque de mezcla previa. Esta mezcla previa y una materia prima adicional alimentan a los reactores de lotes forrados. Los reactores tienen mezcladores de múltiples velocidades y una camisa de nitrógeno. Durante el proceso de reacción se mantiene la temperatura mediante la circulación de un fluido de transferencia de calor y el intercambiador de calor asociado. Cuando termina el paso de reacción, el producto se descarga a un tanque de almacenamiento y finalmente se usa en un proceso continuo. La unidad del reactor requiere varias estrategias de control o lazos de control para controlar el proceso. Estos definen los módulos de equipo o los módulos de control en la terminología del estándar S88. En esta práctica de laboratorio demostraremos la implementación de los bloques de función RSLogix 5000 en el contexto de estrategias de control completas dentro de una Arquitectura de sistema de automatización de proceso basada en la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation.
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Práctica de laboratorio 01: El entorno del controlador de automatización de proceso Usaremos el entorno del controlador de automatización Logix, el editor de diagramas de bloques de función RSLogix y el software Factory Talk View como una estación de trabajo de ingeniería (EWS). El controlador Logix es un controlador realmente multidisciplinario que habilita el control de una planta total. Esta práctica de laboratorio es una descripción general rápida del entorno Logix y una descripción de una manera en la que podría organizarse y usarse para una aplicación de proceso. Activación del software de programación RSLogix 5000 En esta sección de la práctica de laboratorio, usted activará el software RSLogix 5000, lo cual le permitirá programar el controlador de automatización de proceso.
1. Haga doble clic en el icono RSLoogix 5000 situado en el escritorio para activar el software RSLogix5000. Aparece la pantalla RSLogix5000 Quick Start. Las nuevas páginas de inicio le ayudan a aprender acerca de nuevas funciones, a ubicar información pertinente rápidamente así como soporte técnico. Las páginas de inicio ofrecen tres áreas principales de soporte: Quick Start, Resource Center y Learning Center. Resource Center: Le proporciona vínculos a documentación en línea, sitios de descarga útiles y otros sitios de soporte técnico de Rockwell Automation. Learning Center: Le permite explorar más aún RSLogix al proporcionar más cursillos detallados y presentaciones preliminares de las nuevas funciones del software. Quick Start: reduce el período de adaptación al proporcionar ejemplos de proyectos y vídeos de cursillos, por ejemplo cómo poner en marcha y programar un “primer proyecto”.
Revise las nuevas páginas de inicio a su propio ritmo; sin embargo, tenga en cuenta que el tiempo de la práctica de laboratorio es limitado, por lo tanto quizás sea conveniente que regrese y las revise después de haber terminado el trabajo de la práctica de laboratorio.
2. Regrese a la página Quick Start (si no está allí todavía) y en la lista Controller Projects haga clic en el proyecto PAC_AFLab_C1_10 ubicado en el directorio C:\Lab Files\.
Se abre el archivo de proyecto de la práctica de laboratorio. El Controller Organizer El Controller Organizer es una representación gráfica del contenido de su proyecto. Consta de un árbol jerárquico de carpetas y archivos que contienen toda la información sobre los programas y los datos en el archivo del proyecto actual. Las carpetas principales predeterminadas de este árbol son:
Nombre del proyecto de controlador – contiene los tags del controlador objetivo, el administrador de memoria de fallos del controlador y el administrador de memoria de encendido. Tasks – en esta carpeta se muestran las tareas. Cada tarea muestra sus propios programas con rutinas de lógica de escalera, rutinas de bloques de funciones y tags de programas cubiertos.
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Motion Groups – debajo de la carpeta Motion Groups, encontrará grupos de ejes asociados con cada uno recopilados en grupos. Puede asignar estos ejes a grupos de control de movimiento específicos mediante la ficha Axis Assignment del diálogo Motion Group Properties. Add-On Instructions – contiene las instrucciones Add-On, sus rutinas y sus tags asociados. Data Types – muestra tipos de datos predefinidos y definidos por el usuario, los cuales incluyen los tipos de datos asociados con las instrucciones Add-On. En esta carpeta se crean los tipos de datos definidos por el usuario. Trends – RSLogix 5000 le permitirá crear una tendencia, configurar los elementos de datos y mostrar atributos, y guardarlos aquí como parte de su archivo de proyecto. En la parte frontal de cada carpeta, hay un icono que contiene un signo + o –. El signo + indica que la carpeta está cerrada. Haga clic en éste para expandir la pantalla de árbol y mostrar los archivos de la carpeta. El signo – indica que la carpeta ya está abierta y los contenidos están visibles. Al hacer clic en el botón derecho del mouse aparecen muchos menús emergentes diferentes, relativos al contexto. Usted descubrirá que generalmente éste es un acceso directo a la ventana de propiedades o a opciones de menús de la barra de menús. Tareas del controlador en una aplicación de control del proceso Las tareas son el mecanismo de programación para la ejecución de un programa. Cada tarea puede contener múltiples programas, información de estado e información de configuración. La mayoría de aplicaciones de control de proceso generalmente se resuelven con tareas periódicas solamente. Las aplicaciones del proceso deben garantizar la ejecución completa de operaciones específicas. La naturaleza relativamente lenta de la mayoría de aplicaciones de proceso (en comparación con la mayoría de aplicaciones discretas) hace que la tarea periódica sea una buena opción para las aplicaciones de proceso. Por ejemplo, usted podría tener una tarea periódica lenta para el control de lazos lentos del proceso tales como temperatura o los niveles en una cámara grande, y una tarea periódica más rápida para control de flujo más rápido o lazos de presión.
Consideraciones para aplicaciones de proceso De manera predeterminada, cuando usted crea un nuevo proyecto la tarea principal ya está definida como una tarea continua. Esto no es obligatorio. En la mayoría de aplicaciones de proceso, esta tarea se elimina y sólo se usan tareas periódicas. Si bien usted puede tener hasta 32 tareas en un controlador ControlLogix, generalmente necesitará no más de dos o tres tareas periódicas para ejecutar estrategias de control en aplicaciones de proceso. Usar tareas adicionales dificulta la evaluación de la carga de su controlador.
3. Haga clic con el botón derecho del mouse en Area_01_100ms_ Control_Task y luego haga clic con el botón izquierdo del mouse en Properties. Aparecerá la ventana Task Properties 4. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en la ficha Configuration para ver la configuración detallada de la tarea.
Nota: esta tarea periódica está configurada para ejecutarse a intervalos de 100 ms. El campo Priority muestra el nivel de prioridad de la tarea. El campo Watchdog muestra el valor (en ms) del temporizador de control (watchdog), el cual generará un fallo mayor del controlador si no se mantiene. 5. Seleccione Cancel para cerrar la ventana Properties y regresar al organizador. Nota: Para esta aplicación hemos creado tres tareas periódicas para ejecutar las estrategias de control. La información siguiente es una explicación breve de estas tareas: Area_01_50ms_Control_Task – una tarea de 50 ms proporcionada para ejecutar cualquier lógica que requiera una ejecución rápida tal como el procesamiento de señales de temporización discretas o cálculos de alta precisión. Area_01_100ms_Control_Task – una tarea de 100 ms proporcionada para ejecutar la lógica para estrategias de control de proceso típicas o comunes. En esta aplicación se usa para control de presión, control de bomba, válvulas y motores Area_01_250ms_Control_Task – una tarea de 250 ms proporcionada para ejecutar la lógica para estrategias de control de procesos más lentos, tales como control de temperatura, el cual no cambia físicamente de manera rápida. El régimen de la tarea periódica se basa en las características del proceso. El objetivo es detectar adecuadamente los cambios del proceso y actualizar las E/S sin aplicar innecesariamente una carga al procesador. Para esta aplicación se seleccionó actualizaciones cada ¼ de s egundo.
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Práctica de laboratorio 02: Crear una estrategia de control PIDE en cascada Control en cascada El control en cascada es ampliamente usado en las industrias de procesos. Los esquemas de cascadas convencionales tienen dos características especiales. Tienen dos lazos de control de retroalimentación anidados. Hay un lazo de control secundario ubicado dentro del lazo de control primario. En esta práctica de laboratorio la estrategia de control de proceso en cascada se implementará con el editor de bloques de función Logix para controlar la temperatura en la unidad del reactor. El control PID en cascada nos permitirá realizar la acción correctiva con el lazo de temperatura de acción rápida para responder a interferencias dentro del sistema de fluido de transferencia de calor de la camisa del reactor.. El resultado es que se minimiza el tiempo total que el lazo de temperatura de producto de respuesta lenta (lazo primario) está “fuera de tolerancia”.
En esta práctica de laboratorio, usted: Creará un programa y la rutina de bloque de función Creará nuevos bloques PIDE en una configuración de control de cascada usando RSLogix 5000 Creará una salida de rango bipartido usando la instrucción SRTP Usará instrucciones del proceso para simulación del proceso. •
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Crear programa y rutina de bloque de función PID en cascada La tarea “Area_01_250ms_Control_Task“ se ha creado para las rutinas de control de temperatura pero no el programa. Cree un programa para los controles de temperatura del Reactor 01. 1. Haga clic con el botón derecho del mouse en Area_01_250ms_ Control_Task y seleccione New program. Asigne al nuevo programa el nombre ‘REACTOR_01_TempLoops’ y seleccione OK
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2. Haga clic con el botón derecho del mouse en REACTOR_01_TempLoops y seleccione New routine. Asigne al nuevo programa el nombre ‘A1_R1_TIC_116AB’ Asegúrese de que la selección en Type: sea Function Block Diagram y que la selección de In Progr o Phase sea Reactor_01_TempLoops Seleccione OK para cerrar la ventana Routine properties y luego seleccione OK
3. Haga doble clic en el programa REACTOR_01_TempLoops para abrir las propiedades y seleccione Configuración, luego seleccione A1_R1_TIC_116AB como la rutina principal y seleccione OK
4. Haga doble clic en la rutina A1_R1_TIC_116AB en el Controller Organizer para abrir la rutina vacía 5. En la barra de herramientas seleccione la ficha Process
Aparecerá la barra de menú de instrucciones del proceso.
