báo cáo thực hành Trong bài toán này, chúng ta sử dụng bộ điều khiển TZN4M với chức năng điều khiển tỷ lệ độ rộng xung. Đặc điểm : Đây thực chất là bộ PID với đầu ra thay đổi giá trị độ rộng xung của xung điều khiển với chất lượng điều khiển tốt như bộ PID Chức năng của của bộ TZN4M Chức năng Autotuning PID kép: Điều khiển PID đáp ứng tốc độ cao nhanh chóng đạt được giá trị mong muốn, điều khiển PID đáp ứng tốc độ chậm nhằm giảm thiểu độ vọt lố cho dù tính đáp ứng có hơi chậm.
1 Bài toán điều khiển nhiệt độ sử dụng TZN-4M Sử dụng TZN-4M để đạt nhiệt độ yêu cầu, qua so sánh đáp ứng hệ thống thực tế so với kết mô matlab Cấu trúc điều khiển Bài tốn sử dụng cấu trúc điều khiển vòng kín Đây cấu trúc mạch vòng, có phản hồi, tín hiệu đo gửi giá trị điều khiển Cấu trúc : Hình Cấu trúc điều khiển vòng kín Trong đó: PID: điều khiển nhiệt độ TZN-4M SSR: rơle điện tử SSR sensor: cảm biến nhiệt độ PT100 Các thành phần cấu trúc 3.1 Bộ điều khiển Trong toán này, sử dụng điều khiển TZN-4M với chức điều khiển tỷ lệ độ rộng xung Đặc điểm : Đây thực chất PID với đầu thay đổi giá trị độ rộng xung xung điều khiển với chất lượng điều khiển tốt PID Chức của TZN-4M Chức Auto-tuning PID kép: Điều khiển PID đáp ứng tốc độ cao nhanh chóng đạt giá trị mong muốn, điều khiển PID đáp ứng tốc độ chậm nhằm giảm thiểu độ vọt lố cho dù tính đáp ứng có chậm Độ xác hiển thị cao: ±0.3% (theo giá trị F.S loại ngõ vào) Chức điều khiển Auto-tuning 2-bước Chức đa ngõ vào (với 13 kiểu chức lựa chọn đa ngõ vào): Chức lựa chọn điện áp dòng điện, cảm biến nhiệt độ Chức nhiều ngõ phụ: Gồm có LBA, SBA, loại ngõ cảnh báo loại chức tùy chọn cảnh báo, ngõ truyền liệu PV (DC4-20mA), ngõ truyền thông RS485 Trong đó: 1: Hiển thị Giá trị hoạt động (PV) (đỏ) 2:Hiển thị Giá trị Cài đặt (SV) (xanh) 3: Chỉ thị hoạt động SV2 4: Chỉ thị hoạt động Auto-tuning 5: Phím Mode (chế độ hoạt động) 6: Phím hoạt động Auto-tuning 7: Phím cài đặt 8: Chỉ thị hoạt động ngõ điều khiển 9: Chỉ thị Ngõ Event 10: Chỉ thị Ngõ Event 3.2 Thiết bị chấp hành Thiết bị chấp hành mà cấu trúc sử dụng SSR – Solid state relay Hình Rơ le điện tử SSR SSR có đầu vào điện áp chiều 3-22V, đầu điện áp xoay chiều 24-440v AC, tần số 50-60HZ, 20A Đầu vào SSR nối với chân 6, TZN4M, đầu mắc nối tiếp với điện trở nguồn tải 3.3Q trình Bài tốn sử dụng điện trở xả nhiệt làm thành phần trình cấu trúc điều khiển Hình Điện trở xả nhiệt 3.4 Đo lường Thành phần đo lường mà toán sử dụng cảm biến nhiệt độ, đấu vào chân 9, 10, 11 TZN-4M Sơ đồ ghép nối SSR sensor 14 13 12 I L N O 11 16 P A 10 14 15 