Nghiên cứu ứng dụng các bộ điều khiển hiện đại để nâng cáo chất lượng điều khiển dây chuyền sản xuất bê tông nhựa nóng tại công ty xây dựng phương thảo hưng yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - TRẦN TÙNG CHUẨN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BÊ TƠNG NHỰA NĨNG TẠI CƠNG TY XÂY DỰNG PHƯƠNG THẢO - HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2009 2i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - TRẦN TÙNG CHUẨN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BÊ TƠNG NHỰA NĨNG TẠI CƠNG TY XÂY DỰNG PHƯƠNG THẢO - HƯNG YÊN Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: 60.52.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐÀO VĂN TÂN HÀ NỘI - 2009 3i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Trần Tùng Chuẩn 4i LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu, ứng dụng điều khiển nâng cao chất lượng điều khiển dây chuyền sản xuất bê tơng nhựa nóng Cơng ty xây dựng Phương Thảo- Hưng Yên" hoàn thành với nỗ lực thân, giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn bạn đồng nghiệp Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đào Văn Tân hướng dẫn, định hướng cho tơi q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ, công nhân viên Công ty TNHH xây dựng Phương Thảo giúp đỡ trình tìm hiểu, thu thập số liệu từ thực tế dây chuyền Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy, giáo Bộ mơn Tự động hóa xí nghiệp Mỏ Dầu khí, Khoa Cơ - Điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ công tác nghiên cứu Với thời gian kiến thức có hạn chắn luận văn cịn thiếu sót, kính mong thầy, bạn đồng nghiệp góp ý để luận văn hoàn thiện / 5i MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa 2i Lời cam đoan 3i Lời cảm ơn 4i Mục lục 5i Danh mục ký hiệu chữ viết tắt 7i Danh mục bảng 8i Danh mục hình vẽ đồ thị 9i MỞ ĐẦU Chương 1- KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG PHƯƠNG THẢO 1.1 Tổng quan Trạm trộn bê tông nhựa nóng Phương Thảo 1.2 Cấu tạo, cơng dụng nguyên lý hoạt động cụm máy 1.3 Khảo sát hệ thống điều khiển trạm trộn bê tông nhựa nóng 10 1.4 Đánh giá hệ thống điều khiển trạm trộn 15 Chương 2- THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA NÓNG PHƯƠNG THẢO SỬ DỤNG PLC S7-300 16 2.1 Công nghệ sản xuất Trạm trộn bê tông nhựa nóng Phương Thảo 16 2.2 Lựa chọn phương pháp tổng hợp hàm logic 17 2.3 Tổng hợp hàm logic hệ thống sản xuất bê tơng nhựa nóng dựa phương pháp Grafcet 27 2.4 Mã hóa tín hiệu vào/ra 34 2.5 Viết chương trình PLC S7-300 37 6i Chương 3- SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG BƠM ỔN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ NHỰA ĐƯỜNG 38 3.1 Lựa chọn giải pháp trang bị điện điều khiển ổn định nhiệt độ nhựa đường 38 3.2 Xây dựng mơ hình toán học hệ thống giữ ổn định nhiệt độ nhựa đường 45 3.3 Tổng quan điều khiển PID 47 3.4 Xây dựng mô hệ thống điều khiển biến tần - máy bơm 49 3.5 Kết mô 78 3.6 Nhận xét 86 Chương 4- THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SỬ DỤNG PHẦN MỀM WINCC 87 4.1 Hệ thống điều khiển SCADA 87 4.2 Mơ hình phân