bài thực hành nhận dạng lò nhiệt điện trở

Khái quát về l4 nhiệt điện tr9 LQ điện trR tSi Viện kU thuâ Kt Điện tV và Cơ khW nghiệp vụ co công suYt thiết kế nhZ, đư[cd\ng đ] sYy các thiết bị chuyên dụng, các vi mSch điện tV... Th

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 Tiến NamLớp:ĐK-TĐH 2 - K61Mã sinh viên:201604283

Hà Nội, 2023

YÊU CẦU LÀM VÀ BÁO CÁO THỰC HÀNH

Dựa vào file dữ liệu gốc (nhiet.xlsx), mỗi sinh viên thay thế giá trị nhiệt độ ban đầu 83=17oC bằng giá trị nhiệt độ tương ứng với 2 số cuối của mã sinh viên.

To=100-Tiến hành làm thực hành và viết báo cáo bài thực hành này với nội dung tương tự Mục 3, 4

Ta co tỷ lệ sau:ToC: 0 17 C  o 125oC U: 0 U 37 220Vâ Ky U = 220*17/125=29.92V37

Khi chuOn hoa vê gốc 0: Ta co:

Tchuan =T -17đo

Uchuan =Uđm-U =220-29.92=190.08V25

1 Khái quát về l4 nhiệt điện tr9

LQ điện trR tSi Viện kU thuâ Kt Điện tV và Cơ khW nghiệp vụ co công suYt thiết kế nhZ, đư[cd\ng đ] sYy các thiết bị chuyên dụng, các vi mSch điện tV Sơ đ_ khối cYu tr`c hệ thống

điêu khi]n lQ điện trR này đư[c tranh bày như hanh dưới

Hệ thống điêu khi]n lQ điện trR bao g_m:+ LQ điện trR đư[c đốt nong bằng dây may so, co nhiệt độ tối đa 1250C+ Can nhiệt loSi K co dci đo td -100 độ C -> 200 độ C Tuy nhiên, trong hệ thống này ta chf đă Kt

dci đo can nhiệt trong khocng 0 ->125 độ C.+ Bộ chuy]n đii đo: vda hi]n thị, vda chuy]n đii giá trị nhiệt độ thành tWn hiệu điện 4-

20mA đ] đưa vê thiết bị điêu khi]n, dci đo nhiệt độ 0 ->125 độ C.+ Thiết bị công suYt đ] thay đii công suYt ngu_n điện 220VAC/50Hz cYp cho dây nung đ] thay đii nhiệt độ trong lQ khi thay đii tWn hiệu đưa đến 4-20mA.

+ Thiết bị điêu khi]n là bo mSch điêu khi]n chuyên dụng lâ Kp tranh đư[c nhâ Kn tWn hiệu đo, so sánh với nhiệt độ đă Kt đ] đưa ra tWn hiệu điêu khi]n 4-20mA cYp cho thiết bị công suYt.+ Máy tWnh thực hiện giao tiếp và thiết bị điêu khi]n đ] thu thâ Kp giá trị nhiệt độ đo, tWn hiệu điêu khi]n, tWn hiệu đă Kt đ] phục vụ bài toán nhâ Kn dSng, điêu khi]n hệ thống.

2 Thực nghiệm thu thập nhiệt độ l4 nhiệt điện tr9

Đ] xác định mô hanh toán lQ điện trR trong hệ thống này ta tiến hành thực nghiệm như sau: + Td thiết bị điêu khi]n đưa tWn hiệu điêu khi]n định mức Uđk =20mA mR thông hoàn toàn Triac

Thiết bị công suYt cYp điện áp ngu_n định mức Uđm = 220VAC (tương ứng với công suYt địnhmức) cho dây nung đ] tăng nhiệt độ trong lQ lên nhiệt độ tới hSn;

+ Bằng phần mêm giám sát trên máy tWnh kết nối truyên thông với bo mSch điêu khi]n ta thu nhâ Kn đư[c dữ liệu vê nhiệt độ thực tế trong lQ theo thni gian như bcng 1

Bcng 1: Do vâ Ky số liệu chuOn hoa phục vụ nhâ Kn dSng lQ với Identification Matlab

220 49.631132.6311190.08220 51.821934.8219190.08220 53.871436.8714190.08220 55.788738.7887190.08220 57.582340.5823190.08220 59.260342.2603190.08220 60.830143.8301190.08220 62.298645.2986190.08220 63.672446.6724190.08220 64.957647.9576190.08220 66.159949.1599190.08220 67.284750.2847190.08220 68.336951.3369190.08220 69.321352.3213190.08220 70.242253.2422190.08220 71.103754.1037190.08220 71.909654.9096190.08220 72.663655.6636190.08220 73.368956.3689190.08220 74.028857.0288190.08

220 75.223558.2235190.08220 75.763858.7638190.08220 76.269159.2691190.08220 76.741959.7419190.08220 77.184260.1842190.08

220 77.985160.9851190.08220 78.347261.3472190.08

220 79.002962.0029190.08220 79.299462.2994190.08220 79.576862.5768190.08220 79.836262.8362190.08

220 80.306163.3061190.08220 80.518563.5185190.08220 80.717263.7172190.08220 80.903263.9032190.08220 81.077164.0771190.08

220 81.534464.5344190.08220 81.667664.6676190.08220 81.792364.7923190.08220 81.908964.9089190.08220 82.017965.0179190.08

