nghiên cứu khai thác một số module điều khiển quá trình của hệ simatic s7-300

môC LôC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1 KHÁI QUÁT VỀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
1.2. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH (PLC)
1.3 Hệ SIMATIC PLC S7-300.
1.3.1 PLC là gì?
1.3.2. Nguyên lý chung và cấu trúc bộ PLC.
1.3.3. Hệ PLC S7-300.
1.3.4. Các modul của PLC S7-300.
1.3.4.1. Modul CPU
1.3.4.2 Modul mở rộng.
1.4 PHẦN MỀM STEP – 7
1.4.2 Bộ chương trình STEP7 chuẩn (STEP7 Standard Package)
Chức năng quản lý (SIMATIC Manager)
Chức năng sắp xếp biểu tượng (Symbol Editor).
Chuẩn đoán lỗi phần cứng.
Ngôn ngữ lập trình.
Đặt cấu hình phần cứng (Hardware Configuration).
CHƯƠNG II: MODULE ĐIỀU KHIỂN MỀM TRONG STEP 7.
2.1 MODUL ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC VỚI FB41 “CONT_C”.
2.1.1 Giới thiệu chung về khối FB41.
2.1.2.Tham biến hình thức đầu vào của FB 41.
2.1.3. Tham biến đầu ra của FB41 “CON_C”
2.1.2 Khai báo tham số cho bộ điều khiển PID.
1
1
Dead Band
Tham số bộ PID (PID Parameter)
Manipulative Variable
2.2 MODUL ĐIỀU KHIỂN BƯỚC FB42 “CONT_S”.

2.2.1 Giới thiệu chung về FB42.
Sơ đồ cấu trúc khối FB42.
Thuật điều khiển PI bước.
Khởi động và thông báo lỗi.
Tham biến hình thức đầu vào của FB42.
2.3 KHỐI TẠO HÀM XUNG: FB43 “ PULSEGEN”.
2.3.1 Giới thiệu chung về khối FB43.
2.3.2. Mô tả FB43
Chế độ “Three step control” - Điều khiển 3 vị trí
Minimum Pulse or Minimum Break Time.
Điều khiển 3 vị trí không đối xứng.
Chế độ “Two step control”- Điều khiển 2 vị trí.
Chế độ bằng tay trong điều khiển 2/3 vị trí
Complete restart/ Restart.
Báo lỗi trong FB43
2.3.4 Tham biến hình thức đầu ra
2.4 MỘT SỐ CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG MODUL MỀM PID.
2.4.1. Với khối hàm FB 41 “CONT_C”.
2.4.2. Với khối hàm FB 43 “FULSEGEN”.
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MỘT SỐ THUẬT TOÁN
ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TRÊN CƠ SỞ CÁC MODULE MỀM
TRONG HỆ SIMATIC S7-300.
3.1 CƠ SỞ THỰC HIỆN THUẬT TOÁN.
2
2
3.1.1 Bộ điều khiển PID.
3.1.3 Một số phương pháp chọn tham số bộ điều khiển PID.
3.1.3.1. Thiết kế bộ điều khiển dựa trên cơ sở thực nghiệm.
A. Phương pháp thứ 1 của Zeigler- Nichols.
B. Phương pháp thứ 2 của Zeigler- Nichols.

