정밀한 공정 제어를 위해 Micro800 PLC에서 PID 루프를 구현하는 방법

PID 루프는 온도, 압력, 레벨과 같은 설정점을 한도 내로 유지하기 위해 공정 산업에서 사용됩니다.

자세히 알아보려면 동영상을 시청하고, 기사의 나머지 부분을 읽으려면 아래로 스크롤하세요.

PID 루프 개념이 처음이라면 PID 컨트롤러 설명 블로그 게시물에서 이에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

이 기사에서는 Connected Components Workbench를 사용하여 Micro800 PLC에서 PID 루프를 구현하는 방법과 PID 루프가 탱크의 레벨을 제어하는 방법을 보여 드리겠습니다.

PID 루프 프로그래밍

PID 루프를 설정하기 위해 Connected Components Workbench로 전환해 보겠습니다.

Connected Components Workbench에서 파일> 새로 만들기를 클릭하여 새 프로젝트를 만듭니다.

새 프로젝트 대화 상자에서 프로젝트 이름을 지정하고 내 컴퓨터에서 저장할 위치를 지정합니다. 마지막으로 생성을 클릭하여 프로젝트를 생성합니다.

장치 추가 대화 상자에서 2080-LC50-48QWB-SIM PLC를 선택하고 선택을 클릭하여 선택 항목에 추가합니다. 그런 다음 프로젝트에 추가를 클릭하여 선택 항목을 프로젝트에 추가합니다.

Project Organizer에서 Global Variables를 두 번 클릭하여 Global Variables 테이블을 연 다음 이 데모에서 사용할 변수를 선언합니다.

변수가 선언되면 전역 변수 테이블을 닫습니다.

그런 다음 프로그램을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 추가> 새 FBD:기능 블록 다이어그램을 선택하여 프로젝트에 프로그램을 추가합니다.

새 프로그램을 두 번 클릭하여 열고 오른쪽 도구 상자에서 Instruction Block을 끌어 캔버스에 놓습니다.

명령어 블록을 두 번 클릭하여 명령어 블록 선택 대화 상자를 열고 PID를 검색합니다. 검색 결과에서 PID 명령어 블록을 선택하고 확인을 클릭하여 프로젝트에 추가합니다.

여기에 표시된 대로 명령의 인터페이스를 매개변수화하고 Gains 변수의 각 이득을 1로 설정했습니다.

명령을 구성한 후 Project Organizer에서 컨트롤러를 두 번 클릭하고 Interrupts(인터럽트) 탭을 엽니다. 이 탭에서 추가를 클릭하여 인터럽트를 추가합니다.

인터럽트 유형을 STI로 설정하고 프로그램을 Prog1로 설정했습니다. 그런 다음 자동 시작 확인란을 클릭하고 100밀리초마다 실행되도록 인터럽트를 구성합니다.

마지막으로 확인을 클릭하여 구성을 저장합니다.

이제 프로젝트가 구성되었으므로 PID 루프의 성능을 확인하기 위한 추세를 설정할 수 있습니다.

트렌드 구성

Connected Components Workbench에서는 추세를 사용하여 시간 경과에 따른 변수 값을 모니터링할 수 있습니다. Connected Components Workbench 버전 22를 사용하는 경우 Connected Components Workbench에서 트렌드를 사용하려면 먼저 Trends 도구를 설치해야 합니다.

트렌드를 구성하려면 프로젝트 구성에서 트렌드 탭을 활성화하고 트렌드 추가를 클릭합니다.

그런 다음 더하기 버튼을 클릭하여 모니터링할 변수인 Trace를 추가합니다.

열리는 대화 상자에서 FLOAT_OUT_0, FLOAT_IN_0 및 Setpoint를 추적할 변수로 선택하고 추가를 클릭하여 추세에 추가합니다.

확인을 클릭하여 구성을 저장합니다.

트렌드 페이지에서 오른쪽 하단에 있는 설정 아이콘을 클릭하고 Y축 구성을 스택에서 오버레이로 변경합니다.

이제 프로젝트를 테스트하고 이 PID 루프가 실제 프로세스를 어떻게 제어하는지 확인할 준비가 되었습니다.

PID 루프 테스트

이 PID 루프를 테스트하기 위해 프로젝트를 Micro800 시뮬레이터에 다운로드하고 시뮬레이터를 실행 모드로 설정했습니다.

다음으로 Factory IO에서 레벨 제어 장면을 엽니다.

장면이 열리면 파일을 클릭한 다음 드라이버를 클릭하여 드라이버 구성을 엽니다. 드롭다운 메뉴에서 Allen-Bradley Micro800 드라이버를 선택하고 구성을 클릭하여 드라이버 구성 창을 엽니다.

이 창에서는 Micro800 시뮬레이터의 IP 주소와 일치하도록 호스트 IP 주소를 설정했습니다.

구성이 완료되면 뒤로 화살표를 클릭하여 드라이버 구성으로 돌아가 연결을 클릭합니다. 녹색 체크 표시는 이제 장면이 Micro800 시뮬레이터에 연결되었음을 나타냅니다.

드라이버 구성 창을 닫고 재생 아이콘을 눌러 장면을 실행합니다.

탱크가 채워지기 시작하고 배출 밸브를 살짝 열어 탱크 밖으로 물이 흘러나오게 합니다.

Connected Components Workbench에서 Trend를 열고 재생 아이콘을 클릭하여 실행을 시작합니다. 이 추세에서 PID 루프가 목표 설정점을 유지하기 위해 채우기 밸브를 조정하는 것을 볼 수 있습니다.

마무리

이 기사에서는 Micro800 PLC에서 PID 루프를 구성하는 방법, 트렌드를 사용하여 PID 루프를 모니터링하는 방법, PID 루프가 Factory IO를 사용하여 실제 프로세스를 제어하는 방법을 살펴보았습니다.

이 데모에서는 임의의 이득을 사용했습니다. 실제 프로세스에서는 PID가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 PID를 조정하는 데 시간을 투자했습니다. 안타깝게도 튜닝은 복잡한 주제이므로 이 기사의 범위를 벗어납니다. Micro800 PLC 과정을 통해 PID에서 PID 루프를 조정하기 위해 자동 조정을 사용하는 방법을 다룰 것입니다.

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