Análise de diferentes setpoints e seu impacto na auto-sintonia em um controlador PID usando um CLP Siemens Simatic S7-1500

Autores

DOI:

https://doi.org/10.14488/1676-1901.v25i1.5332

Palavras-chave:

Automação industrial, Encoder, PID, Esteira, Sintonia

Resumo

Este estudo analisou e comparou a diferença nos resultados do autotune de um controle Proporcional Integral Derivativo (PID), com base em diferentes setpoints. Usou-se o Controlador lógico programável (CLP) do modelo SIMATIC S7-1500 e comparou-se o tempo de acomodação do sistema em diferentes velocidades. Nesse intuito, foi avaliado o uso da ferramenta de programação TIA Portal. Também foi avaliado o módulo de acesso, as conexões, a configuração e a otimização do controlador PID. O objetivo foi estudar o processo industrial de uma esteira para que faça movimentos e aceleração e redução de velocidade. Assim, o controle PID poderia otimizar o transporte de peças. Para o desenvolvimento e testes, foi usado um kit didático com uma esteira movida por motor de passo, no qual a velocidade é monitorada por um encoder incremental de 600 pulsos por revolução (PPR). Fez-se testes de sintonia para 25%, 50%, 75%, 90% e 100%. Excetuando o último teste, nos demais foi possível realizar o processo de sintonia automática e o sistema se comportou com um overshoot de menos de 5% em todos os casos. Percebeu-se que o sistema, mesmo que atuando de forma didática, atendeu as expectativas e permitiu o uso do recurso de sintonia automática.

 

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Jeanne Jacqueline de Souza, Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard, Taubaté, SP, Brasil.

Possui graduação em Engenharia de Produção Mecânica, pela Faculdade Anhanguera de Taubaté - SP (2014), e em Tecnologia Superior em Processamento de Dados, pela FAI de Santa Rita do Sapucaí – MG (1998). Atualmente é aluna da Pós-graduação em Automação Industrial e Robótica, pela Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard, de Taubaté-SP. Está cursando Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais pela UNIFESP, em São José dos Campos.

Julio Cesar Silva Massagrande, Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard, Taubaté, SP, Brasil.

Possui graduação em Tecnologia em Fabricação Mecânica pela Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard. Atualmente é aluno da Pós-graduação em Automação Industrial e Robótica, pela Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard, de Taubaté-SP.

Orlando Rosa Junior, Faculdade SENAI de Tecnologia Félix Guisard, Taubaté, SP, Brasil.

Possui Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica pela UNIFESP e graduação em Eng. Elétrica pela Universidade de Taubaté (2008). Atualmente é Instrutor de Formação Profissional III no - SENAI - Departamento Regional de São Paulo. Foi Professor de Ensino Superior I-A pela Faculdade de Tecnologia de Taubaté. Foi docente da Escola Técnica Professor Everardo Passos - ETEP Faculdades, no Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial. Leciona no Curso Técnico de Mecatrônica, Aprendizagem Industrial - Ocupação Eletricista de Manutenção. Foi docente no Curso Superior de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas (ADS). Atua em Cursos de Aprendizagem, Técnico, Graduação e Pós-Graduação do SENAI-SP.

Referências

ASTROM, K. J.; HAGGLUND, T. PID Controllers: Theory, Design, and Tuning. 2 ed. Estados Unidos: ISA, 1995.

BATISTA, E. D. S. Instrumentação e controle de esteira transportadora utilizando CLP. Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG, 2015. Disponível em: https://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18515. Acesso em: 15. ago. 2023.

CHENG-CHING, Y. Autotuning of PID Controllers. Disponível em: https://www.google.com.br/books/edition/Autotuning_of_PID_Controllers/HCjWqgIhHh0C?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=PID&pg=PA20&printsec=frontcover. Acesso em: 11 ago. 2023.

COMINOS, P.; MUNRO, N. PID controllers: Recent tuning methods and design to specification. Control Theory and Applications, IEEE Proceedings. v. 149, p. 46, 2020. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/3352456_PID_controllers_Recent_tuning_methods_and_design_to_specification. Acesso em: 08 ago. 2023.

