Quá trình hình thành say nông sản part7

Chia sẻ: Vanthi Bichtram | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch công suất. Nh− ta đã biết, không khí đ−ợc thổi bằng quạt vào buồng đốt trong buồng đốt có phần tử đốt nóng sử dụng điện. ở đây không xét đến tốc độ của quạt gió nên nhiệt độ của lò sấy sẽ thay đổi theo nhiệt l−ợng toả ra của phần tử đốt nghĩa là thay đổi theo dòng điện chạy qua phần tử đốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Quá trình hình thành say nông sản part7

3.1.6. M¹ch c«ng suÊt. Nh− ta ®· biÕt, kh«ng khÝ ®−îc thæi b»ng qu¹t vµo buång ®èt trong buång ®èt cã phÇn tö ®èt nãng sö dông ®iÖn. ë ®©y kh«ng xÐt ®Õn tèc ®é cña qu¹t giã nªn nhiÖt ®é cña lß sÊy sÏ thay ®æi theo nhiÖt l−îng to¶ ra cña phÇn tö ®èt nghÜa lµ thay ®æi theo dßng ®iÖn ch¹y qua phÇn tö ®èt. V× vËy muèn ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é ta ph¶i ®iÒu khiÓn ®−îc ®é lín dßng ®iÖn ®i qua phÇn tö ®èt nãng. Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ®iÒu khiÓn nh−ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng 2 Thyristor nèi song song ng−îc ®−îc sö dông nhiÒu. Nh−ng nguyªn t¾c lµm viÖc cña 2 Thyristor nèi song song ng−îc t−¬ng tù nh− Triac nªn ng−êi ta th−êng thay 2 Thyristor nèi song song ng−îc b»ng Triac. Khi cã xung ®iÒu khiÓn t¸c ®éng vµo cùc cæng cña Triac th× Triac sÏ më cho dßng ®i qua, ta cã thÓ ®iÒu khiÓn gãc më cña Triac ®¶m b¶o ®iÖn ¸p cung cÊp cho phÇn tö ®èt trong lß sÊy thay ®æi tõ 0 tíi gi¸ trÞ lín nhÊt. Vµ trong hệ thống điều khiển ta phải cã tÝn hiệu đồng pha và tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Trong s¬ ®å nguyªn lý tõ ®iÖn ¸p h×nh sin ta t¹o ra ®−îc mét xung vu«ng trªn ch©n P3.2 (INT0) ®ång pha víi sãng h×nh sin. Xung vu«ng này sẽ được đưa đến vi điều khiển để xử lý. Xung vu«ng nµy sÏ g©y ra ng¾t trong vi ®iÒu khiÓn. Với ngắt này vi điều khiển đã cã thể biết thời điểm bắt đầu một chu kỳ sin. ta thấy gãc mở α chÝnh là thời gian trễ của xung ®iÒu khiÓn so víi gèc h×nh sin. Để tạo ra được góc mở α, sau khi dïng ngắt ph¸t hiện gốc h×nh sin ta chỉ cần nạp cho Timer của vi điều khiển một gi¸ trị tương ứng với gãc mở. ViÖc ®iÒu khiÓn gãc më cho Triac sÏ ®−îc lËp tr×nh trong vi ®iÒu khiÓn. 3.2. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña hÖ thèng. §Ó vÏ m¹ch nguyªn lý vµ m¹ch in chóng t«i sö dông phÇn mÒm orcad 9.2. §©y lµ mét phÇn mÒm rÊt tiÖn dông cho viÖc thiÕt kÕ m¹ch. PhÇn mÒm orcad gåm 2 phÇn chÝnh: Capture CIS (ThiÕt kÕ m¹ch nguyªn lý) vµ Layout plus (T¹o m¹ch in).
Víi viÖc lµm m¹ch in, v× m¹ch cã nhiÒu d©y nèi nªn chóng t«i sö dông m¹ch in 2 líp. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña hÖ thèng nh− sau: 3.2.1. S¬ ®å nguyªn lý. +5V +5V J6 CAM BIEN R13 3K 3 3K U7 Temp 2 J5 INT0 R15 1 6 INT0 1 AC1 2 5 AC2 75 1 CON3 2 4 1uF CON2 4N35 N guon +5V D3 U6 +5V BRIDGE L7805/TO220 1 3 1 J4 1 VIN VOUT CON1 C15 GND + R11 C18 100uF C16 C17 22K 104 104 AC1 2 31000uF LED D4 TU BIEN AP 2 - +5V J1 R3 CON16A Female 4 20K 1 2 +5V VO P3.5 AC2 3 4 RS_LCD P3.6 P3.4 5 6 D0 D1 7 8 RW_LCD D2 Enable_LCD 9 10 D3 D5 +5V D4 11 12 D7 +5V D6 13 14 15 16 PHAN TU DOT J7 R18 R17 Q3 1 +5V U8 2 1 6 5 TRIAC 1 Dien tro CON2 2 2 4 3 P1.5 4 4N35 5 keo +5V 6 7 8 9 C21 C22 C23 J2 104 104 104 CON9 H×nh 3.13 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch nguån, LCD vµ c«ng suÊt.
