Schneider Electric April5000, April7000, Processeur de régulation CPR1000 Mode d'emploi

1
Présentation
A
Mise en œuvre matérielle
B
Programmation
C
Exploitation / Mise au point
D
Exemples
E
Caractéristiques
F
Glossaire
G
TEM50130F
n
H
2
TEM50130F
n
3
Sommaire
Pages
A. Présentation
1. Généralités
1.1. Situation par rapport à l'automatisme
1.2. Adéquation à l'application pilotée
1.3. Autoréglage
1.4. Description de la face avant
2. Principe de programmation
2.1. Phase d'édition d'une application
2.2. Phase de mise au point d'une application
3. Liaison avec les terminaux "Face Avant"
4. Caractéristiques - Performances
4.1. Caractéristique du CPR1000
4.2. Catalogue des interfaces associables au processeur
de régulation
5. Organigramme de mise en œuvre
TEM50130F
A.1
A.5
A.5
A.6
A.6
A.7
A.9
A.9
A.14
A.15
A.17
A.17
A.18
A.21
B. Mise en œuvre matérielle
1. Implantation d'un CPR1000 et de ses cartes d'interface
dans l'automate
1.1. Architecture du système
1.2. Limitations
1.3. Exemples de configuration
2. Face avant du CPR1000
2.1. Visualisation de la face avant de la carte
2.2. Les connexions de la carte
2.2.1. La liaison RS485
2.2.2. Entrée Arrêt local et sortie chien de garde
2.3. Précautions de câblage
3. Les cartes d'interfaces associables au processeur de régulation
3.1. Les cartes d'entrées/sorties TOR
3.2. Les cartes d'entrées/sorties analogiques
3.3. Les cartes fréquences/comptage
B.1
B.5
B.5
B.6
B.7
B.9
B.9
B.10
B.10
B.11
B.13
B.15
B.15
B.16
B.16
C. Programmation
1. Généralités
1.1. La programmation d'une application de régulation
1.2. Le fonctionnement nominal du système de régulation
1.3. La phase d'initialisation du système de régulation
2. Paramétrage des cartes
2.1. Paramétrage du processeur de régulation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
2.3. Paramétrage des cartes d'interface
2.4. Diagnostic des cartes d'interface
3. Saisie des entités régulation
3.1. Composition d'une entité
3.2. Description de l'en-tête
3.3. Accès au commentaire général
3.4. Description du corps
C.1
C.5
C.5
C.7
C.8
C.9
C.10
C.12
C.13
C.13
C.15
C.15
C.16
C.17
C.18
n
4
Pages
4. Le mécanisme des échanges de données avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition et de rafraichissement des données
4.2. Volume des échanges
4.3. Synchronisation des échanges
C.19
C.19
C.20
C.22
5. La bibliothèque des BFC
C.23
5.1. Liste des boîtes fonctionnelles
C.23
5.2. Description des boîtes fonctionnelles
C.25
5.2.1. Valeur absolue d'un réel : boîte ABS
C.25
5.2.2. Intégration d'une valeur : boîte ACCUM
C.26
5.2.3. Ajustement de valeurs : boîte ADBIAS
C.28
5.2.4. Alarme sur écart entre deux valeurs numériques :
boîte ALRMDEV
C.30
5.2.5. Alarme sur niveaux (HHA, HA, LA, LLA) : boîte ALARMLEV C.31
5.2.6. Acquisition d'une entrée analogique : boîte ANAIN
C.32
5.2.7. Pilotage d'une sortie analogique : boîte ANAOUT
C.34
5.2.8. Arc cosinus : boîte ARCCOS
C.34
5.2.9. Arc sinus : boîte ARCSIN
C.34
5.2.10. Arc tangente : boîte ARCTG
C.34
5.2.11. Duplication de valeur : boîte ASSIGN
C.35
5.2.12. Fonction calcul : boîte CALC, KMUL,...
C.37
5.2.13. Comparateur bas avec hystérésis : boîte CB
C.39
5.2.14. Comparateur haut avec hystérésis : boîte CH
C.40
5.2.15. Sélecteur consigne distante ou locale : boîte CN
C.41
5.2.16. Comparaison de deux réels : boîte COMPAR
C.44
5.2.17. Cosinus d'un angle en radian : boîte COSINE
C.44
5.2.18. Acquisition d'une mesure comptage/fréquence : boîte CPTIN C.45
5.2.19. Mode de marche d'un régulateur : boîte CTRL_REG
C.46
5.2.20. Réalisation d'une bande morte : boîte DEADBND
C.47
5.2.21. Réalisation d'un retard pur : boîte DELAY
C.49
5.2.22. Acquisition d'une entrée TOR : boîte DIN
C.52
5.2.23. Pilotage d'une sortie TOR : boîte DOUT
C.53
5.2.24. Ecart entre 2 nombresz avec détection de dépassement :
boîte EC
C.55
5.2.25. Exponentielle : boîte EXP
C.56
5.2.26. Forçage d'une entrée numérique : boîte FN
C.56
5.2.27. Générateur de fonctions : boîte FCTCHAR
C.57
5.2.28. Compensation de débit en pression : boîte FLOWP
C.60
5.2.29. Compensation de débit en température : boîte FLOWT
C.61
5.2.30. Réalisation d'une hystérésis : boîte HYST
C.62
5.2.31. Intégration de valeur : boîte INTEGR
C.63
5.2.32. Division pondérée : boîte KDIV
C.64
5.2.33. Multiplication : boîte KMUL
C.64
5.2.34. Racine carrée pondérée : boîte KSQRT
C.64
5.2.35. Réalisation d'une avance/retard de phase : boîte LEADLAG C.65
5.2.36. Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique : boîte LIMITERC.68
5.2.37. Logarithme népérien : boîte LN
C.69
5.2.38. Sélection du maximum de deux valeurs : boîte MAXI
C.69
5.2.39. Sélection du minimum de deux valeurs : boîte MINI
C.69
5.2.40. Chaud / froid : boîte OPRANGE
C.70
TEM50130F
n
5
Pages
5.2.41.
5.2.42.
5.2.43.
5.2.44.
5.2.45.
5.2.46.
5.2.47.
5.2.48.
5.2.49.
5.2.50.
5.2.51.
5.2.52.
5.2.53.
5.2.54.
5.2.55.
5.2.56
5.2.57
5.2.58
5.2.59
5.2.60
5.2.61.
Régulateur P.I.D. : boîtes PID et PID_2
C.72
Boîte fonctionnelle PID étendu : boîte PID_FF
C.79
Fonctionnement d'un régulateur : boîte PLC_LOAD
C.82
Etat de l'automate : boîte PLCSTAT
C.83
Pilotage d'une sortie en modulation de durée : boîte PULSWM C.84
Générateur de rampe : boîte RAMP
C.87
Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
C.89
Limitation de la vitesse de variation : boîte RATELIM
C.91
Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.92
Changement d'échelle d'une valeur numérique : boîte SCALING
C.93
Exploitation du diagnostic de l’autoréglage : BFC SELDIAG C.95
Correcteur PID autoréglable : BFC SELFPID
C.98
Pilotage d'une sortie servo moteur : boîte SERVO
C.103
Pilotage d'une sortie servo moteur : boîte SERVO2
C.105
Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
C.107
Sommateur pondéré : boîte SM
C.108
Split range : boîte SPLITRG
C.109
Sélection d'une valeur parmi deux suivant état : boîte SWITCHC.110
Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
C.110
Temporisation : boîte TEMPO
C.111
Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées
et de positionnement de sorties
C.112
5.2.61.1. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.113
5.2.61.2. Acquisition rapide d'une entrée : boîte WORDIN C.114
5.2.61.3. Positionnement rapide d'une sortie :
boîte WORDOUT
C.115
5.2.61.4. Initialisation d'écriture rapide : boîte WR_INIT
C.116
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
C.117
5.4. Fiche terminal
C.119
6. Principe de fonctionnement du CPR1000
D. Exploitation - Mise au point
1. Le réglage des paramètres
1.1. Réglage du PID par approches successives
1.1.1. Choix de la période d'échantillonnage
1.1.2. Réglage de l'action proportionnelle
1.1.3. Réglage de l'action dérivée
1.1.4. Réglage de l'action intégrale
1.2. Réglage du PID par modélisation
1.2.1. Procédé à dominante du premier ordre
1.2.2. Procédé du premier ordre avec temps mort
1.2.3. Procédé intégrateur
1.2.4. Procédé intégrateur avec temps mort
1.2.5. Autres procédés rapides
1.2.6. Procédés lents
1.3. Réglage d'un PID en automatique
1.4. Réglage du LEADLAG
1.4.1. Réglage du gain
1.4.2. Réglage des constantes de temps
1.4.3. Finalisation des réglages
TEM50130F
C.112
D.1
D.5
D.5
D.5
D.7
D.8
D.9
D.11
D.11
D.12
D.13
D.14
D.14
D.16
D.17
D.18
D.18
D.18
D.19
n
6
2. Les modes de fonctionnement
2.1. Etats de fonctionnement du processeur de régulation
2.2. Changements de mode de fonctionnement
2.2.1. Transition INIT → STOP
2.2.2. Transition de tout mode → INIT
2.2.3. Transition STOP → RUN
2.2.4. Transition RUN → STOP
2.2.5. Transition STOP → MISE AU POINT
2.2.6. Transition MISE AU POINT → STOP
2.3. Cas de perte de dialogue avec la CPU
2.4. Utilisation de cartes d'archivage
2.5. Transfert dans l'automate comprenant des régulateurs
ou des processeurs de régulation
3. Les fonctions disponibles en exploitation par ORPHEE
3.1. Visualisation dynamique
3.1.1. Etat de fonctionnement des cartes
3.1.2. Visualisation dynamique de données
3.1.3. Visualisation dynamique d’une entité régulation
3.2. Modification de données
3.3. Envoi de commandes
3.4. Fonctions de mise au point
3.4.1. Accès à l'écran de mise au point
3.4.2. Points de passage
3.4.3. Exécution entité par entité
3.5. Modification de programme en ligne
4. Exploitation de l’autoréglage
4.1. Domaine d’utilisation
4.2. Configuration de la boucle dans l’application
4.3. Mode opératoire de l’autoréglage
4.3.1. Principes du test
4.3.2. Précautions
4.3.3. Modes de marche
4.3.4. Mise en œuvre de l’autoréglage
4.3.5. La fonction BACKUP
4.3.6. Chronogramme des signaux essentiels dans le cas nominal
4.3.7. Déroulement d’un autoréglage
4.4. Mode de fonctionnement du correcteur SELFPID
4.5. Diagnostic de l’autoréglage
4.5.1. Tableau de correspondance des messages
TEM50130F
D.21
D.21
D.23
D.24
D.24
D.24
D.25
D.25
D.25
D.26
D.27
D.29
D.33
D.33
D.33
D.36
D.37
D.39
D.40
D.42
D.42
D.44
D.45
D.46
D.47
D.47
D.49
D.50
D.50
D.50
D.51
D.52
D.53
D.54
D.55
D.56
D.57
D.60
n
7
E. Exemples
1. Conseils utiles
1.1. Au niveau programmation
1.1.1. Aspect sécurité
1.1.2. Conseils généraux sur le programme propre du CPR1000
1.1.3. Conseils sur l'utilisation des E/S dans la programmation
1.2. Conseils d'élaboration d'un système de commande automate
1.3. Réalisation d'un automatisme intégrant des boucles de régulation
2. Exemple
F. Caractéristiques
1. Caractéristiques du CPR
2. Caractéristiques des modules entrées TOR disponibles
3. Caractéristiques des modules sorties TOR disponibles
4. Caractéristiques des modules entrées analogiques disponibles
5. Caractéristiques des modules sorties analogiques disponibles
6. Caractéristiques des modules positionnement comptage
fréquencemètre
G. Glossaire
TEM50130F
E.1
E.5
E.5
E.5
E.5
E.5
E.6
E.6
E.9
F.1
F.5
F.7
F.9
F.11
F.13
F.15
G.1
n
8
Avant-propos
Avant de lire ce document, vous devez lire les notices suivantes :
ORPHEE
TEM10000F
AUTOMATES
TEM20000/30000F
TERMINAL "FACE AVANT" TEM50110F
TEM50130F
n
A.1
Présentation
A. Présentation
TEM50130F
n
A
A.2
A
Présentation
TEM50130F
n
A.3
Présentation
Sommaire
pages
TEM50130F
1. Généralités
1.1. Situation par rapport à l'automatisme
1.2. Adéquation à l'application pilotée
1.3. Autoréglage
1.4. Description de la face avant
A.5
A.5
A.6
A.6
A.7
2. Principe de programmation
2.1. Phase d'édition d'une application
2.2. Phase de mise au point d'une application
A.9
A.9
A.14
3. Liaison avec les terminaux "Face Avant"
A.15
4. Caractéristiques - Performances
4.1. Caractéristique du CPR1000
4.2. Catalogue des interfaces associables au processeur de régulation
A.17
A.17
A.18
5. Organigramme de mise en œuvre
A.21
n
A
A.4
A
Présentation
TEM50130F
n
A.5
Présentation
1. Généralités
1.1. Situation par rapport à l'automatisme
• Le processeur de régulation CPR1000 a pour fonction de piloter des boucles de
régulation à l'aide de correcteurs de type PID. C'est une unité de traitement indépendante de la CPU pouvant commander différents types de modules d'interfaces de
manière totalement autonome. Une panoplie complète d'interfaces d'Entrées/Sorties
tant analogiques ( ± 10 V, 4 - 20 mA, …), Tout Ou Rien que spécifiques (sonde
Pt100, comptage rapide, fréquencemètre, …) associée au processeur de régulation
CPR1000 permet de répondre aux besoins de régulation des plus simples au plus
complexes.
• L'unité de traitement CPR1000 dispose d'une période d'échantillonnage pour chaque
%RE. La période minimale d'une boucle de régulation est supérieure ou égale à 100
ms.
• Le paramétrage des boucles de régulation s'effectue via la console ORPHEE et un
éditeur dédié. L'utilisateur dispose de boîtes fonctionnelles spécialisées (BFC
d'interfaces, de calculs, d'alarmes, de limitations, …) lui permettant de composer
autour de correcteurs PID les schémas des boucles désirés.
• Le CPR1000 s'insère dans un rack standard d'APRIL5000/7000. Il occupe 1 emplacement. Le nombre de processeurs de régulation utilisant des interfaces d'Entrées/
Sorties est limité à :
- 1 par canal dans l'APRIL7000,
- 1 sur un APRIL5000.
FACE AVANT
ALIM
0
P
C
S
P
U
U
0
5
1
1
5
0
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6
7
8
9
ALIM
0
1
2
3
4
5
P
C
E
E
E
S
S
S
P
N
N
N
O
O
U
R
T
T
T
R
R
0
1
R
R
R
T
T
1
0
E
E
E
I
I
5
0
E
E
E
E
E
0
0
S
S
S
S
S
PROCESS
COMMANDES
ACQUISITIONS MESURES
TEM50130F
n
A
A.6
A
Présentation
• Le CPR1000 dispose d'une propre entrée "STOP" arrêt local et d'une sortie chien de
garde garantissant la sécurité de fonctionnement.
• Un maximum de 8 cartes interfaces peuvent être associées au CPR1000 formant
ainsi un système de régulation autonome. Ainsi le système de régulation est susceptible de continuer à piloter le processus même si l'unité centrale de l'automate est à
l'arrêt ou hors tension. L'unité centrale à l'arrêt, la régulation continue à acquérir en
mémoire de données les variables nécessaires aux traitements. Il peut ainsi tenir
compte des modifications de données émanant de la console ORPHEE ou de cartes
JBUS (via un superviseur par exemple).
• Le régulateur dispose également d'une liaison série RS485 permettant de dialoguer
avec des terminaux "Face Avant" (TER0040) afin de visualiser sur chaque boucle
l'état de la régulation et d'effectuer le réglage des paramètres adéquat si nécessaire.
1.2. Adéquation à l'application pilotée
Les boîtes fonctionnelles dédiées régulation permettent de réaliser, autour du correcteur PID, un schéma complet de régulation parfaitement adapté aux caractéristiques
du processus piloté :
- adaptation des informations des transmetteurs (compensation de débit, générateur
de fonction, retard pur, …),
- adaptation du signal de commande (limitation de commande, chaud / froid, bande
morte, sortie modulée, sortie servo moteur, …),
- calculs intermédiaires (intégration, mise à l'échelle, fonctions arithmétiques,
trigonométriques et exponentielles, …).
La souplesse de la programmation permet de réaliser des régulations de boucles
cascadées, de rapports, … et donc de réguler des processus multivariables.
La sortie chien de garde, permettant de piloter une station de reprise manuelle, ouvre
au processeur de régulation APRIL le domaine des boucles où aucune interruption de
commande, aussi courte soit-elle, n'est tolérable.
1.3. Autoréglage
Le CPR1000 est équipé d'une fonction d'autoréglage par l'intermédiaire de BFC
SELFPID.
La BFC SELFPID est utilisable sur le CPR1000 en lieu et place de la BFC PID, c'est-àdire dans tous les cas où les entrées/sorties de la BFC (mesure, consigne, commande) sont dans le format 0 % à 100 %.
TEM50130F
n
A.7
Présentation
1.4. Description de la face avant
Carte en mode
marche normale
Carte en état de fonctionnement
Défaut externe
Perte de dialogue avec la CPU
Absence de programme
Transfert du programme en cours
OK
RUN
EXT.FAULT
0
1
2
3
4
5
Réception sur la liaison "Face Avant"
Emission sur la liaison "Face Avant"
1
Liaison réseau RS485 avec les terminaux
"Face Avant" (16 maximum)
9
1
- une sortie chien de garde
- une entrée "arrêt local"
15
TEM50130F
n
A
A.8
A
Présentation
TEM50130F
n
A.9
Présentation
2. Principe de programmation
Le langage de programmation "ORPHEE" offre différents outils adaptés à chacune
des phases de programmation d'un régulateur, dont un éditeur dédié pour la description des boucles de régulation.
La partie "régulation" de l'application est ainsi parfaitement intégrée à la programmation de l'ensemble de l'application.
2.1. Phase d'édition d'une application
Dans la section "Configuration", l'utilisateur décrit le ou les régulateur(s) qui figurent
dans l'automate (implantation, appellation, …).
CONFIGURATION DE L'AUTOMATE : MODIFICATION
Edition
ALIM
Services
UC
APRIL 5000
Paramètres
MEM
TOR
ANA
RACK STANDARD SR
POS/CPT
0
REGUL
COMM
0
CATALOGUE DES CARTES DE REGULATION
Régulateur
CTL0040
Régulateur
CTL0140
Processeur de régulation
CPR1000
ANNULER
OK
Cet écran permet de positionner un processeur de régulation dans la configuration.
TEM50130F
n
A
A.10
A
Présentation
PARAMETRES DU PROCESSEUR DE REGULATION CPR1000
Visualisation des cartes E/S
Num. Esclave Terminal :
1
Zone d'Extension de Bits de Sortie
Début :
Longueur :
Comportement du Processeur et
de ses cartes d'E/S
Gestion des cartes E/S
Emplacement :
SUPPRIMER
DIAGNOSTIC
AJOUTER
Arrêt CLE
Continuer
Arrêter
Arrêt API
Continuer
Arrêter
Perte de
dialogue API
Continuer
Arrêter
Utilisation de
l'entrée arrêt
local
OUI
NON
ANNULER
OK
L'écran de saisie des paramètres de la carte régulation spécifie :
-
la gestion du dialogue avec la face avant
l'attribution d'une zone bit de la mémoire de données au processeur de régulation,
l'attribution des interfaces au processeur de régulation,
le comportement du système de régulation en fonction de l'état de l'automate et de
la sécurité locale.
Dans la section "Déclarations", l'utilisateur déclare les variables utilisées dans son
programme pour relier la section régulation de son application au reste de l'automatisme.
Pour chacune de ces variables, il peut définir un nom symbolique, des limites de
variation et des autorisations d'accès, une valeur initiale.
Il n'existe pas de variables spécifiques à la régulation. Ainsi toutes les variables
utilisées par la régulation peuvent être accédées par le programme d'application.
Dans la description de l'automatisme séquentiel et des traitements associés,
l'utilisateur programmera les actions sur la régulation liées à l'évolution du processus
global et aux sécurités :
- passage d'une boucle d'automatique en manuel (ou vice versa),
n
- changement des paramètres d'une boucle de régulation en fonction du point de
fonctionnement du processus, …
TEM50130F
A.11
Présentation
Pour la description des boucles de régulation proprement dites, l'utilisateur
dispose d'un éditeur spécialisé. Cet éditeur, qui utilise la représentation du schéma à
relais, offre à l'utilisateur un ensemble de boîtes fonctionnelles spécialement adaptées
à la création de boucles de régulation : correcteur PID, retard pur, split-range, … cf.
chapitre C.
Cet éditeur ne nécessite aucune formation pour son utilisation : son mode opératoire
est strictement identique à celui de l'éditeur relais utilisé par ailleurs pour la description
de toutes les entités combinatoires.
REGULATION : ECRAN DE SAISIE : ENTITE %RE1 - MODIFI
P
N
S
BFC BFU
R
%ER10
SCALING
EN
MESURE
VALINT
OK
XIN SCAL
RAZINTEG
ACCUM
EN
OK
PV
ACCU
OKINTEG
SOMME
FININTEG
CLR
END
L'ensemble des équations relatives à une boucle sont regroupées dans une entité
régulation (%REn). Dans l'en-tête de cette entité figure notamment la valeur de la
période d'échantillonnage, la condition de validation et le régulateur destinataire.
Une entité régulation regroupe deux types d'expression :
- les expressions régulation (%ERn) qui seront scrutées au rythme de la période
d'échantillonnage précisée dans l'en-tête de l'entité (≥ 100 ms),
- les expressions combinatoires (%ECn), scrutées toutes les 100 ms qui assurent
la gestion des sécurités et des défauts liés à l'exécution des boucles de régulation.
TEM50130F
n
A
A.12
A
Présentation
Ces différentes phases de la programmation d'un régulateur sont résumées sur le
schéma ci-après.
ATELIER DE PROGRAMMATION
Edition
Services
Identité
Application
APPLICATION : REGUL
Combinatoire
CF
CC
(non transférable)
Structure/Trait.
GM
XE
Régulation
Déclarations
Evénements
TD
GE
TR
ES
BFU
Configuration
EI
Dossier
TEM50130F
Axes
TG
EP
Table des variables
TT
Forçage
n
A.13
Présentation
Schéma récaptitulatif
Configuration de l'automate
Positionnement des régulateurs
dans l'automate.
Paramétrage des cartes.
Déclaration des variables
Déclaration des variables de
la mémoire commune utilisées
par la régulation (appellations,
limites de variation, autorisations de modification, valeur
initiale, …).
Traitements sur évènements
Structure des graphes
Programmation des actions de
la CPU sur défaut grave
d'un régulateur (aspect
nécessité).
Commande des modes de
marche des régulateurs et
des automatismes.
Traitements associés aux graphes
Traitements combinatoires
Pilotage des boucles de
régulation en fonction de l'état
du process (modification des
variables de la régulation).
Description des Boucles de Régulation
Description des boucles de
régulation (composition et
paramétrage), définition des
périodes d'échantillonnage.
n
Traitement des défauts liés à
l'exécution des boucles.
TEM50130F
A
A.14
A
Présentation
2.2. Phase de mise au point d'une application
En phase de mise au point d'une application, l'utilisateur dispose :
• D'une part des outils d'exploitation de la console ORPHEE :
.
.
.
.
.
.
visualisation dynamique de la configuration,
visualisation dynamique des entités régulation,
visualisation dynamique de variables,
modification de données,
pose de points de passage,
marche entité par entité, …
• D'autre part des performances offertes par le terminal Face Avant (TER0040) :
.
.
.
.
visualisation globale d'un ensemble de boucles,
visualisation détaillée des boucles ainsi que des consignes,
modification des paramètres Kc, Kp, Ti, Td, Te,
visualisation et modification du mode de fonctionnement (AUTO/MANU)
des différentes boucles,
. visualisation de l'ensemble des régulateurs présents sur la liaison Face Avant,
. visualisation et gestion des alarmes,
. autoréglage d'un correcteur.
TEM50130F
n
A.15
Présentation
3. Liaison avec les terminaux "Face Avant"
Le produit face avant du régulateur (TER0040) s'inscrit dans la série 1000 des automates APRIL5000 et APRIL7000.
Il n'est connecté physiquement qu'avec les régulateurs, dans le but de piloter les
différentes boucles programmées.
La face avant s'interface avec les cartes de régulation APRIL par l'intermédiaire d'une
liaison série RS485 en utilisant le protocole du réseau de service (face avant maître du
réseau).
Plusieurs faces avant (jusqu'à 16) peuvent être connectées sur le réseau afin de
visualiser simultanément les différentes boucles d'un régulateur.
Principales fonctionnalités
• Visualisation permanente de la mesure de la consigne et leur écart, du nom en clair
de la boucle, ainsi que de la commande.
• Visualisation permanente de l'état de la boucle, ainsi que d'autres informations (PID
en cascade, autoréglage, …).
• Visualisation et/ou modification des seuils d'alarme.
• Visualisation et/ou modification des paramètres du PID de la boucle.
• Configuration de la face avant (numérotation, sélection des boucles, …).
OK
RUN
EXT.FAULT
Processeur de régulation
CPR1000
C
P
R
1
0
0
0
RS485
+ DEV
n
TER0040
+ DEV
PV
TER0040
1 km maximum
PV
SEL
1
n
T
C
C
C
R
R
R
A/M
– DEV
2
R/L
SP
16
T
A/M
L
0V %
TER0040
SEL
SP
T
R/L
n
PV
SEL
SP
L
R/L
A/M
L
0V %
– DEV
de 1 à 16 faces avant par régulateur
TEM50130F
+ DEV
0V %
– DEV
n
A
A.16
A
Présentation
TEM50130F
n
A.17
Présentation
4. Caractéristiques - Performances
4.1. Caractéristiques du CPR1000
•
•
•
•
•
•
•
Pas de limites du nombre de boucles de régulation.
1 processeur de régulation dans un APRIL5000.
1 processeur de régulation par canal dans un APRIL7000.
Période d'échantillonnage comprise entre 100 ms et 2 heures.
1 période d'échantillonnage disponible par entité %RE.
Commande du process par modules d'interfaces E/S du catalogue (8 max).
Le programme de régulaton réside dans le CPR1000 et non dans la CPU.
• Sortie statique Chien de Garde :
-
une sortie statique à transistor 15 ou 24 V ± 20 %, 500 mA,
isolement 2000 V par rapport à la logique,
protection contre les inversions de polarité,
alimentation 24 V DC régulée à fournir.
• Entrée TOR d'"arrêt local" (24 V DC).
• Visualisations :
-
OK : carte en état de fonctionnement,
RUN : carte en mode marche normale,
EXT FAULT : défaut sur l'une des cartes d'interface,
Absence de communication avec l'unité centrale,
Absence de programme,
chargement de programme en cours,
émission en cours sur liaison "Face Avant",
réception en cours sur liaison "Face Avant".
• Liaison terminal "face avant"
-
liaison RS485
médium : paire torsadée blindée
longueur ≤ 1 km, dérivations ≤ 15 m,
vitesse 19200 bauds,
connexion au réseau par boîtiers TBX0010,
nombre maximum de terminaux "Face Avant" : 16.
• Durée de sauvegarde minimum du programme, processeur de régulation hors du
rack : 30 mn.
TEM50130F
n
A
A.18
A
Présentation
4.2. Catalogue des interfaces associables au processeur
de régulation
• Les cartes d'interfaces associables au processeur de régulation sont des modules
standards aux APRIL5000 et APRIL7000 et sont du type Tout Ou Rien (TOR),
analogique ou comptage (pour plus de renseignements, se reporter à la documentation Automate).
• Le catalogue des interfaces disponibles est le suivant :
Cartes d'entrées TOR
Tension
DC
5V
x
24 V
x
x
48 V
x
x
110 V
125 V
220 V
AC
Mixte
x
x
x
Cartes de sorties TOR
-
sorties à relais, 2 A ou 0,25 A,
sorties à relais bistables, 2 A,
sorties à transistors, 2 A - 20 à 60 V ou 0,5 A - 20 à 60 V DC,
sorties à triacs, 1 A - 24 à 250 V AC.
Cartes d'entrées analogiques
- En tension :
0 à+5V
±5V
0 à + 10 V
± 10 V
- En courant :
0 à 20 mA
4 à 20 mA
± 20 mA
n
ainsi que des cartes d'interfaces pour thermocouples et des cartes pour sondes
de type Pt100.
TEM50130F
A.19
Présentation
Cartes de sorties analogiques
- En tension
± 10 V
- En courant
4 - 20 mA
Cartes de comptage / fréquence
TEM50130F
n
A
A.20
A
Présentation
TEM50130F
n
A.21
Présentation
5. Organigramme de mise en œuvre
ORPHEE
(cf TEM10000F)
Chap C
Généralités
Déclarer le nombre de
modules de régulation
Affecter et regrouper les données
en fonction de :
- la partie automatisme,
- les parties régulation,
- les gestions des sécurités.
Automates - Configuration
de la mémoire de données
AUTOMATE (A5000/A7000)
(cf TEM20000/30000F)
Installer les modules
CPR1000 et
ses interfaces
de préférence dans
un même rack.
Câbler les différents
modules.
Câbler et connecter
les différentes
Faces Avants.
Chap. B
Automates - Chap A
Capacité des cartes de métiers
Déclarer les variables pour l'utilisation
des passerelles d'imagerie
(exemple : RGD 1850)
Saisir la configuration automate
et les paramétrages des modules
utilisés. Entr'autre l'association
des CPR1000 et de leurs interfaces,
leur modes de marches…
Chap. B
Automates - Chap D
Programmer les modes de
fonctionnement du système
de commande :
%EP, %ES, Graphes…
Chap. B
Doc. Face Avant
TEM50110F
Chap. C
(BFC)
Déterminer les temps
d'échantillonnage (TE).
Configurer les boucles
de régulation (%RE).
Configurer les accès
aux régulateurs par
les Faces Avants
Programmer
les sécurités
%TD, %EP,
%CC…
et %RE (%EC)
Chap C - Paramétrage
des cartes
ORPHEE
Entité Configuration
ORPHEE
Section Evénements
Programmer :
- les automatismes
- les communications
- etc…
%CC, %CF, Graphes
ORPHEE
Section Combinatoires
Charger le programme
Passer en exploitation
Mise au point :
- de l'automatisme
- des boucles de régulation
Fonctionnement et exploitation.
TEM50130F
Doc. Face Avant - Chap D
TEM50110F
ORPHEE - Chap D
n
A
A.22
A
Présentation
TEM50130F
n
B.1
Mise en œuvre matérielle
A
B
B. Mise en œuvre matérielle
TEM50130F
n
B.2
Mise en œuvre matérielle
A
B
TEM50130F
n
B.3
Mise en œuvre matérielle
Sommaire
A
pages
TEM50130F
B
1. Implantation d'un CPR1000 et de ses cartes d'interface
dans l'automate
1.1. Architecture du système
1.2. Limitations
1.3. Exemples de configuration
B.5
B.5
B.6
B.7
2. Face avant du CPR1000
2.1. Visualisation de la face avant de la carte
2.2. Les connexions de la carte
2.2.1. La liaison RS485
2.2.2. Entrée Arrêt local et sortie chien de garde
2.3. Précautions de câblage
B.9
B.9
B.10
B.10
B.11
B.13
3. Les cartes d'interfaces associables au processeur de régulation
3.1. Les cartes d'entrées/sorties TOR
3.2. Les cartes d'entrées/sorties analogiques
3.3. Les cartes fréquences/comptage
B.15
B.15
B.16
B.16
n
B.4
Mise en œuvre matérielle
A
B
TEM50130F
n
B.5
Mise en œuvre matérielle
1. Implantation d'un CPR1000 et de ses cartes
d'interface dans l'automate
A
1.1. Architecture du système
B
Un système de régulation est composé d'un CPR1000 et de ses propres cartes
d'interfaces.
Le processeur de régulation, au même titre que la CPU, pilote de façon indépendante
et autonome ses propres cartes.
Dans un même automate cohabitent un système de traitement séquentiel (CPU +
interfaces) et un ou des systèmes de régulation (CPR1000 + Interfaces, CTL0040, …).
Exemple :
E/S
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
C
P
R
1
0
0
0
C
P
U
Traitement séquentiel
TEM50130F
E/S
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
C
T
L
0
0
4
0
Traitement de régulation
n
B.6
Mise en œuvre matérielle
A
1.2. Limitations
B
Canal :
Un seul CPR1000 dialoguant avec des cartes E/S est autorisé par canal. Par contre il
peut cohabiter avec des CTL0040 et des CTL0140.
ß
Aucun événement interface (%EI) n’est admis sur un canal possédant un CPR1000.
Par conséquent la déclaration de came sur des cartes d’entrées TOR, I’utllisation
d’événement sur des cartes de comptage ou des cartes d’axe (axes synchronisés)
est interdit sur le canal.
Interface :
Un maximum de 8 cartes d’interfaces peut être dédiées à un CPR1000.
Rack :
m
ß
Sur un April 7000, l'emplacement 0 d'un rack 0 est interdit au CPR1000 quelque soit le
numéro de canal.
Il n’y a pas d'autre contrainte d’implantation du CPR1000 et de ses interfaces. Elles
peuvent donc être implantées dans des racks différents de celui du CPR1000 à condition qu’ils appartiennent au même canal.
Remarque :
Il est plus judicieux, si cela est possible, de regrouper le CPR1000 et ses interfaces dans
un même rack afin de ne pas être tributaire de plusieurs alimentations.
Les liaisons inter-rack sur paires torsadées (ADT0210-ADT0310) ne sont pas
autorisées sur le canal possédant un CPR1000.
Consommation :
La consommation sur l’alimentation du rack dépend du type et du nombre de cartes
implantées. Un calcul de coefficient est à réaliser pour l’utilisateur (cf. calcul de la charge
maximum d’un rack standard de la documentation de l’automate).
Une carte CPR1000 a des coefficients :
C1= 7,5
Type de CPU :
Une autre contrainte est à prendre en compte lors de la réalisation du système : c’est la
capacité, suivant le type de CPU de l’automate, de flux analogique disponible dans
l'automate (cf. § Correspondance cartes spécifiques / nombre de voies analogiques de
la documentation de l’automate), dans le cas d’utilisation de cartes analogiques, de
cartes de comptage, ... avec le CPR1000.
n
Suivant le type de CPU utilisé dans l’automate, le nombre de processeurs de régulation
est limité (cf. chapitre A - Capacité carte de métier de la documentation automate).
TEM50130F
B.7
Mise en œuvre matérielle
A
1.3. Exemples de configuration
B
Pour plus de renseignements se reporter à la documentation des automates TEM20000F/30000F.
APRIL5000
ADT0120
ALIM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P
C
J
J
S
P
B
B
U
U
U
U
0
5
0
0
1
1
2
2
5
0
5
5
0
0
0
0
ALIM
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
P
C
I
I
S
P
X
K
I
I
Q
Q
Q
C
N
D
X
X
D
U
R
A
A
T
S
B
A
A
B
0
1
0
L
0
1
3
0
0
1
1
0
0
8
8
6
2
4
4
6
5
0
0
2
0
0
2
0
0
2
0
4
0
0
0
5
4
4
4
0
0
ADT0120
APRIL7000
PSU7000
ALIM
0
1
2
3
4
5
C
C
I
I
O
P
O
O
D
U
P
P
7
7
7
7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
ADT0130
6
7
8
9
10
11
ADT0210
Cartes à évenements
ALIM
0
P
C
I
F
S
P
X
R
U
R
A
Q
0
1
0
0
1
0
8
5
0
0
0
ADT0130
TEM50130F
1
2
3
4
5
6
I
I
Q
Q
S
D
X
X
A
B
A
A
0
3
0
0
4
4
2
4
4
2
1
0
2
0
0
0
0
6
4
4
4
7
8
9
ALIM
0
1
2
3
4
C
P
R
1
0
0
0
P
S
U
A
U
I
0
0
0
0
1
4
2
0
5
0
5
0
5
0
I
J
A
A
A
I
S
B
X
X
X
D
I
I
B
0
0
3
0
0
2
1
1
1
2
0
0
0
4
ADT0210
5
6
7
8
9
n
B.8
Mise en œuvre matérielle
A
B
TEM50130F
n
B.9
Mise en œuvre matérielle
2. Face avant du CPR1000
A
2.1. Visualisation de la face avant de la carte
B
Comme pour toutes les cartes APRIL5000/7000, les trois diodes supérieures ont pour
signification :
Diode OK :
La carte est à l’issue de ses autotests, en état de fonctionnement. Les autotests
portent sur :
- la mémoire RAM,
- le checksum des PROMS.
m
En cas d’autotests négatifs, le chien de garde de la carte reste déclenché (ouvert) et la
diode OK reste éteinte.
Remarque :
Si la diode OK est éteinte, toutes les autres visualisations sont non significatives.
Diode RUN :
Allumée : la carte est en fonctionnement normal (mode marche).
Si la carte est globalement en repli, RUN et OK sont éteintes.
Clignotante : La carte est en cours d’initialisation.
Diode EXT FAULT :
Allumée : signifie au moins un défaut sur une de ses cartes d’interfaces.
La carte comporte également un ensemble de six diodes spécifiques à la fonction
régulation dont les significations sont rappelées sur le schéma ci-dessous :
OK
RUN
EXT FAULT
CPU COM FLT : Perte du dialogue CPU ↔ régulateur
0
PROGRAM FLT : Absence de programme
1
ACTIVE LOADING : Chargement de programme en cours
2
3
RECEIVE : Réception en cours sur liaison terminal "Face Avant"
4
TRANSMIT : Emission en cours sur liaison terminal "Face Avant"
5
TEM50130F
n
B.10
Mise en œuvre matérielle
A
2.2. Les connexions de la carte
B
La carte possède une liaison pour dialoguer avec un ou plusieurs terminaux (face
avant "TER0040"), une entrée sécurité (optionnelle) et une sortie chien de garde.
1
Liaison RS485 vers
terminaux TER0040 (face avant)
L+
L-
9
CONTROL LINK
1
0V
(STOP)
Connexion :
- de la sortie chien de garde
- de l’entrée arrêt local (STOP)
0V (WD)
WD
STOP
ß
15
+ (WD)
DIGITAL I/O
Les connecteurs sur la carte sont de type mâle.
2.2.1. La liaison RS485
Cette liaison est destinée aux dialogues opérateurs par l’intermédiaire des faces avant
(TER0040) sur le processeur de régulation. 16 faces avant (maximum) peuvent être
connectées sur le CPR1000.
Les fonctionnalités proposées sont les suivantes :
- pilotage de 1 à 16 boucles par face avant (sélection des boucles),
- visualisation par afficheur alphanumérique du nom de la boucle, de la mesure ou de
la consigne,
- visualisation permanente de l’état de la boucle (manu/auto, cascade, autoréglage,...),
- accès aux paramètres de réglage des boucles (Kc, Kp, Ti, Td, Te),
- visualisation et modification des seuils d’alarme,
- commande d’autoréglage,
- sauvegarde des paramètres en mémoire non volatile,
- verrouillage clavier.
n
Pour plus de renseignements se reporter à la documentation technique du TER0040 TEM50110F.
