Luận Văn Điều Khiển Và Giám Sát Lò Nhiệt

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ PHẦN GIỚI THIỆU CÁC ĐỐI TƯNG LIÊN QUAN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ CHƯƠNG : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN 1.1 Giới thiệu nhiệt độ phương pháp điều khiển : Nhiệt độ đại lượng vật lý diện khắp nơi nhiều lónh vực, công nghiệp sinh hoạt Nhiệt độ trở nên mối quan tâm hàng đầu cho nhà thiết kế máy điều khiển nhiệt độ trở thành mục tiêu ngành Điều Khiển Tự Động Trong nhiều lónh vực kinh tế, vấn đề đo kiểm soát nhiệt độ trình thiếu được, công nghiệp Đo nhiệt độ công nghiệp gắn liền với quy trình công nghệ sản xuất , việc đo kiểm soát nhiệt độ tốt đònh nhiều đến chất lượng sản phẩm ngành công nghiệp thực phẩm, luyện kim, xi măng, gốm sứ, công nghiệp chế tạo động đốt Tùy theo tính chất , yêu cầu trình mà đòi hỏi phương pháp điều khiển thích hợp Tính ổn đònh xác nhiệt độ đòi hỏi đặt vấn đề cần phải giải Một điều thực cần thiết ta phải khảo sát kỹ đối tượng cung cấp nhiệt mà ta cần phải điều khiển để dẫn đến mô hình toán học cụ thể Từ giải toán điều khiển sở lý thuyết nghiên cứu sẳn Hệ thống điều khiển nhiệt độ phân làm hai loại : hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control system) hệ thống điều khiển (sequence control system) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ  Điều khiển hồi tiếp thường xác đònh giám sát kết điều khiển , so sánh với yêu cầu thực thi (ví dụ điểm đặt) tự động điều chỉnh  Điều khiển thực bước điều khiển tùy theo hoạt động điều khiển trước xác đònh Một hệ thống muốn xác cần phải thực hồi tiếp tín hiệu so sánh với tín hiệu vào gởi đến điều khiển hiệu chỉnh đầu Hệ thống điều khiển hồi tiếp có nhiều ưu điểm nên thường thấy hệ thống tự động Các phương pháp điều khiển khác nguyên tắc điều khiển giống Một hệ thống điều khiển nhiệt độ dựa nguyên tắc hệ thống hồi tiếp có dạng tổng quát hình : Giá trò đặt X Bộ điều khiển Bộ phận gia nhiệt Nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ Đây hệ thống hồi tiếp qua cảm biến cho tín hiệu đo lường nhiệt độ so sánh với giá trò đặt , sai lệch tín hiệu đặt đo đưa tới điều khiển tạo tín hiệu điều khiển công suất cấp cho phận gia nhiệt Như phương pháp điều khiển khác chất điều khiển khác tạo nên 1.2.Nhiệm vụ luận văn : 1.2.1.Nhiệm vụ luận văn tìm hiểu thực mục tiêu sau : Sử dụng PLC SIEMENS S7-300 điều khiển lò nhiệt phương pháp mờ lai Giám sát điều khiển thu thập liệu hoạt động lò nhiệt sử dụng phần mềm WinCC (Windows Control Center) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ 1.2.2.Phạm vi điều khiển : khuôn khổ giới hạn luận văn nên em giới hạn phạm vi sau : • Đối tượng : PLC S7-300 (CPU 314IFM), modun AI SM331 chuyên dụng có khả đọc trực tiếp tín hiệu từ cảm biến Thermocoup, PT lò nhiệt dân dụng • Cảm biến : Thermocoup TC loại K có độ nhạy nhiệt 40µV/10C • Phương tiện điều khiển : OP (Operation Panel), nhiên thay PC ( Personal Computer ) với hệ điều hành Windows 98 • Giao tiếp máy tính : thông qua phần mềm WInCC công ty SIEMENS • Bộ điều khiển mờ PID : tích hợp PLC S7-300 công ty SIEMENS • Chương trình điều khiển : soạn thảo phần mềm Step7 công ty SIEMENS LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT CHƯƠNG : ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ GIỚI THIỆU PLC SIEMEN VÀ PHẦN MỀM STEP7 GIỚI THIỆU PLC PLC (Programmable Logic Control): thiết bò điều khiển logic khả trình loại thiết bò cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật toán mạch logic 1.1 Vài nét lòch sử PLC: PLC bắt đầu phát triển từ năm 1968 để đáp ứng yêu cầu hãng Hydraumatic Division of General Motors (GM) Thời gian