cấp chức 90 4.3 Giới thiệu phần mềm Win CC 94 4.4 Kết mô 96 4.5 Nhận xét, đánh giá 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 99 7i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐKB: Động không đồng BĐK: Bộ điều khiển BT: Biến tần CL: Chỉnh lưu NL: Nghịch lưu ĐK: Điều khiển KĐB: Không đồng Sử dụng dấu chấm để ngăn cách phần thập phân (Ví dụ: 3.12) 8i DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Đặc tính chủ yếu trạm trộn Bảng 2.1 Tín hiệu hệ thống tác động 34 Bảng 2.2 Tín hiệu vào hệ thống tác động 35 Bảng 3.1 Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường đặc theo Tiêu chuẩn 22TCN 279- 01 Bộ Giao thông Vận tải 39 Bảng 3.2 Bảng thông số tiêu chuẩn Ziegle Nichols 49 Bảng 3.3 Trạng thái logic nhánh van 59 Bảng 3.4 Các ký hiệu mô hình 68 Bảng 3.5 Thơng số hộp hội thoại 68 Bảng PL4.1 Bảng mã sản phẩm Loadcell trục - F308 138 10 Bảng PL4.2 Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm Loadcell trục F308 139 11 Bảng PL4.3 Bảng mã sản phẩm Loadcell ZEMIC 140 12 Bảng PL4.4 Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm Loadcell ZEMIC 140 13 Bảng PL5.1 Thuộc tính cảm biến 142 14 Bảng PL5.2 Chuẩn chung cho Platinum RTD 142 15 Bảng PL5.3 Mối quan hệ điện trở - Nhiệt độ với RTD sử dụng Platinum 385,100.0 W 143 9i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Phương Thảo Hình 1.2 Màn hình biểu trưng điều khiển từ PT 12 Hình 1.3 Màn hình chức điều khiển từ PT 13 Hình 1.4 Màn hình đặt giới hạn sấy điều khiển từ PT 13 Hình 2.1 Trình tự thực tổng hợp theo ma trận trạng thái 18 Hình 2.2 Công nghệ yêu cầu- Phương pháp ma trận trạng thái 18 Hình 2.3 Cơng nghệ u cầu- Phương pháp phân tầng 22 Hình 2.4 Lập trạng thái logic 23 Hình 2.5 Thực phân tầng 23 10 Hình 2.6 Sơ đồ phân tầng 23 11 Hình 2.7 Sơ đồ phân tầng 24 12 Hình 2.8 Trạng thái ban đầu 25 13 Hình 2.9 Trạng thái làm việc 25 14 Hình 2.10 Phần tử nhớ khí nén - thủy lực 26 15 Hình 2.11 Lập hàm Grafcet I 26 16 Hình 2.12 Hàm Grafcet I 27 17 Hình 2.13 Hàm Grafcet II 28 18 Hình 3.1 Gia nhiệt gián tiếp với ON/OFF Controller 42 19 Hình 3.2 Gia nhiệt trực tiếp với PID Controller 42 20 Hình 3.3 Gia nhiệt gián tiếp với ON/OFF Controller, điều khiển van điện từ 43 21 Hình 3.4 Gia nhiệt gián tiếp với PID Controller điều khiển van điện từ 43 22 Hình 3.5 Gia nhiệt gián tiếp với ON/OFF Controller, điều khiển biến tần 44 23 Hình 3.6 Gia nhiệt gián tiếp với PID Controller, điều khiển biến tần 24 Hình 3.7 Cấu trúc biến tần gián tiếp 44 49 10i 25 Hình 3.8 Bộ biến tần nghịch lưu nguồn áp dịng điện 50 26 Hình 3.9 Quan hệ dòng điện điện áp biến tần pha, tải động 51 27 Hình 3.10 Nguyên lý điều biến độ rộng xung 52 28 Hình 3.11 Sơ đồ mạch biến tần pha 52 29 Hình 3.12 Khảo sát thành phần điện áp biến tần 52 30 Hình 3.13 Dạng xung áp đầu biến tần chuyển mạch dạng xung vuông 54 31 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý biến tần pha nguồn áp 55 32 Hình 3.15 Nguyên lý điều khiển biến tần ba pha 56 33 Hình 3.16 Khảo sát thành phần điện áp biến tần pha 57 34 Hình 3.17 Hình 3.17- Điện áp tải (dạng xung vng) 57 35 Hình 3.18 Mô