6. Mueva su cursor sobre los tipos de instrucción hasta la instrucción PIDE
7. En la ficha Process en la barra de herramientas, haga clic en la función “PIDE” dos veces para obtener dos bloques de función PIDE en la hoja. Los dos bloques PIDE deben ahora aparecer en el diagrama (PIDE_01 y PIDE_02). 8. En el menú seleccione View > Fit to Window para ajustar el tamaño de la hoja.
9. Mueva PIDE_02 haciendo clic y arrastrando de modo que pueda ver ambos bloques PIDE con espacio suficiente para trabajar alrededor de cada uno.
10. Use la función zoom si es necesario, haciendo clic en los botones Zoom en la barra de herramientas.
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11. Conecte PIDE_01 salida CVEU a PIDE_02 entrada de punto de ajuste SPCascade tal como se muestra a continuación. Haga clic una vez en el pin de salida PIDE_01’s CVEU y luego en la conexión PIDE_02 ’s SPCascade cuando cambie a color verde.
Repase las consideraciones adicionales para instrucciones PIDE en cascada proporcionadas a continuación Consideraciones para aplicaciones de proceso La instrucción PIDE tiene capacidades incorporadas para administrar lazos en cascada. Modo de cascada/relación: El lazo secundario puede estar en el modo cascada, en cuyo caso la salida del primario proporcionará el punto de ajuste del secundario, o puede estar en el modo Auto, en cuyo caso usted puede introducir un punto de ajuste de temperatura para el forro directamente. Inicialización: Si el lazo secundario deja de estar en el modo de cascada, el lazo primario necesita dejar de controlar puesto que ya no está afectando proceso. También debe establecer su salida igual al punto de ajuste del lazo secundario, de modo que cuando el secundario regrese al modo de cascada, el primario comience a controlar sin perturbaciones. Acción integral: Cuando el lazo secundario llega a un límite de punto de ajuste o salida, lo ideal es que el lazo primario deje de integrar en la dirección del límite. Por ejemplo, si el secundario llegó a un límite de salida alto, el primario debe dejar de integrar en dirección positiva. En nuestro ejemplo, si el lazo secundario abrió la válvula de enfriamiento 100%, no tendría sentido que el primario continúe solicitando más enfriamiento puesto que el secundario ya no puede proporcionar más enfriamiento.
Configurar los parámetros de inicialización y acción integral A la luz de lo anterior, necesitamos realizar la configuración de parámetros adicionales. Primero, en el lazo primario, se necesita activar la visibilidad de los pines CVInitReq y CVInitValue. Estos se usarán para configurar la inicialización del lazo primario cuando el secundario salga del modo de cascada.
12. Exponga los parámetros del primario haciendo clic primero en el botón de PIDE_01, haga clic en la ficha Parameters, desplácese hacia abajo para encontrar los parámetros CVInitReq y CVInitValue y habilite la casilla de verificación de visibilidad del parámetro, tal como se muestra a continuación.
Haga clic en Apply y en OK para cerrar el diálogo PIDE Properties. 13. Exponga el pin del parámetro InitPrimary para el PIDE_02 secundario de la misma manera, seleccionando la casilla de verificación de visibilidad, como lo hizo anteriormente.
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14. Conecte los parámetros de inicialización. Haga clic una vez en el pin de salida de punto de ajuste secundario PIDE_02.SP y haga clic nuevamente en el pin CVInitValue primario PIDE_01.CVInitValue para hacer la conexión del valor de inicialización. Haga clic una vez en el pin InitPrimary secundario PIDE_02.InitPrimary y haga clic nuevamente en el pin CVInitReq primario PIDE_01.CVInitReq para hacer la conexión de petición de inicialización. Haga clic en cualquier lugar en el área blanca para terminar el proceso de conexión. Su hoja debe ser similar a la que se presenta a continuación:
Tome nota de que InitPrimary a CVInitReq es una conexión Booleana (línea con guiones) y SP a CVInitValue es una conexión Real (línea sólida). Estas conexiones permiten provisiones para que el secundario (PIDE_02) inicie una solicitud para que el primario (PIDE_01) se inicialice; el primario se inicializará con el punto de ajuste actual del secundario. Esto proporciona una transferencia sin perturbaciones al cambiar del modo Auto al modo de cascada. A continuación necesitaremos habilitar la función Anti-Windup Reset (Bloqueo de acción integral) en el bloque PIDE. 15. Exponga los parámetros del secundario nuevamente haciendo clic en el botón de PIDE_02, haga clic en la ficha Parameters, desplácese hacia abajo para encontrar los parámetros WindupHOut y WindupLOut y haga clic en la casilla de verificación para exponerlos. 16. Repita este proceso para exponer los parámetros WindupHIn y WindupLIn en el PIDE_01 primario.
17. Conecte PIDE_02.WindupHOut a PIDE_01.WindupHIn, y PIDE_02.WindupLOut a PIDE_01.WindupLIn. Su configuración ahora debe aparecer similar a lo siguiente:
Nuevamente, estas conexiones limitan la acción del primario cuando el secundario ha llegado a un límite. 18. Verifique la rutina haciendo clic en el icono en la barra de herramientas principal Deberá ver los siguientes errores en su ventana de resultados:
Si examina el diagrama de bloques de funciones, observará que tiene dos marcas “X” en los bloques PIDE primario y secundario. Consideraciones para aplicaciones de proceso En el bloque de funciones, el flujo de ejecución, si bien es importante, es secundario al flujo de datos. De hecho, el flujo de ejecución es afectado por el flujo de datos. Como se indica a continuación los diagramas de bloques de funciones muestran la matemática intermedia y las operaciones realizadas en los datos en camino a la salida.
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El orden de ejecución de las instrucciones sólo es relevante dentro de una ruta de flujo de datos. Siempre y cuando las operaciones (instrucciones) se ejecuten de ‘flujo arriba’ a ‘flujo abajo’, el orden de ejecución de las distintas instrucciones no es importante. La “X” es una indicación de que algo está mal con los bloques En este caso, la razón de los errores es que algo está mal con el flujo de datos. Cada vez que usted usa una retroalimentación de un bloque “flujo abajo” en el flujo de datos como entrada, debe identificar que entrada se resolverá primero para permitir que el algoritmo de orden de ejecución determine que bloque se ejecutará primero. 19. Haga clic con el botón derecho del mouse en el cable de retroalimentación del PIDE_02.InitPrimary al PIDE_01.CVInitReq y seleccione Assume Data Available.
20. Repita este procedimiento para las otras 3 conexiones al PIDE_01. Esto resolverá el orden de ejecución y ahora la rutina puede verificarse. Cuando haya terminado deben verse las cabezas de flechas dobles tal como se muestra:
Algunos parámetros de operación básicos necesitarán establecerse en las instrucciones PID. La funcionalidad del punto de ajuste en cascada del PIDE_02 debe habilitarse estableciendo el parámetro AllowCasRat. 21. Haga clic en el botón de puntos suspensivos de View Block Properties en la instrucción PIDE_02 para abrir la página Properties, y haga clic en la ficha Cascade/Ratio. Seleccione el cuadro de verificación Allow Cascade/Ratio mode para habilitar este modo.
22. Ahora es necesario añadir las conexiones de E/S a la rutina. Inserte dos referencias de entrada y una referencia de salida haciendo clic en el símbolo de referencia de entrada y en el símbolo de referencia de salida en la barra de herramientas. Se añade una referencia cada vez que usted hace clic en la barra de herramientas.
23. Reubíquelos arrastrándolos a algo similar a lo indicado abajo y conecte las entradas a los pines PV y las salidas al pin CVEU de PIDE_02.
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Los tags de este proyecto ya se han creado como tags al alcance del controlador pero necesitan ser referenciados por la rutina. 24. Para PIDE_01 PV input reference escriba ‘TT_116’ o haga doble clic y encuéntrelo en el menú desplegable.
25. Para PIDE_02 PV input reference escriba ‘TT_117’ o haga doble clic y
encuéntrelo en el menú desplegable Add the J acket Temp 26. Para PIDE_02 CVEU output reference escriba ‘Product_Temp_Dmd’ o haga doble clic y encuéntrelo en el menú desplegable. Su configuración debe verse parecida a lo siguiente:
27. Cambie el nombre del tag de instrucción PIDE_01; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos de View Block Properties en la instrucción PIDE_01 para abrir la página Properties y luego haga clic en la ficha Tag y cambie el nombre del tag PIDE_01 a ‘TIC_116’ .
28. Establezca el escalado de unidades de ingeniería en la instrucción PIDE; para ello haga clic en la ficha EUs/Limits introduciendo los valores siguientes: Establezca PV Max at 100% span en ‘250’ Establezca PV Min at 0% span en ‘0’
Establezca SP Limits High: en ‘250’ Establezca SP Limits Low: en ‘0’ Puesto que la salida de este PID se usa para crear la entrada del punto de ajuste en cascada a PIDE_02, haga que el rango de unidades de ingeniería CV sea el rango de punto de ajuste deseado para el “modo de cascada” del controlador de temperatura de forro como sigue: Establezca CV Max at 100% output en ‘200’ Establezca CV Max at 0% output en ‘0’ 29. Seleccione la ficha General Configuration y establezca las ganancias iniciales proporcionales e integrales en PID para obtener un movimiento inicial. La función Auto Tune se usará para reemplazar estos valores posteriormente en la práctica de laboratorio; seleccione OK.
