Báo cáo thí nghiệm tự động hóa quá trình công nghệ

111Equaon Chapter 1 Secon 1 Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ Họ và tên : Nguyễn Thị Toàn MSSV : 20082706 Lớp : DKTD1 – K53 Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Việt Dũng Bài 1: Điều chỉnh nhiệt độ gió nóng I. Mục đích thí nghiệm. - Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động. - Khảo sát quá trình điều chỉnh nhiệt độ gió nóng. - Đánh giá chất lượng quá trình điều chỉnh. II. Mô tả thí nghiệm. Sơ đồ cấu trúc thí nghiệm: Đối tượng điều chỉnh: dòng không khí cấp từ quạt gió được đốt nóng khi đi qua buồng đốt. Đại lượng cần điều chỉnh: nhiệt độ gió nóng được đo bằng Pt-100. - Giới hạn đo: 0 - 100℃. - Bộ chuyển đổi R/U với dải tín hiệu: 0 – 10V. Điều chỉnh thong qua van điện Triac, phương pháp điều khiển theo … ?. Thiết bị điều chỉnh: sử dụng máy tính, công cụ Realtime Toolbox của Matlab. Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống: Hàm truyền đạt của đối tượng điều chỉnh, quy luật điều chỉnh: . 1 2 . . 1 W ( ) ;W ( ) 1 ( 1)( 1) . . . 1 p d d d m m i d K e T p p p K T p T p T p a T p τ −   = = + +  ÷ + + +   Nhiệt độ đặt: 40℃. Vận tốc giấy: 300 mm/h. Khảo sát 3 quy luật điều chỉnh P, PI và PID để xác định các chỉ êu chất lượng của quá trình điều chỉnh: Chế độ P Chế độ PI Chế độ PID Thông số 8.0 0 p i d K T T = = ∞ = 7.5 120 0 p i d K T T = = = 6.5 120 0.5; 0.5 p i d K T T a = = = = Đường quá độ: Chỉ êu chất lượng Sai lệch >nh: Thời gian xác lập: Độ quá điều chỉnh 21.43% s e t h ∞ = = ∆ = 14.2% s e t h ∞ = = ∆ = 2.15% s e t h ∞ = = ∆ = Nhận xét: Bài 2: Điều chỉnh áp suất. III. Mục đích thí nghiệm. - Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động áp suất. - Khảo sát ảnh hưởng của cấu trúc và thong số của TBĐC lên chất lượng của quá trình điều chỉnh. - Khảo sát biên giới ổn định của QTĐC. IV. Mô tả thí nghiệm. Sơ đồ cấu trúc thí nghiệm: Đối tượng điều chỉnh: dòng không khí cấp từ máy nén khí chảy vào bình tích và ra ngoài. Đại lượng cần điều chỉnh: áp suất của bình tích. Điều chỉnh thong qua thay đổi độ mở van V3. Thiết bị điều chỉnh: sử dụng MĐC PI khí nén kiểu πP3-31. Các van: - Van V1: thay đổi áp suất nguồn cấp. - Van V2: thay đổi giá trị đặt P0 cho thiết bị điều khiển. - Van V3: tín hiệu ra của BĐC thay đổi trong khoảng 0.2-1 kG/cm 2 được tác động lên màng của van khí nén làm thay đổi độ mở của van  áp suất của bình tích thay đổi. Các giá trị của tín hiệu chủ đạo Po, tín hiệu của áp suất bình tích Pt, tín hiệu điều khiển Pr được đo bằng các áp kế lò xo ống một vòng. Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống: Hàm truyền đạt của đối tượng điều chỉnh, quy luật điều chỉnh: . . 1 W ( ) ;W ( ) . 1 . p d d m m i K e p p K T p T p τ − = = + + Trong cấu trúc của máy, hệ số khuếch đại được biểu diễn dưới dạng độ biến động 100 % m K σ = V. Kết quả thí nghiệm. Bảng 3-1: Kết quả thí nghiệm với % 90; 0.08 d P σ = = STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt 1 0.2 0.11 0.15 0.09 2 0.3 0.13 0.23 0.17 3 0.4 0.14 0.31 0.26 4 0.5 0.15 0.4 0.35 5 0.6 0.17 0.48 0.43 Nhận xét: do hệ số khuếch đại nhỏ (Km = 1.111) nên áp suất đầu ra bám rất chậm áp suất chủ đạo. Với quy luật tỷ lệ hệ luôn tồn tại sai lệch tĩnh. Bảng 3-2: Kết quả thí nghiệm với % 125; 0 d P σ = = STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt 1 0.3 0.16 0.14 0.14 2 0.4 0.18 0.22 0.22 3 0.5 0.2 0.28 0.3 4 0.6 0.22 0.34 0.38 5 0.7 0.24 0.41 0.46 Nhận xét: việc giảm hệ số khuếch đại còn làm quá trình bám giá trị đặt chậm hơn nữa. Với quy luật tỷ lệ hệ luôn tồn tại sai lệch tĩnh. Khảo sát MĐC theo tác động quy luật tỷ lệ tích phân: Bảng 3-3: Kết quả thí nghiệm với % 80; 0.5 i T σ = = STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt 1 0.2 0.18 0.18 0.02 2 0.3 0.2 0.28 0.1 3 0.4 0.21 0.35 0.19 4 0.5 0.25 0.42 0.25 5 0.6 0.27 0.52 0.33 Nhận xét: do hệ số khuếch đại nhỏ (Km = 1.111) nên áp suất đầu ra bám rất chậm áp suất chủ đạo. Việc đưa them thành phần tích