Apostila-PID

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ANEXO I
CONTROLE PROPORCIONAL 
INTEGRAL E DERIVATIVO 
UTILIZANDO OS BLOCOS
CONT_C, CONT_S E PULSEGEN
CONTROLE PROPORCIONAL INTEGRAL E DERIVATIVO
1 - RESUMO
Uma das mais ambiciosas aplicações do controle PID que podemos destacar no século 
20, é sem dúvida alguma a exploração das naves Voyager nos planetas do sistema solar por 
volta dos anos 80. Neste controle foram utilizadas as gravidades dos planetas para economizar 
combustível, e assim tomar um impulso para atingir outro planeta. Porém, havia uma 
importância muito grande do controle PID, pois para que a nave não colidisse com o planeta, 
os motores deveriam ser acionados, de forma a nave desse apenas um ricochete na atmosfera 
(tragetória tangente) do planeta.
O controle PID ajudou muito também nos processos industriais mais complexos, onde 
se fez necessário um controle em malha fechada. Não se pode negar que é muito difícil um 
controle destas malhas sem a ajuda de um equipamento eletrônico ou mesmo um PLC.
Deve-se saber que o controle PID nada mais é do que manter uma variável de 
processo (PV) em um valor de referência (SP) desejado, a partir da manipulação da variável 
de controle (CV). 
Na vida prática seria o mesmo que aquecer um alimento no forno de microondas a 
uma determinada temperatura. O valor de temperatura digitado no painel serve como um 
Setpoint (SP), a temperatura real medida dentro do forno é a variável de processo (PV), e a 
potência entregue ao circuito eletrônico do forno é a variável de controle (CV).
Existem fórmulas muito complexas para se fazer este controle, e normalmente o 
estudo por estas fórmulas exigiria um cálculo matemático muito grande, e inútil, pois o PLC 
faz todo o serviço pesado sem a necessidade de se fazer uma única conta. Dessa forma, o 
nosso estudo se resumirá a entendermos que a fórmula trabalha com três parâmetros que 
devem ser definidos de acordo com o processo que se está sintonizando (método de 
adequação das constantes ao processo). Estes parâmetros são chamados Kp (constante 
proporcional), Ki (constante integral) e Kd (constante derivativa).
Uma das fórmulas mais utilizadas é a mostrada a seguir:
 t
Output = Kc [(E) + 1 ⌠ (E)dt + Td * d(PV) ] + Bias 
 Ti ⌡0 dt
 
sendo que o erro é igual a: E = SP – PV ou E = PV - SP
2
Vemos no desenho acima um controle para uma malha fechada onde se controla a 
temperatura em função de uma variação da tensão entregue a carga resistiva.
O sinal do PT100 (em mV) vai para o Transdutor de temperatura (TT), que por sua 
vez manda um sinal de 4 a 20mA (0 a 20mA, 0 a 10V ou 0 a 5V, etc.) para o cartão analógico 
de entrada. Por outro lado temos o cartão de saída entregando um sinal de 4 a 20mA para o 
driver do banco de resistências, que controla a potência consumida na carga resistiva.
Na figura acima podemos notar um diagrama esquemático, baseado nos seguintes 
parâmetros:
 Setpoint (SP): Valor de referência que o operador do processo deve introduzir.
 Variável de Processo (PV): Valor da variável que está sendo lida por um sensor.
 Variável de Controle (CV): Valor que normalmente é controlado pelo controle PID.
 Erro (E): é a diferença entre o SP e a PV ou vice-versa.
 Feedforward ou Bias: são turbulências que ocorrem por efeitos alheios ao processo.
Constantes da equação PID: a equação necessita das constantes Kp, Ki e Kd sejam 
sintonizadas de acordo com o processo que estiverem trabalhando.
2 - CONTROLE PROPORCIONAL
3
Uma das ações de controle é a proporcional que faz com que tenhamos uma 
aproximação rápida da Variável de Processo (em relação ao setpoint), sem sobretudo atingi-
la. Uma das desvantagens deste controle quando aplicado é que ele gera um offset que pode 
ser visto com mais detalhes no gráfico a seguir.
3 – CONTROLE INTEGRAL
A ação integral nos permite buscar e alcançar o set point, mas ela causa um transtorno 
muito grande que é o overshut (sobresinal). Assim pode-se perder o controle ou causar danos 
dependendo da intensidade deste overshut. 
4 – CONTROLE DERIVATIVO
Há um último controle a ser feito que é o derivativo, este é extremamente 
necessário quando queremos controlar malhas lentas, por exemplo, de temperatura. Como 
sempre temos aqui também um inconveniente que são as oscilações ocorridas logo depois da 
variável de processo atingir o setpoint.
4
5 - CONTROLE CONTÍNUO COM SFB41 “CONT_C”
Introdução
 
SFB 41 " CONT_C " é usado em PLC´s SIMATIC S7 para controle de processos com 
entradas contínuas e saídas variáveis. Durante a parametrização, você pode ativar ou desativar 
alguns parâmetros do controlador PID para adaptar o controlador ao processo. 
 