DUCA, O. Event-Based PID Control of a Flexible Manufacturing Process. Perspectives and Challenges in Doctoral Research, Romênia, v. 7, n. 4, set., 2022. Disponível em: https://www.mdpi.com/2411-5134/7/4/86. Acesso em: 15 ago. 2023.

HOWIMANPORN, S.; THANOK, S.;CHOOKAEW, S.; SOOTKANEUNG, W. Programmable Logic Controller. Proceedings of the 2016 IEEE/SICE International Symposium on System Integration, Japão, 2016. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7844076. Acesso em: 15 ago. 2023.

LATIF, A et al. Motor DC PID System Regulator for Mini Conveyor Drive Based-on Matlab. Journal of Robotics and Control, Indonesia, v. 1, n. 6, 2020. Disponível em: https://journal.umy.ac.id/index.php/jrc/article/view/7652/5388. Acesso em: 09 ago. 2023.

OGATA, K. Engenharia de Controle Moderno. 5 ed. São Paulo: Pearson Education, 2011.

OGATA, K. Sistemas de Controle em Tempo Discreto. Englewood Cliffs: Prentice Hall International, 1994.

OLIVEIRA JUNIOR et al. Sistema didático de sintonia automática e auto-ajuste de controlador PID. Congresso Brasileiro de Automática, v. 2, n. 1, 2020.

PAULO ROGÉRIO DA SILVEIRA, A. A. Automação e Controle Discreto. 9 ed. [S.l.]: Saraiva.

ROZA, F. Avaliação de Desempenho de um Controlador PID de Velocidade em um Robô Móvel Diferencial. 2015. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/353794625_AVALIACAO_DE_DESEMPENHO_DE_UM_CONTROLADOR_PID_DE_VELOCIDADE_EM_UM_ROBO_MOVEL_DIFERENCIAL. Acesso em: 15 ago. 2023.

SIEMENS. S7-1200, S7-1500 Function Manual. Alemanha: Siemens, 2022. Disponível em: https://cache.industry.siemens.com/dl/files/036/108210036/att_916450/v1/s71500_pid_control_function_manual_en-US_en-US.pdf?download=true. Acesso em: 20 ago. 2023.

SIEMENS. SIMATIC S7-1500. Disponível em: https://www.siemens.com/global/en/products/automation/systems/industrial/plc/simatic-s7-1500.html. Acesso em: 24 ago. 2024.

SEBORG, D. E.; EDGAR, T. F.; MELLICHAMP, D. A.; DOYLE III, F. J. Process Dynamics and Control. 4 ed. Nova Jersey: Estados Unidos da América: Wiley. 515 p., 2019.

SOMEFUN, O. A.; AKINGBADE, K.; DAHUNSI, F. The dilemma of PID Tuning. Annual Reviews in Control, v. 52, p. 65-74, 2022. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1367578821000407. Acesso em: 18 ago. 2023.

SOUZA, V. A. Controle de motor de passo bipolar. 1 ed. Joinville: Clube de Autores, 76 p., 2014.

ZORZI, C. Controlador PID digital de velocidade de um motor de corrente contínua. Disponível em: https://lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/91.pdf. Acesso em: 20 ago. 2023.

Downloads

Publicado

15-02-2025

Como Citar

Souza, J. J. de, Massagrande, J. C. S., & Rosa Junior, O. (2025). Análise de diferentes setpoints e seu impacto na auto-sintonia em um controlador PID usando um CLP Siemens Simatic S7-1500. Revista Produção Online, 25(1), 5332 . https://doi.org/10.14488/1676-1901.v25i1.5332

Edição

v. 25 n. 1 (2025)

Seção

Artigos

Licença

Copyright (c) 2025 Revista Produção Online

Creative Commons License
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

A Revista se reserva no direito de efetuar, no artigo publicado, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores.

A obra publicada é de inteira responsabilidade do(s) autor(es), cabendo à Revista Produção Online apenas a avaliação da obra, na qualidade de veículo de publicação científica. A Revista Produção Online não se responsabiliza por eventuais violações à Lei nº 9.610/1998, Lei de Direito Autoral.

A revista Produção Online permite que o autor detenha o copyright dos artigos aceitos para publicação, sem restrições.

Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons.