ĐI H C QU C GIA HÀ N IẠ Ọ Ố Ộ
TR NG ĐI H C CÔNG NGHƯỜ Ạ Ọ Ệ
Ph m Đình Th ngạ ắ
NGHIÊN C U XÂY D NG PH N M M ĐI UỨ Ự Ầ Ề Ề
KHI N NHI T Đ DÒNG CH Y KHÔNG KHÍ V IỂ Ệ Ộ Ả Ớ
C M BI N CÔNG NGHI P THEO THU T TOÁNẢ Ế Ệ Ậ
PID
Ngành: Công ngh k thu t c đi n tệ ỹ ậ ơ ệ ử
TÓM T T KHÓA LU N T T NGHI PẮ Ậ Ố Ệ
HÀ N I – 2017Ộ
M ĐUỞ Ầ
Tính c p thi t c a đ tàiấ ế ủ ề
Ngày nay, quy đnh và k thu t đi u khi n có vai trò thi t y u trong cácị ỹ ậ ề ể ế ế
h th ng đi u khi n.ệ ố ề ể M tộ h th ngệ ố có thể có C khí – Đi n – Hóa ch tơ ệ ấ vv
và các mô hình toán h c, phân tích và thi t k b đi u khi n s d ng lýọ ế ế ộ ề ể ử ụ
thuy t đi u khi nế ề ể trong m t ho c nhi uộ ặ ề th i gian, t n sờ ầ ố, và các lĩnh v cự
ph c t p tùy theo tính ch t c a v n đ thi t k .ứ ạ ấ ủ ấ ề ế ế
Lý thuy t đi u khi n và ki m soát đc chia thành hai ph n chínhế ề ể ể ượ ầ
trong đó là c đi n và hi n đi. Vi c th c hi n thi t k b đi u khi n cổ ể ệ ạ ệ ự ệ ế ế ộ ề ể ổ
đi n so v i các h th ng đc thi t k b ng cách s d ng lý thuy t đi uể ớ ệ ố ượ ế ế ằ ử ụ ế ề
khi n hi n đi d dàng h n và các b đi u khi n đc a thích trong h uể ệ ạ ễ ơ ộ ề ể ượ ư ầ
h t các ng d ng công nghi p. Các b đi u khi n ph bi n nh t, đc thi tế ứ ụ ệ ộ ề ể ổ ế ấ ượ ế
k s d ng lý thuy t đi u khi n c đi n, là b đi u khi n PID.ế ử ụ ế ề ể ổ ể ộ ề ể
Ý nghĩa khoa h c và th c ti nọ ự ễ
RYC-TAR là m t mô-đun ng d ng đi u khi n đc thi t k b iộ ứ ụ ề ể ượ ế ế ở
EDIBON. Nó đc thi t k đ làm vi c k t h p v i đn v RYC.ượ ế ế ể ệ ế ợ ớ ơ ị Nó cho
phép nghiên c u m t s khái ni m quan tr ng nh t v quy ch và ki m soátứ ộ ố ệ ọ ấ ề ế ể
m t cách d dàng và nhanh chóng.ộ ễ
Đi t ng và ph ng pháp nghiên c uố ượ ươ ứ
Đn v đc cung c p m t b th c ti n, thông qua đó ng i s d ngơ ị ượ ấ ộ ộ ự ễ ườ ử ụ
s hi u làm th nào đ mô t m t h th ng đi u khi n nhi t đ, đi u ch nhẽ ể ế ể ả ộ ệ ố ề ể ệ ộ ề ỉ
b đi u khi n PID đ ki m soát nhi t đ, quan sát ph n ng c a h th ngộ ề ể ể ể ệ ộ ả ứ ủ ệ ố
cho các c u hình PID khác nhau.ấ
Ti n hành ch y, thu th p d li u đo và phân tích các k t qu có đc.ế ạ ậ ữ ệ ế ả ượ
2
N i dung nghiên c uộ ứ
N i dung chính c a đ tài là kh o sát và đo đc tính ch t v nhi t độ ủ ề ả ạ ấ ề ệ ộ
trong h th ng bu ng khí. B c c khóa lu n đc chia thành 3 ch ng, cệ ố ồ ố ụ ậ ượ ươ ụ
th nh sau:ể ư
Chương 1: Trình bày các khái ni m s l c v Mô-đun, đc tính nhi tệ ơ ượ ề ặ ệ
đ và c m bi n đo nhi t đ, card giao ti p truy n nh n d li u,ộ ả ế ệ ộ ế ề ậ ữ ệ
LabVIEW.