TEM50130F
B.11
Mise en œuvre matérielle
A
2.2.2. Entrée arrêt local et sortie chien de garde
B
Arrêt local :
C’est l’entrée de sécurité (STOP). Son utilisation est optionnelle et dépend du
paramètrage de la carte (paramétrée utilisée par défaut).
Dans le cas où I’entrée est paramétrée utilisée, elle aura pour effet lors d’un manque
de tension sur cette entrée de passer le CPR1000 en mode STOP.
STOP
15
24 V
0 V (STOP)
!
9
Si l’entrée Arrêt local est utilisée, son état doit être à 1 en fonctionnement normal
(contact à ouverture).
Caractéristiques :
Tension nominale d’utilisation
24 V DC
Courant consommé à la tension nominale
11 mA par entrée
Tenue à la tension inverse
30 V
Isolement entre la partie logique et adaptation
2 KV
Temps de filtrage
< 1 ms
le (mA)
cas de 24 V
15
Zone de transition
10
ETAT 1
ETAT 0
2
0,5
7
TEM50130F
11
24
30
n
V DC
B.12
Mise en œuvre matérielle
A
Sortie chien de garde :
B
La sortie chien de garde (WD) est une sortie à transistor permettant à l'utilisateur de
lier des éléments externes au fonctionnement du processeur de régulation.
La sortie conduit lorsque le processeur de régulation est en RUN.
sortie chien de garde WDG
7
+ (WD)
8
0 V (WD)
14
alimentation
chien
de garde
15 à 24 V
Caractéristiques :
-
TEM50130F
une sortie statique à transistor 15 à 24 V ± 20 %, 500 mA,
une alimentation extérieure (à fournir),
un isolement 2 500 V par rapport à la logique,
une protection contre les inversions de polarité,
un temps de commutation ≤ 1 ms,
une diode de protection contre les surcharges selfiques.
n
B.13
Mise en œuvre matérielle
A
2.3. Précautions de câblage
B
Les automates APRIL5000/APRIL7000 ont éte conçus pour faciliter la réalisation des
liaisons à la terre des blindages. Toutefois, un certain nombre de précautions doivent
être prises pour assurer la continuité de la liaison depuis le blindage du câble jusqu’à
la terre.
3
Logique
interne
DC/DC
4
2
Interface
1
5
Masse mécanique
de l'armoire
3
Terre équipotentielle
de l'installation
Sur le schéma ci-dessus les principaux points à surveiller sont mis en evidence.
Ce sont :
TEM50130F
1
La connexion de la tresse du câble à la partie métallisée des connecteurs
SubD. Cette liaison est assurée en serrant les demi-coques du capot sur la
tresse du câble retournée sur la bague caoutchouc du diamètre approprié.
2
La fixation des connecteurs SubD sur la carte. Cette fixation est réalisée au
moyen de deux vis prévues à cet effet et qui doivent être correctement serrées
(couple de serrage 0,8 Nm).
3
La liaison de la masse de la carte à celle du rack. Cette liaison est assurée en
bloquant les deux vis de maintien de la carte dans le rack.
4
La liaison de la masse mécanique du rack à celle de l’armoire puis 5 à la terre
équipotentielle du bâtiment. Voir à ce sujet la documentation générale de mise
en œuvre de l’automate considéré (TEM20000F ou TEM30000F).
n
B.14
Mise en œuvre matérielle
A
B
TEM50130F
n
B.15
Mise en œuvre matérielle
3. Les cartes d'interfaces associables
au processeur de régulation
A
Trois types de cartes peuvent être associés à la CPR1000 : les cartes TOR, les cartes
analogiques et les cartes de comptage.
B
3.1. Les cartes d’entrées/sorties TOR
Nota : pour plus de renseignements se reporter à la documentation automate.
Ces cartes ont la particularité de posséder une surveillance de l’alimentation des
capteurs pour les entrées et des actionneurs pour les sorties.
Les cartes d’entrées
Les gammes de tension des cartes d’entrées disponibles sont les suivantes:
Tension
DC
5V
x
24V
x
x
48V
x
x
110 V
125V
AC
Mixte
x
x
220 V
x
Les cartes de sorties
Les cartes disponibles sont de type :
- sorties à relais,
- sorties à relais bistables,
- sorties à transistors,
- sorties à triacs.
TEM50130F
n
B.16
Mise en œuvre matérielle
A
3.2. Les cartes d'entrées/sorties analogiques
B
Les cartes d’entrées
Les gammes proposées sur les cartes d’entrées analogiques sont les suivantes :
En tension :
0 à +5V
±5V
0 à 10 V
± 10 V
En courant :
0 à 20 mA
4 à 20 mA
± 20 mA
Suivant le type de carte les voies sont isolées entre elles, pour plus de renseignements se reporter à la documentation automate.
Sont aussi disponibles des cartes d’interfaces pour thermocouples et des cartes pour
sondes Pt100.
Les cartes de sorties
Des commandes en 0/10 V, ± 10 V ou en 4 – 20 mA sont disponibles.
3.3. Les cartes fréquences / comptage
Ces cartes disposent de 4 voies assurant des fonctions de comptage (0 Hz à 500 kHz)
et de plus pour certaines cartes de fonction fréquencemètre (10 Hz à 500 kHz).
!
TEM50130F
Des capteurs de 5 à 24 V ou RS422 suivant le type de carte remontent l’information à
mesurer du process. 4 sorties statiques de la carte basculent en fonction des seuils
programmés.
Le programme de régulation travaille en format flottant (voir remarque 2 du chapitre
C.3.4)
n
C.1
Programmation
C
C. Programmation
TEM50130F
n
C.2
Programmation
C
TEM50130F
n
C.3
Programmation
Sommaire
page
1. Généralités
1.1. La programmation d'une application de régulation
1.2. Le fonctionnement nominal du système de régulation
1.3. La phase d'initialisation du système de régulation
TEM50130F
C.5
C.5
C.7
C.8
2. Paramétrage des cartes
2.1. Paramétrage du processeur de régulation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
2.3. Paramétrage des cartes d'interface
2.4. Diagnostic des cartes d'interface
C.9
C.10
C.12
C.13
C.13
3. Saisie des entités régulation
3.1. Composition d'une entité
3.2. Description de l'en-tête
3.3. Accès au commentaire général
3.4. Description du corps
C.15
C.15
C.16
C.17
C.18
4. Le mécanisme des échanges de données avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition et de rafraichissement des données
4.2. Volume des échanges
4.3. Synchronisation des échanges
C.19
C.19
C.20
C.22
5. La bibliothèque des BFC
5.1. Liste des boîtes fonctionnelles
5.2. Description des boîtes fonctionnelles
5.2.1. Valeur absolue d'un réel : boîte ABS
5.2.2. Intégration d'une valeur : boîte ACCUM
5.2.3. Ajustement de valeurs : boîte ADBIAS
5.2.4. Alarme sur écart entre deux valeurs numériques :
boîte ALRMDEV
5.2.5. Alarme sur niveaux (HHA, HA, LA, LLA) : boîte ALARMLEV
5.2.6. Acquisition d'une entrée analogique : boîte ANAIN
5.2.7. Pilotage d'une sortie analogique : boîte ANAOUT
5.2.8. Arc cosinus : boîte ARCCOS
5.2.9. Arc sinus : boîte ARCSIN
5.2.10. Arc tangente : boîte ARCTG
5.2.11. Duplication de valeur : boîte ASSIGN
5.2.12. Fonctions calcul : boîte CALC, KMUL,...
5.2.13. Comparateur bas avec hystérésis : boîte CB
5.2.14. Comparateur haut avec hystérésis : boîte CH
5.2.15. Sélecteur consigne distante ou locale : boîte CN
5.2.16. Comparaison de deux réels : boîte COMPAR
5.2.17. Cosinus d'un angle en radian : boîte COSINE
5.2.18. Acquisition d'une mesure comptage/fréquence : boîte CPTIN
5.2.19. Mode de marche d'un régulateur : boîte CTRL_REG
5.2.20. Bande morte : boîte DEADBND
5.2.21. Réalisation d'un retard pur : boîte DELAY
5.2.22. Acquisition d'une entrée TOR : boîte DIN
5.2.23. Activation d'une sortie TOR : boîte DOUT
5.2.24. Ecart entre 2 nombres avec détection de dépassement :
boîte EC
5.2.25. Exponentielle : boîte EXP
5.2.26. Forçage d'une donnée numérique : boîte FN
C.23
C.23
C.25
C.25
C.26
C.28
C.30
C.31
C.32
C.34
C.34
C.34
C.34
C.35
C.37
C.39
C.40
C.41
C.44
C.44
C.45
C.46
C.47
C.49
C.52
C.53
n
C.55
C.56
C.56
C
C.4
Programmation
5.2.27. Générateur de fonctions : boîte FCTCHAR
C.57
5.2.28. Compensation de débit en pression : boîte FLOWP
C.60
5.2.29. Compensation de débit en température : boîte FLOWT
C.61
5.2.30. Réalisation d'une hystérésis : boîte HYST
C.62
5.2.31. Intégration de valeur : boîte INTEGR
C.63
5.2.32. Division pondérée : boîte KDIV
C.64
5.2.33. Multiplication pondérée : boîte KMUL
C.64
5.2.34. Racine carrée : boîte KSQRT
C.64
5.2.35. Réalisation d'une avance / retard de phase : boîte LEADLAG
C.65
5.2.36. Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique : boîte LIMITER
C.68
5.2.37. Logarithme népérien : boîte LN
C.69
5.2.38. Sélection du maximum de deux valeurs : boîte MAXI
C.69
5.2.39. Sélection du minimum de deux valeurs : boîte MINI
C.69
5.2.40. Réalisation d'une sortie chaud / froid : boîte OPRANGE
C.70
5.2.41. Réalisation d'un régulateur P.I.D. : boîtes PID et PID_2
C.72
5.2.42. Boîte fonctionnelle PID étendu : boîte PID_FF
C.79
5.2.43. Fonctionnement d'un régulateur : boîte PLC_LOAD
C.82
5.2.44. Etat de l'automate : boîte PLCSTAT
C.83
5.2.45. Pilotage d'une sortie en modulation de durée : boîte PULSWM C.84
5.2.46. Générateur de rampe : boîte RAMP
C.87
5.2.47. Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
C.89
5.2.48. Limitation de la vitesse de variation : boîte RATELIM
C.91
5.2.49. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.92
5.2.50. Changement d'échelle d'une valeur numérique : boîte SCALING C.93
5.2.51. Exploitation du diagnostic de l’autoréglage : boîte SELFDIAG
C.95
5.2.52. Correcteur PID autoréglable : boîte SELFPID
C.98
5.2.53. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO
C.103
5.2.54. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO2
C.105
5.2.55. Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
C.107
5.2.56. Sommateur pondéré : boîte SM
C.108
5.2.57. Split range : boîte SPLITRG
C.109
5.2.58. Sélection d'une valeur parmi deux suivant état : boîte SWITCH C.110
5.2.59. Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
C.110
5.2.60. Temporisation : boîte TEMPO
C.111
5.2.61. Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées
et de positionnement de sorties
C.112
5.2.61.1. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.113
5.2.61.2. Acquisition rapide d'une entrée : boîte WORDIN
C.114
5.2.61.3. Positionnement rapide d'une sortie :
boîte WORDOUT
C.115
5.2.61.4. Initialisation d'écriture rapide : boîte WR_INIT
C.116
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
C.117
5.4. Fiche terminal
C.119
C
6. Principe de fonctionnement du CPR1000
TEM50130F
C.120
n
C.5
Programmation
1. Généralités
1.1. La programmation d'une application de régulation
La programmation d'une application de régulation comprend plusieurs phases :
La configuration consiste à positionner des processeurs de régulation et les
interfaces qui leur sont associées dans l'architecture générale de l'automate,
AUTOMATISME
SYSTEME DE REGULATION
P
R
O
C
E
S
S
E
U
R
D
O
C N
P N
U E
E
S
C
O
M
M
U
N
I
C
A
T
I
O
N
C
O
M
P
T
A
G
E
F
R
E
Q
U
E
N
C
E
C
D
E
R
E
G
U
L
A
T
I
O
N
E
N
T
R
E
E
S
S
O
R
T
I
E
S
E
N
T
R
E
E
S
S
O
R
T
I
E
S
E
N
T
R
E
E
S
S
O
R
T
I
E
S
E
N
T
R
E
E
S
S
O
R
T
I
E
S
T
O
R
T
O
R
A
N
A
A
N
A
T
O
R
T
O
R
A
N
A
A
N
A
C
O
M
P
T
A
G
E
F
R
E
Q
U
E
N
C
E
M
E
T
R
E
Le paramétrage qui s'effectue simultanément avec la configuration de l'automate,
permet de préciser :
•
Au niveau du processeur de régulation :
- l'affectation des interfaces associées au processeur de régulation,
- le comportement du régulateur et de ses interfaces en fonction de l'état de la
CPU et de la sécurité locale,
- le numéro du régulateur sur la liaison avec la face avant,
- l'action sur la CPU lors d'une détection de défaut grave sur le processeur de
régulation,
- la taille et l'adresse de l'extension de la zone bit de sortie.
•
Au niveau de chaque carte d'interface du CPR1000 :
n
- les caractéristiques et les spécificités de l'interface,
- la ou les positions de repli en fonction de l'état du processeur de régulation,
TEM50130F
C.6
Programmation
ß
C
La déclaration des variables utilisées par le processeur de régulation. Ces déclarations sont effectuées en utilisant l'éditeur déclaration de l'application et lors du
paramétrage de la carte.
ORPHEE - Création de l'application (TEM10000F Chap A § Configuration de la
mémoire de données)
Lors de la création de l'application, le fait de déclarer un régulateur ré-organise la
mémoire de données de l'automate afin d'augmenter le volume des mots flottants
(%FD) au détriment des mots doubles (%MD). Les régulateurs et processeurs de
régulation n'utilisent comme variables que des mots flottants et des bits.
Dans le cas où l'utilisateur désire augmenter la taille de la zone des mots flottants, il
dispose de 500 %FD supplémentaires et donc de 500 %MD en moins par cartes de
régulation déclarées. Cette opération n'est pas obligatoire, l'utilisateur peut donc
déclarer un nombre de régulateurs supérieur à celui réellement configuré pour
disposer de davantage de mots flottants (%FD) .
La programmation des interactions entre l'automatisme général (programme
CPU) et la régulation :
- pilotage des modes de marche du processeur de régulation selon l'état du procédé,
- changement des réglages des boucles de régulation selon la phase du procédé,
- modification du séquencement de l'automatisme selon l'état du procédé,…
La description des boucles de régulation (programme exécuté par le régulateur).
Elle consiste à dessiner, en utilisant les boîtes fonctionnelles spécifiques, le schéma
de la boucle et à définir la période d'échantillonnage. Les boîtes fonctionnelles sont,
par exemple :
-
Correcteur PID,
Réalisation d'un retard pur programmable,
Intégration de valeur,
Générateur de consigne,…
Les expressions régulation ainsi écrites seront scrutées au rythme de la période
d'échantillonnage choisie.
La gestion des sécurités et des défauts pouvant survenir en fonctionnement sur
une boucle et liés au procédé ou à une mauvaise exécution d'une boîte. Cette
programmation (programme exécuté par le régulateur) est effectuée par des expressions combinatoires complémentaires de celles décrivant les boucles de régulation
mais avec une période de scrutation de 100 ms.
TEM50130F
n
C.7
Programmation
1.2. Le fonctionnement nominal du système de régulation
Le CPR1000 échange avec la CPU des informations par l'intermédiaire de variables
communes (%FD, %MX, %RX,…). Ces variables sont automatiquement échangées
avec la mémoire de données de la CPU par :
- la tabulation cyclique des 31 bits %IX du CPR,
- le processus d'échange automatique CPR1000 ↔ CPU (mots flottants et bits),
- éventuellement les BFC WORDIN et WORDOUT.
BFC
spécifiques
d'interfaces
d'entrées
CPTIN
DIN
ANAIN
C
- Tabulation : %IX
- Processus écriture
%FD, %MX, %RX…
- BFC WORDOUT
OK
RUN
EXT.FAULT
C
P
R
1
0
0
0
OK
RUN
EXT.FAULT
C
- Processus lecture
%FD, %MX, %RX…
- BFC
WORDIN
P
U
…
BFC
spécifiques
DOUT
PULSMW
ANAOUT
…
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
INTERFACES D'ENTREES
- Tabulation :
%RX, %QX
%MW, %QW
%MD, %QD
…
- Tabulation :
%IX, %MW,
%IW, %MD,
%ID…
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
INTERFACES DE SORTIES
Le CPR1000 acquière les informations des capteurs via les interfaces d'entrées et
commande le process à réguler via les interfaces de sortie par l'intermédiaire de BFC
spécifiques d'interface, les entrées sont lues cycliquement toutes les 100 ms par le
CPR1000 qui les stockent dans une mémoire tampon. Les sorties sont positionnées
immédiatement lors de l'exécution des expressions de régulation et des expressions
combinatoires contenant les BFC d'interface.
n
La CPU est informée par tabulation des positions des entrées et sorties dans les
variables de la mémoire de données réservées à cet effet (%IX, %QX, %MW, …).
TEM50130F
C.8
Programmation
1.3. Phase d'initialisation du système de régulation
L'initialisation du système de régulation s'exécute en deux phases :
- La CPU lors de sa propre initialisation au passage STOP > RUN… délivre à toutes
les cartes les paramètres les concernant (paramètres définis dans le paramétrage
des cartes lors de la configuration).
- Le CPR1000 établit ensuite le dialogue avec ses propres cartes d'interfaces ainsi
qu'avec la CPU (accès à la zone de données, …).
C
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
1
C
P
R
1
0
0
0
C
P
U
2
1
2
2
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
1
OK
RUN
EXT.FAULT
INTERFACES D'ENTREES
TEM50130F
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
OK
RUN
EXT.FAULT
INTERFACES DE SORTIES
1
Transfert des paramètres à la carte
2
Initialisation des échanges et établissement du dialogue avec le CPR1000
n
C.9
Programmation
2. Paramétrage des cartes
Lors de la description de la configuration de l'automate, l'utilisateur renseigne, pour
chaque emplacement de chacun des racks, le type de carte qui l'occupera.
CONFIGURATION DE L'AUTOMATE : MODIFICATION
Edition
ALIM
Services
UC
APRIL 5000
Paramètres
MEM
TOR
ANA
RACK STANDARD SR
POS/CPT
0
REGUL
COMM
0
C
CATALOGUE DES CARTES DE REGULATION
Régulateur
CTL0040
Régulateur
CTL0140
Processeur de régulation
CPR1000
ANNULER
OK
Concernant la procédure d'accès à cet écran, se reporter à la documentation du
logiciel ORPHEE.
Il est conseillé, avant de paramétrer le processeur de régulation, de configurer toutes
les interfaces liées à cette carte.
L'emplacement contenant un processeur de régulation étant sélectionné, l'utilisateur
accèdera aux écrans de paramétrage correspondants en utilisant la fonction "Accès
aux paramètres" dans le menu "Paramètres".
TEM50130F
n
C.10
Programmation
2.1. Paramétrage du Processeur de régulation
PARAMETRES DU PROCESSEUR DE REGULATION CPR1000
Num. Esclave Terminal :
Visualisation des cartes E/S
1
Zone d'Extension de Bits de Sortie
Début :
C
Longueur :
Comportement du Processeur et
de ses cartes d'E/S
Gestion des cartes E/S
Emplacement :
SUPPRIMER
AJOUTER
DIAGNOSTIC
Arrêt CLE
Continuer
Arrêter
Arrêt API
Continuer
Arrêter
Perte de
dialogue API
Continuer
Arrêter
Utilisation de
l'entrée arrêt
local
OUI
NON
ANNULER
OK
La fenêtre de paramétrage du processeur de régulation comporte 4 parties distinctes
concernant :
-
la gestion du dialogue avec la face avant,
l'attribution d'une zone bit de la mémoire de données au processeur de régulation,
l'attribution des interfaces au processeur de régulation,
le comportement du système de régulation en fonction de l'état de l'automate et de
la sécurité locale.
Num. Esclave Terminal :
Le numéro d'esclave du processeur de régulation sur la liaison terminal est une
constante entière variant de 1 à 16. Ce numéro est utilisé par le terminal pour gérer
le dialogue sur le réseau.Il vaut 1 par défaut.
Zone d'Extension de Bits de Sortie :
Ce paramétrage facultatif attribue une zone de bits de la mémoire de données au
processeur de régulation. Celui-ci pourra, par programme, les utiliser et ainsi fournir
des indications nécessaires de la régulation (CPR1000) vers l'automatisme (CPU).
Les types de bits autorisés sont des %MX ou %RX.
La zone des bits contigus attribuée sera définie par le premier bit de la zone et le
nombre de bits ainsi affectés (maximum 250).
TEM50130F
n
C.11
Programmation
Attribution des interfaces au processeur de régulation
Ce paramétrage permet d'affecter des interfaces de type TOR, analogiques,
comptage/fréquencemètre, mesure de sonde, … au processeur de régulation.
Ces dernières doivent être configurées dans l'automate.
Dans la case "emplacement", l'utilisateur saisi le numéro de l'emplacement de la
carte dans le rack. Le type de carte ainsi que le numéro d'emplacement apparaissent dans la fenêtre de "Visualisation des cartes E/S" après enregistrement.
Si l'emplacement ne possède pas de carte, ou si la carte en question ne peut pas
être attribuée au processeur de régulation un message d'erreur apparaît et l'affectation n'est pas enregistrée.
Pour supprimer l'affectation d'une carte, l'utilisateur doit tout d'abord la sélectionner
dans la liste puis la valider par la touche "Supprimer".
Comportement du Processeur et de ses cartes d'E/S
Les interfaces étant attribuées au processeur de régulation, il s'agit maintenant de
définir le comportement de ce système de régulation par rapport à la CPU et à la
sécurité locale.
Arrêt clé :
Bouton "Arrêter" sélectionné : le système de régulation passe en STOP sur
basculement de RUN vers STOP de la clé de la CPU (sélection par défaut).
Bouton "Continuer" sélectionné : le fonctionnement du système de régulation est
indépendant de la position de la clé de la CPU.
Arrêt API :
Bouton "Arrêter" sélectionné : le système de régulation passe en STOP sur ordre
d'arrêt émanant de la CPU : STOP automate, commande console, JBUS, … (sélection par défaut).
Bouton "Continuer" sélectionné : le fonctionnement du système de régulation est
indépendant de l'état de la CPU.
Perte de dialogue API :
Bouton "Arrêter" sélectionné : le système de régulation passe en STOP lorsque le
dialogue CPU - Processeur de régulation est défaillant : mise hors tension du rack
principal, débrochage de la liaison, … (sélection par défaut).
Bouton "Continuer" sélectionné : le fonctionnement du système de régulation est
indépendant des défaillances éventuelles de l'échange CPU - Processeur de
régulation.
Utilisation de l'entrée arrêt local :
Bouton "Oui" sélectionné : le système de régulation passe en STOP sur perte de
tension de l'entrée STOP de la carte (sélection par défaut).
Bouton "Non" sélectionné : Cette entrée n'est pas opérationnelle.
TEM50130F
n
C
C.12
Programmation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
Cet écran permet de programmer le comportement de la CPU sur les différents
types de défaut susceptibles d'apparaître au niveau du processeur de régulation.
PARAMETRES DU DIAGNOSTIC AUTOMATE
CARTE
CPR1000
CONTINUER ARRETER
C
DECLENCHER
DEFAUT CONFIGURATION
%TD
DEFAUT INTERNE
%TD
DEFAUT EXTERNE
%TD
NO RUN
%TD
RUN
%TD
ANNULER
OK
Cet écran permet, dans chacun des cinq cas proposés, de programmer les actions
correspondantes :
- continuer la scrutation cyclique normale du programme CPU en ignorant le défaut,
- passer l'automate en mode arrêt,
- déclencher un traitement sur événement de type %TD dont le numéro est précisé.
Il est possible de demander l'exécution d'un traitement de type TD puis de programmer soit un arrêt soit la poursuite de l'exécution, en utilisant à la fin de l'entité TD les
mots clés %CONT ou %STOP (cf manuel de programmation ORPHEE, section
traitement sur évènements).
L'option par défaut, à la fin d'un %TD est CONTINUER.
Le détail de la programmation des traitements sur événements de type %TD est
décrit dans la documentation de mise en œuvre du logiciel ORPHEE - TEM10000F.
Concernant le processeur de régulation, on trouvera ci-dessous la liste des défauts
des différents types décrits :
- Défauts configuration :
- Carte absente ou d'un type différent de celui déclaré.
- Défaut interne perturbant le dialogue sur le réseau d'entrées/sorties.
Rétablir la configuration correcte ou changer la carte.
- Défauts internes :
Catégorie sans objet pour le processeur de régulation.
- Défauts externes :
Sans objet pour le CPR1000.
TEM50130F
n
C.13
Programmation
m
- NO RUN :
Passage de la carte en mode STOP (led RUN éteinte).
Remarque :
Si la configuration comporte une carte d'archivage, un défaut ou une absence de
programme d'application dans le régulateur (suite à un échange de cartes par exemple) pourront être réparés automatiquement (rechargement automatique du programme à partir de la carte d'archivage).
Dans ce cas, l'automate peut passer en mode RUN avant que le processeur de
régulation ne soit opérationnel. Pour permettre ce démarrage, il est impératif de
programmer le diagnostic "NO RUN" à "CONTINUER" (ou %TD puis "CONTINUER").
- RUN :
Traitement diagnostic exécuté lorsque la carte revient en mode marche normale
après un arrêt.
2.3. Paramétrage des cartes d'interface
ß
En fonctionnement, les cartes d'interfaces dépendront du processeur de régulation.
Par conséquent, le paramétrage de ces cartes n'aura aucune incidence sur le mode
de marche de la CPU et correspondra à une sélection "Continuer" sur tous les
paramètres "Défaut".
Aucun traitement de diagnostic (%TD), aucun événement interface (%EI) ne pourra
être déclenché par une carte d'interface dédié à un processeur de régulation.
2.4. Diagnostic des cartes d'interface
Au niveau de la CPU :
!
Il est possible de connaître l'état des cartes d'interface rattachées au processeur de
régulation, en testant l'état des 8 premiers bits %IXxxx0 à %IXxxx7 du CPR1000.
A chaque carte est associé un de ces bits (%IXxxx0 à la première, %IXxxx7 à la
dernière). Il est monté à 1 si cette carte possède au moins un défaut.
Ces bits appartenant au CPR1000 sont rafraîchis par la CPU avec le mécanisme de
tabulation.
Les bits associés correspondent à l'ordre croissant d'emplacement des cartes
(attention en cas de modification de configuration).
Au niveau du CPR1000 :
n
Les BFC d'interface possèdent des bits OK et d'alarme qu'il est possible de tester
dans l'application de régulation (cf. Description détaillée de ces BFC).
TEM50130F
C
C.14
Programmation
C
TEM50130F
n
C.15
Programmation
3. Saisie des entités régulation
L'objet de ce chapitre est de présenter les particularités des entités régulation du
point de vue de leur saisie (programmation).
Ces entités se programment en utilisant un éditeur tout à fait analogue à celui utilisé
pour les autres entités combinatoires de l'application. Le mode opératoire de cet
éditeur n'est donc pas décrit ici en détail. Le lecteur non familiarisé avec cet éditeur
se reportera au manuel d'utilisation du langage ORPHEE.
L'accès à cet éditeur s'effectue en sélectionnant l'icône Régulation au niveau de
l'atelier de programmation.
3.1. Composition d'une entité
m
C
Les Entités Régulation (%REn) sont regroupées dans la section régulation de
l'application.
16 entités régulation maximum peuvent être destinées à un même régulateur.
Une entité régulation décrit une ou plusieurs boucles.
Dans le cas ou l'entité décrit plusieurs boucles, systématiquement, celles-ci :
- appartiennent à la même carte,
- ont la même période d'échantillonnage,
- ont la même condition de validation.
Une entité régulation se compose d'une en-tête, d'un commentaire général et d'un
corps :
Appellation utilisateur
Emplacement du CPR1000
dans l'automate
Période d'échantillonnage
%REO
Condition de validation
de l'entité (vrai par défaut)
CARTE
010
Période (en sec.)
0,1
En tête
CEXT
Commentaires
(1 page écran)
%ER10
%ER20
%ER30
…
%EC70
%EC80
…
TEM50130F
Commentaire
de l'entité
(Expressions régulation, scrutées
à la période d'échantillonnage)
Corps du
programme
(Expressions combinatoires,
scrutées toutes les 100 ms)
n
C.16
Programmation
L'en-tête décrit, comme pour une entité combinatoire, les caractéristiques générales
de l'entité (appellation, condition de validation,…). Elle comporte en outre deux
paramètres complémentaires : la période d'échantillonnage TE et l'adresse du
régulateur destinataire (TE ≥ à 100 ms).
Le commentaire général est une zone de commentaires libres (1 page écran
maximum) où l'utilisateur peut décrire son application, le contenu de sa boucle, les
différents fonctionnements associés,…
N.B. : Outre ce commentaire général, l'utilisateur dispose d'une ligne de commentaire associée à chaque expression.
C
Le corps des entités régulation est composé de deux types d'expressions :
- Les expressions régulation (%ERn) qui décrivent, en utilisant les boîtes fonctionnelles spécifiques, le schéma de la boucle de régulation proprement dite.
Ces expressions réalisent la fonction de correction du procédé.
Elles sont scrutées au rythme de la période d'échantillonnage.
- Les expressions combinatoires (%ECn) qui décrivent les traitements associés
aux défauts pouvant survenir sur une boucle en cours d'exécution.
Ces expressions réalisent la fonction de surveillance du procédé.
Elles sont scrutées toutes les100 ms.
Les entités régulation ayant la plus faible période d'échantillonnage sont scrutées en
priorité. Lorsqu'une entité décrit plusieurs boucles, celles-ci sont scrutées dans
l'ordre de leur description.
3.2. Description de l'en-tête
L'accès à l'en-tête de l'entité s'effectue à partir de l'écran général de saisie de
l'éditeur régulation en sélectionnant la fonction ENTETE du menu ACCES. l'éditeur
propose alors l'écran ci-dessous :
Accès
En-tête
REGULATION : EN-TETE DE L'ENTITE %RE 0 - TEMPERAT
P
N
S
R
%RE0
TEMPERAT
PERIODE
1.
(en seconde)
BFC BFU
CARTE
010
CEXT
TEM50130F
n
C.17
Programmation
Sur cet écran, l'utilisateur renseigne :
L'adresse du processeur de régulation destinataire, sous la forme d'une constante
numérique :
X
X
X
↕
↕
↕
N°canal N°rack N°Emplacement
Un contrôle de cohérence entre cette adresse et la configuration programmée est
effectué lors de la validation de l'application.
La période d'échantillonnage de la (ou des) boucles de régulation décrite(s) dans
l'entité. Ce paramètre peut être donné sous forme de constante numérique, de
constante %KFD ou de réel (désigné par son identificateur ou son appellation).
La période d'échantillonnage est donnée en secondes.
Elle peut varier de 0.1 s à 7200 s. Elle est à 100 ms par défaut. Elle doit être un
multiple de 100 ms. Si tel n'est pas le cas, le CPR1000 prendra le multiple directement inférieur à la valeur saisie.
La condition extérieure de validation de la boucle.
Cette condition se programme sous forme d'un schéma à relais d'au maximum trois
contacts en série et trois branches en parallèle.
Tant que la condition extérieure de validation est maintenue :
!
- les expressions régulation sont scrutées au rythme de la période d'échantillonnage
- les expressions combinatoires sont scrutées toutes les 100 ms.
Par défaut, l'entité est considérée comme validée en permanence.
A la retombée de la condition de validation, les sorties TOR et analogiques
restent en l'état.
3.3. Accès au commentaire général
Accès
Commentaire
L'accès à l'écran de commentaire général se fait à partir du menu "ACCES" de
l'écran général de saisie en sélectionnant la fonction "COMMENTAIRE".
L'éditeur propose alors un écran de saisie permettant au programmeur de décrire en
détail le fonctionnement de sa boucle de régulation ainsi que les différents paramètres et leurs réglages.
n
Le commentaire général associé à une entité régulation est limité à une page écran.
TEM50130F
C
C.18
Programmation
3.4. Description du corps
Les particularités de l'éditeur régulation sont au nombre de trois :
Nécessité de préciser si l'expression en cours d'écriture est du type expression
régulation (%ERn) ou du type expression combinatoire (%ECn).
Ce choix se fait en sélectionnant le type désiré dans le menu "Services" de l'écran de
saisie. En règle générale, pour une meilleure lisibilité du programme, il est conseillé
de grouper toutes les %ER relatives à une même boucle puis toutes les %EC relatives à cette même boucle.
C
Ces instructions seront exécutées
au rythme de la période définie
dans l'en-tête
%ER10
‰ER20
%EC100
‰EC110
Ces instructions seront
exécutées
cycliquement toutes
les 100 millisecondes
Dans la majorité des cas des applications les %ER répondent à eux seuls aux
besoins de la régulation à effectuer.
Utilisation d'une bibliothèque de boîtes fonctionnelles (BFC) spécifiques à la
régulation.
Seules ces boîtes sont proposées en cours de programmation d'une entité régulation. Ces boîtes sont décrites en détail dans le paragraphe 3.6. ci après.
Une expression régulation ne peut contenir qu'une seule BFC de type PID.
m
Existence de la fiche terminal qui permet de préciser quels seront les paramètres
accessibles depuis la face avant.
Cette fiche est accessible, lorsque la boîte fonctionnelle de type PID est sélectionnée, en sélectionnant la fonction "FICHE TERMINAL" dans le menu "ACCES". cf
§3.7. Cette fiche est optionnelle. Elle sera accessible par le terminal lorsque le
champ "nom de la boucle" est renseigné.
Remarque 1 : Lors de la création de son schéma de régulation, l'utilisateur a la
possibilité d'utiliser des constantes ou des variables mémoire pour renseigner les
liens externes et les paramètres internes des boîtes fonctionnelles.
Il est conseillé de limiter l'utilisation des variables mémoire aux seules variables que
l'on souhaite pouvoir visualiser à la console ORPHEE ou sur le terminal et / ou
modifier par programme. Voir ci-après le détail du mécanisme.
Remarque 2 : Toutes les variables numériques manipulées par la régulation sont en
général des réels.
Ceux-ci peuvent varier entre -4. 10 +18 et -1. 10 -18 d'une part, entre 1. 10-18 et 4 . 10 +18
d'autre part :
-4. 10 +18
limite
basse
TEM50130F
-1. 10 -18
1. 10-18
= 0.0
4 . 10 +18
n
limite
haute
C.19
Programmation
4. Le mécanisme des échanges de données
avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition et de rafraîchissement
des données
Lorsque l'utilisateur affecte une appellation ou un nom de variable à un paramètre
caché ou à un lien externe d'une boîte fonctionnelle, le système identifie le type
(binaire ou réel / entrée ou sortie) de la variable concernée.
!
x
Si la variable est placée d'une part en entrée d'une BFC, d'autre part en sortie, elle
est considérée comme variable de sortie (du point de vue du régulateur).
Cela signifie que les écritures éventuelles de cette donnée par le programme
d'application, notamment à l'initialisation, ne seront pas transmises au
processeur de régulation.
Exemple :
Soit l'entité régulation ci-dessous :
%ER10
%MX1
%MX0
%MX2
%MX3
%ER20
KSQRT
ANAIN
%MX2
EN
EN
OK
PV
%FD6000
a
OK
FLOWP
EN
%MX11
OK
%FD6008
RESU
K = %FD6002
PMAX = %FD6004
PMIN = %FD6006
PREF = 1
Les bits %MX0 et %MX1 sont lus en mémoire de données,
les bits %MX3 et %MX11 sont écrits en mémoire de données,
le bit %MX2 lu et écrit, est considéré comme variable à écrire,
les réels %FD6002, %FD6004 et %FD6006 sont lus en mémoire de données,
les réels %FD6000 et %FD6008 sont écrits en mémoire de données.
TEM50130F
n
C
C.20
Programmation
Dans l'exemple précédent, le bit %MX2 ne pourra pas être positionné directement à
une valeur initiale par la CPU. Si cette initialisation est nécessaire, il faudra passer
par une variable intermédiaire, accessible en lecture, et mise en série (initialisation à
0) ou en parallèle (initialisation à 1) sur l'équation qui positionne %MX2.
De même, dans le cas d'un réel considéré comme variable à écrire, il faudra pour
l'initialiser, utiliser un autre réel et commuter par une BFC SWITCH pour charger la
valeur initiale.
C
!
Après un chargement de programme, les variables de sortie sont initialisées à zéro
(jusqu'au premier échantillonnage de la boucle considérée).
Après une transition STOP → RUN ou OFF → ON, les variables de sortie et les
%MX restent dans l'état antérieur à la transition (jusqu'au premier échantillonnage de la boucle considérée).
4.2. Volume des échanges
Les variables sont échangées entre l'unité centrale (CPU) et le processeur de
régulation par "paquets" de variables d'un type cohérent. La taille des "paquets" est
la suivante :
- 60 réels en entrée,
- 60 bits d'entrée,
- 60 réels en sortie,
- 11 bits en sortie.
Le nombre des "paquets" susceptibles d'être transmis, pour chaque processeur de
régulation, est de :
- Huit en entrée,
- Sept en sortie.
Le système assure le regroupement des variables par type de façon à optimiser
l'utilisation des paquets.
L'utilisateur ne doit se préocuper que du nombre total de variables utilisées par les
différentes boucles présentes sur le régulateur et de comparer ce résultat aux
capacités maximum d'échanges.
Le bit d'entrée %IXxxx31 est positionné à 1 par le processeur de régulation pendant
la phase d'acquisition rafraichissement des données en mémoire commune. Ce bit
peut être exploité par l'utilisateur dans le programme d'application pour assurer la
cohérence des données.
TEM50130F
n
C.21
Programmation
x
Exemples :
4 boucles de la carte sont utilisées.
Elles sont de taille et de complexité sensiblement équivalentes.
La boucle n° 1 demande : 60 réels et 20 bits en entrée, 40 réels et 20 bits en sortie,
La boucle n° 2 demande : 30 réels et 10 bits en entrée, 20 réels et 10 bits en sortie,
La boucle n° 3 demande : 20 réels et 10 bits en entrée, 20 réels et 10 bits en sortie,
La boucle n° 4 demande : 10 réels et 10 bits en entrée, 20 réels et 4 bits en sortie,
C
Totaux : En entrée : 120 réels , soit deux "paquets" et 50 bits, soit un "paquet".
En sortie : 100 réels, soit deux "paquets" et 44 bits, soit quatre "paquets".
m
Les totaux sont égaux à trois "paquets" d'entrée et six "paquets" de sortie. La programmation est correcte bien que la boucle n°1 demande des capacités d'échange
très au delà de la moyenne.