30. Cambie el nombre del tag de instrucción PIDE_02; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos de View Block Properties en la instrucción PIDE_02 para abrir la página Properties y luego haga clic en la ficha Tag. Cambie el nombre del tag PIDE_02 a ‘TIC_117’. 31. Establezca el escalado de unidades de ingeniería en la instrucción PIDE; para ello haga clic en la ficha EUs/Limits introduciendo los valores siguientes: Establezca PV Max at 100% span en ‘250’ Establezca PV Min at 0% span en ‘0’ Establezca SP Limits High: en ‘250’ Establezca SP Limits Low: en ‘0’ La salida de esta PID se usa en la medida que la salida demanda %salida de unidades de ingeniería CV como sigue: Establezca CV Max at 100% output en ‘100’ Establezca CV Max at 0% output en ‘0’
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32. Vaya a la ficha General Configuration y establezca las ganancias iniciales proporcionales e integrales en PID para obtener un movimiento inicial. La función Autotune se usará para reemplazar estos valores posteriormente en la práctica de laboratorio.
Seleccione OK 33. Asigne un tag Autotune a ambas instrucciones PIDE haciendo doble clic
en el área de entrada del tag Autotune__? en la esquina inferior derecha del bloque PIDE. Se abre el cuadro desplegable
34. Haga clic en el cuadro desplegable, haga doble clic en el tag
AUTOTUNE del menú.
35. Verifique esta rutina nuevamente haciendo clic en el icono
en la barra de herramientas principal. Deben verse siguientes errores en su ventana de resultados:
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Uso de la instrucción Split Range Time Proportion (SRTP) En nuestra aplicación de ejemplo tenemos un escenario típico donde la temperatura del reactor debe controlarse. Esto incluye calefacción desde la temperatura ambiente a una temperatura de operación deseada y enfriamiento durante la reacción. En nuestro ejemplo, la reacción es exotérmica, por lo tanto, el enfriamiento será crítico para mantener la temperatura deseada del reactor durante la reacción. Nuestra aplicación usa un esquema de control de rango bipartido común en el cual la salida de un controlador único se divide entre dos válvulas de control. En la estrategia de control de rango bipartido, si la salida del controlador de temperatura de la camisa está entre 0 y 50%, la válvula de frío CTW se abre. Si la salida del controlador de temperatura de la camisa está entre 50 y 100%, la válvula Dowtherm se abre. La instrucción Split-Range Time-Proportion (SRTP) de Logix 5000 toma un valor de entrada porcentual (0% – 100%) y lo convierte en una salida discreta de ciclo de servicio. Por ejemplo, si la entrada se estableció en 50% y el tiempo de ciclo para la instrucción se establece en cinco segundos, la salida discreta se activaría por 2.5 segundos y se desactivaría por 2.5 segundos. Este ciclo luego se repetiría donde el tiempo de activación sería la entrada porcentual del tiempo de ciclo total. Un uso común para la instrucción SRTP es en aplicaciones de temperatura que utilizan bandas calefactores de alta potencia en watts. En estas aplicaciones, el control analógico de la alimentación eléctrica no es práctico o es muy costoso. La proporción de tiempo de un relé o dispositivo similar permite que la alimentación se aplique de manera proporcional al calentador sin regulación analógica continua. De igual manera, el enfriamiento generalmente es realizado mediante la pulsación de válvulas solenoides para controlar el flujo del refrigerante. Esta instrucción también tiene salidas analógicas para bifurcar el rango de la señal de entrada analógica en dos rangos TimePercentoutput analógicos distintos. TimePercentoutput permite que sea utilizable para aplicaciones donde dos accionadores son controlados por la misma señal pero requieren escalas diferentes (tales como las aplicaciones de control de temperatura del reactor que tienen accionadores de válvula de calor y frío). En general, la asignación de % de entrada a % de salida ocurre de la siguiente manera:
Observe que el parámetro ‘MaxXXXXIn’ puede ser menor o mayor que el parámetro ‘MinXXXXIn’. Esto es útil para la acción de control invertido en una de dos regiones del control (por ej., la acción de enfriamiento de una pareja de calentamiento/ enfriamiento es mayor para valores menores de entrada).
Consideración del proceso El hecho de que ‘MaxXXXXIn’ puede ser menor o mayor que ‘MinXXXXIn’ también permite que la instrucción se use en una estrategia de control grueso/fino. Una estrategia grueso/fino usa dos válvulas de control (CV), una grande y una pequeña, conectadas para lograr un efecto aditivo en el proceso. La válvula de control grande admite respuesta inmediata ante cambios de demanda, pero generalmente carece de resolución. La válvula de c ontrol pequeña se usa para mejorar la resolución y aumentar la reducción del caudal.
Configuración del SRTP Ahora, examinemos cómo se configura la instrucción SRTP. Los parámetros de la instrucción SRTP determinan para qué valores de la entrada están las regiones de salida individual en sus valores mínimos y máximos y para las salidas discretas en qué momento repetir el ciclo (CycleTime). En esta práctica de laboratorio, el programa Reactor_01_TempLoops se ejecuta en una tarea lenta porque la variable del proceso es una temperatura de cámara que físicamente no puede cambiarse tan rápido. Típicamente, la instrucción SRTP se ejecuta en una tarea más rápida y de mayor prioridad, a fin de mantener la resolución alta y las salidas de impulso más precisas. Si bien no estamos usando salidas de impulso en esta práctica de laboratorio, la instrucción SRTP se ha ubicado en un ejemplo de tarea periódica más rápida de 50 ms creada para rutinas que requieren tiempos de ejecución más rápidos. 36. En el Controller Organizer expanda la tarea Area_01_50ms_ Fast_Control y el programa REACTOR_01_Fast_Control.
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37. Haga doble clic en la rutina SRTP para abrirla. Esta rutina se ha completado con instrucciones SRTP para múltiples lazos de las funciones de proceso en la barra de herramientas.
38. Identifique la hoja actual (hoja 1 de 2) introduciendo ‘PIC_118 Split Range’ en la descripción de la hoja en la barra de herramientas Sheet.
39. Seleccione Sheet 2; para ello haga clic en Sheet 2 en el menú desplegable.
Se abre la hoja TIC_116_out_SRange. 40. Identifique esta hoja (hoja 2 0 de 2) introduciendo ‘TIC_116 Split Range’ en la descripción de la hoja en la barra de herramientas Sheet. Introduzca una descripción para esta hoja.
41. Haga clic en el botón de puntos suspensivos para obtener acceso a los parámetros.
en el bloque SRTP
42. Haga clic en el botón Insert Factory Defaults para restablecer los parámetros de la instrucción. La operación deseada se representa gráficamente a continuación.
La siguiente ‘asignación’ se usará para los parámetros de SRTP: MinHeatIn = 50% Cuando PIDE.CV=50%, Heat%=0% MaxHeatIn = 100% Cuando PIDE.CV=100%, Heat%=100% MinCoolIn = 50% Cuando PIDE.CV=50%, Cool%=0% MaxCoolIn = 0% Cuando PIDE.CV=0%, Cool%=100% Si fueran necesarias salidas de impulso también se requeriría lo siguiente MinHeatTime = 0 seg. El tiempo de calentamiento mínimo de 0 corresponderá a 0% calentamiento MaxHeatTime = 10 seg. El tiempo de calentamiento máximo de 10 corresponderá a 100% calentamiento MinCoolTime = 0 seg. El tiempo de enfriamiento mínimo de 0 corresponderá a 0% enfriamiento MaxCoolTime = 10 seg. El tiempo de enfriamiento máximo de 10 corresponderá a 100% enfriamiento
seg.
seg.
seg.
seg.
Para funcionar, la función SRTP debe tener los siguientes parámetros definidos: CycleTime, MinHeatIn, MaxHeatIn, MaxHeatTime. Si se requiere Split-Ranging, se necesitan también los siguientes parámetros para funcionar: MinCoolIn, MaxCoolIn, MaxCoolTime. Independientemente de la aplicación, el parámetro CycleTime debe tener una entrada que no sea cero para el bloque de función. Los otros parámetros pueden permanecer en sus valores predeterminados. Puesto que el punto ‘nulo’ (sin calentamiento y sin enfriamiento) es PIDE.CVEU=50%, el PIDE que está listo en el programa se ha establecido para inicializarse a 50% usando el parámetro PIDE.CVInitValue en el PIDE.
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43. Basado en los parámetros requeridos anteriormente, introduzca ‘10’ para el parámetro Cycle time, MaxHeatTime y MaxCoolTime ya que estos son parámetros requeridos. Cambie los parámetros MaxHeatIn, MinHeatIn, MaxCoolIn, MinCoolIn para seguir la asignación como se indica a continuación.
44. Asegúrese de que el parámetro EnableOut esté establecido en 1 y luego seleccione OK para cerrar el diálogo Properties La instrucción SRTP divide la salida PIDE en dos rangos analógicos como se indica a continuación.
