Säätimen integroiminen sovelluskirjastoon

Abstract

Tavoitteena oli sovittaa uusi säädin vanhan säätimen tilalle olemassa olevaan säätötoimi-lohkoon Siemensin TIA Portal -ympäristössä. Uudesta säätimestä haluttiin selvittää kaikki uudet ominaisuudet ja niiden mahdollinen hyödyntäminen jatkokäyttöön. Tärkeimpänä ominaisuutena säätimessä on automaattinen viritystoiminto, jonka algoritmi haluttiin selvittää, samoin se onko säätimenautomaattisesta virittämisestä hyötyä käyttöönotois-sa. Opinnäytetyö tehtiin JEEC Oy:lle, joka tarjoaa korkealaatuista sähkö- ja automaatio-suunnittelua.

Työ toteutettiin Siemens TIA Portal -ohjelmistolla. Säädin integrointiin ja testattiin ensin simuloiduissa olosuhteissa ja tämän jälkeen valmis säätötoimilohko käyttöönotettiin Jy-väskylän ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Käyttöönotossa säätötoimilohkolla ohjat-tiin laboratorion vesiprosessin säätöventtiiliä. Toimilohkon automaattista viritystä kokeil-tiin kolmella erilaisella testillä: virtaussäätö, pintasäätö sekä pintasäätö kaskadisäätimellä.

Tuloksena saatiin kehitettyä säätötoimilohko, jossa on automaattinen viritystoiminto. Viritystoiminnosta saaduilla viritysparametreilla pystyttiin saamaan aikaiseksi stabiileja säätöpiirejä. Toiminnon havaittiin kuitenkin antavan joissain tilanteissa huonoja paramet-reja, joiden johdosta ei automaattiseen virittämiseen voida täysin luottaa.

Vaikka säätimeen automaattisen virittämisen hakemiin parametreihin ei voida täysin luottaa, voidaan sitä silti pitää suurena apuna hankalien kohteiden virittämisessä.

The purpose of this thesis was to integrate a new controller to the place of an existing controllers in the old control function block at Siemens TIA Portal environment. Addition-ally, the goal of the thesis was to find out all the new features and their possible utiliza-tion for further use. The most important feature of the new controller was the auto-tuning function, the algorithm of which needed to be investigated to find out about its function as well as its benefit when using it at startup. The thesis was assigned by JEEC Oy, a company that offers high-quality electrical and automation design.

The work was carried out using the Siemens TIA Portal software. First, the controller was integrated and tested in simulated conditions after which the ready control function block was tested in the laboratory at JAMK University of Applied Sciences. In the test, the control function block controlled water process with a control valve. The automatic tuning of the function block was tested using three different ways of testing: flow control, sur-face control and surface control with cascade controller.

The thesis resulted in the control function block with the auto-tuning function. The ob-tained tuning parameters made stable control loops. However, auto-tuning function was found to give bad parameters in some situations; consequently, the tuning cannot be trusted completely.

Even if the auto-tuning does not always reach the correct values can auto-tuning can still be considered a great asset for tuning on difficult objects.