Remarques
Le débordement de la capacité d’échange est indiqué lors de la génération de code
avec ORPHEE.
A ces capacités d'échange s'ajoutent d'autres moyens d'étendre les zones d'échange avec la CPU :
- La zone d'extension bits de sortie définie lors du paramètrage de la carte. Le
rafraîchissement de ces données est réalisé à la période du mécanisme d'échange
entre le processeur de régulation et la CPU.
- Les 23 variables tabulées (adresses %IXxxx08 à %IXxxx30) qui permettent de
renvoyer à l'unité centrale des informations (alarmes,…) au rythme du cycle
automate, en utilisant la BFC DOUT.
(Les %IXxxx00 à %IXxxx07 donnent les défauts des cartes appartenant au
processeur de régulation.
Le %iXxxx31 donne l'activation des transferts de données avec la CPU.)
TEM50130F
n
C.22
Programmation
4.3. Synchronisation des échanges
Le cycle de rafraîchissement des données en mémoire CPU exécuté par la carte
est réalisé même si les entités %RE n’ont pas de condition de validation active.
Les échanges lecture / écriture de données dans la mémoire commune sont effectués selon le chronogramme ci dessous :
Echantillonnage
boucle %RE1
Echantillonnage
boucle %RE5
Echantillonnage
boucle %RE6
Horloge
100ms
Exécution
%ER de
%RE5
Exécution %ER
de %RE6
Exécution
des %EC
C
Activité
du processeur
de régulation
Exécution %ER
de %RE1
Stockage des données
à transférer en mémoire commune
Mise à jour des
données lues en
mémoire commune
%IXxxx31
Transfert des données
Activité
de la CPU
Cycle CPU
(1)
Cycle CPU
(1)
(2)
Cycle CPU
(1)
(2)
Cycle CPU
(1) : Rafraîchissement mémoire de données
(2) : Mise à jour partielle des données échangées entre la CPU et le processeur de régulation
Le processeur de régulation signale le début de la procédure de transfert des données en mettant à 1 le bit %IXxxx31 (Ce bit est tranféré à la CPU par le mécanisme
de tabulation).
De façon synchrone avec l'exécution des entités régulation (c'est-à-dire en attendant
la fin de l'exécution de l'entité en cours), il stocke les données à écrire en mémoire
commune dans une zone tampon.
Il effectue l'ensemble des transferts avec la mémoire commune (lecture / écriture).
Egalement de façon synchrone avec l'exécution des entités régulation, il fait la mise
à jour de sa mémoire avec les données lues en mémoire commune.
Il signale la fin de la procédure de transfert en mettant à zéro le bit %IXxxx31. Ce bit
est maintenu à l'état zéro pendant au minimum un cycle de CPU.
Ce chronogramme montre que les transferts de données peuvent s'étendre sur
plusieurs cycles de la CPU.
n
Si la cohérence entre les différentes données lues ou écrites doit être préservée, Il
faut s'interdire (côté CPU) d'exécuter les entités manipulant ces données pendant
que le bit %IXxxx31 est à l'état 1.
Ceci peut être fait en placant le bit %IXxxx31 dans la condition de validation des
entités concernant la CPU.
TEM50130F
C.23
Programmation
5. La bibliothèque des BFC
5.1. Liste des boîtes fonctionnelles
Fonction
Nom
Utilisation
BFC d'interfaces :
Acquisition d'une entrée analogique
Positionnement d'une sortie analogique
Acquisition d'une entrée comptage/fréquence
Acquisition d'une entrée TOR
Activation d'une sortie TOR
Chaud / froid
Etat de l'automate
Pilotage d'une sortie TOR en modulation de durée
Initialisation des lectures rapides
Pilotage d'une sortie servo-moteur
Split range
Lecture rapide d'une entrée
Ecriture rapide d'une sortie
Initialisation des écritures rapides
Mode de fonctionnement d'un régulateur
ANAIN
ANAOUT
CPTIN
DIN
DOUT
OPRANGE
PLCSTAT
PULSWM
RD_INIT
SERVO, SERVO2
SPLITRG
WORDIN
WORDOUT
WR_INIT
PLC_LOAD
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
BFC de calcul :
Valeur absolue d'un réel
Arc cosinus en radian
Arc sinus en radian
Arc tangente en radian
Fonction calcul (Ka * a + Kb * b)
Cosinus d'un angle en radian
Exponentielle
Multiplication pondérée
Division pondérée
Racine carrée pondérée
Logarithme népérien
Sinus d'un angle en radian
Sommateur pondéré
Tangente d'un angle en radian
TEM50130F
ABS
ARCCOS
ARCSIN
ARCTG
CALC
COSINE
EXP
KMUL
KDIV
KSQRT
LN
SINE
SM
TANGTE
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
n
C
C.24
Programmation
BFC d'alarmes et de limitations :
Alarme sur écart entre deux valeurs numériques
Alarme sur niveaux (HHA,HA,LA,LLA)
Comparateur bas avec hystérésis
Comparateur haut avec hystérésis
Comparaison de deux réels
Bande morte
Ecart entre 2 nombres avec détection de dépassement
Réalisation d'un hystérésis
Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique
Sélection du maximum de deux valeurs
Sélection du minimum de deux valeurs
Limitation de la vitesse de variation de la sortie
Diagnostic de l’autoréglage
Sélection d'une valeur parmi deux suivant état
C
ALRMDEV
ALRMLEV
CB
CH
COMPAR
DEADBND
EC
HYST
LIMITER
MAXI
MINI
RATELIM
SELFDIAG
SWITCH
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
EC
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
EC ER
EC ER
ACCUM
ADBIAS
ASSIGN
CN
DELAY
FCTCHAR
FLOWP
FLOWT
FN
INTEGR
RAMP
RAMP2
SCALING
TEMPO
ER
EC
EC ER
EC ER
ER
EC ER
EC ER
EC ER
EC ER
ER
ER
ER
EC ER
ER
BFC de fonctions :
Intégration de valeur
Ajustement de valeurs
Duplication de valeur
Selecteur de consigne distante ou locale
Retard pur
Générateur de fonction (définie par 11 points max.)
Compensation de débit en pression
Compensation de débit en température
Forçage d'une donnée numérique
Intégration de valeur
Générateur de rampe
Suivi d'une consigne
Changement d'échelle d'une valeur numérique
Temporisation
BFC correcteurs
Avance / retard de phase
Régulateurs P.I.D.
Régulateur P.I.D. étendu
Régulateurs P.I.D. autoréglable
LEADLAG
PID, PID 2 et PID_FF
PID_FF
SELFPID
BFC commande des régulateurs
Pilotage des modes de marche d'un régulateur
CTRL_REG
ER
ER
ER
ER
CPU (1)
Avertissement : Dans ce qui suit, les paramètres facultatifs sont repérés par la
mention (f). Le nom complet des paramètres en anglais figure entre parenthèses à
côté de leur abréviation.
(1) : La BFC CTRL_REG est utilisée dans le programme de la CPU.
Elle est accessible dans les entités %CC.
TEM50130F
n
C.25
Programmation
5.2. Description des boîtes fonctionnelles
5.2.1. Valeur absolue d'un réel : boîte ABS
Cette BFC calcule la valeur absolue et le signe du réel fourni en entrée.
Elle est utilisée, par exemple, pour changer le sens de fonctionnement d'un actionneur (avance / retrait d'un axe,) selon le signe de la commande.
C
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
(= 1 par défaut)
a:
valeur d'entrée
Type : réel
ABS
EN
OK
abs (f) :
valeur absolue de l'entrée
Type : réel
abs
a
sign
sign (f) :
signe de l'entrée
= 0 si a ≥ 0
= 1 si a < 0
Type : binaire
Lorsque EN = 0, toutes les sorties sont à 0.
TEM50130F
n
C.26
Programmation
5.2.2. Intégration d'une valeur : boîte ACCUM
Cette boîte permet d'intégrer une valeur pendant un temps d'intégration TINT.
Tant que le temps limite d'intégration TINT n'est pas atteint, la boîte effectue la
sommation de l'entrée PV à chaque cycle d'échantillonnage, sommation multipliée
par le coefficient Te / TINT :
ACCU(t) = ACCU (t-1) + PV (t). Te / TINT
ACCU(0)= INI
C
Lorsque le temps écoulé atteint le temps limite d'intégration, le comptage est arrêté,
la sortie restant figée à sa dernière valeur. Le bit END passe à 1. Une fois la boîte
réinitialisée (CLR), la sommation redémarre à partir de la valeur initiale.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ACCUM *
PV (Process Value) :
variable numérique
à intégrer
Type : réel
EN
OK
PV
ACCU
CLR
ACCU :
intégrale de la valeur numérique d'entrée
Type : réel
END (f) :
variable binaire signalant que
le temps d'intégration est
écoulé.
END
CLR (CLeaR) :
variable binaire de remise
à zéro de l'intégration
Paramètres cachés de la BFC ACCUM
INI (f) :
valeur initiale d'intégration
= 0 par défaut
TINT (INTégration Time) :
temps d'intégration en secondes
Type : réel ou constante
INI
TINT
ANNULER
OK
Remarque :
L'intégration s'effectue si le rapport ACCU/V est ≤ 1.6 107
Lorsque la boîte est dévalidée (EN = 0) :
m
TEM50130F
- la sortie OK passe à 0,
- la sortie ACCU est maintenue,
- la sortie END passe à 0.
Nota :
Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
régulations (%ERn) de la section régulation.
n
C.27
Programmation
EN
t
CLR
t
ACCU
INI
t
END
m
T1
C
T2
t
(TINT = T1 + T2)
Exemple :
Si l'entrée PV est maintenue constante, la sortie ACCU sera égale à cette constante
au bout du temps d'intégration TINT.
Utilisation en régulation :
m
TEM50130F
L'intégration de valeur permet de totaliser sur une période donnée une grandeur
mesurée à intervalles réguliers.
Exemple :
Intégration d'un débit permettant d'obtenir un volume sur un intervalle de temps
connu. Cette information ne sert pas dans la régulation proprement dite mais est
utilisée à des fins de bilan matière.
n
C.28
Programmation
5.2.3. Ajustement de valeurs : boîte ADBIAS
Appellation utilisateur
C
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ADBIAS
XIN :
variable numérique
à incrémenter (décrémenter)
Type : réel
EN
OK
XIN
ACCU
UP
UP :
entrée incrémentation
Type : binaire
XOUT :
valeur numérique de sortie
Type : réel
DOWN
DOWN :
entrée décrémentation
Type : binaire
La sortie XOUT de la boîte ADBIAS est égale à l'entrée XIN incrémentée (respectivement décrémentée) selon une loi exponentielle à chaque scrutation tant que
l'entrée UP (respectivement DOWN) est maintenue.
XOUT
XIN
t
UP
t
DOWN
t
XOUT est réinitialisée à la valeur XIN lorsque les deux entrées UP et DOWN sont
présentes simultanément.
m
TEM50130F
- Si XIN est hors limites,
- Si la saturation est atteinte,
- Si EN = 0,
OK = 0 et XOUT = valeur limite
OK = 1 et XOUT = valeur limite,
OK = 0 et XOUT = XIN
n
Nota : Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
combinatoires (%ECn) de la section régulation.
C.29
Programmation
Utilisation en régulation :
Cette boîte peut être utilisée :
ADBIAS
LIMITER
EN
CONSCAL
HA
XIN
UP
XOUT
XIN
XOUT
HA
0.
LA
DOWN
C
HA
1.
UP
CONSOPT
LA
LA
DOWN
- pour ajustement par l'opérateur d'une consigne calculée :
Dans ce schéma, la consigne calculée (CONSCAL) peut être modifiée par l'opérateur via les entrées UP et DOWN pour donner la consigne optimisée (CONSOPT)
tant que les limites HA et LA ne sont pas atteintes.
- pour le pilotage de la commande d'une boucle en manuel :
La sortie commande (OV) du PID est rebouclée sur l'entrée copie commande (MOV)
de la boîte PID par l'intermédiaire de la boîte ADBIAS.
Lors du passage en manuel de la boucle, il n'y a aucun à coup sur la commande qui
peut ensuite être pilotée par les entrées UP et DOWN de ADBIAS.
TEM50130F
n
C.30
Programmation
5.2.4. Alarme sur écart entre deux valeurs numériques :
boîte ALRMDEV
Cette boîte calcule l'écart entre ses deux valeurs numériques d'entrée (a et b) et
positionne un bit d'alarme (DEVA) lorsque cet écart dépasse le seuil DEV.
Appellation utilisateur
C
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
a:
1ère valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ALRMDEV *
EN
DEVO (DEViation Output) (f) :
valeur numérique
de l'écart a – b
Type : réel
OK
a
DEVO
b
DEVA
DEVA (DEViation Alarm) (f) :
variable binaire signalant que
l'écart entre les deux entrées
est supérieur au seuil
b:
2ème valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC ALRMDEV
DEV :
seuil de déviation
Type : réel ≥ 0
DEV
ANNULER
OK
DEVA = 1 lorsque valeur absolue (a - b) ≥ DEV.
DEV est un réel positif.
La valeur de l'écart est disponible en sortie : DEVO = a - b.
Lorsque EN = 0, les sorties OK, DEVA et DEVO sont mises à 0.
Utilisation en régulation :
Surveillance de l'écart mesure - consigne
TEM50130F
n
C.31
Programmation
5.2.5. Alarmes sur niveaux : boîte ALRMLEV
Cette boîte positionne quatre bits d'alarme selon la valeur de la variable réelle
d'entrée XIN par rapport à quatre seuils.
Les quatre seuils doivent être renseignés et les valeurs correspondantes doivent
respecter la progression : HH > H > L > LL. Dans le cas contraire, le bit OK est
positionné à 0.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ALRMLEV *
EN
OK
XIN
HHA
XIN :
variable numérique
d'entrée
Type : réel
variables binaires (f) d'alarme
HHA pour alarme seuil très haut
HA pour alarme seuil haut
LA pour alarme seuil bas
LLA pour alarme seuil bas
HA
LA
LLA
Paramètres cachés de la BFC ALRMLEV
valeurs numériques des seuils d'alarme :
HH pour seuils très haut
H pour seuil haut,
L pour seuil bas
LL pour seuil très bas
Types : réels ou constantes
HH
H
L
LL
ANNULER
TEM50130F
OK
n
C
C.32
Programmation
LL
L
H
HH
XIN
0
LLA
LA
HA
C
HHA
Lorsque la boîte est dévalidée (EN à 0), toutes les sorties sont à 0. De même,
lorsque la boîte n'est pas exécutée correctement OK est à 0 ainsi que toutes les
sorties.
Utilisation en régulation :
Ce type de fonction est d'un usage extrêmement courant en régulation pour assurer
toutes les surveillances et les alarmes (contrôle de niveaux, de température,…).
5.2.6. Acquisition d'une entrée analogique : boîte ANAIN
Cette boîte réalise l'acquisition d'une entrée analogique (repérée par son adresse
sous la forme de n° rack, n° emplacement, n° voie) et sa conversion en une grandeur numérique utilisable dans le schéma de la boucle de régulation.
Les entrées du processeur de régulation sont des entrées courant variant de 0 à 20
mA (Type 1) ou de 4 à 20 mA (Type 2) ou des entrées tension ± 10 V (Type 3) ou
entrées thermocouples ou Pt100 (type 6).
La sortie PV est mise à l'échelle sur l'intervalle [0.0 ; 1.0] (soit 0, 100%) (types 1 et 2)
ou sur l'intervalle [-1.0 ; 1.0] (soit -100%, + 100%) (type 3). Le type 6 est sans mise à
échelle.
Si l'entrée est en dessous de 4 mA et que type = 2, le bit ALRM est positionné :
Si le capteur est mal étalonné ou en défaut (valeur de l'entrée < 4 mA), ALRM = 1,
PV = 0 et OK = 1.
Si type = 1, aucune alarme n'est générée.
TEM50130F
n
C.33
Programmation
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
ANAIN *
EN
PV (Process Value) :
valeur numérisée correspondant à la valeur analogique
lue en entrée.
Type : réel
OK
PV
EN (ENable) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
ALRM (f) :
variable binaire signalant que
la voie est hors limites
(< 4 mA)
ALRM
CHAN :
adresse sous la forme de n° rack,
n° emplacement, n° voie*
TYPE :
0-20 mA → Type 1
4-20 mA → Type 2
± 10 V → Type 3
Thermocouple/Pt100 → Type 6
Paramètres cachés de la BFC ANAIN
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
* Le numéro de voie comporte obligatoirement 2 chiffres (00 à 31).
m
La valeur de PV prend en compte le filtrage défini dans les paramètres d'initialisation.
Si la boîte est dévalidée (EN = 0), toutes les sorties sont à zéro.
Nota :
EN = 1 et OK = 0 signifie : défaut d'accès à la voie (PV est alors positionné à 0.0).
Le bit ALRM monte à 1 si l'entrée capteur < à 4 mA.
m
TEM50130F
Nota : Utilisation des cartes IXA08xx
La BFC ANAIN réalise la mise à l'échelle en fonction du "TYPE" choisi.
Pour les cartes IXA08xx, il faut utiliser l'échelle utilisateur dans le paramétrage des
voies (échelle 0-32767).
Exemple :
IXA0820 en 4-20 mA
choix type 2 ; prendre V min = 0 et V max = 32767
IXA0820 en 0-20 mA
choix type 1 ; prendre V min = 0 et V max = 32767
n
C
C.34
Programmation
5.2.7. Pilotage d'une sortie analogique : boîte ANAOUT
Cette boîte assure la conversion de la commande issue de la chaine de régulation
en une grandeur admise par les sorties analogiques.
C'est la sortie "classique" d'une boucle de régulation, permettant de piloter un
actionneur analogique.
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ANAOUT *
C
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OV (Output Value) :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
(entre - 1.0 et 1.0)
EN
OK
OV
Paramètres cachés de la BFC ANOUT
CHAN :
adresse sous la forme de n° rack,
n° emplacement, n° voie*
TYPE :
0-10 V → Type 1
4-20 mA → Type 2
± 10 V → Type 3
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
* Le numéro de voie comporte obligatoirement 2 chiffres (00 à 31).
m
Si OV non compris entre 0 et 100% pour type = 1 ou 2,
si OV non compris entre -100% et 100% pour type = 3,
ou si EN = 0,
la sortie OK est à 0 et la sortie analogique est maintenue dans l'état.
Nota : EN = 1 et OK = 0 signifie défaut d'accès à la voie.
5.2.8. Arc cosinus : boîte ARCCOS
Voir § 5.2.12. ci-dessous
5.2.9. Arc sinus : boîte ARCSIN
Voir § 5.2.12. ci-dessous
5.2.10. Arc tangente : boîte ARCTG
Voir § 5.2.12. ci-dessous
TEM50130F
n
C.35
Programmation
5.2.11. Duplication de valeur : boîte ASSIGN
Cette boîte permet de dupliquer une valeur numérique d'entrée de façon à fournir la
même valeur d'entrée à deux BFC en aval.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ASSIGN
EN
IN (Input) :
valeur d'entrée
Type : réel
OK
IN
OUT1 (Output 1) (f) :
OUT1 = IN
Type : réel
OUT1
OUT2
OUT2 (Output 2) (f) :
OUT2 = IN
Type : réel
Lorsque EN = 0, OUT1 et OUT2 ne sont pas affectés. Dans ce cas les sorties OUT1
et OUT2 ne seront mémorisées que si les sorties sont renseignées.
Exemple d'utilisation :
1°) Ajustement de paramètres selon le point de fonctionnement.
La BFC ALARMLEV valide, en fonction de ces seuils HA et LA l'une ou l'autre des
deux boîtes ASSIGN. Ceci a pour effet d'affecter soit la valeur TIH soit la valeur TIL
au paramètre TI fourni ultérieurement au PID.
ALRMLEV
ASSIGN
SP
XIN
HA
EN
TIH
LA
IN
OUT1
TI
ASSIGN
EN
TIL
TEM50130F
IN
OUT1
TI
n
C
C.36
Programmation
2°) La valeur de la mesure aquise par une boîte ANAIN, doit être fournie d'une part à
l'entrée PV de la boîte PID, d'autre part à la boîte SCALING pour réaliser une mise à
l'échelle physique avant affichage :
ANAIN
ASSIGN
PV
C
IN
OUT1
PID
PV
OUT2
SCALING
XIN
TEM50130F
n
C.37
Programmation
5.2.12. Fonctions calcul : boîtes CALC, KMUL,…
Les boîtes de calcul permettent de réaliser diverses opérations sur une (ou deux)
grandeur(s) numérique(s). Elles se présentent toutes sous la forme générique
suivante (le nombre des paramètres et / ou des coefficients variant selon le calcul à
effectuer):
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CALC *
EN
a:
1er opérande de l'opération
à effectuer
Type : réel ou constante
RESU (RESUlt) :
résultat de l'opération
Type : réel
OK
a
RESU
b
b:
2ème opérande
de l'opération à effectuer
Type : réel ou constante
Ka (f) :
1er coefficient de l'opération
(1. par défaut)
Type : réel ou constante
Kb (f) :
2ème coefficient de l'opération
(1. par défaut)
Type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC CALC
Ka
Kb
ANNULER
OK
Douze boîtes sont disponibles, selon le calcul que l'on souhaite effectuer :
ARCCOS
: calcule l'arc cosinus de la valeur figurant en entrée. Celle-ci doit être
comprise entre 0. et 1. Le résultat est exprimé en radians.
RESU = Arccos (a)
ARCSIN
: calcule l'arc sinus de la valeur figurant en entrée. Celle-ci doit être
comprise entre 0. et 1. Le résultat est exprimé en radians.
RESU = Arcsin (a)
ARCTG
: calcule l'arc tangente de la valeur figurant en entrée. Le résultat est
exprimé en radians.
RESU = Arctg (a)
CALC
: réalise l'addition pondérée de deux variables numériques d'entrée :
RESU = Ka . a + Kb . b
KMUL
RESU = K . a . b
TEM50130F
n
: réalise la multiplication pondérée des valeurs numériques d'entrée :
C
C.38
Programmation
KDIV
: réalise la division pondérée des valeurs numériques d'entrée :
RESU = K . a / b
Le résultat de la division par zéro est égal à zéro. Le bit OK est alors
positionné à zéro.
KSQRT
: extrait la racine carrée de la valeur numérique d'entrée :
RESU = K . rac(a)
EXP
C
: calcule l'exponentielle de la valeur numérique d'entrée :
RESU = exp (a)
LN
: calcule le logarithme népérien de la valeur numérique d'entrée :
RESU = Ln (a)
SINE
: calcule le sinus de l'angle figurant en entrée. Celui ci doit être exprimé
en radians dans l'intervalle (- 4096. π , 4096. π)
RESU = sin (a)
COSINE
: calcule le cosinus de l'angle figurant en entrée. Celui ci doit être
exprimé en radians dans l'intervalle (- 4096. π , 4096. π)
RESU = cos (a)
TANGTE
: calcule la tangente de l'angle figurant en entrée. Celui ci doit être
exprimé en radians dans l'intervalle (- 4096. π , 4096. π)
RESU = tg (a)
Si EN = 0, OK = 0 et RESU = 0.
Si OK = 0 alors que la boîte est validée, c'est qu'un débordement de capacité s'est
produit lors du calcul. RESU est alors égal à 0.
Toutes les valeurs numériques (a, b, RESU) doivent être comprises entre
-4. 10+18 et -1. 10-18 ou entre 1. 10-18 et 4. 10+18
-4. 10+18
limite
basse
TEM50130F
-1. 10-18
= 0.0
1. 10-18
4. 10+18
limite
haute
n
C.39
Programmation
5.2.13. Comparateur bas avec hystérésis : boîte CB
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
(=1 par défaut )
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CB
HYS (HYStérésis) (f) :
valeur par défaut = 0
Les valeurs négatives
sont prises à 0
Type : réel ou constante
EN
HYS
OK
XIN
THR
RESU
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = min (XIN , THR)
type : réel
HYSO
HYSO (f) :
état de la comparaison
Type : binaire
XIN (XINput) :
valeur d'entrée
Type : réel ou constante
THR (THReshold) :
valeur du Seuil bas
Type : réel ou constante
Cette boîte compare la valeur de l'entrée XIN par rapport à la valeur du seuil bas
THR et sélectionne la plus faible.
Les seuils de montée et de descente de la variable binaire de sortie HYSO sont
différenciés selon le schéma ci-dessous.
1
HYSO
HYS
0
XIN < THR
XIN
THR
XIN > THR + HYS
Lorsque EN = 0 alors OK = 0, RESU=0 et HYSO=0.
Lorsque EN = 1 la valeur de OK signale la bonne exécution de la BFC :
m
TEM50130F
OK = 1 : exécution correcte
OK = 0 : signale un dépassement de capacité dû aux entrées ou à un calcul
intermédiaire, dans ce cas RESU = 0 et HYSO = 0.
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C
C.40
Programmation
5.2.14. Comparateur haut avec hystérésis : boîte CH
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
(=1 par défaut)
C
HYS (HYStérésis) (f) :
valeur par défaut = 0
Les valeurs négatives
sont prises à 0
Type : réel ou constante
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CH
EN
HYS
OK
XIN
THR
RESU
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = max (XIN , THR)
type : réel
HYSO
HYSO (f) :
état de la comparaison
Type : binaire
XIN (XINput) :
valeur d'entrée
Type : réel ou constante
THR (THReshold) :
valeur du Seuil bas
Type : réel ou constante
Cette boîte compare la valeur de l'entrée XIN par rapport à la valeur du seuil haut
THR et sélectionne la plus forte.
Les seuils de montée et de descente de la variable binaire de sortie HYSO sont
différenciés selon le schéma ci-dessous.
HYSO
1
HYS
0
THR
XIN < THR - HYS
XIN
XIN > THR
Lorsque EN = 0 alors OK = 0, RESU=0 et HYSO=0.
Lorsque EN = 1 la valeur de OK signale la bonne exécution de la BFC :
m
TEM50130F
OK = 1 : exécution correcte
OK = 0 : signale un dépassement de capacité dû aux entrées ou à un calcul
intermédiaire, dans ce cas RESU = 0 et HYSO = 0.
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C.41
Programmation
5.2.15. Sélecteur de consigne distante ou locale : boîte CN
Appellation utilisateur
EN (ENable) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
LSP (Local Set Point) :
valeur de consigne locale
Type : réel
RSP (Remote Set Point) (f) :
valeur de consigne distante
Type : réel ou constante
EN
LSP
OK
RSP
R/L
SP
R/L (Remote/Local) :
commutation de la consigne locale / distante
R/L = 0 sélection de la consigne distante
R/L = 1 sélection de la consigne locale
Type : binaire
m
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CN
STAT
C
SP (Set Point) :
consigne
type : réel
STAT (STATus) (f) :
mode de fonctionnement
STAT = 0 -> Distant
STAT = 1 -> Local
Type : binaire
Le paramètre LSP doit être renseigné uniquement sous forme de variable et non par
une constante.
Suivant la valeur du bit de commutation R/L, la consigne SP est égale à:
• Si R/L = 0 à la consigne distante RSP,
• Si R/L = 1 à la consigne locale LSP.
Si RSP n'est pas renseigné, le fonctionnement local est forcé et quelle que soit la
valeur de R/L, SP = LSP et STAT = 1.
Lorsque OK = 0 (c'est-à-dire si EN = 0), STAT passe à 0, par contre SP reste inchangée.
TEM50130F
n
C.42
Programmation
Lorsque R/L passe de 0 à 1,
la dernière valeur calculée de
SP est recopiée dans LSP
Lorsque R/L passe de 0 à 1,
SP reste figé à la dernière
valeur calculée, tant que LSP
n'a pas évolué.
R/L
C
LSP
temps
SP
RSP
temps
SP
temps
SP = RSP
SP = LSP
SP = LSP
SP = RSP
temps
m
TEM50130F
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C.43
Programmation
Utilisation en régulation :
CN permet d'éviter un à coup sur la consigne SP lors du passage de la consigne
distante à la consigne locale.
Exemple de programmation :
La BFC "CN" est paramétrée en cohérence avec la fiche terminal de la BFC "PID",
dans le cas d'une utilisation avec le terminal face avant TER0040.
C
TEM50130F
n
C.44
Programmation
5.2.16. Comparaison de deux réels : boîte COMPAR
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
COMPAR
EN
C
a:
1ère valeur à comparer
Type : réel
OK
a
a>b
a
a=b
a<b
b (f) :
2ème valeur à comparer
Type : réel
a > b (f) :
variable binaire =
1 si a > b
a = b (f) :
variable binaire = 1
si a = b
a < b (f) :
variable binaire = 1
si a < b
Fonctionnement :
Cette BFC compare deux réels et positionne l'une des trois variables binaires de
sortie selon le résultat de la comparaison.
Lorsque EN = 0, toutes les sorties sont positionnées à 0.
Utilisation en régulation :
Elle peut être utilisée, par exemple, pour déclencher des actions sur comparaison de
la consigne à des seuils,…
5.2.17. Cosinus d'un angle en radian : boîte COSINE
Voir § 5.2.12. ci-dessus
TEM50130F
n
C.45
Programmation
5.2.18. Acquisition d'une mesure comptage/fréquence :
boîte CPTIN
Cette boîte réalise l'acquisition d'une entrée comptage ou fréquence des cartes
comptages pilotées par le processeur de régulation.
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
CPTIN *
EN
EN (ENable) (o) :
variable binaire
de validation de la boîte
OK
PV :
récupère la valeur du compteur ou de la fréquence
(type %FD)
PV
Paramètres cachés de la BFC CPTIN
CHAN :
constante numérique entière
indiquant l'adresse de la voie de comptage
ou fréquence : n° de rack,
n° d'emplacement, n° de voie*
CHAN
ANNULER
OK
* Le numéro de voie comporte obligatoirement 2 chiffres (00 à 04).
Fonctionnement :
Cette BFC permet d'acquérir les valeur de compteur ou de fréquence issues de
cartes de comptage et ou de fréquencemètre (en milli Hertz).
n
OK = 0 et EN = 1 signifie que l'emplacement (CHAN) ne contient pas de cartes de
comptage ou fréquencemètre.
Lorsque EN = 0, OK = 0 et PV est positionné à 0.0 la BFC n'est pas exécutée.
TEM50130F
C
C.46
Programmation
!
5.2.19. Mode de marche d'un CPR : boîte CTRL_REG
Cette BFC est exécutée dans l'unité centrale.
Elle est utilisable dans les entités %CC de l'application.
utilisation en régulation :
Elle permet notamment de remettre en RUN un CPR passé en STOP suite à une
chute du 24V sur l'entrée "arrêt local". Elle permet également d'arrêter un CPR.
C
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CTRL_REG *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
MODE (f) :
mode de fonctionnement
souhaité de la carte
passage en RUN
passage en STOP
Type : variable binaire
EN
OK
MODE
Paramètres cachés de la BFC CTRL_REG
CARD :
emplacement du régulateur
dans la configuration
sous la forme de n° canal,
n° rack, n° emplacement
Type : constante
CARD
ANNULER
OK
Fonctionnement :
Un ordre de passage en RUN (resp. STOP) est envoyé au CPR situé à l'emplacement désigné par CARD à chaque front montant (resp. descendant) de MODE, tant
que EN = 1.
OK = 0 si EN = 0 ou si l'emplacement désigné par CARD ne contient pas un CPR.
n
Lorsque EN = 0, les fronts de l'entrée MODE ne sont pas transmis au CPR.
TEM50130F
C.47
Programmation
5.2.20. Réalisation d'une bande morte : boîte DEADBND
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
DEADBND *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
XIN :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
EN
OK
XIN
DBO
DBO (Dead Band Output) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
Paramètres cachés de la BFC DEADBND
H:
limite haute de la zone d’action de la bande morte.
Type : réel ou constante
L:
limite basse de la zone d’action de la bande morte.
Type : réel ou constante
VAL :
valeur de la sortie (DBO) dans la bande morte.
Type : réel ou constante
H
L
VAL
OK
ANNULER
Entre les deux limites L et H du signal d'entrée, le signal de sortie reste constant à la
valeur VAL.
DBO
VAL
L
m
TEM50130F
H
XIN
Lorsque EN = 0, DBO = XIN
Nota : Xin et DBO peuvent être négatifs.
n
C
C.48
Programmation
Utilisation en régulation :
Cette boîte est généralement placée en sortie de la boucle de régulation (branche
commande). Elle est utilisée pour éviter de faire travailler inutilement l'organe de
commande sur des variations de la valeur de sortie non significatives.
PID
DEADBND
SERVO
C
STOV
m
TEM50130F
XIN
DBO
STOV
Remarque :
La boîte DEADBND agit directement sur la valeur du signal de commande. Son
action ne doit pas être confondue avec celle de la zone morte (paramètre de la boîte
PID) qui agit sur le calcul du PID.
n
C.49
Programmation
5.2.21. Réalisation d'un retard pur : boîte DELAY
Cette boîte réalise un retard pur sur la valeur numérique d'entrée PV. La valeur du
retard s'exprime en secondes.
Elle ne doit pas dépasser 50 fois la période d'échantillonnage.
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
DELAY *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
PV (Process Value) :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
EN
OK
PV
DELO
DELO (Delayed Output) :
valeur numérique retardée
Type : réel
Paramètres cachés de la BFC DELAY
TDEL :
Valeur du retard exprimée en secondes
avec TDEL ≤ 50 TE
(TE est la période d'échantillonnage)
Type : réel ou constante
TDEL
ANNULER
m
m
TEM50130F
OK
Il arrive fréquemment que l'action résultant d'une commande ne soit effective qu'au
bout d'un certain délai (ex : temps de transit d'un composant jusqu'au lieu de mélange à partir du moment où l'on commande l'ouverture de la vanne correspondante).
La boîte DELAY permet de tenir compte de ce décalage dans l'élaboration du signal
de commande.
Nota :
La boîte retard pur corrige les retards constants, liés à des temps de transport de
matière par exemple. Son action ne doit pas être confondue avec celle de la dérivée
de la boîte PID qui corrige, elle, les inerties du processus.
Si EN = 0 ou si TDEL est supérieur à 50 x TE, OK = 0 et DELO = PV.
Nota :
n
Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions régulation
(%ERn).
C
C.50
Programmation
Fonctionnement :
La sortie DELO de la boîte reproduit son entrée PV avec un retard TDEL précisé par
l'utilisateur :
TDEL
C
X(t)
Y(t)
TDEL
Temps
Le retard TDEL doit être compris entre TE et 50 TE (TE étant la période d'échantilonnage). Une modification de la période d'échantillonnage ou du retard réalisée par
le programme d'application ou à partir de la console doit respecter cette règle.
L'action de la BFC DELAY ne débute qu'au terme de son initialisation. Celle-ci
débute à la première activation de la BFC et dure le temps d'un retard TDEL. Pendant cette phase la sortie est la copie de l'entrée.
Entrée PV de la
BFC DELAY
TDEL
Sortie DELO de
la BFC DELAY
TDEL
initialisation
des valeurs
historiques
TEM50130F
n
C.51
Programmation
x
Utilisation en régulation
Exemple :
Deux produits A et B sont successivement versés dans un récipient pour mélange.
Le récipient est d'abord placé sous le doseur du produit A qui en délivre une quantité
P1. Il est ensuite véhiculé sur un tapis roulant jusqu'au doseur du produit B qui en
délivre une quantité P2. L'intervalle de temps entre les deux doseurs est de 20s.
A
C
B
P1
P1 + P2
.
.
20 s
La quantité de produit P2 fait l'objet d'une régulation, or la mesure du poids du
récipient indique P1 + P2. Il est donc nécessaire de faire abstraction du P1. La
quantité P2 est égale à la quantité mesurée moins la quantité P1 délivrée 20 s
auparavant.
La mesure de la boucle de régulation sur P2 sera donc donnée par la configuration
suivante :
DELAY
P1
PV
DELO
TDEL = 20
CALC
P2
a
RESU
b
Ka = -1
Kb = 1
P1 + P2
m
TEM50130F
Remarque :
n
Comme le montre l'exemple précedent, la BFC DELAY corrige les retards sur la
mesure dus en particulier à des temps de transport matière. L'inertie du processus
est quant à elle corrigée par l'action dérivée de la BFC PID.
C.52
Programmation
5.2.22. Acquisition d'une entrée TOR : boîte DIN
Cette boîte permet d'acquérir une entrée Tout Ou Rien (désignée par son n° de rack,
son n° d'emplacement et son n° de voie).
C
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
DIN *
EN
EN (ENable) :
variable binaire
de validation de la boîte
OK
DI :
variable binaire contenant
l'état de l'entrée TOR après
bonne exécution de la BFC
DI
Paramètres cachés de la BFC DIN
CHAN :
constante numérique entière
contenant le n° de rack,
n° d'emplacement et le n° de voie* à lire.
CHAN
ANNULER
x
OK
* Le numéro de voie comporte obligatoirement 2 chiffres (00 à 31).
Exemple :
L'adressage de la voie n° 2 d'une carte de 32 entrées à l'emplacement 4 du rack
n° 1 donne CHAN = 1402.
Fonctionnement :
EN = 1, OK = 1 signifie que la BFC s'est bien exécutée.
EN = 1 et OK = 0 signifie que l'accès à l'entrée s'est mal passé ou que l'emplacement ne contient pas de cartes d'entrées ou que la valeur de CHAN est incorrecte.
EN = 0, OK = 0 et DI = 0 signifie que la BFC n'est pas exécutée.
TEM50130F
n
C.53
Programmation
5.2.23. Activation d'une sortie TOR : boîte DOUT
Cette boîte permet d'activer une sortie Tout Ou Rien (désignée par son n° de rack, le
n° de l'emplacement et le n° de voie) selon la valeur d'une entrée booléenne "DO".
Elle est également utilisée pour envoyer des informations binaires à la CPU via les
entrées tabulées du processeur de régulation (%IXxxx8 à %IXxxx30).
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
DOUT *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
( = 1 par défaut)
EN
OK
DO
DO (Digital Output) :
variable binaire d'entrée
à recopier sur la sortie
CHAN
Paramètres cachés de la BFC DOUT
CHAN :
n° de la sortie à positionner :
sortie physique pour CHAN désigné par son adresse
n° de rack, n° d'emplacement, n° de voie
ou les entrées tabulées du CPR pour CHAN
(%IXxxx8 à %IXxxx30)
(xxx correspond au canal, au rack et emplacment du
CPR1000)
CHAN
ANNULER
OK
Lorsque la boîte est utilisée pour échanger des informations de type binaire avec
l'unité centrale, le paramètre CHAN prend la valeur de n° de rack, n° de l'emplacement et n° de la voie correspondant aux entrées %IX du processeur de régulation.
Cette utilisation de la boîte DOUT permet de rapatrier dans l'unité centrale l'état de
23 bits internes du CPR (DE %IXxxx8 à %IXxxx30). Ces 23 bits sont affectés à la
carte et peuvent être partagés par l'utilisateur entre les différentes boucles implantées sur la carte. Cette solution présente l'avantage d'une grande rapidité d'échange
de données binaires depuis le CPR vers l'unité centrale.