tả điều khiển biến tần theo phương pháp điều chế vector khơng gian 58 36 Hình 3.19 Vị trí tương đối vector chuẩn so với trục toạ độ  ,  37 Hình 3.20 Mẫu xung điều khiển van góc phần sáu 59 61 38 Hình 3.21 Cấu trúc hệ thống điều khiển số cho biến tần nguồn áp pha 64 39 Hình 3.22 Sơ đồ cấu trúc Matlab thùng giữ ổn định nhiệt độ nhựa đường 65 40 Hình 3.23 Hộp hội thoại khai báo thông tin thùng ổn định nhiệt độ nhựa 66 41 Hình 3.24 Sơ đồ tải bơm 66 42 Hình 3.25 Giao diện tải bơm 67 43 Hình 3.26 Khối động khơng đồng 67 44 Hình 3.27 Sơ đồ thay động khơng đồng 67 45 Hình 3.28 Hộp hội thoại khai báo 69 46 Hình 3.29 Cấu trúc hệ thống điều khiển số biến tần 70 - 137 - - 138 - Phụ lục Đặc tính kỹ thuật LoadCell 4.1 Loadcell trục F308 - Loadcell dùng cho thùng cân nhựa Phạm vi đo: (20; 50; 100; 150; 200 250) kg (200 N to 2.5 kN) Hình PL4.1 Loadcell trục - F308 ♦ Khả lặp lại tốt; ♦ Tương thích hình học trục; ♦ Kết nối kiểu male/female tiết kiệm khơng gian; ♦ Kín nước chuẩn IP65; F308 loadcell trục với cải tiến theo chuẩn EFI Có độ trơ với hóa chất, mỡ dầu bơi trơn khác Có cấu tạo hình học dạng mặt phẳng, thực tốt chức cân theo chuẩn EFI, vng góc với trục tải mặt ngang Cấu tạo hữu ích loadcell sử dụng cân với trọng lượng tác dụng vng góc với trục đo Loadcell hoạt động với nhiệt độ cao phạm vi cân từ 100 kg tới 250 kg, hoạt động với nhiệt độ +250°C Chú thích: EFI = Extraneous Force Immunity Bảng PL4.1 Bảng mã sản phẩm Loadcell trục - F308 F308TFR0H0 Loại căng, IP65, loại không xoay F308TFR0HN F308DFR0H0 Loại nén, IP65, loại không xoay F308DFR0HN F308UFR0H0 Loại hai hướng, IP65, loại không xoay F308UFR0HN - 139 - Bảng PL4.2 Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm Loadcell trục - F308 Thông số kỹ thuật (20 ÷ 50) kg (100 ÷ 250) kg Đơn vị Độ phi tuyến cực ±0.3 ±0.35 % RL Độ trễ ±0.1 ±0.1 % RL Sự giản nở- 20 phút ±0.2 ±0.1 % AL Độ lặp ±0.05 ±0.05 % RL Giá trị tỷ lệ - Danh định 1.2 1.2 mV/V Giá trị tỷ lệ - Loại xoay 1.0 1.0 mV/V Rationalisation tolerance ±0.5 ±0.5 % RL Độ đối xứng 2.0 2.0 % AO Độ lệch ±4 ±4 % RL Ảnh hưởng nhiệt độ/ºC ±0.005 ±0.005 % AL Ảnh hưởng nhiệt độ với độ lệch 0/ºC ±0.01 ±0.01 % RL Dải nhiệt độ nén -10 đến +50 -10 đến +50 ºC Dải nhiệt độ an toàn -10 đến +80 -10 đến +80 ºC Điện áp hoạt động (thông thường) 10 10 V Điện áp hoạt động lớn 10 10 V Điện trở cầu 350 350  Điện trở cách li – Nhỏ 50VDC 500 500 M Độ cứng cấu trúc 7.7 x 107 1.1 x 108 N/m Độ tải – an toàn 50 50 % RL Độ tải – giới hạn 200 200 % RL Độ kín theo chuẩn IP65 IP65 Trọng lượng danh định Loadcell 50 70 g Loại 20 kg đến 50 kg làm nhôm; Loại 100 kg đến 250 kg làm thép không gỉ AL = Applied load RL = Rated load Chú ý Temperature coefficients apply over the compensated range AO = Average of tension and compression outputs for full load Kết nối: Loadcell dùng dây xoắn m, với vỏ cách ly nhựa PVC, cấu tạo dạng cáp loại theo chuẩn 7- 1- 4C Điện áp kích thích dương + = Đỏ; Tín hiệu + = Vàng; Bọc= Da cam Điện áp kích thích âm - = Xanh cây; Tín hiệu - = Xanh lục Dự phịng kết nối tín hiệu xác định tín hiệu dương mode căng (tension