Descripción general de la simulación de la práctica de laboratorio En la siguiente sección se exponen algunas instrucciones más de bloques de funciones y se resalta la flexibilidad de la plataforma Logix y sus lenguajes de programación. La simulación usada en esta práctica de laboratorio es fundamental pero representa los tipos de herramientas disponibles para diseñar soluciones de aplicaciones y procesos más complejas. Puesto que no tenemos E/S para nuestra práctica de laboratorio, hemos creado una tarea dedicada y un programa con rutinas para simular la lógica y para generar datos de tags de entrada y salida, cerrar lazos, representar cambios del proceso y simular equipo tal como motores, válvulas y bombas. La mayoría de los procesos no integradores pueden simularse con un retardo de tiempo muerto y un retardo de primer orden en serie. En nuestro caso, los dos lazos simulados son un lazo “Primario”, temperatura de producto que es más lento y el lazo “secundario”, temperatura de camisa que es más rápido. Las instrucciones de bloques de funciones usadas para generar la simulación son los bloques “Deadtime” (DEDT), “Lead-Lag” (LDLG) y Function Generator (FGEN). La instrucción Deadtime (DEDT) realiza un retardo y representa el tiempo muerto o retardo del proceso. La instrucción Lead/Lag (LDLG) proporciona el retardo del proceso. La instrucción Function generator (FGEN) se usa para caracterizar la salida y convertir la señal nuevamente a unidades de ingeniería del proceso. Revise y edite la lógica de simulación de temperatura Expanda Simulation Task y Program 1. Haga clic con el botón derecho del mouse en la rutina de bloque de función All_Simulation y seleccione Open para abrir la lógica de la rutina.
2. Vaya a la segunda página de la rutina; para ello seleccione next sheet en la barra de herramientas. 3. Verifique que ésta es la simulación de temperatura asegurándose de que la indicación en la barra de herramientas Sheet indique TIC116ab S Range simulation
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4. Debe ver la siguiente lógica de bloque de funciones.
Se ha creado un conjunto de instrucciones de tiempo muerto y retardo para calefacción y otro para enfriamiento ya que la SRTP proporciona dos salidas independientes y el hecho de que sus “características de proceso” serían únicas. Para esta práctica de laboratorio haremos los mismo. Luego el efecto combinado de los dos se envió al generador de función, el cual caracteriza la salida y la escala a un rango de temperatura que simula el “secundario” de respuesta más rápida Jacket temperature TT_117. Luego éste se alimentó a otro tiempo muerto y retardo que simula nuestra temperatura de producto de reactor “primario” más lento TT _116. 5. Abra el diálogo de parámetros de bloque de tiempo muerto SRange DEDT_01 Deadtime; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos y elija la ficha Parameters en el diálogo Properties.
6. Verifique que el tiempo muerto para este bloque sea ‘3.0’ segundos, verifique que la ganancia se ‘1.25’ y seleccione OK .
7. Repita estos pasos para los parámetros de bloque SRange DEDT_02 Deadtime; para ello haga doble clic en el botón de puntos suspensivos y elija la ficha Parameters en el diálogo Properties. Cambie el tiempo muerto para este bloque a ‘3.0’ segundos y cambie la ganancia a ‘1.25’ .
8. Abra el diálogo de parámetros de bloque SRange LDLG_02 Lead Lag; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos y elija la ficha Parameters en el diálogo Properties.
9. Verifique que el valor de retardo esté establecido en 15 segundos con una ganancia de 1.0
10. Repita este paso para el bloque SRange_LDLG_01. La instrucción Function Generator toma una variable de entrada independiente (X_In) y define la salida (Y_Out) como ‘ajuste de curva’ para una asignación de XY. La asignación se realiza a través de matrices asociadas con la instrucción. Los valores X están contenidos en matrices dimensionales únicas (X_Arrays) mientras que los valores Y correspondientes están contenidos en otras matrices dimensionales únicas (Y_Arrays). Estas matrices se identifican en la parte frontal de la instrucción. Cuando se introduce un valor de entrada, la función encontrará dicho valor en X_Array (o interpolado entre entradas) y devolverá el valor correspondiente (o interpolado) desde Y_Array como salida.
.
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11. La rutina All_Simulation se ha completado con una instrucción Function Generator del grupo del Element Group: Process.
12. Abra el diálogo de parámetros de SRange_FGEN_02 Function Generator haciendo clic en el botón de puntos suspensivos.
13. Desplace el puntero del mouse sobre la descripción del parámetro XY1Size y manténgalo allí este valor de parámetro indica el número
de segmentos que contendrá la curva de salida. Seleccione OK para cerrar el diálogo. 14. Haga clic con el botón derecho del mouse en la matriz de t ag de salida SRange_FGEN_02Y1
15. Seleccione Monitor “SRange_FGEN_02Y1” para abrir el editor de tags.
16. En la ventana de monitoreo de tags haga clic en salida SRange_FGEN_02Y1.
para expandir la
Esta matriz define los segmentos de la curva de salida de los generadores de función y también el rango de la salida de simulación. 17. En la ventana de monitoreo de tags, muévase unos cuantos tags hacia arriba y expanda la matriz de salida SRange_FGEN_02X1 .
Esta matriz define los segmentos de la curva de entrada correspondiente al rango de entrada de los generadores de función. 18. Haga doble clic en la rutina del bloque de función All_Simulation para regresar a la rutina. 19. Abra el diálogo de parámetros de bloque de tiempo muerto SRange DEDT_03 Deadtime; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos y elija la ficha Parameters en el diálogo Properties. Observe que el tiempo muerto es mayor que el secundario o la temperatura de la camisa. Con esto se intenta recrear el retardo ET1ES 1/5/2009
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requerido para la transferencia de calor desde la camisa al producto del reactor. 20. Seleccione OK para cerrar el diálogo. 21. Verifique esta rutina nuevamente haciendo clic en el icono en la barra de herramientas principal. Deben verse los siguientes errores en su ventana de resultados:
22. Guarde el proyecto haciendo clic en el icono Save de la barra de herramientas.
23. Después de haber guardado su proyecto, descargue su controlador haciendo clic en el icono del controlador en la barra de herramientas Controller Status y seleccione Download
24. Seleccione Download cuando aparezca el diálogo de advertencia Download confirmando el proyecto y el controlador de recepción.
25. Cuando haya concluido la descarga del proyecto, coloque el controlador en el modo marcha; para ello regrese al icono del controlador en la barra de herramientas Controller Status y seleccione Run Mode en el menú desplegable.
26. Luego seleccione Yes en el diálogo de confirmación.
Si usted no tiene un controlado c ontroladorr en marcha (indicado por el color verde del borde de la ventana de estado y rutina) comuníquese con un instructor para obtener ayuda para resolver el problema problema de su s u aplicación.
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27. Minimice la aplicación RSLogix 5000.
Práctica de laboratorio 03: El componente HMI de la estrategia de control PID en cascada Acerca de esta práctica de laboratorio En una arquitectura de sistema de automatización de proceso basada en la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation la definición de la estrategia de control no está limitada al controlador. Además del controlador de automatización de proceso, la estrategia general de control puede tener componentes asociados en la HMI o en la interface del operador. Otros componentes tales como la recolección de datos históricos o la interacción de control avanzado a nivel supervisor proveniente de niveles de automatización más altos también se consideran parte de la estrategia general de control. Todas estas cosas ocupan las redes de comunicación, utilizan recursos del sistema y afectan el rendimien r endimiento to total del sistema. Para completar esta configuración de estrategia PID en cascada desde la estación de trabajo de ingeniería utilizaremos FactoryTalk View Studio – Site Edition para configurar las pantallas HMI. FactoryTalk ViewSE Client proporciona el entorno de interface de operador en tiempo de ejecución para probar la pantalla y la lógica de controlador asociada. En esta práctica de laboratorio, usted: Abrirá un entorno de proyecto de proceso FactoryTalk ViewSE existente Creará un objeto global para uso en las pantallas del proceso Modificará una pantalla de proyecto HMI usando los nuevos objetos globales y las plantillas del proceso estándar FactoryTalk ViewSE Modificará una pantalla de proyecto HMI mediante los nuevos objetos globales y las plantillas del proceso estándar FactoryTalk ViewSE
Cree un nuevo objeto global Ahora que hemos creado las rutinas de cascada y simulación, necesitamos añadir el componente de la interface de operador en la estrategia de control. Configuraremos pantallas en la aplicación FactoryTalk View SE y monitorearemos y ajustaremos nuestros lazos PIDE. Para monitorear los datos pertinentes, usaremos la función Global Objects de FactoryTalk View SE. Configuremos el componente HMI de nuestra estrategia de control 1. En el escritorio de la computadora haga doble clic en el icono FactoryTalk View Studio .
Aparece el diálogo Application Type Selection 2. Seleccione el tipo de aplicación Site Addition (Local) y luego haga clic en Continue . 3. Haga clic en Open para abrir la aplicación llamada PAC_Reactor_Lab y espere hasta que la aplicación esté completamente abierta. Nota: Esto tardará uno o dos minutos. ET1ES 1/5/2009
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Objetos globales
Los objetos globales se han actualizados en FactoryTalk View Enterprise ver5.0 (CPR9). Después de crear un objeto global (o grupo de objetos), usted puede usarlo en las pantallas estándar en toda la aplicación. Cuando usted copia un objeto global en una pantalla gráfica estándar, la copia se llama objeto de referencia. El objeto global original (en la carpeta Global Objects) se convierte en el objeto base de la copia. Los objetos de referencia tienen propiedades especiales que les permiten hacer vínculo a los objetos originales, base. Cuando usted modifica las propiedades de un objeto base, los cambios se copian a todos los objetos de referencia vinculados al objeto base. Consideraciones del proceso
Para ayudar a reducir el tiempo de desarrollo se proporcionan plantillas del proceso como parte de la instalación de FactoryTalk View Site Edition. Por cada pantalla de plantilla hay una pantalla de objeto global (.ggfx) que contiene los objetos básicos de la plantilla y una pantalla regular (.gfx). Esto le ayuda a poner en marcha una aplicación con un esfuerzo mínimo. Las plantillas se han creado como soporte de las siguientes instrucciones del proceso: Alarm, Enhanced Select, Totalizer, Ramp/Soak, Discrete 2 State Device, Discrete 3 State Device, Phase Manager y Enhanced PID. 4. Vaya a la ventana Explorer y bajo la carpeta Graphics haga doble clic en la carpeta Global Objects para ver los objetos globales que ya se han creado en el proyecto.
