[05] PLC 중급 강좌

[05] PLC 중급 강좌

2. 아날로그 유니트

 

2.4. 온도 조절 모듈

(1) Q64TCTT，Q64TCRT
◈ Q64TCTT, Q64TCRT는 외부의 온도 센서로부터의 입력값을 16비트 부호 BIN(바이너리) 데이터로 변환하고 목표 온도가 되도록 PID 연산을 실시하여 트랜지스터 출력으로 외부로 출력하는 온도 조절을 목적으로 한 모듈입니다.
◈ Q64TCTT, Q64TCRT에서는 PID 연산을 하기 위한 비례대(P), 적분 시간(I), 미분 시간(D)을 오토 튜닝 기능으로 자동 설정할 수 있습니다.
◈ Q64TCTT에는 K, J, T, B, S, E, R, N, U, L, PLⅡ, W5Re/W26Re 타입의 열전대를 접속할 수 있습니다. 또한 Q64TCRT에는 Pt100, JPt100 타입의 백금측온저항체를 접속할 수 있습니다.

(2) Q64TCTTBW, Q64TCRTBW
Q64TCTTBW, Q64TCRTBW는 Q64TCTT, Q64TCRT에 외부의 전류 센서로부터의 입력을 기초로 히터 단선 검출을 실시하는 기능을 갖게 한 모듈입니다.

(3) PID 제어 
Q64TC에서는 측정값 불완전 미분형 PID 제어를 실시할 수 있습니다.
측정값 불완전 미분형 PID 제어는 미분 동작의 입력에 일차 지연 필터를 넣어, 고주파 노이즈 성분을 제거하여 편차(E)에 대해서 PID 연산을 실시하는 방식입니다. 

 
Q64TC의 연산식을 아래에 나타냅니다.
MVn＝MVn－1＋(TD/τ＋η･TD) * [(PVn－1－PVn)－τ/TD * MVn－1]
τ ：샘플링 주기
MV ：불완전 미분 출력
PV ：측정값
TD ：미분 시간
1/η ：미분 게인

Q64TC는 역동작과 정동작에 의해 PID 연산을 실시합니다.
◈ 역동작: 역동작은 조작량(MV)이 증가하면 측정값(PV)이 증가하여 목표값(SV)에 가까워지는 동작입니다. 역동작은 가열 제어를 할 경우에 유효합니다.
◈ 정동작: 정동작은 조작량(MV)가 증가하면 측정값(PV)이 감소하여 목표값(SV)에 가까워지는 동작입니다. 정동작은 냉각 제어를 할 경우에 유효합니다.

◈ 비례 동작 (P동작): 비례 동작은 편차(목표값과 측정값과의 차이)에 비례한 조작량을 알 수 있는 동작입니다. 조작량은 －5.0~105.0％까지의 사이를 변화합니다. 비례 동작에서는 옵셋(잔류 편차)이 발생합니다.

◈ 적분 동작(I동작): 적분 동작은 편차가 발생했을 때 그 편차를 없애도록 연속적으로 조작량을 변화시키는 동작입니다. 비례 동작에서 발생한 옵셋을 없앨 수 있습니다.

◈ 미분 동작(D동작): 미분 동작은 편차를 발생했을 때 편차를 없애도록 변화 속도에 비례한 조작량을 늘리는 동작입니다. 미분 동작에서는 외란 등에 의해 제어 대상이 크게 변동하는 것을 막을 수 있습니다. 

◈ PID동작은 비례 동작 + 적분 동작 + 미분 동작에 의해 산출한 조작량으로 제어를 합니다.

(4) 입출력 신호
Q64TC는 PLC CPU와의 신호 교신에 입력 16점, 출력 16점을 사용하고 있습니다.

(5) 주요 버퍼메모리
소수점 위치(버퍼메모리 어드레스：1H~4H)
경보 발생 내용(버퍼메모리 어드레스：5H~8H)
온도 측정값(PV값, 버퍼메모리 어드레스：9H~CH)
조작량(MV값, 버퍼메모리 어드레스：DH~10H)
입력 범위(버퍼메모리 어드레스：20H, 40H, 60H, 80H)
목표값(SV) 설정(버퍼메모리 어드레스：22H, 42H, 62H, 82H)
PID 정수 설정(버퍼메모리 어드레스：23H~25H, 43H~45H, 63H~65H, 83H~85H）
경보 알람 1~4의 설정(버퍼메모리 어드레스：26H~29H, 46H~49H, 66H~69H, 86H~89H)
상하한 출력 리미터 설정(버퍼메모리 어드레스：2AH, 2BH, 4AH, 4BH, 6AH, 6BH, 8AH, 8BH)
제어 응답 파라미터 설정(버퍼메모리 어드레스：31H, 51H, 71H, 91H)
정동작/역동작 설정(버퍼메모리 어드레스：36H, 56H, 76H, 96H)
상하한 설정 리미터(버퍼메모리 어드레스：37H, 38H, 57H, 58H, 77H, 78H, 97H, 98H)

프로그램 예제 2.4  

2.4 Intelligent PGM.gxw

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