phân, trên lý thuyết sẽ khử được sai lệch tĩnh của hệ thống. Tuy nhiên, do giá trị hằng số thời gian tích phân Ti có thể chưa được chọn hợp lý nên vẫn còn sai lệch tĩnh, so với trường hợp chỉ có khuếch đại thuần túy thì sai lệch đã giảm đi đáng kể. Khảo sát biên giới ổn định của quá trình điều chỉnh: Trên cơ sở MĐC tác động theo luật PI, giảm dần σ% cho đến khi hệ thống đạt biên giới ổn định. Xác định được các thong số sau: - Ti = 0.5, Km = 100/14 = 7.15. - Tín hiệu chủ đạo: Po = 0.4 kG/cm 2 - Tín hiệu đo: ,max ,min 0.42; 0.36 t t P P = = - Chu kỳ dao động: Tc = 1.35s VI. Kết luận. Như vậy bài thí nghiệm đã đạt được mục tiêu đề ra. Bài 3: Điều chỉnh mức dịch thể. I. Mục đích thí nghiệm. - Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động mức dịch thể. - Khảo sát quá trình điều chỉnh với các thong số khác nhau của TBĐC. - Tính toán các chỉ tiêu chất lượng của quá trình quá độ. II. Mô tả thí nghiệm. Sơ đồ cấu trúc thí nghiệm: Đối tượng điều chỉnh: bình chứa phía trên có dòng nước chảy vào dung van khí nén để điều chỉnh lưu lượng, phía dưới bình có dòng nước chảy ra tự nhiên. Đại lượng cần điều chỉnh: mức nước trong bình tích. Thực chất ở đây không đo trực tiếp mức nước trong bình, mà h được xác định gián tiếp thong qua bộ chuyển đổi P\H chuyển tín hiệu mức sang áp suất để máy có thể hiểu được giá trị phản hồi về. Điều chỉnh thong qua thay đổi lưu lượng nước chảy vào bình tích. Thiết bị điều chỉnh: sử dụng MĐC PID khí nén. Tín hiệu ra của BĐC thay đổi trong khoảng 0.2- 1 kG/cm 2 được tác động lên màng của van khí nén làm thay đổi độ mở của van  lưu lượng chảy vào bình tích thay đổi  mức nước thay đổi. Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống: Hàm truyền đạt của đối tượng điều chỉnh, quy luật điều chỉnh: . 1 1 W ( ) ;W ( ) 1 . . . p d m m d i p e p K T p T p T p τ −   = = + +  ÷   Trong cấu trúc của máy, hệ số khuếch đại được biểu diễn dưới dạng độ biến động 100 % m K σ = III. Kết quả thí nghiệm. Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ: Các thông số: 0 : 40% , 0, 4 _ error: 2 I D ms P T T K Steady e ∞ = = ∞ = = = Bảng số liệu thu được: t 0 10 20 30 40 50 60 70 Pr 15 10 8 5.5 6 5.5 5 5 Pt 24 30 32 34 35 38 38 38 ∆P=Po-Pt 16 10 8 6 5 2 2 2 [...]... pressure Pr,Pt [%] 35 Prd Ptd 30 25 20 15 Ng Thi Toan - 20082706 10 5 0 20 40 60 80 100 120 Time [sec] 140 Xác định các chỉ tiêu chất lượng của quá trình điều chỉnh: - Sai lệch tĩnh: Độ quá điều chỉnh: Thời gian xác lập: Nhận xét: IV Kết luận Như vậy bài thí nghiệm đã đạt được mục tiêu đề ra 160 180 200 ... curve (Pri,ti), (Pti,ti) 45 40 Output pressure Pr,Pt [%] 35 Pri Pti 30 25 20 15 Ng Thi Toan - 20082706 10 5 0 0 20 40 60 80 100 Time [sec] 120 Xác định các chỉ tiêu chất lượng của quá trình điều chỉnh: - Sai lệch tĩnh: Độ quá điều chỉnh: 140 160 180 - Thời gian xác lập: Nhận xét: Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ - tích –vi phân: Các thông số: P0 := 40% Tn = 0.15, Tv = 0.5, X p = 25 Steady _ error:e∞... Characteristic curve (Prm,tm), (Ptm,tm) 40 Output pressure Pr,Pt [%] 35 Prm Ptm 30 25 20 15 Ng Thi Toan - 20082706 10 5 0 10 20 30 40 Time [sec] Xác định các chỉ tiêu chất lượng của quá trình điều chỉnh: - Sai lệch tĩnh: Độ quá điều chỉnh: Thời gian xác lập: Nhận xét: Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ - tích phân: Các thông số: P0 := 40% TI = 0.15, TD = 0, K ms = 4 Steady _ error:e∞ = 40 − 39 = 1 Số liệu . 111Equaon Chapter 1 Secon 1 Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ Họ và tên : Nguyễn Thị Toàn MSSV : 20082706 Lớp : DKTD1 – K53 Cán bộ. nóng I. Mục đích thí nghiệm. - Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động. - Khảo sát quá trình điều chỉnh nhiệt độ gió nóng. - Đánh giá chất lượng quá trình điều chỉnh. II. Mô tả thí nghiệm. Sơ. dịch thể. - Khảo sát quá trình điều chỉnh với các thong số khác nhau của TBĐC. - Tính toán các chỉ tiêu chất lượng của quá trình quá độ. II. Mô tả thí nghiệm. Sơ đồ cấu trúc thí nghiệm: Đối tượng