bài thực hành nhận dạng lò nhiệt điện trở 2

+ Thiết bị điIu khi?n là bo mạch điIu khi?n chuyên dụng lâ /p trKnh đư... nhiệt điện tr3 bằng Toolbox Identification Matlab TQ bPng dữ liệu thu thâ /p nhiệt độ thực tế, sau khi đã chufn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬBỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC

***********

BÀI THỰC HÀNHNHẬN DẠNG LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ

Họ và tên: Nguyễn Mạnh HoàngLớp:ĐK-TĐH 2 - K61Mã sinh viên: 201604237

Hà Nội, 2023

Khái quát về l nhiệt điện tr3

L& điện tr* tại Viện k- thuâ /t Điện t0 và Cơ kh3 nghiệp vụ c6 công su8t thiết kế nh:, đư<cd>ng đ? s8y các thiết bị chuyên dụng, các vi mạch điện t0 Sơ đF khối c8u trHc hệ thống

điIu khi?n l& điện tr* này đư<c trKnh bày như hKnh dưới

Hệ thống điIu khi?n l& điện tr* bao gFm:+ L& điện tr* đư<c đốt n6ng bằng dây may so, c6 nhiệt độ tối đa 1250C+ Can nhiệt loại K c6 dPi đo tQ -100 độ C -> 200 độ C Tuy nhiên, trong hệ thống này ta chS đă /t

dPi đo can nhiệt trong khoPng 0 ->125 độ C.+ Bộ chuy?n đVi đo: vQa hi?n thị, vQa chuy?n đVi giá trị nhiệt độ thành t3n hiệu điện 4-20mA đ? đưa vI thiết bị điIu khi?n, dPi đo nhiệt độ 0 ->125 độ C.

+ Thiết bị công su8t đ? thay đVi công su8t nguFn điện 220VAC/50Hz c8p cho dây nung đ? thay đVi nhiệt độ trong l& khi thay đVi t3n hiệu đưa đến 4-20mA.

+ Thiết bị điIu khi?n là bo mạch điIu khi?n chuyên dụng lâ /p trKnh đư<c nhâ /n t3n hiệu đo, so sánh với nhiệt độ đă /t đ? đưa ra t3n hiệu điIu khi?n 4-20mA c8p cho thiết bị công su8t.+ Máy t3nh thực hiện giao tiếp và thiết bị điIu khi?n đ? thu thâ /p giá trị nhiệt độ đo, t3n hiệu điIu khi?n, t3n hiệu đă /t đ? phục vụ bài toán nhâ /n dạng, điIu khi?n hệ thống.

1 Thực nghiệm thu thập nhiệt độ l nhiệt điện tr3

Đ? xác định mô hKnh toán l& điện tr* trong hệ thống này ta tiến hành thực nghiệm như sau:+ TQ thiết bị điIu khi?n đưa t3n hiệu điIu khi?n định mức U =20mA m* thông hoàn toànđk Triac Thiết bị công su8t c8p điện áp nguFn định mức Uđm = 220VAC (tương ứng với công su8tđịnh mức) cho dây nung đ? tăng nhiệt độ trong l& lên nhiệt độ tới hạn;

+ Bằng phần mIm giám sát trên máy t3nh kết nối truyIn thông với bo mạch điIu khi?n ta thunhâ /n đư<c dữ liệu vI nhiệt độ thực tế trong l& theo thei gian như bPng 1

Bảng 1: Giá trị điê n áp cấp cho bộ công suất và giá trị nhiê t độ đo được ca lo điê n trơ

Th i đi mờểđo

Đi n áp đ a vàoệưNhi t đ đoệ ộ

3 Xác định mô hình toán l nhiệt điện tr3 bằng Toolbox Identification Matlab

TQ bPng dữ liệu thu thâ /p nhiệt độ thực tế, sau khi đã chufn h6a vI 0 Thực hiện lưufile dữ liệu

trên máy t3nh tại V C với đưeng dẫn như sau 'D:\nhiethoang.xlsx'Tại c0a sV lệnh Matlab ta gõ lệnh sau:

C0a sV làm viê /c cma Toolbox IdentificationThông qua Toolbox Identification ta thu đư<c hàm truyIn đạt như sau:

Hàm truyIn cma mô hKnh quá trKnh thu đư<c: G(s) = =

Thiết kế, mô phỏng đánh giá chất lượng HTĐK nhiệt độ trên

Simulink

Thiết kế, mô ph:ng đánh giá ch8t lư<ng HTĐK nhiệt độ s0 dụng bộ PID và P

Thông số bộ PID:+) T3nh theo phương pháp Ziegler-Nichols 1 Ta c6:

*Bộ điIu khi?n PID:

Kp = = = 5.912090554Ti = 2 => Ki = = = 0.39854999Td = 0.5 => Kd = Kp*Td =

+) T3nh theo Phương pháp tối ưu đối xứng

Kp= = = 0.247212204

Ti=T+4 =+4*=44.672=>Ki = = =0.005533941

Td = = =9.96460136 => Kd = KP*Td =0.247212204*9.96460136 =2.463371064

+) T3nh theo bộ Đk PI phương pháp Haalman

Thông số bộ PI

Kp = = = 3.28449475Ti = T = => Ki = = =0.218907941

So sánh quá độ giữa các bộ PID theo các PP khác nhau

Cài đặt lập trình bộ đk PID trên PLC S7-1200/FX5U/iQR

Ta cài đă /t các thông số với:• D1: Giá trị đă /t

• D3: Giá trị phPn hFi vI• D100: Thei gian l8y mẫu• D200: Giá trị ngõ ra• D102: Tỷ lệ lọc nhiễu• D103: Thông số Kp• D104: Thông số Ki• D105: Thông số Kd