Chương 2: Lý thuyết liên quan quá trình làm.
Chương 3: Xây d ng c s nghiên c u đc tính Mô-đun đi u khi nự ơ ở ứ ặ ề ể
nhi t đ dòng ch y khí và trình bày các b c cài đt th nghi m, thuệ ộ ả ướ ặ ử ệ
th p k t qu , ti n hành phân tích, đánh giá s li u, so sánh k t qu đtậ ế ả ế ố ệ ế ả ạ
đc v i lý thuy t.ượ ớ ế
Cu i cùng là đa ra các k t lu n và h ng phát tri n cho đ tài.ố ư ế ậ ướ ể ề
CH NG 1: GI I THI UƯƠ Ớ Ệ
1.1. Mô-đun đi u khi n nhi t đ dòng ch y khí(RYC-TAR)ề ể ệ ộ ả
RYC-TAR cho phép nghiên c u đi u khi n không khí nhi t đ trongứ ề ể ệ ộ
m t bu ng. Mô-đun RYC-TAR đc t o thành t hai đn v : h th ng bu ngộ ồ ượ ạ ừ ơ ị ệ ố ồ
và h p đi u khi n giao di n. H th ng bu ng ch a t t c các c m bi n vàộ ề ể ệ ệ ố ồ ứ ấ ả ả ế
b truy n đng. Ch ng h n nh c m bi n nhi t đ các v trí khác nhau,ộ ề ộ ẳ ạ ư ả ế ệ ộ ở ị
qu t tr c xoay, vv… các giao di n.ạ ụ ệ
H p ch a t t c các thành ph n c n thi t đ c p đi n, đi u ch nh tínộ ứ ấ ả ầ ầ ế ể ấ ệ ề ỉ
hi u, vvệ
H th ng đi u khi n nhi t đ dòng không khí đc c u t o, nhệ ố ề ể ệ ộ ượ ấ ạ ư
đc th hi n trong hình:ượ ể ệ
Máy qu t tr c xoay: nó đc s d ng b i b đi u khi n đ đi uạ ụ ượ ử ụ ở ộ ề ể ể ề
ch nh không khí nhi t đ.ỉ ệ ộ
3
C m bi n nhi t đ: chúng đc s d ng đ đo nhi t đ t i v trí khácả ế ệ ộ ượ ử ụ ể ệ ộ ạ ị
nhau. Chúng bao g m các đu dò nhi t đ platin có đi n tr thay điồ ầ ệ ộ ệ ở ổ
v i nhi t đ.ớ ệ ộ
Ngu n nóng: nó đc s d ng đ tăng nhi t đ trong bu ng.ồ ượ ử ụ ể ệ ộ ồ
Buồng kín: Tủ sợi thủy tinh rắn.
1.2. C u t o giao di n b ng đi u khi nấ ạ ệ ả ề ể
B ng đi u khi n h p giao di n ch a:ả ề ể ộ ệ ứ
Ngu n cung c p đu vào: các đu vào đu vào này đc s d ng đồ ấ ầ ầ ầ ượ ử ụ ể
cung c p s ki m soát h p t ngu n đi n bên ngoài (ALI-02, ALI-03).ấ ự ể ộ ừ ồ ệ
B chuy n đi ngu n: nó đc s d ng đ đi u khi n công su t.ộ ể ổ ồ ượ ử ụ ể ề ể ấ
C u chì: có m t s c u chì đ b o v .ầ ộ ố ầ ể ả ệ
Phích c m ST-1, ST-2 và ST-3: đây là phích c m n i ST-1, ST-2Vàắ ắ ơ
c m bi n ST-3 ph i đc k t n i. Ngoài ra còn có hai thi t b đuả ế ả ượ ế ố ế ị ầ
cu i (Màu xanh lam và màu đen), n i t l đi n áp (0.1V / ºC) đnố ơ ỷ ệ ệ ế
nhi t đ có s n.ệ ộ ẵ
Phích c m ph n t s i m: đây là phích c m n i mà b ph nắ ầ ử ưở ấ ắ ơ ộ ậ
làm nóng nênĐc k t n i v i. Ngoài ra còn có hai thi t b đu cu iượ ế ố ớ ế ị ầ ố
(màu vàng và đen) n iM t đi n áp đi u khi n nên đc áp d ng đơ ộ ệ ề ể ượ ụ ể
ki m soát s c m nh c a h th ng s i mthành ph n.ể ứ ạ ủ ệ ố ưở ấ ầ
1.3. Mô-đun đi u khi n v i máy tínhề ể ớ
RYC là m t mô-đun nghiên c u các đi u ch nh và đi u khi n đcộ ứ ề ỉ ề ể ượ
thi t k b i EDIBON. Nó cho phép sinh viên h c các khái ni m quan tr ngế ế ở ọ ệ ọ
nh t v đi u ch nh, đi u khi n và ki m soát m t cách d dàng và nhanhấ ề ề ỉ ề ể ể ộ ễ
chóng.
