4 6 13 các khối cơ bản trong hệ thống điều khiển nhiệt độ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CÁC KHỐI CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Điều khiển tự động, thầy Hồng Minh Trí thầy khác hướng dẫn tận tình , cung cấp cho em kiến thức quý báu cho em thời gian thực luận văn Em chân thành cảm ơn hổ trợ, đóng góp ý kiến bạn bè Đây lần đầu em làm Luận Văn , thiếu sót hay khiếm khuyết điều không tránh khỏi Em chân thành cám ơn đóng góp ý kiến chuyên môn để khả kỹ thuật em mở rộng Chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Nhân Tháng / 2002 MỤC LỤC Phần LÝ THUYẾT .7 Chương Các khối điều khiển nhiệt độ Chương Nhiệt độ – Các loại cảm biến nhiệt độø .11 Nhiệt độvà thang đo nhiệt độø 12 Các loại cảm biết nhiệt độ 13 2.1 Thermocouple .13 2.2 RTD 13 2.3 Thermistor 14 2.4 IC cảm biến 14 Thermocouple hiệu ứng Seebeck .15 3.1 Hiệu ứng Seebeck 15 3.2 Quá trình dẫn điện Thermocouple .15 3.3 Cách đo hiệu điện thếø 17 3.4 Bù nhiệt môi trường 19 3.5 Các loại Thermocouple 20 3.4 Một số nhiệt độ chuẩn 21 Chương Các phương pháp biến đổi AD Card PCL-818 Advantech .22 Sơ lược phương pháp biến đổi AD 22 1.1 Biến đổi AD dùng biến đổi DA .22 1.2 Bộ biến đổi Flash-AD 26 1.3 Bộ biến đổi AD theo hàm dốc dạng lên xuống .27 1.4 Bộ biến đổi AD dùng chuyển đổi áp sang tần số 27 1.5 Bộ biến đổi AD theo tích phân độ dốc 28 Card AD - PCL818 hãng Advantech 29 2.1 Các ghi Card 29 2.2 Chuyển đổi A/D , D/A , D/I , D/O 41 Chương Các phương pháp điều khiển Phương pháp PID số 44 Các phương pháp điều khiển 44 1.1 Điều khiển On - Offø .44 1.2 Điều khiển khâu tỷ lệ 45 1.3 Điều khiển khâu vi phân tỷ lệ PD 46 1.2 Điều khiển khâu vi tích phân tỷ lệ PID 47 Phương pháp điều khiển PID số .49 Thiết kế PID số 51 Điều khiển PID hệ thống điều khiển nhiệt độ 52 Chương Các Loại Mạch Kích Và Solid State Relay ( SSR ) .56 Đóng ngắt OpTo - Triac 56 Contactor Quang – Solid State Relay .58 Chương Các loại IC khác .60 IC Khác .60 OP07 61 Phần Phần Cứng .62 Khối cảm biến mạch gia công 63 Phần Lưu đồ giải thuật chương trình 67 1.Lưu đồ giải thuật 68 2.Chương trình điều khiển ngơn ngữ Delphi 71 Biểu đồ khảo sát hệ thống nhiệt 99 Tài liệu tham khảo 102 LỜI NÓI ĐẦU Như biết, nhiệt độ thành phần vật lý quan trọng Việc thay đổi nhiệt độ vật chất ảnh hưởng nhiều đến cấu tạo, tính chất, đại lượng vật lý khác vật chất Ví dụ, thay đổi nhiệt độ chất khí làm thay đổi thể tích, áp suất chất khí bình Vì vậy, nghiên cứu khoa học, cơng nghiệp đời sống sinh hoạt, thu thập thông số điều khiển nhiệt độ điều cần thiết Trong lị nhiệt, máy điều hồ, máy lạnh hay lò viba, điều khiển nhiệt độ tính chất định cho sản phảm Trong ngành luyện kim, cần phải đạt đến nhiệt độ để kim loại nóng chảy, cần đạt nhiệt độ để ủ kim loại nhằm đạt tốt đặc tính học độ bền, độ dẻo, độ chống gỉ sét, … Trong ngành thực phẩm, cần trì nhiệt độ để nướng bánh, để nấu, để bảo quản, … Việc thay đổi thất thường nhiệt độ, không gây hư hại đến thiết bị hoạt động, cịn ảnh hưởng đến q trình sản xuất, sản phẩm Có nhiều phương pháp để điều khiển lò nhiệt độ Mỗi phương pháp mang đến kết khác thông qua phương pháp điều khiển khác Trong nội dung luận văn này, cho ta phương pháp điều khiển On-Off , PI điều khiển PID thông qua Card AD giao tiếp với máy tính PCL818 Mọi liệu trình điều khiển hiển thị lên máy tính dựa ngơn ngữ lập trình Delphi CÁC KHỐI CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ gồm : Hệ thống điều khiển nhiệt độ thông dụng công nghiệp bao Cảm biến mạch gia cơng Mạch kích lị nhiệt Card AD/DA PCL-818L Màn hình hiển thị Máy tính Chương trình điều khiển Như mạch có khối sau :  Khối cảm biết gia công : sử dụng cảm biến nhiệt độ Thermocouple, lấy tín hiệu thơng qua Op-Amp OP-07, đưa nhiệt độ cần xử lý ngõ vào Analog biến đổi AD  Bộ biến đổi AD : mạch lấy tín hiệu AD để xử lý thông qua Card AD PCL-818 hãng Advantech Thông qua đó, Card AD đưa giá trị nhiệt độ thơng số khác cho máy tính xử lý Ngồi PCL-818 cịn Card DA với nhiệm vụ điều khiển mạch kích cho mạch nhiệt độ  Mạch công suất : mạch bị tác động trực tiếp bới PCL818, với nhiệm vụ kích ngắt lị trình điều khiển Linh kiện sử dụng mạch Solid State Relay(SSR)  Khối xử lý :có thể xem máy tính khối xử lý Với ngơn ngữ lập trình Delphi, máy tính điều khiển q trình đóng, ngắt lị  Màn hình hiển thị : hình giao diện Delphi Các giá trị, nhu thông số, tác động kỹ thuật tác động trực tiếp hình Các hãng kỹ thuật ngày tích hợp thành phần thành sản phẩm chuyên dùng bán thị trường Có chương trình giao diện ( Visual Basic ) có nút điều khiển, thuận lợi cho người sử dụng Có thể chọn khâu khuếch đại P, PI, PD hay PID hãng Contronautics, Incorporated Simpson Electric Company… Trở lại mô hình điều khiển nhiệt, sơ đồ khối mơ hình hố q trình điều khiển lị nhiệt Để tìm hiểu rõ chi tiết 10