Si EN = 0, la sortie OK de la BFC est à 0 et la sortie physique est maintenue à sa
valeur, la sortie tabulée est elle aussi maintenue à sa valeur.
TEM50130F
n
C
C.54
Programmation
x
Exemple :
si CHAN = 1809 (CPR1000 à l'emplacement 8 du rack n°1), l'état du bit DO sera
transmis, au rythme de la tabulation des entrées, à l'unité centrale. Cette information
sera disponible, pour le programme d'application à l'adresse :
%IX1809
C
m
Remarque :
Le dernier bit (%IXxxx31) est réservé au mécanisme de lecture / écriture de variables en mémoire commune. Voir § 3.4.
Les 8 premiers bits (%IXxxx0 à %IXxxx7) sont réservés aux diagnostics des cartes
appartenant au processeur de régulation, voir chapitre C - paragraphe 2.4.
TEM50130F
n
C.55
Programmation
5.2.24. Ecart entre 2 nombres avec détection de dépassement: boîte EC
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
(=1 par défaut)
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
EC
HYS (HYStérésis) (f) :
valeur par défaut = 0
Les valeurs négatives
sont prises à 0
Type : réel ou constante
EN
HYS
a (entrée) :
1ère entrée
Type : réel ou constante
b
OK
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = a - b
type : réel
RESU
a
C
THR
b (entrée) :
2ème entrée
Type : réel ou constante
HYSO
HYSO (f) :
état de la comparaison
Type : binaire
THR (THReshold) :
valeur de l'écart maximum
Type : réel ou constante
Cette boîte calcule l'écart entre les entrées a et b, et détecte le dépassement en
valeur absolue par rapport à un écart maximum THR .
Les seuils de montée et de descente de la variable binaire de sortie HYSO sont
différenciés selon le schéma ci-dessous.
HYSO
1
HYS
- THR
a-b
THR
HYS
0
+ THR
a-b < THR-HYS
a-b
a-b
THR
Lorsque EN = 0 alors OK = 0, RESU=0 et HYSO=0.
Lorsque EN = 1 la valeur de OK signale la bonne exécution de la BFC :
m
TEM50130F
OK = 1 : exécution correcte
OK = 0 : signale un dépassement de capacité dû aux entrées, aux sorties
ou à un calcul intermédiaire, dans ce cas RESU = 0 et HYSO = 0.
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C.56
Programmation
5.2.25. Exponentielle : boîte EXP
Voir § 5.2.12.
C
5.2.26. Forçage d'une donnée numérique : boîte FN
Appellation utilisateur
EN (ENable):
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
FVAL (Forcing VALue):
valeur de forçage
Type : réel ou constante
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
FN
EN
FVAL
OK
FRES
FRES (Forcing RESult) (f) :
FRES = FVAL
type : réel
FVAR
FVAR (Forced VARiable):
variable à forcer
Type : réel
Cette boîte recopie la valeur de forçage FVAL dans le paramètre FVAR.
m
TEM50130F
Si EN = 0 alors, FVAR n'est pas modifié, OK = 0 et FRES = 0
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C.57
Programmation
5.2.27. Générateur de fonction : boîte FCTCHAR
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
FCTCHAR *
EN
X:
valeur numérique d'entrée
Type : réel
X
OK
Y(X)
Y(X) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
XORG
XORG :
abcisse de l'origine
Type : réel ou constante
XGAP
XGAP :
écart entre abcisses de
deux points de la courbe
Type : réel ou constante
XORG
XORG :
ordonnée correspondant à
l'abcisse XORG
Type : réel ou constante
valeur par défaut : 0.0
Paramètres cachés de la BFC DEADBND
Y1
Y1 à Y10 (f) :
valeurs des ordonnées des points de la courbe
correspondant aux abcisses
XORG + XGAP, XORG + 2*GAP,…
type : réel ou constante
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
ANNULER
Si EN = 0, Y(X) = 0 et OK = 0.
TEM50130F
OK
n
C
C.58
Programmation
m
C
La boîte FCTCHAR réalise une interpolation linéaire. La fonction Y(X) est définie par
un ensemble de 11 points (YORG + Y1 à Y10) qui sont répartis à intervalles réguliers (XGAP) à partir de XORG.
Remarque :
Le choix de onze valeurs facilite la définition d'une courbe par des abcisses variant
de 0 à 100% par pas de 10%.
Y (10)
Y(X)
Y(1)
YORG
XGAP
XGAP XGAP
XORG
XGAP XGAP XGAP
X
Utilisation en régulation:
La caractéristique statique d'un composant est la relation qui relie, en tout point de
fonctionnement, les valeurs de la grandeur de sortie aux valeurs de la grandeur
d'entrée.
Y(X)
domaine
de variation
de la sortie
domaine de variation
de l'entrée
X
Les caractéristiques statiques les plus courantes sont les caractéristiques proportionnelles, exponentielles et paraboliques. Il existe aussi, quoique plus rares, des
caractéristiques plus ou moins spéciales telles que les caractéristiques avec maxima
(mimina).
TEM50130F
n
C.59
Programmation
Y(X)
X
Caractéristique comportant un maximum
C
La boîte générateur de fonction permet de traduire tout type de caractéristique
statique.
Elle permet de linéariser une caractéristique statique non linéaire. En effet, l'introduction d'une non linéarité dans une boucle de régulation est souvent préjudiciable à la
qualité de la régulation.
Pour linéariser une caractéristique statique connue, il suffit d'introduire en série une
caractéristique inverse de la première.
S1(E)
S(E)
S(S1)
E
m
S1
S
Remarques :
La linéarisation d'un débit mesuré à l'aide d'un organe déprimogène est effectuée
par la boîte FLOWP.
Cette boîte permet en effet de linéariser une caractéristique parabolique de la forme
kE2.
La boîte FCTCHAR sera utilisée pour linéariser les autres types de caractéristiques.
TEM50130F
n
C.60
Programmation
5.2.28. Compensation de débit en pression : boîte FLOWP
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
FLOWP *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
C
FLOW :
débit mesuré
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OK
EN
CFLW
FLOW
CFLW (Dead Band Output) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
PRES
PRES (PRESsure) :
entrée de la mesure de
pression
Type : réel entre 0.0 et 1.0
MAX :
pression maximale
Type : réel ou constante
MIN :
pression minimale
Type : réel ou constante
REF :
pression de référence (pression pour laquelle
est calculé le débit corrigé)
Type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC FLOWP
MAX
MIN
REF
ANNULER
OK
A partir de la mesure du débit brut et de la pression à laquelle est effectuée la
mesure, la boîte FLOWP calcule un débit corrigé, à la pression de référence, selon
la formule :
CFLW = FLOW x
(MAX - MIN ) x PRES + MIN
REF
Le débit corrigé est ainsi affecté d'un coefficient proportionnel à la racine carrée du
rapport de la pression mesurée à la pression de référence.
Si MAX < MIN, si EN = 0 ou si REF = 0, OK = 0 et CFLW = FLOW
MIN, MAX et REF doivent être exprimés dans la même unité (millibar, pascal) et
dans la même échelle.
Utilisation en régulation :
Un débit de gaz est mesuré dans des conditions de température et de pression
variables. Cette boîte permet de ramener toutes les mesures de débit à des conditions de pression de référence (la boîte FLOWT, cf ci-après, permet d'effectuer une
correction analogue sur la température).
La pression de référence classique est la pression atmosphérique.
TEM50130F
n
C.61
Programmation
5.2.29. Compensation de débit en température : boîte FLOWT
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
FLOWT *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK
EN
CFLW
FLOW
FLOW :
débit mesuré
Type : réel entre 0.0 et 1.0
CFLW (Compensated FLoW) :
valeur du débit corrigé
Type : réel entre 0.0 et 1.0
TEMP
PRES (TEMPérature) :
entrée de la mesure de
température
Type : réel entre 0.0 et 1.0
MAX :
température maximale
Type : réel ou constante
MIN :
température minimale
Type : réel ou constante
REF :
température de référence (température pour laquelle
est calculé le débit corrigé)
Type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC FLOWT
MAX
MIN
REF
ANNULER
OK
A partir de la mesure du débit brut et de la température à laquelle est effectuée la
mesure, la boîte FLOWT calcule un débit corrigé, à la température de référence,
selon la formule :
CFLW = FLOW x
REF
(MAX - MIN ) x TEMP + MIN
Le débit corrigé est ainsi affecté d'un coefficient proportionnel à la racine carrée du
rapport de la température de référence à la température mesurée.
Si MAX < MIN ou si EN = 0, OK = 0 et CFLW = FLOW
MIN, MAX et REF doivent être exprimés en degrés Kelvin.
Utilisation en régulation :
Un débit de gaz est mesuré dans des conditions de température et de pression
variables. Cette boîte permet de ramener toutes les mesures de débit à des conditions de température de référence (la boîte FLOWP, cf § précédent, permet d'effectuer une correction analogue sur la pression).
La température de référence classique est 273° K (soit 0°C).
TEM50130F
n
B
C
C.62
Programmation
5.2.30. Réalisation d'une hystérésis : boîte HYST
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
HYST *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
C
EN
OK
XIN
HYSO
HYSO :
variable binaire de sortie pour
laquelle les seuils de montée et
de descente sont différenciés.
XIN :
valeur numérique d'entrée
Type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC HYST
HYS :
amplitude de l'hystérésis
Type : réel ou constante
T (Threshold) :
seuil de montée de la variable HYSO
Type : réel ou constante
HYS
T
OK
ANNULER
La boîte fonctionnelle HYST permet de différencier les seuils de montée et de descente de la variable binaire HYSO selon le schéma ci-dessous :
HYSO
1
HYS > 0
HYS
0
0%
T
100%
XIN
HYSO
1
HYS
HYS < 0
0
0%
T
Utilisation en régulation :
100%
XIN
n
Permet de stabiliser une alarme lorsque la mesure oscille autour du seuil d'alarme.
TEM50130F
C.63
Programmation
5.2.31. Intégration de valeur : boîte INTEGR
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
INTEGR *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
PV (Process Value) :
entrée mesure
Type : réel
EN
OK
PV
INTG
INTG (Integrated Value) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
CLR
CLR :
variable binaire de
réinitialisation de l'intégrale
Type : binaire
Paramètres cachés de la BFC INTEGR
INI (f) :
valeur initiale de l'intégration
Type : réel ou constante
valeur par défaut : 0.0
INI
ANNULER
OK
Remarque :
L'intégration s'effectue si le rapport INTG / PV est ≤ à 1,6.107.
PV est une grandeur exprimée en Unité/Seconde.
Fonctionnement :
Cette BFC permet d'intégrer une valeur d'entrée (PV) sans limitation de temps, à
partir d'une valeur initiale (INI).
INTG(t) = INTG(t-1) + PV(t).Te
INTG(0) = INI
EN
t
CLR
t
INTG
INI
t
Utilisation en régulation :
- Intégration d'un débit pour calculer un volume (cas d'une régulation de débit),
- calcul de débit horaire (avec une boîte TEMPO),
- intégration d'une vitesse pour calculer une position,…
L'entrée CLR permet de réinitialiser l'intégrale à sa valeur INI.
Lorsque EN = 0, OK = 0 et INTG est figé.
TEM50130F
n
B
C
C.64
Programmation
5.2.32. Division pondérée : boîte KDIV
Voir § 5.2.12.
5.2.33. Multiplication pondérée : boîte KMUL
Voir § 5.2.12.
5.2.34. Racine carrée : boîte KSQRT
C
Voir § 5.2.12.
TEM50130F
n
C.65
Programmation
5.2.35. Réalisation d'une avance / retard de phase :
boîte LEADLAG
Cette boîte permet de filtrer une valeur numérique d'entrée (PV).
La fonction de transfert du filtre ainsi réalisé est la suivante :
B
F(p) = K * (1 + T1*p) / (1 + T2*p)
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
LEADLAG *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
EN
OK
PV
FO
FO (Filtered Output) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
PV (Process Value) :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
Paramètres cachés de la BFC LEADLAG
K (f) :
coefficient multiplicateur
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 1.
T1 (Time 1) (f) :
coefficient numérateur de la fonction de transfert.
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 0.
T2 (Time 2) (f) :
coefficient dénominateur de la fonction de transfert.
Type : réel ou constante . Valeur par défaut : 0.
K
T1
T2
ANNULER
OK
Si EN = 0, FO = PV.
Si T1 > T2, on réalise une avance de phase.
Si T1 < T2, on réalise un retard de phase.
m
Une avance de phase provoque une amplification du signal. A l'inverse, un retard de
phase provoque une atténuation du signal.
Remarque : si T1 = 0, le filtre réalisé est du premier ordre.
n
N.B. : Cette boîte fonctionnelle n'est utilisable que dans les expressions régulation
(%ERn)
TEM50130F
C
C.66
Programmation
Utilisation en régulation :
Dans une régulation classique par PID, le correcteur réagit à des variations de la
sortie du procédé (régulation en boucle fermée). De ce fait, si une perturbation
intervient, le correcteur ne commencera à réagir que lorsque la mesure s'écartera de
la consigne. Le correcteur LEADLAG permet de compenser une perturbation
mesurable dès qu'elle apparaît. Ce correcteur, en boucle ouverte, anticipe l'effet de
la perturbation : on parle alors de régulation prédictive.
Perturbation
C
Régulateur
LEADLAG
Mesure
SP
PROCEDE
PID
Consigne
x
Exemple 1 :
On désire régler la température PV2 en sortie du circuit secondaire d'un échangeur.
Un PID commande la vanne d'arrivée d'air chaud en fonction de PV2 et de la consigne SP. La température d'eau froide intervient comme une perturbation mesurable
vis à vis de cette régulation.
Si le débit augmente, PV2 va diminuer progressivement.
L'introduction d'un correcteur LEADLAG sur cette température permet de réagir dès
qu'elle varie et non une fois que PV2 a diminué.
SP
LEADLAG
OV
PID
TT2
PV2
Qc
Vapeur
Perturbation
Vanne de
régulation
TT1
Condenseur
n
Ce schéma se traduit par la boucle de régulation ci-dessous. On notera la présence
d'une boîte LIMITER en sortie. En effet, la boîte CALC effectuant la somme des deux
corrections OVPID et OVLDLG, le résultat peut être supérieur à 100%.
TEM50130F
C.67
Programmation
ANAIN
PID
Mesure
OVPID
CHAN = 0
CALC
Ka = 1
Kb = 1
ANAIN
LIMITER
ANAOUT
H=1
L=0
CHAN = 0
B
LEADLAG
Perturb
OVLDLG
C
CHAN = 1
Réglage des coefficients du LEADLAG :
Voir chapitre D, "réglage des paramètres".
x
Exemple 2 : Filtrage d'une consigne (réponse à un échelon)
Il est possible d'amortir un échelon de consigne en entrée du PID en utilisant le
schéma ci-dessous. Le paramètre T2 sera réglé à la valeur VAL à laquelle on
souhaite que la consigne ait atteint 63% de la valeur de l'échalon.
LEADLAG
Consigne
PID
FO Consfilt SP
Commande
T1 = 0.
T2 = VAL
K = 1.0
95%
63%
VAL
TEM50130F
3VAL
t
n
C.68
Programmation
5.2.36. Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique :
boîte LIMITER
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
LIMITER *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
C
EN
OK
XIN
LIMO
XIN :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
LIMO (LIMited Output) (f) :
valeur numérique
Type : réel
HA (High Alarm) (f) :
variable binaire = 1
si XIN > H
HA
LA (Low Alarm) (f) :
variable binaire = 1
si XIN < L
LA
Paramètres cachés de la BFC LIMITER
H:
limite haute de variation de l’entrée
type : réel ou constante
L:
limite basse de variation de l’entrée
type : réel ou constante
H
L
ANNULER
OK
Cette boîte assure l'écrêtage haut et bas d'une valeur numérique en dehors de la
plage définie par les deux seuils H et L et positionne deux bits d'alarme (HA et LA)
lorsque la valeur d'entrée sort de la plage ainsi définie.
LIMO
H
L
L
0
H
XIN
LA
HA
Lorsque EN =0, OK = 0, HA = LA = 0 et LIMO = XIN.
Utilisation en régulation :
n
Cette boîte peut être utilisée pour s'affranchir de variations trop importantes d'une
variable d'entrée ou, en sortie, pour limiter la commande à des valeurs compatibles
avec les caractéristiques du procédé.
TEM50130F
C.69
Programmation
5.2.37. Logarithme népérien : boîte LN
Voir § 5.2.12.
5.2.38. Sélection du maximum de deux valeurs : boîte MAXI
B
Appellation utilisateur
MAXI
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK
EN
MAX
a
a:
1ère valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
b
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
MAX :
résultat de la comparaison
MAX = max (a, b)
Type : réel
b:
2ème valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
La sortie MAX de la boîte fonctionnelle MAXI est égale à la plus grande des deux
valeurs d'entrée a et b.
Lorsque l'entrée EN est dévalidée, les sorties OK et MAX sont à 0.
5.2.39. Sélection du minimum de deux valeurs : boîte MINI
Appellation utilisateur
MINI
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
a:
1ère valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
b:
2ème valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
EN
a
b
OK
MIN
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
MIN :
résultat de la comparaison
MIN = min (a, b)
Type : réel
n
La sortie MIN de la boîte fonctionnelle MINI est égale à la plus petite des deux
valeurs d'entrée a et b.
Lorsque l'entrée EN est dévalidée, les sorties OK et MIN sont à 0.
TEM50130F
C
C.70
Programmation
5.2.40. Réalisation d'une sortie chaud / froid : boîte OPRANGE
Cette boîte permet de piloter deux sorties analogiques en chaud / froid selon la
valeur d'une entrée numérique par rapport à deux seuils (seuil chaud et seuil froid).
Les deux vannes sont en opposition : quand l'une est fermée, l'autre est ouverte et
vice versa.
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
OPRANGE *
C
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
EN
OK
OV
OV1
OV (Output Value) :
valeur d'entrée de la BFC
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OV1 (Output Value 1) (f) :
sortie "Chaud"
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OV2
OV2 (Output Value 2) (f) :
sortie "Froid"
Type : réel entre 0.0 et 1.0
Paramètres cachés de la BFC OPRANGE
T1 (Threshold 1) :
seuil de début d'ouverture de la vanne chaude
type : réel ou constante (entre 0.0 et 1.0)
T2 (Threshold 1) :
seuil de fin de fermeture de la vanne froide
type : réel ou constante (entre 0.0 et 1.0)
T1
T2
ANNULER
OK
Fonctionnement :
La sortie OV2 décroit de 100% à 0% lorsque OV croit de 0% à T2 %.
La sortie OV1 croit de 0% à 100% lorsque OV croit de T1 % à 100%.
Les seuils T1et T2 peuvent être quelconques l'un par rapport à l'autre :
- soit T2 < T1 (cas du schéma ci dessous), les deux actionneurs sont alors fermés
simultanément dans l'intervalle T2 - T1,
OV1
OV2
100 %
Froid
0
Chaud
T2
T1
100 %
OV
n
- soit T1 = T2, la sortie chaude commence a être pilotée au moment ou la sortie
froide cesse de l'être,
- soit enfin T2 > T1, les deux sorties sont alors actionnées simultanément pendant
l'intervalle T1 - T2.
Si EN = 0, OK = 0 et OV1 = OV2 = 0.
TEM50130F
C.71
Programmation
Utilisation en régulation :
Ce type de montage est fréquemment utilisé dans l'industrie, en particulier pour les
processus exothermiques tels que les réacteurs chimiques.
Au démarrage, la température du réacteur est sensiblement inférieure à la température de réaction. Il faut donc chauffer d'autant plus fortement que l'écart entre les
deux températures est grand. Cette phase de démarrage correspond à la partie
droite du graphique (la vanne 1 commande le fluide chaud).
Une fois la température de réaction atteinte, il faut d'une part arrêter de chauffer et
d'autre part impérativement éviter que le réacteur ne "s'emballe" : Dès que sa température dépasse la température de réaction, il faut commencer à le refroidir, ce
d'autant plus rapidement que le dépassement est important. Cette zone correspond
à la partie gauche du graphique (la vanne 2 commande le fluide froid).
En fait, les seuils d'ouverture et de fermeture sont rarement confondus, chaque
vanne ayant son seuil d'ouverture. Deux cas sont alors possibles :
Les deux vannes sont simultanément entrouvertes sur une zone encadrant la température de réaction (figure de gauche),
Il existe une zone neutre dans laquelle les deux vannes sont fermées (figure de
droite).
100%
100%
Vanne 2
Vanne 2
Vanne 1
T1
Vanne 1
OV
T2
seuil chaud
100%
seuil froid
zone de
recouvrement
OV
T2
T1
seuil froid
100%
seuil chaud
zone
neutre
La première technique permet une précision de régulation plus grande mais est
davantage consommatrice d'énergie (présence des deux flux de calories autour de la
zone de régulation).
La seconde est moins précise (présence de la zone neutre dans laquelle aucune
correction n'est effectuée) mais est aussi moins consommatrice d'énergie.
n
En général, l'entrée OV de la BFC OPRANGE est raccordée à la sortie OV de la
BFC PID.
N.B. : Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
régulations (%ERn).
TEM50130F
B
C
C.72
Programmation
5.2.71. Réalisation d'un régulateur P.I.D. : Boîte PID et PID2
Ces boîtes réalisent un algorithme de type PID. La boîte PID est dédiée à un fonctionnement sur les sorties asymétriques (0-10 V - 4-20 mA,…). La boîte PID2 à un
fonctionnement sur des sorties symétriques (± 10 V - ± 20 mA, …).
La BFC PID a un domaine de validité de 0.0 à +1.0.
La BFC PID2 a un domaine de validité de - 1.0 à + 1.0.
A ceci près, les BFC PID et PID2 ont le même comportement.
C
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
PV (Process Value) :
entrée mesure
Type : réel entre 0.0 et 1.0
A / M (Auto / Manu) (f) :
sélection auto / manu
(0 = AUTO, 1 = MANU)
Type : binaire
MOV (Manual Output
Value) (f) :
entrée copie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
PID *
EN
OK
PV
OV
A/M
STAT
MOV
STOV
SP
OV (Output Value) (f) :
sortie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
STAT (STATus) (f) :
état auto / manu
Type : binaire
STOV (STep Output
Value) (f) :
sortie variation de commande
entre - 1.0 et + 1.0
R/L
R / L (Remote / Local) (f) :
R / L = 0 → Remote (distant)
R / L = 1 → Local
(Origine de la commande
AUTO/MANU)
Type : binaire
SP (Set Point) :
entrée consigne
Type : réel ou constante
entre 0.0 et 1.0
Paramètres cachés de la BFC PID
Kc
Kp
Ti
Td
IB
DB
R/D
SYSB
SYSF
ANNULER
TEM50130F
OK
n
C.73
Programmation
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
PID2 *
PV (Process Value) :
entrée mesure
Type : réel entre -1.0 et 1.0
A / M (Auto / Manu) (f) :
sélection auto / manu
(0 = AUTO, 1 = MANU)
Type : binaire
MOV (Manual Output
Value) (f) :
entrée copie commande
Type : réel entre -1.0 et 1.0
EN
OK
PV
OV
A/M
STAT
MOV
STOV
SP
R/L
OV (Output Value) (f) :
sortie commande
Type : réel entre -1.0 et 1.0
STAT (STATus) (f) :
état auto / manu
Type : binaire
C
STOV (STep Output
Value) (f) :
sortie variation de commande
entre - 1.0 et + 1.0
R / L (Remote / Local) (f) :
R / L = 0 → Remote (distant)
R / L = 1 → Local
(Origine de la commande
AUTO/MANU)
Type : binaire
SP (Set Point) :
entrée consigne
Type : réel ou constante
entre -1.0 et 1.0
Paramètres cachés de la BFC PID2
Kc
Kp
Ti
Td
IB
DB
R/D
SYSB
SYSF
m
ANNULER
OK
Nota :
Ces boîtes fonctionnelles sont utilisables exclusivement dans les expressions
régulations (%ERn).Une seule boîte fonctionnelle de ce type est autorisée par
expression.
n
Le paramétrage de la fiche terminal (Définition des variables accessibles par le
terminal régulation) doit être effectué lorsque la boîte PID (ou PID2) est sélectionnée. cf § 3.7.
TEM50130F
B
C.74
Programmation
C
Kc
: coefficient multiplicateur de la commande (f). Type : réel ou constante.
Valeur par défaut : 1.
Kp
: coefficient proportionnel (f). Type : réel ou constante.
Valeur par défaut : 1.
Ti
: coefficient de l'action intégrale (f). Exprimé en minutes.
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 0.
La valeur 0 correspond à annuler l'action intégrale.
Td
: coefficient de l'action dérivée (f). Exprimé en minutes.
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 0.
IB
: Bande intégrale (f). Largeur, en %, de la zone encadrant la valeur de
consigne à l'intérieur de laquelle l'action intégrale est active.
Type réel ou constante. Valeur par défaut : 1.
2 x IB
DB
: zone morte (f). Valeur absolue, en %, de l'écart mesure - consigne pour
lequel :
- le calcul du PID n'est pas effectué,
- la commande OV est maintenue et STOV est maintenue à 0.
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 0.
2 x DB
R/D
!
: (Reverse = 0 / Direct = 1) (f).
Cette constante permet de préciser si l'action du PID doit être inverse ou
directe. Les définitions ci-dessous correspondent à l'action proportionnelle
seule :
- inverse : si la mesure est supérieure à la consigne, la commande diminue,
- directe : si la mesure est inférieure à la consigne, la commande diminue.
Type : constante. Valeur par défaut : 0 (Reverse)
SYSB : adresse d'un bit réservé au PID (%MXxxxx, %RXxxxx, …).
SYSF : adresse d'un réel réservé au PID (%FDxxxx).
Les variables SYSB et SYSF sont écrites par le processeur de régulation.
n
A la retombée de la condition de validation (EN =0), OK est positionné à 0, OV est
maintenu à la dernière valeur calculée et STOV = 0.
En cas de débordement des calculs, OK passe à 0 mais la sortie commande continue à être pilotée avec les valeurs d'entrées / sorties écrêtées aux limites admises.
TEM50130F
C.75
Programmation
Fonctionnement :
Les actions proportionnelles et intégrales sont calculées sur l'écart consigne mesure.
L'action dérivée est calculée sur la mesure pour éviter les à-coups sur un changement de consigne. Un filtre sur l'action dérivée permet de s'affranchir du bruit sur la
mesure.
B
Régulateur
SP
P
+
-
Kc
OV
I
Procédé
PV
F
D
L'action proportionnelle fournit une composante proportionnelle à l'écart entre la
mesure et la consigne :
P = Kp x écart
avec écart = mesure - consigne = PV(k) - SP(k)
l'indice k correspond à l'échantillonnage N° k.
L'action intégrale fournit une composante égale, à l'instant k, à :
I(k) = I(k-1) + (Te / Ti) x écart
Cette action est inversement proportionnelle à Ti. Par convention, Ti = 0 correspond
à une action intégrale nulle (et non infinie).
L'action dérivée est égale à :
D(k) = (Td / Te){PV(k)-PV(k-1)}
La commande est égale à la somme de ces trois actions multipliée par le gain série
Kc :
OV(k) = -Kc x {P(k) + I(k) + Df(k)}
Si le régulateur est en inverse (cas le plus courant).
En notation opérationnelle, cette formule s'écrit aussi :
OV(p) = -Kc x {[Kp + 1/(Ti.p)]. écart(p) + F(p).Td.p. PV(p)}
où p est l'opérateur de Laplace : p = ∂/∂t.
n
Pour une sortie servo-moteur, on utilise la variation de la commande STOV(t) en
entrée de la boîte SERVO.
TEM50130F
C
C.76
Programmation
m
Remarque :
Lorsque le procédé comporte différents points de fonctionnement, il est parfois utile
de disposer de plusieurs jeux de paramètres Kc, Kp, Ti et Td adaptés à chacun de
ces points de fonctionnement.
Commutation AUTO / MANU
Il existe deux sources de commandes manuelles :
- le terminal d'atelier. On parle alors de manuel local (R / L = 1),
- l'unité centrale automate. On parle alors de manuel distant (Remote) (R / L = 0).
C
Cas du manuel distant (Remote : R / L = 0) :
Lorsque le régulateur est en manuel, la sortie peut être pilotée directement à partir
de l'entrée MOV. Si l'entrée MOV n'est pas utilisée, le passage en "MANU" de la
BFC PID provoque le maintien de la sortie à la dernière valeur calculée.
R/L
A l'échantillonnage
suivant la commutation
AUTO / MANU, le bit
STAT est positionné et
la sortie OV est figée.
A/M
STAT
MOV
A l'échantillonnage
suivant la première
variation de MOV
depuis la commutation
AUTO / MANU, OV
prend la valeur MOV.
OV
OV calculé
dernier OV
calculé
OV = MOV
STOV
La sortie STOV vaut
OV(t) - OV(t-1) pendant
une période.
m
TEM50130F
Les traits pointillés verticaux symbolisent les instants d'échantillonnage.
Remarque :
Si A / M et MOV changent au même échantillonnage, la valeur de MOV est prise en
compte immédiatement.
n
C.77
Programmation
Dans le cas du manuel distant, si l'utilisateur souhaite que la valeur MOV soit prise
en compte instantanément au moment de la commutation A / M, il suffit d'utiliser une
BFC SWITCH en sortie du PID selon le schéma ci-dessous :
PID
SWITCH
OV
STAT
B
a
SEL
C
b
MOV
Cas du manuel local (R / L = 1)
La sortie OV est figée à la
dernière valeur calculée
avant le passage de R / L
à 1.
R/L
STAT
OV
OV calculé
dernier OV
calculé
OV = Commande
terminal
Les commandes émises
ultérieurement par le
terminal sont prises en
compte.
Concurrence des accès Manu Remote et Manu Local
Si la carte a recu successivement un ordre MANU Remote puis MANU Local, elle
ne pourra prendre en compte un nouvel ordre Manu Remote qu'après un passage en
AUTO.
A/M
prise en
compte
commandes
manu
Remote
demande
manu
local
demande
auto
Remote
prise en
compte
commandes
manu
Local
demande
manu
Remote
Auto
demande
manu
Remote
prise en
compte
commandes
manu
Remote
n
En cas de demande de passage en AUTO depuis le terminal alors que le régulateur
était en Manu Remote, le bit A / M doit être vu à 0 pendant un échantillonnage.
TEM50130F
C.78
Programmation
Pilotage incrémental en manuel de la sortie
Le schéma ci-dessous permet de piloter en manuel, en utilisant les sorties UP et
DOWN de la BFC ADBIAS, la sortie associée au PID lorsque celui-ci a été passé en
manuel.
%ER10
PID
A/M
A/M
C
CMNDE
OUTMANU
MOV
OV
%EC20
ASSIGN
A/M
A/M
EN
CMNDE
IN
ADBIAS
SWITCH
LIMITER
ANAOUT
EN
OUT1
OUTAUTO
MAX
XIN
XOUT
a
RESU
OV
A/M
UP
1.
UP
0.
MIN
OUTMANU
XOUT
XIN
DOWN
HA
LA
MAX
MIN
SEL
CMNDE
b
DOWN
Lorsque le PID est en auto (A/ M = 0), la sortie CMNDE du PID est recopiée sur la
sortie analogique pilotée par ANAOUT via la BFC SWITCH, ainsi que sur l'entrée
XIN de la BFC ADBIAS via la BFC ASSIGN.
Lorsque le PID passe en MANU (A / M = 1), l'entrée XIN de ADBIAS est figée à la
dernière valeur de CMNDE. Il est alors possible de la faire évoluer par les entrées
UP et DOWN de ADBIAS, puis à travers les BFC LIMITER et SWITCH, de la recopier sur la sortie pilotée par ANAOUT.
Les sorties HA et LA de la BFC LIMITER sont utilisées pour interdire de sortir de la
plage de variation autorisée de OUTMANU : UP et DOWN sont inopérants si l'on
dépasse les seuils définis dans la BFC LIMITER.
TEM50130F
n
C.79
Programmation
5.2.42 Boîte fonctionnelle PID étendu : boîte PID_FF
Cette BFC réalise un algorithme PID identique à la BFC PID, avec quelques
fonctionnalités complémentaires :
- choix du type de dérivée : sur la mesure, ou sur l’écart mesure consigne,
- accès au filtre sur la dérivée, ce filtre est un 1er ordre qui limite le gain de l’action
dérivée,
- écrêtage de la commande entre 2 valeurs (MxOV, MnOV),
- limitation de la vitesse de variation de la commande (en %/s),
- entrée FeedForward permettant de réaliser des algorithmes de commande
prédictive en tenant compte de l’influence de perturbations mesurables,
- entrée Bias, permettant d’introduire un décalage de consigne. Cette fonctionnalité
est surtout intéressante pour la réalisation d’algorithme de type Correcteur de Smith,
correcteur à modèle…
Appellation utilisateur
PV :
entrée mesure
Type : réel entre 0.0 et 1.0
A/M:
mode Auto / Manu
Type : binaire
MOV :
entrée copie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
PID_FF *
OK
PV
Kc
OV
A/M
Kp
MOV
STAT
Ti
SP :
entrée consigne
Type : réel entre 0.0 et 1.0
Bias :
entrée décalage de
consigne
Type : réel entre 0.0 et 1.0
STOV
SP
Bias
Td
R/L
IB
Paramètres cachés de la BFC PID_FF
OV (Output Value) (f) :
sortie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
STAT (STATus) (f) :
état auto / manu
Type : binaire
STOV (STep Output
Value) (f) :
sortie variation de commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
R / L (Remote / Local) (f) :
R / L = 0 → Remote (distant)
R / L = 1 → Local
(Origine de la commande
AUTO/MANU)
Type : binaire
DB
R/D
DeDv
DeFi
FdFw
RaOV
MxOV
MnOV
SYSB
SYSF
ANNULER
TEM50130F
OK
n
B
C
C.80
Programmation
Par défaut, on retrouve l’algorithme des BFC PID, PID2 et SELFPID,
c’est-à-dire :
-
dérivée sur la mesure,
gain sur la dérivée égal à 10.,
commande limitée entre 0. et 1.,
pas de limitation de la vitesse de variation de la commande.
Paramètres visibles :
Kc :
Kp :
Ti :
Td :
IB :
C
gain série, type réel (facultatif, 1. par défaut)
gain proportionnel type réel (facultatif, 1. par défaut)
temps d’action intégrale en min. type réel (facultatif, 0. par défaut)
temps d’action dérivée en min. type réel (facultatif, 0. par défaut)
Bande Intégrale. type réel (facultatif, 1. par défaut)
Paramètres cachés :
DB: Zone morte. type réel (facultatif, 0. par défaut)
!
TEM50130F
R/D : sens d’action. type binaire (facultatif, 0 par défaut)
0 : Reverse (en Boucle Fermée : mesure > consigne → diminution de la
commande)
1 : Direct (mesure > consigne → augmentation de la commande)
DeDv : choix du type de dérivée. type binaire (facultatif, 0 par défaut)
0 : sur la mesure
1 : sur l’écart
DeFl : gain de l’action dérivée. type réel (facultatif, 10. par défaut)
FdFw : entrée FeedForward. type réel (facultatif, 0. par défaut)
RaOV : limite de variation de la commande (en %/s, 0. = pas de limitation).
type réel (facultatif, 0 par défaut)
MxOV : limite haute de la commande. type réel (facultatif, 1. par défaut)
MnOv : limite basse de la commande. type réel (facultatif, 0. par défaut)
SysB : bit système (obligatoire)
SysF : réel système (obligatoire)
SysB et SysF sont des variables spécifiques à chaque BFC PID.
Elles ne doivent pas être utilisées dans le programme ni dans d’autres BFC.
Les variables SysB et SysF sont écrites par le processeur de régulation. Elles sont
donc intégrées dans les paquets de sortie par les échanges de données avec la CPU.
n
C.81
Programmation
Schéma bloc de la BFC PID_FF
FF
B
Bias
R/D
DB
SP
Kp
MxOV
RaOV
C
Kc
MnOV
IB
A/M
1
Ti.p
PV
OV
1
1+(Td/N).p
A/M
DeDv
Td.p
StOV
DeDv
MOV
TEM50130F
n
C.82
Programmation
5.2.43. Fonctionnement d'un Régulateur:Boîte PLC_LOAD
Cette boîte fonctionnelle constructeur permet de définir le mode de marche du
Régulateur, lors d'un transfert de l'application dans l'UC.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (O) :
C
PLC_LOAD
EN
CONT
Variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de
la boîte
!
CONT (f) :
Variable binaire
signalant le comportement
du régulateur
Fonctionnement :
Si EN = 0 alors CONT = 0, le régulateur s'arrêtera lors d'un transfert de l'application
dans l'UC
Si EN = 1 alors CONT = 1, le régulateur restera en RUN lors d'un transfert de l'application dans l'UC.
Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
combinatoire (%EC) de la section régulation.
Une seule boîte fonctionnelle constructeur suffit au régulateur.
Cette boîte fonctionnelle est disponible dans les versions d'Orphee >=6.1
Cette boîte fonctionnelle est utilisable sur les Unités Centrales CPU 7020.>=1
Cette boîte fonctionnelle est utilisable sur les Régulateurs : CTL 0040 version >=7
CTL 0140 version >=5
CPR 1000 version >=1
Si la version du régulateur ne correspond pas , CONT = 0
Pour les modes opératoires du Transfert Application voir chapitre " Exploitation mise
au point " § 2.5.
TEM50130F
n
C.83
Programmation
5.2.44. Etat de l'automate : boîte PLCSTAT
Cette BFC fournit en sortie deux informations sur l'état de l'automate :
- son mode de fonctionnement (RUN ou STOP),
- l'état de la communication avec l'unité centrale.
Appellation utilisateur
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
PLCSTAT
EN (ENable) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
EN
B
OK
RUN
COM
RUN (f) :
RUN = 1 si l'automate
est en mode RUN
Type : variable binaire
COM (Communication) (f) :
COM = 1 si la liaison avec
la CPU est OK
Type : variable binaire
Utilisation en régulation
Cette BFC est utilisée lorsque le paramètrage du régulateur sur arrêt de l'API ou sur
perte du dialogue avec la CPU est "CONTINUER".
!
TEM50130F
Elle permet dans ce cas de disposer localement des informations relatives à l'état de
l'automate pour adapter le traitement du régulateur.
Les informations RUN et/ou COM sont alors utilisées pour valider ou dévalider
certaines parties du traitement du régulateur.
Lorsque EN = 0, OK = RUN = COM = 0.
Dans le cas de perte de dialogue avec la CPU. (COM = 0), l'état de l'automate
(RUN) est celui qui a été détecté lors de la perte du dialogue. Il peut être différent de
l'état courant de l'automate si celui-ci a été modifié ultérieurement à la perte de
dialogue.
n
C
C.84
Programmation
5.2.45. Pilotage d'une sortie en modulation de durée :
boîte PULSWM
Cette boîte délivre sur la sortie physique une suite de signaux rectangulaires dont le
rapport cyclique (définition ci-après) est proportionnel à la valeur d’entrée.