Đn v đc cung c p m t b th c ti n, qua đó ng i dùng s hi uơ ị ượ ấ ộ ộ ự ễ ườ ẽ ể
làm th nào đ mô t h th ng tích h p, h th ng b c 1, h th ng b c 2, làmế ể ả ệ ố ợ ệ ố ậ ệ ố ậ
th nào m t b đi u khi n PID ho t đng, vv.ế ộ ộ ề ể ạ ộ
Mô-đun RYC cho phép th c hi n các ho t đng khác nhau liên quan đnự ệ ạ ộ ế
đi u ch nh và ki m soát c b n. Đn v có các mô-đun khác nhau. Các mô-ề ỉ ể ơ ả ơ ị
đun trong h th ng là:ệ ố
1) Các tín hi u tham chi uệ ế
4
2) B đi u khi n PIDộ ề ể
3) B đi u khi n ch m pha/s m phaộ ề ể ậ ớ
4) Kh i nhi u lo nố ễ ạ
5) H th ng b c 1ệ ố ậ
6) H th ng b c 2ệ ố ậ
7) H th ng tích h pệ ố ợ
8) Mô-đun bù đpắ
9) Mô-đun đu vào t ng tầ ươ ự
1.4. Ph n m m Labviewầ ề
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)
là m t ph n m m máy tính đc phát tri n b i công ty National Instruments,ộ ầ ề ượ ể ở
Hoa k . ỳLabVIEW là m t môi tr ng phát tri n hi u qu cao đ t o ra cácộ ườ ể ệ ả ể ạ
ng d ng tùy ch nh t ng tác v i d li u th c t ho c các tín hi u trong cácứ ụ ỉ ươ ớ ữ ệ ự ế ặ ệ
lĩnh v c nh khoa h c và k thu t.ự ư ọ ỹ ậ LabVIEW là m t ngôn ng l p trình v iộ ữ ậ ớ
khái ni m hoàn toàn khác so v i các ngôn ng l p trình truy n thông nhệ ớ ữ ậ ề ư
C/C++, Pascal. B ng cánh di n đt cú pháp thông qua các hình nh tr c quanằ ễ ạ ả ự
trong môi tr ng so n th o, LabVIEW đc g i v i tên khác là l p trình G.ườ ạ ả ượ ọ ớ ậ
Ngôn ng l p trình G là trung tâm c a LabVIEW:ữ ậ ủ
+Mô hình l p trình lu ng d li u tr c quan, flowchart tr c quan.ậ ồ ữ ệ ự ự
+Đng cong h c t p ng n h n so v i các ch ng trình d a trên vănườ ọ ậ ắ ơ ớ ươ ự
b n truy n th ng.ả ề ố
Đng nhiên đi di n cho các ng d ng d li u v i th i gian và tính songươ ạ ệ ứ ụ ữ ệ ớ ờ
song.
CH NG 2: LÝ THUY T LIÊN QUANƯƠ Ế
2.1. B đi u khi n PIDộ ề ể
B đi u khi n PID (Proportional Integral Derivative)ộ ề ể là m tộ c ch ph nơ ế ả
h iồ vòng đi u khi nề ể đc s d ng m t cách r ng rãi trong t t c các lĩnhượ ử ụ ộ ộ ấ ả
v c c a cu c s ng đc bi t là trong các h th ng đi u khi n công nghi p.ự ủ ộ ố ặ ệ ệ ố ề ể ệ
[2].
5