+5V 40 U1 ADC0804 U2 DB0 D0 6 18 39 21 VCC Temp +IN DB0 P0.0/AD0 P2.0/A8 DB1 D1 7 17 38 22 -IN DB1 P0.1/AD1 P2.1/A9 DB2 D2 16 37 23 DB2 P0.2/AD2 P2.2/A10 DB3 D3 9 15 36 24 Vref VREF/2 DB3 P0.3/AD3 P2.3/A11 DB4 D4 R2 14 35 25 DB4 P0.4/AD4 P2.4/A12 C2 DB5 D5 10K 4 13 34 26 CLKIN DB5 P0.5/AD5 P2.5/A13 DB6 D6 19 12 33 27 CLKR DB6 P0.6/AD6 P2.6/A14 DB7 D7 11 32 28 DB7 P0.7/AD7 P2.7/A15 RD_ADC 2 150p RD WR_ADC 3 SDA RxD 5 1 10 WR INTR P1.0/T2 P3.0/RXD CS_ADC 1 SCL TxD +5V 2 11 CS P1.1/T2-EX P3.1/TXD AGND RD_ADC INT0 3 12 GND INT0 P1.2 P3.2/INT0 WR_ADC INT1 20 4 13 +5V VCC/VREF P1.3 P3.3/INT1 CS_ADC P3.4 C1 5 14 P1.4 P3.4/T0 P3.5 104 6 15 P1.5 P1.5 P3.5/T1 10 Q0 P3.6 R1 +5V 7 16 8 P1.6 P3.6/WR Q1 P3.7 630 11.0592M 8 17 P1.7 P3.7/RD 19 30 XTAL1 ALE/PROG D1 C3 Y1 18 29 2.5V XTAL2 PSEN 1N4148 R4 10uF SW1 33 +5V 31 GND Vref EA/VPP RST R5 C4 C5 9 RST D2 10K 100 33 AT89C52 5.1V 20 RST +5V R6 4.7K U3 74148 Dip 16 J3 SIP 8 16 Key 1 Q0 1 2 10 9 1 VCC D0 Q0 Key 2 Q1 3 11 7 2 D1 Q1 SW2 Key 3 +5V 4 12 6 3 D2 Q2 Key 1 Key 4 5 13 4 D3 Key 3 Key 1 Key 5 6 1 15 5 D4 EO SW3 Key 6 7 2 14 INT1 6 D5 GS Key 2 Key 7 C11 C12 8 3 7 D6 Key 8 104 104 R7 9 4 8 D7 SW4 10K GND Key 3 5 EI SW5 R8 Key 4 Key 4 Key 2 1K 8 C13 C14 104 104 +5V +5V C6 104 +5V C7 1uF U4 4.7k 16 MAX232 DIP 16 U5 R9 8 1 4.7k VCC C1+ 2 R10 1 5 VCC V+ S0 SDA C8 2 S1 1uF 3 3 C1- S2 4 6 C2+ V- SCL 6 SCL C9 GND 1uF 5 7 C10 C2- PP 24C16 RS232 1uF P1 TxD 11 14 5 4 T1IN T1OUT 10 7 9 T2IN T2OUT 4 RxD Serial Eprom 12 13 8 R1OUT R1IN 9 8 3 GND R2OUT R2IN 7 2 6 15 1 CONNECTOR DB9 Male H×nh 3.14 - S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t (m¹ch chÝnh).