Nguyên lý chung của phương pháp.
C. Phương pháp Chien- Hrones- Reswick.
C. Phương pháp bù hằng số thời gian tổng của Kuhn
3.1.3.2. Thiết kế bộ điều khiển dựa trên miền tần số
3.2. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID BẰNG MODULE MỀM TRONG
HỆ SIMATIC S7-300
3.2.1. Các khối hàm đọc tín hiệu tương tự (Analog)
3.2.1.1 Khối đọc giá trị tương tự FB 105
Mô tả và chỉ dẫn.
Xử lý sự cố
3.2.1.2 Khối đọc giá trị tương tự FB 106
Ký hiệu
Kích thước
Mô tả và chỉ dẫn
Xử lý sự cố
3.2.1.3 Khối đọc giá trị tương tự FB 107
Ký hiệu
Kích thước
Mô tả và chỉ dẫn.
Xử lý sự cố
3.2.2 Thiết kế bộ điều khiển PID bằng module mềm FB 41 “CONT_C”
3.3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID TRÊN CƠ SỞ HỆ LOGIC MỜ
3
3
3.2.1. Bộ điều khiển mờ
3.2.1.1. Cấu trúc bộ điều khiển mờ
3.2.1.2. Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ.
A. Bộ điều khiển mờ tĩnh
B. Bộ điều khiển mờ động.
3.2.2. Chỉnh định mờ tham số bộ điều khiển PID.

3.2.2.1. Phương pháp Zhao, Tomizuka và Isaka.
3.2.2.2. Ví dụ về bộ điều khiển PID có tham số chỉnh định trên cơ sở
hệ logic mờ.
3.2.3. Thiết kế bộ điều khiển PID có tham số chỉnh định trên cơ sở hệ
logic mờ (FPID) cho lò điện trở.
CHƯƠNG IV. ỨNG DỤNG THÍ NGHIỆM
TRÊN LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ 2,3 KVA
VÀ BÀN THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN MỨC.
4.1. ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN LÒ ĐIỆN TRỞ.
4.1.1. Đặc điểm bộ thí nghiệm điều khiển lò điện trở.
4.1.1.1 Sơ đồ thí nghiệm
4.1.1.2 Các thành phần trong sơ đồ thí nghiệm.
4.1.2 Chọn tham số bộ điều khiển PID cho lò điện trở
4.1.2.1 Mô hình hóa lò điện trở bằng công cụ System Identifcation
Toolbox trong MATLAB.
3.1.4.2. Chọn tham số bộ điều khiển PID cho lò điện trở
4.1.2.2 Kết quả thí nghiệm điều khiển lò nhiệt sử dụng bộ điều khiển
PID trên cơ sở các module mềm trong STEP7.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
4
4

MỞ ĐẦU
Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của các bộ điều khiển hiện đại
nhưng nhiều hệ thống điều khiển trong công nghiệp vẫn dùng bộ điều khiển
PID bởi vì nó là bộ điều khiển chuẩn và luật điều khiển của nó rất dễ hiểu. Một
trong những ứng dụng của bộ điều khiển PID trong điều khiển thích nghi và
điều khiển mờ là thường xuyên phải chỉnh định lại các tham số của nó để phù
hợp với sự thay đổi không biết trước của đối tượng cũng như của môi trường

nhằm đảm bảo được các chỉ tiêu chất lượng đã đề ra cho hệ thống.
Đặc biệt các thiết bị điều khiển logic khả trình PLC của hãng SIEMENS
hiện nay đang được dùng khá phổ biến ở nước ta hiện nay. Việc nghiên cứu
khai thác triệt để những tính năng của chúng trong kỹ thuật điều khiển là rất
cần thiết, nó cho phép chúng ta thực hiện được nhiều bài toán điều khiển mà
không cần tăng thêm chi phí đầu tư cho thiết bị.
Nội dung đề tài đề cập vào một số vấn đề sau:
• Nghiên cứu thiết bị điều khiển logic khả trình PLC và phần mềm STEP7
của hệ PLC SIMATIC S7-300 (Chương I).
• Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, nguyên lý làm việc, các tham số đầu vào
đầu ra của các module mềm PID controller tích hợp sẵn trong STEP7:
FB41, FB42, FB43 (chương II).
• Nghiên cứu cơ sở thuật toán để thiết kế một số thuật toán điều khiển quá
trình trên cơ sở các module mềm trong hệ SIMATIC S7-300: Bộ điều
khiển PID với khối FB41, bộ điều khiển PID với khối FB43 (chương III).
• Thí nghiệm kiểm chứng trên bộ thí nghiệm điều khiển lò điện trở, so sanh
với một số bộ điều khiển khác. Từ đó rút ra kết luận thực tiễn và những đề
xuất kiến nghị (chương IV).
5
5
CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1 KHÁI QUÁT VỀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Điều khiển trong kỹ thuật được hiểu là khoa học nghiên cứu về quá trình
thu thập, xử lý tín hiệu và điều khiển các quá trình và hệ thống thiết bị kỹ
thuật. Hệ thống điều khiển mà không có sự tham gia trực tiếp của con người
được gọi là hệ thống điều khiển tự động.
Điều khiển quá trình được hiểu là ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động
trong điều khiển, vận hành và giám sát các quá trình công nghệ, nhằm đảm bảo
chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn cho con người,
máy móc và môi trường.

