Đồ án tốt nghiệp - Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TCU

1.1. Giới thiệu chung về TCU.

Bộ điều khiển TCU (Tiếng Anh: The Temparature Controller Unit nhận

tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ (Cặp nhiệt điện hay các phần tử nhiệt điện trở và

biểu thị chính các nhiệt độ quá trình đồng thời đưa ra tín hiệu xử lý kịp thợi

và chính xác. Một tập hợp toàn diện những chức năng dễ dàng sử dụng từng

bước cho phép bộ điều khiển giải quyết nhiều yêu cầu ứng dụng khác nhau.

Bộ điều khiển TCU có thể hoạt động ở chế độ điều khiển PID cho cả sự

đốt nóng và làm mát. Nó tự động điều khiển chế độ xác lập hằng số. Hằng số

PID có thể được tinh chỉnh bởi sự hoạt động của bộ điều khiển ở thời gian bất

kỳ và được khoá từ xa sự thay đổi. TCU cho phép đáp ứng đầu ra phanh nhất

mà không có quá độ điều chỉnh. Nó có thể chuyển sang chế độ vận hành bằng

tay mà người vận hành có thể điều khiển trực tiếp đầu ra. Ngoài ra nó còn

được chương trình hoá để hoạt động ở chế độ điều khiển ON/OFF mà điều

chỉnh được độ trễ.

Hai màn hình hiển thị 4 số cho phép quan sát nhiệt độ quá trình và

nhiệt độ đặt, cho biết tình trạng của bộ điều khiển (Đang làm việc ở chế độ

nào, những Module đầu ra nào đang hoạt động, sự cảnh báo… và trạng thái

đầu ra. Các Module đầu ra có thể trao đổi đầu ra. Các Module đầu ra có thể

thay thế và trao đổi lẫn nhau (Relay, SSR, Drive, hoặc Triac) được thiết lập

nhằm phục vụ cho sự điều khiển chính, đầu ra bảnh báo, đầu ra làm mát và

đầu ra định vị van.

Lựa chọn bảnh báo kép có thể được định dạng tùy vào sự thay đổi của

hoạt động (Nhiệt độ cao hay thấp, sự chênh lệch) ở chế độ chờ đầu ra và

nguồn nuôi sẽ được ngăn chặn đến khi những thông số ở mức báo động được

ổn định.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Dòng tuyến tính từ 4 - 20mA (hoặc 0 - 10V) ở đầu ra có thể giao điện

với cơ cấu chấp hành, máy ghi biểu đồ, dụng cụ chỉ thị hay thiết bị điều khiển

khác. Kiểu đầu ra tuyến tính một chiều này có thể dùng cho những mô hình

điều khiển tuyến tính được xây dựng phù hợp với những mô hình xây dựng

sẵn trong bộ điều khiển.

Tín hiệu ra được số hoá và được truyền đi một trong những cách sau: %

công suất đầu ra, giá trị nhiệt độ quá trình, sự chênh lệch nhiệt độ, hay giá trị

điểm đặt. Ngoài ra còn có thể điểu chỉnh được dải chết đầu ra, thời gian cập

nhật đầu ra với những tham số mở rộng tính linh hoạt của TCU tới những

thiết bị cuối cùng.

Một đầu ra được báo động sự kiện, được chương trình hoá để phát tín

hiệu cảnh báo (khi lò nhiệt hay những thiết bị khác bị lỗi) để xử lý kịp thời.

Sự báo động nhiệt độ hoạt động dưới 2 điều kiện sau:

1. Đầu ra chính (OP)1 đang hoạt động và dòng nhiệt điện dưới giá trị

dòng báo động.

2. Đầu ra (OP1) đã tắt và dòng nhiệt điện lớn hơn dòng cảnh báo 10%

khi thiết bị điều khiển bị ngắn mạch hoặc những sự kiện khác.

Đầu vào Analog thứ cấp (0 - 20m ADC) có thể được định dạng để hoạt

động như một bộ tiền xử lý tín hiệu thứ cấp để xử lý điểm đặt của đầu ra sơ

cấp. Chính điều này cho phép khả năng điều khiển tầng với thiết bị khác.

Nhờ đầu vào Analog thứ cấp này ta có thể xây dựng được một ht điều

khiển tầng tích hợp trong một bộ điều khiển TCU.

Chuẩn giao diện truyền thông RS 485 nhiều điểm nối tiếp cho phép

TCU giao tiếp với các thiết bị kết hợp khác như: Máy in, bộ điều khiển trả

trình hay máy tính chủ…

1.2. Lắp đặt và kết nối.

1.2.1. Môi trường lắp đặt.

TCU cần được đặt ở nơi cách xa đối tượng điều khiển, trong một môi trường có nhiệt độ không quá cao (không lớn hơn 450C) và phải đảm bảo lưu

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ thông không khí tốt. Không nên đặt TCU gần các thiết bị có sự toả nhiệt lớn

và tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời.

Không sử dụng trực tiếp TCU để điều khiển motor, điều kiện van hay

cơ cấu chấp hành khác mà không phải là các thiết bị được bảo vệ. Làm như

vậy có thể gây nguy hiểm tới người vận hành hoặc các thiết bị, dụng cụ kết

nối với nó.

Một điều cần chú ý là tín hiệu nhập vào từ cảm biến hay nguồn nuôi

AC của TCU phải được lấy độc lập với các thiết bị khác. Thêm nữa, khi TCU

đang làm việc tránh dùng mọi dụng cụ tác động vào nó.

Tất cả những điều nói trên nhằm đảm bảo sự an toàn cá nhân và ngăn

ngứa thiệt hại tới tất cả các thiết bị khác trong hệ thống.

1.2.2. Cấu tạo.

TCU có dạng hình khối chữ nhật hai màn hình quan sát và điều khiển

cùng với các bộ chỉ thị ở phía trước. Các nút bấm chức năng được đặt ở phía

dưới của các bộ chỉ thị và các chân nối vào/ra được đặt ở phía sau bên trong

một vỏ hộp bảo vệ.

Sơ đồ các chân vào/ra được mô tả như sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

OP 2/AL1: Đầu ra làm mát/ cảnh báo

OP2 : Đầu ra làm mát

AL1 A: Đầu ra cảnh báo

OP1: Đầu ra điện điều khiển chính

User Input: Đầu vào

Đầu vào: Nối với nhiệt điện trở hay cặp nhiệt điện (4- 2mV)

Đầu ra tương tự

Giao diện truyền thông TS.485 Hoặc: Đầu vào Analog thứ cấp

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1.2.3. Các module đầu ra.

Bộ điều khiển TCU có 3 module đầu ra có thể hoạt động độc lập hay

thay thế và trao đổi lẫn nhau. Sự lựa chọn các module tuỳ theo những ứng

dụng cụ thể, các module đó là: Module Relay, Module logic/ SSR Drive,

Modude Triac. Các module này có thể dùng cho các ứng dụng như sau. Cho

điều khiển chính (OP1), cho hoạt động làm mát hay một số hoạt động cảnh

báo. Các chân cắm với ba module này được đặt kín trong TCU, khi dùng chú

ý lựa chọn thích hợp và lắp đặt đúng với nhãn ghi trên các chân cắm đó.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

* Một số hạn chế của module đầu ra.

Ở một vài mẫu trong họ TCU thì đầu ra cảnh báo và đầu ra điều khiển

vị trí van có dùng chung chân cắm. Nghĩa là người thiết kế phải lựa chọn một

trong hai chân cắn đó, vậy nên phải chú ý để quyết định sử dụng cho mục

đích nào.

* Cài đặt các module đầu ra.

Khi sử dụng các module đầu ra xác định đúng nhãn của từng loại thích

hợp với nhãn chân cắm và chiều cắm cho chính xác. Riêng với ứng dụng điều

khiển van thì một số ký hiệu trên bo mạch có ý nghĩa như sau:

AL1: đầu ra điều khiển để mở van

AL2/OP2: đầu ra điều khiển đóng van

OP1 - Alarm # 1 là tín hiệu ra.

* Các module được biểu diễn trong hình vẽ dưới đây.

POWER

A 5A

1. Relay module

Relay:

Type: Form - C

Rating: 5A - 120/ 240 VAC Or 28 VDC

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

POWER

A - 1 + 2VDC

Not isolated

LOAD

4 SSR POWER UNIT 3 2

2. Logic/ SSR Drire Module

Không nối C

Logic:

Type: Non - isolated switch DC, 12VDC

120 VAC A

Drive: 45ma max

POWER

Kelay or

LOAD

riac device B

3. Triac Module

Triac:

Type: isolated, zero crossing Deteetion

Rating: 120/240 VDC; 20 to 500Hz

Max: Load Cureut:

1A 0.75 @ 500C

Min: Load Cureut: 10mA

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

1.2.4. Chọn nguồn nuôi và cảm biến.

* Nguôn nuôi.

Hai loại nguồn nuôi cho TCU có thể được sử dụng là 115 VAC hay

230VAC. Công tắc lựa chọn nguồn nuôi được đặt bên trong vỏ hộp của bộ

điều khiển nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống, giữ gìn sự lựa chọn của người

vận hành.

Nấc chọn nguồn Nấc 1: Chọn nguồn 115 VAC 1

2 Nấc 2: Chọn nguồn 230 VAC

* Cảm biến.

Hai cảm biến thường được dùng trong công nghiệp cho các ứng dụng

cho nhiệt độ không quá cao là: Cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở TCU hỗ trợ

hầu hết các loại cảm biến thuộc hai kiểu nói trên. Người thiết kế hệ thống chỉ

cần chỉ ra kiểu cảm biến mình dùng và khai báo với TCU trong module tham

số (1 - iN). Loại cảm biến nào được dùng cần được khai báo nhất quán tính

chất của nó có thể có trong các module khác. Trước khi khai báo với TCU về

loại cảm biến được dùng cần điều chỉnh jum lựa chọn cảm biến là loại cặp

nhiệt điện hay nhiệt điện trở về đúng vị trí thích hợp.

* Nối tín hiệu từ cảm biến vào TCU.

Sau khi định vị được công tắc lựa chọn nguồn nuôi và cảm biến ta tiến

hành nối dây theo sơ đồ chỉ dẫn sau:

2 chân nối với cặp nhiệt điện

8 9

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

2 chân nối với nhiệt điện trở

8 9 10

* Cách nối TCU với cặp nhiệt điện.

* Cách nối TCU với nhiệt điện trở.

Sự thuận lợi thấy rõ là ta chỉ cần trực tiếp nối ngay cảm biến vào bộ

điều khiển mà không cần làm một điều gì khác. Các công việc nhằm hiệu

chỉnh lại để tăng độ chính xác như: bù nhiệt, lọc nhiễn, chuyển đổi từ tín hiệu

tương tự sang số được TCU hỗ trợ rất hiệu quả. Điều này giảm nhẹ khá nhiều

và mang lại hiệu quả cao cho người thiết bị hệ thống.

1.3. Mặt trước TCU và các mút bấm chức năng.

Mặt trước TCU gồm hai màn hình sáu bộ chỉ thị và 4 nút bấm chức

năng. Hai màn hình trong đó: màn hình chính (lớn) phía trên có màu đỏ, màn

hình thứ hai (dưới) màu xanh. Sáu bộ chỉ thị sẽ hiển thị các thông số cần thiết

tuỳ theo sự cài đặt các lựa chọn trong các module chứa tham số hay tuỳ theo

kiểu hoạt động được tiến hành. Bốn nút bấm chức năng được sử dụng để truy

nhập và thay đổi giá trị các tham số của hệ thống, nó cũng được thiết kế để

chọn lựa chế độ hoạt động. Các nút bấm được mô tả cụ thể như sau:

+ Các nút bấm chức năng.

DSP

- Ở chế độ hoạt động bình thường, nó dùng để lựa chọn một trong

những tham số được hiển thị trên màn hình thứ hai. Hay nó còn dùng để lựa

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ chọn trực tiếp thang đo nhiệt độ là 0F hay 0C mà không cần truy nhập và

module chứa tham số (1 - iN)

- Ở chế độ định dạng tham số ấn DSP để thoát khỏi tham số đang truy

nhập hay thoát hẳn ra ngoài chế độ hoạt động bình thường mà không làm thay

đổi giá trị của các tham số khác đã được cài đặt.

UP DN

- Ở chế độ hoạt động bình thường, nút ấn UP/ DOWN có thể điều chỉnh

trực tiếp giá trị điểm đặt nhiệt độ hoặc % công suất đầu ra (tất nhiên nếu hai

tham số này chưa bị khoá). Giá trị điểm đặt và % công suất đầu ra được hiển

thị trên màn hình thứ hai.

- Ở chế độ định dạng số thì nút UP/DOWN dùng để thay đổi giá trị của

tham số đang truy nhập (UP: tăng, DOWN: giảm)

PAR

- Ở tất cả các chế độ hoạt động nút ấn PAR dùng để truy nhập, thay đổi

và quét hết mọi tham số. Cũng dùng nút ấn này để chọn lựa chế độ hoạt động

cho bộ điều khiển TCU.

Mành hính thứ hai: Hiển thị nhiệt độ đặt, giá trị các tham số

Màn hình chính: Hiển thị nhiệt độ quá trình và cũng hiển thị tham số hay các chế độ đã chọn

1500

Hiển

thị khi màn

1500

hình thứ 2, hiển thị

MAN: Hiện lên khi hoạt động ở chế độ bằng tay. REM: Hiện lên khi chế độ điểm đặt xa được lựa chọn

% công suất đầu ra

AL1: Hiện lên khi cảnh báo 1 được cài đặt OPN: Hiện lên khi đầu ra điều khiển mở van được hoạt động

DEV: Hiện lên khi xuất hiện độ

chênh llệch giữa nhiệt độ quá

* Mặt trước thiết bị

CUR: Hiện lên khi màn hình

thứ hai chỉ giá trị dòng đất

AL2: Hiện lên khi cảnh báo 2 được cài đặt OPN: Hiện lên khi đầu ra điều khiển mở van được hoạt động CLS: Hiển thị khi đầu ra điều khiển đóng van được hoạt động.

nóng. SEC. Hiện lên khi đầu vào

trình điểm đặt.

OP1: Hiện lên khi đầu ra điều khiển

ấ

chính hoạt động

AL1 Hiệ lê khi hệ thố

ó ự ố

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

1.4. Quan sát sự hoạt động

1.4.1. Công suất bộ điều khiển tăng.

Khi công suất ở trên mức được dùng, bộ điều khiển sẽ làm trễ lại sự chỉ

thị và hoạt động điều khiển hiện thời trong khoảng 5 giây để tiến hành kiểm

tra lại. Hoạt động này được bộ điều khiển thực hiện tự động với tốc độ rất cao

nhằm nhanh chóng tìm ra nguyên nhân đồng thời nó sẽ hiển thị tất cả các

thông tin cơ bản lên 2 màn hình và các bộ chỉ thị. Ban đầu nó sẽ làm sáng tất

cả các màn hình và hiển thị các dụng cụ chỉ báo (để người vận hành có thể

biết được trạng thái của hệ thống) và tiến hành kiểm tra lại tất cả các chức

năng đang hoạt động. Sau đó bộ điều khiển sẽ hiển thị kiểu senson trên màn

hình chính để kiểm tra lại sự khai báo, lưu chọn Jum có đúng với thực tế trong

hoạt động không. Đồng thời nó xem xét lại chương trình hoạt động của hệ

thống. Nếu sai sót bên trong được tìm thấy thì bộ điều khiển sẽ hiển thị thông

tin đó lên cho đến khi sai sót đó được sửa chữa (khi nó không tự sửa chữa

được).

Sau sự kiểm tra và bổ sung một cách tuần tự như vậy, bộ điều khiển lại

bắt đầu hoạt động điều khiển dựa trên sự tính toán của bộ PID.

1.4.2. Công suất bộ điều khiển giảm.

Nếu như công suất bộ điều khiển đột nhiên giảm, thì nó sẽ tự động ghi

lại trạng thái hoạt động ổn định (ghi lại những tham số và chế độ điều khiển).

Điều này sẽ giúp bộ điều khiển đưa ra đáp ứng đầu ra nhanh và chính xác hơn

nếu sau đó có sự tăng công suất của bộ điều khiển.

1.4.3. Khởi động hệ thống.

Sau khi hệ thống được khởi động, bộ PID với các thông số được đặt sẽ

tiến hành điều khiển hệ thống nhằm đưa ra đáp ứng tốt nhất. Sự điều khiển

này bao gồm: Sự điều khiển của hệ số tỷ lệ, hằng số thời gian tích phân, hằng

số thời gian vi phân (bộ điều khiển có thể được tính toán chỉnh định một lần

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ nhưng nhất thiết phải chỉnh định lại nếu như hệ thống có sự thay đổi quan

trọng có một vài cách để chỉnh định các tham số trong bộ PID như sau:

a. Sử dụng bộ điều khiểu ở chế độ tự chỉnh định tham số (Auto - Tune)

b. Sử dụng kỹ thuật chỉnh định bằng tay (xác định đặc tính đối tượng

sau đó tính toán thông số).

c. Sử dụng các phần mềm điều chỉnh (nhìn chung là giá thành cao và

không phải lúc nào cũng có kết quả chính xác).

d. Sử dụng giá trị dựa trên các kinh nghiệm thu được dựa vào giá trị

của quá trình tương tự như vậy.

1.4.3. Chế độ hoạt động tự động điều khiển bằng tay.

Bộ điều khiểu có thể chuyển từ chế độ điều khiển tự động (điều khiển

PID hoặc ON/OF) sang chế độ điều khiển bằng tay và ngược lại. Sự chuyển

qua lại này được thực hiện bằng cách truy nhập vào tham số "trnf" (sẽ nói kỹ

ở phần sau) nếu như tham số đó không bị khoá.

Chế độ điều khiển bằng tay có thể điều khiển trực tiếp đầu ra (từ 0% ÷

100%) hoặc (-100% ÷ + 100%) nếu như đầu ra làm mát được dùng và lúc này

trên dụng cụ chỉ thị sẽ hiển thị "MAN".

Khi chuyển từ chế độ điều khiển bằng tay sang chế độ tự động thì công

suất đầu ra vẫn còn giữ nguên. Còn chuyển từ chế độ tự động sang chế độ

bằng tay thì sự giới hạn về công suất được đặt trong bộ điều khiểu sẽ bị loại

bỏ.

1.4.5. Hoạt động với điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ.

Điểm đặt của bộ điều khiểu có thể đặt ở 2 kiểu: Điểm đặt cục bộ hay

điểm đặt xa (khi kết hợp với thiết bị điều khiển khác).

Tham số "SPSL" cho phép lựa chọn 2 kiểu bộ điểm đặt này (tùy thuộc

vào hệ thống và lựa chọn của người vận hành). Khi trên dụng cụ chỉ thị hiển

thị REM tức chế độ điểm đặt xa được dùng, nếu tắt thì chế độ điểm đặt cục bộ

được dùng.

1.5. Các chế độ làm việc.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Bộ điều khiểu làm việc với rất nhiều tham số khác nhau, nhiều chế độ

điều khiển lựa chọn, hay có thể kết nối với những thiết bị khác vì vậy chế độ

làm việc là tương đối phức tạp. Hơn nữa vấn đề bảo đảm an toàn cho hệ thống

tránh được tác động bên ngoài nhằm thay đổi những lựa chọn của người vận

hành là yêu cầu rất cần quan trọng. Chính vì điều này mà bộ điều khiển đã

phân chia ra thành 4 chế độ với những tham số và sự can thiệp vào hệ thống

khác nhau. Chế độ hiển thị bình thường, chế độ không bảo vệ tham số, chế

Ấn và giữ 3s

CHẾ ĐỘ KHÔNG BẢO VỆ THAM SỐ

CHẾ ĐỘ ẨM:

- Lựa chọn điểm đặt cục bộ/xa - Chuyển chế độ: tự động/bằng tay - Gọi/huỷ chế độ Auto - time - Reset đầu ra cảnh báo

Sự ngăn cản xâm nhập chương trình không hoạt động

CHẾ ĐỘ HIỂN THỊ BÌNH THƯỜNG

độ bảo vệ tham số, chế độ ẩm.

- Điểm đặt - % công suất đầu ra - Tương tự như chế độ bảo vệ thamsố

hậ

d l th

ố

Sự ngăn cản xâm nhập chương trình hoạt động

yes PAR

CHẾ ĐỘ BẢO VỆ THAM SỐ

CÁC MODULE THAM SỐ

- Màn hình chính: - Hiển thị nhiệt độ quá trình - Màn hình thứ 2 và các dụng cụ chỉ thị hiển thị + SP (điẻm đặt) + % OP (công suất ra) + Dòng đốt nóng + Đầu vào Analog thứ 2 + Sự chênh lệch + Đơn vị nhiệt độ (C hoặc F)

- Hệ số khuyếch đại - Hằng số thời gian tích phân - Hằng số thời gian vi phân - Hế số khuyếch đại # 2 - Hế số khuyếch đại # 2 - Điểm đặt trực tiếp - Alrm 1 - Alrm 2

Mã không hợp lệ

Vào mã

1. Module các tham số vào 2. Module các tham số ra 3. Module khoá tham số 4. Module cảnh báo 5. Module chứa tham số ở chế độ làm mát 6. Module về truyền thông 7. Module chứa tham số của đầu vầo Analog thứ 2k 8. Module chứa tham số điều khiển van 9 Module dịch vụ của nhà sản xuất

Mã hợp lệ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

1.5.1. Vào tham số cho bộ điều khiển.

Nút ấn PAR

Mỗi chế độ làm việc có chứa những tham số khác nhau, tuy nhiên để

truy nhập và thay đổi tham số cho bộ điều khiển thì thao tác sau đây sẽ được

sử dụng chung.

Nút ấn PAR được sử dụng để chọn tham số cần tìm. Để thay đổi giá trị

của tham số đó ta cần ấn nút ấn UP và DOWER

Khi tìm được giá trị thích hợp cho một tham số nào đó thì ấn nút PAR

để chấp nhận giá trị mới đó và cứ tiếp tục như vậy cho những tham số tiếp

theo.

Ở Module định dạng tham số (module chứa những tham số cơ bản nhất

của bộ điều khiển - chỉ ở chế độ có bảo vệ tham số) thì ấn DSP để từ chối giá

trị mới của tham số nào đó, và đến khi bộ điều khiển hiển thị "End" thì DSP

sẽ giúp trở về chế độ hiển thị bình thường.

Thông thường những tham số sau đây hay được truy nhập và biến đổi.

Setpoint

Output Dower

Output Dower offset

Propor tional Band

In tergral Time

Derivatire Time

Propor tional Band # 2

Integral Time # 2

Direct Doint

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Ratio

Bius

Alkyl hoáảm 1 value

Alkyl hoáảm 2 value

1.5.2. Chế độ hiển thị bình thường.

Ở chế độ hiển thị bình thường (khi start hay restart bộ điều khiển luôn ở

chế độ này) nhiệt độ quá trình luôn luôn được hiển thị trên màn hình chỉnh.

Bằng cách ấn liên tiếp nút DSP thì các tham số hoạt động của hệ thống sẽ lần

lượt được quan sát màn hình thứ 2. Các tham số đó là.

