Schneider Electric CTL0040,CTL140, Régulateur auto réglant Mode d'emploi

1
Présentation
A
Mise en œuvre matérielle
B
Programmation
C
Exploitation / Mise au point
D
Mode opératoire du terminal
E
Caractéristiques
F
Glossaire
G
H
TEM50100F
2
Evolutions du régulateur CTL0040 et
versions d'ORPHEE compatibles
Version
régulateur
CTL0040
Version
ORPHEE
Fonctionnalités
Version 1
V3.0.
Version d’origine. Compatible avec :
■ CPU5000 V2
■ CPU7000 V2
■ IOP7000 V3
V4.0.
Pas de nouvelles fonctionnalités régulateur
apportées par ORPHEE.
V4.1.
■ Nouvelles BFC dans ORPHEE V4.1 :
- RAMP2, - RATELIM.
V4.2
■ Nouvelles BFC dans ORPHEE V4.2 :
- ABS
- COMPAR
- INTEGR
- TEMPO
Version 2
■ Nouvelles BFC exploitables sur régulateur V2,
disponibles depuis ORPHEE V4.1 :
- RD_INIT
- WORDIN
- WORDOUT
- WR_INIT
■ BFC CTRL_REG exploitable dans l'U.C.,
disponible dans ORPHEE V4.2.
■ Nouvelle gestion du Watchdog.
■ Compatibilité avec VAX APRILnet 7000.
Version 3
■ Compatibilité avec la fonction “Modification de
programme en exploitation, en mode RUN”.
Version 4
V5.0.
■ Evolution des BFCs SERVO et PULSWM.
■ Nouvelles BFCs d’autoréglage : SELFPID
et de diagnostic : SELFDIAG.
V5.1.
■ Nouvelle BFC PID_FF équivalente à la BFC PID
et intégrant des fonctionnalités tel que : le choix
du type de dérivé, l’écrétage de la commande…
■ Compatibilité avec le TER0040.
Version 5
Version 6
Version 7
V6.1.
■ Compatibilité avec le traitement de 16%RE par
régulateur (1).
■ Compatibilité avec la fonction de chargement
partiel de la CPU.
■ Nouvelle BFC PLC_LOAD.
V6.2.
■ Nouvelle BFC SERVO2 (2).
■ Nouvelles BFCs CB, CH, CN, EC, FN et SM (2).
(1) avec les versions <7, seules les 4 premières entités %RE sont exécutées.
(2) ces BFCs sont utilisables avec une version de CTL0040 ≥ 4.
TEM50100F
3
Evolutions du régulateur CTL0140 et
versions d'ORPHEE compatibles
Version
régulateur
CTL0140
Version
ORPHEE
Fonctionnalités
Version 1
V4.2.
Version d’origine.
Comporte, outre les fonctionnalités ci-dessus, la
BFC PID2, spécifique au régulateur CTL0140.
Non compatible avec le terminal d’atelier TER0100.
Version 2
V5.0.
■ Evolution des BFCs SERVO et PULSWM.
■ Nouvelles BFCs d’autoréglage : SELFPID
et de diagnostic : SELFDIAG.
V5.1.
■ Nouvelle BFC PID_FF équivalente à la BFC PID
et intégrant des fonctionnalités tel que : le choix
du type de dérivé, l’écrétage de la commande…
■ Compatibilité avec le TER0040.
Version 3
Version 4
Version 5
V6.1.
■ Compatibilité avec le traitement de 16%RE par
régulateur (1).
■ Compatibilité avec la fonction de chargement
partiel de la CPU.
■ Nouvelle BFC PLC_LOAD.
Version 5
V6.2.
■ Nouvelle BFC SERVO2 (2).
■ Nouvelles BFCs CB, CH, CN, EC, FN et SM (2).
(1) avec les versions <5, seules les 4 premières entités %RE sont exécutées.
(2) ces BFCs sont utilisables avec une version de CTL0140 ≥ 2.
TEM50100F
4
Sommaire détaillé
page
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
A5
A5
A6
A6
A7
2.
Principe de programmation
2.1. Phase d'édition d'une application
2.2. Phase de mise au point d'une application
A9
A9
A13
3.
Liaison avec les terminaux "Face Avant"
A14
4.
Liaison avec le terminal régulation
A15
5.
Caractéristiques - Performances
A17
6.
Organigramme de mise en œuvre
A19
B. Mise en œuvre matérielle
TEM50100F
1.
Implantation dans l'automate
B5
2.
Visualisations en face avant
B7
3.
Interfaces avec le procédé
3.1. Câblage des interfaces analogiques
3.1.1. Entrées analogiques
3.1.2. Sorties analogiques
3.2. Câblage des interfaces TOR
3.3. Précautions de câblage
B9
B10
B10
B10
B11
B12
4.
Raccordement de la liaison terminal
B13
5.
Implantation / caractéristiques du terminal
5.1.Dimensions et masses
5.2.Plan de perçage
5.3.Raccordement au secteur
5.4.Indice de protection
B15
B15
B15
B15
B15
5
C. Programmation
TEM50100F
1.
Généralités
C5
2.
Paramétrage des cartes
2.1. Paramétrage de la régulation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
C7
C8
C10
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
C13
C13
C14
C15
C16
4.
Le mécanisme des échanges de données avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition / rafraichissement des données
4.2. Volume des échanges
4.3. Synchronisation des échanges
C17
C17
C18
C19
5.
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 : 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 de 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. Mode de marche d'un CTL : boîte CTRL_REG
5.2.19. Réalisation d'une bande morte : boîte DEADBND
5.2.20. Réalisation d'un retard pur : boîte DELAY
5.2.21. Pilotage d'une sortie TOR : boîte DOUT
5.2.22. Ecart entre nombres avec détection de dépassement : boîte EC
5.2.23. Exponentielle : boîte EXP
5.2.24. Forçage d'une donnée numérique : boîte FN
5.2.25. Générateur de fonction : boîte FCTCHAR
5.2.26. Compensation de débit en pression : boîte FLOWP
5.2.27. Compensation de débit en température : boîte FLOWT
5.2.28. Réalisation d'un hystérésis : boîte HYST
5.2.29. Intégration de valeur : boîte INTEGR
5.2.30. Division pondérée : boîte KDIV
5.2.31. Multiplication pondérée : boîte KMUL
5.2.32. Racine carrée pondérée : boîte KSQRT
5.2.33. Réalisation d'une avance/retard de phase : boîte LEADLAG
C21
C21
C23
C23
C24
C26
C28
C29
C31
C32
C32
C32
C32
C33
C35
C37
C38
C39
C42
C42
C43
C44
C46
C49
C51
C52
C52
C53
C56
C57
C58
C59
C60
C60
C60
C61
6
5.2.34. Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique : boîte LIMITER
C64
5.2.35. Logarithme népérien : boîte LN
C65
5.2.36. Sélection du maximum de deux valeurs : boîte MAXI
C65
5.2.37. Sélection du minimum de deux valeurs : boîte MINI
C65
5.2.38. Réalisation d'une sortie chaud / froid : boîte OPRANGE
C66
5.2.39. Réalisation d'un régulateur P.I.D. : boîtes PID et PID2
C68
5.2.40. Boîte fonctionnelle PID étendu boîte PID_FF
C75
5.2.41. Fonctionnement d'un régulateur : boîte PLC_LOAD
C78
5.2.42. Etat de l'automate : boîte PLCSTAT
C79
5.2.43. Pilotage d'une sortie en modulation de durée : boîte PULSWM
C80
5.2.44. Générateur de rampe : boîte RAMP
C83
5.2.45. Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
C85
5.2.46. Limitation de la vitesse de variation : boîte RATELIM
C87
5.2.47. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C88
5.2.48. Changement d'échelle d'une valeur numérique : boîte SCALING C89
5.2.49. Exploitation du diagnostic de l’autoréglage : boîte SELFDIAG
C91
5.2.50. Correcteur PID autoréglable : boîte SELFPID
C94
5.2.51. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO
C99
5.2.52. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO2
C101
5.2.53. Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
C103
5.2.54. Sommateur pondéré : boîte SM
C104
5.2.55. Split range : boîte SPLITRG
C105
5.2.56. Sélection d'une valeur parmi deux : boîte SWITCH
C106
5.2.57. Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
C106
5.2.58. Temporisation : boîte TEMPO
C107
5.2.59. Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées et de positionnement
de sorties
C108
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
C113
5.4. Fiche terminal (facultatif Cf doc. TEM50110F)
C115
D. Mise au point de la régulation
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 du procédé
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
TEM50100F
D5
D5
D5
D7
D8
D9
D11
D11
D12
D13
D14
D14
D16
D17
D18
D18
D19
D20
7
2.
TEM50100F
Les modes de fonctionnement
2.1.Définitions
2.2.Les différents intervenants
2.2.1. Les actions
2.2.2. Les paramètres concernés
2.3.Les changements de mode
2.3.1. En fonctionnement nominal
2.4.Cas de perte de dialogue avec la CPU
2.5.Utilisation de cartes d'archivage
2.6.Transfert dans l'automate comprenant des régulateurs
ou des processeurs de régulation
D21
D21
D22
D22
D22
D23
D23
D25
D26
D28
3. Fonctions disponibles en exploitation
3.1.Visualisation dynamique
3.1.1. Etat de fonctionnement des cartes
3.1.2. Visualisation dynamique des 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
3.6.Forçage des sorties TOR
3.6.1. Généralités
3.6.2. Edition de la table de forçage
3.6.3. Exploitation de la table de forçage
D31
D31
D31
D33
D34
D36
D37
D39
D39
D40
D41
D42
D43
D43
D43
D44
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
D47
D47
D49
D50
D50
D50
D51
D52
D53
D54
D55
D56
D58
D61
8
E. Mode opératoire du terminal
1. Présentation du Terminal TER0100
1.1. Le clavier
1.2. Les différentes zones de l'écran
E5
E5
E5
2. Schéma général d'enchaînement des écrans
E6
3. Fonctions offertes par chaque écran
3.1. Ecran d'accueil
3.2. Liste des boucles
3.3. Bargraphe d'ensemble
3.4. Détail d'une boucle
3.5. Modification des paramètres
3.6. Etat procédé
3.7. Construction état procédé
3.8. Etat des régulateurs
3.9. Synchro boucles
3.10. Liste des alarmes
E9
E9
E10
E12
E14
E16
E17
E18
E19
E21
E23
F. Caractéristiques détaillées
1. Capacités
2. Entrées analogiques
3. Sorties analogiques
4. Sorties TOR
5. Sortie chien de garde
6. Entrée "arrêt local"
7. Visualisations
8. Liaison terminal régulation
9. Consommations
G. Glossaire
TEM50100F
F5
F5
F5
F6
F6
F7
F7
F8
F8
A.1
présentation
A. Présentation
TEM50100F
A
A.2
A
présentation
TEM50100F
A.3
présentation
Sommaire
page
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
TEM50100F
A5
A5
A6
A6
A7
2. Principe de programmation
2.1. Phase d'édition d'une application
2.2. Phase de mise au point d'une application
A9
A9
A13
3. Liaison avec les terminaux "Face Avant"
A14
4. Liaison avec le terminal régulation
A15
5. Caractéristiques - Performances
A17
6. Organigramme de mise en œuvre
A19
A
A.4
A
présentation
TEM50100F
A.5
présentation
1. Généralités
1.1. Situation par rapport à l'automatisme
Le régulateur APRIL a pour fonction de piloter 16 boucles de régulation P.I.D. rapides (périodes d'échantillonnage ≥ 10 ms), deux d'entre elles pouvant être à la
période minimale de 10 ms.
Véritable unité de traitement spécialisée, le régulateur prend totalement en charge
l'élaboration de la commande sur les quatres boucles qu'il pilote. Les échanges
d'information avec l'unité centrale se limitent à :
- l'envoi par l'U.C. des ordres de changement de mode de fonctionnement,
- l'acquisition par le régulateur des données utilisées comme variables d'entrées
dans le calcul de la régulation,
- La restitution par le régulateur des informations (valeurs de commande, bits d'alarmes,…) nécessaires à l'U.C. pour adapter son traitement à l'état du procédé régulé.
Sa programmation s'effectue via la console ORPHEE en utilisant un éditeur dédié (cf
§.2). L'utilisateur dispose d'une vaste palette de boîtes fonctionnelles spécialisées
(générateur de rampe, avance / retard de phase,…) lui permettant de composer,
autour du correcteur P.I.D. proprement dit, un schéma de régulation complet.
Il s'insère dans un rack standard d'APRIL5OOO / APRIL7OOO.
Il occupe deux emplacements.
Le nombre de régulateurs est limité à :
- 4 par canal dans un APRIL 7OOO,
- 6 dans un APRIL 5OOO (uniquement 4 avec une CPU5001 et CPU5121).
TER0040
terminal régulation
Régulateur
ou
dialogue
terminal
commande
acquisition
mesure
Process
TEM50100F
A
A.6
A
présentation
Le régulateur dispose de ses propres interfaces pour dialoguer avec le procédé :
- Entrées analogiques pour aquérir les mesures,
- Sorties analogiques et / ou sorties TOR pour piloter le procédé,
- Sortie chien de garde.
Cette disposition diminue les temps de réponse et augmente l'autonomie du régulateur vis à vis de l'automatisme général. Ainsi le régulateur est susceptible de continuer à piloter le processus même si l'unité centrale de l'automate est à l'arrêt (ou
hors tension). Unité centrale à l'arrêt, le régulateur continue à acquérir en mémoire
commune les variables qui lui sont nécessaires. Il peut ainsi tenir compte d'une
modification de données introduite par la console ORPHEE ou via JBUS.
Le régulateur dispose également d'une liaison série lui permettant de dialoguer avec
un terminal d'atelier pour visualiser l'état de la régulation, effectuer le réglage des
paramètres,…
1.2. Adéquation à l'application pilotée
Les boîtes fonctionnelles dédiées régulation permettent de réaliser , autour du
correcteur P.I.D., 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.
Les performances liées à la rapidité de l'échantillonnage permettent de répondre à
tous les types d'applications (régulation de débit, de pression,…)
La sortie chien de garde, permettant de piloter une station de reprise manuelle,
ouvre au régulateur April le domaine des boucles où aucune interruption de commande, aussi courte soit-elle, n'est tolérable.
1.3. Autoréglage
Les régulateurs CTL0040 et CTL0140 sont équipés d’une fonction d’autoréglage par
l’intermédiaire de BFC SELPID.
La BFC SELFPID est utilisable sur les régulateurs CTL0040 et CTL0140, en lieu et
place de la BFC PID, c’est à dire dans tous les cas où les entrées/sorties de la BFC
(mesure, consigne, commande) sont dans le format 0% à 100%.
TEM50100F
A.7
présentation
1.4. Description de la face avant
carte en état de fonctionnement
carte en mode marche normale
défaut externe
OK
RUN
EXT FAULT
0 : Absence de comm. avec la CPU
1 : Absence de programme
2 : Transfert de programme en cours
3 : Forçage actif
4 : Réception sur la liaison terminal
5 : Emission sur la liaison terminal
4 sorties analogiques isolées,
alimentées par l'API :
- CTL0040 :
0 - 10 V ou 4 - 20 mA
- CTL0140 :
± 10 V, 0 - 10 V ou 4 - 20 mA
liaison avec le terminal
liaison
avec le
régulation
terminal
ou
face régulation
avant TER0040
Entrées sorties TOR :
- 4 sorties TOR
- une sortie chien de garde
- une entrée«arrêt local»
4 Entrées analogiques
passives,
issues du process :
- CTL0040 :
0 - 20 ou 4 - 20 mA
- CTL0140 : ± 10 V
TEM50100F
A
A.8
A
présentation
TEM50100F
A.9
présentation
2. Principe de programmation
Le langage de programmation "ORPHEE" offre différents outils adaptés à chacune
des phases de la 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
APRIL 5000
Services
Paramètres
RACK STANDARD SR
0
0
CATALOGUE DES CARTES DE REGULATION
Régulateur
CTL0040
Régulateur
CTL0140
Processeur de régulation
CPR1000
ANNULER
OK
écran permettant de positionner une carte régulation dans la configuration
écran de saisie des paramètres de la carte régulation
TEM50100F
A
A.10
A
présentation
- 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 :
- Passage d'une boucle d'automatique en manuel (ou vice versa),
- Changement des paramètres d'une boucle de régulation en fonction du point de
fonctionnement du processus,…
- 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 P.I.D., 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 Edition
Services
P
Présentation
N
(()) ( )
Accès
(S)
: MODIFICATION
Aide
(R)
BFC BFU
%ER10
SCALING
EN
OK
MESURE
XIN
VALINT
SCAL
ACCUM
EN
OK
PV
ACCU
SOMME
RAZINTEG
FININTEG
CLR
TEM50100F
OKINTEG
END
A.11
présentation
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.
- Les expressions combinatoires (%ECn), scrutées toutes les 50 ms qui assurent
la gestion des sécurités et des défauts liés à l'exécution des boucles de régulation.
N.B. : Lorsque plusieurs boucles, situées sur le même régulateur, ont la même
période d'échantillonnage et la même condition de validation, il est possible de les
regrouper dans une même entité. Cette disposition ne sera généralement utilisée
que pour des boucles fortement corrélées.
Ces différentes phases de la programmation d'un régulateur sont résumées sur le
schéma ci-après.
TEM50100F
A
A.12
A
présentation
Schéma récapitulatif
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
programmation des actions de
l'U.C. sur défaut grave d'un
régulateur
Structure des graphes
commande des modes de
marche des régulateurs.
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
paramètrage),définition des
périodes d'échantillonnage.
Traitement des défauts liés à
l'exécution des boucles.
TEM50100F
A.13
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,
- forçage de sorties TOR,
- 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 (AURO/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.
TEM50100F
A
A.14
A
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.
Principalesfonctionnalités
• 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, …).