OK (f) :
Variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
C
PULSWM *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
de validation de la boîte
(= 1 par défaut)
OK
EN
OV
OV (Output Value) :
valeur d'entrée
type réel ou constante
(compris entre 0.0 et 1.0)
Paramètres cachés de la BFC CPTIN
MAXW (MAXimum Width) :
période du signal de sortie modulé (en sec.)
type : réel ou constante
CHAN :
constante numérique entière
indiquant l'adresse du n° de rack,
n° d'emplacement, n° de voie*
MAXW
CHAN
ANNULER
OK
* : CHAN peut s'adresser à un %IX du CPR1000 pour un éventuel échange d'informations avec
la CPU. Dans ce cas le n° de rack et le n° d'emplacement est celui du CPR1000, le n° de voie
autorisé est de 8 à 30.
Le rapport cyclique (noté ici ρ) est le rapport du temps de mise à 1 de la sortie
CHAN à la période MAXW du signal :
ρ=
a
MAXW
a
MAXW
Exemple : OV = 0.5, MAXW = 1s ⇒ a = 0,5s
Le temps "a" de mise à 1 de la sortie CHAN ne peut excéder 655 secondes à
chaque période d’échantillonnage.
m
TEM50130F
Lorsque EN passe à 0 la sortie désignée par CHAN reste dans l'état.
n
Nota : Cette boîte n’est utilisable que dans les expression régulation (%ER).
C.85
Programmation
A un rapport cyclique proche du zéro correspond une série de signaux d’ouverture
qui, s’ils sont trop brefs, peuvent ne pas faire bouger l’organe tout ou rien.
1
m
B
0
t
Nota : Cette boîte n’est utilisable que dans les expressions régulation (%ERn).
Inversement, à un rapport cyclique proche de l’unité, correspond une suite de
signaux rapides de fermeture.
1
m
0
t
Nota : Si le temps MAXW est supérieur à Te, cette BFC apporte un gain supplémentaire de MAXW / Te. Par exemple, si MAXW = 5s, OV > 20% et Te = 1s, la
sortie sera en permanence à 1.
Sortie
MAXW
Te
1
a
t
a / MAXW = + 20%, MAXW = 5 Te → a = Te
Choix de la période MAXW (Temps 100%)
Une première contrainte consiste à choisir une période telle que, d’une part, les
temps d’ouverture et de fermeture soient négligeables devant celle-ci d’autre part, la
fréquence de commutation ne soit pas trop importante, ce qui peut être préjudiciable
à la durée de vie de l’organe tout ou rien.
La seconde est liée aux réponses du procédé à l’ouverture et à la fermeture de
l’organe tout ou rien.
En effet, la grandeur régulée oscillera périodiquement avec une amplitude proportionnelle, pour un rapport cyclique donné, à la période.
TEM50130F
n
C
C.86
Programmation
Augmenter la période augmente donc l’amplitude des oscillations de la grandeur
réglée. La diminuer entraîne des commutations fréquentes. Le choix de la période
résulte d’un compromis entre ces deux contraintes.
En résumé, la régulation par commande de tout ou rien est une technique peu
coûteuse si on accepte la présence d’oscillations plus ou moins marquées de la
grandeur réglée.
C
m
TEM50130F
Si la boîte est dévalidée ou si l’entrée est hors limites, la sortie reste dans l'état.
Le nombre maximal de voies pilotables par la BFC est de 64.
n
C.87
Programmation
5.2.46. Générateur de rampe : boîte RAMP
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RAMP *
UP :
variable binaire
de commande de la rampe
en montée
EN
OK
UP
RAMP
DOWN
RAMP (f) :
valeur numérique de sortie
Type : réel
END
DOWN :
variable binaire
de commande de la rampe
en descente
END (f) :
variable binaire signalant la fin
de la rampe
INI (INItial value) :
valeur initiale de la rampe
type : réel ou constante
DEV (DEViation) :
plage de variation de la rampe
type : réel ou constante
TRMP :
durée de la rampe (en secondes)
type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC RAMP
INI
DEV
TRMP
ANNULER
OK
La sortie décrit une rampe en montée ou en descente, de pente ± DEV / TRMP.
- DEV : Amplitude de variation autorisée, l'intervalle maximum de variation étant de
deux fois DEV.
- TRMP : Temps alloué pour faire varier la sortie de DEV.
A la première exécution de la BFC, la sortie du générateur est positionnée à INI,
valeur initiale. Elle est limitée entre INI + DEV et INI - DEV.
La commande par les entrées TOR (ou bits de commande) "UP" et "DOWN" s'effectue de la manière suivante :
UP
0
0
1
1
m
TEM50130F
DOWN
0
1
0
1
XOUT
La sortie est figée. On maintient la valeur courante,
La rampe "descend" de la valeur courante à INI - DEV,
La rampe "monte" de la valeur courante à INI + DEV,
La sortie reprend sa valeur initiale INI.
lorsque EN = 0, OK = END = 0 et la sortie RAMP est figée.
Nota :
Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
régulations (%ERn) de la section régulation.
n
B
C
C.88
Programmation
UP
DOWN
1
RAMP
3
5
INI + DEV
INI
INI - DEV
2
C
4
TRMP
TRMP
TRMP
temps
END
1 : Le générateur est en montée mais ne peut dépasser INI + DEV.
2 : Le générateur est en descente, on le passe en montée sans changer la pente.
3 : Initialisation du générateur.
4 : Le générateur est en descente mais ne peut dépasser INI- DEV.
5 : La sortie est figée à une valeur quelconque.
Utilisation en régulation :
Un grand nombre de procédés à cycle discontinu (procédés dits "batch") demandent
des profils de consigne plus ou moins complexes. Le générateur de rampe a alors la
fonction de programmateur de consigne.
De telles courbes peuvent être obtenues en modifiant, à partir du programme de
l'application, les paramètres INI, DEV et TRMP.
L'action sur TRMP, par exemple, permet de changer la pente du générateur sans
modifier les valeurs limites de la sortie :
UP = O
DOWN = 1
UP = 1
DOWN = 0
INI + DEV
T4
T3
T5
INI
INI - DEV
m
TEM50130F
T1
T2
UP = O
DOWN = 0
temps
Remarque :
Les réglages du PID doivent tenir compte de l'évolution de la consigne : plus la pente
est forte et plus le régulateur doit être dynamique. A défaut, on risque de voir consigne et mesure s'écarter, le régulateur n'arrivant plus à suivre.
On a donc intérêt a prendre un temps d'intégrale plus court et une action proportionnelle plus importante qu'en phase de palier (consigne "horizontale").
cf chapitre D "Réglages du PID".
n
C.89
Programmation
5.2.47. Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RAMP2 *
EN
INIT
INIT :
variable binaire
ou réseau de contacts
d'initialisation de la rampe
RAMP (f) :
valeur courante de la rampe
Type : réel
RAMP
END
END (f) :
variable binaire signalant la fin
de la rampe
INI :
valeur initiale de la rampe
type : réel ou constante = 0.0 par défaut
FIN :
valeur finale de la rampe
type : réel ou constante
RATE :
pente de la rampe (en secondes)
type : réel ou constante
Paramètres cachés de la BFC RAMP2
INI
FIN
RATE
ANNULER
OK
La BFC RAMP2 permet de générer simplement un profil de consigne en rampe selon
une pente donnée en faisant simplement varier la valeur de la consigne finale à
atteindre.
INIT
modification de RATE
RAMP
FIN
INI
END
m
TEM50130F
B
OK
n
Nota : L'évolution de FIN est visualisée en traits fins sur le schéma de RAMP.
C
C.90
Programmation
Lorsque INIT passe à l'état 1, RAMP est initialisée à la valeur INI.
Dès que INIT passe à zéro, la sortie RAMP commence à évoluer vers la valeur finale
FIN avec la pente définie par RATE.
Toute modification de FIN provoque l'évolution de RAMP pour atteindre la nouvelle
valeur de FIN en respectant la pente d'évolution définie par RATE.
Les modifications de RATE et / ou de FIN sont prises en compte immédiatement (à
la scrutation suivant leur modification).
Lorsque RAMP = FIN, la sortie END est positionnée à 1.
C
Si EN = 0, OK = END = 0 et la sortie RAMP est figée.
TEM50130F
n
C.91
Programmation
5.2.48. Limitation de la vitesse de variation : boîte RATELIM
Cette boîte fonctionnelle permet de limiter la vitesse de variation de la commande
appliquée à l'actionneur. Elle fournit de plus un indicateur de limitation.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RATELIM *
OV (Output Value) :
valeur à limiter
Type : réel
EN
OK
OV
LIMO
C
LIMO (Limited Output) (f) :
sortie commande limitée
Type : réel entre 0.0 et 1.0
ALRM
ALRM (f) :
variable binaire indiquant la
limitation
Paramètres cachés de la BFC RATELIM
RATE (f) :
vitesse maxi de variation (en unité/s)
type : réel ou constante
valeur par défaut : 100
RATE
ANNULER
OK
Tant que la variation de OV reste inférieure à RATE, LIMO est la recopie de OV.
Si OV varie plus vite que RATE, la variation de LIMO est limitée et le bit ALRM est
positionné à 1.
Lorsque EN = 0, OK = 0 et LIMO = OV.
LIMO
OV
m
m
TEM50130F
B
La vitesse de variation de OV
est < à RATE → LIMO = OV
ALRM
Nota : L'évolution de OV est visualisée en traits fins sur le schéma de LIMO.
Utilisation en régulation
n
Cette boîte fonctionnelle pourra être intercalée entre la sortie du PID et la BFC
ANAOUT pour limiter les variations de commande appliquées à l'actionneur.
Nota : Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
régulations (%ERn) de la section régulation.
C.92
Programmation
5.2.49. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.f. chapitre 5.2.53.
C
TEM50130F
n
C.93
Programmation
5.2.50. Changement d'échelle d'une valeur numérique :
boîte SCALING
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SCALING *
XIN :
variable numérique
à convertir
Type : réel
EN
OK
XIN
SCAL
maxI (MAXimum Input) :
valeur maximale de l'échelle d'entrée
type : réel ou constante
minI (MINimum Input) :
valeur minimale de l'échelle d'entrée
type : réel ou constante
maxO (MAXimum Output) :
valeur maximale de l'échelle de sortie
type : réel ou constante
minO (MINimum Output) :
valeur minimale de l'échelle de sortie
type : réel ou constante
SCAL (f) :
valeur numérique convertie
Type : réel
Paramètres cachés de la BFC SCALING
maxI
minI
maxO
minO
ANNULER
OK
La boîte SCALING effectue une mise à l'échelle de la grandeur d'entrée selon la
formule :
SCAL = maxO-minO (XIN - minI) + minO
maxI - minI
Si XIN > maxI, SCAL = maxO,
si XIN < minI, SCAL = minO
Si EN = 0, OK = 0 et SCAL = minO.
SCAL
maxO
minO
minI
TEM50130F
maxI
XIN
n
B
C
C.94
Programmation
Utilisation en régulation :
Tous les calculs de la carte de régulation s'effectuent sur des valeurs normalisées
dans l'échelle 0 - 100 %.
Cette BFC est utilisée :
C
m
TEM50130F
- pour ramener à l'échelle 0 - 100 % une valeur de consigne exprimée en grandeur
physique,
- pour exprimer le résultat d'un calcul intermédiaire en grandeur physique (afin de le
visualiser, par exemple),…
Remarques :
Les boîtes ANAIN et ANAOUT assurent cette mise à l'échelle pour les variables
d'entrée et de sortie (conversion de l'échelle 0 - 10 V, 0-20 mA ou 4 - 20 mA en
0 - 100 %, de ±10 V en ± 100% et réciproquement).
n
C.95
Programmation
5.2.51. Exploitation du diagnostic de l’autoréglage :
boîte SELFDIAG
Cette BFC sert à interpréter le mot de diagnostic généré par la BFC SELFPID.
Les bits de sortie correspondent aux diagnostics les plus utiles. Pour les autres
diagnostics, un index est fourni, permettant d’interpréter l’erreur intervenue, et de
prendre les mesures correctrices nécessaires.
Appellation utilisateur
C
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SELFDIAG
OK
EN
DIAG (diagnostic) (O) :
Mot de diagnostic du PID
et de l'autoréglage
de la BFC SELFPID
Type : mot double
R/L
MsgI
ModO
LoDv
PV
LoTm
CoFr
PV (Process Value) (f) :
entrée mesure
Type : réel entre 0.0 et 1.0
Parm (f) :
variable binaire signalant une
erreur sur les paramètres de
l'autoréglage
Parm
DIAG
ModO (Model Output) (f) :
sortie du modèle
varie de 0.0 à 1.0
Type : réel
LoDv (f) :
variable binaire signalant une
variation de mesure
insuffisante
LoTm (f) :
variable binaire signalant
Tmax trop faible
CoFr (facteur confiance) (f) :
non opérationnel
Type : réel
R/L (f) :
origine de l'état (AUTO/MANU)
0 : CPU - 1 : Terminal
MsgI (f) :
indique le numéro du diagnostic
pour les cas d'erreurs
Type : %MD
Entrées :
EN : (f) Variable binaire ou réseau de contacts de validation de la BFC SELFDIAG.
DIAG : (o) %MD mot de diagnostic issu de la BFC SELFPID.
Ce mot est interprété par la BFC pour fournir un message clair à l’utilisateur.
ModO : (f) Type réel. (Model Output). varie de 0.0 à 1.0.
Sortie du modèle (non affecté actuellement).
n
PV : (f) Type réel. Mesure du procédé (Process Value) (non affecté actuellement).
TEM50130F
B
C.96
Programmation
Paramètres Internes de sortie :
R/L : (f) Variable binaire. Origine de l’état (AUTO/MANU) du régulateur (0 : piloté par
la CPU, 1 : piloté par le terminal).
MsgI : (f) Type %MD. Numéro du diagnostic pour les cas d’erreurs. (bruit trop
important, Te trop grand, MxTm trop grand, Modèle inadapté, …).
Sorties :
C
OK : (f) Variable binaire signalant la bonne exécution de la BFC SELFPID
Parm : (f) Variable binaire indiquant une erreur sur les paramètres de l’auto-réglage
(MxTm < 0.05 mn, Ampl < 1%, commande initiale + Ampl > 100% ou < 0 %. mode
de marche = Auto).
LoDV : (f) Variable binaire indiquant une variation de mesure insuffisante (< 2% ou
< 5 fois le bruit)
LoTm : (f) Variable binaire. Indicateur MxTm trop faible (stabilisation non atteinte).
CoFr : (f) Type réel : de 0.0 à 1.0 (facteur de confiance) non affecté actuellement.
Si EN = 0, toutes les sorties sont à 0.
TEM50130F
n
C.97
Programmation
Tableau de correspondance des messages
N° de message
-1
-2
-3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
TEM50130F
Libellé du message
-
Erreur système lors de l’écriture des paramètres dans la
CPU.
Erreur systèmeTime-Out lors de l’écriture des paramètres
dans la CPU
Erreur de calcul
RAS - fonctionnement correct hors auto-réglage
Autoréglage en cours.
Non affecté
Non affecté
Version du moniteur du régulateur < 4 pour le CTL 0040
ou < 2 pour le CTL 0140
Demande d’autoréglage en mode automatique
Paramètres invalides (MxTm < 0.05, Ampl < 1%, Ampl +
commande courante < 0 ou > 1.0)
Période d’échantillonnage trop grande (Te > MxTm/20)
Période d’échantillonnage trop petite (Te < 100ms)
Non affecté
Ecart mesure / mesure initiale > à la tolérance MxDv
Mesure supérieure à 95%
Modification de l’un des paramètres MxTm, Ampl, Te
durant l’autoréglage
Non affecté
Variation de mesure insuffisante < 2%
Bruit trop important
MxTm trop grand
MxTm trop petit
Procédé Intégrateur
Non affecté
Non stabilisé initialement
Procédé dissymétrique
Procédé non traité
Réponse incohérente
n
B
C
C.98
Programmation
5.2.52. Correcteur PID autoréglable : boîte SELFPID
Cette boîte réalise un algorithme de type PID et, sur demande, le calcul des
paramètres du correcteur.
L’entrée TUNE non validée, cette boîte se comporte comme un PID classique.
La validation de TUNE en mode manuel lance l’autoréglage. Celui-ci fournit en fin
d’éxécution un nouveau jeu de paramètres : Kc, Kp, Ti, Td et R/D.
C
Appellation utilisateur
TUNE (Réglage) (f) :
bit de lancement
de l'autoréglage
PV (Process Value) :
entrée mesure
Type : réel entre 0.0 et 1.0
A / M (Auto / Manu) (f) :
sélection auto / manu
(0 = AUTO, 1 = MANU)
Type : binaire
MOV (Manual Output
Value) (f) :
entrée copie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
END (Fin) (f) :
variable binaire signalant la fin
de l'autoréglage
SELFPID
END
TUNE
OV (Output Value) (f) :
sortie commande
Type : réel entre 0.0 et 1.0
MxTm (o)
OV
PV
Ampl (f)
STAT (STATus) (f) :
état auto / manu
Type : binaire
STAT
A/M
MxDv (f)
STOV (STep Output
Value) (f) :
sortie variation de commande
entre -1.0 et 1.0
Type : réel
STOV
MOV
Crit (f)
SP
DIAG
Bckp (f)
DIAG (Diagnostic) (f) :
Mot de diagnostic du PID et
de l'autoréglage
Type : %MD
SP (Set Point) :
entrée consigne
Type : réel ou constante
entre 0.0 et 1.0
Paramètres cachés de la BFC SELFPID
Kc (o)
Kp (o)
Ti (o)
Td (o)
!
TEM50130F
IB (f)
DB (f)
R / D (o)
Les paramètres
Kc, Kp, Ti, Td et R/D
doivent être renseignés
uniquement sous
forme de variables
et non de constantes.
ModO (f)
SYSB (o)
SYSF (o)
ANNULER
OK
n
C.99
Programmation
Entrées :
TUNE : (f) type binaire ou réseau de contacts. (Actif sur niveau).
Sélectionne le mode régulateur (Tune à 0) ou le mode autoréglage à partir du mode
manuel du régulateur (Tune à 1). En cours d’autoréglage le passage à 0 de TUNE
provoque l’abandon de la fonction et le retour du régulateur au mode manuel.
B
PV : (o) type réel. Mesure du procédé (Process Value) (varie de 0.0 à 1.0).
A/M : (f) Type binaire ou réseau de contacts. Mode du correcteur (0 : Auto, 1 :
Manu). Auto est sélectionné par défaut.
MOV : (f) Type réel. Commande manuelle (Manual Output Value) (Varie de 0.0 à
1.0).
SP : (o) Type réel. Consigne (Set Point) (Varie de 0.0 à 1.0).
Internes :
MxTm : (o) Type réel. (Max. Time) Durée de l’échelon utilisé durant le test
d’autoréglage, exprimé en minutes. (Varie à partir de 0.05 minute, soit 3 secondes).
Ampl : (f) Type réel. Amplitude de l’échelon utilisé durant le test d’autoparamétrage
(Varie de 0.01 à 1.0 et est à 0.1 par défaut).
MxDv : (f) Type réel. (Maximum Déviation) Ecart maximum toléré entre la mesure
initiale au lancement de l’autoréglage et la mesure en cours (varie de 0.02 à 1.0,
prend la valeur 0.3 par défaut). Cette fonction de surveillance de l’écart n’est active
qu’en autoréglage.
PV
2 MxDv
t
OV
MxTm
2
MxTm
MxTm
Ampl
t
cas nominal
TEM50130F
n
C
C.100
Programmation
PV
2 MxDv
t
OV
C
abandon
de l’autoréglage
t
cas de dépassement de la tolérance
lors d’un autoréglage
Crit : (f) Type réel. Critère de performance désirée sur le correcteur (varie de 0.0 à
1.0) (0.0 : définit une priorité à la stabilité et 1.0 : définit une priorité à la précision et
à la rapidité de réaction. Est à 0.5 par défaut).
Bckp : (f) Type binaire (Backup). Permet sur front montant de revenir au jeu de
paramètres précédent Kp, Kc, Ti, Td et R/D du correcteur.
Sorties :
END : (f) Type binaire. Indique en mode AUTO une erreur suite à une demande
d’autoréglage. En mode MANU indique la fin de la fonction autoréglage ou l’abandon
de cette fonction suite à un défaut, il est positionné à 0 sur front descendant de
TUNE.
OV : (f) Type réel. (Output Value) Sortie commande (Varie de 0.0 à 1.0 dans le cas
du SELFPID).
STAT : (f) Type binaire. (Status) Représente l’état du correcteur (0 : Auto, 1: Manu
ou en autoréglage).
STOV : (f) type réel. (Step Output Value) Variation de la commande entre l’instant
courant et l’échantillonnage précédent. (Varie de -1.0 à 1.0).
DIAG : (f) Type %MD. Mot de diagnostic du SELFPID exploitable via la BFC
SELFDIAG (Ce mot indique le bon fonctionnement, les problèmes identifiés ainsi que
l’origine de l’état du régulateur).
TEM50130F
n
C.101
Programmation
Paramètres cachés :
Kc : (o) Type %FD . Gain série, multiplie les trois actions P, I et D
Kp : (o) Type %FD. Gain proportionnel, action sur l’écart.
B
Ti : (o) Type %FD. Constante de temps intégrale exprimé en minutes.
Td : (o) Type %FD. Constante de temps dérivée exprimé en minutes.
IB : (f) Type réel. (bande Intégrale) Largeur de la zone encadrant la valeur de la
consigne à l’intérieur de laquelle l’action intégrale est active. (varie de 0.0 à 1.0 et
prend la valeur 1.0 par défaut).
PV
2 x IB
temps
DB : (f) Type réel. (Dead Band - zone morte) Valeur absolue de l’écart entre mesure
et consigne pour lequel :
- le calcul du PID n’est pas effectué
- la commande OV est maintenue et STOV est maintenu à 0.
(Varie de 0.0 à 1.0, prend la valeur 0.0 par défaut).
PV
2 x DB
temps
TEM50130F
n
C
C.102
Programmation
R/D : (o) Type %MX ou %RX. (Reverse/Direct). Cette variable binaire permet de
préciser si l’action du PID doit être inverse ou directe. Les définitions ci-dessous
correspondent à l’action proportionnelle seule.
0 = Inverse : Si la mesure est supérieure à la consigne, la commande diminue.
1 = Directe : Si la mesure est inférieure à la consigne, la commande diminue.
Mod O : (f) Non affecté actuellement.
SYSB : (o) Type % Mx ou %RX. Adresse d’un bit réservé au PID.
SYSF : (o) Type %FD. Adresse d’un réel réservé au PID.
C
!
m
TEM50130F
SYSF et SYSB sont des variables spécifiques à chaque BFC SELFPID. Elles ne
doivent pas être utilisées dans le programme ni dans d’autres BFC.
Ces variables sont écrites par le processeur de régulation. Elles sont donc intégrées
dans les paquets de sorties par les échanges de données avec la CPU.
Si les paramètres IB, DB, SP, PV, et MOV sont hors domaine de variation, le bit OK
de la BFC SELFDIAG est positionné à 0.
n
C.103
Programmation
5.2.53. Pilotage d’une sortie servo-moteur : boîte SERVO
Un servo-moteur ouvre (ou ferme) une vanne pendant le temps ou une commande
est appliquée sur son entrée ouverture (respectivement fermeture).
Lorsqu’aucune commande n’est appliquée, la vanne reste en position.
B
La boîte SERVO permet de gérer un tel type d’actionneur.
OK (f) :
Variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
Appellation utilisateur
SERVO *
EN (ENable) (f) :
variable binaire
de validation de la boîte
EN
STOV
(STep Output Value) :
valeur d'entrée
type réel
(entre - 1.0 et 1.0)
OK
STOV
OTIM (Open TIMe) :
temps d'ouverture de l'organe commandé
(passage de 0 à 100 %) en seconde
type : réel ou constante
CTIM (Close TIMe) :
temps de fermeture de l'organe commandé
(passage de 0 à 100 %) en seconde
type : réel ou constante
OCHA (Open CHAnnel) :
adresse de la sortie commandant l'ouverture
Constante entière (n° de rack,
n° d'emplacement et n° de voie)*
CCHA (Close CHAnnel) :
adresse de la sortie commandant la fermeture
Constante entière (n° de rack,
n° d'emplacement et n° de voie)*
Paramètres cachés de la BFC SERVO
OTIM
CTIM
OCHA
CCHA
ANNULER
OK
* : OCHA et CCHA peut s'adresser à un %IX du CPR1000 pour un éventuel échange avec la
CPU. Dans ce cas le n° de rack et le n° d'emplacement correspond celui du CPR1000, le n° de
voie autorisé est de 8 à 30.
Si EN = 0, la voie est mise à 0.
Ce type d’actionneur conservant sa position une fois la commande disparue, seule la
variation de la commande issue des boîtes précédentes doit lui être appliquée.
Pour cela, on utilisera la sortie variation de commande (STOV) de la boîte P.I.D.
n
A chaque échantillonage, le temps d’activation des sorties désignées par OCHA et
CCHA est proportionnel à la valeur du signal d’entrée STOV, le choix de la sortie
actionnée étant fonction du signe de STOV :
- si STOV > 0, OCHA est mis à 1 pendant T = STOV x OTIM,
- si STOV < O, CCHA est mis à 1 pendant T = -STOV x CTIM.
TEM50130F
C
C.104
Programmation
Les temps d’ouverture et de fermeture totaux de la vanne sont exprimés en secondes.
m
Les temps d’ouverture et de fermeture des actionneurs pilotés doivent être inférieurs
à 655 secondes.
Nota : Cette boîte n’est utilisable que dans les expressions régulation (%ERn).
Exemple : Pour une vanne pilotée par un servo-moteur, une variation de la commande de +20 % se traduira par le diagramme suivant :
C
OCHA
TE
OTIM
a
1
a / OTIM = + 20%
t
Dans ce cas, aucune action n’est générée sur la sortie CCHA.
m
A l’activation suivante de la boucle, si la commande n’a pas évolué (la sortie STOV
du PID est à zéro), aucune action ne sera générée.
Nota : Si le temps OTIM (respectivement CTIM) est supérieur à Te, cette BFC
apporte un gain supplémentaire de OTIM / Te (respectivement CTIM / Te). Par
exemple, si OTIM = 5 s, STOV > 20% et Te = 1 s, la sortie sera en permanence à 1.
OCHA
OTIM
Te
1
a
t
m
TEM50130F
a / OTIM = + 20%, OTIM = 5 Te → a = Te
Le nombre maximal de voies pilotables par la BFC est de 64.
En cas de repli sur défaut les sorties de commande, OCHA et CCHA :
- passent à zéro si ces sorties sont les %IX du CPR,
- prennent la valeur de repli paramétrée des Sorties TOR si ce sont des %QX.
n
C.105
Programmation
5.2.54. Pilotage d’une sortie servo-moteur : boîte SERVO2
Un servo-moteur ouvre (ou ferme) une vanne pendant le temps ou une commande
est appliquée sur son entrée ouverture (respectivement fermeture).
Lorsqu’aucune commande n’est appliquée, la vanne reste en position.
B
La boîte SERVO2 permet de gérer un tel type d’actionneur.
Les principales différences par rapport à la BFC SERVO sont :
- la gestion d'un temps minimum de commande (TMIN) en-dessous duquel aucune
commande n'est appliquée.
- la mémorisation du temps de commande du servo-moteur n'ayant pu être
appliquée totalement entre deux échantillonnages, de manière à pouvoir être
" resservie " sur les calculs suivants. Cette mémorisation sera appelée " T_MP
(restant) ", valeur interne non visible.
OK (f) :
Appellation utilisateur
Variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SERVO2
EN (ENable) (f) :
variable binaire
de validation de la boîte
STOV
(STep Output Value) :
valeur d'entrée
type réel
(entre - 1.0 et 1.0)
EN
OK
STOV
TIME :
temps d'ouverture/fermeture de l'organe
commandé (passage de 0 à 100 %) en secondes
type : réel ou constante
TMIM (Temps MINimum de commande) (f) :
temps minimum de l'actionneur en-dessous duquel
aucune commande n'est appliquée
Type : réel ou constante. Valeur par défaut : 0.
OCHA (Open CHAnnel) :
N°de la voie commandant l'ouverture
Constante numérique
CCHA (Close CHAnnel) :
N° de la voie commandant la fermeture
Constante numérique
Paramètres cachés de la BFC SERVO
TIME
TMIN
OCHA
CCHA
ANNULER
OK
* : OCHA et CCHA peut s'adresser à un %IX du CPR1000 pour un éventuel échange avec la
CPU. Dans ce cas le n° de rack et le n° d'emplacement correspond celui du CPR1000, le n°
de voie autorisé est de 8 à 30.
Si EN = 0, la voie est mise à 0, la valeur mémorisée interne T_IMP (restant) est
également mise à 0.
n
Ce type d’actionneur conservant sa position une fois la commande disparue, seule
la variation de la commande issue des boîtes précédentes doit lui être appliquée.
TEM50130F
C
C.104
Programmation
Les temps d’ouverture et de fermeture totaux de la vanne sont exprimés en secondes.
m
Les temps d’ouverture et de fermeture des actionneurs pilotés doivent être inférieurs
à 655 secondes.
Nota : Cette boîte n’est utilisable que dans les expressions régulation (%ERn).
Exemple : Pour une vanne pilotée par un servo-moteur, une variation de la commande de +20 % se traduira par le diagramme suivant :
C
OCHA
TE
OTIM
a
1
a / OTIM = + 20%
t
Dans ce cas, aucune action n’est générée sur la sortie CCHA.
m
A l’activation suivante de la boucle, si la commande n’a pas évolué (la sortie STOV
du PID est à zéro), aucune action ne sera générée.
Nota : Si le temps OTIM (respectivement CTIM) est supérieur à Te, cette BFC
apporte un gain supplémentaire de OTIM / Te (respectivement CTIM / Te). Par
exemple, si OTIM = 5 s, STOV > 20% et Te = 1 s, la sortie sera en permanence à 1.
OCHA
OTIM
Te
1
a
t
m
TEM50130F
a / OTIM = + 20%, OTIM = 5 Te → a = Te
Le nombre maximal de voies pilotables par la BFC est de 64.
En cas de repli sur défaut les sorties de commande, OCHA et CCHA :
- passent à zéro si ces sorties sont les %IX du CPR,
- prennent la valeur de repli paramétrée des Sorties TOR si ce sont des %QX.
n
C.107
Programmation
Quelques exemples :
T_IMP > Te
Avec Te = 1 seconde, TMIN = 0
STOV = +55%, TIME = 2 sec
T_IMP = 1,1 sec
T_IMP (restant) = 0,1 sec
STOV = +20%, TIME = 2 sec
T_IMP = 0,4 + 0,1 sec
T_IMP (restant) = 0
B
OCHA
C
Te
CCHA
Pilotage en manuel
Avec Te = 1 seconde, TMIN = 0
STOV = +55%, TIME = 10 sec
T_IMP = 5,5 sec
T_IMP (restant) = 4,5 sec
STOV = 0%, TIME = 10 sec
T_IMP = 4,5 sec
T_IMP (restant) = 3,5 sec
STOV = 0%, TIME = 10 sec
T_IMP = 0,5 sec
T_IMP (restant) = 0 sec
OCHA
Te
CCHA
T_IMP < TMIN
Avec Te = 1 seconde, TMIN = 0,1 seconde.
STOV = +0,5%, TIME = 10 sec
T_IMP = 0 sec
T_IMP (restant) = 0,05 sec
STOV = -1%, TIME = 10 sec
STOV = -1%, TIME = 10 sec
T_IMP = 0 sec
T_IMP = 0,15 sec
T_IMP (restant) = 0,05 - 0,1 = -0,05 sec T_IMP (restant) = 0 sec
OCHA
Te
CCHA
5.2.55. Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
Voir § 5.2.12.
TEM50130F
n
C.108
Programmation
5.2.56. Sommateur pondéré : boîte SM
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
(=1 par défaut)
C
Ka, Kb, Kc et Kd (f) :
facteurs multiplicatifs
respectifs de a, b, c et d
valeur par défaut = 1
Type : réel ou constante
a:
1 entrée
Type : réel ou constante
Appellation utilisateur
OK
EN
Ka
ère
RESU
a
RESU (RESUlt) :
résultat de l'opération
type : réel
Kb
b (f) :
2 entrée
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
b
ème
Kc
c
c (f) :
3 entrée
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
ème
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SM
Kd
d
C
d (f) :
4ème entrée
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
C (f) :
coefficient de décalage
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
La BFC réalise le calcul suivant : RESU = (Ka.a) + (Kb.b) + (Kc.c) + (Kd.d) + C
Si EN = 0 alors OK = 0,et RESU=0.
m
TEM50130F
Lors de l'exécution de la BFC et en cas de dépassement dû aux entrées, aux sorties
ou à un calcul intermédiaire les sorties OK et RESU sont mises à 0.
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
n
C.109
Programmation
5.2.57. Réalisation d'un Split range : boîte SPLITRG
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SPLITRG*
OV (Output Value) :
valeur d'entrée (en %)
Type : réel entre 0.0 et 1.0
EN
OK
OV
OV1
OV1 (Output Value 1) (f) :
valeur de commande de la
sortie 1 (en %)
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OV2 (Output Value 2) (f) :
valeur de commande de la
sortie 2 (en %)
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OV2
Paramètres cachés de la BFC SPLITRG
T (f) :
seuil de commutation des deux sorties
du split range (en %)
type : réel ou constante
T
ANNULER
OK
Cette boîte pilote deux sorties analogiques (OV1 et OV2) en split range à partir
d'une valeur numérique d'entrée (OV). En dessous du seuil T, la vanne 1 est pilotée
de 0 à 100%, au dessus du seuil T, c'est la vanne 2 qui est pilotée de 0 à 100%, la
vanne 1 restant ouverte à 100%.
Sorties
100%
OV2
OV1
0
T
100%
Entrée OV
Lorsque EN = 0, OK = OV1 = OV2 = 0.
Utilisation en régulation :
Cette boîte est utilisée lorsque l'étendue de la plage de réglage nécessaire au
procédé ne peut être couverte par une seule vanne : lorsque le procédé est exploité
à deux points de fonctionnement éloignés (un haut et un bas), il est préférable
d'utiliser une vanne adaptée à chaque situation.
L'entrée OV de la BFC SPLITRG est généralement connectée à la sortie OV de la
BFC PID.
n
Nota : Cette boîte n'est utilisable que dans les expressions régulation (%ERn).
TEM50130F
B
C
C.110
Programmation
5.2.58. Sélection d'une valeur parmi deux : boîte SWITCH
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
C
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SWITCH
a:
variable sélectionnée
si SEL = 0
Type : réel ou constante
SEL (SELect) :
bit de sélection
EN
a
SEL
b:
variable sélectionnée
si SEL = 1
Type : réel ou constante
OK
RESU
OV1 (Output Value 1) :
valeur de commande de la
sortie 1 (en %)
Type : réel entre 0.0 et 1.0
b
La boîte SWITCH permet de sélectionner une valeur parmi deux suivant l'état d'une
variable binaire SEL :
SEL = 0 → RESU = a
SEL = 1 → RESU = b
Lorsque la boîte est dévalidée (EN = 0), OK = 0 et RESU = a.
Utilisation en régulation :
La boîte SWITCH sera utilisée, par exemple, pour commuter la consigne programmée en consigne externe. Pour éviter des à coups sur la régulation, il faut veiller à
ce que la différence entre les deux consignes ne soit pas trop importante au moment
de la commutation (par exemple ≤ 5%)
5.2.59. Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
voir § 5.2.12.
TEM50130F
n
C.111
Programmation
5.2.60. Temporisation : boîte TEMPO
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
TEMPO*
EN
STRT
STRT (STaRT) :
variable binaire ou réseau
de contacts de lancement
de la temporisation
B
OK
END (f) :
variable binaire temporisée
END
C
CTIM
CTIM (current time) (f) :
temps écoulé
Type : réel
Paramètres cachés de la BFC TEMPO
TIME :
durée de la temporisation en secondes
type : réel ou constante
TIME
ANNULER
OK
Cette BFC réalise une temporisation à la montée (équivalente à la BFC TON de
l'unité centrale).
Fonctionnement :
La BFC étant validée (EN = 1), la temporisation est lancée au passage à 1 de STRT.
Elle est figée si EN retombe à 0 en cours de temporisation. La sortie END passe à 1
lorsque le temps écoulé (CTIM) est égal à TIME.
Lorsque EN = 0, CTIM est figé, END et OK sont à 0.
EN
STRT
CTIM
TIME
m
TEM50130F
END
n
Nota :
Cette boîte fonctionnelle n’est utilisable que dans les expressions régulations %ER.
C.112
Programmation
5.2.61. Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées
et de positionnement de sorties
En règle générale, les BFC : ANAIN, CPTIN, ANOUT sont de préférence utilisées
pour accèder aux cartes analogiques et de comptage pilotées par le CPR1000.
Toutefois, pour accéder rapidement à une carte analogique ou de comptage quelconque de l'automate, l'utilisateur a la possibilité d'employer les BFC : RD_INIT,
WORDIN, WR_INIT, WORDOUT.
C
TEM50130F
n
C.113
Programmation
5.2.61.1. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
Cette boîte fonctionnelle permet d'initialiser le bloc de lecture rapide utilisable pour
lire :
- une carte d'entrées analogiques,
- une carte de comptage.
à travers la CPU
B
les entrées concernées sont acquises plus rapidement que par le mécanisme
général d'échange par paquets (rythme proche du cycle de la CPU), mais au détriment de celui-ci.
Il y a un seul bloc de lecture rapide par processeur de régulation. Le bloc de lecture
rapide permet d'accéder, au maximum, à 12 mots simples (%MWn) ou 6 mots
doubles (%MDn).
Une fois le bloc de lecture initialisé,on accèdera à une voie donnée par la BFC
WORDIN (cf ci-après).
Appellation utilisateur
EN (ENable) (o) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RD_INIT *
EN
OK
Paramètres cachés de la BFC RD_INIT
ADDR :
adresse dans la CPU des entrées à lire
type : mot simple (%MW) ou double (%MD)
LGTH (LENGTH) :
nombre de variables à lire
type : constante
ADDR
LGTH
ANNULER
OK
Le paramètre ADDR donne l'adresse en mémoire commune de la zone de tabulation
de la carte analogique ou de comptage concernée. On donne ici l'adresse de la
première variable de la zone.
LGTH spécifie le nombre maximum d'éléments (mots simples ou doubles selon le
cas) à lire. Lors d'une demande de lecture (cf. BFC WORDIN ci-après), le paramètre
CHAN sera comparé à LGTH.
n
La libération du bloc de lecture n'est obtenue qu'après une mise hors tension. En
particulier, la retombée de EN est sans effet. Il n'est donc pas nécessaire de scruter
la BFC RD_INIT en permanence.