+ Nhiệt độ đặt

+ % công suất ra

+ Dòng đốt nóng

+ Đầu vào Analog thứ 2

+ Độ chênh lệch nhiệt độ (giữa nhiệt độ quá trình và nhiệt độ

đặt)

+ Đơn vị đo nhiệt độ (0F/ 0C).

Từ chế độ này ta có thể truy nhập sang chế độ ẩn bằng cách ấn và giữa

trong 3s nút ấn PAR, hoặc truy nhập sang chế độ bảo vệ tham số hay chế độ

không bảo vệ tham số theo sự hoạt động của đầu vào sử dụng (hay ngăn cản

xâm nhập vào chương trình - sẽ được nói sau). Chế độ hiển thị bình thường là

chế độ làm việc chính của hệ thống các chế độ kia chỉ được truy nhập khi có

sự thay đổi hay cài đặt các yếu tố cần thiết. Ngoài ra ta cũng có thể tác động

thay đổi đến hai tham số (trên màn hình thứ 2) là: nhiệt độ đặt và công suất

đầu ra (%), là chỉ ở chế độ này mới thay đổi được trực tiếp đến hai tham số

đó, các tham số khác chỉ đọc ra được giá trị của nó.

* Giá trị nhiệt độ đặt: sử dụng nút ấn UP & DOWN để thay đổi giá trị

nhiệt độ đặt khi nó được hiển thị nhưng với điều khiển là nó không bị khoá.

Sự khoá hay mở khoá tham số này (hay các tham số khác) được thực hiện

trong Module 3 (ở chế độ không bảo vệ tham số). Giá trị điểm đặt chỉ thay đổi

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ được trong khoảng nhất định được đặt trong hai tham số SPLO & SPLI trong

Module 1 (ở chế độ không bảo vệ tham số ).

* % Công suất ra: Công suất đầu ra có thể thay đổi trực tiếp ở chế độ

vận hành bằng tay. Khi dụng cụ chỉ báo hiển thị % PW và "MAN" mới có thể

thay đổi được công suất đầu ra. Sử dụng nút UP - DOWN để tiến hành thay

đổi. Nếu như nó bị khoá cần truy nhập vào tham số "OP" - đưa tham số này

sang mức "Eut". Tham số này nằm trong Module 3 ở chế độ không bảo vệ

tham số. Công suất này nằm trong Module 3 ở chế độ không bảo vệ tham số.

Công suất đầu ra (ở chế độ điều khiển bằng tay) có thể thay đổi mà không bị

giới hạn bởi 2 tham số OPLO & OPHI trong Module 2 - dùng trong chế độ tự

động.

1.5.3. Chế độ không bảo vệ tham số.

Chế độ này có thể truy nhập từ chế độ hiển thị bình thường bằng cách

ấn nút PAR với sự ngăn cản xâm nhập vào chương trình không được sử dụng

(sẽ nó chi tiết ở 15.6). Trong chế độ này người vận hành có thể truy nhập và

cài đặt những tham số chung cho hệ thống điều khiển, ở cuối danh sánh khi

có tham số chỉ dẫn"CNFP" người vận hành có thể truy nhập vào 9 modul

chứa những tham số cơ bản nhất của bộ điều khiển cũng như cũng như hệ

thống. Các tham số này có ý nghĩa vô cùng quan trọng quyết định kiểu hoạt

động, chế độ làm việc, sự phối hợp với các thiết bị khác… của bộ điều khiểu

cũng như chất lượng của hệ thống theo một tiêu chí nào đó.

Khi màn hình hiển thị "End" tức là các tham số đã được quyết hết và

trở về hiển thị bình thường hoặc tại một tham số nào đó nếu không có hoạt

động nào trong khoảng 5s thì bộ điều khiển tự đông quay lại chế độ hiển thị

bình thường. Các tham số và cá module chứa tham số sẽ được tóm tắt trong

bảng tham chiếu dưới đây.

Phạm vi hoạt động

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

và các thành phần

Nhiệt độ đặt

Giới

hạn

trọng Chỉ xuất hiện khi giá trị điểm đặt bị

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

khoảng

(SPLO

khoá

SPHI)

hay chỉ đọc

- 99.9% đến 100%

Chỉ xuất hiện nếu hằng số thời gian tích

Khoảng bù offset

OPOF

(0.0)

phân bằng 0 và bộ điều khiểu ở chế độ tự

công suất đầu ra

động

Nếu là 0 thì hoạt động ở chế độ kế

Prop

Hệ số khuyếch đại

0.0 đến 999 (4.0)

toán/OFF, khi sử dụng chế độ kế

toán/OFF cần đặt độ trễ thích hợp

Intt

Integral

time (hằng số

thời

Tham số này không xuất hiện nếu Drop - 0

0 đến 9999s (120)

giantích phân)

DErt

Hằng số thời gian vi phân

Nếu la 0 thì bộ điều khiển hoạt động ở

Pb - 2

Hệ số khuếch đại (thứ hai)

0 đến 999.9 (4.0)

chế độ kế toán/OFF. Tham số này chỉ có

khi đầu vào Analog thứ 2 được sử dụng.

Intt - 2

Tham số này chỉ xuất hiện khi Pd - 2 ≠

Hằng số thời gian tích phân #2

0 đến 9999 s (0)

0 (trong chế độ có sử dụng đầu ra vào

Analog thứ 2)

đầu tư - 2 Hằng số thời gian vi phân # 2

0 đến 9999s (0)

Như trên

Sp - 2

Điểm đặt trực tiếp của điều

- 999 đến 9999

Tham số trong chế độ này chỉ đọc

khiển tầng trung

AL - 1

Giá trị cảnh báo 1

- 999 đến 9999

AL - 2

Giá trị cảnh báo 2

- 999 đến 9999

Quay lại chế độ htbt

CNFP

Tham số chỉ dẫn

Truy nhập vào các module chứa tham số

YES

cơ bản

YES

CNFP

1 - IN

Module chứa tham số vào

2 - OP

Module chứa tham số ra

3 - LC

Module khoá tham số

4 - AL

Module chứa tham số cảnh****

5 - OL

Module làm báo mát

6 - SC

Module Serial comnuni

7 - 2 N

Module đầu vào Analog thứ 2

8 - VP

Module điều khiển vị trí van

9 - FS

Module dịch vụ

End

Trở về chế độ hiển thị bình

thường

1.5.4. Chế độ bảo vệ tham số.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Ở chế độ này chỉ một vài tham số của thiết bị là có thể thay đổi được

(nếu như không bị khoá trong modul 3 - L (ở chế độ không bảo vệ tham số)

còn những tham số của hệ thống và của bộ điều khiển trong 9 Module chỉ

người vận hành mới có thể truy nhập vào được. Điều này đảm bảo an toàn

cho hệ thống tránh được sự can thiệt xấu vào chương trình điều khiển.

Từ chế độ hiển thị bình thường, ấn PAR để chuyển sang chế độ này với

điều khiển là sư ngăn cản xâm nhập vào chương trình được sử dụng.

Muốn chuyển sang chế độ không bảo vệ tham số để vào đặt lại hệ

thống thì cần phải nhập 1 mã phù hợp với mã đặt trong chế độ không bảo vệ

tham số (ở tham số cocle - Module 3 - chất lượng). Nếu mã vào sai thì bộ điều

khiểu sẽ quay lại chế độ hiển thị bình thường.

Các tham số tóm tắt trong bảng sau:

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Prop

Hệ số khuếch đại

0.0 đến 999.9 (4.0)

intt

Hắng số thới gian tích phân

0 đến 9999 s (120)

dErt

Hằng số thời gian vi phân

0 đến 9999 s (30)

Pb - 2

0 đến 999.9 (0)

It - 2

0 đến 9999 s (0)

Khi Prop = 0 tức chế độ ON/OFF được dùng. Nếu sử dụng chế độ ON/OFF cần đặt độ trễ thích hợp . Tham số này sẽ không xuất hiện nếu bị khoá (LOC) Nếu Prop = 0.0 hoặc bị khoá thì tham số này cũng không xuất hiện. Nếu Prop = 0.0 hoặc bị khoá thì tham số này cũng không xuất hiện. Nếu Pb - 2 = 0 thì không có chế độ điều khiển tầng. Nó cũng không xuất hiện nếu bị khoá (LOC) Ứng dụng cho điều khiển tầng. Với đầu vào tín hiệu thứ 2 được khai báo và cài đặt

dt - 2

0 đến 9999s (0)

Sp - 2

Hệ số khuếch đại # 2 (vòng (thứ hai) Hằng số thời gian tích phân #2 (vòng 2) Hằng số thời gian vi phân # 2 (vòng 2) Cho ứng dụng điều khiển tầng trong - Điểm đặt trực tiếp Giá trị cảnh báo 1 Giá trị cảnh báo 2

0 đến 9999 (0) 0 đến 9999 (0)

AL - 1 AL - 2 Code

Không đến 250 (0)

Mã truy nhập sang chế độ không bảo vệ tham số

Tham số này chỉ xuất hiện khi lựa chọn cảnh báo được cài đặt và không bị khoá (LOC) Mã để truy nhập sang chế độ không bảo vệ tham số mã này phải phù hợp với mã đặt trong chế độ cần chuyển sang.

1.5.5. Chế độ ẩn.

Chế độ ẩn được truy nhập trực tiếp từ chế độ hiển thị bình thường (ẩn

PAR và giữ khoảng 3 giây) không phụ thuộc vào sự hoạt động của sự ngăn

chặn xâm nhập vào chương trình. Chế độ này chứa những tham số quy định

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ các chức năng điều khiển của bộ điều khiển. Những tham số này có thể bị

khoá lại trong Module 3 CL ở chế độ không bảo vệ tham số.

Các chức năng điều khiển mà bộ điểu khiển có thể thực hiện

+ Lựa chọn điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ

+ Chuyển chế độ tự động - điều khiển bằng tay

+ Bắt đầu/ phân huỷ chế độ tự chỉnh định

+ Reset lại hệ thống cảnh báo.

Nút PAR để quét hết tham số trong chế độ này và nút UP & DOWN để

lựa chọn chức năng điểu khiển thích hợp. Ấn PAR để trở về chế độ hiển thị

bình thường trong khi chức năng điểu khiển lựa chọn đang được thực hiện.

Nếu ấn DSP hoặc không tác động gì khoảng 5s thì sẽ thoát khỏi chế độ này

mà không có điều gì xảy ra .

Bảng tham chiến các tham số.

Miêu tả - ghi chú

Tham số

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Hiển thị

SPSL

LOC - điểu khiển cục bộ rEt - điểm đặt xa (LOC)

Lựa chọn điểm đặt cục bộ hay điểm đặt xa

TruE

Chuyển đổi hoạt động

Auto: Tự động điểu khiển User: điển khiển bằng tay (Auto)

tự chỉnh

tuNE

Chế độ định tham số

TUNE

Yes: khởi động chế độ tự chỉnh địch tham số No: Kết thúc Pirl: chỉnh định vòng ngoài (điểu khiển tầng SEC: Chỉnh định vòng trong (điểu khiển tầng)

Alrs

Reset cảnh báo

UP: reset Alarm 1 DOWN: reset Alarm 2

Bước này sẽ không xuất hiện nếu như lựa chọn cảnh báo không được cài đặt hoặc bị khoá (LOC)

1.5.6. Sự ngăn cản xâm nhập vào chương trình.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Có một vài cảnh báo hoặc chế sự xâm nhập xấu vào chương trình có

thể kể ra sau: Đặt mã truy nhập vào tham số code trong Module 3 - CL ở chế

độ không bảo vệ tham số, khai báo sự ngăn cản xâm nhập chương trình cho

đầu vào sử dụng (chân 7)

Ta có bảng sau:

Trạng thái đầu vào sử dụng

Mã

Mô tả

Không sử dụng hay sử dụng không

Truy nhập được tất cả các tham số có

phải để khoá chương trình

thể (luôn truy nhập được: chế độ

không bảo vệ và chế độ ẩu)

Đượcsử dụng để khoá chương trình

Chỉ truy nhập được vào chế độ có bảo

vệ và chỉ thay đổi được tham số nếu

không bị khoá

Truy nhập vào chế độ bảo vệ từ chế

Được sử dụng hoặc không sử dụng

Mã

độ này phải vào mã phù hợp với mã

vào

trong chế độ không bảo vệ tham số

1 ÷

mới chuyển sang được chế độ đó.

250

Tương ứng 3 trạng thái của đầu vào sử dụng là trạng thái của sự ngăn

cản xâm nhập vào chương trình.

Trạng thái của sự ngăn cản Mã đặt Mô tả xâm nhập chương trình

0 Truy nhập được tất cả các tham

Không hoạt động số của bộ điều khiển cũng như

của hệ thống

0 Chỉ truy nhập được vào trong Hoạt động chế độ có bảo vệ tham số

1 ÷ 250 Chỉ truy nhập được vào chế độ Không hoạt động bảo vệ tham số.

1.6. Các module định dạng tham số

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đây là những module chứa những tham số cơ bản và quan trọng của bộ

điều khiển và của cả hệ thống. Các module này được truy cập từ chế độ "

không bảo vệ tham số". Có 9 module định dạng tham số tất cả. Người thiết kế

hệ thống (hoặc người vận hành phải tiến hành tính toán rồi lựa chọn những

thông số cơ bản và tối ưu cho hệ thống của mình rồi tiến hành cài đặt vào bộ

điều khiển). Từ cấu hình chỉ dẫn ( trong chế độ không bảo vệ tham số) người

vận hành có thể sử dụng nút bấm UP và DOWN để lựa chọn các module

mong muốn. Ấn PAR để truy cập vào module cần thiết để quan sát hay thay

đổi, nút PA cũng được sử dụng để quét hết các tham số trong một module và

UP và DOWN để thay đổi giá trị tham số nào đó. Tiếp tục ấn PAR để nhập sự

thay đổi, tiếp tục đến tham số sau. Nếu muốn thoát ra khỏi chế độ không bảo

vệ tham số mà không làm thay đổi giá trị của chúng thì âns DSP. Sau khi đã

quan sát và lựa chọn những tham số trong một module, bộ điều khiển trở lại

cấu hình chỉ dẫn, tiếp tục với các module khác.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ 1.6.1. Module vào (1-In)

Module này chứa những tham số cơ bản nhất của bộ điều khiển cũng

như của cả hệ thống. Người thiết kế hay vận hành hệ thống có khả năng lựa

chọn cấu hình các thành phần trong hệ thống một cách cụ thể, chi tiết và khá

linh hoạt. Sự lựa chọn là tương đối đầy đủ: từ loại cảm biến, thang đo nhiệt

độ, độ phân giải nhiệt độ, bộ lọc tín hiệu, hằng số hiệu chỉnh...

• Lựa chọn cảm biến ( tham số: type)

Có 8 loại cảm biến kiểu cặp nhiệt điện và hai loại cảm biến nhiệt điện

trở được TCU hỗ trợ. Người thiết kế phải tính toán và lựa chọn đúng loại cần

dùng rồi tiến hành cài đặt. Một điều cần chú ý là trước khi tiến hành cài đặt

trong module tham số cần kiểm tra xem JAM lựa chọn cảm biến trong bo

mạch của TCU có thích hợp không.

• Đơn vị đo nhiệt độ ( tham số : SCALL) Hai đơn vị đo nhiệt độ (0F) hoặc (0C) khi tiến hành chọn loại đơn vị nào

cần thống nhất với tất cả các tham số trong hệ thống.

• Độ phân giải nhiệt độ (tham số: dCPt). Có thể chọn độ phân giải là 1o hoặc 0,1o. Nếu thay đổi cần kiểm tra lại

toàn bộ các tham số khác.

• Lọc tín hiệu vào ( tham số: FLtr)

Trong TCU tích hợp sẵn một số bộ lọc số cho phép lọc nhiễu với các

độ chính xác khác nhau. Bộ lọc này phân biệt khá rõ nhiễu của phép đo và

nhiệt độ thực tế. Nếu như tín hiệu bị biến động nhiều dưới tác động của nhiễu

thì tăng giá trị của bộ lọc nhưng thời gian cập nhật tín hiệu vào ( hoặc thời

gian xử lí ) sẽ lâu hơn. Ngược lại nếu muốn đáp ứng đầu ra nhanh nhất giảm

gía trị lọc.

Có 5 gía trị lọc của tham số FLtr có thể lựa chọn (từ 0-4) với hoạt động

cụ thể như sau:

FLtr:

0: lọc ít nhất (hầu như không) tín hiệu vào

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3: lọc lớn nhất (tín hiệu vào)

4: lọc lớn nhất với thời gian trễ 2 sec

• Hằng số hiệu chỉnh tín hiệu vào ( SPAN và SHFt)

Nếu như nhiệt độ của TCU không phù hợp với độ qui chiếu của thiết

bị hay cần chỉnh định nhiệt độ cảm biến thì TCU sẽ bù bằng hai tham số

SPAN và SHFt.

SPAN: 0.001 đến 9.999

SHFt: -9999 đến 9999

Ta có công thức sau

Nhiệt độ mong muốn = ( nhiệt độ thực tế thiết bị x SPAN) + SHFt

Ví dụ:

Nhiệt độ thực của cặp nhiệt điện Nhiệt độ mong muốn

400.0 oF 800.0 oF 395.0 oF 804.0 oF

0,978

− =

800 804

F F

400 395 SHFt = 400 0 - ( 0.978 x 395 0F ) = 13.7 0F

APAN =

• Giá trị tới hạn của diiểm đặt ( tham số là SPLO và SPHI )

Nhiệt độ của hệ thống sẽ nằm từ SPLO đến SPHI. Đây là hai giá trị

nhằm xác định vùng hoạt động an toàn cho hệ thống. Giá trị của điểm đặt có

thể được đặt bên ngoài TCU (như một thiết bị khác nối với nó) nhưng không

thể nằm ngoài vùng giới hạn này được

SPLO - từ -999 đến 9999

SPHI - từ -999 đến 9999

• SPrP

Nhằm tránh được sự thay đổi đột ngột nhiệt độ cho bộ xử lý và giảm

được độ quá điều chỉnh khi khởi động

TCU đưa ra tham số SPrP (đơn vị độ / phút)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

SP(điểmđặt)

30o/ phút

500

điểm đặt đầu tiên

200

Hiển thị

Tham số

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Mô tả Ghi chú

TYPE

Kiểu đầu vào

Để lựa chọn một trong những cảm biến loại cặp nhiệt điện cần đặt JAM ở đúng vị trí.

tc-t: Kiểu cặp nhiệt điện TC tc-E: Kiểu cặp nhiệt điện E tc-J: Kiểu cặp nhiệt điện J tc-K: Kiểu cặp nhiệt điện K tc-r: Kiểu cặp nhiệt điện R tc-S: Kiểu cặp nhiệt điện S tc-b: Kiểu cặp nhiệt điện B tc-N: Kiểu cặp nhiệt điện N r 385: 2 loại nhiệt điện r 392: trở (tc-J)

SCALL

dCPt

FLtr

Đơn vị đo nhiệt độ Độ phân giải nhiệt độ Bộ lọc số tín hiều vào

oF hoặc oC (oF) 0 hoặc 0.0 (0) 0 đến 4 (1)

SPAN: 0.001 đến 9.999

Giá trị càng cao thì chất lượng học càng tốt nhưng sẽ tốn thời gian hơn Bình thường hai tham số này đều được đặt bằng 0

SPAN và SHFt

(1.000) SHFt: -999 đến 9999

Hằng số hiệu chỉnh tín hiệu vào

Chú ý đặt giá trị này nhỏ phải nhỏ hơn SPHI

SPHI

Đặt lớn hơn giá trị SPLO

SPLO Giới hạn thấp của điểm đặt Giới hạn trên của điểm đặt

SPrP

(0) -999 đến 9999 (0) -999 đến 9999 (9999) 0.0 đến 999.9 độ/ phút (0.0)

inPt

• PLOC-Ngăn cản xâm nhập

Đầu vào sử dụng

Đặt =0 thì SPrP không hoạt động Cần thiết khi giao tiếp với các thiết bị khác qua giao diện truyền thông RSusin.

•

chương trình trnf- Lựa chọn chế độ động/ bằng tay.

• SPrP- Lựa chọn ON/OFF

Bảng tham chiếu các tham số. (Các giá trị trong() là giá trị mặc định)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

HCur

• ALrS- Reset đầu ra cảnh báo • Print- Yêu cầu in (PLOC) 0.0 đến 999.9 A (50)

Dòng đốt nóng

• SPrP

1.6.2- Module đầu ra (2-OP)

Module này chứa những tham số tác động đến tín hiệu của TCU như:

đầu ra điều khiển chính, đặc tính đầu ra trong chế độ tự chỉnh định, tìm lỗi

cảm biến … Các tham số sẽ được giới thiệu dưới đây:

• Chu kỳ làm việc của đầu ra điều khiển chính (CYct)

Sự lựa chọn chu kỳ này tuỳ thuộc vào hằng số thời gian quá trình và

module đầu ra sử dụng.

CyCT - 0 đến 250 (s)

Thông thường chu kỳ này được chọn bằng 1/10 chu kỳ của hệ thống

(9/10 còn lại TCU sẽ chờ hoặc tiến gành một số hoạt động cần thiết cho vòng

điều khiển sau). Chu kỳ của hệ thống được tính từ lúc nhận tín hiệu vào (sau

đó được xử lý, truyền đi…) đưa tín hiệu điều khiển tới đối tượng đến khi đối

tượng thực sự bị tác động dưới tín hiệu điều khiển. Nếu chọn chu kỳ Cyct này

quá nhỏ, thì lãng phí khá nhiều thời gian chờ. Nếu chọn quá lớn thì tín hiệu

điều khiển có thể bị suy giảm. Nếu sử dụng module Triac, Logic / SSR để

điều khiển thì có thể chọn thời gian này ít hơn 1/10.

Nếu đặt Cyct = 0 thì OP sẽ tắt. Do đó nếu sử dụng đầu ra tương tự để

sử điều khiển thì đặt tham số này ở (0). Tham số này cũng bị bỏ qua khi cài

đặt hoạt động điều khiển vị trí van.

• Hoạt động của đầu ra điều khiển (OPAC)

Nếu dùng TCU cho hoạt động đốt nóng/ làm mát thì bình thường OP1

sẽ sử dụng để đốt nóng, và hoạt động ở hành trình ngược, còn OP sử dụng

làm mát ở hành trình thuận. Khi đó OPAC sẽ có giá trị là rEv. Nếu drct được

đặt cho OPAC thì OP1 sẽ hoạt động ở hành trình thuận còn OP2 hoạt động ở

hành trình ngược.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

• Giới hạn công suất đầu ra (OPLO và OPHI)

Cho hoạt động điều khiển bình thường:

OPLO và OPHI : từ 0 đến 100% (tuỳ chọn) riêng đối với ứng dụng đốt

nóng/ làm mát cần đặt

OPLO và OPHI = -100% đến 100%

Với hoạt động điều khiển bằng tay thì sự giới hạn này không có tác dụng.

• Loại bỏ đầu ra khi tìm thấy lỗi của cảm biến (OPFL)

Nếu lỗi của cảm biến được tìm thấy, thì đầu ra điều khiển có thể bị tắt

tuỳ thuộc vào giá trị đặt trong OPFL.