Aplicação
 
Você pode usar o controlador como um PID de setpoint fixo ou como multi-loop com 
controles em cascata, misto ou controlador de relação. Os parâmetros do controlador são 
baseadas no algoritmo controle PID e na amostragem do sinal analógico, se necessário pode-
se incluir um estágio de gerador de pulsos para modificar a saída dos sinais para dois ou três 
passos controlando assim,atuadores proporcionais. 
 
Descrição
 
Uma parte dos parâmetros de setpoint em paralelo com o variável de processo, o SFB 
implementa um controlador de PID completo com manipulação da variável de saída contínua 
e a opção de influenciar o valor de saída manualmente. 
A seguir, você achará uma descrição detalhada dos parâmetros:
 
Setpoint
 
O setpoint é inserido em formato de ponto-flutuante na entrada SP_INT. 
 
Variável de Processo
 
A variável de processo pode ser introduzida pela periferia de I/O (saída analógica) ou no 
formato de ponto-flutuante. O parâmetro CRP_IN converte o PV_PER valor periférico para 
um formato de ponto-flutuante de -100 a +100% de acordo com a seguinte fórmula:
 
 
A parâmetro PV_NORM normaliza a saída CRP_IN de acordo com a fórmula seguinte:
 
Saída de PV_NORM = (Saída de CPR_IN) * PV_FAC + PV_OFF
 
PV_FAC tem valor característico 1 e PV_OFF tem valor característico 0. 
 
Sinal de erro
 
A diferença entre o setpoint e a variável de processo é o sinal de erro. Suprimir uma oscilação 
constante pequena devido à aproximação da variável manipulada (por exemplo, na modulação 
de pulsos com a instrução PULSEGEN), uma Banda morta é aplicada ao sinal de erro 
(DEADBAND). Se DEADB_W = 0, a faixa morta é desativada. 
 
Algoritmo do PID
 
O algoritmo do PID opera como um algoritmo de posição. O proporcional, integral (INT), e 
derivado (DIF) são ações conectadas em paralelo e podem ser ativadas ou desativadas 
5
individualmente. Isto permite a configuração de controladores P, PI, PD, e PID. 
Controladores puramente integrais I ou derivativos D também são possíveis. 
 
Controle manual
 
É possível chavear entre um controle manual e o modo automático. No modo manual, a 
variável manipulada é corrigida a um valor previamente selecionado. O integrador (INT) é 
interiormente fixo a LMN - LMN_P - DISV e a unidade derivada (DIF) para 0 e desligada 
internamente. Isto significa que na troca para o modo automático não causará nenhuma 
mudança súbita no valor manipulado. 
 
Valor manipulado
 
O valor manipulado pode ser limitado a um valor selecionado que usa a parâmetro de 
LMNLIMIT. Bits indicam quando o limite é excedido pela variável de entrada. 
A parâmetro de LMN_NORM normaliza a saída de LMNLIMIT de acordo com a seguinte 
fórmula:
 
LMN = (saída de LMNLIMIT) * LMN_FAC + LMN_OFF
 
LMN_FAC tem valor característico 1 e LMN_OFF tem valor característico 0. 
 
O valor manipulado também está disponívelno formato periférico. O CPR_OUT funciona 
convertendo valor de ponto-flutuante LMN para um valor periférico de acordo com a 
seguinte fórmula:
 
Controle Feedforward
 
Uma variável de perturbação pode ser alimentada pela entrada DISV. 
 
Inicialização
 
SFB41 " CONT_C " tem uma rotina de inicialização que é executada quando o parâmetro de 
entrada COM_RST é verdadeiro. 
 
Durante inicialização, o integrador é fixado internamente para o valor inicial I_ITVAL. 
Quando é chamado um ciclo de interrupção com prioridade de classe, ele começa a trabalhar 
com este valor. 
 Todas as outras saídas são fixadas nos valores iniciais. 
 
