Návrh a implementace řídicích algoritmů s PID regulátory na reálném laboratorním modelu s uvažováním nelinearit systému

Ondřej Horáček

Diplomová práce

Design and Implementation of Control Algorithms with a PID Controller on a Real Laboratory Model with the Nonlinearities

Anotace:

Práce se zabývá realizací řídicích algoritmů na laboratorním modelu pro průmyslové řízení se systémy PLC. V teoretické části jsou shrnuty podmínky pro implementaci regulátorů, zvláště vícerozměrný regulační obvod v zapojení pro kaskádní regulaci. Dále je v práci popis laboratorního zařízení „Vodní svět,“ na kterém byla celá práce realizována. Hlavním tématem je potlačení nelinearity proporcionálního ventilu. K tomu byla vytvořena linearizační funkce, která za pomocí lineární interpolace vstupních dat vypočítává hodnotu otevření ventilu, pro kterou odpovídá požadovaný průtok v závislosti na tlaku, který je na vstupní straně proporcionálního ventilu. Dalším řešením potlačení nelinearity, byla realizace kaskádní regulace, kdy do obvodu byla přidána další regulovaná veličina – průtok. Srovnání kaskádní regulace, regulace s pomocí linearizační funkce a přímé regulace je provedeno na konci práce.

Abstract:

The work deals with the implementation of control algorithms on a laboratory model for industrial control systems PLC. In the theoretical section are summarizes the conditions for the implementation of the controller, especially multidimensional control circuit connected for cascade control. It is the job description of laboratory equipment "Water World," in which all the work was realized. The main issue is the suppression of nonlinearity proportional valve. It was created linearization block using linear interpolation of input data for compute the valve opening, which corresponds to the set flow rate depending on the pressure, which is on the input of the proportional valve. Another solution for suppression of nonlinearity is the implementation of cascade control, when was added to the circuit another controlled variable – flow. Comparison of cascade control, linearizing control block and direct control is performed at the end of the work.

Klíčová slova

PID regulátor, PLC, kaskádní regulace, linearizace, proporcionální ventil, SIMATIC S7

Keywords

PID control, PLC, cascade control, linearization, proportional valve, SIMATIC S7

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2013
• Vedoucí: Jiří Koziorek
• Oponent: Jaroslav Tyšer

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika