Missão 78 · PRO

Exercício de 21 °C, ventilador comprovado, serpentina protegida: programação PID no CLP

Parta uma unidade de tratamento de ar em ordem e escreva seu laço de temperatura PI.

Parta a unidade em ordem com a serpentina aquecida, comprove o fluxo de ar em 10 s, mantenha o ar de insuflamento em 21 °C com um laço PI que não pode saturar e pare com segurança em caso de congelamento.

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Todas as missões e lições, conforme você sobe de nível
Um teste prático para cada título, com certificado
Rebobine qualquer teste, uma varredura de cada vez
Soluções comentadas quando você travar
O conversor de código, à vontade

A máquina 3D unidade de tratamento de ar em que esta missão é executada

Level: Especialista
Tempo: Sobre 50 min
Recompensa: +850 XP
Bancada: unidade de tratamento de ar em 3D
Siemens editores: Ladder (LAD), SCL
Rockwell editores: Ladder, Texto estruturado
Beckhoff editores: Texto estruturado
Etapa: 29. Laboratório de máquinas 3: medições e lotes

Comportamento exigido

21 °C, ventilador comprovado, serpentina protegida: o que o seu código deve fazer

Quando Occupied: abra Damper e rode Valve a 100 % para aquecer a serpentina. Em DamperOpen, ligue o ventilador. Se AirflowOK não ficar ativo em até 10 s, trave FanFail e pare. Quando o fluxo de ar estiver comprovado, defina Integral := 50 e controle a válvula com PI: Error := Setpoint − SupplyTemp; Integral := Integral + Ki × Error × 0.02 (uma varredura de 20 ms), mantido entre 0 e 100; Valve := Kp × Error + Integral, mantido entre 0 e 100. Se o fluxo de ar for perdido durante a operação, trave FanFail. FrostStat, a qualquer momento, com ou sem ocupação, trava FrostAlarm: ventilador desligado, damper fechado, válvula a 100 %. Reset limpa os alarmes depois que o termostato anticongelamento voltar ao normal. Sem ocupação: tudo desligado e válvula a 0 %, a menos que FrostAlarm esteja mantendo a válvula a 100 %. FanRun liga o ventilador.

Start: Damper + pré-aquecimento, depois o ventilador, comprovado em 10 s.
PI: Kp 5, Ki 0.25, integral 0–100.
Congelamento: Ventilador desligado, damper fechado, válvula 100 %.

Tabela de tags

21 °C, ventilador comprovado, serpentina protegida: entradas e saídas

Seu programa lê 6 entradas e define 5 saídas. Mais 4 entradas comandam a simulação ou mostram leituras, para você testar. Os nomes são os mesmos no editor de qualquer fabricante.

Tag	Tipo de dado	Seu código	O que significa na máquina
`Occupied`	`BOOL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Relógio programador: o prédio está ocupado
`Reset`	`BOOL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Resetar alarmes
`DamperOpen`	`BOOL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Fim de curso do damper
`AirflowOK`	`BOOL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Pressostato de fluxo de ar
`FrostStat`	`BOOL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Termostato anticongelamento disparado
`SupplyTemp`	`REAL`	LêUma entrada de que o seu código precisa	Temperatura do ar de insuflamento, °C
`ColdSnap`	`BOOL`	Não necessáriaPara testar ou observar; o seu código pode deixá-la de fora	Experimente: o ar externo cai para −5 °C
`BoilerFault`	`BOOL`	Não necessáriaPara testar ou observar; o seu código pode deixá-la de fora	Experimente: a água quente para
`BrokenBelt`	`BOOL`	Não necessáriaPara testar ou observar; o seu código pode deixá-la de fora	Experimente: o motor do ventilador gira, mas não move ar
`OutsideTemp`	`REAL`	Não necessáriaPara testar ou observar; o seu código pode deixá-la de fora	Temperatura do ar externo, °C
`Damper`	`BOOL`	EscreveUma saída que o seu código define	Abrir o damper de tomada de ar
`FanRun`	`BOOL`	EscreveUma saída que o seu código define	Ligar o ventilador de insuflamento
`Valve`	`REAL`	EscreveUma saída que o seu código define	Válvula de aquecimento, 0 a 100 %
`FanFail`	`BOOL`	EscreveUma saída que o seu código define	Alarme: fluxo de ar não comprovado
`FrostAlarm`	`BOOL`	EscreveUma saída que o seu código define	Alarme: proteção anticongelamento atuou

No SCL da Siemens, escreva as tags do próprio bloco com # na frente, como faz o TIA Portal: #Occupied. Rockwell e TwinCAT use só o nome: Occupied.

Testes automáticos

21 °C, ventilador comprovado, serpentina protegida: o que os testes verificam

Damper primeiro, com a válvula em 100 % para aquecer a serpentina; o ventilador só em DamperOpen.
Fluxo de ar não comprovado em 10 s, ou perdido durante o funcionamento, trava FanFail.
Controle PI com Kp, Ki e o integral mantido entre 0 e 100.
Congelamento, ocupado ou não: ventilador desligado, damper fechado, válvula 100 %, travado até o Reset.
Desocupado: tudo desligado, válvula fechada.

Teste Use os botões abaixo do modelo e veja a bancada responder.
Testar solução Todas as verificações rodam no seu código com um toque.
Rebobinar PRO (exige o Pro) Se uma falhar, volte por ela uma varredura de cada vez para ver o porquê.

Travado nesta missão? Pergunte aos membros no Vestiário.

Por que importa

Onde você veria isto em campo

Sistemas de automação predial executam isso em milhares de unidades de tratamento de ar; as plantas químicas usam o mesmo laço PI e o mesmo anti-windup.

Um ventilador que parte contra um damper fechado pode implodir a tubulação de ar. Uma serpentina que congela racha e alaga a casa de máquinas. Um laço PI sem anti-windup balança a temperatura por minutos depois de cada perturbação.

Onde você encontraria istoAr fresco a 21 °C, sem congelar a serpentina

Todo escritório, hospital e fábrica tem unidades de tratamento de ar no telhado ou em uma casa de máquinas. O controlador liga essas unidades em uma ordem segura, comprova que o ventilador está mesmo movendo ar e mantém a temperatura de insuflamento com uma malha PI.

DamperAbre primeiro
FiltroLimpa o ar
BobinaAquecimento PIVocê está aqui
FanComprovado pelo fluxo de ar

Em uma instalação real: lugares, peças e segurança

Escritórios, escolas e hospitais
Fábricas e armazéns
Salas limpas e laboratórios

A partida do ventilador é intertravada com o damper: um ventilador contra um damper fechado pode fazer os dutos colapsarem.

A proteção anticongelamento tem prioridade sobre tudo: pare o ventilador, feche o damper, abra a válvula.

Os tamanhos, tempos e cortes são escolhas didáticas, não o desenho de uma instalação real em particular.

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