U D Nguồn T Hình Sơ đồ đấu nối hệ thống Cài đặt tham số Nguồn tải Tải 5.1 Tham số đầu vào Tham số đầu vào tốn nhiệt độ phòng để kiểm tra nhiệt độ phòng, ta ngắt đường dây cảm biến kết nối với thiết bị chập đầu +, - lại với Rồi bật nguồn thiết bị kiểm tra điều khiển hiển thị nhiệt độ phòng Nếu hình hiển thị chữ Open có nghĩa cảm biến bên bị đứt, ta phải tắt nguồn kiểm tra trạng thái nối dây cảm biến Nếu cảm biến không bị hở, ta ngắt đường dây cảm biến kết nối với thiết bị chập đầu dương, âm lại với nhau.Sau bật nguồn thiết bị kiểm tra điều khiển hiển thị nhiệt độ phòng 5.2 Tham số đầu Tham số đầu toán nhiệt độ cần đạt : 35ºC Cách cài đặt SV cho TZN-4M ấn phím phím ( ◄ ) chế độ RUN, chữ số bên phải hiển thị SV nhấp nháy đăng nhập vào chế độ cài đặt SV ấn phím ◄ đến chữ số mong muốn (100→101→102→103→100) ấn phím ▲▼ để di chuyển đến chữ số mong muốn (1-5) Ấn phím MD để lưu lại giá trị thiết bị thực điều khiển với giá trị cài đặt 5.3 Tham số điều khiển Sử dụng phím nhấn mặt trước TZN-4M để tiến hành cài đặt tham số cho điều khiển Chọn loại ngõ vào RTD loại JPt100Ω L dải -199,9 – 199,9ºC Cài đặt tham số nhóm 1: Nhấn nút MD 3s Cài đặt nhiệt độ sv2 Cài đặt nhiệt độ Ev1 Cài đặt nhiệt độ Ev2 Cài đặt giá trị on – off đầu Cài khâu tỉ lệ Cài giá trị khâu tích phân Cài giá trị khâu vi phân Cài độ trễ điều khiển on - off Sai số cảm biến Cài thời gian tăng độ dốc tín hiệu Cài thời gian giảm độ dốc tín hiệu Ấn phím mũi tên để điều chỉnh giá trị Tham số mặc định: Các tham số cài đặt nhóm 2: ấn giữ hai phím MD phím Loại ngõ vào: Lựa chọn từ 19 loại Event 1: Lựa chọn từ loại Event 2: Lựa chọn từ loại Loại cảnh báo: Lựa chọn từ loại Auto-tuning: Có thể lựa chọn PID: Có thể lựa chọn hoặc Lựa chọn chức gia nhiệt (Chức gia nhiệt) giảm nhiệt (Chức làm lạnh) Đơn vị nhiệt độ: 0C / 0F Cài đặt tỷ lệ giới hạn cao (gồm ngõ Analog) Cài đặt tỷ lệ giới hạn thấp (gồm ngõ Analog) Lựa chọn vị trí dấu thập phân cho ngõ vào Analog Cài đặt giới hạn cao ngõ truyền phát lại áp dụng (20mA) Cài đặt giới hạn thấp ngõ truyền phát lại áp dụng (20mA) Có thể cài đặt ON OFF cho chức Ramp Cài đặt tốc độ truyền thông Cài đặt địa truyền thông (01 ~ 99) Không thể thay đổi liệu chưc khóa phím ON Tham số mặc định: Đáp ứng hệ thống Sau tiến hành thí nghiệm, ta thu đồ thị thể thời gian để nhiệt độ đạt đến nhiệt độ đặt Nhân xét: Từ đáp ứng ta thấy, sau lên đến 30ᵒc theo qn tính tiếp tục nóng lên tới 52,8oC vượt nhiệt độ cần đạt 30ºC giảm dần trình giảm chậm thời gian, sau giảm lần tăng thư không lên đến giá trị lần tăng đầu tiên, tương tự lần sau