BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÁO CÁO THỰC HÀNH THỰC HÀNH THIẾT BỊ ĐO VÀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Giảng viên hướng dẫn Nguyễ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO THỰC HÀNH THỰC HÀNH THIẾT BỊ ĐO VÀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Tiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hạnh Hịa Trà My 20029221 Mơn học phần: Thực Hành Thiết Bị Đo Lớp học phần: DHPT16 Mã lớp học phần: 420300324404 Ngày thực hành : 19/04/2023 Năm học: 2022 - 2023 h - - - - BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ Mục đích thí nghiệm: Mơ hình thí nghiệm cho phép nghiên cứu q trình điều khiển nhiệt độ Nó mơ hình điều khiển đơn giản, bao gồm: đầu dò, điều khiển gia nhiệt Mơ hình trang thiết bị cần thiết dùng để khảo sát: Các thơng số hệ thống điều khiển vịng lặp hở với khái niệm Độ khuếch đại tĩnh Hằng số thời gian Thời gian trễ Xác định thông số điều khiển chế độ khác Ở chế độ vòng lặp hở: Tự điều chỉnh bàn tay Ở chế độ vịng lặp kín: Sử dụng phương pháp Nichols Ziegler Vận dụng thơng số tìm để Khảo sát ảnh hưởng tới việc thay đổi cài đặt Khảo sát ảnh hưởng nhiễu Tối ưu hóa thơng số cài đặt Cơ sở lý thuyết : 2.1 Nguyên lý đo nhiệt độ: Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ Sự tăng điện trở tỉ lệ với nhiệt độ xác định hệ số nhiệt độ dương Trong thực tế, để chế tạo đầu dò nhiệt độ tốt, phải sử dụng vật liệu vật liệu có hệ số nhiệt độ cao, đường biểu diễn phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ đường thẳng Chúng ta chọn vật liệu mà chịu nhiệt độ cao loại có điện trở chuẩn phù hợp Platin liệu tốt sử dụng làm đầu dị điện trở đo nhiệt độ cơng nghiệp,nó có ưu điểm độ bền hóa học cao, độ tinh khiết cao dễ điều khiển, 2.2 Khảo sát hệ thống gia nhiệt: Nguyên lí gia nhiệt buồng sau: dòng điện chạy qua đai gia nhiệt mica làm kích thích tăng nhiệt độ bên vòng đai Vòng đai kết nối với điều khiển công suất điện xoay chiều mà điều khiển điều khiển dòng điện – 20mA Bộ điều khiển việc gia nhiệt với điện áp thấp (24V AC) biến áp từ nguồn điện áp cao (220V 50Hz ) Tiến hành thực nghiệm : 3.1 Các thao tác cần thiết: Chuẩn bị Cơng tắc nguồn phải vị trí OFF Cắm chuôi điện vào nguồn cấp Không mở tủ điện suốt q trình làm thí nghiệm Bật cơng tắc nguồn sang vị trí ON Chỉnh điều khiển sang chế độ Manual đặt giá trị OUTPUT 0% Sử dụng bốn đầu cắm kết nối điều khiển với hệ thống Đầu “ temperature” màu đỏ kết nối với đầu “measure” màu đỏ Đầu “ temperature” màu đen kết nối với đầu “measure” màu đen Đầu “ Output” màu đỏ kết nối với đầu “Heater” màu đỏ Đầu “ Output” màu đen kết nối với đầu “Heater” màu đen h - - - - Cách điều chỉnh nhiễu Công tắc “Perturbation” cho phép điều chỉnh nguồn ggia nhiệt Tại vị trí “0”, ống gia nhiệt hoạt động với công suất tối đa Tại vị trí “1”, cơng suất gia nhiệt giảm khoảng 10% Cơng tắc “Ventilation” kích hoạt cho quạt làm mát hoạt động, làm giảm nhiệt độ buồng gia nhiệt Nó có chế độ Tại vị trí “Auto”, quạt làm việc theo điều khiển điều khiển Tại vị trí “1”, quạt hoạt động với cơng suất tối đa mà không chịu tác động điều khiển Dừng khẩn cấp Trong trường hợp bất thường Thao tác đầu nối, chuyển công tắc “perturbation” sang vị trí “1” để làm giảm nhiệt độ buồng gia nhiệt Nếu cháy,rút điện khỏi nguồn cung cấp,sử dụng bình chữa cháy phù hợp để dập tắt lửa Dừng máy kết thúc thí nghiệm Thay đổi giá trị đặt Chuyển đổi cơng tắc “perturbation” vị trí “1” Đợi phút cho nhiệt độ buồng gia nhiệt giảm 60% đảm bảo khơng tăng trở lại Chuyển đổi cơng tắc nguồn sang vị trí OFF Ngắt nguồn điện cấp 3.2 Khảo sát số thời gian, thời gian trễ thông số điều khiển PID theo phương pháp Broida : Xác định số thời gian thời gian trễ hệ thống mức OP = 40% + Chỉnh điều khiển chế độ điều khiển Manual + Chỉnh gia trị OP =40% đợi hệ thống đạt ổn định, ghi nhận lại kết nhiệt độ + Tiếp theo,đặt giá trị OP = 50% ,ghi nhận giá trị hệ thống sau 15 giây hệ thống đạt trạng thái ổn định + Biểu diễn giá trị đo đồ thị + Xác định chênh lệch nhiệt độ bắt đầu tăng từ mức OP =40% lên OP=50% đến hệ thống ổn định mức OP =50% , kí kiệu t + Xác định thời gian để đáp ứng hệ thống đạt 28%t ( gọi t1), 40%t (gọi t2), 63%t hình vẽ sau: h + Xác định số thời gian sau: t= 5,5(t2- t1) + Xác định thời gian trễ tm hình vẽ lấy thời gian để đáp ứng hệ thống đạt 63%t trừ cho số thời gian Xác định thông số điều khiển PID theo phương pháp Broida Từ kết ta chọn điều khiển phù hợp với hệ thống theo mối quan hệ sau Tỷ số t tm Bộ điều khiển t > 20 tm ON - OFF 10 < t