mode) Bọc không nối với thân Loadcell - Hướng tối ưu ±180° cạnh tải chuyển động Chú ý: Hướng mặt ngang Bao gồm sai số < % RL thỏa mãn điều kiện: M = P (N) x L (mm) < x RL (N) Nmm - 140 - 4.2 Load cell ZEMIC - Thùng cân tổng Hình PL4.2 Loadcell ZEMIC - Cấu trục cột, thép khơng gỉ; - Bọc kín theo chuẩn IP68; - Phù hợp cân xe tải, cân tàu, máng thép chứa hàng lớn thiết bị có trọng lượng cao khác Bảng PL4.3 Bảng mã sản phẩm Loadcell ZEMIC Khối lượng 10 Tấn 20 Tấn 30 Tấn 40 Tấn 50 Tấn 10 Tấn 20 Tấn 30 Tấn 40 Tấn 50 Tấn Độ xác C3 C3 OIML C3 OIML C3 OIML C3 C3 C3 OIML C3 OIML C3 OIML C3 Mã hiệu BM14G-C3-1 0t-15B-SC* BM14G-C3-20t-15B-SC* BM14G-C3-30t-15B-SC* BM14G-C3-40t-15B-SC* BM14G-C3-50t-15B-SC* BM14G-C3-1 0t-15B-SC-W1 BM14G-C3-20t-15B-SC-W1 BM14G-C3-30t-15B-SC-W1 BM14G-C3-40t-15B-SC-W1 BM14G-C3-50t-15B-SC-W1 * Đặc tính kỹ thuật Bảng PL4.4 Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm Loadcell ZEMIC Thông số Đơn vị Độ nhạy Trọng lượng lớn Tần số hoạt động lớn loadcell số hoạt động nhỏ Loadcelll Y nTần LC ) Tổng sai/ lệch = Emax Vmin mV/V T Độ xác Emax %FS Mức chất lượng OIML R60 C3 1) 2.0 ± 0.002 10, 20, 30, 40, 50 3000 10000, 12000 ± 0.0200 - 141 - Dải chết tải nhỏ Quá tải phạm vi an toàn Cân chỉnh Điện áp hoạt động thông thường Điện áp hoạt động lớn Điện trở cực (input) Điện trở cực (output) kg %FS %FS V V   Điện trở cách ly Dải nhiệt độ (có bù) Dải nhiệt độ hoạt động Vật liệu chế tạo Chuẩn bảo vệ Độ dài cáp (4 dây) M °C °C m Nối dây: Xanh - Input (+) Trắng - Output (+) Đen - Input(-) Bọc bạc(vỏ) 150 < ± 1.0 ~ 12 DC 18 DC 1) 700 ± 1) 700 ± £5000 ( 50VDC ) -10~+40 -35 ~ +65 Théo không gỉ IP68 15 Đỏ - Output (-) 1) Tín hiệu dòng chỉnh * Dạng mang tải Hình PL4.3 Cấu trúc Loadcell ZEMIC Hình PL4.4 Cấu trúc Loadcell ZEMIC - 142 - Phụ lục Đặc tính kỹ thuật cảm biến nhiệt * Xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt độ RTD - PT100 Nhiệt độ đại lượng vật lý phổ biến cần đo xử lý Cặp nhiệt điện (Thermocouple) nhiệt điện trở (RTD) hai loại cảm biến thích hợp dùng với ứng dụng nhiệt độ cao Tác giả lựa chọn RTD PT100 phù hợp với yêu cầu ứng dụng dùng luận văn Bảng PL5.1 - giới thiệu cách lựa chọn cảm biến Bảng PL5.1 Thuộc tính cảm biến Thuộc tính Cặp nhiệt điện Thời gian đáp ứng Tốt Nhiệt độ lớn Cao Độ phi tuyến Tốt Giá thành Rẻ RTD Độ xác Tốt Độ ổn định dài hạn Tốt Chuẩn hóa Tốt RTD hoạt động với độ xác cao dải nhiệt độ đo từ -200°C đến +850°C Cảm biến cho ta tín hiệu điện dễ xử lý để truyền, đóng mạch, hiển thị, ghi xử lý kết nối, giao tiếp lưu liệu Bởi điện trở RTD tỷ lệ với nhiệt nhiệt độ, cách đưa dòng điện qua điện trở ta có điện áp tỷ lệ với nhiệt độ Với cơng thức tốn học xử lý mối quan hệ điện áp, điện trở nhiệt độ ta tính nhiệt độ mà cảm biến đo Bảng PL5.2 Chuẩn chung cho Platinum RTD Alpha (  ): Hệ Tổ chức Chuẩn số nhiệt độ trung bình diện trở ( C) Điện trở danh định 00C British Standard BS 1904: 1984 0.003850 100 Deutschen Institut für Normung DIN 43760: 1980 0.003850 100 International Electrotechnical IEC 751: 1995 0.00385055 100 - 143 - Commission (Amend 2) Scientific Apparatus Manufacturers