Informação de erro
 
O parâmetro de saída de erro RET_VAL não é usado. 
Diagrama em blocos do CONT_C
 
6
7
Parâmetros de Entrada
Os parâmetros da tabela a seguir representam as entradas do bloco SFB41 “CONT_C”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de Valores Valor 
Inicial
Descrição
COM_RST BOOL FALSE Reinício Completo (COMPLETE RESTART)
 O bloco tem uma rotina de inicialização que é processada
 quando esta entrada é acionada.
MAN_ON BOOL TRUE Controle em Manual (MANUAL VALUE ON)
 Se esta entrada é acionada, o loop de controle é 
 interrompido, e um valor é enviado para a variável manipulada
PVPER_ON BOOL FALSE Variável de Processo vindo da periferia
 (PROCESS VARIABLE PERIPHERAL ON)
 Se a variável de processo é lida da periferia de I/O, a entrada
 PV_PER precisa ser configurada com um endereço de
 periferia.
P_SEL BOOL TRUE Liga Ação Proporcional (PROPORTIONAL ACTION ON)
 As ações no PID podem ser ativadas ou desativadas 
 individualmente no algoritmo PID. A ação proporcional P é 
 ligada quando esta entrada for acionada.
I_SEL BOOL TRUE Liga Ação Integral (INTEGRAL ACTION ON)
 As ações no PID podem ser ativadas ou desativadas 
 individualmente no algoritmo PID. A ação integral I é 
 ligada quando esta entrada for acionada.
INT_HOLD BOOL FALSE Ação Integral Congelada (INTEGRAL ACTION HOLD)
 A saída do Integrador pode ser congelada quando esta 
 entrada for ativada.
I_ITL_ON BOOL FALSE Inicialização da Ação Integral 
 (INITIALIZATION OF THE INTEGRAL ACTION ON)
 A saída do Integrador pode receber o valor inicial de
 I_ITL_VAL quando esta entrada for ativada.
D_SEL BOOL FALSE Liga Ação Derivativa (DERIVATIVE ACTION ON)
 As ações no PID podem ser ativadas ou desativadas 
 individualmente no algoritmo PID. A ação Derivativa D é 
 ligada quando esta entrada for acionada.
CYCLE TIME >= 1 ms T#1s Tempo de Amostragem (SAMPLING TIME)
 O tempo entre a chamada do bloco precisa ser constante.
 O tempo de amostragem especificado nesta entrada equivale
 ao tempo entre as chamadas do bloco.
SP_INT REAL -100.0 to +100.0 0.0 Setpoint Interno (INTERNAL SETPOINT)
 (%) (ou valor 1) É o valor de referência utilizado para o controle PID
PV_IN REAL -100.0 to +100.0 0.0 Entrada da Variável de Processo (PROCESS VARIABLE IN)
 (%) (ou valor 1) Um valor inicial pode ser especificado quando a entrada da
 variável de processo ou variável de processo externa em 
 formato de ponto flutuante.
PV_PER WORD W#16#
0000
Variável de Processo Periférica
 (PROCESS VARIABLE PERIPHERAL)
 A Variável de Processo vinda da periferia de I/O será a 
 entrada do controlador como parâmetro.
MAN REAL -100.0 to +100.0 0.0 Valor da Saída em Manual (MANUAL VALUE)
 (%) (ou valor 2) Esta entrada é usada para enviar um valor 
 direto para a saída, sem controle do PID. 
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de Valores Valor 
Inicial
Descrição
GAIN REAL 2.0 Ganho Proporcional (PROPORTIONAL GAIN)
 É o ganho especificado para o controle proporcional P
8
TI TIME >= CYCLE T#20s Tempo da Integral (RESET TIME)
 O tempo de Integral especificado para o controle Integral.
TD TIME >= CYCLE T#10s Tempo Derivativo (DERIVATIVE TIME)
 O tempo de Integral especificado para o controle Integral.
TM_LAG TIME >= CYCLE/2 T#2s Tempo de atraso da Ação Derivativa
 (TIME LAG OF THE DERIVATIVE ACTION)
 O algoritmo da ação derivativa inclui o tempo de atraso que é
 definido por esta entrada.
DEADB_W REAL >= 0.0 (%) 0.0 Largura da Banda Morta (DEAD BAND WIDTH)
 (ou valor 1) A Banda Morta é definida para o valor do erro, permitindo que 
 se tenha uma margem de ação na ação do controle.
LMN_HLM REAL LMN_LLM..100.0 100.0 Limite Máximo da Variável Manipulada 