Một hệ thống điều khiển (Controll System) là một liên kết của nhiều
thành phần, tạo nên một cấu hình hệ thống có khả năng đáp ứng một nhu cầu
nhất định. Một thành phần hay một quá trình (Process) cần được điều khiển
được gọi là đối tượng điều khiển (ĐT ĐK), được biểu diễn bằng một khối có
đầu vào và đầu ra.
ĐT ĐK
vào
ra

Hình 1.1 Quá trình cần điều khiển
Một hệ thống điều khiển đơn giản nhất bao gồm một bộ điều khiển tác
động lên một đối tượng điều khiển và được gọi là hệ thống điều khiển vòng hở
(open loop).
Đáp ứng
mong muốn
ra
ĐT ĐK
6
6
Bộ điều khiển
Hình 1.2 Hệ thống điều khiển vòng hở
Đối tượng điều khiển (ĐTĐK) là thành phần tồn tại khách quan.
Thiết bị điều khiển (TBĐK) là tập hợp tất cả các thiết bị của hệ thống
nhằm tạo ra tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng điều khiển.
Hệ thống điều khiển vòng kín (closed loop) được sử dụng thêm một giá trị đo
của tín hiệu ra thực sự để so sánh với đáp ứng đầu ra. Giá trị đo này được gọi
là tín hiệu phản hồi (feedback signal). Đáp ứng
mong muốn
ra
Quá trình

Bộ
điều khiển
So sánh
Hệ đo
ra
Hình 1.3 Hệ thống điều khiển vòng kín
Những năm 1940 của thế kỷ XX, cơ sở lý thuyết điều khiển tự động được
hình thành. Khi đó, các phương pháp khảo sát hệ “một đầu vào, một đầu ra -
SISO”. Vào cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 phương pháp đồ thị
nghiệm của Evans đã được hoàn thiện. Giai đoạn này được coi là “điều khiển
cổ điển”.
Đến những năm 1960, là giai đoạn phát triển của kỹ thuật điều khiển
được gọi là “điều khiển hiện đại” (Modern Control). Hệ kỹ thuật ngày càng trở
nên phức tạp, có “nhiều đầu vào, nhiều đầu ra - MIMO”.
Bắt đầu từ những năm 1980, xuất hiện “kỹ thuật điều khiển bền vững hệ
đa biến” . Trong hai thập kỷ cuối, nhiều nhánh mới về điều khiển cũng đã hình
thành, đó là: thích nghi, phi tuyến, hổn hợp, mờ và neural.
7
7
1.2. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH (PLC)
Ngày nay, các hệ thống điều khiển tự động sử dụng thiết bị điều khiển
khả trình (Programable Logic Controller- PLC) ngày càng phổ biến. Với
những tính năng ưu việt như: cấu trúc nhỏ gọn, tốc độ xử lý thời gian thực
cao, nhiều chức năng điều khiển, có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, cộng với
khả năng kết nối với các thiết bị điều khiển, theo dõi giám sát… đã tạo cho
PLC một khả năng làm việc linh họat và hiệu quả.
1.3 Hệ SIMATIC PLC S7-300.
1.3.1 PLC là gì?
PLC (Programable Logic Controller) là loại thiết bị cho phép thực hiện
linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình thay

cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.
1.3.2. Nguyên lý chung và cấu trúc bộ PLC.
* Sơ đồ khối của PLC
Hình 1.4 Sơ đồ khối của PLC
* Nguyên ký chung về cấu trúc bộ PLC.
Timer
Counter
8
8
Flag bit
Cổng ngắt và đếm
tốc độ cao
Cổng vào ra
on boad
Quản lý ghép nối
Bus PLC
Bộ nhớ chương trình
CPU
Bộ đệm
Vào ra
Khối xứ lý trung tâm
+
Hệ điều hành
9
9
Hình 1.5 Nguyên lý chung về cấu trúc PLC
Thành phần của PLC bao gồm: CPU (Central Preccesing Unit), RAM
(Random-Access Memory), các bộ xử lý vào/ra, các bộ xử lý toán học và các
thành phần khác được chế tạo đặc thù thích nghi với sử dụng vận hành trong
môi trường công nghiệp.

Một hệ thống có thể có 1 PLC hoặc gồm nhiều PLC kết qua MPI bus
Hình 1.6 Hệ thống điều khiển có một PLC
1.3.3. Hệ PLC S7-300.
Dòng Simatic S7 được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy xí nghiệp
trong nước. Các họ PLC của dòng simatic S7 bao gồm: S7-200, S7-300, S7-
400.
Module PS
10
10
Module CPU
Module SM
Module CP
Hình 1.8 SIMATIC S7 300/ của SIEMENS
1.3.4. Các module của PLC S7-300.
Để tăng tính sử dụng mềm dẻo trong ứng dụng thực tế, hê SIMATIC S7-
300 được chia nhỏ thành các module. Do vậy số module được sử dụng nhiều
hay ít tùy thuộc vào bài toán điều khiển. Tất các các module được gắn trên các
thanh ray (rack).
1.3.4.1. module CPU
1.3.4.2 module mở rộng.
Các module mở rộng được chia làm 5 loại chính:
a. module nguồn PS (Power Supply)
b. module cổng tín hiệu SM (Signal module):DI (Digital Input); DO
(Digital Output); DI/DO (Digital Input/Digital Output); AI (Analog Input); AO
(Analog Output); AI/AO (Analog Input/Analog Output).
c. module IM ( Interface module).
d. module FM ( Function module).
e. module CP (Communication module).
Hình 1.9 Sơ đồ kết nối các module của S7-300 trên rack
1.4 PHẦN MỀM STEP – 7

1.4.1 STEP7 định nghĩa và chức năng.
11
11
STEP7 là một bộ chương trình phần mềm chuẩn sử dụng để đặt cấu hình
và lập trình cho SIMATIC PLC. Nó là một phần mềm công nghiệp có các
version
STEP7 Micro/ DOS, STEP7 Micro/Win cho S7-200; STEP7 cho S7-300.
1.4.2 Bộ chương trình STEP7 chuẩn (STEP7 Standard Package)
Bộ chương trình STEP7 chuẩn hỗ trợ nhiều chức năng trong toàn bộ các
mặt của một quá trình tạo một nhiệm vụ điều khiển tự động.
Chức năng quản lý (SIMATIC Manager)
Simatic Manager quản lý toàn bộ dữ liệu thuộc về một dự án điều khiển tự
động, bất kể dữ liệu đó được thiết kế cho hệ thống điều khiển lập trình nào.
Hình 1.11 Giao diện màn hình Simatic Manager
Chức năng sắp xếp biểu tượng (Symbol Editor).
12
12
Với Symbol Editor ta có thể quản ly tất cả các tên biến hình thức.
Hình 1.12 Giao diện chức năng xuất nhập dữ liệu
13
xuất nhập dữ
13
Hình 1.13 Giao diện chức năng chỉnh sửa tên hình thức (symbol).
Chuẩn đoán lỗi phần cứng.
Ngôn ngữ lập trình.
Đặt cấu hình phần cứng (Hardware Configuration).
14
chỉnh sửa
14
CHƯƠNG II: MODULE ĐIỀU KHIỂN MỀM TRONG STEP 7.