3.2.2. S¬ ®å m¹ch in. H×nh 3.15 - S¬ ®å m¹ch in. 3.3. Mét sè thµnh phÇn kh¸c 3.3.1. Nguån nu«i. Nguån nu«i cho hÖ thèng bé xö lý lµ thµnh phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®−îc bëi v× kh«ng cã mét hÖ thèng ®iÖn tö hoÆc thiÕt bÞ ®iÖn nµo cã thÓ ho¹t ®éng mµ kh«ng cã nguån nu«i. Cã nhiÒu c¸ch kh¸c nhau ®Ó thiÕt kÕ mét nguån nu«i tuú thuéc vµo tõng m¹ch ®iÖn cô thÓ. Tr−íc hÕt lµ thiÕt bÞ sÏ ho¹t ®éng theo kiÓu s¸ch tay hay ®Ó bµn ®Ó quyÕt ®Þnh dïng nguån nu«i b»ng pin hay chØnh l−u tõ ®iÖn ¸p l−íi. §èi víi hÖ thèng nµy chóng t«i sö dông nguån tõ l−íi ®iÖn. * Nguån nu«i tõ l−íi ®iÖn: Sö dông bé n¾n tõ m¹ng l−íi ®iÖn còng lµ mét kh¶
n¨ng lùa chän ®Ó cã mét nguån nu«i thay thÕ cho pin. Nh÷ng bé phËn quan träng cña nguån nu«i lÊy tõ l−íi ®iÖn lµ bé chØnh l−u vµ khèi läc. • Bé chØnh l−u cã thÓ l¾p r¸p tõ c¸c ®i«t riªng lÎ (Nh− lo¹i 1N4007) hoÆc sö dông lo¹i ®· l¾p s½n thµnh mét cÇu hoµn chØnh. • Bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p. Khi cã t¶i th× ®iÖn ¸p nguån th−êng tôt xuèng. C¸c bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®ãng mét vai trß quan träng ®èi víi ho¹t ®éng cña vi m¹ch ®iÒu khiÓn v× nã cho phÐp t¹o ra mét ®iÖn ¸p æn ®Þnh dïng cho bé xö lý vµ m¹ch liªn quan ngay c¶ khi ®iÖn ¸p lèi vµo cã thÓ thay ®æi. Ngµy nay c¸c nhµ s¶n xuÊt ®· cung cÊp nhiÒu lo¹i vi m¹ch æn ®Þnh ®iÖn ¸p víi gi¸ rÊt rÎ. Ng−êi ta cã xu h−íng lùa chän bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p lo¹i 78xx víi 3 ch©n ra. Bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p kiÓu nµy ®−îc rÊt nhiÒu nhµ s¶n xuÊt cung cÊp vµ còng cã nhiÒu d¹ng ®ãng vá kh¸c nhau. §Ó cÊp ®iÖn ¸p nguån nu«i cho bé xö lý 8051 ta chän bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p lo¹i 7805 ®Ó nhËn ®−îc ®iÖn ¸p +5V ë lèi ra. C¸c vi m¹ch 7805 th«ng th−êng cã thÓ chÞu ®−îc dßng ®iÖn lèi ra ®Õn 1A vµ cã thÓ ®−îc nu«i b»ng ®iÖn ¸p lèi 1 chiÒu trong kho¶ng 9 ®Õn 20V. V× vËy trong m¹ch nguån, ®iÖn ¸p 220V sÏ ®−îc chØnh l−u b»ng cÇu chØnh l−u vµ cho qua bé æn ®Þnh ®iÖn ¸p 7805 vµ ®Çu ra cña 7805 ta sÏ ®−îc ®iÖn ¸p 5V. 3.3.2. Bé nhí ®Æc biÖt. ë mét sè tr−êng hîp bé nhí cña vi xö lý kh«ng ®ñ ®Ó l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh nªn ta ph¶i sö dông thªm bé nhí ngoµi. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn nµy chØ lµ mét øng dông nhá nªn kh«ng cÇn sö dông thªm bé nhí ngoµi nµy. Nh−ng trong m¹ch vÉn thiÕt kÕ thªm bé nhí ngoµi (Serial Eprom - 24C16) ®Ó sö dông cho phÇn ph¸t triÓn sau nµy. 3.3.3. RS232 vµ MAX232. §Ó mét thiÕt bÞ giao tiÕp víi m¸y tÝnh ta cÇn th«ng qua cæng COM trªn m¸y tÝnh, v× vËy trªn m¹ch cÇn cã ch©n c¾m RS232. Cæng COM trªn m¸y lµm viÖc víi ®iÖn ¸p -12V ®Õn +12V mµ vi ®iÒu khiÓn l¹i lµm viÖc víi ®iÖn ¸p trong kho¶ng 0 - 5V. V× vËy cÇn cã bé phËn ®Ó t−¬ng thÝch chóng vµ ®ã lµ MAX 232.Trong khu«n