TEM50130F
C
C.114
Programmation
5.2.61.2. Acquisition rapide d'une entrée : boîte WORDIN
Cete boîte fonctionnelle permet de lire le mot situé à l'adresse ADDR + CHAN
(ADDR étant définie dans la BFC RD_INIT) et le convertit en mesure sur l'intervalle
0-100% en fonction du type d'entrée défini par TYPE. Pour une entrée comptage
(type = 5), la BFC réalise la conversion mot double → réel.
Appellation utilisateur
C
EN (ENable) (o) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
WORDIN*
EN
OK
PV (Process Value) :
valeur de l'entrée
type : réel entre 0.0 et + 1.0
PV
ALRM
CHAN :
type : constante de 0 à 9
TYPE :
Caractéristique d'entrée
1 : courant 0 - 20 mA
2 : courant 4 - 20 mA
3 : tension ± 10 V
4 : tension 0 - 10 V
5 : comptage rapide
type : constante (de 1 à 5)
ALRM (f) :
indicateur d'alarme
Type : binaire
Paramètres cachés de la BFC WORDIN
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
La sortie OK est positionnée à 1 lorsque la valeur délivrée par PV est significative.
OK est à zéro si le bloc de lecture n'a pas été préalablement initialisé, s'il y a un
défaut de communication avec la CPU, si CHAN > LGTH, si PV est non significatif
ou s'il n'y a pas encore eu d'échange avec la mémoire.
Lorsque EN = 0, OK = 0, ALRM = 0 et PV est figée.
Lorsque OK = 0, PV est non significatif.
La sortie ALRM est positionnée :
- en courant, type 2 si l'entrée est inférieure à 4 mA,
- en tension, type 4, si l'entrée est négative.
Exemple :
ADDR = %MW0
CHAN = 0
Type 2 : 4 - 20mA
pour 4 mA → %MW0 = 0 → PV = 0.
20 mA → %MW0 = 32767 → PV = 1.
Type 3 : ± 10 V
pour - 10 V → %MW0 = -32767 → PV = 0.
+ 10 V → %MW0 = + 32767 → PV = 1.
TEM50130F
n
C.115
Programmation
5.2.61.3. Positionnement rapide d'une sortie : boîte WORDOUT
Cete boîte fonctionnelle permet d'écrire le mot situé à l'adresse ADDR + CHAN
(ADDR étant définie dans la BFC WR_INIT) après conversion de la valeur (exprimée
dans l'échelle 0-100%) dans l'échelle correspondant au type de sortie défini par
TYPE.
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OV (Output Value) :
valeur de la sortie
à commander
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
WORDOUT*
EN
OK
OV
CHAN :
type : constante de 0 à 11
TYPE :
Caractéristique de la sortie
1 : tension 0 - 10 V
2 : courant 4 - 20 mA
3 : tension ± 10 V
type : constante (de 1 à 3)
Paramètres cachés de la BFC WORDOUT
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
La sortie OK est positionnée à 1 lorsque l'écriture a été effectuée normalement.
OK est à zéro si le bloc d'écriture n'a pas été préalablement initialisé, s'il y a un
défaut de communication avec la CPU, si CHAN > LGTH ou s'il n'y a pas encore
encore eu d'échange avec la mémoire.
m
TEM50130F
Lorsque EN = 0, OK = 0 et la sortie est positionnée en repli à 0.
La sortie ALRM est positionnée si l'entrée OV est négative.
Remarque :
n
Lorsque la CPU est en STOP les valeurs OV sont toujours envoyées à la CPU mais
les sorties analogiques sont forcées à la valeur de repli.
B
C
C.116
Programmation
5.2.61.4. Initialisation d'écriture rapide : boîte WR_INIT
Cette boîte fonctionnelle permet d'initialiser le bloc d'écriture rapide utilisable pour
positionner une sortie analogique n'appartenant pas à une carte esclave du
CPR1000.
Remarque : La BFC ANAOUT sera de préférence utilisée pour positionner les
sorties analogiques.
Les sorties concernées sont positionnées plus rapidement que par le mécanisme
général d'échange par paquets (rythme proche du cycle CPU), mais au détriment de
celui-ci.
C
Il y a un seul bloc d'écriture rapide par processeur de régulation. Le bloc d'écriture
rapide permet d'accéder, au maximum, à 10 mots simples (%MWn).
Appellation utilisateur
EN (ENable) (o) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
WR_INIT*
EN
OK
Paramètres cachés de la BFC WR_INIT
ADDR :
adresse dans la CPU des sorties à écrire
type : mot simple %MW
LGTH (LenGTH) :
nombre de variables à écrire
type : constante
ADDR
LGTH
ANNULER
OK
Une fois le bloc d'écriture initialisé, on écrira une voie donnée par la BFC
WORDOUT (cf ci-dessus).
Le paramètre ADDR donne l'adresse en mémoire commune de la zone de tabulation
de la carte analogique concernée. On donne ici l'adresse de la première variable de
la zone.
LGTH spécifie le nombre maximum d'éléments (mots simples) à écrire. Lors d'une
demande d'écriture (cf. BFC WORDOUT ci-dessus), le paramètre CHAN sera
comparé à LGTH.
n
La libération du bloc d'écriture n'est obtenue qu'après une mise hors tension. En
particulier, la retombée de EN est sans effet. Il n'est donc pas nécessaire de scruter
la BFC WR_INIT en permanence.
TEM50130F
C.117
Programmation
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
Boîte
TEM50130F
ABS
ACCUM
ADBIAS
ALRMDEV
ARLMLEV
ANAIN
Temps d'exécution
lorsque EN = 0
(en µs)
29
50
40
39
49
37
ANAOUT
37
ARCCOS
ARCSIN
ARCTG
ASSIGN
CALC
CB
CH
CN
COMPAR
COSINE
25
25
25
25
37
48
48
56
38
26
CPTIM
DEADBND
DELAY
DIM
DOUT
EC
EXP
FCTCHAR
FLOWP
FLOWT
FN
HYST
INTEGR
KDIV
KMUL
KSQRT
LEADLAG
LIMITER
LN
MAXI
MINI
OPRANGE
PID
37
57
40
37
34
52
26
57
39
39
33
39
45
34
34
34
70
40
26
28
28
40
187
PID2
187
Temps d'exécution
lorsque EN = 1
(en µs)
33
232
150
150
240
112 (0 - 20 mA)
157 (4 - 20 mA)
142 (tension)
127 (courant)
622
622
390
30
169
188
193
69
90
352 (-2π < X < + 2π )
450 (X > 2π )
35
142
82 à 382 (fonc. du retard)
58
41
208
450
472
442
442
51
142
120
225
157
225
487
146
450
86
86
270 à 352
675 (proportionnel pur)
975 (P.I.)
1275 (P.I.D.)
675 (proportionnel pur)
975 (P.I.)
1275 (P.I.D.)
n
B
C
C.118
Programmation
Boîte
C
TEM50130F
PIDFF
PLCSTAT
PULSWM
RAMP
RAMP2
RATELIM
RD_INIT
SELFPID
SCALING
SERVO
SERVO2
SINE
SM
SPLITRG
SWITCH
TANGTE
TEMPO
WORDIN
Temps d'exécution
lorsque EN = 0
(en µs)
187
25
40
58
57
64
31
187
39
58
77
26
51
37
27
26
45
39
WR_INIT
WORDOUT
31
37
Temps d'exécution
lorsque EN = 1
(en µs)
750
27
172
255
195
180
43
600
364
217
290
352 à 450
429
217
29
427 à 517
105
1575 (types 1 et 2)
1425 (types 3 et 4)
1800 (type 5)
41
1425 (types 1 et 2)
1650 (type 3)
n
C.119
Programmation
5.4 Fiche terminal (facultatif cf. doc. TEM50110F)
La fiche terminal regroupe l'ensemble des informations nécessaires pour pouvoir
visualiser et conduire de façon conviviale la boucle depuis la face avant.
B
Elle est constituée des 2 écrans suivants :
FICHE TERMINAL
C
CARACTERISTIQUE BOUCLE
NOM :
MAITRE
CASCADEE
MESURE / CONSIGNE
BOUCLE :
ESCLAVE
SEUILS SUR LA MESURE
NOM :
CONSIGNE :
TRES HAUT :
ECHELLE BASSE :
HAUT :
ECHELLE HAUTE :
BAS :
UNITE :
TRES BAS :
ALARME
DEVIATION :
OPTIONNELS
ANNULER
OK
Le premier écran définit les caractéristiques de la boucle, les paramètres de mesure et
consigne ainsi que les seuils et alarmes sur la mesure.
PARAMETRES OPTIONNELS
MOT
LIBELLE
ANNULER
BIT
ADRESSE
LIBELLE
ADRESSE
OK
n
L'écran des paramètres optionnels permet au terminal d'accéder à des variables supplémentaires.
TEM50130F
C.120
Programmation
6. Principe de fonctionnement du CPR1000
Le CPR1000, toutes les 100 millisecondes, tabule les entrées utilisées dans les entités
de régulation (TOR, analogiques, …).
Il exécute ensuite les %ER des différents %RE validés par ordre croissant en fonction
des périodes d'échantillonnage (cf. schéma ci-dessous). Les sorties analogiques sont
directement positionnées par la BFC ANAOUT dès la fin de l'exécution de l'entité
%RE.
Les sorties TOR sont rafraîchies toutes les 100 ms.
m
C
Il exécute enfin les expressions %EC de toutes les %RE validés.
Nota :
Une période d'échantillonnage est toujours multiple de 100 ms. Si lors de la saisie, tel
n'est pas le cas, la période réelle sera le multiple de 100 ms directement inférieur à la
valeur saisie.
Exemple :
A chaque début de cycle le CPR1000 fait l'acquisition de ses entrées
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Cycle
du CPR
en ms
Te1
%RE1
%RE2
ER
EC
ER
EC
EC
EC
ER EC
EC
EC
ER
ER EC
EC
EC
EC
EC
ER
EC
ER
EC
EC
ER EC
EC
Te2
Les entités %RE validés sont exécutés par ordre croissant.
Les expressions %ER sont exécutés à la période d'échantillonnage saisie dans
l'entête du %RE.
Les expressions %EC sont exécutés au cycle CPR de 100 ms.
TEM50130F
n
C.121
Programmation
Si la condition de validation externe d'une entité n'est pas à 1, celle-ci n'est pas exécutée (par défaut une entité %RE est toujours validée).
La prise en compte d'une modification d'une période d'échantillonnage se fait au début
d'un cycle de 100 ms par le CPR1000 et s'applique sur la période en cours (cf schéma
ci-dessous).
B
C
Modification de la valeur du temps d'échantillonnage
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Cycle
du CPR
en ms
Te
%RE1
ER
EC
EC
ER EC
EC
EC
Te
ER EC
ER
EC
ER EC
Te
Prise en compte de la nouvelle
valeur du temps d'échantillonnage
TEM50130F
n
C.122
Programmation
C
TEM50130F
n
D.1
Exploitation - Mise au point
D
D. EXPLOITATION - MISE AU POINT
TEM50130F
n
D.2
Exploitation - Mise au point
D
TEM50130F
n
D.3
Exploitation - Mise au point
Sommaire
pages
TEM50130F
1. Le réglage des paramètres
1.1. Réglage du PID par approches successives
1.1.1. Choix de la période d'échantillonnage
1.1.2. Réglage de l'action proportionnelle
1.1.3. Réglage de l'action dérivée
1.1.4. Réglage de l'action intégrale
1.2. Réglage du PID par modélisation
1.2.1. Procédé à dominante du premier ordre
1.2.2. Procédé du premier ordre avec temps mort
1.2.3. Procédé intégrateur
1.2.4. Procédé intégrateur avec temps mort
1.2.5. Autres procédés rapides
1.2.6. Procédés lents
1.3. Réglage d'un PID en automatique
1.4. Réglage du LEADLAG
1.4.1. Réglage du gain
1.4.2. Réglage des constantes de temps
1.4.3. Finalisation des réglages
D.5
D.5
D.5
D.7
D.8
D.9
D.11
D.11
D.12
D.13
D.14
D.14
D.16
D.17
D.18
D.18
D.18
D.19
2. Les modes de fonctionnement
2.1. Etats de fonctionnement du processeur de régulation
2.2. Changements de mode de fonctionnement
2.2.1. Transition INIT → STOP
2.2.2. Transition de tout mode → INIT
2.2.3. Transition STOP → RUN
2.2.4. Transition RUN → STOP
2.2.5. Transition STOP → MISE AU POINT
2.2.6. Transition MISE AU POINT → STOP
2.3. Cas de perte de dialogue avec la CPU
2.4. Utilisation de cartes d'archivage
2.5. Transfert dans l'automate comprenant des régulateurs ou des
processeurs de régulation
D.21
D.21
D.23
D.24
D.24
D.24
D.25
D.25
D.25
D.26
D.27
D.29
3. Les fonctions disponibles en exploitation par ORPHEE
3.1. Visualisation dynamique
3.1.1. Etat de fonctionnement des cartes
3.1.2. Visualisation dynamique de données
3.1.3. Visualisation dynamique d’une entité régulation
3.2. Modification de données
3.3. Envoi de commandes
3.4. Fonctions de mise au point
3.4.1. Accès à l'écran de mise au point
3.4.2. Points de passage
3.4.3. Exécution entité par entité
3.5. Modification de programme en ligne
D.33
D.33
D.33
D.36
D.37
D.39
D.40
D.42
D.42
D.44
D.45
D.46
n
D
D.4
Exploitation - Mise au point
4. Exploitation de l’autoréglage
4.1. Domaine d’utilisation
4.2. Configuration de la boucle dans l’application
4.3. Mode opératoire de l’autoréglage
4.3.1. Principes du test
4.3.2. Précautions
4.3.3. Modes de marche
4.3.4. Mise en œuvre de l’autoréglage
4.3.5. La fonction BACKUP
4.3.6. Chronogramme des signaux essentiels dans le cas nominal
4.3.7. Déroulement d’un autoréglage
4.4. Mode de fonctionnement du correcteur SELFPID
4.5. Diagnostic de l’autoréglage
4.5.1. Tableau de correspondance des messages
D.47
D.47
D.49
D.50
D.50
D.50
D.51
D.52
D.53
D.54
D.55
D.56
D.57
D.60
D
TEM50130F
n
D.5
Exploitation - Mise au point
1. Le réglage des paramètres
Il existe différentes méthodes de réglage. Suivant les contraintes de production, la
rapidité du procédé, et la connaissance à priori du système, on s’orientera plutôt vers
l’une ou vers l’autre.
Une première méthode consiste à régler par des approches successives l’action
Proportionnelle, puis la Dérivée et l’Intégrale. Cette technique présente l’intérêt d’être
utilisable si on ne connait pas, ou mal, le procédé à régler. Mais, de par son caractère itératif, elle est souvent assez longue à mettre en œuvre.
Si l’on connaît a priori les caractéristiques du procédé, ou si l’on peut enregistrer sa
réponse naturelle, il est alors préférable de s’orienter vers la méthode modélisant le
procédé. Elle fournit rapidement un jeu de paramètres à peu près correct, qu’il sera
possible de retoucher pour affiner le réglage. Cette méthode est surtout intéressante
pour les procédés lents.
Une dernière méthode permet d’obtenir en quelques essais des valeurs cohérentes
des paramètres, sans passer en Boucle Ouverte. Cette méthode est fondée sur la
recherche de la limite de pompage du procédé. Si les contraintes de production
interdisent de telles oscillations de la sortie, on se ramènera à l’une des méthodes
précédentes.
D
1.1. Réglage du PID par approches successives
Cette méthode comporte différentes étapes citées dans les paragraphes suivants.
1.1.1. Choix de la période d’échantillonnage
Dans un premier temps :
- le procédé étant dans un état stable,
- le régulateur étant en position MANU (entrée A/M de la BFC à 1),
- la période d’échantillonnage Te étant initialisée à 100ms.
On applique une variation de la commande de 10 à 20%, et on étudie la réponse du
procédé (appelée réponse indicielle ou réponse à un échelon) :
PV
PV
∆PV
t
OV
OV
∆OV
t
Fig. 1 - Réponse indicielle du procédé
N.B. : Dans tout ce qui suit, les abréviations suivantes sont utilisées :
PV : PROCESS VALUE représente la mesure,
OV : OUTPUT VALUE représente la commande,
SP : SET POINT représente la consigne.
TEM50130F
n
D.6
Exploitation - Mise au point
m
Remarque : Plus l’amplitude de la variation de commande est grande et moins les
mesures seront entachées de bruit, il est donc intéressant de prendre cette amplitude importante. Mais afin de ne pas trop perturber le procédé en aval, cette amplitude devra être limitée. De plus, pour les procédés non linéaires, les paramètres de
réglage varient suivant le point autour duquel on veut réguler. Il est donc souhaitable
de ne pas trop s’écarter de ce point. Pour ces différentes raisons, une amplitude de
10 à 20 % est en général un bon compromis.
On relève sur cette courbe le temps de montée Tm du procédé, c’est à dire la durée
entre l’application de l’échelon et la stabilisation de la grandeur réglée si la réponse
est suramortie (c’est à dire sans dépassement) (fig. 3), ou le moment à partir duquel
elle commence à redescendre si elle présente un dépassement (fig. 2).
PV
PV
Tm
Tm
t
t
D
OV
OV
OV
∆OV
OV
∆OV
t
t
fig.2 : réponse avec dépassement
fig. 3 : réponse suramortie
On choisit alors comme période d’échantillonnage : Te = Tm/10.
Si l’on désire obtenir, en Boucle Fermée, une réponse plus rapide que la réponse
naturelle du procédé, il faudra choisir Te encore plus faible.
Il est également intéressant de relever sur cette courbe d’autres éléments, qui
permettront de partir de valeurs sensées des paramètres, et d’aboutir plus rapidement au réglage final :
• Gain statique du procédé :
C’est le rapport de la variation finale de la mesure par la variation de la commande :
Gs = ∆PV / ∆OV (cf. fig. 1);
• Temps mort :
C’est le temps à partir duquel la sortie du procédé commence à évoluer de façon
significative. Il est déterminé en traçant la tangente au point d’inflexion (point où la
tangente passe de part et d’autre de la courbe) :
PV
τ
t
OV
OV
∆OV
t
TEM50130F
n
D.7
Exploitation - Mise au point
Ce temps mort est parfois négligeable, lorsque le procédé réagit immédiatement à
une variation de la commande (cas de moteurs électriques).
Il peut aussi prendre des valeurs importantes. Par exemple, dès qu’il y a un transport
de matière entre l’actionneur et le capteur :
Trémie
SP
OV
C
PV
LT
Tapis roulant
m
Là encore, suivant ce retard, les paramètres de réglage différeront sensiblement.
Remarque : Ces caractéristiques du procédé sont souvent connues implicitement :
"si j’augmente la grandeur réglante de tant1, la grandeur réglée va bouger de tant2.
Elle commencera à évoluer après x min, et se stabilisera au bout de y min".
On reconnait là les notions de gain statique, temps mort et temps de réponse.
D
1.1.2. Réglage de l’action Proportionnelle
On part de Kc=1 et de Kp = 1/Gs, si on a pu déterminer le gain statique lors de
l’étape précédente, ou de Kp faible sinon.
Le régulateur étant en position AUTOmatique ( A/M à 0 ), on applique un changement de consigne de 10 à 20 % et on étudie la réponse du procédé :
- si elle est suramortie (sans dépassement), on augmente Kp ;
- si elle présente plus de 2 oscillations, on diminue Kp.
On revient ensuite au point de consigne initial, et on refait un essai,... jusqu’à obtenir
une réponse présentant 2 oscillations.
PV
SP
PV
m
TEM50130F
t
PV
t
t
SP
t
SP
t
t
Remarques :
- Si le procédé a le même comportement pour un échelon montant et descendant,
on peut utiliser le retour au point de fonctionnement pour tester une nouvelle valeur
de Kp.
- Sinon, sans changer Kp, on étudiera le comportement du procédé à la descente, et
au cours des différents essais, on essaiera de trouver un gain proportionnel correspondant à un compromis acceptable entre les 2 comportements.
n
D.8
Exploitation - Mise au point
Plus Kp est grand, plus l’erreur statique (écart entre la mesure et la consigne en
régime stabilisé) est faible.
Dans certains cas (procédés du 1er ordre), on peut augmenter Kp sans provoquer
d’oscillations. On choisit alors un Kp pas trop grand pour ne pas entrer trop souvent
en saturation, et ne pas malmener l’actionneur par une commande trop brutale.
1.1.3. Réglage de l’action Dérivée
L’action Dérivée se justifie si le procédé présente une certaine inertie ou un temps
mort.
Ce réglage intervient après celui de l’action Proportionnelle, afin de stabiliser la
réponse, et avant de régler l’action Intégrale qui a pour effet secondaire de déstabiliser le procédé.
Si l’analyse de la réponse indicielle a fait apparaître un temps mort, on part de Td =
τ/2, sinon on part de Td=0.
D
On applique un échelon de consigne de 10 % ( 20 % si le procédé le permet) :
- si la réponse présente un dépassement, on augmente Td ;
- sinon, ou si elle est plus lente que lors d’un essai précédent, on diminue Td.
On revient ensuite au point de fonctionnement initial, et on refait un essai ... jusqu’à
obtenir une réponse suramortie assez rapide.
PV
PV
PV
OV
t
OV
t
OV
t
t
t
t
Td trop faible
TEM50130F
Td correct
Td trop grand
n
D.9
Exploitation - Mise au point
1.1.4. Réglage de l’action intégrale
réglage de Ti :
Cette action permet d’annuler l’erreur statique, et donc d’assurer mesure = consigne
en régime stabilisé.
Si on a déjà fixé l’action dérivée, on part de Ti = 4Td, sinon on part de Ti = Tm, temps
de montée du procédé, déterminé dans la phase 1.
On applique un changement de consigne de 10 ou 20% :
- si la réponse présente un dépassement trop important, on augmente Ti pour
diminuer l’action Intégrale ( Attention : l’action Intégrale est inversement proportionnelle à Ti) ;
- si elle est suramortie ou trop lente, on diminue Ti.
On revient ensuite au point de fonctionnement et on réitère jusqu’à l’obtention d’un
réglage acceptable.
D
PV
PV
t
SP
t
SP
t
t
Ti trop faible
PV
t
SP
Ti correct
t
Ti trop grand
Réglage de la Bande Intégrale :
L’action intégrale peut avoir un effet néfaste lors d’un changement de consigne
important.
En effet, pendant un certain temps, elle va intégrer un écart assez grand et risque
d’entraîner une saturation de la commande, qui donnera des performances moins
bonnes.
Pour éviter ce problème, on peut différer l'instant de mise en service de l’action
intégrale en la désactivant tant que l’écart n’est pas compris dans une certaine zone
autour de la consigne.
TEM50130F
n
D.10
Exploitation - Mise au point
PV
PV
2 IB
t
OV
100%
t
OV
100%
t
Sans bande intégrale
t
Avec bande intégrale
Cette Bande Intégrale devra être prise supérieure à l’erreur statique
1/(1 + Kc.Kp.Gs) , faute de quoi on aurait en fait un régulateur uniquement proportionnel (l’action intégrale étant toujours désactivée).
Pratiquement, on conseille de prendre IB ≥ 20%.
D
Réglage de la Zone Morte
Afin de ne pas trop solliciter l’actionneur en lui faisant subir des petites variations de
commande tantôt positives, tantôt négatives, lorsque la consigne est quasiment
atteinte, il est possible de désactiver le régulateur lorsque la mesure est dans une
certaine zone autour de la consigne, la commande reste alors à sa valeur lors de
l’échantillonnage précédent.
PV
t
OV
t
Cette zone morte correspond à la précision demandée à la régulation.
Classiquement, on prendra : 0 ≤ DB ≤ 5%.
TEM50130F
n
D.11
Exploitation - Mise au point
1.2. Réglage du PID par modélisation du procédé
La méthode précédente nécessite d’essayer plusieurs jeux de paramètres : 2 à 3
tentatives pour régler Kp, autant pour Ti et Td. Si le procédé est lent ou s’il est
soumis à des perturbations obligeant à recommencer des essais, cette méthode
s’avère être assez longue.
Une autre méthode, fondée sur la modélisation du procédé, permet d’obtenir assez
vite un jeu de paramètres à peu près correct, qu’il faudra ensuite éventuellement
affiner pour obtenir la réponse désirée.
Pour construire ce modèle, on enregistre la réponse indicielle du procédé et on
détermine les paramètres définis au paragraphe précédent :
- gain statique : Gs = ∆PV / ∆OV ;
- temps de montée : Tm ;
- temps mort : τ.
Outre ces paramètres c’est la forme de la réponse qui caractérise essentiellement le
procédé.
1.2.1. Procédé à dominante du 1er ordre
Un tel procédé a une réponse qui ne présente pas de dépassement et qui réagit
aussitôt à la commande :
PV
θ
63% ∆PV
∆PV
OV
t
t
m
Un paramètre supplémentaire caractérise le procédé : sa constante de temps θ,
définie comme le temps mis par la mesure pour atteindre 63% de sa valeur finale.
Remarque :
Ce paramètre définit la rapidité du procédé. En effet, son temps de réponse à 5%
(c’est à dire le temps mis pour que la mesure se stabilise dans la bande des 5%
autour de sa valeur finale) vaut alors : Tr = 3* θ.
On peut utiliser 2 types de régulateurs :
Régulateur Proportionnel
n
On utilise un tel régulateur si la précision (écart relatif entre mesure et consigne en
régime stable) n’est pas le critère essentiel de la régulation.
TEM50130F
D
D.12
Exploitation - Mise au point
Si l’on désire une précision de ε%, le gain proportionnel doit être réglé à :
Kc = (100-ε)/ (Gs.ε), (avec Kp = 1)
Exemple : Gs = 5, on désire une précision de 5%, on prendra Kc = 4.
Régulateur Proportionnel Intégral :
x
Dans la plupart des cas, on veut cependant annuler l’erreur statique, il faut donc
introduire une action intégrale. On règle alors le PID par :
Kp = 1
Ti = θ
et on joue sur Kc pour augmenter la rapidité du système bouclé :
Kc = facteur d’accélération / Gs.
Exemple :
La réponse indicielle donne Gs = 2.5 et θ =2 0s (Tr = 1mn).
La période d’échantillonnage doit être de l’ordre de Tm/10 # Tr/10 = 6s. Si l’on veut
accélérer 2 fois le procédé en Boucle Fermée, on prendra finalement Te = 3s.
D
Le réglage est alors donné par : Kp =1, Ti = 20s = 0.33mn, Kc = 2/2.5 = 0,8.
1.2.2. Procédé du 1er ordre avec temps mort
PV
τ
63% ∆PV
OV
θ
∆PV
t
t
Si le procédé présente un temps mort entre l’application de l’échelon et l’instant où la
mesure évolue de façon significative, les réglages précédents risquent de compromettre la stabilité.
Il faut donc diminuer les actions Proportionnelle et Intégrale, et introduire une action
Dérivée.
On préconise alors :
Kc ≤ 1.1* θ / (Gs*τ)
Kp = 1.
Ti ≥ θ
Td = 0.4 θ.
TEM50130F
n
D.13
Exploitation - Mise au point
1.2.3. Procédé Intégrateur
Un procédé intégrateur a une sortie qui augmente régulièrement (en rampe) lorsque
la commande évolue en échelon.
PV
∆PV
∆t
t
OV
t
Le paramètre caractéristique de cette réponse est la pente : µ = (∆PV / ∆OV) /∆t
C’est par exemple le cas d’une régulation de niveau.
SP
PV
LC
LT
OV
Une régulation proportionnelle permet d’obtenir une réponse en boucle fermée du
1er ordre, le temps de réponse étant fixé par Kp. Pour obtenir un temps de réponse
à 5% donné Trbf (temps à partir duquel la mesure rentre dans la bande des 5%
autour de sa valeur finale pour ne plus en ressortir), le réglage du régulateur est :
Kc = 3 / (Trbf*µ).
avec Kp = 1.
On veillera à ne pas prendre Kc trop fort, pour ne pas avoir une commande trop
dynamique.
TEM50130F
n
D
D.14
Exploitation - Mise au point
1.2.4. Procédé Intégrateur avec temps mort
Si le procédé présente en temps mort, il est nécessaire de limiter l’action Proportionnelle, déstabilisatrice, et de rajouter l’action dérivée, stabilisatrice.
PV
∆PV
τ
∆t
t
OV
t
On règle alors le PID par :
Kc ≤ 0.8 / (µ.τ)
Kp = 1
Td = 0.4*To.
D
1.2.5. Autres procédés rapides
Tous les procédés n’ont pas une réponse aussi typique que celles décrites cidessus. La plupart ont une réponse en S, plus ou moins infléchie à l’origine,...
Une méthode classique et assez satisfaisante consiste à essayer de se ramener à
l’un des cas précédents.
Ainsi, si le procédé a une réponse de la forme suivante :
PV
40% ∆PV
PV
28% ∆PV
PV
OV
t2
t1
PV
∆PV
t
t
on considèrera qu’il répond comme un 1er ordre retardé, de constante de temps θ et
de retard pur τ.
TEM50130F
n
D.15
Exploitation - Mise au point
PV
τ
θ
OV
t
t
Ces paramètres sont déterminés à partir de la réponse indicielle par :
θ = 5.5 (t2-t1)
τ = 2.8 t1 - 1.8 t2
où t1 et t2 sont les temps mis par la mesure pour atteindre respectivement
28 % et 40 % de sa valeur finale.
On réglera alors le PID par :
D
Kc ≤ 1.1 θ / (Gs x τ)
Kp = 1
Ti ≥ θ
Td = 0.4 τ.
x
Cette méthode, due à Victor Broïda, a été éprouvée, et s’est montrée dans bien des
cas très satisfaisante.
De plus, elle n’a pas pour objectif de donner le réglage optimal , mais un premier
réglage, que le régleur pourra ensuite affiner en augmentant Ti si la réponse obtenue
présente un dépassement...
Exemple :
Procédé : 2nd ordre avec dépassement de 16%, de temps de réponse 5.3s, mis en
série avec deux 1er ordres de constante de temps 2s.
La modélisation donne :
t1 = 3.5s et t2 = 4.1s.
Les formules donnent :
θ = 5.5 x (4.1-3.5) = 3.2s
To = 2.8 x 3.5 - 1.8 x 4.1 = 2.4s
D’où le réglage :
Kc ≤ 1.2
Kp =1
Ti ≥ 3.2s = 0.053 mn
Td = 1s = 0.017 mn.
n
Ce réglage donne une réponse présentant un dépassement de 7.5%, et un temps de
réponse de 9.9s. En doublant Ti pour limiter l’action intégrale, on obtient une réponse
légèrement plus lente mais sans dépassement.
TEM50130F
D.16
Exploitation - Mise au point
1.2.6. Procédés lents
Dans le cas des procédés lents (temps de réponse de l’ordre de l’heure), les méthodes précédentes sont trop longues à mettre en œuvre : la première à cause de son
caractère itératif, la seconde parce qu’il est nécessaire d’attendre la stabilisation pour
déterminer les paramètres (gain statique).
Une méthode intéressante consiste à identifier le début de la réponse du procédé à
celle d’un intégrateur pur retardé :
PV
τ
réponse réelle
∆PV
PV
t
∆t
OV
D
t
t
On relève alors la pente et le temps mort :
µ = (∆PV/∆OV) / ∆t
On règle alors le PID par :
Kc ≤ 1.2 / (µ τ)
Kp =1
Ti ≥ 2 τ
Td = 0.5 τ.
ou pour un régulateur Proportionnel Intégral :
x
Kc ≤ 0.9 / (µ τ)
Kp = 1
Ti = 3.3 τ.
Exemple :
Pour le procédé décrit ci-dessus, on trouve, pour une variation de commande ∆OV =
10%, une augmenation de la mesure de 3.5% au bout de ∆t = 2s :
µ = 3.85 / (10.5*2.1) = 0.175
τ = 2.1s.
D’où le réglage du PID :
Kc ≤ 1.2 / (0.175*2.1) = 3.3
Ti ≥ 2τ = 4.2s = 0.070 mn
Td = 0.5 τ =1.05s = 0.0175mn
n
Ce réglage privilégie le facteur rapidité par rapport au facteur amortissement. Il
donne une commande très dynamique, et un dépassement de l’ordre de 30%.
Si l’on veut un dépassement moindre, on pourra diviser par exemple le gain Kc
conseillé par 2, voire 3...
TEM50130F
D.17
Exploitation - Mise au point
1.3. Réglage d'un PID en automatique
Dans certains cas, les contraintes de production limitent les possibilités d’action sur
le procédé.
La première méthode de réglage, qui nécessite plusieurs essais, avec parfois des
dépassements,... est alors inadaptée.
La seconde méthode nécessite de mettre le régulateur en MANUEL, pour étudier sa
réponse naturelle. Si une perturbation apparait au cours de cet essai, elle ne sera
pas compensée, mettant ainsi en danger l’installation.
Pour de tels procédés, il est intéressant d’utiliser la méthode du pompage ultime de
Ziegler & Nichols, qui permet sans couper la régulation de trouver rapidement un
réglage à peu près correct.
Le régulateur étant toujours en AUTOmatique, on met le régulateur en Proportionnel
Pur, en annulant les actions Intégrale et Dérivée (Ti=Td=0).
On part d’un gain Kc faible (Kp=1), et on applique des petits changements de
consigne autour du point de fonctionnement :
- si la mesure se stabilise au bout d’un certain temps, on augmente Kc, et on refait
un essai,
- si elle rentre en pompage (oscillations entretenues), on relève la valeur du gain Kpu,
et la période des oscillations Tpu.
Tpu
PV
PV
PV
SP
t
SP
t
SP
t
t
t
t
Kc trop faible
Kc trop faible
Kc = Kpu
On règle alors le PID par :
Kc = 0.6 Kpu
Kp = 1
Ti = Tpu/2
Td = Tpu/8.
ou pour un régulateur PI :
Kc = 0.45 Kpu
Kp = 1
Ti = Tpu/1.2.
n
Comme pour le réglage des procédés lents, ce jeu de paramètres favorise la rapidité
au détriment du dépassement. Pour éviter un dépassement inacceptable, on divisera
Kc par 2, voire 3.
TEM50130F
D
D.18
Exploitation - Mise au point
1.4. Réglage du LEADLAG
SP
LEADLAG
OV
PID
TT2
PV2
Qc
Vapeur
Perturbation
Vanne de
régulation
TT1
Condenseur
D
Afin d'étudier uniquement l'influence du réglage du LEADLAG, on s'affranchit de
celle du PID en le passant en MANUel.
1.4.1. Réglage du gain
Positionner T1 et T2 à 0. Effectuer un echelon de perturbation. Régler le gain K de
telle sorte que la perturbation soit complètement compensée en régime stabilisé :
PV2
K trop fort
K correct
K trop faible
K=0
t
Perturbation
m
x
TEM50130F
t
Remarque : Cette méthode revient à régler K à :
Gain de la perturbation / Gain du procédé.
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.) :
n
Une variation du débit Qf de 5% engendre une variation de PV2 de -10% et une
variation de la commande de 5% engendre une variation de PV2 de 7%, on prendra
donc K = (-10 / 5) / (7 / 5) = - 1,4.
D.19
Exploitation - Mise au point
1.4.2. Réglage des constantes de temps
x
T1 : On la règle approximativement à la constante de temps du procédé (cf cidessus réglage du PID).
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.):
L'échangeur réagit comme un premier ordre à une augmentation de la puissance de
chauffe (ouverture de la vanne d'air chaud) :
PV2
Tm
t
D
OV
t
La mesure se stabilise en 30 secondes. La constante de temps du procédé vaut :
θ = Tm / 3 = 10 s.
On prendra T1 = 10s.
x
TEM50130F
T2 : Elle est fixée à la constante de temps de la perturbation.
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.):
Si une variation du débit Qf stabilise PV2 à une autre valeur au bout de 5s, on
prendra T2 = 5 / 3 = 1,7 s.
n
D.20
Exploitation - Mise au point
1.4.3. Finalisation des réglages
Une fois ces réglages préliminaires effectués, on peut les affiner, le régulateur PID
étant toujours en manuel.
En appliquant un échelon de perturbation, si on observe, en régime transitoire, un
dépassement positif, on diminue T1 (et on l'augmente si le dépassement est négatif).
PV2
T1 trop grand
T1 correct
T1 trop faible
t
Perturbation
t
D
Pour affiner T2, on étudie le début de la réponse : Si la mesure démarre par un
dépassement positif, on augmente T2 et inversement.
PV2
T2 trop faible
T2 correct
T2 trop grand
t
Perturbation
t
Ces réglages étant effectués, repasser le correcteur PID en AUTOmatique.
Augmenter le gain K du LEADLAG, si nécessaire, pour augmenter la rapidité de la
compensation.
TEM50130F
n
D.21
Exploitation - Mise au point
2. Les modes de fonctionnement
2.1. Etats de fonctionnement du processeur de régulation
Les descriptifs ci-dessous concernent le processeur de régulation CPR1000 et les
cartes d'interfaces qui lui sont rattachées.
Le processeur de régulation dispose de quatre modes de fonctionnement :
Le mode RUN, caractérisé par :
-
le programme régulation est exécuté,
les sorties des cartes d'interfaces sont positionnées selon le traitement effectué,
la diode "RUN" en face avant est éclairée,
le relais chien de garde (WDG) est armé.
Diodes
éclairées
m
OK
OK
OK
OK
RUN
RUN
RUN
RUN
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
D
CPR1000
Interface 1
Interface 2
Interface 3
Nota :
La diode EXT_FAULT de la CPR1000 indique un problème d'accès à au moins une
carte d'interface et/ou un défaut détecté sur une de ces cartes.
Le mode STOP, caractérisé par :
-
le programme régulation n’est pas exécuté,
les sorties des cartes d'interface sont en position de repli paramétré
la diode "RUN" en face avant est éteinte,
le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
OK
OK
OK
OK
RUN
RUN
RUN
RUN
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
CPR1000
m
TEM50130F
Interface 1
Interface 2
Interface 3
Interfaces en position de repli
Nota :
n
La diode EXT_FAULT de la CPR1000 indique un problème d'accès à au moins une
carte d'interface et/ou un défaut détecté sur une de ces cartes.
D.22
Exploitation - Mise au point
Le mode Mise au Point, caractérisé par :
-
le programme de régulation est exécuté entité par entité,
les sorties des cartes d'interfaces sont en position de repli paramétré,
la diode "RUN" en face avant est éteinte,
le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
Seul une action console permet d'obtenir ce mode de marche.
OK
OK
OK
OK
OK
RUN
RUN
RUN
RUN
RUN
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
CPU
CPR1000
Interface 1
Interface 2
Interface 3
CLE EN STOP
Interfaces en position de repli
D
Le mode INIT caractérisé par :
- la diode RUN clignote,
- les sorties des cartes d'interfaces sont à 0 si elles n'ont pas reçu leurs paramètres
et sont à la position de repli dans l'autre cas,
- le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
Le mode INIT est le mode dans lequel se place le processeur de régulation, à l'issue
des autotests dans l'attente de recevoir ses paramètres et son programme.