OPFL có thể đặt giá trị trong khoảng (từ 0% đến 100%).

Trong đó: OPFL = 0% thì OP sẽ OFF hoàn toàn

OPFL = 100% thì OP1 ON hoàn toàn

Khi cài đặt ứng dụng làm mát cần đặt OPFL trong khoảng từ –100%

đến 100%.

Tại 0% cả OP1 và OP2 đều OFF, 100% cả OP1 và OP2 OFF; -100%

thì OP2 ON và OP1 OFF.

• Độ trễ của chế độ điều khiển ON/OFF (CHYS)

Bộ điều khiển có thể làm việc ở chế độ điều chỉnh ON/OFF bằng cách đặt hệ số tỷ lệ (trong bộ điều khiển PID) ở 0o. Độ trễ điều khiển chỉ có thể

điều chỉnh được đầu ra điều khiển chính (OP1).

Giá trị CHYS từ 1o đến 250o

Có thể đặt độ trễ nhỏ nhất nhằm loại trừ đến mức tối đa sự dao động quanh giá trị điểm đặt. Nhìn chung giá trị này được chọn từ 2o đến 5o là có thể

thoả mãn yêu cầu. Trước khi chuyển sang chế độ tự chỉnh định tham số cần

phải đặt giá trị cho tham số này. Đôi với sự điều khiển tầng, trong vòng thứ

cấp giá trị này vào khoảng 1.5% thang đo nhiệt độ.

• Lựa chọn đặc tính đầu ra trong chế độ tự chỉnh định tham số.

Chế độ tự chỉnh này sẽ xác định các thông số của bộ điều khiển PID

giúp người thiết kế hệ thống, khi mà hoạt động nhận dạng đối tượng khó tiến

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ hành hay với sự điều khiển mà chất lượng và tiêu chuẩn không quá khắt khe.

Trước khi chuyển sang chế độ này, cần nhập vào đặc tính quá trình mong

muốn. Có 5 đặc tính (hình vẽ) được đánh số tử 0 ÷ 4. Người vận hành hay

thiết kế hệ thống cần đưa vào tham số tcod một trong những giá trị từ 0 ÷ 4

tuỳ theo yêu cầu theo yêu cầu cụ thể. Chế độ tự chỉnh định này sẽ ghi nhận

trước được đặc tính của đầu ra và điều khiển hệ thống theo đặc tính đó dưới

sự điều khiển của bộ PID.

Nếu tcod được đặt bằng 0 thì đáp ứng đầu ra là nhanh nhất nhưng sự

quá điều chỉnh có thể xảy ra. Nếu tcod = 4 thì đáp ứng đầu ra chậm nhất

nhưng không có độ quá điều chỉnh hoặc gần như không đáng kể.

Các đặc tính của chế độ tự chỉnh định tham số.

• Đầu ra Analong tuyến tính một chiều (ANAS, ANLO, ANDB,

ANUT )

Đầu ra này có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau tuỳ theo yêu

cầu của người thiết kế (hay vận hành) hệ thống.

Tham số ANAS có thể được đặt ở :

- OP : % công suất ra

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

- INP : đầu vào của quá trình khác

- DEV : độ chênh lệch nhiệt độ

- Sp : giá trị điểm đặt

- DE – 2 : độ chênh lệch của vòng thứ 2 (chỉ điều khiển tầng)

- SP-2 : điểm đặt nhiệt độ của vòng thứ 2 (chỉ điều khiển tầng)

Điều này cho phép TCU có thể giao tiếp trực tiếp với một số thiết bị

khác như máy ghi biểu đồ, thiết bị đo, bộ điều khiển hoặc bộ điều khiển

tuyến tính công suất…

ANLO (4mA hoặc 0 VDC): từ –999 đến 9999 •

ANHI (20mA hoặc 10 VDC): từ –999 đến 9999 •

Andb 0.0 đến 250% •

ANUT 0 đến 250 giây •

* Ví dụ 1: Dùng đầu ra tuyến tính một chiều nối với máy ghi biểu độ

nhiệt độ quá trình (điện áp vào 0 đến 10VDC)

Dải nhiệt độ quá trình là 300 đến 700. Cần lập trình cho ANLO

(OVDC) có giá trị 300 và ANHI (10VDC) có giá trị 700. Và điều quan trọng

là cần ấn định tham số ANAS = INP.

*Ví dụ 2: Dùng đầu ra tuyến tính một chiều (4 đến 20mA) để điều

khiển tuyến tính bộ điều khiển công suất.

Với yêu cầu về dải chết là ± 2.0% và thời gian cập nhật là 10s.

Khi đó ta sẽ có: ANAS = OP

ANLO = 0.0%

ANHI = 100.0%

Andb = 2.0%

Analog Output(mA

Anut = 10s

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hiển thị

Tham số

Mô tả - Ghi chú

CYCt

Chu kỳ

0 thì OP1 off

OPAC

Hoạt động điều khiển

Cho cả chế độ điều khiển PID và ON/OFF

OPLO

Cài đặt OPLO

Giới hạn dưới công suất đầu ra

Khi lựa chọn làm mát được cài đặt

Cần đặt OPLO > OPHI

Giới hạn trên công suất đầu ra

OPHI

Khi lựa chọn làm mát được cài đặt

OPFL

Định trước công suất đầu ra khi cảm biến bị lỗi

Phạm vi hoạt động và các thành phần 0 đến 250s (2) drct - làm mát reV - đốt nóng (rev) 0% đến 100%, OP1 (0) -100% đến 100% OP1 và OP2 (100) 0% đến 100%, OP1 (100) -100% đến 100% OP1 và OP2 (0) 0% đến 100%, OP -100% đến 100% OP1 và OP2

Đặt giá trị để điều khiển an toàn hơn khi lỗi của cảm biến được tìm thấy

CHYS tcod

ANAS

Độ trễ của điều khiển Mã đặc tính đầu ra của chế độ tự điều chỉnh Phân định đầu ra tuyến tính một chiều

0 : đáp ứng nhanh nhất 4 : đáp ứng chậm nhất Tham số này xuất hiện khi lựa chọn đầu ra tương tự được cài đặt

ANLO

Giá trị thang đo dưới

1 đến 250 độ 0 đến 4 (0) OP - outpoint INP - input SP - sptpoint dEV – deviation dE-2 - SP - 2 –setpoint (OP) -999 đến 9999 (0.0)

Thang đo trong hai tham số này tuỳ thuộc vào ANAS Chỉ sử dụng khi lựa chọn đầu ra Anlog

ANHI

Giá trị thang đo trên

ANdb

dải chết đầu ra tương tự

-999 đến 9999 (100.00) 0.0 đến 25% (0.0)

ANut

Thời gian cập nhật

0 đến 250s (0)

Chỉ sử dụng khi ANAS = OP 0% không dải chết Chỉ sử dụng khi ANAS=OP

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

1.6.3- Module khoá tham số (3-LC)

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, ta có thể hạn chế sự truy nhập và

thay đổi từ bên ngoài các yếu tố sau: sự hiển thị, chế độ bảo vệ tham số và chế

độ ẩn.

• Hạn chế sự hiển thị (SP, OP, Hcur, IN-2, dEV, UdSP)

Các tham số có thể bị hạn chế ở ba mức khác nhau

Loc : nhăn không cho phép hiển thị

Red : Hiển thị nhưng không truy nhập được

Ent : hiển thị và có thể thay đổi được

Các tham số hiển thị này có thể truy nhập trực tiếp từ các chế độ hiển

thị bình thường (không cần vào module chứa tham số) bằng cách ấn DSP,

nhưng có quan sát và biến đổi được hay không thif tuỳ theo mức cho phép đặt

ở trong module này.

• Hạn chế tham số trong chế độ bảo vệ (Code, PID, PID2, rtbS và AL)

Sự hạn chế các tham số này cũng có 3 mức khác nhau

- Loc : ngăn không xuất hiện trong chế độ bảo vệ tham số

- red : có xuất hiện nhưng không thay đổi được

- Ent : Xuất hiện đồng thời truy nhập và thay đổi được

Chế độ bảo vệ tham số hoạt động khi sự ngăng cản xâm nhập chương

trình hoạt động. Riêng tham số code thì không có 3 giá trị như trên mà nó

được đặt từ 0 đến 250 …(và muốn truy nhập vào chế độ không bảo vệ tham

số từ chế độ có bảo vệ thì phải vào mã (code)) thích hợp với mã đặt ở module này.

Cụ thể như sau:

: Từ 0 đến 250 * Cod

: Các tham số trong bộ điều khiển PID chính * PID

* PID2 : Các tham số trong bộ điều khiển PID2

* rtbS : Tham số rt và bs

* AL : Giá trị cảnh báo

• Hạn chế tham số trong chế độ ẩn

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Chế độ ẩn có thể truy nhập từ chế độ hiển thị bình thường bằng cách ấn

PAR và giữ trong vòng 3s. Các tham số có thể bị hạn chế ở hai mức khác

nhau

Loct : Ngăn không xuất hiện

Enbl : cho phép hiện để thực hiện các chức năng trong chế độ ẩn

Chế độ ẩn được truy nhập độc lập với trạng thái của sự ngăn chặn xâm

nhập chương trình. Các tham số trong đó là:

AlrS : reset đầu ra cảnh báo

SPSL : lựa chọn hoạt động với điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ.

Trnf : lựa chọn chế độ tự động hay bằng tay

Tham số

Mô tả- Ghi chú

Hiển thị SP

Truy nhập vào điểm đặt

Truy nhập vào công suất đầu ra

Khi tham số này được chọn hiển thị nó sẽ ở thiết bị thiết bị chỉ thị %PW

dEV

Sự chênh lệch nhiệt độ

iN-2

Đầu vào Anlog thứ hai

HCur

Dòng đốt nóng

UdSP

Đơn vị hiển thị

code PID

Mã truy cập Các giá trị của bộ PID

PID2

Giá trị của bộ PID thứ hai

Chỉ có trong chế độ điều khiển tầng

RtbS

Điểm đặt xa

Giá trị cảnh báo

Phạm vi hoạt động và thành phần LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent) LOC - Khoá rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc 0 đến 250 LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (LOC) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (LOC) LOC - Khoá lại ENBL- (LOC) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent)

Tune : sử dụng hoặc huỷ bỏ chế độ tự chỉnh định tham số

Reset lại hoạt động cảnh báo

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ AlrS

Các tham số này trong chế độ ẩn

SPSL Lựa chọn điểm đặt xa hay điểm đặt cục

bộ

LOC - Khoá lại ENBL- Cho phép (LOC) LOC - Khoá lại ENBL- Cho phép lựa chọn

TrnF

Lựa chọn chế độ tự động hoặc bằng tay

thể

lựa

(LOC) LOC - Khoá lại ENBL- Có chọn

(LOC)

TuNE

Lựa chọn chế độ tự chỉnh định tham số

1.6.6- Module cảnh báo (4-AL)

Sự hoạt động của hệ thống không phải lúc nào cũng an toàn và ổn định

như mong muốn, hệ thống có thể gặp sự cố, các thông số không như mong

muốn… Vì vậy hoạt động cảnh báo là hết sức quan trọng, nó giúp người vận

hành nhanh chóng phát hiện ra sự cố để tiến hành các biện pháp khắc phục,

hay chỉ đơn giản thông báo trạng thái hệ thống hiện thời.

Ta có thể đặt sự làm việc của hoạt động cảnh báo theo nhiều chế độ

theo nhiều mức, nhiều cấp độ với những tham số khác nhau. Điều này tuỳ

thuộc vào tính chất của hệ thống và yêu cầu về chất lượng….

• Hoạt động cảnh báo (Act1, Act2)

Sự cảnh báo có thể được lựa chọn một trong những chế độ sau:

1- Cảnh báo theo nhiệt độ cao (A-Hi)

2- Cảnh báo theo nhiệt độ thấp (A-LO)

3- Cảnh báo theo chênh lệch cao (d-HI)

4- Cảnh báo theo sự chênh lệch thấp (d-LO)

5- Cảnh báo theo dải trong (b-in)

6- Cảnh báo theo dải ngoài (b-ot)

• Cảnh báo với đầu ra Analog thứ hai

Khi sử dụng đến đầu vào mở rộng này, hoạt động cảnh báo vẫn có thể

đặt riệng cho nó với 6 chế độ hoạt động giống như trên. Ngoài ra có thể đặt

Sự hoạt động cảnh báo được mô tả như sau:

cảnh báo cho dòng đốt nóng, cho điều khiển van…

nhiệt độ

Độ trễ AL

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

• OUT PUT: Đầu ra cảnh báo; AL: Giá trị cảnh báo

• LED : Bộ chỉ thị

• Hoạt động cảnh báo 1

nhiệt độ

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

Độ trễ

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

• Hoạt động cảnh báo 2

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt

Độ trễ

SP+A

out put: OFF

out put: ON

out put: OFF

• Hoạt động cảnh báo 3 với giá trị AL dương

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

• Hoạt động cảnh báo 3 với giá trị AL âm

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

out put: OFF LED: OFF

• Hoạt động cảnh báo 4 với giá trị AL dương

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt

Độ trễ

SP+A

out put: OFF

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

Nhiệt độ

• Hoạt động cảnh báo 4 với giá trị AL âm

SP+AL

SPAL

Out put: OFF LED: ON

Out put: ON LED: OFF

Out put: OFF LED: ON

Out put: ON LED: OFF

*Hoạt động cảnh báo 5

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ

SP+AL

SPAL

Out put: ON LED: ON

Out put: OFF LED: OFF

Out put: ON LED: ON

Out put: OFF LED: OFF

*Hoạt động cảnh báo 6

• Reset cảnh báo (rSt1, rSt2)

Hoạt động reset có thể được thực hiện tự động hoặc thực hiện trực tiếp

NhiÖt ®é

Thêi gian

OFF

ON OFF

Tù ®éng

OFF

OFF ON

VËn hμnh

Thùc hiÖn bëi ng−êi vËn hμnh

bởi người vận hành. Sự hoạt động được mô tả dưới đây

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

BẢNG THAM CHIẾU CÁC THAM SỐ TRONG MODULE 4

Hiển Phạm vi hoạt động và các Mô tả - Ghi Tham số thị thành phần chú

Act1 Chế độ cảnh báo 01 A-HI: Hoạt động cảnh báo1

A-LO: Hoạt động cảnh báo 2

d-HI : Hoạt động cảnh báo 3

d-LO: Hoạt động cảnh báo 4

b-IN: Hoạt động cảnh báo 5

b-ot : Hoạt động cảnh báo 6

Cho đầu vào A2-HI: Hoạt động cảnh báo1

Anlog thứ hai. A2-LO:Hoạt động cảnh báo2

(Dùng cho điều d-HI : Hoạt động cảnh báo 3

khiển tầng) d-LO: Hoạt động cảnh báo 4

b-IN: Hoạt động cảnh báo 5

b-ot : Hoạt động cảnh báo 6

rSt1 Reset cảnh báo

Auto: - Tự động LAtc: - Bằng tay (Auto)

AL-1 Giá trị cảnh báo1

AL-2 Giá trị cảnh báo2

AHYS Độ trễ của sự cảnh

báo -999 đến 9999 (0) -999 đến 9999 (0) 1 đến 250 (1)

1.6.5. Module đầu ra làm mát (5-02)

Đầu ra điều khiển chính thứ 2 (OP2) có thể sử dụng cho hoạt động làm

mát trong hệ thống có cả sự đốt nóng và làm mát.

+ Chu kỳ làm việc của đầu ra làm mát (CYC2)

Chọn giá trị từ 0 đến 250s nếu chọn 0 thì đầu ra này tắt.

+ Hệ số tương quan giữa sự đốt nóng và làm mát

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Ví dụ: Sự đốt nóng làm việc với công suất 10KW, còn sự làm mát là 5KW

thì hệ số GAN2 là 2. Tham số GAN2 có giá trị từ 0 đến 10.0

* Dải chết (hoặc sự chồng) của quan hệ đốt nóng/ làm mát. Tham số này

tạo ra vùng mà cả sự đốt nóng/ làm mát cùng hoạt động hoặc cùng chết

(không có hoạt động nào)

công suất đầu ra %

OP2 +100%

OP1 +100%

nhiệt độ

Đốt nóng Làm mát SETPOINT

Tham số db-2: -999 đến 9999

db 0

công suất đầu ra (%)

nhiệt độ

đốt nóng

Làm mát

SETPOINT

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với db = 0

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với (db<0)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

công suất đầu ra (%)

OP1 +100%

công suất đầu ra (%)

OP1 +100%

làm mát

SETPOINT

đốt nóng

làm mát

SETPOINT

đốt nóng

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với db<0

Bảng tham chiếu các tham số

Tham số Mô tả - Ghi chú

Hiển thị CYC2 Chu kỳ làm mát

Hệ số quan hệ giữa Phạm vi hoạt động và các thành phần 0.0 đến 250 s (0) 0.0 đến 10.0 O0 thì OP2 off

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ GAN2 đốt nóng và làm mát db-2 Dải chết hoặc

(1.0) -999 đến 9999 (0)

sự chồng giữa đốt nóng/ làm mát

Db-2 dương thì có dải chết. Db-2 âm thì có sự chồng

1.6.6- Module truyền thông nối tiếp (6-SC)

Module truyền thông này chứa những tham số nhằm phục vụ cho

việc giao tiếp với các thiết bị kết hợp khác như: Máy in, bộ điều khiển khả

trình hay máy tính chủ… thông qu chuẩn truyền thông RS – 485.

Khi giao tiếp với TCU thì định dạng dữ liệu của đối tác và TCU

phải đồng nhất.

• Tham số về tốc độ baud (BAUD)

Tốc độ baud nằm trong những giá trị sau:

300, 600, 1200, 2400, 4800 hoặc 9600

Khi chọn tốc độ baud cho sự giao tiếp thì tốc độ này phải phù hợp

vớitất cả các đối tác khác trong hệ thống.

• Parity Bit (Parb)

Mặc dù sử dụng kỹ thuật tín hiệu số nhưng do tác động của nhiều môi

trường truyền dẫn mà thông tin ít nhiều bị sai lệch. Nhằm phát triển ra lỗi để

khắc phục kịp thời thì phương pháp bảo toàn dữ liệu parity bit được lưạ chọn:

Partybit có thể được chọn là:

Parity chẵn, Parity lẻ hoặc không sử dụng

• Tham số địa chỉ (Addr)

Khi có nhiều thiết bị kết nối với nhau trên cùng một giao diện truyền

thông RS 485 thì mỗi thiết bị phải có một địa chỉ riêng biệt (có giá trị từ 0 đến

99). Nếu chọn địa chỉ 0 thì không cần phải chỉ rõ địa chỉ trao đổi thông tin với

thiết bị chứa địa chỉ đó.

• Tham số về tốc độ in (PrAt)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

TCU có thể được lập trình để tự động vận chuyển yêu cầu in tới máy in

với một tốc độ định trước. Tất nhiên tốc độ này lớn nhất là bằng tốc độ của

máy in. Nếu chọn giá trị 0 thì huỷ bỏ yêu cầu in

PrAt - 0 đến 9999s

• Lựa chọn in (POPT)

Nếu chọn YES khi tới tham số này thì sẽ truy cập vào một danh sách

những tham số cho yêu cầu in. Dùng nút ấn PAR để quét hết tham số trong

danh sách, dùng nút UP và DOWN để chọn “YES” hay “NO”

INP - in giá trị nhiệt độ vào

SET - in nhiệt độ đặt

Opr - in % công suất

Pbd - in giá trị khuếch đại

Int - in hằng số thời gian tích phân

Der - in hằng số thời gian vi phân

AL1 - in giá trị cảnh báo 1

AL2 - in giá trị cảnh báo 2

DEV - in giá trị chên lệch nhiệt độ

Crg - in hệ số quan hệ giữa đốt nóng/ làm mát

Cdb - in giải chết làm mát

IN2 - in giá trị đầu vào Analog thứ 2

Pb2 - in hệ số khuếch đại (của bộ PID2)

IT2 - in hằng số thời gian tích phân (của bộ PID2)

DT2 - in hằng số thời gian vi phân (của bộ PID2)

SP2 - in giá trị điểm đặt trực tiếp của chế độ điều khiển tầng

• SPrP

1.6.2- Module đầu ra (2-OP)

Module này chứa những tham số tác động đến tín hiệu của TCU như:

đầu ra điều khiển chính, đặc tính đầu ra trong chế độ tự chỉnh định, tìm lỗi

cảm biến … Các tham số sẽ được giới thiệu dưới đây:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

• Chu kỳ làm việc của đầu ra điều khiển chính (CYct)

Sự lựa chọn chu kỳ này tuỳ thuộc vào hằng số thời gian quá trình và

module đầu ra sử dụng.

CyCT - 0 đến 250 (s)

Thông thường chu kỳ này được chọn bằng 1/10 chu kỳ của hệ thống

(9/10 còn lại TCU sẽ chờ hoặc tiến gành một số hoạt động cần thiết cho vòng

điều khiển sau). Chu kỳ của hệ thống được tính từ lúc nhận tín hiệu vào (sau

đó được xử lý, truyền đi…) đưa tín hiệu điều khiển tới đối tượng đến khi đối

tượng thực sự bị tác động dưới tín hiệu điều khiển. Nếu chọn chu kỳ Cyct này

quá nhỏ, thì lãng phí khá nhiều thời gian chờ. Nếu chọn quá lớn thì tín hiệu

điều khiển có thể bị suy giảm. Nếu sử dụng module Triac, Logic / SSR để

điều khiển thì có thể chọn thời gian này ít hơn 1/10.

Nếu đặt Cyct = 0 thì OP sẽ tắt. Do đó nếu sử dụng đầu ra tương tự để

sử điều khiển thì đặt tham số này ở (0). Tham số này cũng bị bỏ qua khi cài

đặt hoạt động điều khiển vị trí van.

• Hoạt động của đầu ra điều khiển (OPAC)

Nếu dùng TCU cho hoạt động đốt nóng/ làm mát thì bình thường OP1

sẽ sử dụng để đốt nóng, và hoạt động ở hành trình ngược, còn OP sử dụng

làm mát ở hành trình thuận. Khi đó OPAC sẽ có giá trị là rEv. Nếu drct được

đặt cho OPAC thì OP1 sẽ hoạt động ở hành trình thuận còn OP2 hoạt động ở

hành trình ngược.

• Giới hạn công suất đầu ra (OPLO và OPHI)

Cho hoạt động điều khiển bình thường:

OPLO và OPHI : từ 0 đến 100% (tuỳ chọn) riêng đối với ứng dụng đốt

nóng/ làm mát cần đặt

OPLO và OPHI = -100% đến 100%

Với hoạt động điều khiển bằng tay thì sự giới hạn này không có tác dụng.

• Loại bỏ đầu ra khi tìm thấy lỗi của cảm biến (OPFL)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nếu lỗi của cảm biến được tìm thấy, thì đầu ra điều khiển có thể bị tắt

tuỳ thuộc vào giá trị đặt trong OPFL.

OPFL có thể đặt giá trị trong khoảng (từ 0% đến 100%).

Trong đó: OPFL = 0% thì OP sẽ OFF hoàn toàn

OPFL = 100% thì OP1 ON hoàn toàn

Khi cài đặt ứng dụng làm mát cần đặt OPFL trong khoảng từ –100%

đến 100%.

Tại 0% cả OP1 và OP2 đều OFF, 100% cả OP1 và OP2 OFF; -100%

thì OP2 ON và OP1 OFF.

• Độ trễ của chế độ điều khiển ON/OFF (CHYS)

điều chỉnh được đầu ra điều khiển chính (OP1).

Giá trị CHYS từ 1o đến 250o

thoả mãn yêu cầu. Trước khi chuyển sang chế độ tự chỉnh định tham số cần

phải đặt giá trị cho tham số này. Đôi với sự điều khiển tầng, trong vòng thứ

cấp giá trị này vào khoảng 1.5% thang đo nhiệt độ.

• Lựa chọn đặc tính đầu ra trong chế độ tự chỉnh định tham số.

Chế độ tự chỉnh này sẽ xác định các thông số của bộ điều khiển PID

giúp người thiết kế hệ thống, khi mà hoạt động nhận dạng đối tượng khó tiến

hành hay với sự điều khiển mà chất lượng và tiêu chuẩn không quá khắt khe.

Trước khi chuyển sang chế độ này, cần nhập vào đặc tính quá trình mong

muốn. Có 5 đặc tính (hình vẽ) được đánh số tử 0 ÷ 4. Người vận hành hay

thiết kế hệ thống cần đưa vào tham số tcod một trong những giá trị từ 0 ÷ 4

tuỳ theo yêu cầu theo yêu cầu cụ thể. Chế độ tự chỉnh định này sẽ ghi nhận

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ trước được đặc tính của đầu ra và điều khiển hệ thống theo đặc tính đó dưới

sự điều khiển của bộ PID.

Nếu tcod được đặt bằng 0 thì đáp ứng đầu ra là nhanh nhất nhưng sự

quá điều chỉnh có thể xảy ra. Nếu tcod = 4 thì đáp ứng đầu ra chậm nhất

nhưng không có độ quá điều chỉnh hoặc gần như không đáng kể.

Các đặc tính của chế độ tự chỉnh định tham số.

1 2 0

• Đầu ra Analong tuyến tính một chiều (ANAS, ANLO, ANDB,

ANUT )

Đầu ra này có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau tuỳ theo yêu

cầu của người thiết kế (hay vận hành) hệ thống.

Tham số ANAS có thể được đặt ở :

- OP : % công suất ra

- INP : đầu vào của quá trình khác

- DEV : độ chênh lệch nhiệt độ

- Sp : giá trị điểm đặt

- DE – 2 : độ chênh lệch của vòng thứ 2 (chỉ điều khiển tầng)

- SP-2 : điểm đặt nhiệt độ của vòng thứ 2 (chỉ điều khiển tầng)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Điều này cho phép TCU có thể giao tiếp trực tiếp với một số thiết bị

khác như máy ghi biểu đồ, thiết bị đo, bộ điều khiển hoặc bộ điều khiển

tuyến tính công suất…

ANLO (4mA hoặc 0 VDC): từ –999 đến 9999 •

ANHI (20mA hoặc 10 VDC): từ –999 đến 9999 •

Andb 0.0 đến 250% •

ANUT 0 đến 250 giây •

Ví dụ 1: Dùng đầu ra tuyến tính một chiều nối với máy ghi biểu độ

nhiệt độ quá trình (điện áp vào 0 đến 10VDC)

Dải nhiệt độ quá trình là 300 đến 700. Cần lập trình cho ANLO

(OVDC) có giá trị 300 và ANHI (10VDC) có giá trị 700. Và điều quan trọng

là cần ấn định tham số ANAS = INP.

Ví dụ 2: Dùng đầu ra tuyến tính một chiều (4 đến 20mA) để điều khiển

tuyến tính bộ điều khiển công suất.

Với yêu cầu về dải chết là ± 2.0% và thời gian cập nhật là 10s.

Khi đó ta sẽ có: ANAS = OP

ANLO = 0.0%

ANHI = 100.0%

Andb = 2.0%

Analog Output(mA

đơn vị hiển thị

Anut = 10s

ANHI ANLO

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hiển thị

Tham số

Mô tả - Ghi chú

CYCt OPAC

Chu kỳ Hoạt động điều khiển

0 thì OP1 off Cho cả chế độ điều khiển PID và ON/OFF

OPLO

Cài đặt OPLO

Giới hạn dưới công suất đầu ra

Khi lựa chọn làm mát được cài đặt

Phạm vi hoạt động và các thành phần 0 đến 250s (2) drct - làm mát reV - đốt nóng (rev) 0% đến 100%, OP1 (0) -100% đến 100% OP1 và OP2 (100)

Cần đặt OPLO > OPHI

Giới hạn trên công suất đầu ra

Khi lựa chọn làm mát được cài đặt

OPHI

OPFL Định trước công suất đầu

Đặt giá trị để điều khiển an toàn hơn khi lỗi của cảm biến được tìm thấy

ra khi cảm biến bị lỗi

0% đến 100%, OP1 (100) -100% đến 100% OP1 và OP2 (0) 0% đến 100%, OP -100% đến 100% OP1 và OP2

CHYS

Độ trễ của điều khiển

1 đến 250 độ

Tcod

Mã đặc tính đầu ra của

0 đến 4 (0)

0 : đáp ứng nhanh nhất

chế độ tự điều chỉnh

4 : đáp ứng chậm nhất

ANAS

Tham số này xuất hiện khi lựa chọn đầu ra tương tự được cài đặt

Phân định đầu ra tuyến tính một chiều

OP - outpoint INP - input SP - sptpoint dEV – deviation dE-2 - SP - 2 –setpoint (OP)

ANLO

Giá trị thang đo dưới

Thang đo trong hai tham số này tuỳ thuộc vào ANAS Chỉ sử dụng khi lựa chọn đầu ra Anlog

ANHI

Giá trị thang đo trên

-999 đến 9999 (0.0 -999 đến 9999 (100.00)

ANdb

dải chết đầu ra tương tự

1.0 đến 25% (0.0)

ANut

Thời gian cập nhật

0 đến 250s (0)

Chỉ sử dụng khi ANAS = OP 0% không dải chết Chỉ sử dụng khi ANAS=OP

1.6.3- Module khoá tham số (3-LC)

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, ta có thể hạn chế sự truy nhập

và thay đổi từ bên ngoài các yếu tố sau: sự hiển thị, chế độ bảo vệ tham số và

chế độ ẩn.

• Hạn chế sự hiển thị (SP, OP, Hcur, IN-2, dEV, UdSP)

Các tham số có thể bị hạn chế ở ba mức khác nhau

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Loc : nhăn không cho phép hiển thị

Red : Hiển thị nhưng không truy nhập được

Ent : hiển thị và có thể thay đổi được

Các tham số hiển thị này có thể truy nhập trực tiếp từ các chế độ hiển

thị bình thường (không cần vào module chứa tham số) bằng cách ấn DSP,

nhưng có quan sát và biến đổi được hay không thif tuỳ theo mức cho phép đặt

ở trong module này.

• Hạn chế tham số trong chế độ bảo vệ (Code, PID, PID2, rtbS và AL)

Sự hạn chế các tham số này cũng có 3 mức khác nhau

- Loc : ngăn không xuất hiện trong chế độ bảo vệ tham số

- red : có xuất hiện nhưng không thay đổi được

- Ent : Xuất hiện đồng thời truy nhập và thay đổi được

Chế độ bảo vệ tham số hoạt động khi sự ngăng cản xâm nhập chương

trình hoạt động. Riêng tham số code thì không có 3 giá trị như trên mà nó

được đặt từ 0 đến 250 …(và muốn truy nhập vào chế độ không bảo vệ tham

số từ chế độ có bảo vệ thì phải vào mã (code)) thích hợp với mã đặt ở module

này.

Cụ thể như sau:

: Từ 0 đến 250 * Cod

: Các tham số trong bộ điều khiển PID chính * PID

* PID2 : Các tham số trong bộ điều khiển PID2

* rtbS : Tham số rt và bs

* AL : Giá trị cảnh báo

• Hạn chế tham số trong chế độ ẩn

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Chế độ ẩn có thể truy nhập từ chế độ hiển thị bình thường bằng cách ấn

PAR và giữ trong vòng 3s. Các tham số có thể bị hạn chế ở hai mức khác

nhau

Loct : Ngăn không xuất hiện

Enbl : cho phép hiện để thực hiện các chức năng trong chế độ ẩn

Chế độ ẩn được truy nhập độc lập với trạng thái của sự ngăn chặn xâm

nhập chương trình. Các tham số trong đó là:

AlrS : reset đầu ra cảnh báo

SPSL : lựa chọn hoạt động với điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ.

Trnf : lựa chọn chế độ tự động hay bằng tay

Tune : sử dụng hoặc huỷ bỏ chế độ tự chỉnh định tham số

Hiển thị

Tham số

Mô tả- Ghi chú

Phạm vi hoạt động và thành phần

Truy nhập vào điểm đặt

Truy nhập vào công suất đầu ra

Khi tham số này được chọn hiển thị nó sẽ ở thiết bị thiết bị chỉ thị %PW

dEV

Sự chênh lệch nhiệt độ

iN-2

Đầu vào Anlog thứ hai

HCur

Dòng đốt nóng

UdSP

Đơn vị hiển thị

LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent) LOC - Khoá rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc (red) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc

code PID

Mã truy cập Các giá trị của bộ PID

PID2

Giá trị của bộ PID thứ hai

0 đến 250 LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (LOC) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc

Chỉ có trong chế độ điều khiển tầng

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

RtbS

Điểm đặt xa

Giá trị cảnh báo

Ent - Truy nhập (LOC) LOC - Khoá lại ENBL- (LOC) LOC - Khoá lại rEd - Chỉ đọc Ent - Truy nhập (Ent)

Reset lại hoạt động cảnh báo LOC - Khoá lại

Các tham số này trong chế độ ẩn

AlrS

SPSL

Lựa chọn điểm đặt xa hay điểm đặt cục bộ

ENBL- Cho phép (LOC) LOC - Khoá lại ENBL- Cho phép lựa chọn (LOC)

TrnF

Lựa chọn chế độ tự động hoặc bằng tay

LOC - Khoá lại ENBL- Có thể lựa chọn (LOC)

TuNE

Lựa chọn chế độ tự chỉnh định tham số

1.6.6- Module cảnh báo (4-AL)

Sự hoạt động của hệ thống không phải lúc nào cũng an toàn và

ổn định như mong muốn, hệ thống có thể gặp sự cố, các thông số không như

mong muốn… Vì vậy hoạt động cảnh báo là hết sức quan trọng, nó giúp

người vận hành nhanh chóng phát hiện ra sự cố để tiến hành các biện pháp

khắc phục, hay chỉ đơn giản thông báo trạng thái hệ thống hiện thời.

Ta có thể đặt sự làm việc của hoạt động cảnh báo theo nhiều chế

độ theo nhiều mức, nhiều cấp độ với những tham số khác nhau. Điều này tuỳ

thuộc vào tính chất của hệ thống và yêu cầu về chất lượng….

• Hoạt động cảnh báo (Act1, Act2)

Sự cảnh báo có thể được lựa chọn một trong những chế độ sau:

7- Cảnh báo theo nhiệt độ cao (A-Hi)

8- Cảnh báo theo nhiệt độ thấp (A-LO)

9- Cảnh báo theo chênh lệch cao (d-HI)

10- Cảnh báo theo sự chênh lệch thấp (d-LO)

11- Cảnh báo theo dải trong (b-in)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

12- Cảnh báo theo dải ngoài (b-ot)

• Cảnh báo với đầu ra Analog thứ hai

Khi sử dụng đến đầu vào mở rộng này, hoạt động cảnh báo vẫn có thể

đặt riệng cho nó với 6 chế độ hoạt động giống như trên. Ngoài ra có thể đặt

Sự hoạt động cảnh báo được mô tả như sau:

cảnh báo cho dòng đốt nóng, cho điều khiển van…

nhiệt độ

Độ trễ

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

out put: OFF LED: OFF

• OUT PUT: Đầu ra cảnh báo; AL: Giá trị cảnh báo

• LED : Bộ chỉ thị

• Hoạt động cảnh báo 1

nhiệt độ

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

Độ trễ

• Hoạt động cảnh báo 2

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

• Hoạt động cảnh báo 3 với giá trị AL dương

• Hoạt động cảnh báo 3 với giá trị AL âm

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

Nhiệt độ

Độ trễ

SP+AL

out put: OFF LED: OFF

out put: ON LED: ON

• Hoạt động cảnh báo 4 với giá trị AL dương

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ

• Hoạt động cảnh báo 4 với giá trị AL âm

SP+AL

Out put: OFF LED: ON

Out put: ON LED: OFF

Out put: OFF LED: ON

Out put: ON LED: OFF

SPAL

Out put: ON LED: OFF

Nhiệt độ

SP+AL

*Hoạt động cảnh báo 5

SPAL

Out put: ON LED: ON

Out put: OFF LED: OFF

Out put: ON LED: ON

Out put: OFF LED: OFF

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

*Hoạt động cảnh báo 6

• Reset cảnh báo (rSt1, rSt2)

Hoạt động reset có thể được thực hiện tự động hoặc thực hiện trực tiếp bởi

người vận hành. Sự hoạt động được mô tả dưới đây

Nhiệt độ

Thời gian

OFF ON OFF ON OFF ON Tự động

OFF ON OFF ON Vận hành

Thực hiện bởi người vận hành

Tham số

Mô tả - Ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Hiển thị Act1

Chế độ cảnh báo 1

A-HI: Hoạt động cảnh báo1

A-LO: Hoạt động cảnh báo 2

d-HI : Hoạt động cảnh báo 3

d-LO: Hoạt động cảnh báo 4

b-IN: Hoạt động cảnh báo 5

b-ot : Hoạt động cảnh báo 6

A2-HI: Hoạt động cảnh báo1

A2-LO:Hoạt động cảnh báo2

Cho đầu vào Anlog thứ hai. (Dùng cho điều khiển tầng)

d-HI : Hoạt động cảnh báo 3

d-LO: Hoạt động cảnh báo 4

b-IN: Hoạt động cảnh báo 5

b-ot : Hoạt động cảnh báo 6

rSt1

Reset cảnh báo

Auto: - Tự động LAtc: - Bằng tay (Auto)

AL-1

Giá trị cảnh báo1

-999 đến 9999

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

AL-2

Giá trị cảnh báo2

AHYS Độ trễ của sự cảnh báo

(0) -999 đến 9999 (0) 1 đến 250 (1)

1.6.5. Module đầu ra làm mát (5-02)

Đầu ra điều khiển chính thứ 2 (OP2) có thể sử dụng cho hoạt động làm

mát trong hệ thống có cả sự đốt nóng và làm mát.

* Chu kỳ làm việc của đầu ra làm mát (CYC2)

Chọn giá trị từ 0 đến 250s

nếu chọn 0 thì đầu ra này tắt.

* Hệ số tương quan giữa sự đốt nóng và làm mát

Ví dụ: Sự đốt nóng làm việc với công suất 10KW, còn sự làm mát là 5KW

thì hệ số GAN2 là 2.

Tham số GAN2 có giá trị từ 0 đến 10.0

* Dải chết (hoặc sự chồng) của quan hệ đốt nóng/ làm mát. Tham số này

tạo ra vùng mà cả sự đốt nóng/ làm mát cùng hoạt động hoặc cùng chết

(không có hoạt động nào)

công suất đầu ra %

OP2 +100%

OP1 +100%

nhiệt độ

Đốt nóng Làm mát

Tham số db-2: -999 đến 9999

db 0

công suất đầu ra (%)

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với db = 0

nhiệt độ

đốt nóng

Là

át

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

công suất đầu ra (%)

OP1 +100%

làm mát

SETPOINT

đốt nóng

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với (db<0)

Hoạt động đốt nóng/ làm mát với db<0

THAM SỐ

Bảng tham chiếu các tham số

Mô tả - Ghi chú

Hiển thị

CYC2 Chu kỳ làm mát

O0 thì OP2 off

Phạm vi hoạt động và các thành phần 1.0 đến 250 s (0) 1.0 đến 10.0 (1.0) -999 đến 9999 (0)

Db-2 dương thì có dải chết. Db-2 âm thì có sự chồng

GAN2 Hệ số quan hệ giữa đốt nóng và làm mát db-2 Dải chết hoặc sự chồng giữa đốt nóng/ làm mát

1.6.6- Module truyền thông nối tiếp (6-SC)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Module truyền thông này chứa những tham số nhằm phục vụ cho

việc giao tiếp với các thiết bị kết hợp khác như: Máy in, bộ điều khiển khả

trình hay máy tính chủ… thông qu chuẩn truyền thông RS – 485.

Khi giao tiếp với TCU thì định dạng dữ liệu của đối tác và TCU

phải đồng nhất.

• Tham số về tốc độ baud (BAUD)

Tốc độ baud nằm trong những giá trị sau:

300, 600, 1200, 2400, 4800 hoặc 9600

Khi chọn tốc độ baud cho sự giao tiếp thì tốc độ này phải phù hợp

vớitất cả các đối tác khác trong hệ thống.

• Parity Bit (Parb)

Mặc dù sử dụng kỹ thuật tín hiệu số nhưng do tác động của nhiều môi

trường truyền dẫn mà thông tin ít nhiều bị sai lệch. Nhằm phát triển ra lỗi để

khắc phục kịp thời thì phương pháp bảo toàn dữ liệu parity bit được lưạ chọn:

Partybit có thể được chọn là:

Parity chẵn, Parity lẻ hoặc không sử dụng

• Tham số địa chỉ (Addr)

Khi có nhiều thiết bị kết nối với nhau trên cùng một giao diện truyền

thông RS 485 thì mỗi thiết bị phải có một địa chỉ riêng biệt (có giá trị từ 0 đến

99). Nếu chọn địa chỉ 0 thì không cần phải chỉ rõ địa chỉ trao đổi thông tin với

thiết bị chứa địa chỉ đó.

• Tham số về tốc độ in (PrAt)

TCU có thể được lập trình để tự động vận chuyển yêu cầu in tới máy in

với một tốc độ định trước. Tất nhiên tốc độ này lớn nhất là bằng tốc độ của

máy in. Nếu chọn giá trị 0 thì huỷ bỏ yêu cầu in

PrAt - 0 đến 9999s

• Lựa chọn in (POPT)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nếu chọn YES khi tới tham số này thì sẽ truy cập vào một danh sách

những tham số cho yêu cầu in. Dùng nút ấn PAR để quét hết tham số trong

danh sách, dùng nút UP và DOWN để chọn “YES” hay “NO”

INP - in giá trị nhiệt độ vào

SET - in nhiệt độ đặt

Opr - in % công suất

Pbd - in giá trị khuếch đại

Int - in hằng số thời gian tích phân

Der - in hằng số thời gian vi phân

AL1 - in giá trị cảnh báo 1

AL2 - in giá trị cảnh báo 2

DEV - in giá trị chên lệch nhiệt độ

Crg - in hệ số quan hệ giữa đốt nóng/ làm mát

Cdb - in giải chết làm mát

IN2 - in giá trị đầu vào Analog thứ 2

Pb2 - in hệ số khuếch đại (của bộ PID2)

IT2 - in hằng số thời gian tích phân (của bộ PID2)

DT2 - in hằng số thời gian vi phân (của bộ PID2)

SP2 - in giá trị điểm đặt trực tiếp của chế độ điều khiển tầng

Bảng các tham số trong Module 6.

Mô tả - ghi chú

Hiển thị

Tham số

bAud

Tốc độ nhanh

Tốc độ baud phải thích hợp với thiết bị kết nối với nó

Phạm vi hoạt động và các thành phần 300 tới 9600 (1200)

Pard

Parity bit

Tuỳ chọn: odd, Parity bit cũng phải thích hợp

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

even hay no parity (odd)

Địa chỉ

0 đến 99 (0)

Add

PoPt

Lựa chọn chế độ với máy in

Yes/ No (no)

Nhiệt độ vào

Nhiệt độ đặt % công suất ra

với parity bit của các thiết bị khác Trong mạng có nhiều thiết bị giao tiếp với nhau thì mỗi thiết bị phải có 1 địa chỉ riêng biệt Lựa chọn này nhằm ấn định những thông số cần in ra để gửi tới máy in kết nối với TCU

Yes/ No (yes) Yes/ No (yes) Yes/ No (yes) Yes/ No (yes)

INP SET OPr Pdb INt

Yes/ No (yes)

DEr

Yes/ No (yes)

Yes/ No (yes) Yes/ No (yes) Yes/ No (yes) Yes/ No (yes)

AL - 1 AL- 2 DEv Crg

Yes/ No (yes)

Cdb

Yes/ No (yes)

Pb2

Yes/ No (yes)

Dt2

Hệ số khuếch đại Hằng số thời gian tích phân Hằng số thời gian vi phân Giá trị cảnh báo 1 Giá trị cảnh báo 2 Sự chênh lệch nhiệt độ Hệ số tương quan: đốt nóng/ làm mát Dải chết trong chế độ: đốt nóng/ làm mát Hệ số khuyếch đại bộ PID2 Hằng số thời gian vi phân của bộ PID - 2 Điểm đặt xa Điểm đặt 2 Đầu vào Analog thứ 2

Yes/ No (yes) Yes/ No (yes) Yes/ No (yes)

RSP SP2 INP2

1.6.7. Module 7 (7 - 2N). Đầu vào Analog thứ cấp

Đầu vào Analog thứ cấp này là đầu vào mở rộng nhằm tăng thêm tích

năng điều khiển của TCU như: điều khiển với điểm đặt xa, hoặc ứng dụng

điều khiển tầng. Sự hoạt động của đầu vào mở rộng này cũng được chương

trình hoá và được lựa chọn bởi người thiết kế hệ thống. Các chỉ số của nó có

thể được quan sát trên màn hình thứ hai.

Tham số OPEr (chế độ hoạt động)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Tham số này quyết định sự hoạt động của TCU ở hai chế độ:

- rSP: chế độ hoạt động với điểm đặt xa, tức là nó là bộ điều khiển

khác.

- CSCd: chế độ điều khiển tầng với 2 bộ PID được thích hợp trong TCU

• Độ phân giải đầu vào (tham số : iNP2) có các giá trị là: 0,0.0,

0.000; tuỳ theo sự lựa chọn

• Dải vào (dSP1, dSP2) có giá trị nằm trong khoảng - 99.9 đến

999.9

1.6.8. Module - 9 (9 - FS).

Module này chứa những tham số của nhà cung cấp cài đặt cho cấu hình

của TCU. Khi xây dựng hệ thống, muốn TCU tiến hành kiểm tra lại tất cả các

thành phần khai báo trong TCU có thích hợp với nhau hay không thì phải

thông qua module này, đồng thời lưu trữ sự cài đặt mới hay khôi phục sự cài

đặt ban đầu của nhà sản xuất.

Bảng các tham số và hoạt động của chúng.

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần - 66 (mã từ ngoài do

Mã dịch vụ của

Khôi phục lại các tham số do nhà sản

Code

nhà sản xuất

người vận hành lựa chọn)

xuất cài đặt

- 48

Kiểm tra sự thích hợp của tất cả các

thành phần được khai báo trong UCU

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

CHƯƠNG 2

HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỦA TCU

2.1. Điều khiển PID.

Tên gọi P. I. D là chữ viết tắt của ba thành phần cơ bản trong bộ điều

khiển kinh điển, trong đó: Khuyếch đại tỷ lệ (P), tích phân (I) và vi phân (D).

Mặc dù lý thuyết điều khiển đã phát triển mạnh mẽ và có những bước tiến

nhảy vọt như: điều khiển mở, ứng dụng mạng noron… nhưng bộ điều khiển

P.I.D vẫn có vai trò vô cùng quan trọng.

Bộ điều khiển P.I.D được sử dụng rộng rãi để điều khiển các đối tượng

SISO (một vào - một ra) theo nguyên lý hồi tiếp. Bộ điều khiển PID sở dĩ

được sử dụng rộng rãi là tích đơn giản của nó cả về cấu trúc lẫn nguyên lý

làm việc mà chất lượng lại tốt. Nhiệm vụ của nó là đưa sai lệch e(t) của hệ

thống về 0 sao cho quá trình quá độ thoả mãn các yêu cầu cơ bản về chất

lượng .

- Nếu sai lệch e (t) càng lớn thì thông qua thành phần Up (t), tín hiều

điều chỉnh U (t) càng lớn (vai trò của khuếch đại P).

- Nếu sai lệch e(t) chưa về 0 thì thông qua UI (t), PID vẫn còn tạo tín

hiệu điều chỉnh (vai trò của tích phân I).

- Nếu sự thay đổi e(t) có tốc độ nhanh thì thông qua thành phần UD(t),

phản ứng thích hợp của u(t) sẽ càng nhanh (vai trò của vi phân D).

Cấu trúc của bộ điều khiểu PID:

u(t) UI e (t)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

+ Điểu khiển với bộ điều khiểu PID.

Đối tượng e(t) ω(t) u(t) y(t) điều khiển

Trong đó: ω(t): tín hiệu vào

y(t): tín hiệu ra

e(t): sai lệch

u(t): tín hiệu điều khiển.

Bộ điều khiểu PID được mô tả dưới phương trình toán học sau đây

τ τ +

e(t)

e( )d

bằng mô hình vào - ra.

T D

∫

1 T

de(t) dt

I 0

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

ω(t) = kp

e(t): tín hiệu đầu vào

u(t): tín hiệu đầu ra.

kp: hệ số khuếch đại

TD: hằng số vi phân

Từ mô hình vào - ra trên ta có được hàm truyền sau:

T s D

1 T s I

) W(s) = kp (1 +

Từ hàm truyền trên ta có: chất lượng của hệ thống phụ thuộc vào ba

tham số kp, ID, TI. Để hệ thống đạt được chất lượng theo yêu cầu đặt ra thì

phải phân tích đối tượng rồi trên cơ sở chọn các tham số đó sao cho phù hợp.

Một điều cần chú ý là không phải mọi trường hợp đều bắt buộc xác

định cả ba tham số kp, TI và ID. Ví dụ những trường hợp mà bản thân đối

tượng điều khiển đã có thành phần tích phân thì trong đó bộ điều khiểu

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ không cần phải có thêm khâu tích phân mới khử được sai lệch tĩnh, hay nói

cách khác, khi đó ta chỉ cần sử dụng bộ điều khiểu PD là đủ. Hoặc khi tín hiệu

trong hệ thống thay đổi tương đối chậm và bản thân và bản thân bộ điều

khiển không cần có phản ứng thật nhanh với sự thay đổi của sai lệch e(t) thì ta

chỉ cần sử dụng bộ điều khiểu PI.

Hình vẽ dưới đây mô tả đáp ứng đầu ra khi điều khiển bằng PID.

P.I P.I.D

P.D

2.2. Điều khiển kế toán/OFF.

Khi đặc tính đầu ra của hệ thống có xu hướng dao động mạch quanh

điểm đặt và yêu cầu về chất lượng không quá khắt khe thì hoạt động điều

khiển ON/OFF sẽ được thực hiện. Sự điều khiển này nhanh chóng làm giảm

sự dao động lớn của đầu ra thông qua sự điều khiển về độ trễ. Độ trễ đầu ra

càng nhỏ thì càng loại trừ được sự dao động đó. Đây là kiểu điều khiển đơn

giản, hiệu qủa không thật sự cao nhưng có độ tác dụng nhanh, phù hợp với

đối tượng có độ trễ lớn. Để thực hiện chế độ điều khiển này ta phải đặt tham

số của bộ khuếch đại P (trong bộ PID) bằng 0 và tham số về độ trễ CHYS

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ (chọn từ 1 đến 150 độ). Nhìn chung tham số này thường được chọn từ 2 đến 5

độ là thoả mãn yêu cầu về chất lượng.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

SP Độ trễ

OUT PUT: OFF LED: OFF

OUT PUT: ON LED: ON

OUT PUT: OFF LED: OFF

Hình 1a

Độ trễ

OUT PUT: OFF LED: OFF

OUT PUT: ON LED: ON

OUT PUT: OFF LED: OFF

Hình 1b

Hoạt động của sự điều khiển ON/OFF với đầu ra điều khiển OP1

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Độ

OUT PUT: OFF LED: OFF

OUT PUT: ON LED: ON

Độ

OUT PUT: OFF LED: OFF

OUT PUT: ON LED: ON

db - 2

Độ trễ

db - 2

+ Điều khiển ON/OFF với đầu ra điều khiển OP2.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

+ Hoạt động điều khiển ON/OFF kết hợp cả OP1và OP2 với dải chết db -2

2.3. Chế độ tự chỉnh định tham số.

Nhằm giảm bớt gánh nặng cho người thiết kế hệ thống, TCU đã xây

dựng một chương trình để tự động nhận dạng đối tượng nghĩa là nó sẽ tiến

hành đưa ra những tín hiệu thứ ghi lại đặc tính của đối tượng từ đó tính toán

tham số của bộ điều khiểu PID. Điều này chỉ được thực hiện khi hệ thống

được kết nối hoàn tất về mặt phần cứng và được khởi động trong chế độ ẩn.

Cần nói thêm là sự tự chỉnh định này chỉ tương đối, thực hiện trên các đối

tượng đơn giản và yêu cầu về chất lượng không quá cao.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Trước khi tiến hành tự chỉnh định tham số cần lựa chọn các đặc tính

mong muốn mà bộ điều khiểu PID sẽ thực hiện. Các đặc tính này được đánh

số từ 0 đến 4, sự lựa chọn sẽ nhập vào tham số (tcod) trong module - 2.

P.I P.I.D

4 3 2 1 0

Tuỳ thuộc vào đặc tính quá trình mà các tham số sau đây sẽ được đặt

bởi chế độ tự chỉnh định tham số.

+ Hệ số khuếch đại (Prop)

+ Hằng số thời gian tích phân (Intt)

+ Hằng số thiết bị vi phân (dErt)

+ Bộ lọc tín hiệu vào (Fltr)

Như vậy chế độ tự chỉnh định tham số này nhiều nhất là xác định được

4 tham số như trên. Trong khi đó một hệ thống muốn có chất lượng cao thì

phải thoả mãn khá nhiều yêu cầu công nghệ, nên các tham số phải tương đối

nhiều và đòi hỏi phải có tính toán rất cụ thể, chính xác.

Sự hoạt động của chế độ này được mô tả dưới đây.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Điểm bắt đầu của sự chỉnh định

Kết thúc quá trình tự chỉnh định tham số. Bộ PID được cài đặt và bắt đầu tính toán để điều khiển

thái

OFF

Gọi chế độ tự chỉnh định

OFF

Đầu ra tuyến tích 1 chiều

Trạng OP1

Có thể bắt đầu chế độ tự chỉnh định tham số bất cứ khi nào: Khi bắt đầu

khởi động, từ ngư dân điểm đặt, hay tại điểm nào đó của nhiệt độ quá trình.

Thông thường thì ta hay gọi chế độ này ngay sau khi khởi động, sau đó đến

khoảng nhiệt độ bằng 3/4 nhiệt độ điểm đặt thì chu kỳ chỉnh định bắt đầu làm

việc.

+ Các bước tiến hành.

1. Bắt đầu chế độ tự chỉnh định

• Đảm bảo rằng chế độ này không bị khoá trong modole

chứa tham số (module - 3)

• Đặt TCU ở chế độ hiển thị bình thường

• Ấn PAR trong 3 s

• Tìm đến tham số "tUNE" (ấn PAR tiếp)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

• Chọn "Yes" và tiếp tục ấn PAR

Chế độ tự chỉnh định bắt đầu.

2. Huỷ bỏ (tham số của bộ PID là của chu trình trước.

A. Chế độ tự chỉnh định phải không được khoá

o TCU ở chế độ hiển thị bình thường (tức là không phải ở

chế độ hiển thi cảnh báo).

o Ấn và giữ nút bấm PAR trong 3 s

o Tìm đến tham số (tUNE) bằng nút UP & DOWN

o Chọn "No" rồi ấn PAR

B. Hay có thể reset lại TCU bằng cách tắt ngay nguồn nuôi rồi cấp lại nguồn.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

CHƯƠNG 3

XÂY DỰNG HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VỚI TCU - 12004

3.1. Mô hình hệ thống điều khiển.

TCU - 12004

15 15

% PW

DSP

1 ĐKC S ∼ 220V 5

2 3

Đây là mô hình điều khiển (SI - SO) với đối tượng là lò nhiệt điện trở.

TCU - 12004 nhận tín hiệu từ cảm biết (4) rồi so sánh với nhiệt độ đặt và tiến

hành tính toán để đưa ra tín hiệu điều khiển tới bộ ĐKCS (điều khiển công

suất) nhằm thay đổi nguồn cung cấp cho dây mung (3)

Trong đó:

1- ĐKCS: đây là bộ điều khiểu công suất để điều chỉnh nguồn xoay

chiều cấp cho lò nhiệt

2 - Buồng đốt: được làm bằng gạch chịu lửa cách điện và nhiệt tốt, độ

bền cơ học cao và ít bộ ăn mòn ở môi trường làm việc.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3 - Dây nung: làm bằng vật liệu có điện trở suất lớn, thường là dây Ni -

Cr. Nhiệt lượng toả ra được tính theo công thức Jun - lenxơ:

Q = I2. R . t

4 - Cảm biến: Hai loại cảm biến thường hay dùng để đo nhiệt độ là: cặp

nhiệt điện và nhiệt điện trở. Cảm biến được đặt ở tâm lớn, biến sự thay đổi

nhiệt độ thành sự thay đổi về điện áp để đưa về TCU (ở đây cảm biến là cặp

nhiệt điện).

5 - thiết bị cảnh báo: sẽ báo động khi hệ thống gặp sự cố hoặc nhiệt độ

quá trình ra khỏi vùng an toàn.

* Sơ đồ nối tín hiệu ra/ vào TCU

OP 2/ AL1

OP2 - A

AL2

Thiết bị cảnh báo

OP1 - A

OP1 - B

OP1 - C

∼ 220V

2 chân nối với cặp nhiệt điện (vào)

ĐK

Nguồn nuôi

Đầu ra tuyến tính 1 chiều 4 - 20mA (ra)

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

+ -

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3.1.1. Đặc điểm đối tượng điều khiển (lò điện trở) và phương pháp

điều khiển nhiệt độ lò.

* Đặc điểm lò điện trở.

Với các ứng dụng cho công suất vừa và nhỏ thì lò điện trở là một giải

pháp phổ biến. Ưu điểm lớn nhất của nó là tính đơn giản cả về nguyên lý lẫn

thực tiễn công nghệ, dễ lắp đặt, vận hành vf chất lượng lại khá tốt. Tuy nhiên

quán của lò lớn, sự thay đổi nhiệt độ của lò xảy ra chậm. Lò có hệ số dung

lượng càng lớn thì độ trễ càng lớn.

Nhiệt độ buồng lò không hoàn toàn đồng đều tại mọi điểm, vì vậy nên

việc xác định nhiệt độ cũng bị phụ thuộc vào vị trí của cảm biến. Biến thiên

nhiệt độ lò còn có tính tự cân bằng (tất nhiên là điều này xảy ra cực kỳ chậm)

nên khi mất cân bằng giữa lượng nhiệt cung cấp và nhiệt lượng tiêu thụ thì

ngư dân lò có thể tiến tới một giá trị xác lập mới mà không cần có tín hiệu

điều khiển từ TCU.

* Phương pháp điều khiển nhiệt độ lò điện trở.

Nhiệt độ trong lò phụ thuộc vào nhiệt lượng toả ra từ đây nung, tức là

nhiệt độ lò phụ thuộc vào công suất đặt vào buồng lò. Chình vì vậy để điều

khiển nhiệt độ ta cần điều khiển công suất đặt vào nó. Từ công thức tính công

suất của lò:

P = I2. R

Ta thấy ngay được hai cách để điều khiển công suất P.

+ Thứ nhất: điều khiển về phía tiêu thụ điện năng tức là thay đổi điện

trở của lò. Phương pháp này sẽ gặp khó khăn khi nhiệt độ làm việc cao, lúc đó

khoảng thay đổi điện trở là tương đối lớn nên độ chính xác kém. Phương pháp

này ít được sử dụng còn bởi tính không liên tục và hạn chế về phạm vi điều

khiển.

+ Điều khiển về phía cung cấp, tức là thay đổi công suất cung cấp cho

dây đốt. Phương pháp này được dùng nhiều và đơn giản thông qua các bộ

điều khiểu công suất.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3.1.2. Nghiên cứu và thiết kế phần cứng.

* Sơ lược về vai trò của các bộ cảm biến.

Trong các hệ thống đo lường - điều khiển, mọi quá trình đều được đặc

trưng bởi các biến trạng thái như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ, mô men… Các

biến trạng thái này thường là các đại lượng không điệu. Nhằm mục đích điều

chỉnh, điều khiển các quá trình ta cần thu thập thông tin, đo đạc, theo dõi sự

biến thiên các biến trạng thái của quá trình. Nhiệm vụ đó được thực hiện bởi

các bộ cảm biến, nên có thể coi nó là "tai mắt" của các dây chuyền, quá trình

công nghệ và của các con người.

Riêng cảm biến đo ngư dân có ý nghĩa cực kỳ quan trọng bởi đại lượng

vật lý ngư dân được quan tâm nhiều hơn cả trong các đại lượng vật lý nói

chung. Nhiệt độ đóng vai trò quyết định đến nhiều tính chất của vật chất. Để

chế tạo các bộ cảm biến nhiệt độ người ta sử dụng nhiều nguyên lý cảm biến

khác nhau từ đó sẽ có các loại cảm biến khác nhau. Có thể kể ra đây vài loại

cảm biến thông dụng như: nhiệt điện trở, nhiệt ngẫu, phương pháp quang dựa

trên phân bố bức xạ nhiệt do dao động nhiệt.

* Cảm biến cặp nhiệt ngẫu (cặp nhiệt điện)

Bộ cảm biến mạch nhiệt ngẫu là một mạch có từ hai hay nhiều thanh

dẫn điện gồm hai dây dẫn A và B. Chỗ nối giữa hai thanh kim loại 1 và 2

được hàn với nhau.

Khi 2 mối hàn t và t0 có nhiệt độ khác nhau thì 2 t0

sẽ có dòng điện chạy qua trong mạch kín (theo

A B Seebek). Chiều của dòng điện phụ thuộc và nhiệt độ

tương ứng của môi hàn, tức là nếu t > t0 thì dòng

điện chạy theo hướng ngược lại. Nếu để hở một đầu t 1

thì giữa hai cực xuất hiện 1 sức điện động (sđđ)

nhiệt.

Khi mối hàn 1 và 2 có cùng nhiệt độ (giả sử là t0) thì sđđ tổng:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

EAB = eAB (t0) + eBA (t0) = 0

eAB = eAB (t) - eAB (t0)

Khi nhiệt độ ở t0, t khác nhau thì sđđ tổng:

EAB = eAB (t) + eAB (t0)

Hay: EAB = eAB (t) - eAB (t0)

Đây chính là phương trình cơ bản của cặp nhiệt ngẫu.

• Giả sử : t0 = const => eAB (t0) = C (hằng số)

Vậy có: EAB (t) = eAB (t) - C = f (t)

Như vậy bằng cách đo sđđ ta có thể tìm nhiện độ t của vật. Đầu mối

hàn t là đâu đo, đầu t0 là đầu tự do.

• Đặc tính của một số loại cặp nhiệt điện

Sự thay đổi sđđ của một số loại cặp nhiệt điện được mô tả dưới đây.

E (mV)

R T S

- 200

70 60 50 40 30 20

KT J

T (0C) 600 1000 1400 1800 200 - 10

Các ý nghĩa của các ký hiệu E, J, T, K, R, S, B

E: Chromel/ Constantan

J: Sắt/ Constantan

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

T: Đồng/ Constantan

K: Chromel/ Alumen

R: Platin - Rodi/ Platin

S: Platin - Rodi/ Platin

B: Platin - Rodi (30%) / Platin - Rodi (6%)

+ Thông số kỹ thuật của các cặp nhiệt điện thông dụng.

Sức điện động

Cặp nhiệt điện

Độ chính xác

Dải nhiệt độ làm việc 0C

mV

- 270 - 370

Đồng/ Constantan φ = 1,63mm

- 6,258 ÷ 19,027

(-1000C ÷ 400C) : ± 2%

(40C ÷ 1000C) : ± 1,8%

(-1000C ÷ 3500C)

: ±

0,75%

- 210 - 800

Sắt/ Constantan φ = 3,25mm

- 8,095 ÷ 45,498

(00C ÷ 4000C) : ± 3%

(4000C ÷ 12500C)

: ±

0,75%

Chromel/Alumen φ = 3,25 mm

- 276 ÷ 780

- 9,835 ÷ 66,473

(00C ÷ 4000C) : ± 3%

(4000C ÷ 12500C)

: ±

0,75%

Platin - Rodi (10%)/ Platin φ = 0,51 mm

- 50 ÷ 1500

- 0,236 ÷ 15,576

(00C ÷ 6000C) : ± 2,5%

(6000C ÷ 15000C) : ± 0,4%

Platin - Rodi (30%)/ Platin (6%) φ = 0,51

(8700C ÷ 17000C) : ± 0,5%

0 ÷ 1700

0 ÷ 12,426

Platin - Rodi (13%)/ Platin φ = 0,51mm

- 50 ÷ 1500

- 0,226 ÷ 17,445

(00C ÷ 5380C) : ± 1,4%

(5380C ÷ 15000C)

: ±

0,25%

Lonfram - Reni (5%)/ Lonfram - Reni

0 ÷ 2700

0 ÷ 38,45

(26%)

+ Thang đo nhiệt độ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

- Thang đo nhiệt độ tuyệt đối K

Người ta lấy nhiệt độ cuẩ điểm cân bằng của ba trạng thái nước - nước

đá - hơi một giá trị bằng 273,15K.

Từ thang đo này xác định được thang đo Celsius và Fahrenheit + Thang Celsius: 0C

Do Andreas Celsius (Thuỵ Điển) đưa ra năm 1742. Trong thang này thì mật độ C (0C) cũng bằng một độ K. Quan hệ giữa nhiệt độ Celsius và nhiệt độ

Kelvin được cho theo biểu thức:

T (0C) = T (K) - 273,15

+ Thang Fahrenheit:

Do Fahrenheit đưa ra năm 1706, quan hệ giữa nhiệt độ Celsius và

Fahrenheit:

5 9

T (0C) = [T (0F) - 32]

9 5

T (0F) = T (0C) + 32

Bảng giá trị tương ứng một số nhiệt độ quan trọng của 3 thang đo

0C

0F

Nhiệt độ K

Điểm không tuyệt đối 0 - 273,15 - 459,67

Hoà hợp nước - nước đá 273,15 0 32

Cân bằng nước - nước đá - hơi 273,16 0,01 32,018

Nước sôi 373,15 100 212

3.1.2.2. Bộ điều khiển công suất.

Có nhiều phương pháp điều khiển công suất nhưng phương pháp dùng

2 thyistor mắc xung đối được sử dụng nhiều.

Khi có xung điều khiển thì hai thyristor sẽ lần lượt mở cho dòng đi qua.

Ta có thể điều khiển góc mở của thyristor bảo đảm cho công suất lò thay đổi

từ 0 đến giá trị lớn nhất.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Phương pháp này cho phép điều chỉnh trong phạm vi rộng, đáp ứng yêu

cầu điều khiển, độ chính xác điều khiển tương đối cao, độ nhạy điều chỉnh

tương đối lớn, có khả năng điều chỉnh liên tục và đều đặn.

Dựa vào yêu cầu về chất lượng điều khiển và các trang thiết bị sẵn có,

trong đồ án này chọn phương pháp điều chỉnh công suất lò dùng 2 thyristor

mắc xung đối để điều khiển lò điện trở. Phương pháp điều khiển có thể là điều

biên hoặc điều khiển khoảng thời gian đóng ngắt của thyristor. Ậ đây ta chọn

phương pháp điều khiển biên.

a. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thyristor.

Thyristor là thiết bị bán dẫn gồm 4lớp bán dẫn pnpn khác nhau về chiều

dày và mật độ diện tích. Giữa các lớn bán dẫn này hình thành các chuyển tiếp

lần lượt là J1, J2, J3 và được lấy ra ở các cực anốt, catốt và cực điều khiển.

J1 J3

J2 P1 N1 P2 N2 + A - K

Hình 1 - 4: Sơ đồ cấu tạo thyristor.

Khi đặt một điện áp một chiều giữa hai cực A và K (anốt nối vào cực

dương, katốt nối vào cực âm) thì J1 và J3 được phân cực thuận còn J2 bị phân

cực ngược. Gần như toàn bộ điện áp nguồn đặt lên mặt ghép J2. Điện trường

nội tại Ei của J2 có chiều hướng từ N1 hướng về P2. Vùng chuyển tiếp cũng là

vùng cách điện, không có dòng điện chảy qua thyristor. Khi có một xung điều

khiển tác động vào cực G, các điện tử từ N2 chảy sang P2. Các điện tử chịu

sức hút của điện trường tổng hợp của mặt ghép J2 và ngày càng nhiều điện tử

chảy ào ạt vào N1, qua P1 và đến cực dương của nguồn điện ngoài với tốc độ

1cm/100μs

Điện trở khi ở trạng thái khoá RK = 10Ω

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Điện trở khi ở trạng thái mở RM = 0.01Ω

b. Đặc tính Von - Ampe của thyristor.

Đặc tính Von - Ampe của thyristor gồm 4 đoạn.

iH 3 2 U7

Uch 4

Hình 1 - 5: Đặc tính Von - Ampe của thyristor.

+ Đoạn 1: ứng với trạng thái khoá, chỉ có dòng điện rò chảy qua. Khi

tăng U đến Uch (điện áp chuyển trạng thái), bắt đầu quá trình tăng trưởng

nhanh chóng của dòng điện, thyristor chuyển sang trạng thái mở.

+ Đoạn 2: ứng với giai đoạn phân cực thuận của J2. Trong giai đoạn

này, mỗi lượng tăng nhỏ của dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện

áp đặt trên thyristor. Đoạn này còn được gọi là đoạn điện trở âm.

+ Đoạn 3: ứng với trạng thái mở của thyristor. Lúc này cả ba mặt ghép

đã trở thành dẫn điện. Dòng điện chảy qua thyristor bị hạn chế bởi điện trở

mạch ngoài. Điện áp rơi trên thyristor rất nhỏ khoảng 1V. Thyristor giữ được

ở trạng thái mở chừng nào i còn lớn hơn iH, (dòng duy trì).

a. Lựa chọn thyristor dùng trong mạch.

Loại thyristor được dùng khi làm đồ án này là loại thyristor công suất

nhỏ KY - 202H do Nga chế tạo với các thông số kỹ thuật như sau:

+ Điện áp làm việc: 0,4 (kV)

+ Dòng điện cực đại cho phép 10 (A)

+ Điện áp điều khiển 10 (V)

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

+ Dòng điện rò: 0.3 - 0.5 (A)

b. Bộ điều khiển công suất lò nung.

Sơ đồ nguyên lý tạo xung trên hình 1 - 6.

Hệ thống này được dùng để điều khiển công suất nguồn cung cấp cho

sợi đốt của lò tức là làm thay đổi nhiệt độ trong buồng lò, tín hiệu điều khiển

được đưa vào đầu Y của hệ thống, còn công suất đốt được điều khiển bằng

van thyristor. Nguồn cung cấp cho lò nung là nguồn điện xoay chiều vì vậy

thyristor được sử dụng ở chế độ khoá tự nhiên, nghĩa là nó tự khoá khi dòng

điện đi qua nó bằng không, vác van thyristor được mắc song song ngược

chiều.

Thyristor mở khi có đáp ứng thuận, có nghĩa là khi đặt điện áp dương

lên Anốt, điệp áp âm lên Katốt đồng thời có tín hiệu điều khiển vào cực điều

khiển G của nó và có dòng.

Ig > Igst

Ig: Dòng điều khiển

Igst: Giới hạn giá trị dòng điều khiển

Ở đây ta mắc hai thyristor xung đối nhau nên ở mỗi thời điểm chỉ có

một trong hai thyristor được mở cho dòng điện đi qua sợi đốt của lò.

α là góc mở của thyristor, tức là góc lệch kể từ thời điểm ban đầu của

nửa chu kỳ dòng xoay chiều cho đến thời điểm mở thyristor, thời điểm phát

xung điều khiển làm thay đổi góc mở α tức là thay đổi công suất cung cấp

cho dây nung của lò. Việc điều khiển thời điểm phát xung cho thyristor được

thực hiện bằng bộ tạo xung răng cưa, bộ so sánh và bộ phát xung mở

thyristor.

+ Mạch phát xung: Tín hiệu xung răng cưa được so sánh với tín hiệu

điều khiển nhờ bộ khuếch đại thuật toán μ A742. Xung răng cưa được đưa

vào đầu đảo còn tín hiệu điều khiển được đưa vào đầu không đảo. Khuếch

đại thuật toán μ A742 được sử dụng ở chế độ khuếch đại không có phản hồi,

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ vì vậy khi điện áp của xung răng cưa lớn hơn điện áp điều khiển thì điện áp

ra của μ A742 sẽ bão hoà âm còn khi điện áp của xung răng cưa nhỏ hơn điện

áp điều khiển thì điện áp ra của μ A742 sẽ bão hoà dương. Đầu ra của μ A742

là xung vuông với tần số 100Hz.

Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung ở hình vẽ sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Tụ C2 và điện trở R11 là mạch vi phân, tạo ra các xung nhọn khi các

xung vuông đảo dấu, kích thước của các xung này được quyết định bởi điện

dung của tụ C2 và giá trị của điện trở R11. Diod D6 sẽ dùng để chặn các xung

âm tác động lên cực Bazơ của transistor T3, như vậy Baxơ của transistor T3

chỉ chịu tác dụng của các xung nhọn dương với tần số 100Hz, thời điểm có

các xung nhọn này là thời điểm giao nhau của sườn sau xung răng cưa với

điện áp điều khiển.

Nếu điện áp điều khiển tăng thì thời điểm giao nhau của nó với xung

răng cưa càng dịch đến đỉnh xung, tức là góc lệch của nó sẽ so với thời điểm

đầu của nửa chu kỳ tần số xoay chiều càng nhỏ.

Trong trường hợp điện áp điều khiển giảm thì thời điểm giao nhau của

nó với xung răng cưa càng dịch xa đỉnh xung, tức là góc lệch của nó so với

điểm đầu của nửa chu kỳ tần số xoay chiều càng lớn. Như vậy khi điện áp

điều khiển càng lớn thì góc lệch α sẽ nhỏ nên công suất cung cấp cho tải sẽ lớn và

ngược lại.

Khi có một xung dương đặt bào bazơ của transitor T3 thì nó sẽ mở và

phát ra một xung qua cuộn sơ cấp của biến áp xung BX dẫn đến ở hai cuộn

thứ cấp của biến áp xuất hiện hai xung dùng để mở các thyritor.

Các điện trở R10 và R12 dùng để hạn chế dòng điều khiển đặt vào các

thyritor, điện trở R13 dùng để giới hạn giá trị xung ở mạch sơ cấp, còn diod D9

dùng để xoá các xung âm sinh ra trong mạch sơ cấp của biến áp xung BX,

đảm bảo transitor T3 khỏi chịu tác động của các xung điện áp có giá trị lớn.

Các diod D7 và D8 dùng để ngăn không cho các xung âm tác động lên cực

điều khiển của các thyritor, như vậy trong một nửa chu kỳ điện áp xoay chiều

chỉ có một thyritor thông, tức là chỉ có thyritor nào có điện áp thuận mới được

phép mở.

Theo tính toán sơ bộ và theo kinh nghiệm ta đã chọn các thông số kỹ

thuật như sau:

T1: A 564 E0 = 12V R1 = 1,33 kΩ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

U = 6V R0 = 1kΩ C2 = 0.22 μF R7 = 5 kΩ D2 : 306 R3 = 100 Ω C1 = 1μF R5 = 10 kΩ R10 = 30 Ω T3:C 2383 T2 = C 828 R4 = 3 kΩ R6 = 5000 Ω R11 = 2 kΩ R2 = 12 kΩ

u(t)

Hình 1 - 7: Giản đồ xung theo thời gian

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

CHƯƠNG 4

XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA ĐỐI TƯỢNG

4.1 Tổng quan về đối tượng điều chỉnh công nghiệp.

4.1.1. Khái niệm chung về đối tượng điều chỉnh công nghiệp.

Các đối tượng điều chỉnh gặp trong công nghiệp dạng từ đơn giản đến

phức tạp. Các đối tượng có thể có một đầu vào - một đầu ra, nhiều đầu vào -

một đầu ra hay nhiều đàu vào - nhiều đầu ra.

Đối tượng có một đại lượng điều chỉnh (một đầu ra) là đối tượng mà tín

hiệu ra y (t) được kiểm soát và thay đổi dưới tác động của nhiều đại lượng

vào μ (t), λ1(t), λ2(t)… λm (t) trong đó thì:

- μ(t): tác động điều chỉnh (do bộ điều chỉnh đưa ra)

- λ1(t), λ2(t)… λm (t) là các chấn động bên trong và bên ngoài. Chấn

động bên trong là những tác động ảnh hưởng đến đối tượng theo kênh điều

chỉnh còn chấn động bên ngoài là những tác động trực tiếp từ môi trường

xung quanh.

Giả sử các đại lượng vào và ra thay đổi trong khoảng nhỏ và hệ có thể

tuyến tính hoá được. Khi đó theo nguyên lý xếp chồng ta có thể viết.

y (t) λ

∑

= i 1

. y(t) = yu (t) +

Trong đó:

y(t) là đại lượng ra do sự tác động của tín hiẹu điều chỉnh vào các tác

động khác đồng thời.

yu(t) là tín hiệu ra do tác động của tín hiệu điều chỉnh.

yλi(t) là tín hiệu ra do tác động của các chấn động.

Viết lại công thức trên dưới dạng ảnh Laplace.

y (s) λ

∑

= i 1

y (s) = yu (s) +

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

(s)

W (s). λ

∑

= i 1

= W0 (l). μ (s) +

Ta có:

y (s) iu u (s) i

. Hàm truyền của đối tượng theo kênh tác động điều chỉnh. W(s) =

y (s) λ λ

(s)

: Hàm truyền của đối tượng theo kênh chấn động Wi (s) =

λ1 λ2 λ1 λ2 ….. λm λm

….. yu1

u y

yu2

W0(s )

Từ sự phân tích trên ta thấy rằng:muốn mô tả một cách đầy đủ đặc tính

động của đối tượng điều chỉnh ngoài hãm truyền đối tượng theo kênh điều

chỉnh, cần biết tất cả các phương trình của đối tượng theo mỗi kênh có chấn

động.

* Đối tượng có nhiều đại lượng điều chỉnh (nhiều đầu ra). Các đối

tượng phức tạp trong công nghiệp thường gồm nhiều đại lượng điều chỉnh.

Khi xây dựng hệ thống điều chỉnh với các đối tượng này thì tương ứng với

mỗi đại lượng ra phải có một tác động điều chỉnh (để đảm bảo tính điều khiển

được của hệ thống). Ngoài ra đối tượng tự nó còn bị tác động của nhiều chấn

động bên trong và bên ngoài khác nữa.

Các đối tượng loại này được phân ra làm hai loại.

+ Thứ nhất: Là đối tượng mà trong đó mỗi tác động điều chỉnh chỉ ảnh

hưởng đến một đại lượng điều chỉnh (đầu ra) tương ứng. Trong trường hợp

này thì đối tượng phức tạp có thể tẩch thành nhiều đối tượng đơn giản hơn,

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ độc lập lẫn nhau. Do đó với mỗi đối tượng đơn giản có thể xây dựng một hệ

thống điều chỉnh độc lập. Hệ thống như vậy gọi là hệ Autonom (hệ tách

được). Tính toán thiết kế và hiệu chỉnh đối với hệ Autonom hoàn toàn giống

đối với các hệ có một đại lượng điều chỉnh.

+ Thứ hai: Là đối tượng mà một tác động điều chỉnh có thể ảnh hưởng

đến nhiều đại lượng điều chỉnh khác. Đối tượng này không tách được (non

autonom). Hệ thống tương ứng với loại đối tượng này gọi là hệ nhiều liên kết.

Ví dụ: một hệ thống điều chỉnh có hai đại lượng điều chỉnh và các chấn

động λ1, λ2,… λm

λ λm λ

u y

y μ

(s)

W (s). λ

∑

= i 1

(s)

Ta có: Y1(s) = W11 (s) . μ1 (s) + W12 (s) +

W (s). λ

∑

= i 1

Y2(s) = W12 (s) . μ2 (s) + W22 (s) +

Trong đó:

- W11 (s), W12 (s): Hàm truyền theo kênh từ đầu ra μ1 (s) và μ2 (s)tương

ứng đến đầu ra Y1(t).

- W21 (s), W22 (s): Hàm truyền theo kênh từ đầu vào μ1 (s) và μ2

(s)tương ứng đến đầu ra Y2(t).

- Tương tự: W1λi (s): là hàm truyền theo kênh từ chấn động λi đến đầu

ra y1(t).

W2 λi (s): là hàm truyền theo kênh từ chấn động λi đến đầu ra y2(t).

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Trường hợp tổng quát đối với hệ có n đại lượng điều chỉnh, n tác động

điều chỉng tương ứng và m chấn động, quan hệ vào - ra cóthể viết dưới dạng

ma trận truyền như sau:

Y(s) = WK (s) . μ (s) + Wλ (s) . λ (s)

(s)

y(s)

( ) ; u s

Y (s) 1 Y (s) 2 .....

Y (s) n

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

μ⎡ 1 ⎢ U (s) ⎢ 2 ⎢ ..... ⎢ ( ) U s ⎢ ⎣ n

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

(s) ( ) s

(s)

( ) s

⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ λ⎡ ⎢ λ⎢ ⎢ ⎢ λ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

2 n

( ) W s K

( ) ( ) W (s) W s .....W s ( ) ( ) W (s) W s .....W s ................... ( ) ( ) W (s) W s .....W s

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

n.n

−λ 1

−λ

−λ 1 1

( ) W (s) W s .....W s ( ) W (s) W s .....W s

−λ

−λ 1

( ) W s λ

( ) ( ) ....................... ( )

( ) W (s) W s .....W s

−λ

−λ 1

⎡ ⎢ ⎢ = ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

n.m

Trong đó:

Wk(s), Wλ (s): là hàm truyền ma trận tương ứng với vectơ tác động điều

chỉnh và vectơ chân động.

Để thiết kế hệ thống thì người thiết kế phải cố gằng xây dựng hệ thống

sao cho đơn giản nhất mà lại đảm bảo yêu cầu về chất lượng điều chỉnh. Vì

vậy việc nghiên cứu kỹ thuật tính chất động học của đối tượng với mỗi kênh

tín hiệu vào, chọn ra những tác động điều chỉnh quan trọng nhất và lược bỏ

những chất động không đáng kể.

4.1.2. Đặc tính và mô hình các đối tượng công nghiệp.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đặc tính của đối tượng là mối quan hệ động học dưới dạng giải tích

hoặc đồ thì của mỗi tín hiệu ra đối với mỗi tín hiệu vào riêng biệt. Ứng với

mối quan hệ đó tương thích một đặc tính tần số hay thời gian nhất định.

Đặc điểm của đối tượng nhiệt là quán tính lớn và hay có trễ. Có thể

chia các đối tượng công nghiệp thành hai nhóm chính sau đây.

* Nhóm thứ nhất:

y(t)

Đường cong quá độ của các đối tượng loại này theo thời gian tiến tới vô tận.

y(t)

Hình 4.1.2 - 1

y(t)

τ0

Hình 4.1.2 - 2 Hình 4.1.2 - 3

ì h ì h

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đường cong quá độ trên hình 4.1.2 - 2,3 có đặc trưng là đại lượng điều

chỉnh y(t) bắt đầu thay đổi ngay khi có tác động đầu vào. Ngoài ra trên hình

4.1.2 - 2 thì đại lượng điều chỉnh thay đổi với vận tốc không đổi, còn hình

4.1.2 - 3 thì đại lượng điều chỉnh thay đổi với vận tốc tăng dần và tiến tới một

giá trị với vận tốc tiệm cận nào đó.

Đường cong quá độ trên hình 3.1.2 - 4,5 đại lượng ra chỉ bắt đầu sau

một thời gian τ0 nào đó kể từ khi có tín hiệu vào.

Từ các đặc tính đó ta có thể nhận thấy rằng đối tượng 4.1.2 - 2 mang

tính chất một khâu tích phân, trên hình 3.1.2 - 3 mang tính chất một khâu tích

phân quán tính, hình 4.1.2 - 3 mang tính chất một khâu tích phân có trễ, hình

4.1.2 - 5 là khâu tích phân quán tính có trễ.

Các đối tượng này nói chung được đặc trưng bởi tốc độ quá độ ε (tốc

độ thay đổi đại lượng điều chỉnh). Tốc độ quá độ bằng tốc độ thay đổi lớn

nhất tín hiệu ra chia cho tín hiệu vào.

* Nhóm thứ hai.

Gồm những đối tượng ổn định. Đường cong quá độ có xu hướng tiến

tới tiệm cận ngang song song với trục thời gian.

Đặc điểm chung của các đối tượng này là sau khi xuất hiện tín hiệu

điều khiển vào chúng tiến tới một trạng thái cân bằng mới. Tính chất khôi

phục trạng thái cân bằng mới sau khi có tác động đầu vào gọi là tự cân bằng.

Đối tượng có tính chất này gọi là đối tượng tự cân bằng. Mỗi trạng thái cân

bằng được đặc trưng bởi một giá trị tự cân bằng càng lớn nếu giá trị xác lập

của trạng thái cân bằng mới càng ít sai lệch so với giá trị cân bằng ban đầu khi

xung tác động có cùng một giá trị. Tính chất tĩnh học của đối tượng có tính tự

∞

)

cân bằng đặc trưng bởi hệ số khuếch đại hay hệ số truyền

Y( X

0VX = const - Giá trị tín hiệu tác động vào

Kđ =

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Y(∞): Giá trị xác lập mới của đại lượng điều chỉnh sau khi kết thúc quá

trình quá độ.

y(t)

y(∞)

Phân tích các đối tượng cân bằng người ta thấy có bốn đặc tính cơ bản sau:

y(t)

y(∞)

τ0

Hình 4.1.2 - 6a Hình 4.1.2 - 6b

Hình 4.1.2 - 7a Hình 4.1.2 - 7b

Đặc điểm của đối tượng có đường cong quá độ trên hình 3.1.2 - 6a có

tốc độ thay đổi đại lượng đầu ra y(t) có giá trị lớn nhất tại thời điểm xuất hiện

xung vào (X0 = const), nó thể hiện tính chất một khâu quán tính nhất không

trễ. Đường cong trên hình 4.1.2 - 6b có một điểm uốn tại tu. Tại đây tốc độ đạt

giá trị lớn nhất, thể hiện tính chất động học của nhiều khâu quán tính bậc 1

mắc nối tiếp nhau. Hình 4.1.2 - 7a thể hiện đặc tính động học của khâu quán

tính có trễ. Hình 4.1.2 - 7b thể hiện đặc tính động học của khâu quántính và

khâu trễ mắc nối tiếp.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Dạng đối tượng có tính tự cân bằng rất phổ biến trong công nghiệp (ví

dụ đối tượng hơi quá nhiệt, đối tượng điều chỉnh áp suất v.v…) Ngoài những

đối tượng có đặc điểm như đã nói trên, còn tồn tại những đối mang đặc tính

của một khâu dao động có trễ hoặc không trễ, khâu tích phân có dao động ,

khâu dao động có quán tính…

Mô hình tổng quát các đối tượng điểu chỉnh trong công nghiệp có thể

− m 1

−τ s

+ m 1

viết dưới dạng hàm truyền như sau.

k .e d

− m 1

+ +

a b

s s

a s 1 m . l m s b s m

− m 1

+ a s 1 .... 1 + .... b s 1 1

Wđt (s) =

Với m ≤ n

τ: thời gian trễ

Trong đó: Kd: hệ số khuếch đại

e: là bậc

ai, bi: hệ số không đổi.

Đối với nhiều đối tượng công nghiệp người ta có thể dùng mô hình thể

hiện sự mắc nối tiếp giữa khâu trễ và nhiều khâu quán tính bậc nhất (và khâu

−τ s

tích phân nếu có).

1 l s

)

( +∏ T s 1

= i 1

Ví dụ: Wđt (s) =

n = 0, 1 , 2……

Ti là hằng số thời gian của khâu quán tính.

Những dạng đặc biệt của công thức trên.

−τ s

−τ

+ −τ

1) −τ .s

K .e d + T .s 1 1 −τ .s K .e d + (T s K .e d ( (T .s 1) T .s 1

)

dK .e S K .e d S.(T .s 1) 1 .s K .e d ( S.(T .s 1) T .s 1

)

Đối tượng tự cân bằng Đối tượng không tự cân bằng

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3.1.3. Phương pháp thực nghiệm xác định đặc tính động của đối

tượng.

Mục đích củaviệc xác định đặc tính của đối tượng là để rút ra đặc tính

tần số của nó. Đặc tính tần số đối tượng là cơ sở để nghiên cứu và phân tích

hệ thống tự động. Các phương pháp tính toán thông số hiệu chỉnh tối ưu của

bộ điều chỉnh nhiệt hiện nay đa phần đều dựa trên cơ sở đặc tính tần số của

đối tượng dưới dạng giải tích hoặc đồ thị. Đặc tính tần số của đối tượng có thể

xác định bằng thực nghiệm (dùng sóng hình sin) hay xác định từ đặc tính

thời gian (dùng xung bậc thang).

Tuỳ theo đặc điểm và điều kiện thực tế của quá trình công nghệ mà

phương thức xác định đặc tính động của đối tượng điều chỉnh khác nhau.

Nhưng về mặt nguyên lý thì đều giống nhau ở chỗ cần đo tín hiệu xung tác

động vào và tín hiệu đáp ứng ra của đối tượng.

* Xác định đặc tính thời gian của đối tượng.

Đối với hệ hở (tạm ngắt vòng điều kiện) thì đặc tính thời gian của đối

tượng có thể xác định theo sơ đồ sau.

γ: Các tác động

x: Tín hiệu vào

Đo tín hiệu vào Đầu đo tín hiệu ra

94 và xử lý

Cơ cấu ghi nhận

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Tín hiệu vào thường là xung bậc thang hoặc xung ngắn hạn hình chữ

x1 (t)

X2 (t)

x1 (t) = 1 (t - t0)

X2 (t) = 1 (t - t0) - 1 (t - t1)

nhật.

Một điều khiển để đảm bảo phương pháp trên chính xác là: tính chất

động học của đối tượng không thay đổi hoặc thay đổi rất chậm so với quá

trình quá độ. Trong trường hợp có ảnh hưởng của nhiều ngẫu nhiên đòi hỏi

phải lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình thí nghiệm.

* Xác định đặc tính tần số của đối tượng.

Phương pháp thực nghiệm xác định đặc tính tần số của đối tượng có thể

thực hiện với hệ hở (tạm ngắt vòng điều khiển) hoặc với ngay cả trên hệ

thống đang vận hành.

- Đối với hệ hở ta có sơ đồ thực hiện sau:

Đối tượng điều

Máy phát sóng

chỉnh

Đo tín hiệu ra Đo tín hiệu vào

Cơ cấu ghi nhận

à ử lý

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

- Đối với hệ kín thì tín hiệu vào hình sin tác động ngay vào bộ điều

chỉnh. Sơ đồ thực hiện như sau:

Đối tượng điều

chỉnh

Đo tín hiệu ra

Bộ điều chỉnh

Máy phát sóng

Đo tín hiệu vào

Ghi nhận và

xử lý

Nhìn chung thì xác định đặc tính tần số bằng thực nghiệm đòi hỏi nhiều

chi phí và thời gian hơn so với đặc tính thời gian. Nhưng phương pháp dùng

nóng điều hoà có độ chính xác cao hơn và độ tin cậy cao, có thể thực hiện thí

nghiệm ngay trên thiết bị đang vận hành, ít bị ảnh hưởng của nhiều ngẫn

nhiên.

Khi đầu vào lò một xung bậc thang đơn vị thì ở đầu ra của đối tượng ta

sẽ thu được đặc tính quá độ.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

x(t)

Tín hiệu vào

x(t)

h(t)

Đường đặc tính quá độ

4.2. Tiến hành xác định đặc tính của đối tượng.

Sau khi đã tìm hiểu về các đối tượng chủ yếu trong công nghiệp ta tiến

hành thực nghiệm xác định đặc tính của đối tượng. Đặc tính ta xác định ở đây

là đặc tính thời gian của đối tượng (mà cụ thể là đặc tính quá độ). Do đối

tượng khá đơn giản (là lò điện trở trong phòng thí nghiệm) và thực chất là sợi

dây đất và không làm việc trong môi trường phức tạp, nhiều tác động phụ.

Nên trước hết xác định đặc tính về mặt thời gian của nó. Hoàn toàn có thể

xây dựng được đặc tính tần số với độ chính xác có thể chọn lựa dựa trên đặc

tính thời gian.

Phương pháp thực nghiệm mà ta chọn là phương pháp dựa trên sự phan

tích cấu trúc. Nội dung phương pháp này như sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

x(t)

y(∞)

+ Đối với đối tượng câu bằng, đặc tính quá độ khônng có điểm uốn.

Đặc tính này là của đối tượng quán tính bậc nhất có trễ.

Trong đó: τ: là thời gian trễ

Ta: Hằng số thời gian

∞

)

KM: hệ số khuếch đại.

(x0 : biên độ tín hiệu vào x) Với KM thì xác định như sau: ( x

Còn hằng số thời gian và thời gian trễ được xác định trên hình vẽ.

Những trường hợp suy biến của mô hình đối tượng có thể có như sau.

1. τ = 0 (hoặc τ ≈ 0) và Ta - 0 (Ta ≈ 0). Khi đó đối tượng biến thành 1

y(t)

x = const

KM . x

khâu tỷ lệ: đồ thị có dạng như sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

2. Ta = 0 (Ta ≈ 0); KM = 1, τ = 0; đối tượng có dạng một khâu trễ với

y(t)

x = const

thời gian trễ τ. Khi đó đồ thị có dạng như sau:

3. τ = 0; Ta > 0; KM ≠ 0 dẫn đến mô hình một khâu quán tính bậc

• Nhận dạng đối tượng.

nhất thông thường.

Để nhận dạng đối tượng ở đây chúng em dùng phương pháp thực nghiệm

để xác định đặc tính của đối tượng. Đặt vào bộ điều khiển Thyistor điện áp

3V, sau đó dùng máy tự ghi ghi lại đáp ứng đầu ra H(t) của đối tượng thông

qua tín hiệu sensor.

100

Hình vẽ 1 : Tín hiệu đầu vào chuẩn

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

101

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hình vẽ 2: Đặc tính đầu ra H(t)

Để xác định được đồ thị hàm δ (t). Tịnh tiến hàm quá độ dọc theo trục

=500-30=470. Tịnh

nhiệt độ (chiều dương) một đoạn 30. Lúc này ta có H (t)∞ tiến hàm quá độ dọc theo trục thời gian (chiều dương) một đoạn 40. Tiến hành rời rạc hoá hàm quá độ. Với δ (t) H(t)-30 H (t) ∞

30 0 120

140

170

150

160

30 0.021 0.043 0.064 0.085 0.106 0.128 0 180 130 110 0.170 0.191 0.213 0.234 0.255 0.277 0.298 0.319

100 0.149 190 0.340

210

230

220

240

260

250

200 270 0.362 0.383 0.404 0.425 0.447 0.468 0.489 0.511

280 0.532

340

350

330

300

310

320

410

400

440

430

290 360 0.553 0.574 0.596 0.617 0.638 0.660 0.681 0.702 390 380 450 420 0.766 0.787 0.808 0.830 0.851 0.872 0.894 0.745 500 500 490 480 470 1 1 0.957 0.979 0.936

500 1

370 0.723 460 0.915 500 1

H(t) δ (t) H(t) δ (t) H(t) δ (t) H(t) δ (t) H(t) δ (t) H(t) δ (t)

102

Ta có bảng số liệu sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Từ các giá trị rời rạc trên vẽ lại được hàm δ (t)

244(s)

⇒ δ (t) =0.33.

Hình vẽ 2: Đồ thị hàm chuẩn δ (t)

731 3

Từ trên đồ thị xác định t7 sao cho δ (t) =0.7 ta được t7 = 731(s) và t3 = 7t 3

Như vậy đối tượng ta đang xét có δ (t) =0.33 > 0.31. Do đó đối tượng

d .p τ

W 1

K.e T.p 1 +

được lấy gần đúng bằng khâu bậc nhất có trễ.

Trên đường chuẩn ta lấy điểm A có δ (tA)=0.1 ÷ 0.2, điểm B có δ (tB)=0.8 ÷

0.9. Như vậy ta lấy điểm A có δ (tA)=0.2 và điểm B δ (t) =0.8. Trên đồ thị ta

có tA =159 (s) và tB =933 (s).

(

)

−

−τ T

Hàm quá độ của đối tượng có dạng.

H(t) =K.(1- )

103

Hàm chuẩn.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

)

( − −

−τ T

δ (t) =(1-

)

( − −

−τ T

Thay toạ độ điểm A và B vào ta có

δ A(t)= (1-

)

( − −

−τ d T

) (*)

δ B(t)= (1-

(

)

−

−τ T

(t)

⇒

1 = − δ

) (**)

)

t ⇔ A ( −

Từ (*)

− τ T

(

)

−

−τ T

(t)

⇒

1 = − δ

=ln(1- δ A(t)) (1)

)

t ⇔ B ( −

Từ (**)

− τ T

=ln(1- δ B(t)) (2)

Chia vế với vế của (1) cho (2) ta có.

t t

ln(1 ln(1

(t)) (t))

− δ − δ

τ − d τ − d

(t))

− δ

(3)

τ = d

ln(1 ln(1

(t)) (t))

t B ln(1

B (t))

− δ − δ

− −

ln(1 − δ

Từ (3) ta rút ra được

Thay số vào ta có:

τ = d

159 ln(1 0.8) 933ln(1 0.2) − −

− ln(1 0.2) −

− ln(1 0.8) −

=34(s)

ln(1

(t))

ln(1

(t))

)

− δ

−

− δ

− T

1 ln( 1

(t) (t)

− δ − δ

)

A (t) (t)

t − B 1 − δ ln( 1 − δ

Trừ vế với vế của (1) và (2) ta có.

558

Thay số vào ta có:

ln(

)

933 159 − 1 0.2 − 1 0.8 −

(s)

104

Hệ số khuếch đại.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

∞

H (t) H (t) − X

vXΔ

Trong đó: là bước nhảy bậc thang ở đầu vào.

H (t)∞

0H (t) là giá trị hàm quá độ ở thời điểm ban đầu

3 (V)

là giá trị xác lập của hàm quá độ

40.28 1.98 −

Tín hiệu vào là điện áp, sai lệch vào là:

Tín hiệu ra là điện áp, sai lệch vào là:

vXΔ =3×

4095 10

=1228.5 Hay chuyển sang dạng số

0.4

500 30 − 1228.5

Thay số vào ta có.

34.p

−

W (p) 1

0.4.e 558.p 1

Thay các giá trị tìm được vào ta có.

−

34.p

40.p

74.p

0.4.e

= W (p) W (p).e

lß

.e +

0.4.e 558.p 1

558.p 1

• Nhận dạng đối tượng nung.

Hàm truyền của đối tượng lò là:

Vật nung mà ta ta khảo sát là đối tượng một thỏi Diatomit hình trụ có

đường kính là 100mm. Đặt cặp nhiệt điện vào tâm vật và được nối với

Recorder. Tương tự như cách nhận dạng đối tượng lò. Ta có đáp ứng đầu ra

105

H(t) như sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

−

100.p

W (p) hÖ

0.3.e 989.p 1

Hàm truyền của hệ là:

W (p) vËt

vËtW (p) ta sử dụng phần

W (p) hÖ W (p) lß

Từ quan hệ để xác định được

−

26.p

W (p) VËt

0.8.e 498.p 1

106

mềm Matlab để thực hiện phép chia. Sau khi thực hiện ta được.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

CHƯƠNG 5 TỔNG HỢP HỆ THỐNG

5.1. Chất lượng điều chỉnh.

5.1.1. Khái niện về chất lượng điều chỉnh.

Để quá trình điều chỉnh hệ thống có hiệu quả, mỗi hệ thống điều chỉnh

phải thoả mãn hàng loạt các yêu cầu khác nhau về tính chất của quá trình điều

chỉnh. Từ đó hình thành nên khái niệm chất lượng điều chỉnh. Có thể hiểu

một cách đơn giản khái niệm về chất lượng điều chỉnh như sau.

Chất lượng điều chỉnh là tập hợp những yếu tố định lượng thể hiện mức

độ tốt xấu theo một nghĩa nào đó của quá trình trong điều kiện làm việc nhất

định. Những yếu tố đó có thể gọi là chỉ tiêu chất lượng điều chỉnh. Các chỉ

tiêu đó được xác định theo đáp ứng của hệ thống khi có các tác động vào

khác nhau. Các tác động đó có thể phân ra những trường hợp sau.

+ Tác động vào là một đại lượng ngẫu nhiên (tức là không biểu diễn

được dưới dạng hàm thời gian rõ ràng), chỉ tiêu chất lượng cơ bản là độ chính

xác và quĩ đạo sai lệch trung bình bình phương giữa đại lượng điều chỉnh và

quĩ đạo mong muốn của nó. Trong trường hợp người ta thường dùng các

phương pháp của lý thuyết xác suất thống kê.

+ Tác động đầu vào là một hàm thời gian xác định, chất lượng điều

chỉnh được xác định theo đáp ứng của hệ thống đối với các dạng xung điển

hình như xung bậc thang, xung đơn vị và dạng tác động hình sin. v.v...

-Tác động bậc thang là tác động hay gặp trong thực tế. Nó đặc trưng

cho hệ thống điều chỉnh tự động duy trì thông số (giá trị đặt của hệ thống là

hằng số). Tác động xung bậc thang thường do sự đóng ngắt đột ngột các thiết

bị tiêu thụ năng lượng, vật chất làm phụ tải thay đổi đột ngột, hoặc chỉ đơn

giản thay đổi đột ngột giá trị điểm đặt của hệ thống.

- Xung tác động đơn vị (hàm delta) thường ở trong các hệ thống mà

phụ tải phải thay đổi nhanh, giá trị thay đổi lớn và đặc biệt là rất nhanh với

107

thời gian quá độ của hệ thống.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

+ Đối với các hệ thống làm việc trong điều kiên có rung động hoặc các

chấn động có chu kỳ thì các nhiễu chu kỳ đó sẽ phân tích ra những sóng hình

sin thành phần tác động vào hệ thống. Mỗi sóng hình sin đó sẽ tác động vào

hệ thống theo tính chất của nó.

Ta có thể phân chỉ tiêu chất lượng điều chỉnh ra làm hai loại cơ bản là:

trực tiếp và gián tiếp.

5.1.2. Đánh giá chất lượng điều chỉnh khi có xung bậc thang.

Quá trình qúa độ của hệ thống xảy ra khi có tác động từ bên ngoài trong

số những dạng tác động khác nhau thì xung bậc thang được coi là loại xung

nguy hiểm nhất đối với một hệ thống điều chỉnh tự động vì nó làm thay đổi

mạnh nhất đại lượng điều chỉnh. Đáp ứng ra của hệ thống đối với các tác động

xung bậc thang (đặc tính quá độ) là đường cong biến thiên của đại lượng điều

chỉnh theo thời gian bắt đầu từ thời điểm có tác động bậc thang. Thông

thường cac chỉ số chất lượng trực tiếp được xác định dựa trên đặc tính quá

1 khi t ≥ 0

1(t) =

o khi t <0

độ h(t) khi có tác động xung bậc thang đơn vị.

Với điều kiên hệ thống ở vị trí “0” ban đầu

Dựa trên đặc tính quá độ người ta có thể xác định những chỉ số chất

h(t)

hmax

2Δ

h(∞)

lượng sau đây:

108

tđ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

a.Thời gian điều chỉnh tác động.

Chỉ số này cho phép đánh giá độ tác động nhanh của hệ thống. Giá trị

lý thuyết của thời gian điều chỉnh luôn luôn bằng vô cùng, nhưng rõ ràng giá

trị đó không phản ánh được tốc độ tắt dần của quá trình quá độ. Vì vậy

người ta tính thời gian điều chỉnh thựcté là thời gian tối thiểu mà bắt đầu từ

đó đại lượng điều chỉnh sai lệch không quá một đại lượng Δ (Δ > 0) so với giá

| h(t) - h(∞) | ≤ Δ với t ≥ tđ.

trị xác lập của nó.

Trong đó:

Δ được chọn tuỳ theo yêu cầu về chất lượng điều chỉnh hoặc chỉ có thể

h(∞) là giá trị xác lập của quá trình qúa độ

xác định là vùng không nhạy của bộ điều chỉnh.

Quá trình quá độ của hệ thống coi như tắt hẳn sau một thời gian điều

chỉnh tác động. Kể từ đó độ biến thiên của đại lượng điều chỉnh không được

vượt qua khỏi vùng không nhạy của bộ điều khiển. Thực tế thì giá trị Δ

thường xác định bằngtừ 3 đến 10% giá trị xác lập h(∞) của đại lượng điều

chỉnh. Với các điều kiên khác như nhau thì hệ thống có thời gian điều chỉnh

càng ngắn sẽ có chất lượng càng cao.

b. Độ quá điều chỉnh.

Trong quá trình điều chỉnh từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập

khác có thể xảy ra hai trường hợp thay đổi đại lượng điều chỉnh tới giá trị

mới. Trường hợp thứ hai hay xảy ra khi đại lượng điều chỉnh vượt ra ngoài

giới hạn trên. Trường hợp này xảy ra hiện tượng quá điều chỉnh được đánh

.100%

( maxh h − ∞ ( ) h ∞

gái bằng đại lượng: Độ quá điều chỉnh theo công thức sau: )

hmax: là giá trị lớn nhất của đặc tính quá độ.

109

Trong trường hựp h(∞) = 0 độ quá điều chỉnh được tính theo công thức sau:

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

.100%

δ =

maxh a

a: là biên độ xung bậc thang đầu vào.

Tuỳ theo chất lượng sản phẩm, độ an toàn thiết bị, yết tố kinh tế... mà

độ quá điều chỉnh có thể cho phép có hoặc không. Nhưng nhìn chung thì giá

trị này hay nằm trong khoảng 10 ÷ 30%.

c. Tính chất tắt dần quá trình quá độ.

Quá trình quá độ có thể dao động, không có chu kỳ hoặc đơn điệu. Quá

trình quá độ gọi đơn điệu nến độ sai lệch giữa đại lượng điều chỉnh và giá trị

xác lập mới của nó luôn luôn giảm. Quá trình quá độ đơn điệu không bao giờ

có độ quá điều chỉnh. Quá trình quá độ phi chu kỳ thường không có quá một

điểm cực đại. Đối với quá trình dao động thì các điểm cực đại, cực tiểu xuất

hiện liên tục cho đến khi đại lượng điều chỉnh lọt vào vùng không nhạy của

h1 max

h2 max

hệ thống.

1. Đặc tính qúa độ đơn điệu.

2. Đặc tính quá trình quá độ dao động

110

3. Đặc tính quá trình quá độ phi chu kỳ

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Các chỉ tiêu khác giống nhau, hệ thống nào có quá trình qúa độ ít dao

động thì tốt hơn (đơn điệu). Để đánh giá được tính chất dao động của hệ

1 = −

( − ∞ ( − ∞

) )

h max h 2 h max h 1

thống người ta xác định hệ số tắt dần χ theo công thức.

= −

−

( ln 1

) χ

1 2

1 2 π

( h − ∞ ( h − ∞

) )

h max 1 h max 2

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

Quá trình quá độ tắt càng nhanh nếu χ (hoặc m) càng lớn.

Nếu χ = 1 (m = ∞) đặc tính quá độ không có dao động

Nếu χ = 0 (m = 0) đặc tính quá độ dao động không tắt (hệ thống ở biên

giới ổn định.

Và độ dao động m:

Đây là đánh giá tổng hợp chất lượng điều chỉnh hệ tự động. Tiêu chuẩn

tích phân được định nghĩa là tích phân xác định theo thời gian của hàm sai số

giữa đặc tính quá độ và giá trị xác lập của nó.

Những dạng phổ biến tiêu chuẩn tích phân là:

∞

( ) e t dt

∫

∞

( ) e t dt

1 a

∫

∞

( ) t dt

∫

∞

( ) t

∫

( ) de t dt

⎛ 0 + ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎡ ⎢ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ dt ⎥ ⎦

e = h(∞) - h(t); θ: hệ số trọng nào đó.

111

5.1.3. Tiêu chuẩn chất lượng dạng tích phân.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nhìn chung tiêu chuẩn tích phân là chỉ số chất lượng gián tiếp. Nó phản

ánh tương đối tổng hợp độ tác động nhanh và độ quá điều chỉnh của hệ thống.

h(t)

h(∞)

h(t)

Tích phân J1 chính là diện tích phân gạch chéo trên hình vẽ. Tích phân

này phản ánh tương đối tốt tính chất tác động nhanh (thời gian điều chỉnh)

của hệ thống có quá trình quá độ đơn điệu. Với cùng một điều kiện ban đầu,

thì hệ thống có giá trị tích phân J1 càng nhỏ sẽ càng tác đông nhanh, thời gian

điều chỉnh càng ngắn.

Đối với các quá trình quá độ có dao động, tích phân J1 không phản ánh

đúng độ tác động nhanh của hệ thống nữa. người ta thay tích phân J1 bằng tích

phân trị tuyệt đối J1a.

h(t)

- -

h(∞ )

h(t)

112

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

∞

( ) e t dt

= ∫

Tuy nhiên tính toán với J1a thì khó khăn và phức tạp hơn. Hai tích phân

J2 và J2a là tích phân của hàm bình phương sai số động học nên nó không phụ

thuộc vào dấu của e(t) và đạo hàm nên nó phản ánh trung thực độ tác động

nhanh của hệ thống.

5.1.4. Đánh giá chất lượng điều chỉnh khi có tác động sóng điều hoà

khi tín hiệu tác động vào hệ thống là các dao động điều hoà, chất lượng

của hệ thống điều chỉnh, có thể đánh giá dựa trên đặc tính tần số - biên độ

- pha, đặc tính tần số - biên độ, đặc tính tần số pha và đặc tính tần số

Một số chỉ tiêu chất lượng cơ bản thường được xét là;

M - Chỉ số dao động

ωr- tần số dao động cộng hưởng

ωo - dải thông tần của hệ thống.

Và các sự dự trữ ổn định theo modun và theo pha.

Chỉ số dao động M đặc trưng cho xu hướng dao động của hệ thống chỉ

số dao động M là tỷ số giữa giá trị biên độ lớn nhất của hệ thống (tại tần số

cộng hưởng) và giá trị biên độ tại tần số ω = 0

M = AK

max/AK

(0) = Ak (ωr)/ Ak(0)

Với Ak(ω) - đặc tính biên độ của hệ thống kín.

max

Ak(0)

113

logarit.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Với các điều kiện khác giống nhau thì hệ thống có M càng lớn thì càng

kem chất lượng. Trong các bài toán thiết kế, để đảm bảo cho hệ thống có độ

dự trữ ổn định nhất , người ta phải áp đặt một giới hạn trên nào đó của chỉ số

dao động.

Tần số cộng hưởng ωr đối với hệ thống dao động là tần số mà tại đó đặc

tính biên độ tần số có giá trị lớn nhất. Các tín hiệu dao động với tấn số đó đi

qua hệ thống được khuếch đại ở mức tối đa.

Dải thông tần của hệ thống là khoảng tần số từ ω = 0 ÷ ω0 thoả mãn hệ

thức.

Ak(ω) ≥ Ak(ω0) = 0,707 Ak(0)

Ak(0)

0,707Ak(0)

ωc

ω0

114

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Thông thường trong thiết bị hệ thống, đặt ra yêu cầu là dải thông tần

không được quá lớn để tránh cho nhiễu tần số cao khỏi ảnh hưởng đến hệ

thống.

Tần số cắt ωc là giá trị tần số mà trong khoảng ω = 0 ÷ ωc đặc tính biên

độ của hệ thống thoả mãn.

Ak(ω) ≥ 1; ω = 0 ÷ ωc

Tần số cắt liên quan một cách gián tiếp với độ tác động nhanh của hệ

thống điều chỉnh. Tần số cắt ωc càng nhỏ thì độ tác động nhanh của hệ thống

càng kém

tđ = (1+ 2) 2π/ωc

Nếu quá trình quá độ có một hoặc hai dao động thì đồ thị của nó đạt

cực đại đầu tiên sau một thời gian

tmax ≈ π/ωc

Ngoài những tiêu chuẩn đánh giá chất lượng kể trên, người ta còn đánh

giá chất lượng điều chỉnh trong chế độ xác lập… Tuy nhiên cần nhấn mạnh

rằng, ngày nay với sự phát triển cao của kỹ thuật tính toán và máy tính điện

tử, đặc tính quá độ của hệ thống dù phức tạp đến đâu cũng dễ dàng thể hiện

được dưới dạng đồ thị chính xác. Chính vì vậy mà vai trò ứng dụng của các

tiêu chuẩn chất lượng trực tiếp trong quá trình thiết bị hệ thống tự động ngày

càng tăng.

5.2. Cơ sở lý thuyết về tổng hợp hệ thống

Tổng hợp hệ thống điều chỉnh tự động là quá trình tìm cấu trúc và giá

trị các thông số toàn bộ hệ thống sao cho với những điều kiện cho trước (Ví

dụ như: Tính chất các tác động bên trong, bên ngoài và các yêu cầu về độ tin

cậy, giá thành, công suất…) nằm trong phạm vi cho trước hoặc đạt giá trị tối

ưu.

115

5.2.1. Khái niệm về bài toán tổng hợp hệ thống.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Bài toán tổng hợp ngược lại với bài toán phân tích. Bài toán phân tích

là đánh giá các tiêu chuẩn về chất lượng điều chỉnh của hệ thống có cấu trúc

và thông số biết trước. Bài toán phân tích là hoàn toàn xác định. Trong khi đó

bài toán tổng hợp có nhiều yếu tố bất định và thường có nhiều lời giải.

Thông thường thì bài toán tổng hợp thường được phân chia và giải

quyết theo nhiều giai đoạn khác nhau. Có thể tạm chia thành những giai đoạn:

định những bộ phận và các thông số biết trước. Đây là phần không đổi của hệ

thống. Trong hầu hết các hệ thống điều chỉnh thì đối tượng điều chỉnh, cơ

quan điều chỉnh cơ cấu chấp hành và đôi khi một phần bộ điều chỉnh (các cơ

cấu đo lường, biến đổi) thường là biết trước. Trong một số trường hợp ít có,

đối tượng chưa xác định trước hoàn toàn, bộ điều chỉnh cũng chưa có trong

công nghiệp thì bài toán tổng hợp là tạo kỹ thuật mới đáp ứng những yêu cầu

về điều khiển đặt ra.

Giai đoạn 1: Tổng hợp hệ thống bao giờ cũng bắt đầu bằng việc xác

học của phần không đổi trên (xác định mô hình toán). Những dữ kiện này

thường lấy trong tài liệu, hồ sơ máy, sổ tay tra cứu… hoặc phải lấy từ những

thí nghiệm trựctiếp trên đối tượng. Mô hình toán của phần không đổi thường

biểu diễn dưới dạng hàm truyền hoặc phương trinh vi phân.