Nota: Todos los objetos que comienzan con “Logix_XXX” se proporcionan como parte de la instalación de Factory Talk View de manera predeterminada. Sólo los bloques de visualización se han creado exclusivamente para esta aplicación. Examinemos lo que ya se ha creado. 5. Maximice la ventana de aplicación FactoryTalk View SE para ver la pantalla completa.
6. Haga doble clic en el objeto Display Blocks Global para abrir la pantalla.
Estos objetos se han creado como objetos base disponibles para uso en otros gráficos en la carpeta Display como objetos de referencia. Cuando éstos se modifican aquí los cambios se reflejan en los objetos de referencia. Además de algunos objetos de válvulas, se han designado varios paneles de visualización para lazos de presión, totalización, flujo y visualización de %. Necesitamos crear uno para lazos de temperatura. Aprovechemos el trabajo ya realizado y reutilicemos el panel existente con algunos cambios menores. 7. Duplique el objeto panel de controlador de presión.
para ello seleccione el objeto de panel de controlador de presión y luego haga clic en el botón Duplicate en la barra de herramientas.
8. Arrastre hacia arriba el nuevo panel de objeto de controlador de modo que no esté encima del objeto original y haga clic con el botón derecho del mouse en el nuevo panel duplicado.
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9. Seleccione Object Explorer en este menú.
Se abre la ventana Object explorer 10. Expanda Group6 del Object Explorer y haga clic en Text6. Se abre la ventana Text Properties
11. En el diálogo Text Properties, cambie PSI a ‘Deg’ y seleccione OK para cerrar el diálogo Text Properties. 12. Repita los pasos 10 y 11 para Group 7, Text 9 para cambiar PSI a Deg. 13. Cierre el diálogo Text Properties y cierre el Object Explorer, luego haga cic en el espacio en blanco de la pantalla para restablecer el enfoque. 14. Haga clic con el botón derecho del mouse en el nuevo panel duplicado y seleccione Animation, luego seleccione Touch.
Se abre el diálogo Animation
El objeto global Touch Animation se ha configurado con un comando de visualización (Display) llamando a la plantilla estándar (Logix_PIDE) mediante un indicador de posición de tag (/T) y pasando parámetros de objeto global (#1, #2)
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Cómo usar los parámetros de objeto global Los parámetros de objeto global se definen en los objetos base de las pantallas de objetos globales. Cuando usted c opia un objeto global desde una pantalla de objetos globales a una pantalla estándar desde la carpeta Graphics, puede asignar valores o tags de referencia a los parámetros globales definidos en el objeto de referencia resultante. 15. Cierre la ventana Animation, luego haga clic con el botón derecho del mouse en el nuevo panel duplicado y seleccione Global Object P arameter Definitions
Se abre el diálogo Global Object Parameter Definitions mostrando que dos parámetros han sido definidos por este objeto global. Nombrados arbitrariamente #1 para el tag de instrucción PIDE y #2 para el tag Autotune
Los valores de parámetros del objeto global se asignan cuando el objeto global se usa como objeto de referencia en pantallas gráficas. 16. Seleccione OK para cerrar el diálogo Global Object Parameter Definitions 17. En el menú File o en la barra de herramientas, guarde Display Blocks Global Objects
18. Minimice la pantalla Display Blocks Global Objects.
Cómo añadir objetos globales a una pantalla Este proyecto de práctica de laboratorio representa un proyecto todavía en construcción. Contiene una serie de pantallas asociadas con la celda del proceso. Necesitamos configurar la interface de operador asociada con las estrategias de control del reactor. Abra la pantalla del reactor existente y cree la interface a la nueva estrategia de control en cascada. 19. Vaya a la ventana Explorer y bajo la carpeta Graphics/Displays haga doble clic en la pantalla 3000_Reactor.
Se abre la pantalla parcialmente completa Area 3000 Reactor # 01.
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20. En la barra del menú principal haga clic en Window y luego seleccione Display Blocks – /PAC_Reactor_Lab//(Global Objects) para maximizar Display Blocks.
21. Arrastre el nuevo objeto global que acabamos de crear de la pantalla Display Blocks a la pantalla Reactor
La pantalla Display Blocks se envía al segundo plano y una copia de referencia de Controller Panel se coloca en la pantalla Reactor. Necesitaremos dos paneles, uno para cada instrucción PID en cascada. 22. Haga clic con el botón derecho del mouse y seleccione Copy, luego haga clic con el botón derecho del mouse nuevamente y seleccione Paste para duplicar el panel del controlador.
23. Ubique uno de los paneles bajo la etiqueta Jacket Temp y el otro bajo la etiqueta Product Temp
Se necesita asignar los valores de parámetros a cada uno de los nuevos objetos de referencia en la pantalla gráfica. Use el cuadro de diálogo Global Object Parameter Values para asignar valores de parámetros de objeto global únicos. 24. Haga clic con el botón derecho del mouse en el objeto de referencia Jacket Temp en una pantalla gráfica.
25. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en Global Object Parameter Values del menú contextual para abrir el cuadro de diálogo Global Object Parameter Values.
26. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el botón de puntos suspensivos del tag Parameter #1 para navegar a la instrucción PIDE. 27. Cuando se abra la ventana Tag Browser, haga clic con el botón derecho del mouse en PAC_Reactor_Lab y seleccione Refresh All Folders . 28. Expanda las carpetas PAC_Lab, Online y Program: REACTOR_01_TempLoops para ver los tags al alcance del programa. 29. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en TIC_117 y seleccione OK para guardar el valor (ruta del tag) y cierre el Tag Browser.
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El valor de parámetro de objeto global se completa con la ruta al tag TIC_117.
30. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el botón de puntos suspensivos del tag Parameter #2 y navegue para hacer clic en el tag AUTOTUNE . Seleccione OK .
Los parámetros de temp. del forro deben verse parecidos a lo siguiente
31. Haga clic con el botón derecho del mouse en el objeto de referencia Product Temp en una pantalla gráfica.
32. Repita este proceso para asignar TIC_116 y el mismo tag Autotune al panel de control de temperatura del producto y seleccione OK . 33. En el menú File o en la barra de herramientas, guarde la pantalla _3000_Reactor
Inicie Factory Talk View SE Client En esta sección usted verificará la operación del bloque de función PIDE usando FactoryTalk View SE Client. Asegúrese de haber guardado sus pantallas. 34. Desde el entorno Studio, haga clic en Tools en la parte superior del menú desplegable. Seleccione Launch SE Client
35. Haga clic en el icono OK para iniciar la aplicación FactoryTalk View SE Client con el archivo de configuración PAC_Lab.cli seleccionado.
Después de un minuto o dos verá la siguiente pantalla Process Cell Overview:
Ignore los posibles mensajes de error que pueden aparecer. ET1ES 1/5/2009
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36. Seleccione el botón Reactor # 01 en el menú de navegación para abrir la pantalla Reactor: Cuando se haya abierto, maximice la ventana para ver toda la pantalla
37. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el panel Temp controller. Se abre la plantilla Product Temp TIC_116 PIDE. Éste es su lazo PIDE primario. 38. Muévalo a la derecha y repita este paso para Jacket Temperature. Su pantalla será similar a la siguiente:
Inicialmente, ambos lazos, temperatura del producto primario y temperatura de la camisa secundario están en el modo manual del operador. El lazo de temperatura de la camisa está habilitado para operación en cascada (el botón ‘Cas/Rat’ está habilitado). El lazo de temperatura del producto muestra que su CV se está inicializando. El CV del lazo primario se está inicializando porque el lazo secundario siempre activará ‘InitPrimary’ si no está en el modo de cascada. De esta manera, el lazo secundario puede manipularse independientemente del lazo primario; puede ponerse en los modos automático o manual independientemente del primario, pero el lazo primario rastrea el punto de ajuste del lazo secundario para anticipar una transición sin problemas al modo de cascada. Los botones Cas/Rat, Auto y Manual en la plantilla PIDE son botones de selección de modo. Estos botones son exclusivos (sólo uno de ellos estará habilitado). Cualquier lazo puede estar en los modos Auto o Manual, pero el modo Cas/Rat debe ser específicamente habilitado desde un parámetro de instrucción PIDE 39. Con Jacket Temp (TIC_117) PIDE en modo Manual, cambie su SetPoint y observe los cambios en el lazo de temperatura del producto. Siempre y cuando el lazo secundario no esté en el modo de cascada, el operador puede manipular su SP y el CV del lazo de temperatura primario rastreará estos cambios. 40. Cambie el modo de Product Temp (TIC_116) PIDE de Manual a Auto y cambie su SetPoint. Observe que puesto que el PIDE primario todavía se está inicializando, estos cambios sólo actualizan sus parámetros internos y no tienen efecto en su salida (CV). 41. Coloque Product Temp (TIC_116) PIDE nuevamente en modo Manual y coloque Jacket Temp (TIC_117) PIDE en el modo Cas/Rat. Observe que el estado del PID primario ya no está mantenido en estado de inicialización y está controlando activamente el punto de ajuste del lazo de presión secundario. Verifique esto. 42. Cambie el CV del lazo de Product Temp (TIC_116) para ver el SP del lazo Jacket Temp (TIC_117) rastrear el cambio.