OK
OK
OK
OK
RUN
RUN
RUN
RUN
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
EXT FAULT
CPR1000
Interface 1
Interface 2
Interface 3
Interfaces en position de repli ou à 0
m
Le mode INIT peut provenir d'une mise sous tension du rack contenant la CPR1000,
d'un chargement du programme CPU en cours, d'une absence de paramétrage de la
carte et d'un passage STOP → RUN de la CPU.
Dans tous les cas, ce mode correspond à un absence ou à une rechargement des
paramètres de la CPR1000.
Remarque :
Si la diode "OK" reste éteinte, le module doit être remplacé.
TEM50130F
n
Une carte non paramétrée ne peut être qu'en mode "INIT", une carte paramétrée
mais non programmée est en mode "STOP".
D.23
Exploitation - Mise au point
2.2. Les transitions de mode de fonctionnement
Mise sous tension
de la carte
OK
RUN
INIT
1
2
2
2
OK
OK
RUN
RUN
Clé CPU
en STOP
6
MISE
AU
POINT
D
STOP
5
4
RUN
Allumée
Eteinte
OK
Clignotante
RUN
Les modes et transitions de fonctionnement de la CPR1000
m
TEM50130F
Nota :
n
Dans le cas où le CPR1000 et ses cartes sont en RUN et que l'automate passe de
STOP à RUN (redémarre), il n'y a pas réinitialisation du processeur de régulation, il
continue son fonctionnement.
D.24
Exploitation - Mise au point
2.2.1. Transition INIT → STOP ①
Le passage du mode INIT vers le mode STOP du CRP1000 peut être provoqué suite
à:
- une mise sous tension de l'automate clé CPU en STOP ou arrêt local du CPR1000
déclenché,
- un embrochage du processeur de régulation sous tension clé CPU en STOP ou
arrêt local déclenché,
- une absence de programme du CPR1000 (dans ce cas les interfaces du CPR1000
restent en mode INIT),
- un défaut de compatibilité entre le CPR1000 et ses interfaces (compatibilité logiciel).
2.2.2. Transition de tout mode → INIT ②
D
Cette transition peut être provoquée par :
• Au niveau d'ORPHEE :
- le chargement d'une application en cours (CPU + CPR).
• Au niveau CPU :
- un passage STOP > RUN de la CPU,
- une perte de dialogue entre la CPU et le CPR1000 (si le paramétrage "Arrêter" à
été choisi),
- un défaut de cohérence programme suite par exemple à un changement de CPU
contenant un programme différent du précédent.
2.2.3. Transition STOP → RUN ③
Cette transition peut être provoquée par :
• Au niveau d'ORPHEE :
- l'envoi d'une commande STOP > RUN sur le module CPR1000.
• Au niveau CPU :
ß
TEM50130F
- l'exécution par le programme de la BFC CTRL_REG s'adressant au CPR1000.
• Action de la clé CPU :
n
- l'action de la clé CPU de STOP > RUN a pour effet de changer le mode de
fonctionnement du CPR1000 de STOP → INIT puis du mode INIT → RUN.
D.25
Exploitation - Mise au point
2.2.4. Transition RUN → STOP ④
Cette transition peut être provoquée par :
• Au niveau d'ORPHEE :
- l'envoi d'une commande RUN > STOP au module CPR1000.
• Au niveau CPU :
- l'exécution d'une BFC CTRL_REG par la CPU s' adressant au CPR1000.
• Au niveau mode de marche CPU :
Ce cas dépend du paramètrage, suivant la sélection :
ß
- la clé de la CPU,
- le mode de marche STOP de la CPU,
- l'arrêt local.
D
Dans le cas de paramétrage "Continuer" sur "Arrêt clé" et "Non" sur "Utilisation de
l'entrée arrêt local", l'utilisation ne dispose que de la BFC CTRL_REG pour passer la
CPR1000 en mode STOP.
• Au niveau du débordement chien de garde (W.DOG) du CPR1000 :
- un débordement chien de garde.
Ce débordement peut être provoqué dans le cas où un ou plusieurs Te ont été
programmés trop courts pour exécuter dans le temps imparti les programmes de
régulation du CPR1000.
2.2.5. Transition STOP → MISE AU POINT ⑤
Cette transition ne peut se faire que par l'intermédiaire d'une commande spécifique
ORPHEE.
La clé CPU doit être sur STOP.
2.2.6. Transition MISE AU POINT → STOP ⑥
Cette transition ne peut se faire que par l'intermédiaire d'une commande spécifique
ORPHEE.
TEM50130F
n
D.26
Exploitation - Mise au point
2.3. Cas de perte de dialogue avec la CPU
En cas de perte de dialogue avec la CPU (mise hors tension du rack principal,
déconnexion d'un adaptateur ou d'un médium), la totalité de la configuration passe
en mode STOP (option par défaut).
Concernant le système de régulation, il est possible de faire le choix inverse en
positionnant à "CONTINUER" le paramètre "Perte dialogue API" de la configuration
CPR1000.
Cette option permet de continuer à piloter certaines boucles de régulation "critiques"
malgré une absence temporaire de dialogue avec la CPU ou un arrêt de celle-ci.
D
m
!
TEM50130F
L'arrêt de ces cartes ne peut alors être obtenu qu'en utilisant l'entrée "Arrêt local"
(mise à 0) à condition que ce dernier soit paramétré "utilisé".
Nota :
En l'absence de dialogue API, il est impossible de démarrer un régulateur dont le
paramètre "Comportement sur perte dialogue API" est positionné à "ARRETER".
De même, si un régulateur est mis sous tension sans dialogue avec la CPU, il sera
impossible de le mettre en marche.
Transition désirée
du processeur de régulation
Entrée
"Arrêt local"
Passage RUN > STOP
oui (si utilisée)
Passage STOP > RUN
Sans effet
(il ne permet jamais
le démarrage)
Remarque :
Si une perte de dialogue entre le CPR1000 et la CPU survient lors d'une modification
de programme (ex : MODIF ON LINE et réseau Entrées/Sorties coupé) pour des
raisons de sécurité sur rétablissement du dialogue CPR1000 → CPU, le CPR1000
passera en STOP et son propre programme sera automatiquement effacé. Il sera
donc nécessaire de recharger l'application dans l'automate.
n
D.27
Exploitation - Mise au point
2.4. Utilisation de cartes d'archivage
L'utilisateur a la possibilité de stocker les programmes de l'automate dans des cartes
d'archivage. Ces programmes pouvant être relatifs à la CPU, aux processeurs de
régulation et aux régulateurs.
Il est alors possible, en cas de changement de régulateur ou processeur de
régulation, de recharger le programme sans utiliser la console.
Dans ce cas, il devra positionner les deux paramètres "AUTOLOAD" et "AUTORUN"
lors du transfert du programme régulation dans la carte d'archivage. Ces paramètres
sont modifiables ultérieurement en exploitation. Leurs valeurs par défaut sont AUTOLOAD = VRAI et AUTORUN = FAUX.
m
AUTOLOAD = VRAI permet de transférer automatiquement le programme contenu
dans la mémoire d'archivage vers le processeur de régulation suite à son remplacement.
Le transfert automatique se déclenche sur MST du processeur de régulation ou sur
STOP/RUN de l'API.
D
Remarque :
Suite à un changement de programme, les programmes présents dans le CPR
(nouvelle version) et dans la carte d'archivage (ancienne version) peuvent être
différents. Dans ce cas, en cas de changement du processeur de régulation, le
programme rechargé est, bien évidemment la version archivée (ancienne version) du
programme. C'est pourquoi la mise à jour du programme archivé, à l'issue de la
phase de mise au point est indispensable.
Pour plus de détails sur ce sujet, voir les documentations générales ORPHEE et
automates (TEM10000F, TEM20000/30000F).
Si AUTOLOAD = FAUX, la détection d'une altération mémoire ou d'un changement
de processeur de régulation ne provoque pas le rechargement du programme.
AUTORUN = VRAI autorise le redémarrage automatique du processeur de régulation
après rechargement (si la CPU est en "RUN"). Aucune action supplémentaire n'est
alors nécessaire de la part du programme ou de l'exploitant pour obtenir le démarrage
du processeur de régulation.
Si AUTORUN = FAUX, le processeur de régulation attend un ordre extérieur pour
redémarrer. Cet ordre peut être :
m
TEM50130F
- Une commande console "RUN MODULE" spécifique au processeur de régulation,
- Une commande console "RUN AUTOMATE" diffusée à l'ensemble de la configuration
- Une commutation (STOP → RUN) de la clé CPU.
- Un ordre émanant de la BFC CTRL_REG.
Remarque :
n
Le processeur de régulation est en "STOP"(avec diagnostic "Défaut logique" pendant
la phase de rechargement de son programme.
D.28
Exploitation - Mise au point
Dans le cas ou la configuration est en "RUN" au moment de l'échange du
processeur de régulation, son comportement est lié au paramétrage du comportement de la CPU sur diagnostic "NO RUN" de ce processeur de régulation (écran de
paramétrage de la carte) :
- Si l'option "ARRETER" a été choisie, le débrochage provoque l'arrêt de la CPU.
Le redémarrage automatique (AUTORUN) est alors impossible.
- Si l'option "CONTINUER" a été choisie, le rechargement s'effectue CPU en marche.
Le redémarrage automatique du processeur de régulation est alors possible, sous
réserve que "AUTORUN" = VRAI.
D
TEM50130F
n
D.29
Exploitation - Mise au point
2.5. Transfert dans l'automate comprenant des régulateurs
ou des processeurs de régulation
Compatibilité :
La fonction n'est disponible qu'à partir des versions suivantes :
ORPHEE ≥ 6.1, ORPHEE-DIAG ≥ 2.1, CTL0040 ≥ 7, CTL0140 ≥ 5, CPR1000 ≥ 1.
Il est possible de transférer l'application dans l'UC de l'automate sans transférer à
nouveau le programme des régulateurs ou processeurs de régulation, cette option se
choisit lors de l'installation d'ORPHEE ou d'ORPHEE-DIAG.
Dans ce cas, dés la validation par "OK" de la fenêtre de transfert, une boîte de sélection s'affiche.
Cette boîte (ci-contre) permet de
choisir la destination du programme
D
Comportement des régulateurs ou des processeurs de régulation, lors d'un
Transfert UC.
ß
Pour permettre le maintien en RUN des régulateurs ou processeurs de régulation lors
d'un transfert programme dans l'UC seule, l'utilisateur devra avoir préalablement programmé et transféré dans chaque Régulateur la Boite fonctionnelle Constructeur suivante : PLC_LOAD.
Cette BFC définit le comportement des régulateurs (RUN ou STOP), lors d'un transfert dans l'UC seule. (Pour plus de détails sur la BFC, se reporter au chapitre C
" Bibliothèque des BFC ").
Mode de marche du régulateur ou processeur de régulation
Chargement
BFC PLC_LOAD active
UC et Régul.
UC seule
!
ß
TEM50130F
(*) STOP
(*) RUN ou STOP selon
paramétrage de la BFC
BFC PLC_LOAD non active
(*) STOP
(*) STOP
(*) L'UC passe en STOP systématiquement
Pour des raisons de sécurité, un contrôle du nom de l'application est effectué par les
régulateurs ou processeurs de régulation.
Dans le cas où une application de nom différent a été transférée dans l'UC, les régulateurs ou processeurs de régulation passeront en STOP et leurs programmes seront
automatiquement effacés.
Il sera alors nécessaire de transférer à nouveau toute l'application en choisissant l'option Dans l'UC et dans les Régulateur(s).
Pour faire évoluer l'application UC, il est obligatoire de conserver le même nom à
l'application et au programme régulateur(s).
n
Toute modification de programme de régulation effectuée dans l'atelier de programmation doit être transférée dans les régulateurs concernés, sinon ORPHEE interdira
les possibilités de modification, mise au point sur ces régulateurs (verif. identité des
exécutables).
D.30
Exploitation - Mise au point
Cycle de Marche des Régulateurs / Processeurs lors
d’un Transfert Application
Exemple :
API7000, UC7020F, 2 canaux comprenant 1CTL0040 et 1 CPR1000
La CTL et le CPR sont paramétrés à «Continuer» sur demande «Automate en
Stop».
Transfert «Dans l’UC ET dans les Régulateurs»
BFC PLC_LOAD non présente ou BFC PLC_LOAD présente (dans chaque Régulateur) avec EN = 0
Run
CPU7020 Stop
D
Transfert UC
Transfert CTL
CTL0040 Run
Stop
Transfert CPR
CPR1000 Run
Stop
Action Opérateur
"Automate en STOP"
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
BFC PLC_LOAD présente (dans chaque Régulateur / Processeur) avec EN = 1
Run
CPU7020 Stop
Transfert UC
Transfert CTL
CTL0040 Run
Stop
Transfert CPR
CPR1000 Run
Stop
Action Opérateur
"Automate en STOP"
TEM50130F
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
n
D.31
Exploitation - Mise au point
Transfert «Dans l’UC seule»
BFC PLC_LOAD non présente ou BFC PLC_LOAD présente (dans chaque Régulateur / Processeur) avec EN = 0
Run
CPU7020
Stop
CTL0040
Transfert UC
Run
Stop
CPR1000 Run
Stop
Action Opérateur
"Automate en STOP"
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
D
BFC PLC_LOAD présente (dans chaque Régulateur) avec EN = 1
Run
CPU7020 Stop
Transfert UC
CTL0040 Run
Stop
CPR1000 Run
Stop
Action Opérateur
"Automate en STOP"
TEM50130F
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
n
D.32
Exploitation - Mise au point
D
TEM50130F
n
D.33
Exploitation - Mise au point
3. Fonctions disponibles en exploitation
sous ORPHEE
3.1. La visualisation dynamique
Les informations accessibles en visualisation dynamique sont :
- l'état de fonctionnement des processeurs de régulations et de leurs interfaces,
- les données manipulées par les régulateurs,
- les entités régulation (corps et entête),…
3.1.1. Etat de fonctionnement des cartes
A partir de l'écran "PRESENTATION DES AUTOMATES", sélectionner l'automate
sur lequel va porter la visualisation et utiliser la fonction "EXPLOITER" du menu
"AUTOMATES" (ou double clic).
Ouvrir alors l'entité "Configuration" de l'application (double clic ou fonction
"VISUALISER" du menu "EXPLOITATION").
La configuration visualisée est la configuration programmée dans l'entité "Configuration" de l'application.
Se positionner sur le rack ou sont installés les processeurs de régulation à visualiser.
Pour cela deux possibilités :
Services
Se positonner
- sélectionner la fonction "Se positionner" du menu "Services" et donner le numéro
du rack à visualiser ou,
- parcourir la guirlande des racks en se positionnant sur le rectangle représentatif du
rack aval et en cliquant deux fois sur ce rectangle.
VISU DYN CONFIGURATION (AP : 5, - APPL : REGUL)
Présentation
Services
Commandes
MODE DE FONCTIONNEMENT :
APRIL5000
STOP
DIAGNOSTIC :
RACK STANDARD
ALIM
0
P
S
1
2
Diagnostic
3
4
C
I
P
X
U
U
0
DEFAUT
SR 0 0
5
6
7
8
Q
J
C
C
X
B
P
T
A
A
U
R
L
5
1
0
0
1
0
1
1
6
8
2
0
0
5
0
0
0
5
0
4
0
0
0
8
0
0
0
FORÇAGE
REGULATION
9
Indique un défaut sur la carte
Les emplacements affectés à des processeurs de régulations sont repérés par la
référence commerciale de la carte : CPR1000.
Une incohérence entre la configuration programmée et la configuration matérielle est
signalée par l'emplacement correspondant en vidéo inverse (la configuration matérielle est visualisable à partir de l'écran "PRESENTATION DES AUTOMATES" en
utilisant la fonction "CONFIG MATERIELLE" du menu "AUTOMATES").
TEM50130F
n
D
D.34
Exploitation - Mise au point
Les champs "Mode de fonctionnement" et "diagnostic", en haut de l'écran, contiennent les informations relatives à l'ensemble de l'automate (état de fonctionnement de
l'unité centrale).
Une carte en "NO RUN"est signalée par un petit carré grisé dans l'emplacement
correspondant, une carte en défaut par un petit carré en vidéo inverse.
Diagnostic
Diagnostic carte(s)
Le détail du diagnostic corrrespondant est alors obtenu en cliquant deux fois le n° de
l'emplacement concerné ou en cliquant une fois puis en sélectionnant la fonction
"Diagnostic carte(s)" du menu "DIAGNOSTIC".
DIAGNOSTIC CARTE
EMPLACEMENT
6
CARTE
CPR1000
MODE DE MARCHE
STOP
CAUSE
DIAGNOSTIC
D
DETAIL
DEFAUT LOGIQUE
OK
Le bouton "DETAIL" donne accès à la liste des défauts de chaque type (défaut
interne, externe ou logique). Les défauts présents sur la carte sont repérés par le
libellé "Défaut" en noir à côté de leur numéro.
ANALYSE DES DEFAUTS CARTE
CARTE :
CPR1000
MODE DE FONCTIONNEMENT :
STOP
DEFAUT DE CONFIGURATION
NON
DEFAUT INTERNE
DI1
DI2
DI3
DI4
DEFAUT EXTERNE
DE1
DE2
DE3
DE4
DEFAUT LOGIQUE
DL1
DL2 DEFAUT
DL3
DL4
OK
n
Cliquer dans la case correspondante pour obtenir le libellé détaillé de l'erreur.
TEM50130F
D.35
Exploitation - Mise au point
L'utilisateur peut aussi visualiser les cartes d'entrées/sorties du processeur de
régulation.
Pour cela sélectionner le processeur de régulation sur son emplacement, puis par
l'intermédiaire du menu "Diagnostic" et du sous-menu "Diagnostic cartes E/S de
régulation" l'utilisateur accède à la liste des cartes d'interfaces dépendantes du
processeur de régulation ainsi qu'à leurs états.
CONFIGURATION PROCESSEUR DE REGULATION
Diagnostic
Diagnostic cartes E/S de régulation
NOM :
CPR1000
MODE : STOP
EMPLACEMENT :
SR00 6
DIAGNOSTIC :
DEFAUT
Emplacement
Carte
Diag
MDM
1
2
3
4
5
6
7
8
IXA1600
QXA0808
Déf ext
Absente
STOP
INIT
SR00 3
SR00 4
D
OK
ANNULER
Un double clic sur la carte désirée permet d'accéder au défaut.
ANALYSE DES DEFAUTS CARTE
CARTE :
IXA1600
MODE DE FONCTIONNEMENT :
STOP
DEFAUT DE CONFIGURATION
NON
DEFAUT INTERNE
DI1
DI2
DI3
DI4
DEFAUT EXTERNE
DE1
DE2
DE3
DE4 DEFAUT
DEFAUT LOGIQUE
DL1
DL2
DL3
DL4
OK
Un clic sur la case du défaut fait apparaître la fenêtre relative à celui-ci :
DEFAUT EXTERNE DE4
Défaut courant sur une voie Ie < 4 mA
OK
TEM50130F
n
D.36
Exploitation - Mise au point
3.1.2. Visualisation dynamique des données
En phase de mise au point de l'installation, le logiciel ORPHEE permet de visualiser
des données sélectionnées dans une "Table de variables". Cette table, une fois
créee, peut être sauvegardée pour être revisualisée ultérieurement.
Dans le cas de la régulation, les données concernées peuvent être, par exemple :
- Les paramètres Kc, Kp,Ti, Td, Te,…du P.I.D.
- Les valeurs de seuils, de mesure, …
Plus généralement, toutes les données lues ou écrites par les régulateurs en
mémoire commune sont accessibles par la fonction de visualisation dynamique.
Les procédures de création, de modification, de sauvegarde, d'appel d'une table de
visualisation sont celles décrites dans la documentation générale de mise en oeuvre
d'ORPHEE (TEM10000F, chapitre D). On se reportera à ce document pour de plus
amples renseignements sur cette fonction.
D
Présentation
VISU DYN VARIABLE (AP : 5, APPL: REGUL , PRESSIO)
Commandes
Services
Tables
MODE DE FONCTIONNEMENT
RUN
TABLE PRECEDENTE
APPELLATION VARIABLE
TEM50130F
M
VALEUR
MANU
%MX1
0
GAIN
%FD27000
1.250000E+01
DEBIT
%FD27010
6.200000E-02
DIAGNOSTIC
FORÇAGE
TABLE SUIVANTE
F
APPELLATION VARIABLE
M
VALEUR
F
n
D.37
Exploitation - Mise au point
3.1.3. Visualisation dynamique d'une entité régulation
Le logiciel ORPHEE offre la possibilité de faire de la visualisation dynamique de
programme pour les différents types d'entités d'une application.
La même fonction permet de visualiser les entités régulation.
La représentation à l'écran de l'entité est identique à la saisie.
Les contacts et bobines ouverts sont en vidéo normale,
les contacts et bobines fermées sont en vidéo inverse,
les données numériques (%FD) sont valorisées,
les variables forçées (éventuellement) sont repérées par un nom en vidéo inverse.
VISU DYN REGUL (AP : 5 , APPL : REGUL , %RE10 - OZONE)
Présentation
Services
SR00 6
%EC20
Te(sec):0.1
Commandes
Accès
MODE : RUN
DIAG :
D
Acquisition de la mesure
ANAIN *
AUTO
VAR2
EN
OK
PV
NIVEAU
1.200000E+00
AL_NIV
ALRM
Outre les fonctions habituelles de la visualisation dynamique (cf TEM10000F, chapitre D), il est possible de visualiser à partir de cet écran :
- les paramètres interne d'une boîte fonctionnelle (fonction "PARAMETRES BF" du
menu "ACCES",
- la fiche terminal (fonction "FICHE TERMINAL" du menu "ACCES").
TEM50130F
n
D.38
Exploitation - Mise au point
Le bandeau supérieur de l'écran (situé immédiatement en dessous de la ligne des
menus déroulants) donne les indications suivantes :
- l'emplacement de la carte dans la configuration (n° du rack),
- écran figé ou dynamique (l'écran peut être figé pendant une recopie sur imprimante par exemple),
- la période d'échantillonnage de la boucle,
Si la période d'échantillonnage a été définie comme une variable, le système
affiche son nom de variable (ou à défaut son identificateur constructeur) suivi de sa
valeur. Si c'est une constante, elle affiche sa valeur.
- le mode de fonctionnement global de l'automate,
- le diagnostic global de l'automate,
D
m
- l'indication de forçage actif sur l'automate (forcage CPU).
Remarques :
- Le zoom sur les paramètres internes d'une BFC permet de visualiser les adresses
de stockage des paramètres en mémoire. Pour accéder au contenu des
paramètres, il suffit alors de créer une table de visualisation de données avec ces
adresses.
- En cas de rupture de communication sur le fil vert détectée par l'UC, un message
est affiché.
TEM50130F
n
D.39
Exploitation - Mise au point
3.2. Modification de données
Les données manipulées par les processeurs de régulations sont situées en mémoire commune de l'automate. Elles sont à ce titre accessibles et modifiables de la
même manière que n'importe quelle donnée de la mémoire commune.
Commande
Utiliser la fonction "Modif de variables" du menu "Commandes" des écrans de
visualisation dynamique.
Modif. de variables
• Soit en pré-sélectionnant la variable désirée ("clic" sur la variable).
MODIFICATION VARIABLE SIMPLE
%MX0
D
ANNULER
OK
• Soit sans pré-sélection sur la fenêtre "Modif. de variables".
MODIFICATION DE VARIABLES
APPELLATION
VARIABLE
VALEUR LUE
STOP
%MX2000
1
EFFACER
PRESSION
VALEUR MODIFIEE
VALIDER NOM DE VARIABLE
%FD6000
30.E09
PARAMETRES
30.E09
LISTE DES VARIABLES MODIFIEES
DANS L'AUTOMATE
ANNULER
MEMORISATION LISTE
RAPPEL LISTE
OK
Pour plus de renseignements, se reporter à la documentation ORPHEE TEM10000F - Chapitre D.
TEM50130F
n
D.40
Exploitation - Mise au point
3.3. Envoi de commandes
Cette fonction permet de modifier le mode de fonctionnement d'un processeur de
régulation, à partir de la console de programmation :
- Passage en RUN,
- Passage en STOP,
- Passage en Mise au Point.
m
D
Ces commandes peuvent être soit globales pour tout l'automate, soit spécifiques à
un processeur de régulation donné. Les transitions autorisées entre modes de
fonctionnements doivent être respectées (ex : la transition directe Run → Mise au
point est interdite).
Remarques :
- Dans le cas d'une commande globale, elle ne sera acceptée par le processeur de
régulation que si son paramétrage spécifie qu'il doit calquer son mode de fonctionnement sur celui de l'unité centrale (paramétrage par défaut).
- Le passage en mode "Mise au point" n'est possible que si l'automate est en mode
"STOP", la clé en face avant de la CPU étant elle-même sur "STOP".
Mode opératoire :
La fonction "ENVOI DE COMMANDES" est accessible depuis :
- le menu "AUTOMATES" de l'écran de présentation des automates,
- le menu "COMMANDES" de l'écran de mise au point,
- le menu "COMMANDES" des écrans de visualisation dynamique.
Commandes
Envoi de commandes
A l'ouverture de cette fenêtre le choix "Automate" est sélectionné par défaut. Il
permet d'envoyer des commandes globales à l'ensemble de l'automate.
Automate
ENVOI DE COMMANDES
Envoi de commandes
AUTOMATE
NUMERO
MODULE
NOM
CLE :
STOP
MODE :
STOP
1
APPL
CPR1000
TEST
VALIDER NOM
COMMANDES
MISE AU POINT
RUN
CAUSE :
DIAG :
DEFAUT
ANNULER
TEM50130F
OK
n
D.41
Exploitation - Mise au point
Si l'utilisateur souhaite envoyer une commande spécifique à un processeur de
régulation, il sélectionnera le choix "MODULE" et donnera la référence commerciale
de la carte concernée, en cliquant la case "VALIDER NOM".
Si la configuration de l'automate comporte plusieurs processeurs de régulation, une
fenêtre s'ouvre pour lui permettre de choisir la carte destinataire (les cartes sont
identifiées par leur emplacement dans la configuration).
Lorsque le processeur de régulation est identifié, l'écran de commandes visualise,
dans sa partie gauche :
- la position de la clé matérielle en face avant de la CPU,
- le mode de marche courant du processeur de régulation,
- la cause à l'origine du mode de marche courant. Ces causes peuvent être :
- la clé,
- une commande (console, JBUS, programme ou terminal),
- spécifique (défaut carte ou déclenchement chien de garde).
D
- son diagnostic éventuel,
L'utilisateur peut alors choisir, parmi la liste proposée dans la fenêtre de droite, le
mode de marche dans lequel il souhaite positionner son processeur de régulation
puis il valide son choix par "OK". La mise à jour de la partie gauche de l'écran l'informe que l'ordre a été pris en compte.
TEM50130F
n
D.42
Exploitation - Mise au point
3.4. Fonctions de mise au point
3.4.1. Généralités
Les fonctions de mise au point, dans le cas d'un processeur de régulation, permettent :
- de poser des points de passage et visualiser le nombre d'exécutions d'une entité,
- d'exécuter le programme du processeur de régulation entité par entité,
- d'exécuter une entité particulière un certain nombre de fois.
L'accès à ces fonctions s'effectue de la manière suivante :
- Dans l'écran général "Poste d'Exploitation", sélectionner la fonction "Mettre au
point" du menu "Services".
Services
D
- Sélectionner la fonction "Choix du module" du menu "Service".
Mettre au point
- Sélectionner, dans la fenêtre qui apparaît, le processeur de régulation sur lequel
on souhaite effectuer la mise au point.
Services
Choix du module
FONCTION DE MISE AU POINT
Famille UC
NOM
RACK
EMPLACEMENT
CPU5100
SR00
0
CPR1000
CTL0040
SR00
SR00
6
7
ANNULER
TEM50130F
OK
n
D.43
Exploitation - Mise au point
L'écran suivant apparaît :
MISE AU POINT (AP : 5 APPL : REGUL)
Présentation
MODULE :
Services
Commandes
CPR1000
1
POINTS D'ARRET
VIDE
Tables
MODE :
Mise au point
DIAG :
OK
Diagnostic
DYNAMIQUE
1
ACTIF
VIDE
POINTS DE PASSAGE
FORÇAGE
2
Appellation
Entité
Appellation
Entité
CPT RAZ
TEMPERAT
%RE0
0
DEBIT
%RE20
0
OZONE
%RE10
1
ENARRET
COURS
4
Appellation
PAS A PAS
Entité OZONE
Entité :
Nombre :
1
D
INACTIF
VIDE
3
Entité
0
Cycle
ANNULER
OK
CONTINUER
Cet écran est contitué de 4 parties :
1
Le cadre supérieur fournit des informations sur la carte (nom, mode de
fonctionnement et diagnostic).
2
Il donne la liste des points de passage validés ainsi que les compteurs de
passage effectués.
Les points d'arrêt ne sont pas opérationnels dans le cas de la régulation.
TEM50130F
3
Il permet d'exécuter une entité particulière le nombre de fois désirées.
4
Il permet d'exécuter toutes les entités relatives à la carte, les indications de
fonctionnement (dans l'ordre croissant) et les entités en cours d'exécution.
n
D.44
Exploitation - Mise au point
3.4.2. Points de passage
La pose de points de passage permet de contrôler que la ou les entités de régulation
désignées sont effectivement scrutées par le programme. Un compteur permet de
visualiser le nombre d'exécution de ces entités.
Les compteurs de points de passage sont rafraîchis lorsque le processeur de
régulation est en marche ou en mise au point.
Il est possible de poser simultanément 4 points de passage. Pour cela à partir de
l'écran "Mise au point", sélectionner la fonction "Points d'arrêt/passage" du menu
"Tables".
Tables
La fenêtre de dialogue ci-dessous apparaît :
Points d'arrêt/passage
POINTS D'ARRET / PASSAGE
D
NOM
ETAT
ARRET1
ARRET2
ARRET3
ARRET4
PASSAGE1
TEMPERAT
PASSAGE2
DEBIT
PASSAGE3
OZONE
OK
ANNULER
PASSAGE4
ß
Les champs correspondants aux points d'arrêt ne sont pas sélectionnables.
L'utilisateur définit les entités en donnant leur nom de variable (%RExx) ou leur
appellation.
Pour valider les points de passage ainsi créés, cliquer dans les cases "Etat" correspondantes.
La validation de l'écran "OK" rend les points de passage validés opérationnels.
Sur l'écran "Mise point régulation", le compteur correspondant s'incrémente alors à
chaque échantillonnage (à l'issue de l'exécution de toutes les expressions %ERxxx
de l'entité). Le compteur est un compteur modulo 256 : il s'incrémente de 0 à 255
puis retombe à 0.
Sa remise à 0 s'effectue en cliquant la case "RAZ".
TEM50130F
n
D.45
Exploitation - Mise au point
3.4.3. Exécution entité par entité
La fonction exécution entité par entité permet de faire exécuter une entité régulation
une ou plusieurs fois indépendamment du reste de l'application.
Un exécution entité par entité provoque l'exécution de toutes les expressions de
l'entité (%EC et %ER) à la vitesse de scrutation du microprocesseur, sans tenir
compte de la période d'échantillonnage. Les sorties du processeur de régulation sont
en repli.
Si l'entité considérée n'est pas validée, elle n'est pas exécutée mais le compteur
s'incrémente néanmoins.
Mode opératoire :
Le processeur de régulation doit être en mode mise au point. Pour cela, utiliser :
- soit la commande 'Mise au point" de l'écran "Envoi de commandes",
- soit la fonction "Passage en mode mise au point" du menu "Services" de l'écran
"Mise au point".
L'écran "Mise au point" étant affiché :
- Sélectionner la case "Entité" du cadre "Pas à pas" (en bas de l'écran).
- Donner, dans le champ "Entité", le nom de l'entité à exécuter (cette entité devant
être destinée au processeur de régulation en cours de mise au point).
- Préciser le nombre d'exécutions souhaitées avant arrêt (de 1 à 999) dans la case
située immédiatement à droite du nom de l'entité.
- Valider le lancement de l'exécution par la touche "OK".
m
TEM50130F
Le nombre d'exécutions restant à effectuer s'affiche dans la case le plus à droite.
Remarque :
Il est possible d'interrompre l'exécution du pas à pas en utilisant la fonction "Abandonner" du menu "Services".
n
D
D.46
Exploitation - Mise au point
3.5. Modification de programme en ligne
!
La procédure décrite ci-après est identique pour une modification de
programme automate en STOP.
En exploitation il est possible de modifier rapidement les entités régulations alors
que l'automate est en RUN et donc, d'obtenir un gain de temps en mise au point.
Cette fonction permet dans chaque entité :
- de modifier une expression combinatoire et de régulation,
- de créer des expressions combinatoires et de régulation,
- de supprimer des expressions combinatoires et de régulation,
- de copier des expressions combinatoires et de régulation,
- de copier une entité si l'entité destinataire existe et si elle est vide,
- de modifier temporairement la valeur du chien de garde.
D
ß
Elle ne permet pas de créer ou de supprimer des entités.
Les entités modifiables sont : %CCn, %CFn, %TTn, %TRn, %TGn, %EPn, %ESn,
%ELn, %TDn, %CFn.
Le retour à la dernière version validée (après une modification en line) est
possible à partir de la version 5.1 d'ORPHEE.
Principe de la modification en exploitation
ß
L'automate est en RUN ou en STOP et contient le programme. Deux cas se
présentent pour la modification d'une entité : l'entité est affichée à l'écran en
visualisation dynamique ou l'entité à modifier n'est pas affichée, l'utilisateur est alors
dans une autre fonction d'exploitation.
Voir documentation ORPHEE TEM 10000F pour plus d'explications.
Pour les boucles rapides, le régulateur peut passer à l'arrêt sur une modification en
ligne lorsque le temps de traitement de ces boucles sont proches des temps
d'échantillonnage.
Conseil
Augmenter les temps d'échantillonnage (ex. Te = 10 ans) pour les boucles rapides
avant toute modification en ligne.
TEM50130F
n
D.47
Exploitation - Mise au point
4. Exploitation de l’autoréglage
4.1. Domaine d’utilisation
L’autoréglage s’applique à la plupart des procédés tel que les régulations de température, de pression, de débit, de niveau…
De manière générale, ces procédés devront être stables ou intégrateurs, avoir un
temps de réponse supérieur à 1 seconde, présentant ou non des retards purs et des
non-linéarités (jeux, hystérésis, dissymétrie montée/descente…).
Exemple : Schéma-bloc d’une boucle classique
(AUTO/MANU)
AUTOREGLAGE
consigne
mise
à jour
des
paramètres
correcteur
PID
LIMITATION
SORTIE
ANALOGIQUE
algorithme
AUTOREGLAGE
P
R
O
C
E
D
E
BFC SELFPID
pré TRAITEMENT
m
ACTIONNEUR
ADAPTATION
ENTREE
ANALOGIQUE
CAPTEUR
Remarque :
Le PID autoréglant a les limites inérantes à tout PID : il ne peut compenser les
retards purs importants par rapport à la constante de temps ainsi que les nonlinéarités trop fortes.
L’échantillonnage minimum pour une boucle utilisant la fonction d’autoréglage et de
100 ms.
TEM50130F
n
D
D.48
Exploitation - Mise au point
Schéma bloc d’une boucle utilisant une SELFPID
Kp
SP
Kc
Ti
Td
Filtre
PROCESS
Correcteur
D
TUNE
Autoréglage
Nota : Le pid est le même que celui de la BFC PID
TEM50130F
n
D.49
Exploitation - Mise au point
4.2. Configuration de la boucle dans l’application
La réalisation d’une boucle comportant une BFC SELFPID est identique à celle
d’une boucle classique.
Les paramètres TUNE et END de la BFC SELFPID permettent l’exploitation de la
fonction d’autoréglage. La BFC SELFDIAG permet d’exploiter le compte rendu.
Exemple :
ANAOUT
ANAIN
SELFPID
TUNE END
OV
PV
D
DIAG
SELFDIAG
LIMITER
DEADBND
RATELIM
FCTCHAR
LEADLAG
Précaution
d'emploi
La programmation de ces boîtes est réalisée dans des %ER.
Nota : La BFC SELFPID est exécutée à chaque période d’échantillonnage.
Par conséquent la qualité de l’autoréglage est aussi fonction du choix de la
période d’échantillonnage par rapport au temps de réponse du procédé à une
variation de la commande.
n
L’échantillonnage minimum pour une boucle utilisant la fonction autoréglage
est de 100ms.
Théoriquement l’échantillonage doit être de l’ordre du temps de réponse divisé par
50 ou 100. La valeur de 100ms par défaut satisfait la plupart des procédés.
TEM50130F
D.50
Exploitation - Mise au point
4.3 Mode opératoire de l’autoréglage
L’utilisateur pour réaliser un autoréglage a simplement à fournir 2 paramètres
caractérisant le signal test à la sortie du régulateur.
Il lance alors l’autoréglage par un front montant sur l’entrée TUNE de la BFC
SELFPID.
4.3.1. Principe du test
Le régulateur va générer sur sa sortie un échelon de commande d’amplitude et de
durée fixées par l’utilisateur.
L’échelon va provoquer une réaction du procédé. Celle-ci, via les entrées et les
différentes boîtes d’interfaces de la branche de mesure, va être analysée par l’algorithme d’autoréglage pour fournir automatiquement les coefficients Kc, Kp, Ti, Td et
R/D au correcteur PID (paramètres cachés de la BFC SELFPID).
D
Le régulateur est alors prêt à être utilisé dans la boucle avec ses nouveaux
paramètres ou, à l’initiative de l’utilisateur, avec les paramètres précédents.
PID
commande
Mis à jour
des coefficients
en phase ➀ et fin de test ➁
Algorithme
Autoréglage
commande
courante
Ampl
t
Calcul des coefficients
Kc, Kp, Ti, Td et R/D
mesure
MxTm
2
MxTm
MxTm
Point de
fonctionnement
t
➀
➁
4.3.2. Précautions
Sur la boucle :
Certains BFc (LIMITER, RATELIM, FCTCHAR, DEADBND, OPRANGE, SPLITRG,
LEADLAG) influencent la réponse du procédé à l’échelon généré par SELFPID et
donc jouent sur le jeu de coefficients calculé.
n
Toute modification notable des paramètres de ces BFc, entre la phase d’autoréglage
et la phase de régulation nécessite théoriquement de relancer un autoréglage.
TEM50130F
D.51
Exploitation - Mise au point
Le réglage proposé est un réglage local au point de fonctionnement courant. Il faut
donc lancer l’autoréglage à un point correspondant à la zone d’utilisation classique
en régulation et si possible, rester dans une plage linéaire autour de ce point.
Dans le cas d’un procédé fortement non-linéaire, pour optimiser les performances, il
est judicieux d’effectuer l’autoréglage aux différents points de fonctionnement. A
chaque point de fonctionnement correspondra un jeu de paramètres du PID.
Sur le process :
L’autoréglage va provoquer une évolution de la commande et donc une réaction du
procédé. Par conséquent les sécurités et alarmes inhérentes au procédé doivent
être actives.