 (%) (ou valor 2) (MANIPULATED VALUE HIGH LIMIT)
 O valor da Variável Manipulada é sempre limitado pelo limite
 máximo e limite mínimo. O limite máximo define um valor que
 não poderá ser ultrapassado, com o risco de danos ao 
 equipamento, caso isso aconteça.
LMN_LLM REAL -100.0..LMN_HLM 0.0 Limite Mínimo da Variável Manipulada 
 (%) (ou valor 2) MANIPULATED VALUE LOW LIMIT
 O valor da Variável Manipulada é sempre limitado pelo limite
 máximo e limite mínimo. O limite mínimo define um valor que
 não poderá ser ultrapassado, com o risco de danos ao 
 equipamento, caso isso aconteça.
PV_FAC REAL 1.0 Fator da Variável de processo
 PROCESS VARIABLE FACTOR
 Esta entrada equivale a valor que multiplicará a variável de
 processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
PV_OFF REAL 0.0 Ajuste da Variável de Processo
 PROCESS VARIABLE OFFSET
 Esta entrada equivale a valor que será adicionado a variável 
 de processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
LMN_FAC REAL 1.0 Fator da Variável Manipulada
 MANIPULATED VALUE FACTOR
 Esta entrada equivale a valor que multiplicará a variável de
 processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
LMN_OFF REAL 0.0 Ajuste da Variável Manipulada
 MANIPULATED VALUE OFFSET
 Esta entrada equivale a valor que será adicionado a variável 
 de processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
I_ITLVAL REAL -100.0 to +100.0 0.0 Valor inicial da Ação Integral
 (%)(ou valor 2) INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL ACTION
 A saída do integrador será configurada com o valor aplicado 
 quando a entrada I_ITL_ON for acionada.
DISV REAL -100.0 to +100.0 0.0 Variável de Distúrbio
 (%)(ou valor 2) DISTURBANCE VARIABLE
 Para controle de feedforward (antecipativo) utiliza-se o valor 
 indicado nesta entrada
9
Parâmetros de Saída
Os parâmetros da tabela a seguir representam as saídas do bloco SFB41 “CONT_C”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de 
Valores
Valor 
Inicial
Descrição
LMN REAL 0.0 Variável Manipulada
 MANIPULATED VALUE
 A variável manipulada efetiva de saída no formato ponto flutuante.
LMN_PER WORD 
W#16#0
000 Variável Manipulada da Periferia
 MANIPULATED VALUE PERIPHERAL
 A variável manipulada efetiva de saída no formato da saída para 
 a periferia de I/O.
QLMN_HLM BOOL FALSE Limite Alto da variável Manipulada
 HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED 
 O valor da Variável Manipulada é sempre limitado pelo limite
 máximo e limite mínimo. O limite máximo define um valor que
 não poderá ser ultrapassado, com o risco de danos ao 
 equipamento, caso isso aconteça.
QLMN_LLM BOOL FALSE Limite Baixo da variável Manipulada
 LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED
 O valor da Variável Manipulada é sempre limitado pelo limite
 máximo e limite mínimo. O limite mínimo define um valor que
 não poderá ser ultrapassado, com o risco de danos ao 
 equipamento, caso isso aconteça.
LMN_P REAL 0.0 Componente Proporcional
 PROPORTIONAL COMPONENT
 Esta saída contem o valor da componente proporcional da
 variável manipulada
LMN_I REAL 0.0 Componente Integral
 INTEGRAL COMPONENT
 Esta saída contem o valor da componente integral da
 variável manipulada
LMN_D REAL 0.0 Componente Derivativo
 DERIVATIVECOMPONENT
 Esta saída contem o valor da componente derivativo da
 variável manipulada
PV REAL 0.0 Variável de Processo
 PROCESS VARIABLE
 O valor efetivo da variável de processo no formato de ponto 
 flutuante.
ER REAL 0.0 Sinal de Erro
 ERROR SIGNAL
 O valor efetivo da variável de erro no formato de ponto 
 flutuante.
10
6 - CONTROLE DE PASSO COM SFB42 “CONT_S”
Introdução
 
SFB 42 " CONT_S " é usado em PLC´s SIMATIC S7 para controle de processos em 
variáveis de controle manipuladas por controle digital para integração em atuadores. Durante 
a parametrização, você pode ativar ou desativar alguns parâmetros do controlador PI para 
adaptar o controlador ao processo. 
 
Aplicação
 
Você pode usar o controlador como um PI de setpoint fixo ou como single-loop em cascata, 
misto ou controlador de relação. Os parâmetros do controlador são baseados no algoritmo de 
controle PI e na amostragem suplementar do controlador pelas funções, gerando um sinal de 
saída binário vindo do sinal analógico do atuador.
 
Descrição
 
Uma parte dos parâmetros de setpoint em paralelo com o variável de processo, o SFB 
implementa um controlador PI completo com manipulação da variável de saída contínua e 
existe a opção de influenciar no valor de saída manualmente. 
A seguir, você achará uma descrição detalhada dos parâmetros:
 
Setpoint
 
O setpoint é inserido em formato de ponto-flutuante na entrada SP_INT. 
 
Variável de Processo
 
A variável de processo pode ser introduzida pela periferia de I/O (saída analógica) ou no 
formato de ponto-flutuante. O parâmetro CRP_IN converte o PV_PER valor periférico para 
um formato de ponto-flutuante de -100 a +100% de acordo com a seguinte fórmula :
 
 
A parâmetro PV_NORM normaliza a saída CRP_IN de acordo com a fórmula seguinte:
 
Saída de PV_NORM = (Saída de CPR_IN) * PV_FAC + PV_OFF
 
PV_FAC tem valor característico 1 e PV_OFF tem valor característico 0. 
 
Sinal de erro
 
A diferença entre o setpoint e a variável de processo é o sinal de erro. Suprimir uma oscilação 
constante pequena devido à aproximação da variável manipulada (por exemplo, na modulação 
de pulsos com a instrução PULSEGEN), uma Banda morta é aplicada ao sinal de erro 
(DEADBAND). Se DEADB_W = 0, a faixa morta é desativada. 
 
Algoritmo do PI
 
O algoritmo do PI opera sem uma realimentação de posição. A ação integral do algoritmo PI 
assume o sinal de realimentação de posição calculada em um integrador (INT) e comparada 
com uma ação proporcional atrasada com um valor de realimentação. A diferença é aplicada 
11
em um elemento THREE_ST e um gerador de pulsos (PULSEOUT) que gera os pulsos para 
o atuador. A freqüência chaveada do controlador pode ser reduzida para adaptações de 
thershold no elemento three-step.
 
Controle Feedforward
 
Uma variável de perturbação pode ser alimentada pela entrada DISV. 
 
Inicialização
 
SFB42 " CONT_S " tem uma rotina de inicialização que é executada quando o parâmetro de 
entrada COM_RST é verdadeiro. Todas as outras saídas são fixadas nos valores iniciais. 
 