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Autoajuste de la pareja en cascada PID Tome nota de que esta sección es opcional. Si el tiempo de su práctica de laboratorio es limitado quizás prefiera saltar a la siguiente práctica de laboratorio para repasar y usar las instrucciones Discrete 3 state Device y Totalizer y luego regresar a esta sección si tiene tiempo. 43. Coloque Jacket Temp (TIC_117) PIDE en el modo Manual. 44. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el botón de objeto Trend de Jacket Temperature PIDE para abrir una pantalla de tendencias:
45. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el botón Autotune para abrir una pantalla de autoajuste:
46. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en el botón Acquire para adquirir un tag de autoajuste llamado Autotune que usted ha creado en su proyecto RSLogix 5000.
Para su información
Una vez que todos los objetos globales y sus pantallas correspondientes se añaden a su aplicación FactoryTalk View SE, la plantilla PIDE principal automáticamente llama a todas las otras pantallas asociadas con ella, como autoajuste, tendencias, etc. Más detalles acerca del diálogo Autotune
En referencia al diálogo Autotune anterior, observe que hay 5 áreas funcionales: Tag Acquire Tag/Release Process Type/PV Change Limit/CV Step Size Start/Abort Tune Autotune Gains Time Constant/Deadtime/Gain
Tags Acquire/Release
El tag Autotune que se introdujo en la parte inferior del PIDE en RSLogix 5000, es un recurso que puede dedicarse a un PIDE único o compartirse entre muchos PIDE. En una situación de recurso compartido, un PIDE único puede usar el tag Autotune a la vez para un ajuste individual. Esto puede ser especialmente valioso cuando usted trabaja con controladores más pequeños con menos memoria disponible. En este escenario, queremos asegurarnos de no alterar los datos en el otro lazo si éste se está ajustando simultáneamente. Los botones Acquire Tag y Release Tag aseguran que el tag es usado exclusivamente por un lazo PID a la vez. El diálogo también contiene parámetros de entrada y ganancia, así como estado de ajuste. Process Type/PV Change Limit/CV Step Size
Estos tags tratan con las restricciones de la ejecución de autoajuste. Process Type: Especifica el tipo de sistema que se va a ajustar. Es importante porque puede afectar el tipo de modelo (integración/ sin integración, etc.) elegido para la prueba de autoajuste. También afecta el cálculo de ganancia PID una vez que se determina el modelo. PV Change Limit: Éste es un límite absoluto en las unidades de ingeniería de la configuración PIDE de referencia para detener (cancelar) el procedimiento de autoajuste. El procedimiento de autoajuste se cancelará si el sistema tiene un PV que excede este valor. CV Step Size: Ésta es la cantidad por la cual el autoajuste cambiará el PIDE CV para ejercitar el sistema. La cantidad (en porcentaje) introducida aquí se añadirá a la cantidad CV actual por la duración de la ejecución del autoajuste. Una vez que haya terminado el autoajuste (normalmente o anormalmente) el PIDE CV regresará al valor que tenía antes de la ejecución del autoajuste. Es conveniente que este valor sea lo más alto posible para obtener la mejor (mayor) respuesta del sistema, pero no tan alto que viole el parámetro PV Change Limit o cree una condición riesgosa en el sistema. ET1ES 1/5/2009
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Start/Abort Tune
Una vez que la ejecución de autoajuste haya sido configurada, estos tags proporcionarán comando de tiempo de ejecución y acceso a datos de estado. Start Tune: ordena que comience la ejecución del autoajuste Abort: está disponible en cualquier momento durante el curso de una ejecución de autoajuste en el caso que el usuario deba terminar la ejecución Execution State and Autotune Status: indica el estado actual del procedimiento de autoajuste (consulte la guía “Cómo obtener resultados” para el estado específico y referencias de estado) Autotune Gains
La sección de ganancias muestra los valores de ganancia recomendados en base a la última ejecución de autoajuste exitosa, así como las ganancias actuales que PIDE está usando. Los botones están disponibles para seleccionar las ganancias para la respuesta deseada del sistema (lento, mediano o rápido). Al hacer clic en el botón ‘Load Gains to PIDE’ (Cargar ganancias a PIDE) se escriben las ganancias deseadas al PIDE para uso inmediato; la ganancia ‘Current’ (Actual) indica los valores de las ganancias que actualmente residen en el PIDE de referencia. Time Constant/Deadtime/Gain
Son los parámetros del modelo de proceso resultante calculados durante la ejecución del autoajuste. 47. Configure el Autoajuste de la siguiente manera:
Para su información
¡Muy importante! Asegúrese de presionar la tecla Enter después de escribir sus números, de lo contrario, éstos no se introducirán. 48. Haga clic en el botón Start para comenzar la ejecución de autoajuste (esto puede tardar un par de minutos). La función de Autoajuste ajustará un lazo de temperatura del forro aumentando el PIDE CV en 20 por ciento de su valor actual y cancelará la ejecución del autoajuste si la variable del proceso va a subir a más de 150 antes que concluya la ejecución del autoajuste.
Autotune Status
Durante la ejecución, la ventana de estado mostrará los mensajes “In Progress” y “OK” para que el usuario sepa que hay actividad.
49. Cuando haya concluido el autoajuste, verá algo similar a lo siguiente (aunque los valores de ganancias quizás no sean los mismos):
Observe los parámetros de modelo del proceso calculados por el autoajuste. ¿Son estos valores cercanos a los valores introducidos previamente en los bloques DeadTime y LeadLag?
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50. Cargue el conjunto de ganancias Medium Response en el PIDE seleccionando el botón de Medium Response y haciendo clic en el botón Load Gains .
Esto cambiará las ganancias actuales Current Gains en el PIDE para reflejar la selección Medium Response como se muestra a continuación:
51. Haga clic en el botón Release para liberar el tag Autotune . 52 Cierre las pantallas Autotune y Trend para regresar a la plantilla principal. 53. En la plantilla principal de Jacket Temp (TIC_117) PIDE, haga clic en el botón Auto para ir al modo automático, y cambie el SP a un valor de 150.0 . Observe el resultado en la tendencia de la página Tune/Trend. 54. En la plantilla principal de Jacket Temp (TIC_117) PIDE, cambie el SP a un valor aproximado de 125 introduciendo el valor en el campo SP Edit o mediante el elemento deslizante SP vertical. Espere que PV llegue a aproximadamente 125 . 55. Coloque Jacket Temp (TIC_117) PIDE en el modo Cascada haciendo clic una vez en el botón Cas/Rat en la plantilla principal. Los indicadores de modo deben reflejar el cambio al modo de cascada. Nota: Asegúrese de que TIC117 esté en el modo de cascada; el autoajuste no funcionará en el TIC116 si éste se está inicializando. 56. Verifique que Product Temp (TIC_116) PID está en el modo Manual y repita el procedimiento de autoajuste previo usando 10%CV StepSize en la configuración de autoajuste (recuerde que el proceso de autoajuste requiere un par de minutos). Los resultados del autoajuste deben ser similares. 57. Nuevamente, seleccione las ganancias para Medium Response y cargue el PIDE de temperatura con esas ganancias haciendo clic en el botón Load Gains to PIDE. 58. Haga clic en el botón Release para liberar el tag Autotune . 59. En la plantilla principal de Product Temp (TIC_116) PIDE, coloque el PIDE en el modo Auto .
60. La pareja en cascada tiene parámetros de ajuste y está en modo totalmente automático como pareja en cascada. Siéntase en libertad de cambiar el punto de ajuste del lazo Product Temp (TIC_116) y observe las respuestas de los lazos Product Temp (TIC_116) y Jacket Temp (TIC_117) . También puede regresar a las ventanas de ajuste de cualquiera de los PIDE y seleccionar un conjunto de ganancias diferentes para una respuesta diferente, seleccionando el conjunto de ganancias y cargándolo al PIDE.
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Práctica de laboratorio 04: Estrategia de control de adición de materiales usando las instrucciones Discrete 3-State Device y Totalizer Function Blocks En esta aplicación usamos la instrucción Discrete 3-State Device (D3SD) para controlar la adición de materiales al reactor en la estrategia de control que consta de un par de válvulas solenoides que controlan el flujo de líquido al t anque. La válvula 1 (VLV106A) está en una tubería de alimentación de mayor diámetro en el tanque, y la válvula 2 (VLV106B) está instalada en paralelo en un tubo de alimentación de menor diámetro. Cuando se añade líquido inicialmente, la instrucción D3SD es comandada al estado de alimentación rápida (State2) donde ambas válvulas están abiertas. Cuando el líquido añadido se acerca a la cantidad especificada, la instrucción D3SD es comandada al estado de alimentación lenta (State1) donde la válvula 1 se cierra y la válvula 2 se mantiene abierta (lento). Cuando se llega al punto especificado, la instrucción D3SD es comandada al estado desactivado (State0) y ambas válvulas se cierran. Siempre y cuando la instrucción D3SD esté en control del programa, las válvulas se abren según las entradas Off, Slow y Fast (Desactivado, Lento y Rápido). El operador también puede tomar el control de operador del sistema de alimentación si es necesario. Las válvulas solenoides en este ejemplo tienen interruptores de final de carrera que indican cuando las válvulas están totalmente cerradas o abiertas. Estos interruptores están cableados a las entradas de retroalimentación FB0, FB1, FB2 y FB3. Esto permite que la instrucción D3SD genere un FaultAlarm si las válvulas solenoides no llegan a sus estados ordenados dentro del FaultTime configurado. También usaremos un totalizador TOT (Totalizer) para acumular el flujo volumétrico producido por la acción de la válvula y controlar las válvulas en base al resultado de totalización. En esta práctica de laboratorio, usted: Se familiarizará con las capacidades de los bloques de función D3SD y TOT. Repasará un ejemplo de aplicación de proceso programado en Logix5000 con utilización de estos bloques.