L’amplitude doit rester dans les limites admissibles par le procédé et l’actionneur,
tout en restant suffisamment importante pour engendrer une variation significative
de la mesure par rapport au bruit.
Le signal test utilisé est un échelon de durée 2.5 * Mx Tm minutes pendant lequel le
procédé est en boucle ouverte et le correcteur non-opérationnel.
Si des perturbations trop importantes interviennent durant l’autoréglage il est alors
possible d’abandonner le mode en dévalidant TUNE (Arrêt de l’échelon), puis de
passer en mode AUTO avec le jeu de paramètres courant.
4.3.3. Modes de marche
L’autoréglage ne peut être lancé que lorsque le correcteur est en mode MANU.
Si le correcteur est en AUTO :
Sur demande d’autoréglage (TUNE) : l’indicateur END passe à 1 et la BFC
SELFDIAG donne le message : "Autoréglage interdit en automatique".
Un front montant de Bckp provoque le retour des paramètres du jeu précédent (cf. §
Backup).
Si le correcteur est en MANU :
L’autoréglage se lance par le front montant de l’entrée TUNE. L’entrée MOV et la
commande issue du terminal ne sont plus prises en compte.
Un front descendant de A/M provoque l’abandon de l’autoréglage et le passage en
mode automatique.
Un front descendant sur l’entrée TUNE provoque l’abandon de l’autoréglage et le
retour en mode Manuel.
En fin d’autoréglage :
•
•
•
•
La sortie END passe à 1.
Un compte rendu est disponible dans la BFC SELFDIAG.
Le correcteur reste en MANU.
Un nouveau jeu de paramètre Kc, Kp, Ti, Td et R/D est automatiquement chargé
dans la BFC SELFPID.
• On peut alors passer en mode automatique avec ce nouveau jeu de paramètres
ou revenir au jeu précédent par un front montant de Bckp.
TEM50130F
n
D
D.52
Exploitation - Mise au point
4.3.4. Mise en œuvre de l’autoréglage
Se placer au point de fonctionnement désiré.
Positionner le régulateur en mode manuel si ce n’est déjà fait.
Eventuellement attendre que la mesure soit stabilisée.
Fixer les paramètres Ampl et MxTm à des valeurs correspondant à la rapidité et la
sensiblité du procédé.
A titre indicatif, des valeurs classiques de MxTm et Ampl sont données ci-dessous
pour quelques types de régulation.
Type de boucle
MxTm (mn)
Ampl
0.1 - 0.5
10 - 20%
pression de gaz
1-5
10 - 20%
niveau
2 - 10
20%
température ou pression de vapeur
10 - 60
30 - 50%
composition
10 - 60
30 - 50%
Débit ou pression de liquide
D
Générer un front montant sur TUNE
Si END passe aussitôt à 1 : Un des paramètres MxTm, Te, Ampl est invalide :
MxTm trop petit (< 0.05 minute)
Te trop petit (< 100 ms) ou trop grand (> MxTm)
20
Ampl trop petite (< 0.01)
Ampl + Commande courante trop petite (< 0) ou trop grande (> 1.0).
Dans ces cas l’autoparamétrage n’est pas lancé, corriger les paramètres invalides et
relancer un front montant sur TUNE.
L’autoréglage est en cours.
La commande reste à sa valeur initiale pendant 0.5 MxTm minutes.
La commande est incrémentée de Ampl et reste à cette valeur pendant MxTm
minute. Le procédé réagit. Si la variation de mesure dépasse MxDv alors
l’autoréglage est abandonné et END passe à 1 et la BFC SELFDIAG fournit le
message d’erreur : "Variation supérieure à la tolérance".
Au bout de MxTm la réponse est analysée :
• Si la variation de mesure < 2 %, END passe à 1 et un message d’erreur sur la BFC
SELFDIAG est positionné ("Variation insuffisante de mesure").
n
• Sinon un jeu de paramètres est fourni à la BFC SELFPID. Si les données sont de
mauvaises qualités (bruit trop important…) un message d’avertissement est donné
dans la BFC SELFDIAG (cf. diagnostic de l’autoréglage).
TEM50130F
D.53
Exploitation - Mise au point
La commande revient à sa valeur initiale. Le procédé réagit. Comme précédemment
la surveillance par rapport à la tolérance est active.
Au bout de MxTm la réponse est analysée
• Un jeu optimal de paramètres est fourni à la BFC SELFPID. Le mot de diagnostic
indique les problèmes éventuellement détectés.
L’autoréglage est terminé. L’utilisateur a la possibilité de passer en AUTO avec ce
nouveau jeu de paramètres ou avec le jeu précédent par un front montant de Bckp.
4.3.5. La fonction BACKUP
La fonction backup est opérationnelle en mode AUTO et mode MANU par un front
montant sur l’entrée Bckp de la BFC SELFPID.
Le jeu précédent est automatiquement initialisé en début d’autoréglage par la valeur
du jeu courant.
Si durant l’autoréglage l’utilisateur doit abandonner la fonction pour repasser en
régulation, il pourra agir d’abord sur Bckp pour récupérer les paramètres utilisés
avant l’autoréglage puis passer en Auto pour rendre la régulation opérationnelle.
TEM50130F
n
D
TEM50130F
REPONSE
DE L’ECHELON
END
MODE
AUTO
MODE
MANUEL
0,5 MxTm
MODE
AUTOREGLAGE
Echelon en boucle ouverte
MxTm
MxTm
D
OV
TUNE
STAT
A/M
MODE
MANUEL
Prise en compte
des paramètres
calculés dans la BFC
MODE
AUTO
D.54
Exploitation - Mise au point
4.3.6. Autoréglage : Chronogramme des signaux essentiels
dans le cas nominal
n
D.55
Exploitation - Mise au point
4.3.7. Déroulement d’un autoréglage
L’autoréglage est géré en interne par la BFC SELPID suivant cet organigramme.
Avant lancement de l’autoréglage l’utilisateur s’assure que :
- L’application est résidente dans l’automate
- La clé de la CPU est sur la position RUN
et vérifiera la cohérence des données, de la mesure, de la consigne et de la
commande
DEBUT
non
Diagnostic : Autoréglage
interdit en Auto
oui
Diagnostic :
Paramètres invalides
non
oui
fm (TUNE) ?
mode = Auto ?
non
param.
cohérents ?
oui
application d'un échelon
de commande,
étude de la réponse.
(MOV inactif)
application du protocole
non
fd (TUNE)
+ END
+dPV> MxDv ?
oui
le correcteur est
en MANU
non
non
fm (TUNE)
+A/M = 0
fm (TUNE) ?
D
fin normale (END)
ou demandée (fd(TUNE))
ou par sécurité (dPV > MxDv)
(MOV actif)
Mode manuel
oui
Actions
opérateurs
*
oui
calcul de la commande
selon l'algo PID
n
Backup est toujours accessible et permet le retour au jeu de paramètres
* Le
précédent (action opérateur)
TEM50130F
TEM50130F
La BFC SELFPID pilote
la commande selon
l’algorithme de
l’autoréglage
AUTOREGLAGE
La commande peut-être
pilotée par l’entrée MOV
MANU
La BFC SELFPID gère
la commande selon
l’algorithme PID
Abandon de l’autoréglage et passage en AUTO avec le dernier jeu
de paramètres (Kc, Kp, Ti, Td, R/D)
Chargement et prise en compte du jeu précédent de paramètres
(KC, Kp, Ti, Td, R/D).
Abandon de l’autoréglage et passage en mode Manuel. Le jeu de
paramètres (Kc, Kp, Ti, Td, R/D) correspond au dernier jeu
calculé lors du test.
Pas de réaction, l’autoréglage se poursuit.
Action sur A/M = 0 ou
terminal (AUTO)
Front montant sur
l’entrée TUNE
Front montant sur
l’entrée BACKUP
Action sur A/M = 1 ou
terminal (MANU)
Passage en mode Autoréglage.
Front montant sur
l’entrée TUNE
Passage en mode Auto.
Passage en mode Manuel. La commande reste figée à la dernière
valeur calculée jusqu’à une action sur MOV.
Action sur A/M = 1 ou
terminal (MANU)
Action sur A/M = 0 ou
terminal (AUTO)
Chargement et prise en compte du jeu précédent de paramètres
(Kc, Kp, Ti, Td, R/D).
Front montant sur
l’entrée BACKUP
Chargement et prise en compte du jeu précédent de paramètres
(Kc, Kp, Ti, Td, R/D).
Pas de réaction, la carte poursuit sa gestion. La BFC SELFDIAG
positionne un message d’erreur.
Front montant sur
l’entrée TUNE
Front montant sur
l’entrée BACKUP
Commentaires
Actions
D
AUTO
Modes de
fonctionnement
D.56
Exploitation - Mise au point
4.4. Mode de fonctionnement du correcteur SELFPID
n
D.57
Exploitation - Mise au point
Backup
OV
Tune
sans effet
Retour
au jeu
précédent
Auto
Manu(TER)
fm(A/M)
Auto(TER)+fd(A/M)
fd(A/M)+Auto(TER)
Backup
Backup
Manu(TER)
Manu Local
de la boucle
par
le terminal
Auto(TER)
+fd(A/M)
Manu
Externe
de la boucle
par
l’entrée A/M
fm(A/M)
OV
fm(TUNE)
fd(TUNE)
+Manu(TER)
+END
fd(TUNE)
+fm(A/M)
+END
fm(TUNE)
Autoréglage
BACKUP
Légende :
A/M : Auto/Manu piloté par l’UC
(0 : Auto, 1 : Manu)
TER : Terminal
Backup : retour au jeu précédent
de paramètres
tune : lancement de l’autoréglage
OV : Commande (Output Value)
TEM50130F
OV
fm : front montant
fd : front descendant
+ : OU
• : ET
• : transition si la condition est respectée
• : état
n
D
D.58
Exploitation - Mise au point
4.5. Diagnostic de l’autoréglage
L’autoréglage peut, pour différentes raisons, ne pas être lancé, être abandonné en
cours d’exécution ou donner des résultats incorrects. Les différentes raisons sont
listées ci-dessous.
MxTm trop petit
PV
OV
Echelon test
Réaction du
procédé
N° du message émis : 17
t
La réponse n’est pas stabilisée avant le retour à la commande initiale.
Les paramètres calculés sont donc faussés.
D
MxTm trop grand
PV
OV
N° du message émis : 16
t
MxTm détermine la fréquence de prise en compte des mesures qui serviront au
calcul des coefficients. Il faut que MxTm soit compris entre 1 et 5 fois le temps de
monté du procédé.
TEM50130F
n
D.59
Exploitation - Mise au point
Mesure non stabilisée initialement
PV
OV
PVi
PVm
N° du message émis : 20
t
Le lancement de l’autoréglage s’est effectué alors que la mesure n’était pas
stabiliée.
Si la variation de mesure est importante par rapport à la réaction à l’échelon, les
résultats du test seront faussés.
Procédé non traité
D
PV
OV
N° du message émis : 22
t
PV
OV
Dépassement
t
Le procédé a des réactions qui ne correspondent pas au modèle attendu (Exemple :
système à non-minimum de phase ou présentant un dépassement).
Procédé Intégrateur
PV
OV
N° du message : 18
t
Soit le procédé est intégrateur, soit MxTm est trop petit et le procédé dissymétrique.
Les coefficients calculés correspondent au procédé intégrateur. Si ce n’est pas le
cas, relancer un autoréglage après avoir augmenté MxTM.
TEM50130F
n
D.60
Exploitation - Mise au point
Procédé dissymétrique
PV
OV
N° du message : 21
t
La réaction du procédé est assymétrique.
Le jeu final est un compromis entre les réactions à la montée et à la descente. Les
performances seront moyennes dans les deux cas.
Si le critère est le temps de réaction à la montée, il faut récupérer le premier jeu de
paramètres en abandonnant l’autoréglage (front descendant de Tune) pendant la
phase de retour à la commande initiale. Si le critère est le temps de descente utiliser
une amplitude négative.
Bruit trop important
D
PV
OV
N° du message : 15
t
La réaction du procédé à l’échelon n’est pas suffisamment importante par rapport au
bruit. Filtrer la mesure ou augmenter Ampl.
Variation insuffisante
PV
OV
PV < 2%
N° du message : 14
t
L’amplitude de l’échelon n’est pas assez importante pour provoquer une réaction
significative du procédé. Augmenter Ampl.
Réponse incohérente
PV
OV
N° du message : 23
t
n
La réponse du procédé n’est pas cohérente (gains de signe différent).
Ceci peut être du à une perturbation importante, à un couplage avec d’autres
boucles…
TEM50130F
D.61
Exploitation - Mise au point
4.5.1. Tableau de correspondance des messages
N° de message
-1
-2
-3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
TEM50130F
Libellé du message
-
Erreur système lors de l’écriture des paramètres dans la
CPU
Erreur systèmeTime-Out lors de l’écriture des paramètres
dans la CPU
Erreur de calcul
RAS - Fonctionnement correct hors auto-réglage
Autoréglage en cours.
Non affecté
Non affecté
Version du moniteur du régulateur < 4 pour le CTL0040
ou < 2 pour le CTL0140
Demande d’autoréglage en mode automatique
Paramètres invalides (MxTm < 0.05, Ampl < 1%, Ampl +
commande courante < 0 ou > 1.0)
Période d’échantillonnage trop grande (Te > MxTm/20)
Période d’échantillonnage trop petite (Te < 100ms)
Non affecté
Ecart mesure / mesure initiale > à la tolérance MxDv
Mesure supérieure à 95%
Modification de l’un des paramètres MxTm, Ampl, Te
durant l’autoréglage
Non affecté
Variation de mesure insuffisante < 2%
Bruit trop important
MxTm trop grand
MxTm trop petit
Procédé Intégrateur
Non affecté
Non stabilisé initialement
Procédé dissymétrique
Procédé non traité
Réponse incohérente
n
D
D.62
Exploitation - Mise au point
D
TEM50130F
n
E.1
Exemples
E
E. Exemples
TEM50130F
n
E.2
Exemples
E
TEM50130F
n
E.3
Exemples
Sommaire
Pages
1. Conseils utiles
1.1. Au niveau programmation
1.1.1. Aspect sécurité
1.1.2. Conseils généraux sur le programme propre du CPR1000
1.1.3. Conseils sur l'utilisation des E/S dans la programmation
1.2. Conseils d'élaboration d'un système de commande automate
1.3. Réalisation d'un automatisme intégrant des boucles de régulation
E.5
E.5
E.5
E.5
E.5
E.6
E.6
2. Exemple
E.9
E
TEM50130F
n
E.4
Exemples
E
TEM50130F
n
E.5
Exemples
1. Conseils utiles
1.1. Au niveau programmation
Avant tout il est conseillé de structurer :
m
- les données,
- la configuration logicielle,
- les temps d'échantillonnage Te.
Remarque : Dans le cas où l'utilisateur désire augmenter la taille de la zone des mots
flottants, il dispose de 500 %FD supplémentaires et donc de 500 %MD en moins par
cartes de régulation déclarées. Cette opération n'est pas obligatoire, l'utilisateur peut
donc déclarer un nombre de régulateurs supérieur à celui réellement configuré pour
disposer de davantage de mots flottants (%FD).
1.1.1. Aspect sécurité
• Prévoir une commande mode de marche du CPR1000 dans la CPU (utilisation de la
BFC CTRL_REG).
• La sortie Watch Dog permet d'avoir une image hard de l'état RUN de la CPR1000
(connectable éventuellement sur une entrée automate ou autre).
!
• Utiliser les bits OK des BFC d'interfaces pour connaître l'état de fonctionnement des
modules E/S. Dans la CPU les bits %IXxxx0 à %IXxxx7 peuvent être utilisés pour
connaître l'état de ces modules E/S.
• Côté CPR1000, utiliser la BFC PLCSTAT pour connaître l'état de la CPU.
E
• Remplir les fiches terminals des BFC correcteurs (PID, PID2, …).
• Le CPR1000 prend ses variables dans la CPU. Il faut donc s'assurer de la cohérence de ses variables à la mise sous tension et à la mise en RUN du système, et
par conséquent, il est conseillé d'utiliser les %INIT dans le %ES2 et %ES4 du
programme CPU.
1.1.2. Conseils généraux sur le programme propre du CPR1000
• La condition externe (CEXT) d'une entité %RE est par défaut positionnée à 1, il est
souhaitable de la laisser à cette valeur.
• Un correcteur (BFC PID, …) doit toujours être validé.
• Les BFC s'adressant aux interfaces de sorties (DOUT, ANAOUT, …) seront utilisées
dans des entités %ER afin d'être corrélées à la période d'échantillonnage.
• Pour une meilleure structuration dans une même entité %RE, il est préférable de
regrouper les expressions %ER et les %EC entre elles.
1.1.3. Conseils sur l'utilisation des E/S dans la programmation
n
• Il est conseillé dans une entité %RE de regrouper les entrées sur une même
interface, et de même regrouper les sorties sur une même interface ceci afin
d'optimiser les accès aux cartes durant le cycle d'exécution du programme par le
CPR1000.
TEM50130F
E.6
Exemples
1.2. Conseils d'élaboration d'un système de commande
automate
• Pour des raisons d'autonomie et de disponibilité, il est judicieux de placer le
CPR1000 et ses interfaces dans le même rack (rack dédié régulation).
• Utiliser une alimentation du type PSU0150 ou PSU0250 dans ce rack afin d'élargir
les possibilités de diagnostics.
• Le catalogue des interfaces met à disposition des cartes à isolement galvanique
ainsi que des cartes multiplexées. Vérifier la conformité des caractéristiques de ces
interfaces par rapport à vos capteurs, actionneurs et alimentations.
• Utiliser uniquement pour les liaisons inter-rack des câbles coaxiaux ou de la fibre
optique sur les canaux possédant un CPR1000.
• Ne pas utiliser sur les canaux possédant un CPR1000 des cartes traitant des événements .
• Dans un APRIL7000 répartir les processeurs de régulation sur les différents canaux
(PES).
1.3. Réalisation d'un automatisme intégrant des boucles
de régulation
E
Elle passe par différentes phases d'analyse. La check-list suivante a pour but de vous
aider dans la conception de votre système APRIL de commande.
a - La définition des modes de marches du système de commande ainsi que les
états des interfaces du système par rapport au process aura pour effet de définir
les modes de marches de chaque carte (paramétrage) de l'automate et principalement de la CPU(1), des CPRs, des interfaces, …(2)
b - L'analyse des différentes boucles à réaliser ainsi que leurs structurations (simples, en cascades, dépendantes, …) influencera les choix d'utilisation des entités
régulation (période d'échantillonnage, correcteurs en cascades, …) et imposera
des structurations des données (volume nécessaire, données partagées, …)(3).
c - Le process utilise des capteurs et des actionneurs et impose les caractéristiques
électriques des interfaces. La configuration physique de l'automate(4) sera
fonction des unités de commande (CPU + CPR1000) utilisées, d'aspect de
sécurité ou de disponnibilité (même rack ou rack différent, rack déporté, …) et du
regroupement des points de mesure et de commande par boucle(5).
d - Les aspects sécurités en cas de défaillance du système de commande (perte
d'alimentation, passage en mode STOP, …)(6) ou du process (défaillance
capteurs, actionneurs, arrêt d'urgence, …)(7) auront des effets directs sur le
câblage (W. Dog, arrêt local), le paramétrage des cartes(8), l'utilisation d'événements système et la sauvegarde ou l'initialisation de données, la structuration
des programmes, les interactions entre la CPU et les CPRs (BFC CTRL_REG,
PLC_STAT)(9).
TEM50130F
n
E.7
Exemples
e - La configuration des boucles de régulation sera décrite dans les entités
régulation et déterminera l'utilisation ou non de conditions externes (CEXT)(10).
Le regroupement des expressions de régulation (%ER), des expressions
combinatoires (%EC) et l'exploitation des variables EN et OK des BFC est
conseillé dans la réalisation des entités régulation(11).
f - L'organisation des données est un point important pour une utilisation optimum
de l'automate. Elle facilite l'échange et l'exploitation des informations entre les
différents cerveaux (utilisation de tables de variables, …)(12). La répartition des
données entre la CPU et les cartes de régulation détermine aussi le volume des
variables disponibles pour la régulation(13).
g - La visualisation et le réglage des boucles nécessitent de prendre les précautions suivantes : l'utilisation de variables dans les paramètres des correcteurs, le
choix de correcteur autoréglant et l'utilisation des fiches terminal(14).
Les LEDs des différentes cartes et l'exploitation d'ORPHEE(15) donne un premier
niveau de diagnostic du système. Le terminal "Face Avant"(16) et la supervision
donnent accès à un niveau plus élaboré de vision et de diagnostic du système.
E
(1)
TEM20000/30000F - chap A - § 8
(9)
Chap C - § 5 du présent document
(2)
Chap D - § 2 du présent document
(10)
Chap C - § 2 du présent document
(3)
Chap C - § 1 et 3 du présent document
(11)
Chap C - § 5 du présent document
TEM10000F chap B - § 2 et 3
TEM20000/30000F - chap A - § 6 - chap B et D
(12)
(5)
Chap B et Chap C - § 2 du présent document
(13)
Chap C - § 4 et 6 du présent document
(6)
Chap D - § 2 du présent document
et TEM10000F chap B - § 5
(14)
chap B - § 2 et chap C - § 5 du présent
(4)
(7)
(8)
TEM50130F
document
Chap B - § 2 du présent document
(15)
TEM10000F chap D
TEM10000F - chap H
(16)
TEM50110F
n
E.8
Exemples
E
TEM50130F
n
E.9
Exemples
2. Exemple
Régulation d'un AUTOCLAVE
Soit un AUTOCLAVE dont on veut réguler la température par un correcteur PID type
chaud/froid.
L'environnement du process est composé :
- d'un automate APRIL5000 équipé d'un module CPR1000 et de modules d'Entrées/
Sorties TOR ou analogiques,
- d'un pupitre opérateur simple.
Le pupitre opérateur permet :
- la sélection automatique ou manuelle du PID,
- le choix d'une consigne par potentiomètre,
- la visualisation d'une alarme seuil,
- la visualisation d'une alarme ECART.
Fonctionnement :
- le module de sortie analogique pilote les vannes "chaud" et "froid",
- le module d'entrée analogique fait l'acquisition de la mesure et de la consigne,
- le module d'entrée TOR fait l'acquisition du mode automatique ou manuel,
- le module de sortie TOR pilote les voyants d'alarmes seuil et écart.
TEM50130F
n
E
E.10
Exemples
PROCESS
voir Plan de Circulation des Fluides (flow sheet)
MESURE
TEMPERATURE
P
S
U
C
P
U
CHAUD
E
S
E
S
A
N
A
A
N
A
T
O
R
T
O
R
CONSIGNE
E
FROID
AUTO/MANU
C
P
R
1
0
0
0
APRIL5000
ALARME
PUPITRE
ALARME
SEUIL
CONSIGNE
AUTO
MANU
ALARME
ECART
TEM50130F
n
E.11
Exemples
Plan de circulation des fluides (type chaud/froid)
TDAH
208
Mesure et détection
de l'écart
TDAH
208
+
—
TAH
208
Mesure et détection
de seuil
Potentiomètre
du pupitre
CONSIGNE
TSH
208
TC
208
AUTO/MANU
Commutateur
du pupitre
C/F
TT
208
Sonde de
température
E
M
PV
300
CHAUD
Vannes
PV
301
FROID
LEGENDE
C/F
Commande Chaud/Froid
Hystérésis
TEM50130F
n
E.12
Exemples
m
Configuration de la boucle par ORPHEE
Remarque : par soucis de clarté, seules les variables principales sont mentionnées.
%ER10 : Acquisition consigne entrée 0100, mesure entrée 0101 et alarme sur écart
VAL
ANAIN
CONSIGNE
EN
ALRMDEV
TDSH208
OK1
OK
CHAN
0100
EN
PV
ANAIN
TT208
EN
CHAN
0101
OK
EN
OK2
OK
CHAN
0800
a
ALARM1
ALRM
VAL
DOUT
TDAH208
b
DEVA
DO
ASSIGN
OK3
OK
PV
EN
TEMP
OK
IN
OUT1
ALARM3
OUT2
ALRM
SCALING
EN
OK
XIN
SCAL
TEMP_PHY
E
%ER20 : Alarme sur seuil (unités physiques) (sortie 0801)
HYST
TSH208
EN
TEMP_PHY
XIN
DOUT
TAH208
OK
EN
HYSO
DO
OK6
OK
CHAN
0801
TEM50130F
n
E.13
Exemples
%ER30 : Acquisition sélection AUTO/MANU
DIN
VAL
OK7
EN
CHAN
0700
OK
AUTOMANU
DI
%ER40 : Correcteur chaud/froid et sorties vannes
PID
TC208
TEMP
OPRANGE
OK8
PV
OK
EN
OK
A/M
OV
OV
OV1
MOV
STAT
SP
STOV
AUTOMANU
CONS
Bias
ANAOUT
PV300
R/L
CDE CHAUD
OV
OK9
OK
EN
CHAN
0500
ANAOUT
PV301
OV2
CDE FROID
OV
OK10
OK
EN
CHAN
0501
Signification des lettres utilisées sur les représentations REGUL
Grandeur physique mesurée
Première lettre
x
TEM50130F
Fonction des instruments
Autres lettres
A
Analyse
Alarme
C
Conductivité électrique
Régulation
D
Masse volumique
Différence
H
Commande manuelle
H = haut, HH = très haut
S
Vitesse ou fréquence
Commutation, Sécurité
T
Température
Transmission
L
Niveau
L = bas, LL = très bas
F
Débit
Rapport
V
Viscosité
Vanne
Exemple :
TT : Température et Transmission (acquisition de température)
n
E
TEM50130F
Acquisition
de la température
Température
consigne
+
Filtre
–
+
Σ
ALRMDEV
–
Commande
Alarme seuil
Seuil
–
+
Commande
Alarme écart
Détection d'écart
Σ
Alarme écart
Alarme seuil
0V
Seuil
HYST
Kc
T1 T2
Détection de seuil
–
–
Td
+
+
Ti
Kp
CH
AU
D
OID
FR
OPRANGE
0
Sonde de
température
Potentiomètre
Acquisition
de la consigne
PID
E
Régulation de la température
vers vannes
chaud
vers vannes
froid
Commande
de Chaud
Commande
de Froid
Vannes chaud
Vannes froid
E.14
Exemples
Synoptique du programme des BFC de régulation
n
F.1
Caractéristiques
F
F. Caractéristiques
TEM50130F
n
F.2
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.3
Caractéristiques
Sommaire
pages
1. Caractéristiques du CPR
F.5
2. Caractéristiques des modules entrées TOR disponibles
F.7
3. Caractéristiques des modules sorties TOR disponibles
F.9
4. Caractéristiques des modules entrées analogiques disponibles
F.11
5. Caractéristiques des modules sorties analogiques disponibles
F.13
6. Caractéristiques des modules positionnement comptage
fréquencemètre
F.15
F
TEM50130F
n
F.4
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.5
Caractéristiques
1. Caractéristiques du CPR
•
•
•
•
•
•
•
Pas de limites du nombre de boucles de régulation.
1 processeur de régulation dans un APRIL5000.
1 processeur de régulation par canal dans un APRIL7000.
Période d'échantillonnage comprise entre 100 ms et 2 heures.
1 période d'échantillonnage disponible par entité %RE.
Commande du process par modules d'interfaces E/S du catalogue (8 maxi).
Le programme de régulation réside dans le CPR1000 et non dans la CPU.
• Visualisations :
-
OK : carte en état de fonctionnement,
RUN : carte en mode marche normale,
EXT FAULT : défaut sur l'une des cartes d'interface,
Absence de communication avec l'unité centrale,
Absence de programme,
forçage actif,
chargement de programme en cours,
émission en cours sur liaison face avant,
réception en cours sur liaison face avant.
• Liaison terminal "face avant"
-
liaison RS485
médium : paire torsadée blindée
longueur ≤ 1 km, dérivations ≤ 15 m,
vitesse 19200 bauds,
connexion au réseau par boîtiers TBX0010,
nombre maximum de terminaux "Face Avant" : 16.
• Durée de sauvegarde minimum du programme, processeur de régulation hors du
rack : 30 mn.
F
TEM50130F
n
F.6
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.7
Caractéristiques
2. Caractéristiques des modules entrées TOR
disponibles
Module
Nombre
de voies
Tension
d'utilisation
Courant
consommé
à la tension
nominale
par entrée
Répartition
des communs
par bloc
de 8 entrées
Etat 0
Etat 1
Temps de
retard
Durée maxi
de l'impulsion
jamais détectée
IDB3224
32
24 V DC
11 mA
1 commun
0à7V
11 V à 30 V
Filtrage
paramétrable
< 5 ms
IDB3248
32
48 V DC
6 mA
1 commun
0 à 16 V
30 V à 60 V
Filtrage
paramétrable
< 5 ms
IDA3205
32
5 à 15 V DC
3,9 mA
1 commun
0 à 0,8 V
2 V à 15 V
Filtrage
paramétrable
< 5 ms
IDB1612
16
125 V DC
10,5 mA
1 commun
0 à 25 V
88 à 138 V
12 ms
12 ms
IMB3224
32
24 V AC/DC
7,3 mA
1 commun
0 à 8 V en AC 14 à 27 V en AC
0 à 7 V en AC 30 à 60 V en AC
19 ms ± 4 ms
16 ms ± 4 ms
IMB3248
32
48 V AC/DC
7,9 mA
1 commun
0 à 18 V en AC 29 à 53 V en AC
0 à 16 V en AC 30 à 60 V en AC
19 ms ± 4 ms
16 ms ± 4 ms
IAB2422
24
220 V AC
10,4 mA
1 commun*
30 ms ± 10 ms
19 ms ± 4 ms
0 à 110 V
159 à 242 V
* : Isolement entre commun : 2 kV
Isolement entre partie logique et adaptation : 2 kV
INS1605 module de détection de seuil réglable (4 groupes de 4 entrées) permet de
détecter des seuils (16 seuils) réglables par groupe de 4 à l'aide de potentiomètres
accessibles en face avant, la détection faisant référence à une mesure de résistance
sur un capteur.
L'information de dépassement est du type binaire (0 : la sonde est découverte, 1 : la
sonde est couverte).
TEM50130F
n
F
F.8
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.9
Caractéristiques
3. Caractéristiques des modules sorties TOR
disponibles
Module
Type
Nombre
de voies
Courant
nominal
Tension
d'utilisation
Temps
de retard
Protection
Tension
déchet
Courant
résiduel
QDB3205
Transistor
32
0,5 A
20 à 60 V DC
< 1 ms
Surcharge selfique
<2V
< 2 mA
QDA1620
Transistor
16
2A
20 à 60 V DC
< 1 ms
court-circuit
Surcharge selfique
<2V
< 2 mA
QAB1610
Triac
16
1A
24 à 220 V DC
< 10 ms
NON
≤2V
< 10 mA
QMB3202
Relais
32
0,2 A
12 à 250 V AC
12 à 127 V DC
< 10 ms
contacts par diodes
≤2V
< 1 mA
charge mini
5 mA à 127 V
QMB2420
Relais
24
2A
12 à 250 V AC
12 à 250 V DC
< 15 ms
contacts par diodes
≤2V
< 1 mA
charge mini
20 mA à 250 V
QMB1620
Relais libre
de potentiel
16
2A
12 à 250 V AC
12 à 250 V DC
< 15 ms
fusibles temporels
2A
≤2V
< 1 mA
charge mini
20 mA à 250 V
QBA1620
Relais bistables
libre de potentiel
16
2A
12 à 250 V AC
12 à 125 V DC
< 15 ms
contacts par diodes
≤2V
< 1 mA
20 mA à 250 V
QPA3205
Transistor
32
0,5 A
24 V DC
< 1 ms
protection sur intensité
≤2V
< 2 mA
1 commun par bloc de 8 sorties sauf QMB1620 et QBA1620
Isolement entre commun 2 kV
Isolement entre partie logique et adaptation 2 kV
F
TEM50130F
n
F.10
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.11
Caractéristiques
4. Caractéristiques des modules entrées
analogiques disponibles
Courant
Tension
Module
Nombre
de voies
Echelle
Résolution
LSB
Impédance
maxi
Echelle
Résolution
LSB
Impédance
mini
IXA1600*
16
multiplexées
4 - 20 mA
12 bits
4,88 µA
250 Ω
± 10 V
0 – 10 V
11 bits + signe
12 bits
4,88 mV
2,44 mV
10 MΩ
10 MΩ
IXA0400*
4 voies
isolées
4 - 20 mA
12 bits
4,88 µA
250 Ω
± 10 V
0 – 10 V
11 bits + signe
12 bits
4,88 mV
2,44 mV
10 MΩ
10 MΩ
IXA0805*
8 voies
isolées
0–5V
12 bits
1 mV
10 MΩ
IXA0806*
8 voies
isolées
±5 V
11 bits + signe
2 mV
10 MΩ
IXA0810*
8 voies
isolées
0 – 10 V
12 bits
2 mV
10 MΩ
IXA0811*
8 voies
isolées
± 10 V
11 bits + signe
4 mV
10 MΩ
IXA0820*
8 voies
isolées
0 - 20 mA
4 - 20 mA
12 bits
4,88 µA
250 Ω
IXA0821*
8 voies
isolées
± 20 mA
11 bits
+ signe
9,76 µA
250 Ω
* De plus tous ces modules utilisent :
- un filtrage programmable sur toutes les entrées,
- des convertisseurs simple sample
Cartes spéciales
F
IKA0800 - Module de 8 entrées analogiques isolées pour thermocouple :
Permet l'acquisition de 8 signaux analogiques bas niveau ou l'acquisition de températures à l'aide de thermocouples (compensation de soudure froide et mise à l'échelle
automatique, filtrage paramétrable, gestion des seuils d'alarme ou d'hystérésis).
(conversion sur 13 bits).
IRA1600 - Module de 16 entrées analogiques pour sondes Pt100 :
Permet l'acquisition de 16 signaux analogiques bas niveaux pour l'acquisition de
température à l'aide de sondes Pt100 (linéarisation et mise à l'échelle automatique,
choix de plage de travail, filtrage paramétrable, gestion de seuils d'alarme ou
d'hystérésis).
TEM50130F
n
F.12
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.13
Caractéristiques
5. Caractéristiques des modules sorties
analogiques disponibles
Courant
Tension
Module
Nombre
de voies
Fréquence
rafraichis.
Plage
Résolution
Charge
maxi
LSB
Plage
Résolution
Charge
mini
LSB
QXA0808
8 sorties
multiplexées
200 Hz
4 - 20 mA
12 bits
600 Ω
4,88 µA
± 10 V
12 bits + signe
500 Ω
2,44 mV
QXA0404
4 sorties
isolées
400 Hz
4 - 20 mA
12 bits
600 Ω
4,88 µA
± 10 V
12 bits + signe
500 Ω
2,44 mV
Isolement logique / voies 1000 V eff.
Conversion simple rampe
Position de repli :
- rampe programmée
- repli à 0
F
TEM50130F
n
F.14
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
F.15
Caractéristiques
6. Caractéristiques des modules
positionnement comptage fréquencemètre
FRQ410
mode fréquence
AUTOMATE
ENTREE DE COMPTAGE
Nombre de voies
Isolation entre groupe de 2 voies
Isolation avec la logique
Impédance d'entrée
Tension
Résolution
Fréquence
Précision
Temps d'échantillonnage
TYPE DE CAPTEUR
Codeur incrémental
Alimentation pour codeur
5 V ou 15 V 100 mA/voie
Source d'impulsions 5, 15, 24 V
FRQ0420
mode fréquence
5000/7000
4
1 KV
1 KV
6 K Ohms
5 V à 24 V
non
1 KV
100 Ohms
5V
32 bits
1 Hz - 500 KHz
0,01 %
10 mS si fréquence > 183 Hz
période du signal mesuré si
Fréquence < 183 Hz
ISA0406 - FRQ0410
mode comptage
ISA0420 - FRQ0420
mode comptage
5000/7000
5000/7000
4
4
1 KV
non
1 KV
1 KV
6 K Ohms
100 Ohms
5 V à 24 V
5V
32 bits signés
de 0 Hz à 500 KHz
oui
oui
oui (RS422)
non
oui *
oui
oui (RS422) *
non
oui
oui (RS422)
oui
oui (RS422)
oui
oui
24 V DC
8 mA
ENTREE DEPART COMPTAGE
ENTREE RAZ COMPTEUR
Tension
Courant consommé à l'état 1
non
non
24 V DC
8 mA
oui
oui
24 V DC
8 mA
SORTIES REFLEXES
Nombre
Tension d'utilisation
Courant nominal
Tension de déchet
Courant résiduel au "0"
Temps de retard
4
24 V DC
0,5 A
<2V
< 2 mA
< 1 mS
4
8
oui
oui
8
oui
oui
GESTION DE SEUILS
Nombre / Voie
Action sur sorties
Evènement interface
TEMPERATURE DE FONCTION.
TEM50130F
0 à 55° C
4
24 V DC
0,5 A
<2V
< 2 mA
< 1 mS
F
8
oui
oui
0 à 55° C
n
F.16
Caractéristiques
F
TEM50130F
n
G.1
Glossaire
G. Glossaire
G
TEM50130F
n
G.2
Glossaire
G
TEM50130F
n
G.3
Glossaire
Entité Régulation (%REn) :
Ensemble d'expressions combinatoires et d'expressions régulation décrivant la
programmation d'une ou plusieurs boucles de régulation.
Expression Combinatoire (%ECn) :
Equation logique décrivant, en schéma relais, un traitement élémentaire. Intègre des
boîtes fonctionnelles constructeur (BFC). Les expressions combinatoires utilisées
dans une entité régulation décrivent les surveillances d'alarmes des boucles.
Elles sont scrutées toutes les 50 ms.
Expression Régulation (%ERn) :
Equation logique décrivant, en schéma relais, tout ou partie du traitement périodique
d'une boucle de régulation. Intègre des boîtes fonctionnelles constructeur.
Les expressions régulation sont scrutées au rythme de la période d'échantillonnage.
Paquet ( de variables):
Ensemble de variables, d'un type cohérent, échangé entre le régulateur et l'unité
centrale de l'automate.
Chaque paquet d'entrée contient au maximum 60 réels ou 60 booléens.
Chaque paquet de sortie contient au maximum 60 réels ou 11 booléens.
Chaque régulateur dispose de trois paquets d'entrée et de six paquets de sortie.
Le regroupement des variables par paquet est assuré par le système de façon
optimisée et transparente pour l'utilisateur .
Traitement diagnostic (%TDn) :
Programme exécuté par l'unité centrale lors de l'apparition d'un défaut sur la carte.
Un traitement diagnostic différent peut être associé à chacun des types de défaut
susceptibles d'apparaître (défaut configuration, défaut interne, défaut externe, défaut
logique, non marche normale, retour marche normale).
%ECn : voir expression combinatoire
%ERn : voir expression régulation
%REn : voir entité régulation
%TDn : voir traitement diagnostic
TEM50130F
G
n
G.4
Glossaire
G
TEM50130F
n
">