Informação de erro
O parâmetro de saída de erro RET_VAL não é usado.
Diagrama em blocos do CONT_C
Parâmetros de Entrada
Os parâmetros da tabela a seguir representam as entradas do bloco SFB42 “CONT_S”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de Valores Valor 
Inicial
Descrição
COM_RST BOOL FALSE Reinício Completo (COMPLETE RESTART)
 O bloco tem uma rotina de inicialização que é processada
12
 quando esta entrada é acionada.
LMNR_HS BOOL FALSE Sinal de limite alto de realimentação 
(HIGH LIMIT OF POSITION FEEDBACK SIGNAL)
 O Sinal de limite superior de parada do atuador é acionado 
 quando a entrada do Sinal de limite alto de realimentação
estiver verdadeira.
LMNR_LS BOOL FALSE Sinal de limite baixo de realimentação 
(LOW LIMIT OF POSITION FEEDBACK SIGNAL)
 O Sinal de limite inferior de parada do atuador é acionado 
 quando a entrada do Sinal de limite baixo de realimentação
estiver verdadeira.
LMNS_ON BOOL FALSE Sinal de modo manual ligado 
(MANUAL ACTUATING SIGNALS ON)
 O Sinal de saída do atuador é chaveado para manual quando 
 esta entrada estiver ativada.
LMNUP BOOL FALSE Sinal do atuador alto
(ACTUATING SIGNALS UP)
 Com valor do sinal do atuador em alto, a saída QLMNUP será 
 ligada quando esta entrada estiver atuada.
LMNDN BOOL FALSE Sinal do atuador baixo 
(ACTUATING SIGNALS DOWN)
 Com o valor do sinal do atuador baixa, a saída QLMNDN será
 ligada quando esta entrada estiver atuada.
CYCLE TIME >= 1 ms T#1s Tempo de Amostragem (SAMPLING TIME)
 O tempo entre a chamada do bloco precisa ser constante.
 O tempo de amostragem especificado nesta entrada equivale
 ao tempo entre as chamadas do bloco.
SP_INT REAL -100.0 to +100.0 0.0 Setpoint Interno (INTERNAL SETPOINT)
 (%) (ou valor 1) É o valor de referência utilizado para o controle PID
PV_IN REAL -100.0 to +100.0 0.0 Entrada da Variável de Processo (PROCESS VARIABLE IN)
 (%) (ou valor 1) Um valor inicial pode ser especificado quando a entrada da
 variável de processo ou variável de processo externa em 
 formato de ponto flutuante.
PV_PER WORD W#16#
0000
Variável de Processo Periférica
 (PROCESS VARIABLE PERIPHERAL)
 A Variável de Processo vinda da periferia de I/O será a 
 entrada do controlador como parâmetro.
GAIN REAL 2.0 Ganho Proporcional (PROPORTIONAL GAIN)
 É o ganho especificado para o controle proporcional P
TI TIME >= CYCLE T#20s Tempo da Integral (RESET TIME)
 O tempo de Integral especificado para o controle Integral.
 definido por esta entrada.
DEADB_W REAL >= 0.0 (%) 0.0 Largura da Banda Morta (DEAD BAND WIDTH)
 (ou valor 1) A Banda Morta é definida para o valor do erro, permitindo que 
 se tenha uma margem de ação na ação do controle.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de Valores Valor 
Inicial
Descrição
PV_FAC REAL 1.0 Fator da Variável de processo
 PROCESS VARIABLE FACTOR
 Esta entrada equivale a valor que multiplicará a variável de
 processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
PV_OFF REAL 0.0 Ajuste da Variável de Processo
 PROCESS VARIABLE OFFSET
 Esta entrada equivale a valor que será adicionado a variável 
 de processo, fazendo assim uma adaptação desta variável à 
 faixa que está sendo utilizada no programa.
13
PULSE_TM TIME >=CYCLE T#3s Tempo Mínimo de subida do pulso
(MINIMUM PULSE TIME)
A duração mínima de subida do pulso pode ser endereçada 
pela 
entrada neste parâmetro.
BREAK_TM TIME >=CYCLE T#3s Tempo Mínimo de descida do pulso
(MINIMUM PULSE TIME)
A duração mínima de descida do pulso pode ser endereçada
pela entrada neste parâmetro.
MTR_TM TIME >=CYCLE T#30s Tempo de atuação do Motor
(MOTOR ACTUATING TIME)
O tempo requerido pelo atuador para funcionar entre uma 
parada e outra deve ser introduzida neste parâmetro.
DISV REAL -100.0 to +100.0 0.0 Variável de Distúrbio
 (%)(ou valor 2) DISTURBANCE VARIABLE
 Para controle de feedforward (antecipativo) utiliza-se o valor 
 indicado nesta entrada
Parâmetros de Saída
Os parâmetros da tabela a seguir representam as saídas do bloco SFB42 “CONT_S”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de 
Valores
Valor 
Inicial
Descrição
QLMNUP BOOL FALSE Sinal alto no atuador
 (ACTUATING SIGNAL UP)
 Esta saída é ligada quando, a válvula atuadora é aberta.
QLMNDN BOOL FALSE Sinal baixo no atuador
 (ACTUATING SIGNAL DOWN)
 Esta saída é ligada quando, a válvula atuadora é fechada.
PV REAL 0.0 Variável de Processo
 PROCESS VARIABLE
 O valor efetivo da variável de processo no formato de ponto 
 flutuante.
ER REAL 0.0 Sinal de Erro
 ERROR SIGNAL
 O valor efetivo da variável de erro no formato de ponto 
 flutuante.
146 – GERADOR DE PULSOS COM SFB453 “PULSEGEN”
Introdução
 