khæ cña ®Ò tµi kh«ng sö dông ®Õn viÖc giao tiÕp víi m¸y tÝnh nªn ë ®©y chóng t«i kh«ng giíi thiÖu nhiÒu. Ch¦¥ng 4 Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é khÝ sÊy
Mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®Òu ®−îc x©y dùng theo s¬ ®å khèi h×nh 4.1 X E U Y Bé ®iÒu khiÓn §èi t−îng Z H×nh 4.1 - S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng. X: TÝn hiÖu vµo. Y: TÝn hiÖu ra. U: TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t¸c ®éng lªn ®èi t−îng. E: Sai lÖch ®iÒu khiÓn. Z: TÝn hiÖu ph¶n håi. Muèn tæng hîp bé ®−îc ®iÒu khiÓn cho ®èi t−îng ®Ó hÖ kÝn cã ®−îc chÊt l−îng nh− mong muèn th× tr−íc tiªn ph¶i hiÓu vÒ ®èi t−îng, tøc lµ ph¶i cã mét m« h×nh to¸n häc m« t¶ ®èi t−îng. Ta kh«ng thÓ ®iÒu khiÓn ®èi t−îng khi kh«ng hiÓu biÕt hoÆc hiÓu sai lÖch vÒ nã. KÕt qu¶ tæng hîp bé ®iÒu khiÓn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo m« h×nh m« t¶ ®èi t−îng. 4.1. M« h×nh to¸n häc m« t¶ ®èi t−îng. Th«ng th−êng ®Ó x©y dùng m« h×nh m« t¶ ®èi t−îng ng−êi ta sö dông hai ph−¬ng ph¸p: ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt vµ ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm. Ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt lµ ph−¬ng ph¸p lËp m« h×nh dùa trªn c¸c ®Þnh luËt cã s½n vÒ quan hÖ vËt lý bªn trong vµ quan hÖ giao tiÕp cña m«i tr−êng bªn ngoµi. C¸c quan hÖ nµy ®−îc m« t¶ theo quy luËt lý - ho¸, quy luËt c©n b»ng,… d−íi d¹ng nh÷ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc. VÝ dô ®èi t−îng lµ c¸c lo¹i ®éng c¬, m¸y biÕn ¸p, m¸y ph¸t ®iÖn, m¹ch khuÕch ®¹i, m¹ch tÝch ph©n, vi ph©n. Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm lµ dùa trªn c¬ së quan s¸t tÝn hiÖu ra y(t) cña ®èi t−îng khi ®Æt vµo ®èi t−îng mét tÝn hiÖu ®Çu vµo u(t). Ph−¬ng ph¸p nµy cÇn ®é chÝnh x¸c cao nªn th−êng ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm.
Trong ®Ò tµi nµy ®èi t−îng ë ®©y lµ nhiÖt ®é dßng khÝ. Khi cã nguån cÊp cho sîi ®èt, nhiÖt ®é cña sîi ®èt lµm nãng nguån kh«ng khÝ do qu¹t thæi tíi. Trong khu«n khæ ®Ò tµi thùc hiÖn trong phßng thÝ nghiÖm nªn ta thùc hiÖn theo ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm b»ng c¸ch: l¾p m¹ch ®iÒu khiÓn vµo ®èi t−îng, khëi ®éng qu¹t giã ®Ó cho nã ho¹t ®éng ë mét tèc ®é æn ®Þnh. Sau ®ã ®ãng trùc tiÕp nguån ®iÖn 220V lªn sîi ®èt. Theo nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Triac th× ®iÖn ¸p trªn t¶i thay ®æi tõ 0 ®Õn 220V t−¬ng øng víi gãc më thay ®æi tõ π vÒ 00 nghÜa lµ thêi gian kÝch xung sÏ thay ®æi tõ 10 - 0ms (do tÇn sè ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Æt vµo Triac lµ 50Hz nªn chu kú lµ 1/50 = 0.02s = 20ms, suy ra nöa chu kú tøc lµ tõ 0 ®Õn π lµ 10ms). Sau ®ã dïng ®ång hå bÊm gi©y ®Ó ®o tÝn hiÖu ®Çu ra. Nh− ta ®· biÕt, nÕu tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ hµm 1(t) th× tÝn hiÖu ®Çu ra lµ hµm qu¸ ®é h(t). ë ®©y tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ hµm 10*1(t) nªn tÝn hiÖu ®Çu ra lµ y(t). TÝn hiÖu ra thu ®−îc khi lµm thùc nghiÖm ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: Thêi NhiÖt Thêi NhiÖt Thêi NhiÖt ®é(0C) ®é(0C) ®é(0C) gian(s) gian(s) gian(s) 2.155 1 22.20 20 64.8 31 3.378 2 24.55 21 71.1 32 6.47 5 26.82 22 77.14 33