Phần mềm STEP 7 cung cấp các modul điều khiển mềm PID để điều
khiển các đối tương có mô hình liên tục như lò nhiệt, động cơ, mức…
Phụ thuộc vào cơ cấu chấp hành, ta có thể chọn được các modul mềm
PID tương thích. Ba module được tích hợp sẵn trong STEP7:
1 . Điều khiển liên tục với FB41 (tên hình thức CONT_C).
2 . Điều khiển liên tục với FB42 (tên hình thức CONT_S).
3 . Điều khiển phát xung với khối hàm hỗ trợ FB43 (tên hình thức
FULSEGEN).
2.1 MODUL ĐIỀU KHIỂN LIÊN TỤC VỚI FB41 “CONT_C”.
2.1.1 Giới thiệu chung về khối FB41.
FB41 “CONT_C” được sử dụng để điều khiển các quá trình kỹ thuật
với các biến đầu vào và đầu ra tương tự trên cơ sở thiết bị khả trình SIMATIC.
Tín hiệu chủ đạo SP_INT được nhập dưới dạng dấu phẩy động.
Chứng năng CRP_IN là chuyển đổi kiểu biểu diễn của PV_PER từ
dạng số nguyên sang dạng số thực có dấu phẩy động.
Tín hiệu ra của
27468
100
__ ×= PERPVINCRP
Chức năng chuẩn hóa (PV_NORM) để chuẩn hóa tín hiệu hàm
CRP_IN.
Ngoài ra còn nhiều chức năng khác như lọc nhiễu, chọn luật điều khiển, đặt giá
trị thay thông báo lỗi.
15
15
Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc của khối FB41.
2.1.2.Tham biến hình thức đầu vào của FB 41.
FB 41 có 27 tham biến hình tức đầu vào
2.1.3. Tham biến đầu ra của FB41 “CON_C”
FB 41 có 9 tham biến hình tức đầu ra

2.1.4 Khai báo tham số cho bộ điều khiển PID.
Phần mềm STEP cung cấp một giao diện hỗ trợ cho người sử dụng
trong việc khai báo tham số cho bộ điều khiển PID.Tạo khối DB (Data Block)
cho bộ điều khiển sử dụng giao diện của module điều khiển PID bằng cách gõ
lệnh:
Start/ Simatic/ Step7/ PID Control Paramester Assignment.
Ví dụ: Ta sẽ tạo một Data Block mới tên là DB41.
16
16
Hình 2.2 Giao diện tạo khối DB mới

Hình 2.3 Gán tham số cho khối FB 41
1. Process Value, Internal (Biến quá trình bên trong).
2. Process Value, Peripheral (biến quá trình ngoại vi).
3. Chuẩn hoá biến quá trình.
17
Tên Project chứa
khối DB mà ta
muốn tạo
Tên khối DB chứa dữ liệu
mà ta muốn tạo
17
Dead Band
Nếu biến quá trình bị ảnh hưởng bởi nhiễu và bộ điều khiển được thiết lập
tốt nhất, nhiễu sẽ ảnh hưởng tới đầu ra. Khối Dead Band có tác dụng lọc những
giá trị nhỏ xung quanh giá trị xác lập.
Hình 2.4 Khối Dead Band
Tham số bộ PID (PID Parameter)
Ta có thể tích cực hoặc không tích cực các luật điều khiển tỉ lệ, vi phân,
tích phân một cách riêng lẻ.