C
T
L
0
0
4
0
TEM50100F
A.15
présentation
4. Liaison avec le terminal régulation
Le terminal régulation assure les fonctions suivantes :
Visualisation en dynamique
- de l'ensemble des régulateurs qui lui sont reliés,
- de l'état global de la régulation,
- des paramètres de chaque boucle de régulation (visualisation des Kc, Kp, Ti, Td,
Te et de dix autres paramètres choisis par l'utilisateur),
- de toutes les alarmes (et acquittement),
Pilotage
- Le pilotage en manuel des boucles,
- La mise au point de chaque boucle,
Synchro boucles
En phase de démarrage, le terminal assure la synchronisation des boucles, c'est à
dire la lecture et l'écriture directe des interfaces analogiques pour tester les capteurs
et actionneurs.
Cette fonctionnalité est accessible même en l'absence de tout programme dans le
régulateur.
C'est un matériel de type industriel, conçu pour être installé dans l'atelier comme en
salle de contrôle.
Il se compose d'un écran monochrome 9' 3/4 et d'un clavier étanche comprenant
entre autres six touches de fonction reconfigurées automatiquement à chaque
changement d'écran.
Il se monte en rack 19 pouces.
7
8
9
4
5
6
1
2
3
±
0
,
Enter
Le terminal régulation est conçu pour dialoguer via une liaison de communication
dédiée régulation avec, au maximum, 16 régulateurs (soit 64 boucles).
Ces cartes sont réparties dans un ou plusieurs automates.
Le terminal ne nécessite aucune programmation spécifique à l'exception du renseignement de la fiche terminal qui regroupe toutes les informations destinées à l'affichage (variables optionnelles, échelles physiques,…).
La reconnaissance de la configuration du réseau lors de la mise sous tension du
terminal est automatique. Une commande permet la reconfiguration ultérieure du
réseau (suite au branchement d'un régulateur supplémentaire, par exemple).
TEM50100F
A
A.16
présentation
terminal régulation
TBX
TBX
TBX
TBX
TBX
TBX
TBX
APRIL 5OOO
PSU
Caractéristiques de la liaison :
- Liaison RS485
- Médium : paire torsadée blindée
- Longueur ≤ 1 km, dérivations ≤ 15 m
- Vitesse 19200 bauds
- Terminal maître, régulateurs esclaves
- Connexion au réseau par boîtiers TBX0010
- Nombre maximum d'esclaves : 16 régulateurs
TEM50100F
CTL0040
CTL0040
CTL0040
PSU
CTL0040
PSU
CTL0040
CTL0040
CPU
PSU
CTL0040
PSU
IOP
IOP
CPU
APRIL 7OOO
COD
A
A.17
présentation
5. Caractéristiques - Performances
- Seize entités de régulation %RE sur chaque régulateur,
- Six régulateurs dans un APRIL 5OOO (uniquement quatre avec les CPU5001 et
CPU5121),
- Quatre régulateurs par canal dans un APRIL 7OOO.
- Période d'échantillonnage comprise entre 10 ms et 2 heures.
- Deux boucles au maximum à la période minimum de 10 ms.
- Acquisition des entrées sur le process :
- 4 entrées analogiques, passives :
- CTL0040 : 0 - 20 mA ou 4 - 20 mA,
- CTL0140 : ± 10 V.
- Voies multiplexées isolées de la logique (1000 V eff.).
- Précision 0,15% de la pleine échelle à 25°C, dérive 35 ppm / °C
- Résolution 12 bits
- Période d'échantillonnage : 10 ms
- Filtrage paramétrable de 20 ms à 10 mn
- Filtrage hard = 2ms
- Commande du process par sorties analogiques et / ou sorties TOR :
- Sorties analogiques :
- 4 sorties analogiques isolées entre elles et de la logique (1000 V eff.),
- Sorties tension
- CTL0040 : 0 - 10 V,
- CTL0140 : ± 10 V ou 0 - 10 V
précision 0,15% de la pleine échelle à 25°C, dérive 20 ppm / °C,
- Sorties courant 4 - 20 mA, précision 0,20% de la pleine échelle à 25°C,
dérive 60 ppm / °C,
- Résolution 12 bits,
- Alimentations isolées de chaque voie fournies par la carte,
- Maintien à zéro des sorties à la mise sous tension,
- Sorties maintenues, régulateur en STOP,
- Repli paramétrable.
- Sorties TOR
- 4 sorties statiques à transistor 24 V ± 20%, 500 mA
- Isolement 2000 V par rapport à la logique
- Protection contre les inversions de polarité
- Repli paramétrable
- alimentation 24 V DC régulée à fournir
- Sortie statique Chien de Garde
- Une sortie statique à transistor 15 ou 24 V ±20%, 500mA
- Isolement 2000 V par rapport à la logique
- Protection contre les inversions de polarité
- alimentation 24 V DC régulée à fournir
TEM50100F
A
A.18
A
présentation
- Entrée TOR d'«arrêt local» (24 V DC)
- Visualisations :
- OK : carte en état de fonctionnement,
- RUN : carte en mode marche normale,
- Absence de communication avec l'unité centrale,
- Absence de programme,
- Forçage actif,
- Chargement de programme en cours,
- Emission en cours sur liaison terminal,
- Réception en cours sur liaison terminal.
- Liaison terminal d'atelier
- Liaison RS485
- Médium : paire torsadée blindée
- Longueur ≤ 1 km, dérivations ≤ 15 m
- Vitesse 19200 bauds
- Terminal maître, régulateurs esclaves
- Connexion au réseau par boîtiers TBX0010
- Nombre maximum d'esclaves : 16 régulateurs
- Durée de sauvegarde minimum du programme, régulateur hors du rack : 30 mn
TEM50100F
A.19
présentation
6. Organigramme de mise en œuvre
CTL0040
ou CTL0140
utilisés.
Leurs modes de marches, etc.
TEM50100F
A
A.20
A
présentation
TEM50100F
B.1
mise en œuvre matérielle
A
B
C
B. Mise en œuvre matérielle
TEM50100F
B.2
mise en œuvre matérielle
B
TEM50100F
B.3
mise en œuvre matérielle
A
Sommaire détaillé
page
TEM50100F
1. Implantation dans l'automate
B5
2. Visualisations en face avant
B7
3. Interfaces avec le procédé
3.1. Câblage des interfaces analogiques
3.1.1. Entrées analogiques
3.1.2. Sorties analogiques
3.2. Câblage des interfaces TOR
3.3. Précautions de câblage
B9
B10
B10
B10
B11
B12
4. Raccordement de la liaison terminal
B13
5. Implantation / caractéristiques du terminal
5.1. Dimensions et masses
5.2. Plan de perçage
5.3. Raccordement au secteur
5.4. Indice de protection
B15
B15
B15
B15
B15
B
C
B.4
mise en œuvre matérielle
B
TEM50100F
B.5
mise en œuvre matérielle
A
1. Implantation dans l'automate
Les régulateurs s'implantent dans un rack standard d'APRIL 5OOO / APRIL 7OOO.
Ils occupent un emplacement double.
B
Il est possible d'implanter jusqu'à :
- 6 régulateurs dans un automate APRIL 5OOO (uniquement 4 avec la
CPU5001 et la CPU5121),
- 4 régulateurs par canal d'un automate APRIL 7OOO.
CTL0040
CTL0040
PSU0100
CPU5000
C
Un rack standard possédant un régulateur doit être ventilé.
TEM50100F
CTL0040
PSU0150
CTL0040
PSU0150
APRIL5000
TEM50100F
PSU0150
CTL 0040
CTL0040
CTL0040
CTL 0040
PSU0150
CTL 0040
PSU0150
PSU0150
CTL0040
PSU0150
CTL0040
CTL0040
PSU0150
B
IOP7000
IOP7000
CPU7000
IOP7000
B.6
mise en œuvre matérielle
APRIL7000
B.7
mise en œuvre matérielle
A
2. Visualisations en face avant
Le régulateur occupe un double emplacement.
Seul le module le plus à gauche comporte des visualisations.
Comme pour toutes les cartes APRIL 5OOO / APRIL 7OOO, 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,
- les circuits d'acquisition analogiques.
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 une des voies de la carte est en repli, la diode RUN reste allumée.
En revanche, si la carte est globalement en repli, RUN et OK sont éteintes.
- clignotante : La carte est en cours d'initialisation.
■ Diode EXT FAULT : Sans signification pour la carte régulateur.
La carte comporte également un ensemble de six diodes spécifiques à la fonction
régulation dont les significations sont rappelées sur le schéma ci-dessous :
TEM50100F
B
C
B.8
mise en œuvre matérielle
B
TEM50100F
B.9
mise en œuvre matérielle
A
3. Interfaces avec le procédé
Les interfaces du régulateur avec le procédé et l'environnement sont réalisées par
l'intermédiaire de sept connecteurs SubD :
B
5
9
4
8
3
7
2
6
1
QC
QV
ComC
ComV
Ana output 0
C
QC
QV
ComC
ComV
5
4
3
2
1
9
8
7
6
Ana output1
4 sorties analogiques isolées,
alimentées par l'API :
5
9
4
8
3
7
2
6
1
QC
QV
ComC
ComV
- CTL0040 :
0 - 10 V ou 4 - 20 mA
- CTL0140 :
± 10 V, 0 - 10 V ou 4 - 20 mA
Ana output 2
liaison RS485
vers terminal
régulation
L+
1
6
2
7
3
8
4
9
5
L-
Process Control
Console
Connexion
0V(24)
- des quatres
0V(0)
sorties TOR
0V(1)
- de la sortie
0V(2)
chien de garde
0V(3)
- de l'entrée
0V(WD)
arrêt local
STOP
- des alimentations
S TOR et WdG
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
Digital i/o
CTL0040
5
9
4
8
3
7
2
6
1
QC
QV
ComC
ComV
Ana output 3
+(24V)
+(24V)
Q0
Q1
0V(3)
Q2
0V(2)
Q3
I C3
WDG
IC 2
+(WD)
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0V(1)
0V(0)
I C1
I C0
Analog inputs
CTL0040
4 Entrées analogiques
passives,
issues du procédé :
- CTL0040 :
0 - 20 ou 4 - 20 mA
(entrées IC0 à IC3)
- CTL0140 : ± 10 V
(entrées IV0 à IV3)
N.B. : Dans tout ce chapitre, les connecteurs représentés sont ceux figurant sur les
câbles à réaliser. Ils sont représentés côté soudure. Les broches des connecteurs
mâles sont blanches, celles des connecteurs femelles sont grisées .
TEM50100F
B.10
mise en œuvre matérielle
3.1. Câblage des interfaces analogiques
B
3.1.1. Entrées analogiques
Les entrées analogiques du régulateur sont de type
■ 0 - 20 ou 4 - 20 mA (CTL0040), le choix s'effectuant par paramètrage,
■ ± 10 V (CTL0140)
Ces entrées sont passives : leur alimentation doit être fournie par l'utilisateur.
Elles sont câblées sur le connecteur repéré "Analog Inputs" à l'extrémité inférieure
du module de droite.
Les quatres voies sont repérées de 0 à 3.
Pour chaque voie deux points de connexion sont disponibles :
- le point d'entrée du signal analogique (repère IC ou IV),
- le 0V (repère 0V).
- les 0V sont reliés entre eux
0V(3)
0V(2)
I C3
IC 2
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
IV3
IV2
0V(1)
0V(0)
0V(3)
0V(2)
I C1
I C0
CTL0040
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
IV1
IV0
0V(1)
0V(0)
(connecteurs mâles
sur le câble
représentés côté
soudure)
CTL0140
Les connexions seront réalisées en utilisant du câble torsadé blindé.
La liaison des blindages à la terre sera réalisée par l'intermédiaire du capot métallisé
du connecteur SubD (cf § précautions de câblage).
3.1.2. Sorties analogiques
Les quatres sorties analogiques sont isolées.
Chaque voie est ramenée sur un connecteur particulier (repérés de 0 à 3)
Leurs alimentations sont fournies par le régulateur (voies actives).
La sélection du type de sortie (4 - 20 mA, 0 - 10 V ou ±10 V) est faite par câblage :
- Une sortie 4 - 20 mA sera prise entre les bornes ComC et Q C,
- Une sortie 0 - 10 V sera prise entre les bornes ComV et Q V.
QC
QV
ComC
ComV
9
8
7
6
5
4
3
2
1
(connecteur mâle sur le câble
représenté côté soudure)
Les connexions seront réalisées en utilisant du câble torsadé blindé.
La liaison des blindages à la terre sera réalisée par l'intermédiaire du capot métallisé
du connecteur SubD (cf § précautions de câblage).
TEM50100F
B.11
mise en œuvre matérielle
A
3.2. Câblage des interfaces TOR
Les différentes interfaces TOR du régulateur sont regroupées sur le connecteur
SubD 15 points situé à l'extrémité inférieure du module de gauche.
Ce sont :
- Les quatre sorties TOR 24 V DC pilotées par le programme du régulateur
(entre les bornes Q0 et 0V(0) pour la sortie 0,…),
- La sortie chien de garde 15 ou 24 V DC (entre les bornes +(WD) et 0V(WD)),
- L'entrée 24V DC arrêt local (entre les bornes STOP et 0V(24)).
Sur ce connecteur sont également ramenées les tensions régulées extérieures à
fournir (+24V pour les sorties TOR, +15V ou +24V pour la sortie chien de garde).
Notas :
- La sortie chien de garde est à l'état 1
-dès la fin de la phase INIT et reste à 1 tant que le régulateur est OK (Version 1
du régulateur),
- lorsque le régulateur est en mode RUN (versions ultérieures du régulateur)
- L'entrée arrêt local doit être à l'état 1 en fonctionnement normal (contact à
ouverture). L'arrêt du régulateur est obtenu en faisant passer cette entrée à
zéro.
+(24V)
(connecteur femelle sur le câble
1
0V(24)
9
+(24V)
représenté côté soudure)
2
0V(0)
0V(1)
0V(2)
0V(3)
0V(WD)
STOP
10
11
12
13
14
15
3
4
5
6
7
8
Q0
Q1
Q2
Q3
WDG
+(WD)
Le schéma de câblage est le suivant :
alimentation
sorties
arrêt local
sortie 0
sortie 1
sortie2
sortie3
sortie chien de garde
alimentation chien de garde
+24 V
+ 24 V
0V(24)
STOP
Q0
0V(0)
Q1
0V(1)
Q2
0V(2)
Q3
0V(3)
WDG
+(WD)
0V(WD)
1
2
9
15
3
10
4
11
5
12
6
13
7
8
14
24 V
actionneur voie 0
actionneur voie 1
actionneur voie 2
actionneur voie 3
actionneur
chien de garde
15 à 24 V (1)
(1) : Si l'actionneur piloté par la sortie chien de garde est de type 24V, il est possible
d'utiliser la même tension pour le chien de garde et pour les sorties TOR.
Dans ce cas, ponter les bornes 1 et 8 d'une part, les bornes 9 et 14 d'autre part.
TEM50100F
B
C
B.12
mise en œuvre matérielle
3.3. Précautions de câblage
B
Les automates APRIL5OOO / APRIL7OOO ont été 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
interface
2
1
5
Terre équipotentielle
de l'installation
Masse mécanique
de l'armoire
Sur le schéma ci-dessus les principaux points à surveiller sont mis en évidence.
Ce sont :
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 des 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
oeuvre de l'automate considéré (TEM 20000F ou TEM 30000F).
TEM50100F
B.13
mise en œuvre matérielle
A
4. Raccordement de la liaison terminal
Le câblage de la liaison avec le terminal régulation s'effectue de la manière indiquée
sur le schéma ci-dessous :
B
SubD 9pts
femelle
(côté câble)
Le strap 3 - 4 permet la
détection
par la carte de sa
connexion
sur la liaison.
Sur les boitiers d'extrémité
de la liaison, ponter les
bornes 2 et 3.
1 2 3 4
3
L- L+
1
2
3
4
5
6
7
8
9
L9
8
7
6
L+
L-
5
4
3
2
1
9
8
7
6
Mise à la terre (borne 4)
à réaliser sur tous les
boîtiers de la liaison
5
4
3
2
1
C
L+
1 2 3
3
CTL0040 /
CTL0140
TBX0010
SubD 9pts
femelle
(côté câble)
SubD 9pts
femelle
(côté câble)
1 2 3 4
3
L- L+
L1
6
2
7
3
8
4
9
5
L+
L-
5
9
4
8
3
7
2
6
1
5
9
4
8
3
7
2
6
1
L+
L-
L+
L-
6
7
8
9
1
2
3
4
5
L+
1 2 3
3
CTL0040 /
CTL0140
TBX0010
SubD 9pts
femelle
(côté câble)
1 2 3 4
3
L- L+
L-
6
7
8
9
1
2
3
4
5
L+
L-
5
9
4
8
3
7
2
6
1
5
9
4
8
3
7
2
6
1
L+
1 2 3
CTL0040 /
CTL0140
TEM50100F
3
TBX0010
terminal
régulation
TER0100
Le strap 3 - 4 permet
la détection
par le terminal de sa
connexion
sur la liaison
Les straps 5 - 8 et
6 - 9 réalisent
la polarisation de la
liaison
B.14
mise en œuvre matérielle
Remarque :
La mise à la terre du blindage des câbles de la liaison avec le terminal régulation
doit se faire en respectant les mêmes principes que pour les liaisons analogiques (cf
§ 3.3.).
B
La mise à la terre du blindage des câbles à l'arrivée sur les "T" de connexion
(TBX0010) est assurée par :
1 Le serrage de la tresse sur les cavaliers des connecteurs SubD à capot métallisé,
2 Le serrage des vis de maintien des connecteurs SubD sur le boitier,
3 Le serrage de la tresse dans les étriers placés devant les connecteurs à vis,
4 La liaison de la borne 4 du connecteur à vis à la masse mécanique de l'armoire,
elle même reliée à la terre (liaison aussi courte que possible).
