Entwerfen einer Regelstrategie

Sie können eine Regelstrategie entwickeln, indem Sie ein Ablaufdiagramm skizzieren, das den physischen Prozess und die beteiligten Komponenten, z. B. Ventile oder Anzeigen für Messwerte, enthält. Das Ablaufdiagramm sollte auch auch die Möglichkeit für Prozessrückmeldungen und erforderliche Berechnungen enthalten. Anhand des Ablaufdiagramms können Sie dann mit Hilfe der PID-VIs und der VIs und Funktionen für Mathematik und Logik ein LabVIEW-Blockdiagramm erstellen.

In der folgenden Abbildung sehen Sie ein Beispiel für ein Ablaufdiagramm einer Regelanwendung:

In der folgenden Abbildung sehen Sie das entsprechende LabVIEW-Blockdiagramm:

In der vorhergehenden Abbildung ist FT der Durchflusstransmitter, LT das Füllstandsmessgerät, LC der zu steuernde Füllstand und SW der Sollwert. Die einzigen Elemente, die in diesem vereinfachten VI fehlen, sind die Schleifenoptimierungsparameter und der Schalter für Handbetrieb/Automatikbetrieb.

Sie können zur Erfassung und Ausgabe von Werten DAQ-Geräte, FieldPoint-I/O-Module, GPIB-Geräte oder serielle I/O-Ports verwenden. Sie können die Polling-Raten in Echtzeit anpassen. Die Polling-Rate ist nur durch die Hardware, die VI-Anzahl und durch die grafische Komplexität der VIs beschränkt.

Timing-Einstellungen

Die VIs PID und PID - Lead-Lag sind zeitabhängig. Ein VI kann Timing-Informationen entweder von einem Wert erhalten, der an die Zyklussteuerung einer Schleife übergeben wird, dt, oder von einem Zeitmesser, wie sie z. B. in die PID-VIs integriert sind. Wenn dt kleiner oder gleich null ist, berechnet das VI bei jedem Aufruf durch LabVIEW neue Timing-Werte. Bei jedem Aufruf misst das VI die Zeit, die seit dem letzten Aufruf vergangen ist, und verwendet diese Differenz für die Berechnungen. Wenn Sie ein VI von einer While-Schleife aus aufrufen, in der Timing-VIs oder -Funktionen von LabVIEW enthalten sind, kann ein relativ zuverlässiges Timing erreicht werden und das interne Zeitmessgerät kompensiert mögliche Abweichungen. Die Auflösung der Funktion Timer-Wert (ms) ist jedoch auf 1 ms begrenzt.

Wenn dt ein positiver Wert in Sekunden ist, verwendet das VI unabhängig von der verstrichenen Zeit diesen Wert für die Berechnungen. Diese Methode wird für schnelle Schleifen empfohlen, z. B. wenn Sie das Eingangssignal des Reglers über Datenerfassungshardware bereitstellen oder mit Echtzeitanwendungen arbeiten. Beispiele für die Verwendung von Timing mit den PID-VIs finden Sie im Verzeichnis labview\examples\control\PID.

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Hinweis  Wenn Sie NI-DAQmx installiert haben, finden Sie relevante Beispiele im Verzeichnis labview\examples\DAQmx\Control\Control.llb.

Gemäß der Regelkreistheorie muss ein Regelsystem einen physischen Prozess mit einer Rate abtasten, die 10 mal schneller ist als die schnellste Zeitkonstante in diesem Prozess. So ist z. B. eine Zeitkonstante von 60 Sekunden typisch für eine Regelschleife in einem kleinen Temperaturregelungssystem. In diesem Fall ist eine Durchlaufzeit von etwa 6 Sekunden ausreichend. Ein schnellerer Durchlauf bringt keine Leistungsverbesserung. Wenn alle Regel-VIs zu schnell ausgeführt werden, kann sich die Reaktionszeit der LabVIEW-Anwendung ingesamt verschlechtern.

Alle VIs in einer Schleife werden einmal pro Schleifendurchlauf mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt. Zum Ausführen von mehreren Regel-VIs mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, bei denen der Austausch von Daten untereinander möglich sein soll (z. B. in einer Kaskade), müssen die VIs in While-Schleifen eingefügt werden, die zeitlich unabhängig voneinander ausgeführt werden. Im folgenden Blockdiagramm sehen Sie eine Kaskade mit zwei zeitlich voneinander unabhängig gesteuerten While-Schleifen:

In Schleife A gibt eine globale Variable die Ausgabe des VIs PID an den Eingang Prozessvariable des PID-VI in Schleife B. Sie können beide While-Schleifen in dasselbe Blockdiagramm oder in unterschiedliche VIs einfügen. Verwenden Sie zusätzliche globale oder lokale Variablen, um alle anderen erforderlichen Daten zwischen den beiden While-Schleifen auszutauschen.

Wenn das Frontpanel Ihres VIs keine Grafiken enthält, die regelmäßig aktualisiert werden müssen, können die PID-VIs mit einer Rate im Kilohertz-Bereich ausgeführt werden. Mausklicks oder Bildläufe können die Rate jedoch verlangsamen.