a. Tích cực luật tỉ lệ (Proportional Action)
Luật điều khiển tỉ lệ được tích cực khi mà P_SEL được thiết lập giá trị
TRUE
b. Tích cực tích phân (Intergal Action )
Luật tích phân được tích cực khi “I_SEL) thiết lập giá trị TRUE.
c. Tích cực luật vi phân (Deritvative Action).
Luật vi phân được tích cực khi “D_SEL” được thiết lập giá trị TRUE.
Biến thao tác (Manipulative Variable)
Nhập vào giá trị thao tác bằng tay hay cho phép bộ điều khiển ở chế độ
tự động.
a. Chế độ bằng tay (Manual Mode).
Khi vòng điều khiển mở (tham số FB MAN_ON = TRUE). Ta có thể
chèn một giá trị ở cổng vào MAN.
b. Chế độ tự động (Automatic Mode ).
18
18
Vòng điều khiển được đóng ( FB Parameter MAN_ON=FALSE).
c. Giới hạn (Limit).
Giá trị thao tác luôn bị giới hạn trên và giới hạn dưới, để tránh giá trị
không được phép qua trong quá trình.
d. Chuẩn hoá (Standardziation)
Giá trị thao tác được làm thích hợp với đầu ra như là giá trị dấu phẩy
động và giá trị ngoại vi với thể thức sau sử dụng thừa số và phần bù.
Manipulated Value= Manipulated Value*Normalization Factor +
Normalization Offset.
FB41 “CON_C” hỗ trợ một bộ chương trình phục vụ việc khởi tạo lại
hoàn toàn hệ thống.
Khối FB41 không có khả năng tự kiểm tra lỗi bên trong của modul mềm
PID.
2.2 MODUL ĐIỀU KHIỂN BƯỚC FB42 “CONT_S”.

2.2.1 Giới thiệu chung về FB42.
FB42 “CON_S” là modul mềm được tích hợp sẵn trong phần mềm
STEP7. FB42 “CON_S” được sử dụng trên cơ sở Simatic- 300/400 để điều
khiển các đối tượng kỹ thuật với đầu ra của bộ điều khiển tín hiệu số.
Một phần trong các chức năng của modul mềm này là đóng vai trò của
một bộ điều khiển PI có các giá trị và tín hiệu đầu ra số đặt bằng tay. Làm việc
ở chế độ này bộ điều khiển bước không cần đến tín hiệu hồi tiếp.
Sơ đồ cấu trúc khối FB42.
19
19
Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc khối FB 42
Tín hiệu chủ đạo: Được biểu diễn dạng dấu phẩy động và được thiết lập
từ cổng vào SP_INT.
Tín hiệu ra của đối tượng: Được đưa thẳng từ cổng vào tương tự theo
kiểu số nguyên hoặc được truyền sau khi đã biến đổi sang kiểu số thực dấu
phẩy động.
Hàm CRP_IN có chức năng biến đổi giá trị truyền từ cổng vào tương tự
sang kiểu số thực.
Tín hiệu ra của CRP_IN=
27648.0
100.0
*ER_ PPV
Chuẩn hóa: chức năng của hàm PV_NORM là chuẩn hóa tín hiệu từ ra
của hàn CRP_IN.
Tín hiệu ra của PV_NORM=(Tính hiệu ra của
CRP_IN)*PV_FAC+PV_OFF
Thuật điều khiển PI bước.
Khối hàm FB42 của modul mềm PID làm việc không cần có tính hiệu hồi
tiếp.
Khởi động và thông báo lỗi.