O SFB43 “PULSEGEN” é usado para estruturar o controlador PID para produção de 
pulsos para atuadores proporcionais.
Aplicação
Usando SFB43 “PULSEGEN”,dois ou três passos de controlador PID com pulsos de 
modulação poderão ser configurados. A função normalmente é usada em conjunção com 
o controlador CONT_C contínuo”.
Descrição
A função de PULSEGEN transforma o introduza INV variável (= variável manipulada do 
controlador de PID) modulando a duração dos pulsos em um trem de pulsos com um período 
constante e corresponde ao tempo de ciclo a qual a variável de entrada é atualizada e que deve 
ser endereçada em PER_TM. 
A duração de uma pulsação por período é proporcional para a entrada variável INV. O ciclo 
endereçado em PER_TM não é idêntico ao ciclo de processo do SFB “PULSEGEN”. O ciclo 
de PER_TM é composto de vários ciclos de processo de SFB “PULSEGEN”, por meio do 
qual o número de SFB “PULSEGEN” chamado de Ciclo de PER_TM é a medida para a 
precisão da duração dos pulsos de modulação.
Se o valor de PER_TM for 30, isto equivale a dizer que em 10 ciclos do PULSEGEN, 
teremos:
• Estado Alto em QPOS durante 30% dos ciclos.
• Estado Baixo em QPOS durante 70% dos ciclos.
Diagrama em Blocos
15
Atualização da Variável Manipulada
Com um “ciclo de amostragem” de 1:10 (chamadas de CONT_C para o bloco PULSEGEN) a 
atualização da variável manipulada neste exemplo é restringida a 10%, em outras palavras, a 
entrada INV é ativada pode somente ser manipulada com pulsos na saída QPOS em intervalos 
de 10%. 
A precisão é aumentada se a freqüência de intervalos de chamada de CONT_C para o bloco 
FB “PULSEGEN” for aumentada.
Se PULSEGEN é chamado, por exemplo, 100 vezes mais freqüentemente por CONT_C, uma 
resolução de 1% de atualização da variável manipulado é alcançada.
OBS: A freqüência de atualização do bloco precisa ser programada pelo usuário.
Sincronismo Automático
É possível sincronizar a produção de pulsos com o bloco que atualiza o variável de entrada 
INV (por exemplo, CONT_C). Isto assegura que uma mudança no variável de entrada é 
repassada para a saída com agilidade. 
O gerador de pulsos avalia a variável de entrada INV a intervalos correspondentes ao o 
período PER_TM e converte o valor em um sinal de pulsos de duração correspondente. 
Se, porém, INV é calculado normalmente para um ciclo mais lento, o gerador de pulsos 
deverá começar a converter o valor discreto em um sinal de pulsos o mais rápido possível 
depois da atualização de INV. 
Para permitir isto, o bloco pode sincronizar o começo do período utilizando o seguinte 
procedimento:
Se INV muda e se a chamada do bloco não está nos primeiro ou últimos dois ciclos de 
chamada de um período, é executada a sincronização. A duração de pulsação é recalculada e 
no próximo ciclo a saída terá um período novo (veja Figura).
16
A sincronização automática pode ser desabilitada se a entrada SYN_ON for desligada 
(=FALSE).
OBS: Com a inicialização de um novo período, o valor anterior de INV (em outras palavras, 
de LMN) é atualizado para um trem de pulsos com maior ou menor freqüência de atualização 
definida pela sincronização.
Modos
Dependendo da forma de parametrização do gerador de pulsos, o controlador PID com três 
passos de saída ou com dois passos de saída poderá ser configurado. A tabela a seguir ilustra 
a configuração das chaves para os possíveis modos de trabalho.
Inicialização
 
SFB43 " PULSEGEN " tem uma rotina de inicialização que é executada quando o parâmetro 
de entrada COM_RST é verdadeiro. Todas as outras saídas são fixadas nos valores iniciais. 
 
Informação de erro
O parâmetro de saída de erro RET_VAL não é usado.
Parâmetros de Entrada
17
Os parâmetros da tabela a seguir representam as entradas do bloco SFB43 “PULSEGEN”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de Valores Valor 
Inicial
Descrição
INV REAL -100.0...100.0 (%) FALSE Variável de Entrada (INPUT VARIABLE)
 
Uma variável manipulada analógica é conectada nesta 
entrada.
PER_TM TIME >=20*CICLO T#1s Tempo do Período (PERIOD TIME)
 O período de tempo constante para a modulação é inserido 
nesta entrada. Ela corresponde ao tempo de amostragem do
controlador. A relação do tempo de amostragem do gerador 
de
pulsos e o tempo de amostragem que o controlador determina
a atualização do trem de pulsos.
P_B_TM TIME >= CICLO T#50msPulso mínimo/tempo de nível baixo 
(MINIMUM PULSE / BREAK TIME)
 O pulso mínimo ou mínimo tempo em nível baixo pode ser 
 endereçado nesta entrada.
RATIOFAC REAL 0.1...10.0 1.0 Fator de multiplicação (RATIO FACTOR)
A entrada do parâmetro RATIO FACTOR pode ser usada 
para 
 mudar a relação da duração dos pulsos positivos e negativos.
 
Em termos de processo, nós poderemos, por exemplo, 
permitir
Diferentes constantes de tempo para compensar aquecimento 
e resfriamento (por exemplo, em processos de aquecimento 
elétrico e resfriamento de água).
STEP3_ON BOOL TRUE Controle com três estados (THREE STEP CONTROL ON)
Com esta entrada ligada teremos o modo ativado para 
controle 
 de três estados, assim ambas as saídas estarão ativas.
ST2BI_ON BOOL FALSE Controle com dois estados
(TWO STEP CONTROL FOR BIPOLAR MANIPULATED 
 VALUE RANGE ON)
 