này, GM thường nhiều thời gian để thay hệ thống điều khiển dựa relay cần hiệu chỉnh hay thay đổi mẫu mã xe Để giảm chi phí cao việc nối lại dây, kỹ thuật điều khiển GM gọi hệ thống điện tử có linh động máy tính, lập trình bảo dưỡng kỹ sư chuyên gia xí nghiệp Nó chòu đựng bụi bẩn không khí, rung, nhiễu điện, độ ẩm nhiệt độ cao môi trường công nghiệp PLC lắp đặt vào năm 1969 thành công nhanh chóng Những chức giống relay thay thế, chí PLC có độ tin cậy hệ thống relay, lý thành phần điện tử đơn giản so với phần chuyển động relay điện Nó chiếm không gian counters, timers thành phần điều khiển khác mà thay Khả lập trình lại lớn có thay đổi kế hoạch điều khiển Có lẽ chìa khóa lớn để PLC chấp nhận công nghiệp ngôn ngữ lập trình dựa giản đồ hình thang (ladder diagram) ký hiệu thường dùng thợ điện LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Hầu hết nhân viên xí nghiệp huấn luyện theo mức logic hình thang nên họ dễ dàng chấp nhận PLC Thực mức logic hình thang có vai trò chung việc lập trình sửa chữa, cho dù ngôn ngữ lập trình tân tiến phát triển 1.2 Đặc điểm PLC : Một hệ điều khiển gọi điều khiển lập trình ngõ ngõ vào nối kết với thông qua điều khiển lập trình Chức hệ điều khiển chuyển đổi thành chương trình nạp vào điều khiển Bộ điều khiển dựa theo chương trình để thực trình điều khiển ngõ thông số ngõ vào Chúng ta có nên dùng ngôn ngữ lập trình ? Trong năm 1970 đầu thập kỷ 80 nhiều kỹ sư, nhà điều hành sản xuất người thiết kế hệ thống tốn nhiều thời gian để tranh luận đề tài song song chi phí cho PLC Ngày nay, người ta chấp nhận PLC trở nên kinh tế có hiệu hệ thống điều khiển cần từ ba đến bốn relay hay nhiều chi phí cho PLC nhỏ vài trăm dollars Các nhà sản xuất đặt hiệu suất chất lượng lên hàng đầu phí trở nên không quan trọng Với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính dùng PLC để điều khiển máy công nghiệp vì:  Một PLC đơn giản dùng nhiều lónh vực công nghiệp, từ việc điểu khiển lặp lặp lại tác vụ đơn giản việc điều khiển để chạy tác vụ phức tạp  Các chương trình điểu khiển thay đổi cách dể dàng, cải tiến để phù hợp với hoạt động  Chương trình điều khiển dể dàng nạp vào nhiều PLC, dể dàng trao đổi chương trình  Thời gian đáp ứng nhanh trở thành tiêu chuẩn PLC Điều cần thiết điều khiển công nghiệp, tín hiệu từ cảm biến thay đổi nhanh  Trong PLC có sẳn đếm, đònh sử dụng với nhiều độ xác khác nhau, trình điều khiển có cần thêm LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ  Có thể chấp nhận tính kinh tế PLC sử dụng hệ thống điều khiển có relay hay nhiều  Khi dùng PLC giao tiếp với thiết bò đèn LED đoạn, chọn nhấn ( thumbwheels), chức xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu tần số cao  Cho phép hiển thò đồ hoạ hệ thống  Truyền thông: Những hoạt động giao tiếp với PLC khác hay mạng máy tính giúp cho việc thu thập liệu trao đổi thông tin dể dàng Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng relay dây nối logic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dễ dàng cho PLC mà đảm bảo tốc độ xử lý giá Chính điều gây quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm, đònh thời, ghi dòch sau chức làm toán máy lớn Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng nhớ lớn hơn, số lượng I/O nhiều PLC sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực thi chức đặc biệt gồm có điều khiển ON/OFF, đònh thời, đếm, thứ tự, số học xử lý liệu Với hệ điều khiển, tín hiệu đầu vào, đầu nối vào PLC PLC hoạt động cách kiểm tra lại tín hiệu lệnh (đã lập trình nhớ), sau ghi kết vào ngõ đưa đến thiết bò điều khiển Trong PLC, phần cứng CPU chương trình hai đơn vò cho trình điều khiển xử lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực xác đònh chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực việc điều khiển dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức quy trình công nghệ, ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực cách dễ dàng mà không cần can thiệp mang tính vật lý so với điều khiển dùng dây nối relay Nhiều PLC giúp gia tăng cạnh tranh Các trình thường sử dụng PLC bao gồm: đóng gói, đóng chai vận chuyển, xử lý vật liệu, vận hành máy, phát lượng, hệ thống điều khiển xây dựng, hệ thống bảo vệ, LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ dây chuyền tự động, vẽ đường xử lý nước PLC ứng dụng nhiều ngành công nghiệp bao gồm thức ăn đồ uống, chuyển động tự động, hóa học, nhựa, bột giấy giấy, dược vật liệu Thực ra, ứng dụng cần đến điện sử dụng PLC So sán h PLC với số hệ thốn g khác : Chỉ tiêu so Rơ-le Mạch số sánh Giá thành Khá thấp Thấp chức Kích thước vất Lớn Rất gọn lý Tốc độ điều Chậm Rất nhanh khiển Khả Xuất sắc Tốt chống nhiễu Lắp đặt Mất thời gian Mất thời thiết kế lắp gian thiết kế đặt Khả điều Không Có khiển tác vụ phức tạp Dễ thay đổi Rất khó Khó điều khiển Công tác bảo Kém-có Kém- IC trì nhiều công tác hàn Máy tính PLC Cao Thấp Khá gọn Rất gọn Khá nhanh Nhanh Khá tốt Tốt Mất nhiều thời gian lập trình Có Lập trình lắp đặt đơn giản Có Khó Đơn giản Kém- có nhiều mạch điện từ chuyên dùng Tốt- module tiêu chuẩn hóa 1.3 Một vài ưu điểm PLC tự động: Ưu điểm : - Thời gian lắp đặt công trình ngắn gọn - Dễ dàng thay đổi mà không tổn thất tài LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ - Có thể tính toán xác giá thành - Cần thời gian huấn luyện - Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ phần mềm - Ứng dụng phạm vi rộng - Dễ bảo trì, thò vào giúp xử lý cố dễ nhanh - Độ tin cậy cao - Chuẩn hóa phần cứng điều khiển - Thích ứng môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động, tiếng ồn 1.3.1 Điều khiển giám sát: - Thay cho điều khiển Relay - Thời gian đếm - Thay cho panels điều khiển mạch in - Điều khiển tự động bán tự động tay,các máy trình 1.3.2 Điều khiển dãy: Các phép toán số học - Cung cấp thông tin - Điều khiển liện tục: nhiệt độ, áp suất - Điều khiển P.I.D - Điều khiển động chấp hành - Điều khiển động bước 1.3.3 Điều khiển mềm dẻo: - Điều khiển trình báo động - Phát lỗi điều hành - Ghép nối qua máy tính - Ghép nối với máy in - Mạng tự động hóa xí nghiệp LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ - Mạng cục - Mạng mở rộng 1.4 Cấu trúc PLC : - Một hệ thống lập trình phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O) IN PUT CENTRAL PROCESSING UNIT OUT PUT Hình 1.4.a-Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lập trình - Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm phần: xử lý, hệ thống nhớ hệ thống nguồn cung cấp Processcor Memory Power Supply Hình 1.4.b-Sơ đồ khối tổng quát CPU Giới thiệu PLC SIEMEN 2.1 Cấu trúc , chức 1- Các khối S7-300 - Khối tín hiệu (SM) + Khối ngõ vào digital: 24V DC, 120/230V AC + Khối ngõ digital: 24V DC, ngắt từ + Khối ngõ vào analog: Áp, dòng, điện trở, cặp nhiệt + Khối ngõ vào digital: 24V DC, Áp, dòng 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Giải thích lưu đồ giải thuật điều khiển : 1- Khi nạp chương trình từ máy tính xuống, chuyển PLC sang chế độ RUN, đọc nhiệt độ đặt từ máy tính thông qua phần mềm WinCC, thông số PID, 2- Nếu có lệnh chạy PLC từ WinCC chường trình điều khiển bắt đầu hoạt động, không trạng thái chờ Có lệnh chạy, PLC kiểm tra tình trạng lò có bình thường hay không, tức kiểm tra cảm biến hay điện trở lò có bò đứt ?, có thông báo lỗi dừng chương trình 3- Đọc nhiệt độ lò từ TC, giá trò có kiểu đònh dạng Integer, đổi thang hiển thò giá trò thực lò 4- Bộ điều khiển thực xử lý mờ tham số PID thực module mờ FB30 tích hợp PLC, lò nhiệt cố đònh nên lần đọc PLC, lấy tham số mặc đònh người lập trình đưa vào Tiến hành hiệu chỉnh tham số PID thông qua module FB41, kết đưa trực tiếp vào module điều rộng xung FB43 (xem phần 1, chương 5) 5- Xuất lệnh điều khiển lò, tùy thuộc vào giá trò ngõ điều rộng xung mà trạng thái lò đóng hay mở 6- Kết thúc vòng điều khiển 119 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ 2.3 Chương trình : 1- Lưu đồ tính toán chi tiết phương pháp PID số : 120 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ                                                                   Giải thích lưu đồ giải thuật : phần lý thuyết PID số 121 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ 2- Giải thuật điều khiển mờ theo phương pháp Zhao Tomizuka Isaka a Lưu đồ : Bắt đầu Đọc giá trò Kr, Kd Chuẩn hóa Kr, Kd Đọc giá trò ET DET từ module PID Xử lý mờ tìm K'r, K'd, An-pha Tính Kr, Kd theo công thức Kr =(Krmax-Krmin)K'r +Krmin Kd =(Kdmax-Kdmin)K'd +Kdmin Từ Ki =Kr*K/(an_pha*Kd) tính Ti =Kr/Ki, Td =Kd/Kr Đưa Ti, Td Kr vào lại module PID hiệu chỉnh PID Kết thúc 122 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ PHẦN KẾT QUẢ THI CÔNG 123 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ CHƯƠNG GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN 4.1 Giao diện chương trình điều khiển viết WinCC : 1- Chú thích giao diện : - Trò đặt : từ hình giao diện ta đặt giá trò đặt, giá trò số nguyên dương bò khống chế khoảng 250 oC, cố tình nhập giá trò chương trình điều khiển xem ta không làm lấy giá trò hợp lệ trước - Điều khiển PLC : chương trình thiết kế sử dụng công nghiệp với hình giao diện OP (Operation Panel ) dùng để điều khiển PLC, có lệnh từ OP chương trình thực hiện, điều kiện hạn chế đủ thiết bò, OP thay PC ( pesonal computer ) giữ tư tưởng thiết kế trên, 124 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT - ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ từ PC, dễ dàng viết vài lệnh cho PLC lệnh điều khiển từ ngõ vào digital PLC mà không cần máy tính Điều khiển quạt : xác lập, muốn kiểm tra đáp ứng lò có nhiễu, ta điều khiển bật hay tắt quạt Thu thập liệu : hình giúp ta giám sát nhiệt độ lò đồ thò hay bảng liệu xảy đối tượng cần giám sát Báo động báo cáo : trường hơp hệ thống xảy cố chương trình đưa cảnh báo báo cáo sau buổi làm việc Sau nhập trò đặt lệnh cho hệ thống hoạt động, PLC kiểm tra điều kiện vận hành bắt đầu điều khiển lò nhiệt cố, hình giao diện giám sát hiển thò trạng thái PLC, trạng thái quạt gây nhiễu, trạng thái lò, theo nguyên tắc thiết kế, trạng thái PLC tắt lò quạt bắt buộc phải tắt (hình minh họa trên) Giá trò đặt nhập vào từ hình giao diện có cấu tạo phím bấm thực tế 125 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Vào hình thu thập liệu, trạng thái quan trọng nhiệt độ sai lệch hiển thò dạng số, bar, đồ thò bảng liệu (xem hình ) 126 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC THI 1- Nhiệt độ đặt 50oC : 127 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ a Dạng đồ thò :       b Dạng bảng : * Từ đồ thò ta thấy - Độ vọt lố : POT = (72-50)*100/50 = 44 % -Thời gian xác lập theo chuẩn 2% : 128 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ txác lập = 52-41 = 11 phút Đặc tuyến điều khiển tốt, đáp ứng qua điểm đặt có lần sau xác lập bám theo trò đặt, với sai số gần 0, từ bảng liệu, ta tính sai số : Mức thấp : ET1 = (49.9-50)*100/50= 0.2 % Mức cao : ET2 = (50.5-50)*100/50 = 1% Trung bình sai số : ET = (ET1 +ET2)/2 = (1+0.2)/2 = 0.6 % - tốt Ta có nhận xét nhiệt độ thấp, quán tính lò lớn nên xảy vọt lố lớn, muốn xác, ta phải đặt lại tham số PID, điều không xảy điều khiển nhiệt độ cao 2- Nhiệt độ đặt 70 oC :       Từ đồ thò : * Độ vọt lố : POT = (92-70)*100/70 = 31.4 % * Thời gian xác lập theo chuẩn 5% : 129 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Txác lập 5% = 48-39 = phút * Thời gian xác lập theo tiêu chuẩn 2% : Txác lập 2% = 51-39 Ở nhiệt độ này, vọt lố giảm nhiều thời gian xác lập tăng lên 3- Nhiệt độ đặt 100oC :        Từ đồ thò ta thấy :  * Độ vọt lố :  POT = (115 –100)*100/100 = 15% * Thời gian xác lập theo chuẩn % : Txác lập 5% = 41-34 = phút * Thời gian xác lập theo chuẩn % : Txác lập 2% = 43-34 = phút 4- Nhiệt độ đặt 120 o C :    130 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Từ đồ thò, ta thấy : * Độ vọt lố : POT = (130.5 – 120)*100/120 = 8.75 % * Thời gian xác lập theo chuẩn 5% : Txác lập 5% = 27-21 = phút * Thời gian xác lập theo chuẩn 2% : Txác lập 2% = 29-21 = phút * Khi lò nhiệt hoàn toàn xác lập, từ bảng liệu : Sai số mức : ET1 = 0.5% Sai số mức : ET2 = 0.099% Sai số trung bình : ET = (ET1 – ET2)/2 = (0.5 + 0.0999)/2 = 0.3 % Dữûø liệu sai lệch ET dạng bảng : 131 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ * Nhận xét chung : Kết điều khiển tốt nhiệt độ cao, vọt lố thấp, thời gian xác lập chấp nhận được, kết tương tự cho điều khiển tổng hợp, thay đổi nhiệt độ hệ thống xác lập So sánh kết thực nghiệm với mô Matlab ta thấy lý thuyết kiểm chứng cách thuyết phục, có điều thời gian xác lập không giống nhau, lò nhiệt có quán tính lớn… Phần làm mềm trò đặt trình bày hướng mở rộng đề tài nhằm cho đáp ứng tốt hơn, kiểm chứng Ngoài ra, tác giả phát triển cho hệ thống trở nên hoàn thiện : Ứng dụng PLC điều khiển lò nhiệt nhiều điểm hay nối mạng lò nhiệt Điều phù hợp với thực tế, chẳng đem PLC để điều khiển lò nhiệt nhất, mà phải hệ thống lò Cuối cùng, thông qua đối tượng lò nhiệt, lý thuyết điều khiển : Chỉnh đònh mờ tham số PID phương pháp Zhao Tomizuka Isaka kiểm đònh cho kết tốt Từ củng cố hướng phát triển điều khiển học ứng dụng tốt thực tế : tối ưu hệ thống điều khiển túy mờ hay PID 132 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đánh giá kết thực luận văn : Luận văn tốt nghiệp môn học bắt buộc thực học kỳ năm học _ khoảng thời gian ngắn để nghiên cứu đề tài lớn cho hoàn chỉnh, đề tài Tuy kiến thức hạn chế, tác giả cố gắng hoàn thành luận văn thời gian quy đònh vơí kết tốt Vẫn nhiều thiếu sót, từ luận văn, rút nhận xét quý báu, cần thiết cho sau Kết luận văn đáp ứng yêu cầu điều khiển hệ thống lò nhiệt công nghiệp Từ cố thêm lý thuyết điều khiển : PID chỉnh đònh tham số phương pháp mờ lai, có ý nghóa lớn ứng dụng vào thực tế cải tiến hệ thống điều khiển kinh điển PID hay tối ưu hệ mờ túy Đánh giá hoàn thành nhiệm vụ giao Hướng phát triển : Đối với đôí tượng lò nhiệt : tăng cường khả đáp ứng tầm nhiệt độ lớn, giảm thời gian xác lập, giảm sai số (chỉnh tinh) … Đối với PLC, nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều khiển vào nhiều đối tượng hơn, thực tế hiệu 133 [...]... tập mờ như sau: * Cụ thể trong luận văn : 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ a Hàm thuộc cho biến ET : b Hàm thuộc cho biến DET : 19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ c Hàm thuộc cho biến Kr và Kp : 20 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ d Hàm thuộc cho biến An_pha : 21 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Sửa đổi hàm thuộc: Muốn sửa... sát một cách trực quan quan hệ vào ra của bộ điều khiển mờ vừa soạn thảo ta chọn Debug→3D Graphic Display, khi đó trên màn hình xuất hiện đồ thò mô tả quan hệ vào/ra của bộ điều khiển mờ như sau: a Kr : 24 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ b Kp : 25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ c An_pha : Ngoài ra, ta còn có thể sử dụng chương trình FCPA để mô phỏng tín hiệu vào... 28 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ CHƯƠNG 5 : MODULE MỀM PID Nhiều năm trước đây, bộ điều khiển PID được coi là bộ điều khiển lý tưởng đối với các đối tượng có mô hình liên tục Bộ PID thực sự là bộ điều khiển động mà việc thay đổi các tham số của bộ điều khiển có khả năng làm thay đổi đặc tính động và tónh của hệ thống điều khiển tự động Bộ điều khiển PID thực chất là thiết bò điều. .. luật điều khiển tỷ lệ–vi phân (luật PD) Bộ điều khiển PID luôn là một phần tử không thể thay thế được trong các quá trình tự động khống chế nhiệt độ, mức, tốc độ … Ngay cả khi lý thuyết điều khiển tự động hiện đại được ứng dụng vào việc thiết kế, các bộ điều khiển như bộ điều khiển mờ, bộ điều khiển nơ ron , bộ điều khiển bền vững thì việc kết hợp giữa các phương pháp điều khiển hiện đại và bộ điều khiển. .. trò sau : c2 = 0,495 nếu bộ điều khiển được sử dụng là I c12 c2 γ= 2 = 0,98 nếu bộ điều khiển được sử dụng là P hoặc PI c1 γ= 33 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Giả sử rằng ta sử dụng bộ điều khiển I Vậy thì do α = a + cγ =1,9 nên từ (5.10) có k1 = 0,03 và T p1 = T p 2 = 0 Nếu bộ điều khiển mà ta sử dụng lại là PI thì các tham số cần xác đònh của bộ điều khiển là k1 va ø T p1 Từ α... điều khiển bền vững với mọi tác động của nhiễu nội cũng như nhiễu ngoại lên hệ thống [3] Đây chính là phương pháp điều khiển được ứng dụng trong luận văn : điều khiển mờ lai Phần lý thuyết về PID số được trình bày khá chi tiết trong lý thuyết về PID ở phần sau, nên trong phần này chỉ khái quát một số nét chính 30 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Cũng chính vì vậy mà các thiết bò điều. .. thì quyết đònh điều khiển mới được đưa ra Tăng khả năng tác động nhanh của hệ, giảm bớt thời gian quá điều chỉnh bằng cách thay đổi hằng số thời gian của luật điều khiển vi phân Luật điều khiển vi phân còn được gọi là điều khiển vượt trước 29 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Luật điều khiển trong phương trình (5.1) thường được biểu hiện dưới dạng hàm truyền đạt như sau :   k 1 WDK... mô phỏng tín hiệu vào ra và các mối quan hệ của bộ điều khiển mờ (hình) 26 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ Bằng cách thiết lập giá trò cho các tập mờ ta có thể quan sát trạng thái và giá trò hiện thời của Kr, Kp, An_pha (hình ) Sử dụng DB mờ với FB30(fuzzy control) ∗ Các tham biến hình thức của F B30 Bộ điều khiển mờ được soạn thảo xong cần phải được cất giữ vào Project bằng lệnh file→save... ngữ vào/ra của bộ điều khiển mờ bằng hộp hội thoại Viết tên bộ điều khiển mờ (nếu muốn) và số các biến ngôn ngữ vào ra vào những ô tương ứng Hạn chế của FCPA là: -Chỉ tạo lập được những bộ điều khiển mờ với tối đa 8 biến vào vào/ra 17 Hình 4 : khai báo biến ngôn ngữ hiện cửa sổ nằm trong vào một trong cầu ta cho mờ đó Chẳng DB mờ mới sẽ phải nằm ta phải cho dụng trong DB mờ,(vd LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT... α được tính theo 32 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NHIỆT α= ĐIỀU KHIỂN & GIÁM SÁT LÒ 4 ln 2 σ max π + ln 2 σ max (5.11) 2) Cho trường hợp (5.7) có c2≠ 0 thì α= a+ cγ với a và c xác đònh từ σ max theo bảng bên, hằng số γ có thể được xác đònh theo các cách : c 2 a) α = c 2 nếu điều khiển được sử dụng là 1 (5.12 ) 1 c2 nếu điều khiển được sử dụng là P hoặc PI (5.13) c12 c2 c) α = 2 nếu điều khiển được sử dụng là