8 7 29.71 23 85.125 34 9.79 9 33.27 24 93.12 35 11.76 11 37.11 25 98.97 36 13.38 13 41.76 26 107.82 37 15.19 15 46.75 27 116.03 38 16.89 16 51.14 28 125.89 39 18.68 17 54.55 29 138.55 39 24.41 19 57.87 30 H×nh 4.2 - B¶ng gi¸ trÞ ®o ®−îc khi lµm thùc nghiÖm. Dùa trªn sè liÖu ®o ®−îc b¶ng trªn ta vÏ ®−îc hµm qu¸ ®é thùc nghiÖm nh− sau: 45 40 35 30 Nhiệt độ 25 20 15 10 5 0 qu¸ Thời gian 100 0 H×nh 4.3 - Hµm50 ®é thùc nghiÖm y(t). 150 Dùa vµo ®å thÞ trªn, nÕu dÞch chuyÓn gèc to¹ ®é th× hµm y(t) ë ®©y gièng hµm qu¸ ®é h(t) cña kh©u qu¸n tÝnh bËc mét. MÆt kh¸c theo kÕt qu¶ nghiªn cøu cña mét sè ®Ò tµi th× nhiÖt lµ qu¸ tr×nh cã trÔ nªn hµm truyÒn cña ®èi t−îng sÏ lµ kh©u qu¸n tÝnh bËc nhÊt cã trÔ. Víi viÖc ®o trªn ta kh«ng thÓ biÕt chÝnh x¸c ®−îc thêi gian trÔ lµ bao nhiªu nªn lÊy thêi gian trÔ τ b»ng c¸ch lÊy nhiÖt ®é thay ®æi tõ 0 - 10 b»ng thêi gian thay ®æi tõ 1 - 20 (tøc lµ thêi gian tõ
0 - 10 = 3,378 - 2,155 = 1,223s) => τ = 2,155 - 1,223 = 0.8(s). Nh− vËy hµm truyÒn ®¹t cña ®èi t−îng cã d¹ng: k k −τs −0 ,8. s G(s) = = e e 1 + Ts 1 + Ts §Ó x¸c ®Þnh T vµ k ta lµm nh− sau: * Khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm 1(t) −t G ( s) Tõ H(s) = chuyÓn ®æi Laplace ng−îc ta cã h(t) = k(1- ). e T s −1 Vµ nh− vËy ë thêi ®iÓm T th× h(T)= k (1 − e ) ≈ 0,632.k Nãi c¸ch kh¸c, t¹i ®óng thêi ®iÓm T hµm sè h(t) sÏ ®¹t ®−îc 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i. Ta ®i ®Õn x¸c ®Þnh T nh− sau: • KÎ ®−êng tiÖm cËn víi h(t) t¹i t = ∞ ®Ó cã k = h(∞) • X¸c ®Þnh ®iÓm cã tung ®é b»ng 0,632.k cña h(t). • Hoµnh ®é cña ®iÓm võa x¸c ®Þnh chÝnh lµ tham sè T cÇn t×m. * Khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm A*1(t). Do tÝn tuyÕn tÝnh cña ®èi t−îng, ®¸p øng y(t) t¹i thêi ®iÓm T còng cã gi¸ trÞ ®óng b»ng 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i y(∞) cña nã. Nh− vËy thuËt to¸n trªn vÉn ®−îc ¸p dông khi tÝn hiÖu vµo lµ hµm A*1(t) nh− sau: y (∞ ) • KÎ tiÖm cËn víi y(t) t¹i t ->∞ ®Ó cã y(∞), sau ®ã suy ra: k = A • X¸c ®Þnh ®iÓm cã tung ®é b»ng 0,632.y(∞) cña y(t). • Hµnh ®é cña ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh chÝnh lµ tham sè T cÇn t×m. Víi ®å thÞ trªn y(∞) = 39 => k = 39/10 = 3,9. Sau kho¶ng thêi gian T, tÝn hiÖu ®Çu ra y(t) sÏ ®¹t ®−îc gi¸ trÞ xÊp xØ b»ng 63,2% gi¸ trÞ cùc ®¹i y(∞) cña nã, tøc lµ khi ®ã nã cã gi¸ trÞ: 0,632.y(∞) = 24,468. => T = 36(s) 3,9 − 0 ,8 s Nh− vËy hµm truyÒn cña ®èi t−îng lµ: G(s) = e 1 + 36 s