220 82.215465.2154190.08220 82.304765.3047190.08220 82.388265.3882190.08220 82.466465.4664190.08220 82.539565.5395190.08220 82.607965.6079190.08220 82.671965.6719190.08220 82.731765.7317190.08220 82.787765.7877190.08220 82.840165.8401190.08220 82.889165.8891190.08

220 82.977965.9779190.08

220 83.055566.0555190.08220 83.090666.0906190.08220 83.123566.1235190.08220 83.154266.1542190.08

220 83.209966.2099190.08

220 83.258666.2586190.08220 83.280666.2806190.08220 83.301266.3012190.08220 83.320566.3205190.08220 83.338566.3385190.08220 83.355466.3554190.08220 83.371166.3711190.08220 83.385966.3859190.08220 83.399766.3997190.08220 83.412666.4126190.08220 83.424766.4247190.08

220 83.446666.4466190.08

220 83.474466.4744190.08220 83.482566.4825190.08220 83.490166.4901190.08220 83.497266.4972190.08220 83.503866.5038190.08

220 83.515866.5158190.08220 83.521266.5212190.08220 83.526366.5263190.08220 83.531166.5311190.08220 83.535566.5355190.08220 83.539766.5397190.08220 83.543666.5436190.08220 83.547266.5472190.08220 83.550666.5506190.08220 83.553866.5538190.08220 83.556866.5568190.08220 83.559666.5596190.08220 83.562266.5622190.08220 83.564666.5646190.08220 83.566966.5669190.08

220 83.572966.5729190.08220 83.574666.5746190.08220 83.576366.5763190.08220 83.577866.5778190.08220 83.579266.5792190.08220 83.580666.5806190.08220 83.581866.5818190.08

220 83.584166.5841190.08220 83.585166.5851190.08220 83.586166.5861190.08

220 83.587866.5878190.08220 83.588666.5886190.08220 83.589366.5893190.08

220 83.590766.5907190.08

220 83.592466.5924190.08220 83.592966.5929190.08220 83.593366.5933190.08220 83.593766.5937190.08220 83.594266.5942190.08220 83.594566.5945190.08220 83.594966.5949190.08220 83.595266.5952190.08220 83.595566.5955190.08220 83.595866.5958190.08220 83.596166.5961190.08220 83.596366.5963190.08220 83.596666.5966190.08220 83.596866.5968190.08

220 83.597266.5972190.08220 83.597466.5974190.08220 83.597566.5975190.08220 83.597766.5977190.08220 83.597866.5978190.08

220 83.598166.5981190.08220 83.598266.5982190.08220 83.598466.5984190.08220 83.598566.5985190.08220 83.598666.5986190.08220 83.598766.5987190.08220 83.598766.5987190.08220 83.598866.5988190.08220 83.598966.5989190.08

220 83.599166.5991190.08220 83.599266.5992190.08220 83.599266.5992190.08220 83.599366.5993190.08220 83.599366.5993190.08220 83.599466.5994190.08220 83.599466.5994190.08220 83.599466.5994190.08

220 83.599566.5995190.08220 83.599666.5996190.08220 83.599666.5996190.08220 83.599666.5996190.08220 83.599666.5996190.08220 83.599766.5997190.08220 83.599766.5997190.08220 83.599766.5997190.08220 83.599766.5997190.08220 83.599766.5997190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599866.5998190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08220 83.599966.5999190.08

3 Xác định mô hình toán l4 nhiệt điện tr9 bằng Toolbox Identification Matlab

Td bcng dữ liệu thu thâ Kp nhiệt độ thực tế, sau khi đã chuOn hoa vê 0 Thực hiện lưu file dữ liệutrên máy tWnh tSi i C với đưnng dẫn như sau C:\Users\domin\Downloads\1.Thuc hanh Nhan dang qua trinh nhiet\nhiet.xlsx

TSi cVa si lệnh Matlab ta gõ lệnh sau:

CVa si làm viê Kc của Toolbox Identification

Td đưnng đă Kc tWnh quá độ của lQ ta thYy no co dSng hanh chữ S, do đo mô hanh toán của lQ điện trR là khâu quán tWnh bâ Kc nhYt co trễ.

Xác định các thông sô c a lo điện trơ bằng phương pháp hình học:

- Ke đưnng tiếp tuyến với đưnng đă Kc tWnh quá độ tSi chỗ dốc nhYt (đi]m uốn) td đo ta xác định đư[c Tdt ,  Thni gian trễ của đối tư[ng lQ: 1 6.82s , Tdt 15 s

- Xác định hệ số k :

Trong đo:

+ T,T0: là nhiệt độ xác lâp và nhiệt độ ban đầu trong lQK+ U,U0 : là điện áp đầu vào cYp cho dây nung của lQ

Ta dễ dàng tWnh đư[c 0 = 83 = 220 dt = K

Do đo hàm truyên của lQ điện trR:

Wdt = =

Thông qua Toolbox Identification ta thu đư[c hàm truyên đSt như sau:

Hàm truyên của mô hanh quá tranh thu đư[c: G(s) = =

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

Simulink

Thiết kế, mô phZng đánh giá chYt lư[ng HTĐK nhiệt độ sV dụng bộ PID và P

Thông số bộ PID:TWnh theo phương pháp Ziegler-Nichols 1

Ta co: *Bộ điêu khi]n PID:Kp = = = 9.386733417Ti = 2 => Ki = = = 0.9386733417Td = 0.5 => Kd = Kp*Td = *Bộ điêu khi]n P:

Kp = = = 7.822277847

So sánh quá độ giữa PID và P :

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