Giai đoạn 2: Xác định sơ đồ cấu trúc và những đặc tính tĩnh và động

Hệ thống một vòng xây dựng trên nguyên lý điều chỉnh sai lệch. Nếu cần thiết

tăng tính ổn định hệ thống, tăng độ tác động nhanh, giảm nhiễu người ta có

thể xây dựng hệ thống điều chỉnh nhiều vòng kín, hoặc có thêm khâu khử

nhiễu…

Giai đoạn 3: Xây dựng sơ đồ cấu trúc của toàn bộ hệ thống điều chỉnh.

toán của phần không đổi có thể tiến hành tổng hợp phần không đổi của hệ

thống. Đó là các bộ điều chỉnh, các bộ khử nhiễu… Dựa trên các yêu cầu về

chất lượng điều chỉnh trong chế độ xác lập và quá trình quá độ… ta tiến hành

tối ưu hoá tham số hiệu chỉnh của hệ thống.

116

Giai đoạn 4: Dựa theo sơ đồ cấu trúc của hệ thống và mô hình tính

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

* Phương pháp sử dụng mô hình xấp xỉ bậc nhất có trễ của đối tượng

(phương pháp thứ nhất của Ziegler - Nichols).

Phương pháp này xác định tham số Kp, TI, ID cho bộ điều khiển PID

trên cơ sở đối tượng có thể được xấp xỉ bởi hàm truyền đạt dạng.

W(s) =

( ) = Ws

t- ke . + 1

T s

Sao cho hệ thống nhanh chóng về chế độ xác lập và độ quá điều chỉnh

Δhmax không vượt quá 40% h∞ = lim h (t)

t → ∞

h (t)

40%

Các tham số τ (hằng số thời gian trễ), k (hệ số khuếch đại) và T (hằng

số thời gian) được xác định gần đúng từ đồ thị hàm quá độ t (t) của đối tượng.

h (t)

117

5.2.2. Một số phương pháp tổng hợp bộ điều khiển PID.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

+ τ là khoảng thời gian đầu ra h (t) chưa có phản ứng ngay với kích

thước 1 (t) tại đầu vào.

+ k là giá trị giới hạn h∞ = lim h (t) t → ∞

+ T là khoảng thời gian cần thiết để tiếp tuyến tại điểm sau khoảng g

trễ τ của h (t) đạt được giá trị k.

Trong trường hợp hàm quá độ h (t) không có dạng lý tưởng như trên

mà có dạng gần giống chữ S của khâu quán tính bậc n (n ≥ 2) như hình vẽ

dưới đây.

h (t)

Thì ba tham số k, τ, T được xác định như sau:

k là giá trị giới hạn h∞ = lim h (t) t → ∞

Kẻ tiếp tuyến tại điểm uốn của nó τ sẽ là hoanh độ của giao tiếp tuyến

với trục hoành. T là khoảng thời gian cần thiết để được tiếp tuyến đi được từ

giá trị 0 tới trục hoành.

118

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Sau khi đã xác định được mô hình xấp xỉ của đối tượng, Ziegler -

Nichlos đã đề nghị sử dụng các tham số TI, TD sao cho bộ điều khiển.

a. Nếu bộ điều khiển P thì chọn:

k p

T τ . k

b. Nếu bộ điều khiển PI:

;

τ .

k p

T I

10 3

0,9 T τ . k

;

τ 2 ;

c. Nếu bộ điều khiển PID:

k p

T I

T D

1,2 T τ k .

L 2

Tuy nhiên ta có thể thấy ngay sự hạn chế của phương pháp này là: Đối

tượng đã phải ổn định, không có dao động và hàm quá độ của nó phải có dạng

chữ S. Vậy nên kết quả của phương pháp này chỉ mang tính chất định hướng

hoặc hiệu chỉnh sơ bộ mà không cho một lời giải triệt để.

Phương pháp này không sử dụng mô hình tính toán của đối tượng ngay

cả mô hình xấp xỉ gần dúng (bậc nhất có trễ).

6. Phương pháp thực nghiệm (phương pháp Ziegler - Nichols 2)

e(t)

u(t)

ω(t)

Kth

y(t)

Đối tượng điều khiển

+ Nguyên lý của phương pháp như sau

Thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng một bộ khuếch đại. Sau đó

tăng hệ số khuếch đại tới một giá trị lớn tới hạn kth để hệ kín ở chế độ biên

giới ổn định, tức là h(t) có dạng dao động điều hoà. Từ đó xác định được chu

kỳ Tth của dao động.

h(t)

119

Tth

2 1.5

Mô hình điều khiển

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

• Xác định tham số bộ điều khiển.

kth

- Nếu bộ điều khiển là P thì Kp = 1 2

- Nếu bộ điều khiển là PI thì kp = 0,45kth; TI = 0,95 Tth

- Nếu bộ điều khiển PID thì kp = 0,6 kth ; TD = 0,12Tth

Nhìn chung phương pháp thứ hai cho chất lượng tốt hơn phương pháp

thứ nhất nhưng chỉ áp dụng cho đối tượng có chế độ biên giới ổn định khi

hiệu chỉnh bằng hệ số khuếch đại trong hệ kín.

Ngoài hai phương pháp trên thì một số phương pháp nữa cũng có thể kể

ra ở đây để tổng hợp bộ điều khiển PID là: phương pháp Chien - Hrones -

Reswick, phương pháp tổng T của Kuhn... Nhưng nhìn chung các phương

pháp nói trên chỉ áp dụng cho đối tượng ổn định, không có dao động, hàm

truyền có dạng chữ S... nên không mang lại hiệu quả cao.

Một điều cần chú ý là đối tượng liên quan đến quá trình nhiệt thường

có độ trễ tuyệt đối (τ > 0) hoặc mô hình hoá dưới dạng đối tượng pha chúng

được mô tả bởi hệ phương trình vi phân phi tuyến. Vì vậy nóichung các

phương pháp giải tính trên cơ sở mô hình trong miền thời gian thường gặp

nhiều khó khăn và trở ngại. Trong trường hợp này người ta thường tổng hợp

hệ thống dựa trên cơ sở mô hình hệ thống trong miền tần số. Một phương

pháp hay được dùng là phương pháp tính thông số tối ưu của bộ điều chỉnh

điển hình theo chỉ số dao động nghiệm m

120

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

3. tính các tham số tối ưu của bộ điều chỉnh theo chỉ số dao động

nghiệm m

Giả sử ta có hệ thống điều chỉnh một vòng.

Wđ

y(t)

Giả sử hệ hở có dự trữ ổn định theo chỉ số dao động nghiệm là m, tức là

các nghiệm đa thức đặc tính của nó thoả mãn điều kiện

αi ≤ - m | βi| , si = αi + jβi

Để cho hệ thống bảo tồn dự trữ ổn định m ở trạng thái kínthì đặc tính

tần số biên độ pha mở rộng WH (-m ω + jω) của hệ hở không bao điểm (-1,

j0) trên mặt phẳng thức.

Hệ kín sẽ nằm ở biên giới dự trữ ổn định m nếu WH (- mω +jω) đi qua

điểm (- 1, j 0) hay WH (- mω + jω) = -1

-1, j0

WH (-mω + jω)

Ta có thể tìm các thông số tối ưu trên biên dự trữ ổn định với m cho

trước. Ta có:

WH (-mω + jω) = -1

121

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

⇔ WB (mω + jω) . Wđ (-mω + jω) = -1

(1)

⇔ WB (-mω + jω) =

(-mw + jw)

(Trong đó WB (-mω + jω), Wđ (-mω + jω)) lần lượt là đặc tính tần số

mở rộng của bộ điều chỉnh và của đối tượng.

Ta ký hiệu

(2)

= R1

đ (m, ω) + j Q-1

đ (m, ω)

( )ω− 1 W m .

W (-mw + jw) d

đ (m, ω), Q-1

đ (m, ω) là phần thực và phần ảo của đặc tính tần số

nghịch đảo của đối tượng.

Giả sử bộ điều chỉnh PID có hàm truyền như sau.

+ C Cs

WB(s) =

C 0 S

Thay s = - mω + j ω vào WB (s) ta có:

WB (-mω + jω) =

+1 C C

2 (-mw + jw)

oC (-mw + jw)

−

ω C m C j

ω 2

( 0 2 m

) − − C m j ) ( ω

(3)

−

C 1

C m C j C 2 2

C 0 +

mC 0 2 1 m

2 m

(

) ω

(

⎡ ⎢ ω ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ) ω ⎥ ⎦

Thay (3) vào (2) vào (1) ta được.

−

= −

) ) ω ω − , , R m jQ m

(

C 1

+ m C j C 2

1 d

mC 0 2 + 1) ( m

C 0 +

2 m

(

⎡ ⎢ ω ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ) ω ⎥ ⎦

Từ đây bằng cách so sánh hai số phức suy ra.

−

) ω = − m C R m ,

(

1 d

mC 0 2 m 1

(

(4)

−

= −

C 2

( ) − 1 ω Q m , d

) ω C 0 +

2 m

(

) ω

⎧ C ⎪ 1 ⎪ ⎨ ⎪ ω ⎪ ⎩

122

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Từ hệ phương trình trên ta có thể tiến hành tìm thông số tối ưu cho bộ

điều khiển PI, PD, hay PID tuỳ theo yêu cầu.

Ví dụ: Tổng hợp bộ điều khiển PI

Khi đó C2 = 0. Hệ phương trình 4 trở thành.

(

( ω

(5)

= −

(

1 d

) ) ⎧ 1 ω m Q m C , ⎪ 0 d ⎨ ) ) ω ω C R m mQ m , , ⎪⎩

Dựa vào các công thức trong (5) ta tính giá trị C0 va C1 với những giá

trị ω khác nhau (m cho trước). Sau đó dựng đồ thị quan hệ giữa C0 và C1. Đó

chính là đường biên dự trữ ổn định theo chỉ số dao động nghiệm m. Trên đồ

thị xác định điểm hiệu chỉnh tối ưu (C0, C1) ứng với giá trị cao nhất của C0

C* 0

Cth

Nếu bộ điều chỉnh là tỷ lệ P. Chỉ cần bỏ thành phần tích phân (cho C0 =

1 của bộ điều chỉnh. Cth

1 là giao điểm

1 > 0)

0) và xác định hệ số tới hạn (tối ưu) Cth giữa đồ thị C1 - C0 và trục hoành (lấy giá trị Cth

123

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Nếu bộ điều chỉnh tích phân thì bỏ thành phần tỷ lệ (cho C1 = 0) và xác

định thông số tối ưu C0 = Cth 0

* Tổng hợp bộ điều chỉnh PID.

Từ hệ phương trình (4) ta cho C0 những giá trị khác nhau. Sau đó ứng

với mỗi giá trị C0 cố định tích C1 và C2 với ω thay đổi sẽ dựng được đường

cong phụ thuộc giữa C1 và C2 trên toạ độ phẳng kết quả sẽ thu được một loạt

các miền dự trữ ổn định. Quá trình bắt đầu từ giá trị C0 = 0 được miền D1.

Sau đó tăng dần C0 được các miền dự trữ ổn định D2, D3 thu hẹp dần tương

ứng. Các miền Di sẽ thu hẹp đến khi đủ nhỏ theo yêu cầu thì coi như C0 đã đạt

giá trị tối đa và được thừa nhận tối ưu từ một điểm bất kỳ trong miền Di cuối cùng hạ xuống các trục ta được giá trị tối ưu C*

1, C*

Đối tượng mà ta nghiên cứu ở đây là loại lò điện với độ trễ lớn hàm

truyền của đối tượng có thể coi gần đúng là một khâu bậc nhất có trễ

Xác định thông số tối ưu cho bộ điều khiển

Sơ đồ hệ thống.

Hàm truyền đạt của bộ điều khiển PI có dạng.

= W (p) K (1

)

1 T .p 1

Víi c

nªn W (p)

)

K vμ c 1

c 1 p

K m T i

Hàm truyền đạt của đối tượng là.

−τ

( Trong đó

τ = τ + τ ) v

W (p) ®t

K.e + T.p 1

124

* Phương pháp xác định thông số tối ưu.

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ Hàm truyền đạt của hệ kín.

®t

W(p)

W (p).W (p) + 1 W (p).W (p)

®t

Phương trình đặc tính của hệ kín.

1 W (p).W (p)

= 0

®t

−τ

+ c .p c 0 1 p

hay:

−τ

K.e + T.p 1 2

⇔

+ +

T.p

p K.c .p.e

0 (*)

K.c .e 1

Với chỉ tiêu chất lượng là quá độ điều chỉnh δ ta có thể tính được độ dao

động m. Do đó ta có thể xác định được các thông số của bộ điều chỉnh đảm

.( m j)

= ω − + vào (*) ta có.

bảo yêu cầu chất lượng ta thay p

−τ ω − +

( m j)

ω − +

+ ω − + +

− + ω

( m j)

( m j) K.c ( m j).

K.c .e 1

τ ω .

2 ω

−

ω − ω + ω +

ω τ +

−

− (m 1) 2.j.m.T.

.m j.

[( m.cos( . )

ω τ sin.( . )

K.c . 0

τ ω .

ω τ +

ω τ

ω τ −

ω τ =

sin( . )

(cos( . )

jsin( . )) 0

ω τ + j(cos( . ) m.sin( . ))] K.c .e Dùng phương pháp cân bằng hệ số ta có

c vμ c là nghiệm của hệ 0

phương trình sau.

τ ω .

ω τ +

= ω + ω −

− ( m cos( . )

ω τ sin( . )).c

K.e

.m T.

2 (1 m )

τ ω .

ω τ

−

ω − ω

ω τ .cos( . ).c 1 =

K.e

2.m.T

ω τ .sin( . ).c 1

⎧ ω K. e ⎪ ⎨ ⎪⎩

ω τ + .e (cos( . ) m.sin( . )).c Giải hệ phương trình hai ẩn

0 c vμ c ta có kết quả như sau. 0

+ ω −

ω τ ω (1 2.m.T. ).cos( . )

2 (m T. m .T. )sin( . ) τ ω .

ω τ − − .m

K.e

+ (m 1).[T.

ω τ .m 1).sin( . )

c 1

.cos( . ) ω τ

. .m

⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩

ω τ − ω − (T. K.e

Thực hiện phương pháp phân bố nghiệm số tìm các thông số của bộ

điều chỉnh. Ta lấy chỉ tiêu chất lượng là độ quá điều chỉnh.

125

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

δ =

20(%)

e e

e 2 e 1

Lúc đó tốc độ tắt dần.

e 1

ψ =

− e

−

2.n.m

ψ = −

1 e

Với một giá trị m và mỗi giá trị ω ta được một điểm

(c ,c ) . Vậy khi ω

thay đổi trong mặt phẳng

c oc ta được một đường cong, mỗi đường cong có 0

một điểm cực đại. Ứng mối điểm ở bên trái điểm cực đại, bộ điều chỉnh có

tính tích phân do đó tốc độ tác động chậm, phía bên phải điểm cực đại của bộ

điều chỉnh có tính tỷ lệ nên có sai lệch tĩnh. Để hệ tác động nhanh và không

có sai lệch tĩnh ta nên chọn các thông số của máy ở điểm cực đại.

Khảo sát bằng Matlab mối liên hệ

c vμ c . 0

ω=[0:0.001:0.1];

m=0.36;

k=0.3;

126

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

ω −

+ ((m 989. *

ω m. ^ 2 * 989. * ). * sin(100. * )

−

0c ω (1 2 * m * 989. * ). * cos(100. * ))./(k. * exp(100 * m. * )); 1c =((m.^2+1).* .*(989.* .*cos(100* )-(989*m.* -1).*sin(100.* ))) ./(k.*exp(100*m.* ));

plot(c0,c1);grid

rlocfind(c0,c1);

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa

c vμ c theo m 0 1

Lựa chọn điểm cực đại ứng với m=0.36 ta có tọa độ ( 21.7051, 0.0942)

21.7051

Vậy

=0.0942

230.415

c = 1

⇒ = T I

K m T I

Thay vào khâu PI ta có.

W (p) 21.7051(1

)

1 230.415

Khảo sát và đánh giá chất lượng của hệ thống bằng Simulink

sơ đồ hệ thống.

127

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

128

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Quá trình quá độ của hệ thống:

Nhìn vào đồ thị ta thấy nhiệt độ của lò đạt được giá trị xác lập là 3000C,

với thời gian xác lập là 2200 (s)

Như vậy đối với các hệ thống mà hệ số khuếch đại của bộ điều chỉnh bị

hạn chế, quán tính của hệ lớn thì việc sử dụng vòng đơn (một vòng kín) sẽ

không đảm bảo chất lượng yêu cầu như ta đã sử dụng ở trên. Chất lượng hệ

thống điều khiển sẽ được cải thiện nhờ thay đổi cấu trúc của hệ cũng như

dùng các luật điều khiển hoàn thiện hơn. Trong phạm vi đồ án này ta sử dụng

điều khiển tầng.

Hệ thống điều khiển tầng có những ưu điểm sau.

- Tăng chất lượng điều khiển một cách rõ rệt khi sử lý nhiễu đầu vào và

cải thiện một phần khi sử lý các tác động điều khiển.

- Khi hệ thống có độ trễ lớn, vẫn có khả năng duy trì đại lượng cần điều

khiển (thông số cơ bản) ở giá trị đặt trước với độ chính xác cao.

129

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

- Nhanh chóng bù nhiễu tác động nên vòng thực hiện điều khiển (vòng

trong ) do đó các nhiễu này không làm sai lệch đại lượng cần điều khiển khỏi

giá trị đặt trước

- Nhờ có vòng thực hiện điều chỉnh nên sẽ làm giảm rõ rệt độ lệch pha

giữa đại lượng ra và lượng vào đối tượng, do đó sẽ làm tăng độ tác động

nhanh của vòng hiệu chỉnh(vòng ngoài).

Điều khiển hai vòng.

Sơ đồ điều khiển.

SPVật

SPLò

t0 (vật)

t0 (lò)

PI1

PI2

(-)

Vòng điều khiển.

Tín hiệu điều khiển là sai lệch giữa nhiệt độ thực của lò và nhiệt độ đặt

SPLò

PI2

(-)

−

74.p

W W (p)

Lß

0.4.e 558.p 1

c 1

W (p) PI

+ p

Tương tự như trên ta có.

+ ω −

ω τ ω (1 2.m.T. ).cos( . )

2 (m T. m .T. )sin( . ) τ ω .

ω τ − − .m

K.e

+ (m 1).[T.

ω τ .m 1).sin( . )

c 1

.cos( . ) ω τ

. .m

⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩

ω τ − ω − (T. K.e

130

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ Khảo sát bằng Matlab mối quan hệ

c vμ c theo m ta có. 0

Lựa chọn điểm cực đại ứng với m=0.512 ta có tọa độ (11.2903, 0.0620)

11.2903

Vậy

=0.0620

128.1016

c = 1

⇒ = T I

K m T I

Thay vào khâu 2PI ta có.

= W (p) 11.2903(1

)

2PI

1 128.1016

Khảo sát và đánh giá chất lượng của hệ thống bằng Simulink

Sơ đồ hệ thống.

131

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Quá trình quá độ của hệ thống:

Nhìn vào đồ thị ta thấy nhiệt độ của lò đạt được giá trị xác lập là 3000C,

với thời gian xác lập là 1100 (s)

Vòng hiệu chỉnh.

Đây là vòng thực hiện chỉnh nhiệt độ lò theo sai lệch độ thực của vật và

giá trị đặt.

Sơ đồ

SPVật

SPLò

t0 (vật)

t0 (lò)

PI1

PI2

(-)

132

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Theo những kết quả trên ta có :

−

26.p

W W (p)

VËt

0.8.e 498.p 1

−

74.p

W W (p)

lß

0.4.e 558.p 1

W 11.29(1

)

2PI

1 128.1016.p

)

W (c PI 1

c 1 p

W PI 1

+ c .p c 0 1 p

t®

PI 1

Ta có

vậy

W (p) t® 1

W (p) t® 2

W .W 1 PI 1 W .W 1

W .W .W 2 1 W .W .W 2

t®

PI 1

Phương trình đặc tính là.

= 0

t®

1 W .W .W 1PI 2

133

Đồ án tốt nghiệp - Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ

Chủ đề:

Báo cáo thực tập kỹ thuật công nghệ

Báo cáo thực tập cơ khí

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TCU

Sự ngăn cản xâm nhập chương trình hoạt động

Vào mã

Phạm vi hoạt động

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

và các thành phần

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Miêu tả - ghi chú

Tham số

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Hiển thị

Trạng thái đầu vào sử dụng

Mã

Mô tả

Đồ án tốt nghiệp Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ 1.6.1. Module vào (1-In)

Hiển thị

Tham số

Mô tả - Ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần 0 đến 250s (2) drct - làm mát reV - đốt nóng (rev) 0% đến 100%, OP1 (0) -100% đến 100% OP1 và OP2 (100) 0% đến 100%, OP1 (100) -100% đến 100% OP1 và OP2 (0) 0% đến 100%, OP -100% đến 100% OP1 và OP2

Hiển thị

Tham số

Mô tả- Ghi chú

Phạm vi hoạt động và thành phần

Tham số

Mô tả - Ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần

Hiển thị Act1

Mô tả - Ghi chú

Hiển thị

Phạm vi hoạt động và các thành phần 1.0 đến 250 s (0) 1.0 đến 10.0 (1.0) -999 đến 9999 (0)

Mô tả - ghi chú

Hiển thị

Tham số

Phạm vi hoạt động và các thành phần 300 tới 9600 (1200)

Hiển thị

Tham số

Mô tả - ghi chú

Phạm vi hoạt động và các thành phần - 66 (mã từ ngoài do

CHƯƠNG 2

HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỦA TCU

CHƯƠNG 3

XÂY DỰNG HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VỚI TCU - 12004

Sức điện động

Cặp nhiệt điện

Độ chính xác

Dải nhiệt độ làm việc 0C

mV

0C

0F

CHƯƠNG 4

XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA ĐỐI TƯỢNG

CHƯƠNG 5 TỔNG HỢP HỆ THỐNG

(

) ω

(

(

( ω

) ) ⎧ 1 ω m Q m C , ⎪ 0 d ⎨ ) ) ω ω C R m mQ m , , ⎪⎩

Tài liệu liên quan

Đồ án tốt nghiệp: Hướng dẫn trình bày thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán, kiểm tra hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà Depot Tham Lương

Báo cáo thực tập: Quy trình bảo dưỡng - sửa chữa hệ thống phanh Toyota Vios

Bài tiểu luận: Mô phỏng hệ thống cảnh báo trước va chạm trên xe Toyota Corolla bằng phần mềm Matla

Báo cáo thực tập doanh nghiệp: Trung tâm thương mại ô tô Quảng Trị

Bài tập lớn: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Khoá luận tốt nghiệp: Xây dựng quy trình chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo trên xe Toyota Land Cruiser Overview

Khoá luận tốt nghiệp: Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để phát hiện sớm mất rừng góp phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang

Khoá luận tốt nghiệp: Xây dựng quy trình chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh trên xe Toyota Land Cruiser

Báo cáo tốt nghiệp: Xây dựng kế hoạch quản lý an toàn lao động tại Công ty may Việt Tiến

Tài liêu mới