20
20
Tham biến hình thức đầu vào của FB42.
FB42 “CON_S” có tất cả 19 tham biến đầu vào.
Tham biến hình thức đầu ra của FB42.
2.3 KHỐI TẠO HÀM XUNG: FB43 “ PULSEGEN”.
2.3.1 Giới thiệu chung về khối FB43.
Khối hàm FB 43 được sử dụng để tạo một bộ điều khiển PID với xung
đầu ra cho cơ cấu chấp hành kiểu tỉ lệ.
Khối FB 43 có tác dụng hỗ trợ việc thiết kế một bộ điều khiển PID 2
hay 3 vị trí với bộ tạo xung theo nguyên tắc điều biên.
Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc khối FB 43
2.3.2. Mô tả FB43
Khối FB43 có tác dụng hỗ trợ việc thiết kế bộ điều khiển PID 2 hay 3 vị
trí với bộ tạo xung theo nguyên tắc điều biên.
21
21
FB 43 thường được sử dụng với FB41 để tạo ra bộ điều khiển với đầu ra
là tín hiệu xung.
Hình 2.7 Nguyên lý tạo xung của FB43
Sơ đồ của FB43 “PULSEGEN”
Hình 2.8 Sơ đồ của khối tạo xung của FB 43
a. Độ chính xác của biến thao tác (Accuracy of the Manipulated Value):
b. Sự đồng bộ hóa tự động (Automatic Synchronization).
c. Chế độ hoạt động
Chế độ “Three step control” - Điều khiển 3 vị trí
22
22
Hình 2.9 Biểu đồ đặc tính ở chế độ điều khiển 3 vị trí.
Minimum Pulse or Minimum Break Time.

Điều khiển 3 vị trí không đối xứng.
Hình 2.10 Biểu đồ đặc tính ở chế độ 3 vị trí không đối xứng
Chế độ “Two step control”- Điều khiển 2 vị trí.
Trong chế độ “Two step control” chỉ có xung dương ở đầu ra
QPOS_P của PULSEGEN là được kết nối điều chỉnh trạng thái bật/tắt của cơ
cấu chấp hành.

Hình 2.11 Biểu đồ đặc tính ở chế độ 2 vị trí
23
23
Hình 3.3.7 Biểu đồ đặc tính ở chế độ điều khiển 2 vị trí 0-100%
Chế độ bằng tay trong điều khiển 2/3 vị trí
Complete restart/ Restart.
Báo lỗi trong FB43
Giống như FB41, khối này không có khả năng tự kiểm tra lỗi, tham số
RET_VAL không được sử dụng.
2.3.3 Tham biến hình thức đầu vào
Hàm FB43 có 13 tham biến hình tức đầu vào
2.3.4 Tham biến hình thức đầu ra
Hàm FB43 có 2 tham biến hình tức đầu ra.
2.4 MỘT SỐ CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG MODUL MỀM PID.
2.4.1. Với khối hàm FB 41 “CONT_C”.
2.4.2. Với khối hàm FB 43 “FULSEGEN”.
24
24
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MỘT SỐ THUẬT TOÁN
ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TRÊN CƠ SỞ CÁC MODULE MỀM
TRONG HỆ SIMATIC S7-300.
3.1 CƠ SỞ THỰC HIỆN THUẬT TOÁN.
3.1.1 Bộ điều khiển PID.

Luật PID bao gồm 3 thành phần chính: Tỉ lệ (Proprtional), Tích phân
(Interval) và Vi phân (Derivative). Người ta thường nói rằng PID là tập thể
hoàn hảo gồm 3 tính cách khác nhau:
+ Phục tùng và thực hiện chính xác nhiệm vụ được giao (tỉ lệ).
+ Làm việc và tích lũy kinh nghiệm để thực hiện tốt nhiệm vụ (tích
phân).
+ Luôn có sáng kiến và phản ứng nhanh nhạy với sự thay đổi tình huống
trong quá trình thực hiện nhiệm vụ (vi phân).
k
p
pT
1
1
T
D
p
●
e
u
Hình 3.1 Cấu trúc bộ điều khiển PID
Bộ điều khiển PID được mô tả bằng mô hình vào ra:

( ) ( ) ( )
( )







++=
∫
t
o
Dp
dt
tde
Tde
T
tektu
ττ
1
1
(3.1)
Từ mô hình vào ra trên ta có hàm truyền đạt của bộ điều khiển PID
25
25