báo cáo Tham số đầu vào của bài toán là nhiệt độ phòng . để kiểm tra nhiệt độ phòng, ta ngắt đường dây cảm biến kết nối với thiết bị và chập 2 đầu +, lại với nhau. Rồi bật nguồn thiết bị và kiểm tra bộ điều khiển hiển thị nhiệt độ phòng. Nếu màn hình hiển thị chữ Open thì có nghĩa là cảm biến bên ngoài bị đứt
Ngô văn chinh PHẦN I: SƠ LƯỢC BỘ ĐIỀU KHIỂN TZN4M 1.1 Chức điều khiển nhiệt độ • • • • • • • • • • • • • • • Chức tự động điều chỉnh Hiển thị xác cao 3oC Cài đặt nút ấn Chế độ điều khiển: ON/Off, PIDF, PIDS, PI, PD, F Trễ: điều chỉnh từ đến 100oC chế độ On/Off Cảnh báo đầu trễ: điều chỉnh On/Off từ đến 1000C Khâu tỉ lệ: 0:0 đến 100% Thời gian tích phân: đến 3600s Thời gian vi phân: đến 3600s Thời gian điều khiển: đến 120s Nhiễu đầu vào để lựa chọn cảm biến nhiệt độ, điện áp, dòng điện Nhiễu đầu phụ khác Hiển thị led vạch Hiển thị dấu thập phân đầu vào analog Chế độ điều khiển On/Off, PIDF, PIDS, PI, PD, P 1.2 Cấu tạo điều khiển TZN4M Hình: Bộ điều khiển TZN4M Ngơ văn chinh Hình: Sơ đồ chân điều khiển Trong đó: Chân – Cấp nguồn 100 – 240V xoay chiều 50 – 60Hz 6w 24V xoay chiều 50 – 60Hz 8w 24 – 48V chiều 7w Chân – Đầu truyền thơng kết nối với vi điều khiển, tín hiệu dòng điện chiều có giá trị – 20mA Chân – – Đầu cấp nguồn cho tải điện trở 250V AC – 3A Chân – tiếp điểm thường mở Chân – tiếp điểm thường đóng Chân – 10 – 11 Cảm biến chuẩn RTD Chân 10 – 11 cảm biến loại Tc Chân 12 – 13 – 14 Đầu 250V xoay chiều 1A; chia thành hai cặp 12 – 13 13 – 14 hai đầu kiện điều khiển Chân 15 – 16 SC2 in max 5VDC, 250A 1.3 Các tham số cài đặt * Tham số nhóm 1: Nhấn nút MD 3s Ngô văn chinh 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 Ngơ văn chinh 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: Ngô văn chinh Ngơ văn chinh PHẦN 2: NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 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 toán 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 : y ysp Bộ điều khiển TB chấp hành Quá trình Đo lường Hình: Cấu trúc điều khiển vòng kín + + Ưu điểm: chất lượng sản phẩm tốt Nhược điểm: thiết bị đắt,cấu trúc phức tạp so với cấu trúc điều khiển vòng hở Các thành phần cấu trúc 3.1 Bộ điều khiển Có loại điều khiển khác cấu trúc điều khiển vòng kín : + + + + Điều khiển tay điều khiển ON/OFF Bộ điều khiển PID Bộ điều khiển tỷ lệ độ rông xung 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 Ngô văn chinh 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 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 thơng RS485 Hình: Mặt trước điều khiển TZN4M 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 Ngô văn chinh 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 Cơng tắc tơ Hình: Cơng tắc tơ 3.3 Q trình Bài tốn sử dụng điện trở xả nhiệt làm thành phần trình cấu trúc điều khiển Ngơ văn chinh Hình: Điện trở xả nhiệt 3.4 Sử dụng cảm biến Thành phần đo lường mà toán sử dụng cảm biến nhiệt độ, đấu vào chân 9, 10, 11 TZN-4M Hình: Cảm biến nhiệt độ PT100 Ngô văn chinh Sơ đồ ghép nối SSR 14 133 12 sensor 11 16 1014 15 I N P U T Nguồn • Chân 1-2: nối với nguồn cấp cho BĐK • Chân 5-6: nối với cuộn hút cơng tắc tơ • Chân 9-10-11: nối với cảm biến nhiệt 16 10 L O A D Nguồn tải Tải Ngơ văn chinh Hình: Sơ đồ đấu nối hệ thống Cài đặt tham số 5.1 Tham số đầu vào - Tham số đầu vào toán nhiệt độ điện trở nhiệt 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 ◄ chữ số mong muốn(100→101→102→103→100) đến - 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 11 Ngô văn chinh 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 12 Ngô văn chinh 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 Ta tiến hành khảo sát chu kỳ tác động điều khiển, thời gian lấy thông số giây Ta xây dựng đường đặc tính: Nhận xét: Trên đồ thị ta thấy chu kỳ đầu tiên, nhiệt độ điện trở nhiệt tăng từ 33,5 đến 54,4 chu kỳ thứ 2, nhiệt độ tăng tới 44,4 Điều chu kì đầu tiên, nhiệt độ ban đầu thấp (33,5), ngưỡng đặt nên contactor đóng thời gian dài (cho tới nhiệt độ đạt 35,1) qn tính nhiệt lớn làm điện trở nhiệt tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 54,4 Còn chu kỳ thứ 2, nhiệt độ điện trở nhiệt vừa xuống tới 34,8 contactor tác động nên quán tính nhiệt lúc nhỏ nhiệt độ điện trở tiếp tục tăng đến 44,4 Các chu kỳ sau kết đo hoàn tồn tương tự 13 Ngơ văn chinh 14