Un controlador lógico nano programable (PLC puede usarse para controlar la energía eléctrica suministrada a un calentador eléctrico en un hogar mediante el uso de la modulación de ancho de pulso (PWM).
Se suministra al sistema un pulso variable de potencia completa. Cuanto mayor sea la diferencia entre el punto de ajuste y la retroalimentación de un dispositivo, mayor será el porcentaje de tiempo que el pulso estará encendido. A medida que los pulsos se suman, se suministra energía promedio a un calentador.
PWM es un algoritmo de control de bucle cerrado que se utiliza para producir una señal promediada en el tiempo mediante la combinación de pulsos individuales de ancho variado.
Los anchos de los pulsos difieren durante el período de tiempo en función de la diferencia entre el punto de ajuste y la retroalimentación de temperatura de un dispositivo.
Cuanto mayor sea el error, mayor será el porcentaje de tiempo que el pulso esté encendido en comparación con apagado, también conocido como ciclo de trabajo. Debido a que el ciclo de trabajo cambia rápidamente en comparación con el tiempo de reacción del sistema, la función ayuda a evitar el exceso y el exceso.
El controlador lógico nano programable (PLC) easyE4 puede usarse para implementar PWM para controlar la energía proporcionada a los calentadores eléctricos.
Los puntos de ajuste pueden ingresarse directamente en la placa frontal, establecerse a través de recipientes o enviarse fácilmente desde otro PLC a través de Modbus TCP.
Del mismo modo, la retroalimentación de temperatura de un dispositivo, tal como un detector de temperatura de resistencia (RTD), puede conectarse al PLC a través de una unidad de expansión de temperatura.
Cuanto más fría sea la retroalimentación desde el punto de ajuste, más tiempo estará encendido el pulso eléctrico al calentador. Por lo tanto, la energía promedio suministrada al calentador será mayor, lo que hará que la temperatura aumente hasta que alcance el punto de ajuste deseado.
El PLC easyE4 nano puede controlar dos salidas moduladas por ancho de pulso simultáneamente.
También es importante tener en cuenta que la función PWM solo puede utilizarse en las primeras dos salidas de una unidad base, por lo que es importante elegir el producto correcto porque la unidad de salida del transistor es necesaria para tiempos de conmutación más rápidos.
Sin embargo, la mayoría de los calentadores tardan un tiempo en reaccionar térmicamente a un cambio de energía, por lo que un módulo de relé funciona perfectamente. En el siguiente ejemplo, demostramos cómo crear una función PWM con una base de tiempo de 10 segundos.
Esta es la lógica para crear una función PWM con una base de tiempo de 10 segundos y una duración mínima de 0.5 segundos. El porcentaje de tiempo que la salida está encendida se controla mediante la ganancia de corte.
La ganancia de corte se selecciona esencialmente para ser un múltiplo escalar del error, o una ganancia proporcional, cuando el punto de ajuste es mayor que la retroalimentación de temperatura. Si la retroalimentación de temperatura del sistema es mayor que el punto de ajuste, la ganancia de corte se establece en cero. En este ejemplo, tanto el punto de ajuste de temperatura como la retroalimentación se configuran y leen a través de dispositivos de entrada analógica.
PWM se puede utilizar para abordar una variedad de aplicaciones de control. Estos incluyen:
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