Høgskolen i Agder: MAS107 Reguleringsteknikk

Lab: Hardware-in-the-loop simulation med industriell PID-regulator (Fuji PYX5)

Hva laboppgaven dreier seg om

Hardware-in-the-loop-simulering eller HIL-simulering er å bruke det aktuelle automatiseringssutstyret (f.eks. en industriell PID-regulator eller en PLS eller en prototype av en egenutviklet styringsenhet) til å regulere eller styre en simulert prosess. Simulatoren må da kjøre i sann tid eller i skalert sann tid. En slik simulator er gjerne implementert i en PC. Aktuelle simuleringsverktøy er LabVIEW Simulation Module og Simulink. Hensikten med HIL-simulering kan være testing eller opplæring.

I denne laboppgaven skal dere utføre HIL-simulering der regulatoren er industriregulatoren Fuji PYX5, mens prosessimulatoren skal implementeres i LabVIEWs Simulation Module.

Utstyr

Organisering

Informasjon. (Faglærer gir en felles orientering om regulatoren onsdag 3.5 kl 0930-0945.)

Praktiske opplysninger

  • Vær 100% sikre på at ledninger koples korrekt. Feilkoplinger kan medføre at utstyr blir ødelagt.

Oppgaver

  1. Konfigurer regulatoren som angitt nedenfor, jf. Appendix 5: Parameter List i manualen (ikke alle parametrene i App. 5 fins i denne regulatoren). Bruk manualen til å finne informasjon om de enkelte parametrene. Parametrene nedenfor står i samme rekkefølge som i regulatoren.
    • LOCK = 3
    • OUT1: No setting required.
    • MOD = Man (= Manual)
    • AT = OFF
    • P = 100
    • I = 0
    • D = 0
    • AR = 100 (don't care about the meaning of this parameter)
    • MAN = 0
    • AL1T = 0001 (an alarm parameter, but don't care about the precise meaning of it)
    • AL11 = 90 (don't care)
    • A11H = 1 (don't care)
    • AL2T = 0002 (don't care)
    • AL21 = 10 (don't care)
    • A21H = 1 (don't care)
    • Loop = 0 (dont care)
    • PVT = 4111
    • PVF = 100
    • PVB = 0
    • PVD = 0
    • TF = 1.0 (time constant of measurement lowpass filter)
    • SFT = 0
    • SVH = 100
    • SVL = 0
    • CTRL = PID
    • DT = 0.5 (the effective value of this parameter is 0.5 no matter the value set)
    • REV1 = REV
    • TC-1 = 2 (this parameter is however not active)
    • MV-H = 100
    • MV-L = 0
    • BURN = 1 (don't care about the meaning of this parameter)
       

  2. Implementer følgende: PID-regulatoren Fuji PYX5 skal regulere en simulert prosess som kjører i sann tid på PC'en. Regulatoren skal være koplet til den simulerte prosessen via I/O-enheten USB-6008/6009. Prosessen skal være i form av en 1. ordens transferfunksjon med forsterkning 1 og tidskonstant 1 i serie med en tidsforsinkelse på 1 sek. Settpunktet kan være 50%. Legg inn en simulert forstyrrelse som skal kunne stilles inn via frontpanelet. Forstyrrelsen skal adderes til pådragssignalet (det er typisk i virkelige prosesser at prosessforstyrrelser angriper prosessen på "samme" sted dynamisk sett som der pådraget virker). Simulatoren skal implementeres i LabVIEW Simulation Module. Tidsskrittet skal være 0,1 sek. Pådraget og prosessutgangen skal plottes i hvert sitt diagram.

  3. Kjør en auto-tuning. Hva blir verdiene av PID-parametrene (Kp, Ti og Td)?

  4. Endre forstyrrelsen f.eks. som et sprang. Observer hvordan PID-regulatoren kompenserer for forstyrrelsen. Klarer regulatoren å bringe prosessutgangen tilbake til settpunktet etter spranget i forstyrrelsen?

  5. Hvordan går det med stabiliteten av reguleringsssystemet dersom prosessens tidsforsinkelse øker?

  6. Hva skjer med reguleringssystemets stabilitet dersom regulatoren settes i direktemodus?

[Emnets hjemmeside] [Framdriftsplanen]

Oppdatert 2.5.06 av Finn Haugen, lærer. E-postadresse: finn@techteach.no.