4
3
Terre équipotentielle
de l'installation
2
12 3 4
1
1 2 3
3
TEM50100F
2
1
B.15
mise en œuvre matérielle
A
5. Implantation/caractéristiques du terminal
5.1. Dimensions et masses
Dimensions hors tout :
B
longueur : 483 mm (19 ')
hauteur :
221,5 mm
profondeur : 322 mm
Dégagement nécessaire pour les connecteurs en face arrière : 80 mm
Masse : 12 kg
C
5.2. Plan de perçage
483 mm
427 mm
37,7mm
∅ 7 mm
197 mm
146 mm
221,5 mm
467 mm
Le trait pointillé représente la découpe à réaliser dans le cas d'un montage en
armoire.
5.3. Raccordement au secteur
Le raccordement est assuré au moyen d'un câble secteur normalisé fourni avec le
terminal. Le raccordement de la terre est impératif.
5.4. Indice de protection
Face avant (cas d'un montage en armoire)
Ensemble du terminal (cas d'un montage en apparent)
TEM50100F
: IP 553
: IP 200
B.16
mise en œuvre matérielle
B
TEM50100F
C.1
Programmation
C
D
C. Programmation
TEM50100F
C.2
programmation
C
TEM50100F
C.3
Programmation
Sommaire
page
1. Généralités
TEM50100F
C5
2. Paramétrage des cartes
2.1. Paramétrage de la régulation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
C7
C8
C10
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
C13
C13
C14
C15
C16
4. Le mécanisme des échanges de données avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition / rafraichissement des données
4.2. Volume des échanges
4.3. Synchronisation des échanges
C17
C17
C18
C19
5. 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 : 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 de 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. Mode de marche d'un CTL : boîte CTRL_REG
5.2.19. Réalisation d'une bande morte : boîte DEADBND
5.2.20. Réalisation d'un retard pur : boîte DELAY
5.2.21. Pilotage d'une sortie TOR : boîte DOUT
5.2.22. Ecart entre nombres avec détection de dépassement : boîte EC
5.2.23. Exponentielle : boîte EXP
5.2.24. Forçage d'une donnée numérique : boîte FN
5.2.25. Générateur de fonction : boîte FCTCHAR
5.2.26. Compensation de débit en pression : boîte FLOWP
5.2.27. Compensation de débit en température : boîte FLOWT
5.2.28. Réalisation d'un hystérésis : boîte HYST
5.2.29. Intégration de valeur : boîte INTEGR
5.2.30. Division pondérée : boîte KDIV
5.2.31. Multiplication pondérée : boîte KMUL
5.2.32. Racine carrée pondérée : boîte KSQRT
C21
C21
C23
C23
C24
C26
C28
C29
C31
C32
C32
C32
C32
C33
C35
C37
C38
C39
C42
C42
C43
C44
C46
C49
C51
C52
C52
C53
C56
C57
C58
C59
C60
C60
C60
C
D
C.4
programmation
5.2.33. Réalisation d'une avance/retard de phase : boîte LEADLAG
C61
5.2.34. Ecrêtage haut et bas d'une valeur numérique : boîte LIMITER
C64
5.2.35. Logarithme népérien : boîte LN
C65
5.2.36. Sélection du maximum de deux valeurs : boîte MAXI
C65
5.2.37. Sélection du minimum de deux valeurs : boîte MINI
C65
5.2.38. Réalisation d'une sortie chaud / froid : boîte OPRANGE
C66
5.2.39. Réalisation d'un régulateur P.I.D. : boîtes PID et PID2
C68
5.2.40. Boîte fonctionnelle PID étendu : boîte PID_FF
C75
5.2.41. Fonctionnement d'un régulateur : boîte PLC_LOAD
C78
5.2.42. Etat de l'automate : boîte PLCSTAT
C79
5.2.43. Pilotage d'une sortie en modulation de durée : boîte PULSWM
C80
5.2.44. Générateur de rampe : boîte RAMP
C83
5.2.45. Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
C85
5.2.46. Limitation de la vitesse de variation : boîte RATELIM
C87
5.2.47. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C88
5.2.48. Changement d'échelle d'une valeur numérique : boîte SCALING C89
5.2.49. Exploitation du diagnostic de l’autoréglage : boîte SELFDIAG
C91
5.2.50. Correcteur PID autoréglable : boîte SELFPID
C94
5.2.51. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO
C99
5.2.52. Pilotage d'une sortie servo-moteur : boîte SERVO2
C101
5.2.53. Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
C103
5.2.54. Sommateur pondéré : boîte SM
C104
5.2.55. Split range : boîte SPLITRG
C105
5.2.56. Sélection d'une valeur parmi deux : boîte SWITCH
C106
5.2.57. Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
C106
5.2.58. Temporisation : boîte TEMPO
C107
5.2.59. Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées et de positionnement
de sorties
C108
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
C113
5.4. Fiche terminal (facultatif Cf doc. TEM50110F)
C115
C
TEM50100F
C.5
Programmation
1. Généralités
La programmation d'une application régulation comprend plusieurs phases :
■ la configuration consiste à positionner des régulateurs dans l'architecture générale de l'automate,
■ le paramétrage de la carte, qui s'effectue simultanément avec la configuration de
l'automate, permet de préciser
- les positions de repli des interfaces de sorties propres à la carte,
- les comportements respectifs de l'U.C. et du régulateur sur ordres de changement de mode de fonctionnement,
- le numéro du régulateur sur la liaison avec le terminal régulation
■ la programmation des actions de l'U.C.sur défaut grave du régulateur (défaut
matériel, absence de la carte,…).Cette programmation est également effectuée lors
du paramétrage du régulateur.
C
■ la déclaration des variables utilisées par le régulateur. Ces déclarations sont
effectuées en utilisant l'éditeur déclaration de l'application.
■ la programmation des interactions entre l'automatisme général (programme
U.C.) et la régulation :
- pilotage des modes de marche du régulateur 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 :
- Addition pondérée de deux valeurs numériques réelles,
- Réalisation d'un retard pur programmable,
- Intégration de valeur,
- Régulation P.I.D.,…
les expressions régulation ainsi écrites seront scrutées au rythme de la période
d'échantillonage 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 50 ms.
Ces différentes phases de la programmation sont récapitulées sur le schéma ciaprès qui les positionne par rapport au programme global d'application.
Elles sont reprises en détail dans les chapitres suivants.
TEM50100F
D
C.6
programmation
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,…)
C
Traitements sur évènements
programmation des actions de
l'U.C. sur défaut grave d'un
régulateur
Structure des graphes
commande des modes de
marche des régulateurs.
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
paramètrage),définition des
périodes d'échantillonnage.
Traitement des défauts liés à
l'exécution des boucles.
Les phases de la saisie d'une application régulation
TEM50100F
C.7
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
APRIL 5000
Services
Paramètres
RACK STANDARD SR
0
0
CATALOGUE DES CARTES DE REGULATION
Régulateur
CTL0040
Régulateur
CTL0140
Processeur de régulation
CPR1000
ANNULER
C
OK
D
Concernant la procédure d'accès à cet écran, se reporter à la documentation de
mise en oeuvre du logiciel ORPHEE.
L'emplacement contenant un régulateur étant sélectionné, l'utilisateur accèdera aux
écrans de paramétrage correspondants en utilisant la fonction "ACCES AUX PARMETRES" du menu "PARAMETRES".
TEM50100F
C.8
programmation
2.1. Paramétrage de la régulation
C
Le numéro d'esclave du régulateur sur la liaison terminal d'atelier 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.
Tous les régulateurs destinés à dialoguer sur le même réseau doivent porter
un numéro différent (même s'ils appartiennent à des automates différents).
Le paramétrage du repli sur les sorties analogiques permet de définir le comportement de chacune des sorties des boucles de régulation lorsque la boucle correspondante (ou l'ensemble du régulateur) passe en repli. Selon le procédé piloté et le
régulateur utilisé, l'utilisateur pourra choisir :
- CTL0040 : maintien de la sortie en l'état ou passage à zéro. Par défaut, les sorties
sont maintenues,
- CTL0140 :
- sorties tension : passage à -10 V ou à zéro. Par défaut, le repli est à zéro.
- sorties courant : repli à 0 uniquement.
Le paramétrage du repli sur les sorties TOR permet de définir le comportement de
chacune des sorties lorsque la boucle qui leur est associée (ou l'ensemble de la
carte) passe en repli. Selon le process piloté, l'utilisateur pourra choisir le maintien
de la sortie à 0, à 1 ou le maintien.
Par défaut, les sorties TOR sont maintenues.
N.B. : Ces sorties sont les sorties associées aux boucles de régulation pilotant des
actionneurs de type TOR (sorties modulées ou sorties servo-moteurs) ou à des
alarmes (sorties banalisées),…
Remarque :
Une sortie passe en repli si
- l'entrée EN de la BFC DOUT ou la BFC ANAOUTqui la commande passe à 0.
L'ensemble de la carte passe en repli si ses auto-tests sont négatifs (diode OK
éteinte) ou lorsqu'elle passe en STOP.
Le schéma ci-dessus présente les valeurs par défaut des paramètres
TEM50100F
C.9
Programmation
Le filtrage des entrées analogiques permet de s'affranchir des fluctuations rapides
et non significatives des entrées mesure des boucles de régulation. Ce paramètre
est une constante variant entre 20ms et 10mn (600 000 ms)ou étant égale à zéro
(pas de filtrage).
Il vaut zéro par défaut.
Remarque :
un filtrage de 20 ms correspond à une fréquence de coupure de 50 Hz,
un filtrage de 10 mn correspond à une fréquence de coupure de 0,0016 Hz.
Le comportement du régulateur permet à l'utilisateur de définir s'il souhaite ou non
lier le fonctionnement de la régulation à celui de l'automate dans les deux cas suivants :
C
- ordre d'arrêt émanant de l'unité centrale (commande console STOP automate,
ordre d'arrêt suite à un traitement diagnostic %TDn,…)
- option arrêter
Cette option permet de lier le fonctionnement du régulateur à celui de
l'unité centrale : L'arrêt général émanant de l'U.C. est accepté également par
le régulateur,
- option continuer :
Le régulateur continue à piloter la régulation, et à dialoguer avec la
mémoire centrale (lecture et écriture des variables partagées)(1).
L'arrêt de la régulation ne peut alors être obtenu que par la clé matérielle en face avant de l'U.C., par une commande console adressée spécifiquement au régulateur, par l'entrée arrêt local ou par une commande du terminal.
- perte du dialogue avec l'unité centrale (défaut de dialogue sur le réseau d'entrées /
sorties, mise hors tension du rack principal, débrochage de la liaison,…).
- option arrêter
Cette option permet d'arrêter le régulateur (avec maintien des sorties) lorsque
le dialogue avec l'U.C. est interrompu.
- option continuer
Dans ce cas, le régulateur effectue ses calculs avec les derniéres
valeurs des variables qui lui ont été transmises (1) et positionne ses sorties.
Le dialogue avec le terminal se poursuit normalement.
Lorsque la communication est rétablie, une mise à jour des variables partagées entre le régulateur et l'unité centrale est effectuée.
Seuls le terminal et l'entrée arrêt local peuvent alors intervenir sur le
fonctionnement du régulateur.
(1) : Le mécanisme de dialogue entre le régulateur et la mémoire commune est
décrit au chapitre C.3.4.
TEM50100F
D
C.10
programmation
2.2. Paramétrage du comportement sur défaut
Cet écran permet de programmer le comportement de l'automate sur les différents
types de défaut susceptibles d'apparaître au niveau du régulateur.
PARAMETRES DIAGNOSTIC AUTOMATE
DE LA CARTE
CTL0040
CONTINUER ARRETER
DEFAUT CONFIGURATION
DEFAUT INTERNE
DEFAUT EXTERNE
NO RUN
RUN
C
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
DECLENCHER
O
O
O
O
O
%TD
%TD
%TD
%TD
%TD
Cet écran permet, dans chacun des cinq cas proposés, de programmer les actions
correspondantes :
- continuer la scrutation cyclique normale du programme automate en ignorant le
défaut,
- passer l'automate en mode arrêt,
- déclencher un traitement sur évènement 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 de CONTINUER.
Le détail de la programmation des traitements sur évènements de type TD est décrit
dans la documentation de mise en oeuvre du logiciel ORPHEE, ref TEM10000F.
Concernant le régulateur, 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 :
- Défaut de la chaîne d'acquisition analogique
Ce type de défaut nécessite obligatoirement le remplacement de la carte.
- Défauts externes :
Catégorie sans objet pour le régulateur
TEM50100F
C.11
Programmation
- NO RUN :
- passage de la carte en mode stop
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 régulateur ne soit
opérationnel. Pour permettre ce démarrage, il est impératif de programmer le diagnostic «NO RUN» à «CONTINUER» (ou %TD puis «CONTINUER»).
C
- RUN :
Traitement diagnostic exécuté lorsque la carte revient en mode marche
normale après un arrêt.
D
TEM50100F
C.12
programmation
C
TEM50100F
C.13
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
Les Entités Régulation (%REn) sont regroupées dans la section régulation de
l'application. Seize entités régulation maximum peuvent être destinées à un même
régulateur.
Une entité régulation décrit une ou plusieurs boucles (4 maximum).
Dans le cas ou l'entité décrit plusieurs boucles, celles ci devront :
- appartenir à la même carte,
- avoir la même période d'échantillonnage,
- avoir la même condition de validation.
D
En pratique, afin d'améliorer la lisibilité du programme, une même entité ne décrira
plusieurs boucles que si celles-ci sont très fortement correlées (boucles cascadées,
régulation de rapport,…).
Une entité régulation se compose d'une en-tête, d'un commentaire général et d 'un
corps :
%RE0
CARTE
001
Période (en sec.)
0,1
En tête
CEXT
Commentaires
Commentaire
(1 page écran)
%ER10
%ER20
%ER30
…
(Expressions régulation,
scrutées à l'échantillonnage)
Corps
%EC70
%EC80
…
TEM50100F
(Expressions combinatoires,
scrutées toutes les 50 ms)
C
C.14
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.
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 les 50 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 :
Edition
Services
%RE xxx NOM ENTITE
Mise en page
Accès
()
ENTETE
%RExxx
EXEMPLE
Période (en secondes)
0,1
CEXT
TEM50100F
CARTE
001
C.15
Programmation
Sur cet écran, l'utilisateur renseigne :
■ L'adresse du régulateur 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 0.01 s à 7200 s. Elle est à 100 ms par défaut.
Un même régulateur ne peut supporter plus de deux boucles à la période minimale
de 0.01 s.
■ 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 50 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
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.
Le commentaire général associé à une entité régulation est limité à une page écran
TEM50100F
C
D
C.16
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
■ Utilisation d'une bibliothèque de boîtes fonctionnelles (B.F.C.) 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 PID.
■ Existence de la fiche terminal qui permet de préciser quels seront les paramètres
accessibles depuis le terminal.
Cette fiche est accessible, lorsque la boîte fonctionnelle P.I.D. 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
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
TEM50100F
-1. 10 -18
=0
1. 10-18
4 . 10 +18
limite
haute
C.17
Programmation
4. Le mécanisme des échanges de données
avec la CPU
4.1. Mécanisme d'acquisition / 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.
Si la variable est placée d'une part en entrée d'une B.F.C., 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 régulateur).
C
Exemple :
Soit l'entité régulation ci-dessous :
%ER10
%MX1
%MX0
%MX2
D
%MX3
%ER20
%MX2
KSQRT
ANAIN
EN
OK
PV
CHAN = 0
TYPE = 2
EN
%FD6000
a
OK
RESU
K = %FD6002
FLOWP
EN
%MX11
OK
%FD6008
PMAX = %FD6004
PMIN = %FD6006
PREF = 1
Les bits %MX0 et %MX1 sont lus en mémoire commune,
les bits %MX3 et %MX11 sont écrits en mémoire commune,
le bit %MX2 lu et écrit, est considéré comme variable à écrire,
les réels %FD6002, %FD6004 et %FD6006 sont lus en mémoire commune,
les réels %FD6000 et %FD6008 sont écrits en mémoire commune.
Dans l'exemple précédent, le bit %MX2 ne pourra pas être positionné directement à
une valeur initiale par l'UC. 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.
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).
TEM50100F
C.18
programmation
4.2. Volume des échanges
Les variables sont échangées entre l'unité centrale et le régulateur 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 régulateur, est
de :
- Trois en entrée,
- Six en sortie.
C
Le système assure le regroupement des variables par type de façon a 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 régulateur 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.
Exemples :
1 - Les quatres boucles de la carte sont utilisées. Elles sont de taille et de complexité
sensiblement équivalentes. L'utilisateur dispose pour chacune d'elles de :
- 30 réels en entrée,
- 30 réels en sortie,
- 15 bits en entrée,
- 11 bits en sortie.
2La 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,
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».
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.
Remarque 1: Lorsque les capacités d'échange de la carte sont dépassées, cela se
traduit par le diagnostic "DEFAUT LOGIQUE" après le chargement du programme.
La Led 1 (absence programme) est allumée en face avant. Le débordement de la
capacité d’échange est indiqué lors de la génération de code avec Orphée ≥ 4.2.
Remarque 2: A ces capacités d'échange s'ajoutent les 27 variables tabulées (adresses %IXxxx04 à %IXxxx30)qui permettent de renvoyer à l'unité centrale des informations (alarmes,…) au rythme du cycle automate, en utilisant la boîte fonctionnelle
DOUT.
TEM50100F
C.19
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
Activité
Régulateur
Exécution %ER
de %RE1
Echantillonnage
boucle %RE5
Exécution
%ER de
%RE5
Echantillonnage
boucle %RE6
Horloge
50ms
Exécution %ER
de %RE6
C
Exécution
des %EC
Stockage des données
à transférer en mémoire commune
Mise à jour des
données lues en
mémoire commune
%IXxxx31
D
Transfert des données
Activité
U.C.
Cycle U.C.
(1)
Cycle U.C.
(1)
(2)
Cycle U.C.
(1)
(2)
Cycle U.C.
(1) : Rafraichissement mémoire commune
(2) : Mise à jour partielle des données échangées entre l'U.C. et le régulateur
t
■ Le régulateur signale le début de la procédure de transfert des données en
mettant à 1 le bit %IXxxx31 (Ce bit est tranféré à l'UC par le mécanisme de
tabulation).
■ De façon synchrone avec l'exécution des entités régulation (c.à.d. 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 U.C.
Ce chronogramme montre que les transferts de données peuvent s'étendre sur
plusieurs cycles de l'U.C.
Si la cohérence entre les différentes données lues ou écrites doit être préservée, Il
faut s'interdire (côté U.C.) 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 U.C. concernées.
TEM50100F
C.20
programmation
C
TEM50100F
C.21
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
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
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
TEM50100F
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
C
D
C.22
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
Ecartentre2nombresavecdétectiondedépassement
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.
TEM50100F
C.23
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
a
sign
Lorsque EN = 0, toutes les sorties sont à 0.
TEM50100F
abs (f) :
valeur absolue de l'entrée
Type : réel
sign (f) :
signe de l'entrée
= 0 si a ≥ 0
= 1 si a < 0
Type : binaire
C.24
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
OK
PV
ACCU
ACCU :
intégrale de la valeur numérique d'entrée
Type : réel
EN
CLR
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 ACCU/PV est ≤ à 1.6107
Lorsque la boîte est dévalidée (EN = 0) :
- 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.
TEM50100F
C.25
Programmation
C
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 :
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.
TEM50100F
C.26
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
XIN :
variable numérique
à incrémenter (décrémenter)
Type : réel
UP :
entrée incrémentation
Type : binaire
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
ADBIAS
EN
OK
XIN
ACCU
UP
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 est réinitialisée à la valeur XIN lorsque les deux entrées UP et DOWN sont
présentes simultanément.
- 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
Nota : Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions
combinatoires (%ECn) de la section régulation.
TEM50100F
C.27
Programmation
Utilisation en régulation :
Cette boîte peut être utilisée :
ADBIAS
LIMITER
EN
CONSCAL
HA
XIN
UP
XOUT
XIN
XOUT
HA
1.
UP
HA
0.
LA
DOWN
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.
TEM50100F
C
C.28
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
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
TEM50100F
OK
C.29
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
TEM50100F
OK
C
C.30
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,…).
TEM50100F
C.31
Programmation
5.2.6. Acquisition d'une entrée analogique : boîte ANAIN
Cette boîte réalise l'acquisition d'une entrée analogique du régulateur (repérée par
son N° de voie) et sa conversion en une grandeur numérique utilisable dans le
schéma de la boucle de régulation.
Les entrées de la carte 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).
Si l'entrée est en dessous de 4 mA et que type = 2, le bit ALRM est positionné :
- Si le capteur est mal étalonné (3mA ≤ valeur de l'entrée < 4 mA), ALRM = 1, PV =
0 et OK = 1.
- Si le capteur est en défaut (valeur de l'entrée < 3 mA), ALRM = 1, PV = 0 et
OK = 0.
Si type = 1, aucune alarme n'est générée.
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 :
N° de la voie d'entrée
à acquérir (de 0 à 3)
Type : constante numérique
TYPE :
0-20 mA → Type 1
4-20 mA → Type 2
± 10 V → Type 3
Paramètres cachés de la BFC ANAIN
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
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.
- si la BFC s'adresse à un régulateur CTL0040, seuls les types 1 et 2 sont valides
(OK = 0 si type = 3 sur un régulateur CTL0040),
- si la BFC s'adresse à un régulateur CTL0140, seul le type 3 est valide (OK = 0 si
type = 1 ou 2 sur un régulateur CTL0140).
Nota :
Le type 3 est disponible à partir de la version 4.2 d'ORPHEE.
TEM50100F
C
C.32
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 analogiquesde la carte (0.10V ou 4-20mA
pour la CTL0040, ± 10V pour la carte CTL0140) .
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 :
N° de la voie de sortie
à activer (de 0 à 3)
TYPE :
0-10 V → Type 1
4-20 mA → Type 2
± 10 V → Type 3
CHAN
TYPE
ANNULER
OK
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 passe en position de repli paramètre.
Nota : le type 3 est disponible à partir de la version 4.2 d'ORPHEE.
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
TEM50100F
C.33
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
TEM50100F
IN
OUT1
TI
C
C.34
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
TEM50100F
C.35
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
: réalise la multiplication pondérée des valeurs numériques d'entrée :
RESU = K . a . b
TEM50100F
C
C.36
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
TEM50100F
-1. 10-18
= 0.0
1. 10-18
4. 10+18
limite
haute
C.37
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
HYSO
XIN (XINput) :
valeur d'entrée
Type : réel ou constante
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = min (XIN , THR)
type : réel
HYSO (f) :
état de la comparaison
Type : binaire
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.
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 :
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
TEM50100F
C
C.38
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
HYSO
XIN (XINput) :
valeur d'entrée
Type : réel ou constante
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = max (XIN , THR)
type : réel
HYSO (f) :
état de la comparaison
Type : binaire
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.
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 :
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
TEM50100F
C.39
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
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
CN
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
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.
TEM50100F
C.40
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.
C
Cette BFC est disponible dans les versions d'Orphée ≥ 6.2
TEM50100F
C.41
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
TEM50100F
C.42
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
b (f) :
2ème valeur à comparer
Type : réel
a<b
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
TEM50100F
C.43
Programmation
5.2.18. Mode de marche d'un CTL : 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.
Lorsque EN = 0, les fronts de l'entrée MODE ne sont pas transmis au CPR.
TEM50100F
C.44
Programmation
5.2.19. 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
C
XIN :
valeur numérique d'entrée
Type : réel
EN
XIN
OK
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
ANNULER
OK
Entre les deux limites L et H du signal d'entrée, le signal de sortie reste constant à la
valeur VAL.
Lorsque EN = 0, DBO = XIN
Nota : Xin et DBO peuvent être négatifs.
TEM50100F
C.45
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
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.
TEM50100F
C.46
Programmation
5.2.20. 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
C
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
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 :
Cette boîte fonctionnelle est utilisable exclusivement dans les expressions régulation
(%ERn).
TEM50100F
C.47
Programmation
Fonctionnement :
La sortie DELO de la boîte reproduit son entrée PV avec un retard TDEL précisé par
l'utilisateur :
C
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.
TEM50100F
C.48
Programmation
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.
C
A
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
Remarque :
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.
TEM50100F
C.49
Programmation
5.2.21. Pilotage d'une sortie TOR : boîte DOUT
Cette boîte permet d'activer une sortie Tout Ou Rien (désignée par son n° de voie),
selon la valeur d'une entrée booléenne "DO".
Elle est également utilisée pour envoyer des informations binaires à l'U.C. via les
entrées tabulées du régulateur.
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
C
OK
DO
DO (Digital Output) :
variable binaire d'entrée
à recopier sur la sortie
CHAN de la carte
Paramètres cachés de la BFC DOUT
CHAN :
n° de la sortie à positionner :
- sortie physique pour CHAN variant de 0 à 3
- entrées tabulées de la carte pour CHAN
variant de 4 à 30
CHAN
ANNULER
OK
Lorsque la boîte est utilisée pour piloter une sortie du régulateur, le paramètre CHAN
prend la valeur de 0 à 3, correspondant au numéro de la sortie physique à piloter.
L'état de la voie ainsi commandée est alors la recopie de DO (sauf si la voie est en
repli ou si elle est forcée).
Lorsque la boîte est utilisée pour échanger des informations de type binaire avec
l'unité centrale, le paramètre CHAN prend la valeur, de 4 à 30, correspondant au
numéro de l'entrée tabulée de la carte de régulation à positionner.
Cette utilisation de la boîte DOUT permet de rapatrier dans l'unité centrale l'état de
27 bits internes aux entités régulation. Ces 27 bits sont affectés à la carte et doivent
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 régulateur vers l'unité centrale.
Si EN = 0, la sortie OK de la BFC est à 0 et la sortie physique (voie 0 à 3) est en
position de repli, la sortie tabulée (voie 4 à 30) est maintenue.
TEM50100F
C.50
Programmation
Exemple :
si CHAN = 5, 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 : %IXxxx05
ou xxx représente l'adresse physique d'implantation du régulateur (sous la forme N°
de canal, N° de rack, N° d'emplacement).
C
TEM50100F
C.51
Programmation
5.2.22. Ecartentre2nombresavecdétectiondedépassement:boîte EC
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
EC
HYS (HYStérésis) (f) :
valeur par défaut = 0
Les valeurs négatives
sont prises à 0
Type : réel ou constante
a (entrée) :
1ère entrée
Type : réel ou constante
b (entrée) :
2ème entrée
Type : réel ou constante
EN
HYS
OK
RESU
a
RESU (RESUlt) (f) :
RESU = a - b
type : réel
THR
b
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.
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 :
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
TEM50100F
C
C.52
Programmation
5.2.23. Exponentielle : boîte EXP
Voir § 5.2.12.
C
5.2.24. 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.
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
TEM50100F
C.53
Programmation
5.2.25. 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.
TEM50100F
OK
C
C.54
Programmation
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%.
C
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.
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).
TEM50100F
C.55
Programmation
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.
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.
TEM50100F
C.56
Programmation
5.2.26. 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
OK
EN
CFLW
FLOW
FLOW :
débit mesuré
Type : réel entre 0.0 et 1.0
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.
TEM50100F
C.57
Programmation
5.2.27. 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).
TEM50100F
B
C
C.58
Programmation
5.2.28. 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
ANNULER
OK
La boîte fonctionnelle HYST permet de différencier les seuils de montée et de descente de la variable binaire HYSO selon le schéma ci-dessous :
Utilisation en régulation :
Permet de stabiliser une alarme lorsque la mesure oscille autour du seuil d'alarme.
TEM50100F
C.59
Programmation
5.2.29. 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
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.
TEM50100F
B
C
C.60
Programmation
5.2.30. Division pondérée : boîte KDIV
Voir § 5.2.12.
5.2.31. Multiplication pondérée : boîte KMUL
Voir § 5.2.12.
5.2.32. Racine carrée : boîte KSQRT
C
Voir § 5.2.12.
TEM50100F
C.61
Programmation
5.2.33. 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.
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.B. : Cette boîte fonctionnelle n'est utilisable que dans les expressions régulation
(%ERn)
TEM50100F
C
C.62
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
SP
Mesure
PID
PROCEDE
Consigne
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.
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%.
TEM50100F
C.63
Programmation
ANAIN
PID
Mesure
OVPID
CHAN = 0
CALC
Ka = 1
Kb = 1
ANAIN
LIMITER
H=1
L=0
ANAOUT
CHAN = 0
B
LEADLAG
Perturb
OVLDLG
C
CHAN = 1
Réglage des coefficients du LEADLAG :
Voir chapitre D, "réglage des paramètres".
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
FO Consfilt SP
T1 = 0.
T2 = VAL
K = 1.0
TEM50100F
PID
Commande
C.64
Programmation
5.2.34. 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 :
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.
TEM50100F
C.65
Programmation
5.2.35. Logarithme népérien : boîte LN
Voir § 5.2.12.
5.2.36. 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.
5.2.37. 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
EN
OK
a
MIN
b
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
MIN :
résultat de la comparaison
MIN = min (a, b)
Type : réel
b:
2ème valeur numérique
à comparer
Type : réel ou constante
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.
TEM50100F
C
C.66
Programmation
5.2.38. 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,
- 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.
TEM50100F
C.67
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).
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.
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).
TEM50100F
B
C
C.68
Programmation
5.2.39. 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
TEM50100F
OK
C.69
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
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
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.
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.
TEM50100F
B
C
C.70
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.
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.
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).
Ces variables SYSB et SYSF sont écrites par le régulateur.
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.
TEM50100F
C.71
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
C
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.
Pour une sortie servo-moteur, on utilise la variation de la commande STOV(t) en
entrée de la boîte SERVO.
TEM50100F
C.72
Programmation
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.
A l'échantillonnage
suivant la commutation
AUTO / MANU, le bit
STAT est positionné et
la sortie OV est figée.
A l'échantillonnage
suivant la première
variation de MOV
depuis la commutation
AUTO / MANU, OV
prend la valeur MOV.
La sortie STOV vaut
OV(t) - OV(t-1) pendant
une période.
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.
TEM50100F
C.73
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.
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.
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.
TEM50100F
C.74
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
LIMITER
SWITCH
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.
TEM50100F
C.75
Programmation
5.2.40. Boîte fonctionnelle PID étendu
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
DB
R/D
DeDv
DeFi
FdFw
RaOV
MxOV
MnOV
SYSB
SYSF
ANNULER
TEM50100F
OK
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
B
C
C.76
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)
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.
Ces variables SYSB et SYSF sont écrites par le régulateur.
TEM50100F
C.77
Programmation
Schéma bloc de la BFC PID_FF
B
C
TEM50100F
C.78
Programmation
5.2.41. 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 § 2.6 ".
TEM50100F
C.79
Programmation
5.2.42. 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".
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.
TEM50100F
C
C.80
Programmation
5.2.43. 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)
EN
OK
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 :
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.
Lorsque EN passe à 0 la sortie désignée par CHAN reste dans l'état.
Nota : Cette boîte n’est utilisable que dans les expression régulation (%ER).
TEM50100F
C.81
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.
B
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.
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.
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.
TEM50100F
C
C.82
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.
Si la boîte est dévalidée ou si l’entrée est hors limites, la sortie reste dans l'état.
C
Le nombre maximal de voies pilotables par la BFC est de 64.
TEM50100F
C.83
Programmation
5.2.44. 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
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.
TEM50100F
B
C
C.84
Programmation
C
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 :
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".
TEM50100F
C.85
Programmation
5.2.45. Génération de consigne en rampe : boîte RAMP2
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
INIT :
variable binaire
ou réseau de contacts
d'initialisation de la rampe
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RAMP2 *
EN
INIT
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 unités)
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.
Nota : L'évolution de FIN est visualisée en traits fins sur le schéma de RAMP.
TEM50100F
B
OK
C
C.86
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.
TEM50100F
C.87
Programmation
5.2.46. 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
OV (Output Value) :
valeur à limiter
Type : réel
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
RATELIM *
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.
Nota : L'évolution de OV est visualisée en traits fins sur le schéma de LIMO.
Utilisation en régulation
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.
TEM50100F
B
C.88
Programmation
5.2.47. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
C.f. chapitre 5.2.53.
C
TEM50100F
C.89
Programmation
5.2.48. 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
XIN :
variable numérique
à convertir
Type : réel
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SCALING *
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.
TEM50100F
B
C
C.90
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 :
- 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),…
C
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).
TEM50100F
C.91
Programmation
5.2.49. 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).
PV : (f) Type réel. Mesure du procédé (Process Value) (non affecté actuellement).
TEM50100F
B
C.92
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.
TEM50100F
C.93
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
TEM50100F
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
B
C
C.94
Programmation
5.2.50. 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)
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.
TEM50100F
ModO (f)
SYSB (o)
SYSF (o)
ANNULER
OK
C.95
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.
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.
TEM50100F
B
C
C.96
Programmation
C
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).
TEM50100F
C.97
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.
Ti : (o) Type %FD. Constante de temps intégrale exprimé en minutes.
B
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).
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).
TEM50100F
C
C.98
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
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 SYSB et SYSF sont écrites par le régulateur.
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.
TEM50100F
C.99
Programmation
5.2.51. 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) :
N°de la voie commandant l'ouverture
constante numérique entre 0 et 30
CCHA (Close CHAnnel) :
N° de la voie commandant la fermeture
constante numérique ntre 0 et 30
Paramètres cachés de la BFC SERVO
OTIM
CTIM
OCHA
CCHA
ANNULER
OK
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.
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.
Les voies 4 à 30 ne sont accessibles qu'à partir de la version 4 du CTL0040 et la
version 1 du CTL0140 et Orphée ≥ 5.0.
TEM50100F
C
C.100
Programmation
Les temps d’ouverture et de fermeture totaux de la vanne sont exprimés en secondes.
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
Dans ce cas, aucune action n’est générée sur la sortie CCHA.
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.
TEM50100F
C.101
Programmation
5.2.52. 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_IMP
(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 SERVO2
TIME
TMIN
OCHA
CCHA
ANNULER
OK
Si EN = 0, la voie est mise à 0, la valeur mémorisée interne T_IMP (restant) est
également 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.
TEM50100F
C
C.102
Programmation
Pour cela, on utilisera la sortie variation de commande (STOV) de la boîte P.I.D.
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 TIME,
- si STOV < O, CCHA est mis à 1 pendant T = -STOV x TIME.
Les temps d’ouverture et de fermeture totaux de la vanne sont exprimés en secondes.
C
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 :
TIME
a / TIME = + 20%
Dans ce cas, aucune action n’est générée sur la sortie CCHA.
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.
Lorsque le temps calculé T.IMP = STOV * TIME est inférieur à TMIN et qu'il n'y a
pas de commande mémorisée (T.IMP (restant) = 0), aucune commande n'est
appliquée. Néanmoins, ce temps calculé T.IMP est mis dans T.IMP (restant).
Vous trouverez page suivante quelques exemples de fonctionnement.
Les voies 4 à 30 ne sont accessibles qu'à partir de la version 4 du CTL0040 et la
version 1 du CTL0140 et Orphée ≥ 5.0. Cette BFC est disponible dans les versions
d'Orphée ≥ 6.2.
TEM50100F
C.103
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
5.2.53. Sinus d'un angle en radian : boîte SINE
Voir § 5.2.12.
TEM50100F
C.104
Programmation
5.2.54. 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:
1ère entrée
Type : réel ou constante
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SM
OK
EN
Ka
a
RESU
RESU (RESUlt) :
résultat de l'opération
type : réel
Kb
b (f) :
2ème entrée
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
b
Kc
c
c (f) :
3 entrée
valeur par défaut = 0
Type : réel ou constante
ème
Appellation utilisateur
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.
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
TEM50100F
C.105
Programmation
5.2.55. Réalisation d'un Split range : boîte SPLITRG
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
OV (Output Value) :
valeur d'entrée (en %)
Type : réel entre 0.0 et 1.0
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
SPLITRG*
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%.
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.
Nota : Cette boîte n'est utilisable que dans les expressions régulation (%ERn).
TEM50100F
B
C
C.106
Programmation
5.2.56. 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%)
5.2.57. Tangente d'un angle en radian : boîte TANGTE
voir § 5.2.12.
TEM50100F
C.107
Programmation
5.2.58. Temporisation : boîte TEMPO
Appellation utilisateur
EN (ENable) (f) :
variable binaire
ou réseau de contacts
de validation de la boîte
STRT (STaRT) :
variable binaire ou réseau
de contacts de lancement
de la temporisation
OK (f) :
variable binaire signalant la
bonne exécution de la BFC
TEMPO*
EN
STRT
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.
Nota :
Cette boîte fonctionnelle n’est utilisable que dans les expressions régulations %ER.
TEM50100F
C.108
Programmation
5.2.59. Mécanisme spécial d'acquisition d'entrées
et de positionnement de sorties
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.
5.2.59.1. Initialisation de lecture rapide : boîte RD_INIT
Cette boîte fonctionnelle permet d'initialiser le bloc de lecture rapide utilisable pour
lire :
C
-
une carte d'entrées analogiques,
une carte de comptage.
à travers la CPU
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 carte 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.
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.
TEM50100F
C.109
Programmation
5.2.59.2. Acquisition rapide d'une entrée : boîte WORDIN
Cette 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
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 + 1.1
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 :
TEM50100F
ADDR = %MW0
CHAN = 0
Type 2 : 4-20 mA
pour 4 mA → %MW0 = 0 → PV = 0
20 mA → %MW0 = 32767 → PV = 1
Type 3 : ± 10 V
- 10V → %MW0 = - 32767 → PV = 0
+10V → %MW0 = + 32767 → PV = 1
B
C
C.110
Programmation
5.2.59.3. 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
C
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.
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 :
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.
TEM50100F
C.111
Programmation
5.2.59.4. Initialisation d'écriture rapide : boîte WR_INIT
Cette boîte fonctionnelle permet d'initialiser le bloc d'écriture rapide utilisable pour
positionner une sortie analogique, lorsque les sorties disponibles sur le régulateur ne
suffisent pas.
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.
Il y a un seul bloc d'écriture rapide par carte de régulation. Le bloc d'écriture rapide
permet d'accéder, au maximum, à 10 mots simples (%MWn).
Une fois le bloc d'écriture initialisé, on écrira une voie donnée par la BFC
WORDOUT (cf ci-dessus).
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
TEM50100F
ADDR
LGTH
ANNULER
OK
B
C
C.112
Programmation
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.
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.
C
TEM50100F
C.113
Programmation
5.3. Temps d'exécution des boîtes fonctionnelles
Boîte
TEM50100F
ABS
ACCUM
ADBIAS
ALRMDEV
ARLMLEV
ANAIN
Temps d'exécution
lorsque EN = 0
(en µs)
39
67
54
52
65
50
ANAOUT
50
ARCCOS
ARCSIN
ARCTG
ASSIGN
CALC
CB
CH
CN
COMPAR
COSINE
34
34
34
34
50
61
61
71
51
35
CPTIM
DEADBND
DELAY
DIM
DOUT
EC
EXP
FCTCHAR
FLOWP
FLOWT
FN
HYST
INTEGR
KDIV
KMUL
KSQRT
LEADLAG
LIMITER
LN
MAXI
MINI
OPRANGE
PID
50
76
54
50
45
65
35
76
52
52
41
52
60
45
45
45
94
54
35
38
38
53
250
PID2
250
Temps d'exécution
lorsque EN = 1
(en µs)
44
310
200
200
320
150 (0 - 20 mA)
210 (4 - 20 mA)
190 (tension)
170 (courant)
830
830
520
40
225
235
241
87
120
470 (-2π < X < + 2π )
600 (X > 2π )
47
190
110 à 510 (fonc. du retard)
78
55
261
600
630
590
590
63
190
160
300
210
300
650
195
600
115
115
360 à 470
900 (proportionnel pur)
1300 (P.I.)
1700 (P.I.D.)
650 (proportionnel pur)
1300 (P.I.)
1700 (P.I.D.)
C
C.114
Programmation
Boîte
B
C
TEM50100F
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)
250
34
54
78
76
85
42
250
52
77
77
35
64
50
36
35
60
52
WR_INIT
WORDOUT
42
50
Temps d'exécution
lorsque EN = 1
(en µs)
1000
36
230
340
260
240
58
800
485
290
290
470 à 600
536
290
39
570 à 690
140
2100 (types 1 et 2)
1900 (types 3 et 4)
2400 (type 5)
55
1900 (types 1 et 2)
2200 (type 3)
C.115
Programmation
A
5.4. Fiche terminal (Facultatif Cf doc. TEM 50110F)
La fiche terminal regroupe l'ensemble des informations nécessaires pour pouvoir
visualiser et régler de façon conviviale la boucle depuis le terminal d'atelier.
REGULATION : ECRAN PRINCIPAL : ENTITE %RE1 Edition
Services
Présentation
(( ))
B
: MODIFICATION
Accès
FICHE
( ) TERMINAL
(S) (R)
Caractéristique boucle
Nom :
Mesure / consigne
mesure :
consigne :
echelle basse :
echelle haute :
unité :
ANNULER
O cascadée
O maître Boucle :
O esclave
seuils sur la mesure :
très haut :
haut :
bas :
très bas :
déviation :
OPTIONNELS
C
Alarmes
D
OK
La fiche terminal est accessible depuis l'écran de l'expression régulation contenant la
BFC PID.
Sélectionner la BFC PID puis choisir l'option «Fiche terminal» du menu »Accès».
E
La fiche terminal comporte :
- L'appellation associée à cette boucle (15 caractères). Les cinq premiers caractères
de cette appellation forment le nom abrégé de la boucle, utilisé sur certains écrans
du terminal.
Il est conseillé d'utiliser pour ces cinq caractères le mnémonique ISO de la boucle
(ex : TC110, FC230) ou, à défaut, de différencier le nom des boucles dès les premiers caractères.
La saisie du nom est obligatoire pour que la fiche soit accessible par le terminal.
F
- Les caractéristiques de la boucle :
- cascadée ou non ?
- Si oui, maître ou esclave,
- Si oui, nom abrégé (5 caractères)de la boucle avec laquelle elle est cascadée. Cette information est utilisée dans l'écran «Détail boucle» du terminal
pour attirer l'attention de l'exploitant qui intervient sur une boucle appartenant
à une cascade sur cette caractéristique.
G
- Les paramètres de mesure et de consigne :
- échelles physiques haute et basse (constantes réelles) et unité (5 caractères
alphanumériques) pour un affichage en grandeurs physiques,
H
TEM50100F
C.116
programmation
- adresse de la variable représentative de la mesure ( la mesure peut être
prise à différents niveaux dans le schéma de la boucle de régulation),
- adresse de la variable représentative de la consigne ( la consigne pouvant
être choisie par l'utilisateur à différents niveaux du schéma de sa boucle. La
valeur affichée sur le pupitre sera restituée en grandeurs physiques avec la
même échelle que celle définie pour la mesure.
- seuils sur la mesure
- seuils d'alarme (HH,H,L,LL) sur la mesure (ces seuils sont généralement
ceux définis dans la boîte ALRMLEV lors de la programmation de la boucle.
L'utilisateur doit donner les adresses de rangement des valeurs de seuil en %
(ou les valeurs s'il s'agit de constantes) et celles des bits représentatifs des
alarmes. Ces informations sont utilisées uniquement pour visualiser.
C
- seuil d'alarme sur déviation. Ce seuil est celui représentatif de l'alarme sur
écart (défini dans la boîte ALRMDEV) ou de l'alarme sur limite de vitesse de
variation. Donner l'adresse du bit réprésentatif de l'alarme.
En cliquant dans la case «OPTIONNELS», l'utilisateur accède à un second écran qui
lui permet de sélectionner cinq variables réelles et cinq variables binaires qu'il souhaite voir affichées, en dynamique, sur les écrans détail boucle et paramétrage du
terminal.
REGULATION : ECRAN PRINCIPAL : ENTITE %RE1 Edition
Services
Mise en page
Accès
: MODIFICATION
Aide
(( ))
FICHE
( ) TERMINAL
(S) (R)
PARAMETRES OPTIONNELS
1. Caractéristiques boucle
Nom :
2. Mesure / consigne
mesure :
consigne :
echelle basse :
echelle haute :
unité :
Mot
Libellé
O maître Boucle :
Bit
O esclave
Libellé
Adresse
Adresse
seuils sur la mesure :
Alarmes
O cascadée
très haut :
haut :
bas :
très bas :
déviation :
ANNULER
AIDE
OK
OK
Pour chacune de ces variables, il précise l'adresse en mémoire commune (sous
forme de N° de variable ou sous forme d'appellation) et la dénomination qui leur sera
associée sur les écrans du terminal. Les libellés sont sur cinq caractères alphanumériques.
N.B. : La commande est toujours prise à la sortie de la boîte PID. Son adresse n'est
donc pas spécifiée ici.
De même, les paramètres Kc, Kp, Ti, Td, A/M sont implicitement accessibles par le
terminal. Leur adresse n'est donc pas reprécisée ici.
TEM50100F
C.117
Programmation
A
Remarque :
- Seules les fiches terminal relatives aux quatre premiers PID définis pour chaque
régulateur seront exploités par le terminal.
L'ordre des boucles accessibles par le terminal correspond à l'ordre croissant des
numéros de %RE et, dans une %RE, à l'ordre croissant des %ER.
B
- Lors d'un copier / coller d'une entité régulation, le contenu de la fiche terminal n'est
pas copié. Elle doit être saisie à nouveau.
Exemple :
C
REGULATION : ECRAN PRINCIPAL : ENTITE %RE1 Edition
Services
Présentation
(( ))
Nom : TC100_FOUR_1
Mesure / consigne
mesure :
consigne :
echelle basse :
echelle haute :
unité :
TFOUR
CONS
0.
250.
DGC
ANNULER
: MODIFICATION
Accès
FICHE
( ) TERMINAL
(S) (R)
Caractéristique boucle
O cascadée
O maître Boucle :
O esclave
seuils sur la mesure :
très haut :
0.90
haut :
0.80
bas :
0.10
très bas :
0.05
déviation :
OPTIONNELS
D
Alarmes
ALTH
ALH
ALB
OK
E
F
G
H
TEM50100F
C.118
programmation
C
TEM50100F
D.1
Exploitation - mise au point
D
D. Exploitation - Mise au point
TEM50100F
D.2
exploitation - mise au point
D
TEM50100F
D.3
Exploitation - mise au point
Sommaire
page
TEM50100F
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 du procédé
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
D5
D5
D5
D7
D8
D9
D11
D11
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D14
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D18
D19
D20
2. Les modes de fonctionnement
2.1. Définitions
2.2. Les différents intervenants
2.2.1. Les actions
2.2.2. Les paramètres concernés
2.3. Les changements de mode
2.3.1. En fonctionnement nominal
2.4. Cas de perte de dialogue avec la CPU
2.5. Utilisation de cartes d'archivage
2.6. Transfert dans l'automate comprenant des régulateurs
ou des processeurs de régulation
D21
D21
D22
D22
D22
D23
D23
D25
D26
D28
3. Fonctions disponibles en exploitation
3.1. Visualisation dynamique
3.1.1. Etat de fonctionnement des cartes
3.1.2. Visualisation dynamique des 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. Forçage des sorties TOR
3.6. Forçage des sorties TOR
3.6.1. Généralités
3.6.2. Edition de la table de forçage
3.6.3. Exploitation de la table de forçage
D31
D31
D31
D33
D34
D36
D37
D39
D39
D40
D41
D42
D43
D43
D43
D44
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. Autoréglage : 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
TEM50100F
D47
D47
D49
D50
D50
D50
D51
D52
D53
D54
D55
D56
D58
D61
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.
1.1. Réglage du PID par approches successives
Cette méthode comporte différentes étapes :
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) :
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.
TEM50100F
D
D.6
exploitation - mise au point
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).
D
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
t
TEM50100F
SP
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
C
OV
PV
LT
Tapis roulant
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.
1.1.2. Réglage de l’action Proportionnelle :
P
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.
Remarque :
- 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.
TEM50100F
D
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.
Td trop faible
TEM50100F
Td correct
Td trop grand
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
Ti trop faible
Ti correct
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.
TEM50100F
D.10
exploitation - mise au point
Sans bande intégrale
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.
Cette zone morte correspond à la précision demandée à la régulation.
Classiquement, on prendra : 0 ≤ DB ≤ 5%.
TEM50100F
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 :
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 :
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.
TEM50100F
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 :
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=20s (Tr=1mn).
D
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.
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.
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.
TEM50100F
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.
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
LC
PV
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.
TEM50100F
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.
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 :
on considèrera qu’il répond comme un 1er ordre retardé, de constante de temps θ et
de retard pur τ.
TEM50100F
D.15
Exploitation - mise au point
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 :
Kc ≤ 1.1 θ / (Gs x τ)
Kp = 1
Ti ≥ θ
Td = 0.4 τ.
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.
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.
TEM50100F
D
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 :
D
On relève alors la pente et le temps mort :
µ = (∆PV/∆OV) / ∆t
τ.
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 :
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
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...
TEM50100F
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.
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.
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.
TEM50100F
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
Perturbation
t
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.3.6.24.):
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.
1.4.2. Réglage des constantes de temps
n T1 : On la règle approximativement à la constante de temps du procédé (cf cidessus réglage du PID).
TEM50100F
D.19
Exploitation - mise au point
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.3.6.24.):
L'échangeur réagit comme un premier ordre à une augmentation de la puissance de
chauffe (ouverture de la vanne d'air chaud) :
La mesure se stabilise en 30 secondes. La constante de temps du procédé vaut :
q = Tm / 3 = 10 s.
On prendra T1 = 10s.
n T2 : Elle est fixée à la constante de temps de la perturbation.
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.3.6.24.):
Si une variation du débit Qf stabilise PV2 à une autre valeur au bout de 5s, on
prendra T2 = 5 / 3 = 1,7 s.
1.4.2. Réglage des constantes de temps
■ 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.3.6.24.):
L'échangeur réagit comme un premier ordre à une augmentation de la puissance de
chauffe (ouverture de la vanne d'air chaud) :
La mesure se stabilise en 30 secondes. La constante de temps du procédé vaut :
θ = Tm / 3 = 10 s.
On prendra T1 = 10s.
■ T2 : Elle est fixée à la constante de temps de la perturbation.
Exemple (cf exemple d'utilisation de la BFC LEADLAG décrit au § C.3.6.24.):
Si une variation du débit Qf stabilise PV2 à une autre valeur au bout de 5s, on
prendra T2 = 5 / 3 = 1,7 s.
TEM50100F
D
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).
D
Pour affiner T2, on étudie le début de la réponse : Si la mesure démarre par un
dépassement positif, on augmente T2 et inversement.
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.
TEM50100F
D.21
Exploitation - mise au point
2. Les modes de fonctionnement
2.1. Définitions
Le régulateur dispose de quatre modes de fonctionnement :
Le mode RUN, caractérisé par
- Le programme régulation est exécuté,
- Les sorties TOR et analogiques sont positionnées selon le traitement effectué,
- La diode "RUN" en face avant est éclairée,
- le relais chien de garde (WDG) est armé.
Le mode STOP, caractérisé par
- Le programme régulation n’est pas exécuté,
- Les sorties TOR et analogiques sont en position de repli paramétré (sauf
lorsqu'elles sont pilotées par la fonction «Synchro boucles» du terminal),
- La diode "RUN" en face avant est éteinte,
- le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
Le mode Mise au Point, caractérisé par
- Le programme régulation est exécuté entité par entité,
- Les sorties TOR et analogiques sont en position de repli paramétré (ou à la
valeur affectée préalablement par la fonction «synchro boucle» du terminal),
- La diode "RUN" en face avant est éteinte,
- le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
Le mode INIT caractérisé par :
- La diode RUN clignote
- les sorties TOR et analogiques sont maintenues à zéro,
- le relais chien de garde (WDG) est désarmé.
Le mode INIT est le mode dans lequel se place le régulateur, à l'issue des autotests
dans l'attente de recevoir ses paramètres et son programme.
Remarque : Une carte non paramétrée ne peut être qu'en mode «INIT», une carte
paramétrée mais non programmée est en mode «STOP»
Si la diode «OK» reste éteinte, le régulateur doit être remplacé.
Le fonctionnement du relais chien de garde (WDG) décrit ci-dessus correspond aux
versions ≥ 2 du régulateur. Dans la version 1, le chien de garde est armé dès la fin
de la phase d'INIT et reste armé tant que le régulateur est OK.
Ces modes de fonctionnement ne doivent pas être confondus avec ceux de l’unité
centrale de traitement :
- Selon les choix effectués lors du paramétrage, le régulateur pourra, soit calquer
son mode de fonctionnement sur celui de l’U.C., soit avoir un comportement spécifique.
- De plus, l'utilisateur dispose de moyens spécifiques pour modifier ces modes de
fonctionnement (entrée «arrêt local», commandes du terminal,…).
Le présent chapitre a pour objectif d’expliciter les transitions possibles d’un mode de
fonctionnement à un autre et les priorités relatives des différentes commandes.