Descripción general de las instrucciones de bloque de función de driver de dispositivo Los bloques de función de ‘driver de dispositivo’ (D2SD y D3SD) s on instrucciones que suministran funcionalidad de control y retroalimentación para dispositivos que tienen estados específicos de operación (abierto/cerrado, avance/apagado/ retroceso, etc.). Los estados de los dispositivos generalmente son indicados mediante alguna forma de retroalimentación proveniente del dispositivo (interruptores de final de carrera en el caso de una válvula). La función de driver de dispositivo puede emitir el comando al dispositivo para entrar a un estado específico y puede aceptar la retroalimentación del dispositivo para verificar que realmente entró al estado solicitado. Un control de válvula simple que usa un D2SD tendría el aspecto siguiente.
Las conexiones mostradas son solamente las conexiones eléctricas al sistema. Sólo envían las señales para solicitar el estado apropiado y monitorear el feedback a fin de verificar que el dispositivo esté en el estado apropiado. Estos no son los ‘comandos’ que controlan el dispositivo. Los comandos que indican a los dispositivos D2SD o D3SD que dirijan el dispositivo a un estado específico son emitidos por el operador o el programa a través de ‘peticiones de comando’. En el modo Operator, esto se hace a través de parámetros OperxReq , los cuales normalmente serían controlados desde una plantilla de operador. En el modo Program, esto se hace a través del parámetro ProgCommand , el cual normalmente estaría cableado desde la lógica de decisión de comandos. Repaso de una configuración típica de bloque D3SD La configuración típica de D3SD consiste en conectar las señales apropiadas de retroalimentación como señales de entrada y salida para realizar el accionamiento requerido. Las funciones D2SD y D3SD deben tener salidas vinculadas a ellas para funcionar (sin ello no es divertido) 1. Maximice su proyecto RSLogix 5000 AI_CLX_FB_Lab. 2. Expanda el programa Reactor_01_VLVs y haga doble clic en la rutina R01_XV106ab para abrir el espacio disponible del bloque de función. ET1ES 1/5/2009
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Revisemos nuestro programa.
Como ve, tenemos cuatro entradas y dos salidas conectadas a nuestro bloque de función D3SD. Hay cuatro retroalimentaciones diferentes de los interruptores de final de carrera. XV_106A_LS_CLOSED , XV_106A_LS_OPEN , XV_106B_LS_CLOSED y XV_106B_LS_OPEN . Éstas existen como tags al alcance del controlador en el proyecto y son representativas de las entradas discretas de interruptor de final de carrera. Hemos introducido los nombres de tags de los interruptores de final de carrera respectivos en los bloques de referencia de entrada. XV_106A_LS_CLOSED -> FB0 XV_106A_LS_OPEN -> FB1 XV_106B_LS_CLOSED -> FB2 XV_106B_LS_OPEN -> FB3 Las Referencias de entrada tienen el aspecto siguiente:
Hay dos señales de accionador diferentes que se usan para manipular las válvulas: XV_106A_Cmd , XV_106B_Cmd . Éstas existen como tags al alcance del controlador en el proyecto y son representativas de las salidas discretas de accionador. Hemos introducido los nombres de tags de los accionadores respectivos en los bloques de referencia de salida ya sea haciendo doble clic en el signo de interrogación y escribiéndolos, o navegando a los tags al alcance del controlador y asignándolos.
El resultado debe ser como sigue: Out0 -> XV_106A_Cmd Out1 -> XV_106B_Cmd Las Referencias de salida tienen el aspecto siguiente:
Observe que Out2 no se usa para esta aplicación (use sólo los que necesite).
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Repaso de la configuración del bloque D3SD mínimo Ahora el D3SD debe configurarse de manera que sepa qué salidas activar cuando se ordena un estado y qué retroalimentación esperar como resultado del comando. Para hacerlo, deben establecerse los parámetros de D3SD para reflejar con precisión las condiciones de la situación física. Para funcionar, las funciones D2SD y D3SD deben tener estados, retroalimentación y salidas definidas en los parámetros. Los otros parámetros pueden permanecer en sus valores predeterminados. State 0 – Desactivado: La válvula 1 está cerrada, la válvula 2 está cerrada Out0 – Desactivado (cerrar válvula 1) Out1 – Desactivado (cerrar válvula 2) XV_106A_LS_CLOSED – Activado (válvula 1 está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106A_LS_OPEN – Desactivado (válvula 1 no está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’) XV_106B_LS_CLOSED – Activado (válvula 2 está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106B_LS_OPEN – Desactivado (válvula 2 no está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’) State 1 – ‘Lento’: La válvula 1 está cerrada, la válvula 2 está abierta Out0 – Desactivado (abrir válvula 1) Out1 – Activado (cerrar válvula 2) XV_106A_LS_CLOSED – Activado (válvula 1 no está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106A_LS_ OPEN – Desactivado (válvula 1 está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’) XV_106B_LS_CLOSED – Desactivado (válvula 2 está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106B_LS_OPEN – Activado (válvula 2 no está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’) State 2 – ‘Rápido’: La válvula 1 está abierta, la válvula 2 está abierta Out0 – Activado (abrir válvula 1) Out1 – Activado (abrir válvula 2) XV_106A_LS_CLOSED – Desactivado (válvula 1 no está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106A_LS_OPEN – Activado (válvula 1 está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’) XV_106B_LS_CLOSED – Desactivado (válvula 2 no está en su interruptor de final de carrera ‘cerrado’) XV_106B_LS_OPEN – Activado (válvula 2 está en su interruptor de final de carrera ‘abierto’)
3. Haga clic en el botón de puntos suspensivos en el bloque D3SD para obtener acceso a los parámetros y seleccione la ficha Configure.
La tabla Feedback State proporciona una manera fácil de definir el estado de retroalimentación esperado para cada estado de dispositivo. La tabla Output State proporciona una manera fácil de definir la configuración de salida del dispositivo para cada estado de dispositivo. 4. Revise las tablas D3SD comparándolas con la página anterior Hemos completado una descripción general de la funcionalidad básica de D3SD requerida para nuestra aplicación. Repaso de la configuración de D3SD opcional Se han incluido muchas opciones para ayudar a manipular la función sin programación adicional. Si bien no es práctico examinar cada opción en este formato, en esta sesión práctica se explorarán algunas de las opciones más comúnmente usadas. Fallo por haber sobrepasado el tiempo de espera El bloque D3SD emite comandos a dispositivos y monitorea la retroalimentación para verificar la integridad de la transición de estado. Generalmente es conveniente conocer si el estado ordenado no fue logrado en cierto período de tiempo. En el bloque puede establecerse un período de tiempo para establecer este umbral. Si dicho tiempo transcurrió y no se logró el estado ordenado, el bloque generará una alarma. La alarma de fallo también se generará si un dispositivo repentinamente sale de un estado sin haber recibido un comando para hacerlo (según evidencia de la retroalimentación). FaultTime (Entrada): el tiempo en segundos de espera para que la retroalimentación indique el estado ordenado antes de declarar un fallo.
FaultAlarmLatch (Entrada): valor booleano que configura el bloque para enclavar la alarma si ésta ocurre. Esto es útil cuando se está degradando el rendimiento de un dispositivo comandado y llegando a un estado de operación marginal. La alarma puede emitirse por un período de tiempo muy corto si no estaba enclavada. FaultAlarmUnlatch (Entrada): valor booleano que desenclava la alarma cuando ésta ha sido enclavada. ET1ES 1/5/2009
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FaultAlarm (Salida): valor booleano usado para indicar que ocurrió un fallo por haber sobrepasado el tiempo de espera. Modo Alarma La salida ModeAlarm es una salida booleana que indica que el bloque D3SD recibió un comando por parte del programa, pero está en el modo de control de operador. Si el D3SD se encuentra en modo ‘Operator’ y el programa está tratando de activar una de las entradas ‘ProgxCommand’, se ignorará el comando Prog y se activará ModeAlarm. ModeAlarm (Salida): salida booleana proveniente del bloque para indicar que se está recibiendo un comando del Programa, pero el modo de control actual es ‘Operator’. Permisivas Las entradas permisivas son entradas que permiten, o lo que es más importante, impiden una transición a una estado específico en la función. En nuestro ejemplo previo puede haber un modo de mantenimiento en la máquina que impediría que un operador abra las válvulas en la máquina. En este caso, se puede monitorear la actividad de mantenimiento de un tag booleano y los estados 1 ó 2 ‘sin permiso’ en los que cualquiera de las válvulas estaría abierta. Tome nota que perder una entrada permisiva no causará que el D3SD salga de un estado; esto sólo no permitirá que el D3SD entre a dicho estado. State0Perm, State1Perm, State2Perm (Entradas): entradas booleanas al bloque para permitir/impedir individualmente cualquiera de los tres estados.
Anular El modo Override (Anular) puede usarse para condiciones de enclavamiento donde usted desea forzar el dispositivo a un estado de seguridad predefinido. ProgOverrideReq (Entrada): entrada booleana al bloque para recibir la lógica de enclavamiento programada. OverrideState (Entrada): entrada DINT para definir el estado de salida en el modo Override: 0, 1 ó 2.
Override (Salida): salida booleana desde el bloque para indicar que está en el estado de anular. 5. Haga clic en Cancel para salir del diálogo D3SD Properties.