Com esta entrada ligada teremos o modo ativado para 
controle
de dois estados para a variável manipulada e controle de dois 
estados com faixa de valores monopolares.
MAN_ON BOOL TRUE Controle em Manual (MANUAL VALUE ON)
Se esta entrada é acionada, o loop de controle é
 interrompido, e um valor é enviado para a variável manipulada
POS_P_ON BOOL FALSE Pulso positivo ligado (POSITIVE PULSE ON)
 Em modo manual com o controle three-step , o sinal de saída 
 QPOS_P pode ser configurado por esta entrada.
NEG_P_ON BOOL FALSE Pulso negativo ligado (NEGATIVE PULSE ON)
 Em modo manual com o controle three-step , o sinal de saída 
 QPOS_P pode ser configurado por esta entrada.
SYN_ON BOOL TRUE Sincronismo Ligado (SYNCHRONIZATION ON)
 Na configuração desta entrada, é possível sincronizar 
 
automaticamente o bloco que atualiza a variável de entrada 
INV
Este procedimento irá mudar o mais rápido possível a 
atualização dos parâmetro de saída.
COM_RST BOOL FALSE Reinício Completo (COMPLETE RESTART)
 O bloco tem uma rotina de inicialização que é processada
 quando esta entrada é acionada.
CYCLE TIME >= 1 ms T#1s Tempo de Amostragem (SAMPLING TIME)
 O tempo entre a chamada do bloco precisa ser constante.
 O tempo de amostragem especificado nesta entrada equivale
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 ao tempo entre as chamadas do bloco.
Parâmetros de Saída
Os parâmetros da tabela a seguir representam as saídas do bloco SFB43 “PULSEGEN”.
Parâmetros Tipo de 
Dado
Faixa de 
Valores
Valor 
Inicial
Descrição
QPOS_P BOOL FALSE Pulso positivo de saída
 (OUTPUT POSITIVE PULSE)
 Este parâmetro de saída é ativado quando o sinal do pulso está alto.
No controle three-step a saída fica sempre no nível alto, quando a 
saída estiver ativada. No controle two-step a saída QNEG_P é 
sempre
o inverso da saída QPOS_P.
QNEG_P BOOL FALSE Pulso negativo de saída
 (OUTPUT NEGATIVE PULSE)
 
Este parâmetro de saída é ativado quando o sinal do pulso está 
baixo.
No controle three-step a saída fica sempre no nível baixo, quando a 
saída não estiver ativada. No controle two-step a saída QNEG_P é 
sempre o inverso da saída QPOS_P.
Exemplo Usando o PULSEGEN - MALHA DE CONTROLE
Usando o controlador contínuo CONT_C e o gerador de pulsos PULSEGEN, você pode 
implementar um controle com o setpoint fixo com o chaveamento da saída par atuadores 
proporcionais. A figura a seguir ilustra a seqüência básica do sinal numa malha de controle.
O controlador contínuo CONT_Cmanipula o valor de LMN, onde o PULSEGEN converte 
em sinais de pulso nas saída QPOS_P ou QNEG_P.
Chamada do bloco e conexão
O controlador com setpoint fixo e com chaveamento do sinal de saída para um atuador 
proporcional PULS_CTR consiste do bloco CONT_C e PULSEGEN. A chamada do bloco é 
implementada então quando CONT_C é chamado a cada 2 segundos (=CYCLE*RED_FAC) 
e PULSEGEN a cada 10ms (=CYCLE). O tempo de ciclo do OB35 é definido para 10ms. As 
conexões podem ser vistas na figura.
Durante a inicialização, o bloco PULS_CTR é chamado no OB100 e a entrada COM_RST é 
ativada (TRUE).
19
Valores iniciais para o exemplo utilizando controle de pulsos.
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	ANEXO I
	CONTROLE PROPORCIONAL INTEGRAL E DERIVATIVO UTILIZANDO OS BLOCOS
	CONT_C, CONT_S E PULSEGEN
	CONTROLE PROPORCIONAL INTEGRAL E DERIVATIVO
	Introdução
	Aplicação
	Descrição
	Setpoint
	Variável de Processo
	Sinal de erro
	Algoritmo do PID
	Controle manual
	Valor manipulado
	Controle Feedforward
	Inicialização
	Informação de erro
	Diagrama em blocos do CONT_C
	Variável de Processo Periférica
	Introdução
	Aplicação
	Descrição
	Setpoint
	Variável de Processo
	Sinal de erro
	Algoritmo do PI
	Controle Feedforward
	Inicialização
	Informação de erro
	Variável de Processo Periférica
	Tempo de atuação do Motor
	Introdução
	Aplicação
	Usando SFB43 “PULSEGEN”,dois ou três passos de controlador PID com pulsos de modulação poderão ser configurados. A função normalmente é usada em conjunção com o controlador CONT_C contínuo”.
	Descrição
	Diagrama em Blocos
	Atualização da Variável Manipulada
	Sincronismo Automático
	Inicialização
	Informação de erro
	Exemplo Usando o PULSEGEN - MALHA DE CONTROLE