TEM50100F
D
D.22
exploitation - mise au point
2.2. Les différents intervenants
2.2.1. Les actions
Pour provoquer un changement de mode de fonctionnement d' un régulateur, l'utilisateur peut agir sur :
- 1 La commutation de la clé RUN / STOP en face avant de l’unité centrale,
- 2 Le changement d’état de l’entrée «Arrêt local» en face avant du régulateur
(commutation de RUN vers STOP uniquement),
- Les ordres émanant de la console de programmation (ordre diffusé à l’ensemble de
l'automate 3 ou adressé spécifiquement à un régulateur (module CTL0040) 4 ),
- Les commandes émanant du terminal 5 (STOP, RUN, …),
- 6 La BFC CTRL_REG
- et, pour mémoire, les mises hors tension et sous tension du rack contenant l’unité
centrale et/ou celui contenant le régulateur.
D
ORPHEE
Commande
spécifique
4 régulateur
5
Commande
automate
C.P.U.
IOP7000
3
Commande
terminal
2 Entrée TOR
«arrêt local»
6
PSU
3
CTL0040
1
clé U.C.
2.2.2. Les paramètres concernés
Le résultat des actions listées ci-dessus dépend de l’état des paramètres suivants :
- Paramètres liés au régulateur :
- Option choisie pour le comportement du régulateur sur ordre d'arrêt
diffusé par l’unité centrale,
- Option choisie pour le comportement du régulateur sur perte de
dialogue avec l’unité centrale.
- Paramètres liés à la fonction archivage (cf § 3.3.3.)
- Etat (vrai ou faux) du paramètre AUTO LOAD,
- Etat (vrai ou faux) du paramètre AUTO RUN,
TEM50100F
D.23
Exploitation - mise au point
2.3. Les changements de mode
Les commandes émanant de la clé U.C. et de l'entrée «Arrêt local» sont prises en
compte quel que soit l'état des paramètres listés ci-dessus.
Les autres commandes (console, terminal,…) ont une action qui peut dépendre du
paramétrage défini.
2.3.1. En fonctionnement nominal
Le fonctionnement nominal de la configuration est caractérisé par :
- Toutes les cartes de la configuration ont un diagnostic "OK"
- l'U.C. dialogue avec les différents racks de la configuration
Le passage en marche d'un régulateur ne peut être obtenu que si l'entrée TOR
«arrêt local» est à l'état 1. On peut alors utiliser :
- 1 La clé en face avant de l'U.C. (sous réserve qu'elle soit préalablement en
position STOP). C'est alors la totalité de la configuration qui passe en mode
RUN,
- Si la clé UC est sur RUN,
- 3 La commande console "RUN AUTOMATE" ,
- 4 La commande console "RUN MODULE" adressée spécifiquement à
un régulateur préalablement sélectionné,
- 5 La commande "MARCHE" du terminal,
- 6 Un ordre RUN émis par la BFC CTRL_REG (si l'API est en RUN).
Le passage en STOP d'un régulateur peut être obtenu en utilisant :
- 1 La clé en face avant de l'U.C. (sous réserve qu'elle soit préalablement en
position RUN). C'est alors la totalité de la configuration qui passe en
arrêt,
- 2 L'entrée TOR du régulateur (mise à 0 de l'entrée),
- 3 La commande console "STOP AUTOMATE" (sous réserve que le paramètre comportement du régulateur sur arrêt API ait été positionné à
ARRET).
C'est alors la totalité de la configuration qui passe en STOP,
- 4 La commande console "STOP MODULE" adressée spécifiquement à un
régulateur préalablement sélectionné,
- 5 La commande "ARRET" du terminal,
- 6 Un ordre STOP émis par la BFC CTRL_REG (si l'API est en RUN).
Le passage en mise au point d'un régulateur ne peut se faire que si celui-ci est
préalablement en STOP, la clé en face avant de l'unité centrale étant elle même sur
STOP.
Le passage en mise au point est alors possible, à partir de la console uniquement,
en utilisant la commande «Mise au point» de l'écran «Envoi de commandes» ou la
fonction «passage en mode Mise au point» du menu «Services» de l'écran de mise
au point..
cf ci-après, § D.3.3.
TEM50100F
D
D.24
exploitation - mise au point
Les différents scénarios de changement d'état du régulateur sont résumés dans le
tableau ci-dessous :
transition
désirée du
régulateur
STOP
RUN
RUN
STOP
ACTIONS POSSIBLES
position
préalable Programme Utilisation de
Commande
Cmnde
clé U.C. U.C.
la clé U.C.
Automate (1)
Module (1)
Sans effet RUN--> STOP
Sans effet
STOP
(==> RUN U.C.
(la clé U.C. est prioritaire)
et régulateurs)
CTRL_REG sans objet
ordre
ordre
Front Mont. ( la clé est déja
«RUN»
«RUN»
de MODE
sur RUN)
RUN
CTRL_REG RUN --> STOP selon le choix du ordre
Front Desc. (==> STOP U.C. «comportement «STOP»
et régulateurs) sur ordre arrêt
de MODE
API»
(1) : Commandes du poste d'exploitation ORPHEE
D
TEM50100F
Cmnde
terminal
Entrée
«Arrêt local»
ordre
«RUN»
sans effet
( ne permet
jamais le
démarrage)
ordre
«STOP»
Mise à 0 de
l'entrée
D.25
Exploitation - Mise au point
2.4. 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
du régulateur.
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.
L'arrêt de ces cartes ne peut alors être obtenu qu'en utilisant l'entrée "Arrêt local".
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.
TEM50100F
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)
D
D.26
Exploitation - Mise au point
2.5. 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.
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 de programme automatique se déclenche sur mise sous tension du
régulateur ou sur Stop/Run de l'automate.
D
Remarque :
Suite à un changement de programme, les programmes présents dans le CPR
(nouvelle version) et dans la carte d'archivage (ancienne version) sont 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 :
- 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 :
Le processeur de régulation est en "STOP"(avec diagnostic "Défaut logique" pendant
la phase de rechargement de son programme.
TEM50100F
D.27
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
TEM50100F
D.28
Exploitation - Mise au point
2.6. 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.
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
(*) 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).
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).
TEM50100F
D.29
Exploitation - Mise au point
Cycle de Marche des Régulateurs / Processeurs lors
d’un Transfert Application
Exemple :
API7000, UC7020F, 2 canaux fil Vert 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
Transfert UC
Stop
D
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
Transfert UC
Stop
Transfert CTL
CTL0040 Run
Stop
Transfert CPR
CPR1000 Run
Stop
Action Opérateur
"Automate en STOP"
TEM50100F
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
D.30
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
Transfert UC
CTL0040 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"
TEM50100F
Action Opérateur
"Automate en RUN"
t
D.31
Exploitation - mise au point
3. Fonctions disponibles en exploitation
3.1. Visualisation dynamique
Les informations accessibles en visualisation dynamique sont :
- L'état de fonctionnement des régulateurs de la configuration,
- 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 installées les régulateurs à visualiser. Pour cela
deux possibilités :
■ 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.
Les emplacements affectés à des régulateurs sont repérés par la référence commerciale de la carte : CTL0040.
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»).
VISU DYN CONFIGURATION (AP : 1, APPL : REGUL)
PrésentationServices
CommandesDiagnosticAide
MODE DE FONCTIONNEMENT
APRIL7OOO
DIAGNOSTIC
RACK STANDARD SR 03
P
S
U
0
1
0
0
E
R
0
2
TEM50100F
STOP
C
T
L
0
0
4
0
E
R
0
4
C
T
L
0
0
4
0
C
T
L
0
0
4
0
OK
FORCAGE
D
D.32
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.
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
«LISTE DES DEFAUTS» du menu «DIAGNOSTIC».
Liste des défauts
EMPLACEMENT :
CARTE :
MODE DE MARCHE :
CAUSE :
1
CTL0040
STOP
Commande générale AP
DIAGNOSTIC :
D
DETAIL
Défaut logique
ANNULER
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 défauts carte
CARTE :
MODE DE FONCTIONNEMENT:
CTL0040
STOP
Défaut de configuration
NON
Défaut interne
Défaut externe
Défaut logique
DI1
DE1
DL1
DI2
DE2
DL2
DI3
DE3
DL3 Défaut
DI4
DE4
DL4
ANNULER
Cliquer dans la case correspondante pour obtenir le libellé détaillé de l'erreur.
TEM50100F
D.33
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
TEM50100F
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
D.34
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 : 1, APPL : REGUL,%RE10)
PRESENTATION
SR:
SERVICES
COMMANDES
Te:
ACCES
MODE : RUN
AIDE
DIAG : OK
FORCAGE
%RE10
D
SCALING
EN
MESURE
5.73E+01
XIN
VALINT
ACCUM
OK
EN
OK
SCAL
PV
ACCU
RAZINTEG
OKINTEG
SOMME
8.78E+01
FININTEG
CLR
END
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»).
Le bandeau supérieur de l'écran (situé immédiatement en dessous de la ligne des
menus déroulants) donne les indications suivantes :
- L'emplacement dela carte dans la configuration (N° du rack)
- Ecran figé ou dynamique (l'écran peut être figé pendant une recopie sur imprimante
par exemple),
- 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,
TEM50100F
D.35
Exploitation - mise au point
- Mode de fonctionnement global de l'automate,
- Diagnostic global de l'automate,
- Indication de forçage actif sur l'automate (forcage UC ou forçage régulation).
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.
D
TEM50100F
D.36
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
PARAMETRES
%FD6000
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.
TEM50100F
D.37
Exploitation - mise au point
3.3. Envoi de commandes
Cette fonction permet de modifier le mode de fonctionnement d'un régulateur, à
partir de la console de programmation :
- Passage en RUN,
- Passage en STOP,
- Passage en Mise au Point.
Ces commandes peuvent être soit globales pour tout l'automate, soit spécifiques à
un régulateur 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 régulateur 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 l'UC étant elle-même sur «STOP».
D
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.
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.
ENVOI DE COMMANDES
AUTOMATE
MODULE
NOM :
CLE :
STOP
MODE :
STOP
CAUSE :
Clé
DIAG :
OK
ANNULER
TEM50100F
VALIDER NOM
COMMANDES
RUN
MISE AU POINT
AIDE
OK
D.38
exploitation - mise au point
Si l'utilisateur souhaite envoyer une commande spécifique à un régulateur, il sélectionnera le choix «MODULE» et donnera la référence commerciale de la carte
concernée. A ce jour, un seul choix possible : CTL0040. Il validera ce choix en
cliquant la case «VALIDER NOM».
Si la configuration de l'automate comporte plusieurs régulateurs, une fenêtre s'ouvre
pour lui permettre de choisir la carte destinataire (les cartes sont identifiées par leur
emplacement dans la configuration).
Lorsque le régulateur est identifié, l'écran de commandes visualise, dans sa partie
gauche :
- la position de la clé matérielle en face avant de l'U.C.,
- le mode de marche courant du régulateur,
- 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).
- son diagnostic éventuel,
D
L'utilisateur peut alors choisir, parmi la liste proposée dans la fenêtre de droite, le
mode de marche dans lequel il souhaite positionner son régulateur 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.
TEM50100F
D.39
Exploitation - mise au point
3.4 Fonctions de mise au point
3.4.1. Accès à l'écran de mise au point
Les fonctions de mise au point permettent, dans le cas d'un régulateur, de :
- poser des points de passage et visualiser le nombre d'exécutions d'une entité,
- exécuter le programme du régulateur entité par entité.
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»,
- Sélectionner la fonction «CHOIX DE MODULE» du menu «SERVICES»
- Sélectionner, dans la fenêtre qui est présentée, le régulateur sur lequel on souhaite
effectuer la mise au point.
L'écran ci-dessous est alors affiché :
D
MISE AU POINT (AP : 1 APPL : REGUL)
Présentation
Services
MODULE : CTL0040
Points d'arrêt
Appellation
Tables
Aide
MODE : RUN
DIAG : OK
Vide
Entité
Commandes
Dynamique
Actif
Points de passage
Appellation
Entité
CPT Raz
Temperature RE10
3
Boucle 2
1
RE20
Forçage
En cours
Appellation
Entité
Vide
Pas à pas
Entité :
Nombre :
Annuler
OK
Continuer
Le cadre central est relatif aux points de passage.
La fonction points d'arrêt qui n'est pas utilisable sur les régulateurs, n'est pas sélectionnable.
Le cadre supérieur fournit des informations sur la carte (nom, mode de fonctionnement et diagnostic).
TEM50100F
D.40
exploitation - mise au point
3.4.2. Points de passage
La pose de points de passage permet de contrôler que la ou les entités régulation
désignées sont effectivement scrutées par le programme. Un compteur permet de
visualiser le nombre d'exécutions de ces entités.
Les compteurs de points de passage sont rafraîchis lorsque le régulateur est en
marche ou en mise au point.
Il est possible de poser simultanément quatre points de passage.
A partir de l'écran de la page précédente, sélectionner la fonction «POINTS D'ARRET / PASSAGE» du menu «TABLES».
la fenêtre de dialogue ci-dessous s'affiche :
POINTS D'ARRET / PASSAGE
NOM
ETAT
Arrêt 1
Arrêt 2
Arrêt 3
Arrêt 4
D
Passage 1
Passage 2
Passage 3
Passage 4
OK
Annuler
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 au 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 zéro.
Sa remise à zéro s'effectue en cliquant la case «RAZ»
TEM50100F
D.41
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.
Une 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 régulateur 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 régulateur 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 (voir procédure d'appel de cet écran au § 3.2.),
- 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 régulateur 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.
Le nombre d'exécutions restant à effectuer s'affiche dans la case la plus à droite.
Remarque :
Il est possible d'interrompre l'exécution du pas à pas en utilisant la fonction "Abandonner" du menu "Services".
TEM50100F
D
D.42
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.
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.
D
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
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 = 100ms) pour les boucles rapides
avant toute modification en ligne.
TEM50100F
D.43
Exploitation - mise au point
3.6. Forçage des sorties TOR
3.6.1. Généralités
La fonction forçage permet de forcer une ou plusieurs des sorties TOR d'un régulateur dans un état déterminé ( 0 ou 1 ), indépendamment du programme d'application.
Le mode opératoire est le suivant :
- Définir une table précisant, pour chacune des quatre sorties TOR du régulateur
que l'on souhaite forcer l'état ( 0 ou 1) correspondant,
- Transférer la table ainsi créée dans l'automate,
- Activer le forçage.
A un instant donné, le forçage dans un automate peut porter sur
- des entrées / sorties TOR ( jusqu'à 42 variables),
- les sorties TOR d'un régulateur.
3.6.2. Edition de la table de forçage
La fonction «édition des tables de forçage» est accessible à partir de l'atelier de
programmation en sélectionnant l'icone «FORCAGE» (en bas à droite de l'écran).
L' éditeur affiche alors l'écran de saisie de la table de forçage relative aux entrées /
sorties TOR de l'automate. Pour accéder à la table relative à la régulation, sélectionner la fonction «REGULATION» du menu «TABLES».
L' écran ci-dessous est alors affiché :
FORCAGE REGULATION
NOM TABLE :
TABREG
FORCAGE
NOM CARTE : CTL0040
VOIE 0 :
CANAL : 0
VOIE 1 :
RACK : 0
VOIE 2 :
EMPL : 4
VOIE 3 :
ANNULER
TEM50100F
AIDE
OK
VAL.F
0
1
0
1
0
1
0
1
D
D.44
exploitation - mise au point
Le «Nom de la table» permet d'attribuer à la table en cours de création un nom sous
lequel elle sera ensuite désignée lors des opérations de transfert entre la console et
la carte (8 caractères max.).
Le «Nom de la carte» est la référence commerciale de la carte (actuellement, une
seule référence possible : CTL0040).
Les champs «Canal», «Rack» et «Empl» permettent de préciser le positionnement
du régulateur destinataire de la table dans la configuration.
Pour chaque voie du régulateur, l'utilisateur précise alors :
- si elle doit être forçée (cocher la case forçage),
- la valeur (0 ou 1) à laquelle elle doit être forçée (0 par défaut).
Dans l'exemple présenté par l'écran ci-dessus, la sortie 1 est forçée à 0 et la sortie 2
est forçée à 1.
La table est alors prête à être transférée. Pour la valider et la stocker sur le disque,
cliquer sur «OK». Il n'est pas nécessaire de revalider l'application.
D
3.6.3. Exploitation de la table de forçage
Les fonctions d'exploitation de la table de forçage permettent :
- le transfert d'une table de la console dans l'automate ou vice versa,
- la validation / dévalidation de la table présente dans l'automate,
- la visualisation du contenu de la table présente dans la console.
La fonction «FORCAGE» est proposée à partir des différents écrans d'exploitation
(menu «COMMANDES»). L'écran ci-dessous est alors affiché :
FORCAGE
TRANSFERT
VERS AUTOMATE
TRANSFERT
VERS CONSOLE
SUPPRESSION
DE TABLE
ENVOI
NOM DE LA TABLE :
CONSOLE
AUTOMATE
ETAT
VISU
Table CPU :
Table
REGULATION :
ANNULER
TEM50100F
AIDE
OK
D.45
Exploitation - mise au point
La partie supérieure de l'écran permet de déclencher les commandes de transfert de
tables entre la console et l'automate.
La partie inférieure visualise les tables de forçage présentes dans l'automate d'une
part (à gauche), dans la console d'autre part (à droite).
Pour les tables présentes dans l'automate les cases "Etat" visualisent si le forçage
est actif (case sélectionnées) ou inactif (cases blanches).
Pour les tables présentes dans la console, les cases "Visu" permettent de demander
l'affichage du contenu des tables en sélectionnant la case correspondante. La table
sélectionnée est alors affichée en surimpression.
Mode opératoire :
- Frapper le nom de la table à transférer dans le champ «Nom de la table»,
- Sélectionner le sens de transfert ou la suppression,
- Valider la commande en cliquant «ENVOI». La zone visualisation en bas de l'écran
est automatiquement mise à jour.
Dans le cas d'un transfert console -->automate, la table est automatiquement dévalidée à l'issue du transfert. Pour la valider, cliquer la case "Etat" correspondante et
valider par OK (un message de confirmation est affiché en retour).
- Cliquer à nouveau dans la case «ETAT» pour dévalider le forçage (un message de
confirmation est affiché en retour).
Remarques :
- Le forçage est prioritaire par rapport aux ordres émanant de l'application comme du
terminal.
- Le forçage est mémorisé même si l'on déplace le régulateur dans la configuration.
L'abandon du forçage ne peut s'effectuer, lorsque la console est débranchée, que
sur changement de régulateur ou sur débrochage du régulateur pendant un temps
supérieur au temps de sauvegarde hors rack (30 min. mini.),
- Si les tables présentes en console et dans l'automate ont des noms identiques
mais des contenus différents, le nom côté console est encadré.
- En cas de création d'une nouvelle table de forçage suivi d'un transfert dans l'automate, l'ancienne est automatiquement dévalidée.
TEM50100F
D
D.46
exploitation - mise au point
D
TEM50100F
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
D
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.
TEM50100F
D.48
exploitation - mise au point
Schéma bloc d’une boucle utilisant une SELFPID
D
Nota : Le pid est le même que celui de la BFC PID
TEM50100F
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 :
D
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.
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.
TEM50100F
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).
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.
D
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.
Toute modification notable des paramètres de ces BFc, entre la phase
d’autoréglage et la phase de régulation nécessite théoriquement de relancer un
autoréglage.
❑
TEM50100F
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.
❑
TEM50100F
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”).
• 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).
❑
TEM50100F
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.
■
TEM50100F
D
D.54
exploitation - mise au point
4.3.6. Autoréglage : Chronogramme des signaux essentiels
dans le cas nominal
D
TEM50100F
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
D
Backup est toujours accessible et permet le retour au jeu de paramètres
* Le
précédent (action opérateur)
TEM50100F
D.56
exploitation - mise au point
4.4. Mode de fonctionnement du correcteur SELFPID
D
TEM50100F
D.57
Exploitation - mise au point
D
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)
TEM50100F
fm : front montant
fd : front descendant
+ : OU
• : ET
• : transition si la condition est respectée
• : état
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
La réponse n’est pas stabilisée avant le retour à la commande initiale.
Les paramètres calculés sont donc faussés.
■
MxTm trop grand
D
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.
TEM50100F
D.59
Exploitation - mise au point
■
Mesure non stabilisée initialement
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
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
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.
TEM50100F
D.60
exploitation - mise au point
■
Procédé dissymétrique
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
La réaction du procédé à l’échelon n’est pas suffisamment importante par rapport au
bruit. Filtrer la mesure ou augmenter Ampl.
■
Variation insuffisante
L’amplitude de l’échelon n’est pas assez importante pour provoquer une réaction
significative du procédé. Augmenter Ampl.
■
Réponse incohérente
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…
TEM50100F
D.61
Exploitation - mise au point
4.5.1. Tableau de correspondance des messages
N° de message
-1
-2
-3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
TEM50100F
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
-
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
D
D.62
exploitation - mise au point
D
TEM50100F
E1
mode opératoire terminal
E
E. Mode opératoire du terminal
TEM50100F
E2
mode opératoire terminal
E
TEM50100F
E3
mode opératoire terminal
Sommaire
page
1. Présentation du Terminal TER0100
1.1. Le clavier
1.2. Les différentes zones de l'écran
E5
E5
E5
2. Schéma général d'enchaînement des écrans
E6
3. Fonctions offertes par chaque écran
3.1. Ecran d'accueil
3.2. Liste des boucles
3.3. Bargraphe d'ensemble
3.4. Détail d'une boucle
3.5. Modification des paramètres
3.6. Etat procédé
3.7. Construction état procédé
3.8. Etat des régulateurs
3.9. Synchro boucles
3.10. Liste des alarmes
E9
E9
E10
E12
E14
E16
E17
E18
E19
E21
E23
E
TEM50100F
E4
mode opératoire terminal
E
TEM50100F
E5
mode opératoire terminal
1. Présentation du Terminal TER0100
La face avant du régulateur TER0040 est décrite dans la documentation TEM
50110F. Ce chapitre décrit le terminal d'atelier TER0100.
1.1. Le clavier
Le terminal régulation est muni d'un clavier étanche qui lui confère un indice de
protection IP553 (dans le cas d'un montage encastré).
Ce clavier comporte principalement
- un pavé numérique,
- des touches fléchées permettant le déplacement du curseur dans l'écran, ainsi que
le déplacement de page en page (touches P+ et P-),
- Un ensemble de six touches dédiées permettant l'accès aux fonctions aide
(HELP), annulation (CANCEL), alarmes (ALARM), acquittement (ACK) et incrémentation /décrémentation manuelle ( + et - ),
- Un ensemble de six touches configurées dynamiquement selon l'écran affiché.
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
+/-
terminal Régulation
P-
© APRIL 1988 ref. V.1.0
Liste
boucles
English
Etat
procédé
Acquérir
réseau
Synchro
boucle
Etat
cartes
P+
Help
Cancel
Alarm
ACK
-
ENTER
+
1.2.Les différentes zones de l'écran
La première ligne en haut de l'écran est réservée aux messages émis par le terminal.
La deuxième ligne à partir du haut de l'écran visualise en permanence les neuf
dernières alarmes physiquement présentes,
- en inverse vidéo si non acquittées,
- en normal vidéo si acquittées.
Les vingt lignes suivantes correspondent à la zone de travail proprement dite. Cette
zone a une présentation différente selon la fonction réalisée par l'écran visualisé.
Les deux dernières lignes présentent la signification des touches de fonction placées
immédiatement au-dessous.
TEM50100F
E
E6
mode opératoire terminal
2. Schéma général d'enchaînement des
écrans
Visualisation
horodatée
de toutes les
alarmes
- inhibition
- purge
Liste des
alarmes
Retour
ALARM
xx xx xx xx xx xx
Liste
boucles
Retour
ALARM
Retour
début
Liste boucles
xx xx xx xx xx xx
Bargraphes
d'ensemble
Détail
boucles
Visualisation 8 boucles
- Bargraphes et valeurs
Mesure - Consigne Commande
- Unité
- Etat et alarmes
- Pilotage auto / manu
- modification consigne
- Commande en manuel
- acquittement des alarmes
xx xx xx xx xx xx
Détail
boucle
TEM50100F
Bargraphes
d'ensemble
Fin de
paramètrage
Etat procédé
Bargraphes Etat
d'ensemble procédé
Etat procédé
Détail boucle
Paramètrage
Idem détail boucle + visu et
modifs paramètres P.I.D. (KP,
KC, TI, TD et TE)
liste
boucles
Bargraphes
d'ensemble
Détail boucle
Paramétrage
xx xx xx xx xx xx
liste
boucles
Etat
procédé
liste
boucles
E
Visualisation
- liste des boucles
- état et alarmes
Entrée des mots de passe
Verrouillage des mots de
passe
Etat procédé
xx xx xx xx xx xx
Idem Bargraphe d'ensemble
pour une seule boucle
+ paramètres optionnels
+ courbe d'évolution de la mesure
+ modifs. seuils d'alarme et cadence
de pointage.
xx xx xx xx xx xx
Visualisation simplifiée
(dérive mesure - consigne) de
20 boucles.
E7
mode opératoire terminal
Aide
P+
P-
Aide xx
xx xx xx xx xx xx
xx xx xx xx xx
HELP
Retour
xx xx xx xx xx xx
HELP
Accès par «HELP» à
l'aide spécifique à l'écran
d'appel. Accès aux écrans
d'aide généraux en
utilisant les touches
P+ et P-.
Retour
Construction
etat procédé
Retour
début
Etat
cartes
Construction
Etat Procédé
Synchro
Retour boucle
début
Retour
début
Sélection des 20 boucles à
visualiser dans "l'état
procédé".Définition du seuil
de sensibilité et des seuils
critiques
E
xx xx xx xx xx xx
Construction
etat procédé
Etat cartes
«Synchro boucle»
Etat cartes
Synchro boucle
xx xx xx xx xx xx
Pour chaque carte,visualisation :
- de l'emplacement
- du nom abrégé des boucles supportées
- du mode de marche
Passage en mode marche ou arrêt.
TEM50100F
xx xx xx xx xx xx
Test cartes
- Entrées ana.
- sorties ana.
- sorties TOR et entrée «arrêt local»
- Diodes de visualisation
E8
mode opératoire terminal
E
TEM50100F
E9
mode opératoire terminal
3. Fonctions offertes par chaque écran
La touche «HELP» (Aide) est disponible à partir de n'importe quel écran. Elle donne
accès à un écran d'information relatif à l'écran d'appel.
Des écrans d'informations générales sont alors accessibles en utilisant les touches
P+ et P-. Le retour à l'écran d'appel s'effectue en tapant la touche «RETOUR» .
3.1. Ecran d'accueil
Cet écran s'affiche automatiquement à la mise sous tension du terminal, dès que la
séquence d'autotests est terminée.
Le numéro de version du logiciel du terminal est indiqué.
FC100 PC101
terminal régulation
APRIL 1988 © ref. V.01.00
Liste
boucles
English
Construction
état procédé
Acquisition
réseau
Synchro
boucle
Etat
cartes
3.1.1. Sélection de la langue
English
A la mise sous tension le terminal est configuré automatiquement en Français. Si
l'utilisateur préfère la langue anglaise, il tapera la touche "English". Le retour à la
langue française est alors possible en tapant la touche "Français".
3.1.2. Accès aux autres fonctions
Les touches «Liste boucles», «Construction état procédé», «Synchro boucles», et
«état cartes» donnent accès aux écrans correspondants (décrits dans les paragraphes suivants).
Acquisition
réseau
TEM50100F
E
La touche "acquisition réseau" permet de demander au terminal de procéder à une
reconnaissance de l'ensemble des régulateurs qui lui sont connectés.
L'acquisition du réseau à la mise sous tension est automatique.
La commande acquisition du réseau est utilisée lorsqu'un ou plusieurs nouveaux
régulateurs sont connectés sur le réseau.
F
E10
mode opératoire terminal
3.2. Liste des boucles
FC100 PC101
Liste boucles
Etat
Numéro
Nom
0101
0102
0103
0104
0201
0202
0203
0204
0301
0302
0303
0304
0401
0402
0403
0404
TC100 TEMP. EAU
FC100 DEBIT. EAU
PC100 PRES. EAU
LC100 NIVEAU EAU
LC101 NIVEAU B1
PC101 PRES. B1
TC101 TEMP B1
FC101 DEBIT HP
TC200 TEMP B2
PC200 PRES B2
LC200 NIVEAU B2
LC300 NIVEAU B3
LC400 NIVEAU B4
LC500 NIVEAU B5
PC300 PRES B3
PC400 PRES B4
Bargraphes
d'ensemble
Détail
boucle
Etat
procédé
Auto
Auto
Manu L
Auto
Auto
Auto
Auto
Manu L
Auto
Auto
Auto
Auto
Repli
Auto
Arrêt
Auto
Retour
début
Alarmes
Alarme haute
Alarme basse
Alarme haute
Mot de
passe
Verrou
3.2.1. Présentation des informations
Cet écran présente, pour chaque boucle de la configuration :
E
- Son numéro, formé de la juxtaposition du numéro d'esclave du régulateur sur le
réseau et du numéro de la boucle sur le régulateur (Ce numéro est fonction du N°
de l'entité %RE contenant la boucle considérée et, si plusieurs boucles sont décrites
dans la même %RE, de l'ordre de description).
- Son nom symbolique complet sur 15 caractères. Sur certains écrans, seuls les cinq
premiers caractères du nom sont visualisés. Il est donc conseillé de faire en sorte
que ces cinq caractères composent un mnémonique abrégé (selon norme ISO ou
autre),
- Son état (Auto, Manu L, Manu D, Repli ou Arrêt)
L'état Manu L (manuel local) correspond à une boucle en manuel sous le contrôle du
terminal,
L'état Manu D (manual distant) correspond à une boucle en manuel sous le contrôle
de la console, de l'unité centrale ou d'un calculateur ou d'un superviseur via JBUS,
- Si elle est en alarme, la nature de l'alarme (très haute, haute, basse, très basse ou
déviation).
3.2.2. Sélection des boucles visualisées
Cet écran affiche seize boucles, dans l'ordre de leurs numéros. Pour visualiser les
autres, il est possible de se déplacer boucle par boucle en utilisant les touches
fléchées ( , ) ou par seize boucles à la fois en utilisant les touches P+ et P-.
TEM50100F
E11
mode opératoire terminal
3.2.3. Accès aux autres fonctionnalités du terminal
Les autres écrans accessibles à partir de ce niveau sont :
Retour
début
Bargraphes
d'ensemble
Détail
boucle
Etat
procédé
Mot de
passe
Verrou
- L'écran d'acceuil,
- L'écran bargraphes d'ensemble : Placer le curseur sur le nom abrégé de la boucle
désirée puis taper la touche "Bargraphes d'ensemble". La boucle sélectionnée sera
visualisée à l'extrême gauche de l'écran,
- L'écran détail boucle : Placer le curseur sur le nom abrégé de la boucle désirée
puis taper la touche "Détail boucle",
- L'écran "Etat procédé".
Remarque : Les touches «Mot de passe» et «Verrou» sont réservées pour des
développements ultérieurs.
Le mot de passe est celui de l'application d'Orphée.
E
TEM50100F
E12
mode opératoire terminal
3.3. Bargraphes d'ensemble
FC100 PC101
100
TC100
FC100
PC100
LC100
TC101
FC101
PC101
LC101
50
0
Etat
Alm
Mes
Cons
Unité
Cde
Détail
boucle
M Cs Cd M Cs Cd
Auto
Auto
Haut
60
500
60
250
DegC
Kg/mn
55%
70%
Liste
boucles
M Cs Cd M Cs Cd M Cs Cd M Cs Cd M Cs Cd
Manu L Auto
Auto
Auto
Auto
Bas
1.2
79
70
110
1100.3
0.8
85
70
100
3000
Bar
M
DegC
Kg/h
mBar
70%
85%
70%
70%
65%
Etat
procédé
Auto
M Cs Cd
Manu L
120
100
M
40%
Manu
Local
3.3.1. Présentation des informations
Cet écran présente, pour chacune des huit boucles visualisées :
- L'état de la mesure (M) et de la consigne (Cs) sous forme de bargraphes (sur ces
bargraphes sont visualisés en pointillé les seuils d'alarme haute et basse),
- La valeur de la commande (Cd) sous forme d'un trait vertical,
- l'état de la boucle (Auto, Manu L, Manu D, Arrêt, Repli),
- éventuellement, la nature de l'alarme (très haute, haute, basse, très
basse,déviation),
- les valeurs de la mesure et de la consigne en unité physique (unité rappellée sur la
ligne en dessous),
- La valeur de la commande en %.
E
3.3.2 Sélection des boucles visualisées
Cet écran affiche huit boucles, dans l'ordre de leurs numéros. Pour visualiser les
autres, il est possible de se déplacer boucle par boucle en utilisant les touches
fléchées (
,
) ou par huit boucles à la fois en utilisant les touches P+ et P-.
3.3.3. Modification des valeurs de consigne et commande
Placer le curseur sur la valeur à modifier (touches fléchées),
Taper sur le clavier numérique la nouvelle valeur,
Valider par ENTER.
La valeur de commande ne peut être modifiée que si la boucle est en manuel local.
TEM50100F
E13
mode opératoire terminal
3.3.4. Commutation AUTO <--> MANU L
Placer le curseur sur la boucle à piloter
Utiliser la touche "Auto" ou "Manu L".
Auto
Manu
Local
3.3.5. Acquittement d'une alarme
Placer le curseur sur la boucle en alarme
acquitter en utilisant la touche ACK
3.3.6. Accès aux autres fonctionnalités du terminal
Les écrans accessibles à partir de celui-ci sont :
Détail
Boucle
- Détail d'une boucle : Placer le curseur sur la boucle à visualiser puis taper le
touche «détail boucle»,
Liste
boucles
- Liste des boucles (la première boucle affichée est la boucle sélectionnée dans
l'écran "Bargraphes d'ensemble"),
Etat
Procédé
- Etat procédé.
E
TEM50100F
E14
mode opératoire terminal
3.4. Détail d'une boucle
FC100 PC101
Détail de la boucle : 0203 FC101 DEBIT EAU
Cadence de tracé : 1s
100.00 0.0 m3/s
Auto Alarme basse
Seuils alarmes : en m3/s
Très haute : 90
Haute : 85
Basse : 15
Très Basse : 05
TEMP1 : 20
:
MES10 : 235
:
:
:
:
:
20s
M Cs Cd
40s
:
:
Mesure : 10 m3/s
Consigne : 60 m3/s
Commande : 65%
Boucle cascadée
maître de TC100
paramètrage
Bargraphes
d'ensemble
Liste
boucles
Etat
procédé
Auto
Manu
Local
3.4.1. Présentation des informations
Cet écran présente, pour la boucle sélectionnée :
- La courbe d'évolution de la mesure.
La cadence de tracé (intervalle de temps séparant deux points de la courbe) est
paramétrable par l'utilisateur. Le système propose le choix entre dix valeurs dépendant du nombre de régulateurs connectés sur la liaison.
La courbe visualise les 40 dernières valeurs,
- Les bargraphes mesure, consigne, commande identiques à ceux présentés sur
l'écran "bargraphes d'ensemble" (les seuils haut et bas sont matérialisés par des
tirets),
Les valeurs numériques de la mesure, de la commande, de la consigne, et des
seuils d'alarmes,
- Les valeurs des paramètres optionnels (sélectionnés lors du renseignement de la
fiche terminal),
- Si la boucle est cascadée, le nom de la boucle avec laquelle elle est cascadée et
son rôle dans la cascade.
E
3.4.2. Modification de la cadence de tracé
- Positionner le curseur sur le champ cadence de tracé ( en haut, à gauche de
l'écran)
- Utiliser les touches + et - pour faire défiler les différentes valeurs possibles de la
cadence de tracé.
TEM50100F
E15
mode opératoire terminal
3.4.3. Modification des valeurs de consigne, des seuils,…
- Positionner le curseur sur la valeur à modifier,
- Entrer la nouvelle valeur,
- Valider par ENTER.
La valeur de commande n'est modifiable que si la boucle est en manuel local.
3.4.4. Commutations AUTO - Manu Local
La touche «Manu L» permet à l'exploitant de prendre le contrôle de la boucle depuis
le terminal.
La touche «Auto» permet, à l'inverse, de repasser la boucle sous le contrôle du
régulateur.
Concernant les différents cas de commutation possibles et les priorités entre les
ordres émis par le terminal et ceux émis par le programme d'application, se reporter
au chapitre programmation de la BFC PID (§ C.3.6.26).
E
TEM50100F
E16
mode opératoire terminal
3.5. Modification des paramètres
FC100 PC101
Paramétrage de la boucle : 0203 FC101 DEBIT EAU
Cadence de tracé : 1s
100.00 0.0 m3/s
Auto Alarme basse
Seuils alarmes : en m3/s
Très haute : 90
Haute : 85
Basse : 15
Très Basse : 05
TEMP1 : 20
:
MES10 : 235
:
:
:
:
:
20s
M Cs Cd
40s
:
:
Kp :
TI :
TD :
Détail
boucle
mn / rep
mn
Kc :
TE :
s
Verrou
modification
Mesure : 10 m3/s
Consigne : 60 m3/s
Commande : 65%
Auto
Manu
Local
3.5.1. Présentation des informations
Cet écran présente les mêmes informations que l'écran précédent, à l'exception de
l'information "boucle cascadée" ou non, remplacée par les valeurs des paramètres
du P.I.D. : KP, TI, TD, Kc et TE.
E
3.5.2. Réglage du P.I.D.
- Positionner le curseur sur la valeur à modifier,
- Entrer la nouvelle valeur,
- Valider par ENTER.
Les valeurs numériques présentées sur cet écran sont modifiables dans les mêmes
conditions que sur l'écran détail boucle (cf § précédent).
TEM50100F
E17
mode opératoire terminal
3.6. Etat procédé
FC100 PC101 FC117
Etat Procédé
LC TC TC FC FC FC FC PC PC LC FC PC TC LC FC PC TC TC TC TC
300 100 310 420 410 400 100 100 110 110 200 200 117 117 117 117 200 310 220 300
C
Liste
boucles
Détail
boucle
Bargraphes
d'ensemble
Construction
état procédé
3.6.1. Présentation des informations
Cet écran présente, sous forme simplifiée, l'état de vingt boucles (au maximum)
parmi celles sous le contrôle du terminal.
Le rectangle représentatif de chaque boucle est un bargraphe de l'écart mesure consigne.
Les valeurs limites haute et basse paramétrées sont figurées par les deux traits
horizontaux (Le système réalise automatiquement la mise à l'échelle nécéssaire
pour aligner les valeurs limites): Le bargraphe atteindra le trait pointillé supérieur
pour un écart mesure - consigne égal à la limite haute paramétrée.
Le bargraphe ne commence à se déformer que lorsque l'écart mesure - consigne
devient supérieur au seuil de tolérance d'écart paramétré (dans l'écran "Construction
d'une image état procédé"),
3.6.2. Configuration de l'écran
Construction
Etat procédé
La sélection des vingt boucles visualisées, le paramétrage des tolérances d'écart et
des valeurs limites s'effectue dans l'écran "Construction état procédé".
Se reporter au paragraphe suivant.
TEM50100F
E
E18
mode opératoire terminal
3.7. Construction Etat procédé
FC100 PC101
Construction Etat procédé
0101
0102
0103
0104
0201
0202
0203
0204
0301
0302
0303
0304
TC100 TEMP. EAU
PC100 DEBIT. EAU
PC100 PRES. EAU
LC100 NIVEAU EAU
LC101 NIVEAU B1
PC101 PRES. B1
TC101 TEMP B1
FC101 DEBIT HP
TC200 TEMP B2
PC200 PRES B2
LC200 NIVEAU B2
LC300 NIVEAU B3
Etat
procédé
Boucles Tol
écart
TC100 5
PC100 10
FC117 10
Limite
Haut Bas
100 100
30
20
50
10
Retour
début
Boucles Tol
Limite
écart Haut Bas
Enregistrer
sur carte
Annulation
totale
3.7.1. Présentation des informations
Cet écran permet de configurer l'écran «état procédé».
La liste de toutes les boucles reliées au terminal est présentée dans la partie gauche
de l'écran (défilement par les touches P+, P-,
et
). Les boucles sélectionnées
sont affichées dans les tableaux situés à la partie droite de l'écran.
E
3.7.2. Mode opératoire
Positionner le curseur sur la boucle à visualiser. Lorsque le curseur arrive en haut ou
en bas de page, la liste se décale automatiquement.
Valider la sélection par ENTER : le nom de la boucle passe alors dans le tableau de
la partie droite de l'écran.
Procéder ensuite au renseignement des seuils et tolérances, ou sélectionner une
autre boucle.
La touche "enregistrement sur carte" provoque la mémorisation par les cartes
concernées des informations nécessaires à l'affichage de l'écran "état procédé".
La suppression d'une boucle sélectionnée s'effectue en positionnant le curseur sur
son nom (dans le tableau de la partie droite) et en utilisant la touche CANCEL.
Remarques :
- Les boucles sont affichées sur l'écran «état procédé» dans l'ordre de sélection. Si
l'utilisateur souhaite regrouper certaines boucles pour améliorer sa perception du
procédé, il devra en tenir compte lors de la sélection.
- Suite à une annulation, l'emplacement libéré est réutilisé.
- La touche "annulation totale" permet de détruire complètement la configuration
préalablement saisie mais ne détruit pas l'enregistrement sur carte. Réengesitrer sur
carte après chaque modification.
TEM50100F
E19
mode opératoire terminal
3.8. Etat des régulateurs
FC100 PC101
Etat cartes
Boucles
Cartes
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
Retour
début
TC100 FC100
LC101
TC200 PC200
LC400 LC500
PC100
TC101
LC200
PC300
LC300
JB007
FC304
LC100
TC101
PC400
Synchro
boucles
Etat cartes
Emplacement
Marche
Marche
Arrêt
Arrêt
F
F
13
15
06
08
Repli
I
04
Arrêt
carte
Marche
carte
3.8.1. Présentation des informations
Cet écran visualise l'ensemble de la configuration.
Chaque régulateur est repéré par son numéro d'esclave (défini lors du paramétrage
dans l'entité configuration d'ORPHEE).
L'écran visualise le mnémonique abrégé des boucles (de 1 à 4) configurées sur la
carte et, pour chaque carte, son état : Marche, arrêt, repli, défaut ainsi qu'un diagnostic codé de la cause du mode de marche :
A : Défaut moniteur
B : Défaut matériel
C : Défaut alimentation chien de garde
D : Défaut alimentation sorties TOR
E : Defaut communication CPU - régulateur
F : CPU à l'arrêt
G : Chargement de programme en cours
H : Carte non paramétrée
I : Carte non programmée
J : Forçage actif
L'écran précise également l'emplacement du régulateur dans la configuration sous la
forme :
X Y
N° d'emplacement du régulateur dans le rack (de 0 à 8)
N° de rack dans la guirlande reliée au canal (de 0 à 6)
TEM50100F
E
F
E20
mode opératoire terminal
3.8.2. Transitions Arrêt <--> Marche
Arrêt
Carte
Marche
Carte
E
TEM50100F
Les touches «Arrêt carte» et «Marche carte» permettent de modifier le mode de
fonctionnement du régulateur pointé par le curseur.
Ces ordres de changement de mode de fonctionnemnt sont acceptés en fonction
des priorités des différentes sources. Par exemple, un ordre de «Marche carte» ne
pourra être accepté si la clé sur l'U.C. est en position STOP.
E21
mode opératoire terminal
3.9. Synchro boucles
FC100 PC101
Synchro boucle
Numéro d'esclave : 01
EANA 0 : 0.000
mA
SANA 0 : 0.000
V
0.000
STOR 0 : 0
EANA 1 : 0.000
SANA 1 : 0.000
0.000
STOR 1 : 0
EANA 2 : 0.000
SANA 2 : 0.000
0.000
STOR 2 : 0
EANA 3 : 0.000
SANA 3 : 0.000
0.000
STOR 3 : 0
ETOR Arrêt : 0
Retour
début
Etat carte
SCDG : 1
Synchro sur
carte vierge
Test LEDS
Annulation
totale
3.9.1. Présentation des informations
Cet écran a pour but de faciliter la mise en service de l'installation en offrant des
fonctions de contrôle du câblage automate <--> processus et des caractéristiques
des capteurs et actionneurs.
Il permet, pour chaque régulateur, de :
- Visualiser la valeur présente sur chacune des entrées analogiques du régulateur
- Visualiser l'état de l'entrée TOR d'arrêt local
- Visualiser et piloter en manuel l'état des sorties analogiques,
- Visualiser et positionner l'état des sorties TOR du régulateur et de la sortie CdG
- Tester les LEDS du bloc de visualisation de la carte.
3.9.2. Pilotage manuel des sorties
Cette fonction permet à l'utilisateur de contrôler le câblage entre les sorties du
régulateur et le processus ainsi que le bon fonctionnement des actionneurs.
Elle n'est accessible que si le régulateur est à l'arrêt.
Ces commandes provoquent l'activation réelle des sorties.
L'utilisateur devra veiller à ce que les actions résultantes n'aient pas de conséquences dangereuses pour l'installation.
Mode opératoire :
Positionner le curseur sur le champ souhaité (pour les sorties analogiques, possibilité de choisir une sortie courant ou tension), taper la valeur et valider par Enter.
TEM50100F
E
E22
mode opératoire terminal
3.9.3. Autres fonctions
Annulation
totale
La touche «Annulation totale» réalise la remise à zéro des sorties analogiques et
TOR, ainsi que la fermeture du CdG (sortie CdG à 1).
Synchro sur
carte vierge
La fonction «Synchro sur carte vierge» permet d'assurer la fonction de «synchro
boucle» sur une carte non paramétrée dans la configuration. Cette fonction ne
permet de synchroniser qu'une seule carte vierge à la fois. Si plusieurs cartes
vierges sont reliées à la même liaison terminal, il est nécessaire de les connecter
une par une pour pouvoir réaliser cette fonction.
Retour
début
La touche «Retour début» permet de quitter la fonction.
Attention : l'action sur «Retour début» ne provoque pas l'annulation totale.
N.B. : La sélection du régulateur s'effectue en saisissant le numéro d'esclave dans le
champ correspondant.
E
TEM50100F
E23
mode opératoire terminal
3.10. Liste des alarmes
FC100 PC200 PC110 PC300 LC300
Page 0
Alarmes
FC100 DEBIT EAU
PC200 PRES EAU
PC110 PRES B10
PC300 PRES B5
LC300 NIVEAU B30
Alarme haute
Alarme basse
Alarme Déviation
Alarme très haute
Alarme basse
21-12-87
22-12-87
22-12-87
23-01-88
23-01-88
Retour
Purge
10h32mn47s
4h13mn16s
17h46mn30s
1h35mn05s
1h57mn35s
Inhibition
3.10.1. Présentation des informations
Cet écran présente la liste des dernières alarmes (dans la limite de 144). Pour
chacune d'elles est précisé
- le nom de la boucle concernée,
- le type d'alarme,
- la date et l'heure d'apparition.
Las alarmes non acquittées sont en vidéo inverse clignotante,
les alarmes acquittées mais non disparues sont en vidéo inverse fixe,
les alarmes acquittées et physiquement disparues sont en affichage normal.
3.10.2. Suppression des alarmes disparues
L'utilisateur dispose de deux commandes :
TEM50100F
Purge
- La touche «Purge» supprime toutes les alarmes physiquement disparues et préalablement acquittées.
Inhibition
- La touche «Inhibition» élimine l'alarme pointée par le curseur si elle a physiquement disparu et si elle a été préalablement acquittée.
Retour
La touche «Retour» provoque le ré-affichage de l'écran à partir duquel l'utilisateur a
demandé la liste des alarmes.
E
E24
mode opératoire terminal
E
TEM50100F
F.1
caractéristiques
A
F
F. Caractéristiques détaillées
TEM50100F
F.2
Caractéristiques
F
TEM50100F
F.3
caractéristiques
Sommaire
page
1. Capacités
F5
2. Entrées analogiques
F5
3. Sorties analogiques
F5
4. Sorties TOR
F6
5. Sortie chien de garde
F6
6. Entrée «arrêt local»
F7
7. Visualisations
F7
8. Liaison terminal régulation
F8
9. Consommations
F8
F
TEM50100F
F.4
Caractéristiques
F
TEM50100F
F.5
caractéristiques
1. Capacités
16%RE sur chaque régulateur,
- Six régulateurs dans un APRIL 5OOO (uniquement 4 avec la CPU5001 et
CPU5121),
- Quatres régulateurs par canal dans un APRIL 7OOO (soit 40 régulateurs maximum pour un APRIL7OOO).
(Implantation dans un rack standard)
- Période d'échantillonnage pouvant descendre jusqu'à 10 ms pour deux boucles
- Sorties commande de type TOR ou analogiques
- Echanges avec l'unité centrale :
- échanges par paquets :
- en entrée (sens U.C. ---> régulateur) :
paquets de 60 réels
paquets de 60 bits
3 paquets au total
C
- en sortie (sens régulateur ---> U.C.) :
paquets de 60 réels
paquets de 11 bits
6 paquets au total
- bits tabulés : 27
2. Entrées analogiques
- 4 entrées analogiques, passives (
- CTL0040 : 0 - 20 ou 4 - 20 mA,
- CTL 0140 : ± 10 V
- Voies multiplexées isolées de la logique (1000 V eff.).
- Précision 0,15% de la pleine échelle à 25°C, dérive 35 ppm / °C
- Résolution 12 bits
- Période d'échantillonnage : 10 ms
- Alimentation de la partie acquisition fournie par la carte (par convertisseur DC /
DC)
- Auto tests permanents de la chaîne d'acquisition
- Filtrage matériel 2 ms
- Filtrage logiciel complémentaire (de 20 à 60 000 ms)
- Impédance d'entrée : 250 Ω en courant
- Le Ov est commun aux 4 entrées.
- 1 MΩ en tension.
TEM50100F
F
F.6
Caractéristiques
3. Sorties analogiques
- 4 sorties analogiques actives isolées
- Isolement entre elles et par rapport à la logique : 2000 V
- Sorties tension
- CTL0040 : 0 - 10 V,
- CTL0140 : ±10 V ou 0-10 V
- précision 0,15% de la pleine échelle à 25 °C, dérive 20 ppm / °C
- Sorties courant 4 - 20 mA, précision 0,20% de la pleine échelle à 25 °C,
dérive 60 ppm / °C
- Résolution 12 bits
- Alimentations isolées de chaque voie fournies par la carte
(quatre convertisseurs DC / DC)
- Maintien à zéro des sorties à la mise sous tension
- Position de repli paramétrée indépendamment pour chaque voie
- Impédance de la charge : en tension ≥ 500 Ω
en courant ≤ 600 Ω
4. Sorties TOR
- 4 sorties statiques à transistor 24 V ± 20%, 500 mA
- Alimentation 24 V régulée extérieure (à fournir)
- Isolement 2000 V par rapport à la logique
- Voies non isolées entre elles
- Protection contre les inversions de polarité
- Position de repli paramétré
5. Sortie chien de garde
- Une sortie statique à transistor 15 ou 24 V ±20%, 500mA
- Alimentation extérieure (à fournir) séparée de celle des sorties TOR
- Isolement 2500 V par rapport à la logique
- Protection contre les inversions de polarité
- Temps de commutation ≤ 1 ms
F
TEM50100F
F.7
caractéristiques
6. Entrée «arrêt local»
D
7. Visualisations
- OK : carte en état de fonctionnement,
- RUN : carte en mode marche,
- EXT FAULT : sans signification pour le régulateur,
- Perte du dialogue U.C. <--> régulateur
- Absence de programme
ou capacité d’échange dépassée
- Chargement de programme en cours
- Forçage actif
- Réception en cours sur la liaison terminal
- Emission en cours sur la liaison terminal
TEM50100F
(LED 0 allumée),
(LED 1 allumée),
(LED 2 allumée),
(LED 3 allumée),
(LED 4 allumée),
(LED 5 allumée).
F
F.8
Caractéristiques
8. Liaison terminal régulation
- Liaison RS485
- Médium : paire torsadée blindée
- Longueur ≤ 1 km, dérivations ≤ 15 m
- Vitesse 19200 bauds
- Terminal maître, régulateurs esclaves
- Connexion au réseau par boîtier
- Nombre maximum d'esclaves : 16 régulateurs
9. Consommations
- Terminal d'atelier : 300 mA / 220V
- Régulateur :
7,5 W / 5V (C1), 13,8 W /24V (C2)
(consommations à intégrer dans les calculs de puissance consommée par rack,
cf documentation de mise en oeuvre automate, TEM20000F (APRIL7OOO) ou
TEM30000F (APRIL 5000)
F
TEM50100F
G.1
glossaire
G. Glossaire
G
TEM50100F
G.2
glossaire
G
TEM50100F
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
G
TEM50100F
G.4
glossaire
G
TEM50100F