Información acerca de los bloques Totalizer (TOT) La instrucción de bloque de función ‘Totalizer’ (TOT) es una función que usa un v alor analógico como entrada y acumula el valor para reflejar un total preciso. Una aplicación típica sería la totalización de un flujo. En este caso es conveniente conocer el volumen del material transferido a través de la tubería con la mayor precisión posible (limitado por la precisión del transmisor de flujo). Hay muchas consideraciones que deben tenerse en cuenta en este tipo de aplicación para garantizar la precisión: tiempo base del muestreo (coordinación con la muestra analógica), punto flotante (coma flotante) de doble precisión de manera que no ocurran ‘bloqueos’ de acumulación, etc. Además, muchas aplicaciones basan los eventos en el logro de un valor específico en la acumulación. Estas funciones y opciones, y muchas otras operaciones comunes asociadas con este tipo de aplicación, están contenidas en la función TOT de manera que no se requiere realizar ninguna otra programación. La configuración típica de TOT consiste en conectar la señal analógica apropiada como entrada y conectar la(s) señal(es) de salida (total, indicadores específicos, etc.) a cualquier procesamiento corriente abajo deseado. Para su información
Para funcionar, la función TOT debe tener una entrada analógica. Normalmente hay otras conexiones para las salidas total y específica, pero éstas dependen de la aplicación.
Para la situación de dos válvulas de la estrategia de adición de materiales creada en la sección D3SD, utilizamos un totalizador para acumular el flujo volumétrico producido por la acción de las válvulas. Esto se hace monitorizando un transmisor de flujo y acumulando la señal de flujo mediante totalización, y luego c ontrolando las válvulas en base al resultado de totalización.
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Repaso de una configuración típica de bloque TOT En la rutina R01_XV106ab , ubique la instrucción TOT tal como se muestra a continuación:
Como puede ver, tenemos una entrada al bloque TOT con un nombre de tag Flow . Hemos creado la lógica y las conexiones de manera que D3SD pueda ser comandado por TOT. Los comandos y estados serán como se indica a continuación: Estado del totalizador Estado de D3SD TargetDev1 Comando 1 – ‘Lento’ (Flujo lento, una válvula abierta, una cerrada) Target Comando 0 – Desactivado (Ningún flujo, ambas válvulas cerradas) Los parámetros ‘Target’ y ‘TargetDev1’ son configurables de modo que sus indicadores se activen cuando la acumulación del totalizador llegue a dichos v alores. Luego colocamos tres (3) bloques OSRI (One Shot Rising) (Un frente ascendente) en la hoja con el TOT. Los dos primeros los conectamos a TOT.TargetFlag y TOT.TargetDev1Flag. Conectamos el último con un bloque de referencia de entrada con referencia al tag FillTank (un tag booleano al alcance del controlador que ya existe). El tag FillTank actúa como petición de usuario para iniciar el ciclo de llenado del tanque. En el siguiente conectamos las salidas de las primeras dos OSRI a ProgXCommands D3SD de la siguiente maner: Primero OSRI.Output -> D3SD.Prog0Command Cuando TOT.Total llegue a su valor especificado, se emitirá un comando para cerrar las válvulas. Segundo OSRI.Output -> D3SD.Prog1Command
Cuando TOT.Total llegue a su valor TargetDev1, se emitirá un comando para cerrar las válvulas. Para el tercero OSRI, se iniciará el proceso emitiendo el comando al D3SD para abrir ambas válvulas. Pero esto también coloca a TOT en el modo Program e inicia la totalización para asegurar que el flujo de las válvulas no continúe sin verificación. Tercero OSRI.Output -> D3SD.Prog0Command Tercero OSRI.Output -> TOT.ProgProgReq Tercero OSRI.Output -> TOT.ProgStartReq
Repaso de la configuración del bloque TOT La función TOT no tiene parámetros que deban configurarse para su operación. Todos los parámetros pueden permanecer en sus valores predeterminados para una totalización simple. Para que se ejecute la aplicación, es necesario configurar algunos parámetros opcionales: Target = 50 TargetDev1 = 30 6. Para repasar nuestra configuración haga clic en el botón de puntos suspensivos en el bloque TOT para obtener acceso a los parámetros, y desplácese hacia abajo a los parámetros ‘Target’.
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Se han incluido muchas opciones para ayudar a manipular la función sin programación adicional. Si bien no es práctico examinar cada opción en este formato, en esta sesión práctica se explorarán algunas de las opciones más comúnmente usadas. Para su información
Base de tiempo
La entrada de base de tiempo permite a los us uarios especificar la base de tiempo del régimen de flujo de entrada (litros/seg., gal./min., etc.). TimeBase (Entrada): Un DINT que indica el número de la base de tiempo deseada: 0 segundos 1 minuto 2 horas 3 días
Ganancia
Si desea una conversión de ganancia de la entrada al total, la ganancia puede usarse para hacer esta conversión. Ejemplo: Entradas en galones/minuto, total en barriles. Ganancia (entrada): valor de punto flotante (coma flotante) usado como multiplicador. Indicadores específicos
Los indicadores específicos actúan como salidas indicadoras que el usuario puede configurar para indicar que el total ha llegado a un punto crítico durante el proceso. En el ejemplo de aplicación previo, los indicadores específicos se usaron para indicar, en primer lugar, dónde debe ser más lento el flujo (TargetDev1), y en segundo lugar cuándo está lleno el tanque (Target). Target (Entrada): umbral específico principal de punto flotante (coma flotante) para el valor totalizado. TargetDev1 y TargetDev2 (Entradas): objetos secundarios de propósito general de punto flotante (coma flotante) para el valor totalizado. TargetFlag (Salida): salida booleana para indicar que el total es mayor o igual que el parámetro Target. TargetDevFlag1 y TargetDevFlag2 (Salidas): salidas booleanas para indicar que el total es mayor o igual que los parámetros Target menos TargetDev.
Corte de entrada baja
Muchas veces hay un offset de señal de transductor que está presente cuando el valor es cero. La función ‘LowInCutoff’ permite al usuario compensar deteniendo la totalización si la entrada está por debajo de este valor. LowInCutoff (Entrada): valor de punto flotante (coma flotante) para establecer el umbral de corte. LowInCutoffFlag (Salida): salida booleana para indicar cuando el valor TOT está en ‘corte de entrada bajo’. 8. Cuando haya terminado de repasar los parámetros de configuración para el bloque TOT, haga clic en Cancel. 9. Minimice su proyecto RSLogix 5000 haciendo clic en el botón de minimizar.
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Ejercicio de los bloques de función D3SD y TOT con FactoryTalk ViewSE Client En esta sección usted verificará la operación de la estrategia de añadir materiales. Las instrucciones D3SD y TOT requieren interacción del operador para su operación. Las plantillas estándar generalmente se llaman desde la pantalla para interactuar con los bloques de función D3SD y TOT . Uso de la instrucción Discrete 3-State Device (D3SD) 10. Vaya a la aplicación FactoryTalk View SE Client. 11. Seleccione el botón Reactor # 01 en el menú de navegación para abrir la pantalla Reactor: Cuando se haya abierto, maximice la ventana para ver toda la pantalla
12. Se creó un objeto global de pareja de válvulas con representación animada táctil para mostrar la plantilla D3SD. Haga clic en la pareja Raw Material#4 Valve para abrir la plantilla 3 State Device (D3SD).
Primero, familiarícese con la plantilla para el bloque D3SD.
La plantilla muestra todos los estados de D3SD: La flecha indica el estado actualmente ordenado y el texto en la parte superior indica el estado designado de retroalimentación.
13. Asegúrese de que D3SD esté en el modo Operator y en la posición OFF . 14. Presione el botón Slow para indicar a D3SD que ordene el estado ‘Lento’ para la válvula. Observe que el Command State Indicator (flecha) se mueve inmediatamente al estado solicitado, pero el indicador Feedback State desaparece por un rato antes de confirmar el estado ‘Lento’. Este retardo se debe al hecho de que mientras la válvula se mueve, la retroalimentación está en un estado no especificado o intermedio. Cuando los pines de retroalimentación indican que se ha logrado un estado definido, este hecho es reflejado por el indicador ‘Feedback State’. Tome nota de que puede cambiar el texto usado para estas indicaciones en la propiedades de plantilla. 15. Ordene que D3SD vaya a estado Fast solicitando que ambas válvulas se abran. 16. Ordene que D3SD vaya a estado Off solicitando que ambas válvulas se cierren. 17. Coloque a D3SD en el modo Program . Ahora D3SD responderá a los comandos programáticos (e ignorará las acciones del operador). Uso de las instrucciones Totalizer y Discrete 3-State Device (D3SD) juntas Se creó una pantalla de objeto global Totalizer Control Panel para este proyecto que muestra los parámetros de instrucción totalizadores Target, Dev1 y Total.
Este panel tiene representación animada táctil para abrir la plantilla Totalizer. 18. Haga clic con el botón izquierdo del mouse en Totalizer Control Panel para abrir la plantilla.
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19. Colóquelo debajo de la plantilla D3SD como se muestra a continuación:
Revise la plantilla del bloque TOT . La plantilla muestra todos los estados y datos de usuario pertinentes de TOT. Comandos disponibles para la operación de TOT Start – Al presionar ‘Start’ (Iniciar) comienza la totalización. Stop – Al presionar ‘Stop’ (Detener) se detiene la totalización actual
en los valores actuales. Reset – Al presionar ‘Reset’ (Restablecer) se borra el valor acumulado (el ‘total’) y continúa en el mismo modo (Marcha o paro). 20. Asegúrese de que TOT esté en el modo Operator y que esté detenido . 21. En la plantilla TOT , presione Reset primero y luego Start .