SAMA RC-4-1966 0.003923 98.129 Japanese Standard JIS C1604-1981 0.003916 100 American Society for Testing and ASTM E1137 0.00385055 100 of America Materials RTD loại Platinum ổn định dài hạn, có khả lặp lại, đáp ứng nhanh dải đo nhiệt rộng giải pháp lựa chọn tốt cho ứng dụng Đáp ứng PT100 RTD mơ tả hàm tốn học sau cho thấy mối quan hệ điện trở nhiệt độ phi tuyến: RT = R0(1 + AT + BT² + C(T-100)T³); Trong đó: A = 3.9083 E-3, B = -5.775 E-7, C = - 4.183 E-12 0°C 0°C Xem bảng PL5.3 để thấy dạng liệu đáp ứng đo Bảng PL5.3 Mối quan hệ điện trở - Nhiệt độ với RTD sử dụng Platinum 385,100.0 W C -100 -90 -80 -70 -60 -50 C -40 -30 -20 -10 0 C 10 20 30 40 C 50 63.89 67.92 71.93 75.93 79.91 83.88 87.83 91.77 95.69 99.61 100.39 104.29 108.18 112.06 115.92 63.49 67.52 71.53 75.53 79.51 83.48 87.43 91.37 95.3 99.22 100.78 104.68 108.57 112.45 116.31 63.08 67.12 71.13 75.13 79.12 83.08 87.04 90.98 94.91 98.83 101.17 105.07 108.96 112.83 116.7 62.68 66.72 70.73 74.73 78.72 82.69 86.64 90.59 94.52 98.44 101.56 105.46 109.34 113.22 117.08 62.28 66.31 70.33 74.33 78.32 82.29 86.25 90.19 94.12 98.04 101.95 105.85 109.73 113.61 117.47 61.87 65.91 69.93 73.93 77.92 81.9 85.85 89.8 93.73 97.65 102.34 106.24 110.12 113.99 117.85 61.46 65.51 69.53 73.53 77.52 81.5 85.46 89.4 93.34 97.26 102.73 106.63 110.51 114.38 118.24 61.06 65.1 69.13 73.13 77.12 81.1 85.06 89.01 92.95 96.87 103.12 107.02 110.9 114.77 118.62 60.66 64.7 68.73 72.73 76.73 80.7 84.67 88.62 92.55 96.48 103.51 107.4 111.28 115.15 119.01 119.4 119.78 120.16 120.55 120.93 121.32 121.7 122.09 122.47 122.86 60.26 64.3 68.32 72.33 76.33 80.31 84.27 88.22 92.16 96.09 100 100 103.9 107.79 111.67 115.54 - 144 - 60 70 80 90 C 100 110 120 130 140 C 150 160 170 180 190 C 123.24 127.07 130.89 134.7 138.5 142.29 146.06 149.82 153.70 157.32 161.04 164.76 168.47 172.16 123.62 127.45 131.27 135.08 138.88 142.66 146.44 150.2 153.95 157.69 161.42 165.13 168.84 172.53 124.01 127.84 131.66 135.46 139.26 143.04 146.82 150.70 154.32 170.06 161.79 165.5 169.21 172.9 124.39 128.22 132.04 135.84 139.64 143.42 147.19 150.95 154.7 170.44 162.16 165.88 169.70 173.27 124.77 128.6 132.42 136.22 140.02 143.8 147.57 151.33 155.07 170.81 162.53 166.24 169.95 173.64 125.16 128.98 132.8 136.6 140.4 144.18 147.94 151.7 155.45 159.18 162.9 166.62 170.32 174 125.54 129.36 133.18 136.98 140.77 144.55 148.32 152.08 155.82 159.56 163.28 166.99 170.68 174.37 125.92 129.75 133.56 137.36 141.15 144.93 148.7 152.45 156.2 159.93 163.65 167.32 171.05 174.74 126.31 130.13 133.94 137.74 141.53 145.31 149.07 152.83 156.57 160.3 164.02 167.73 171.42 175.11 200 175.84 Hình PL5.1 Sơ đồ ghép nối kiểu dây, xử lý xác cách thêm điện trở phụ nối tiếp với RTD 126.69 130.51 134.32 138.12 141.91 145.68 149.44 153.2 156.94 160.67 164.39 168.1 171.79 175.48 - 145 - Hình PL5.2 Sơ đồ thêm dây thứ cho phép RTD bù điện trở dây Hạn chế việc nối dây phải loại dây loại Hình PL5.3 Sơ đồ ghép nối dây, cho phép đo nhiệt độ Kelvin, giúp loại bỏ hiệu ứng điện áp rơi trường hợp nối dây Có thể ghép nối kiểu dây, dây hay dây hình PL5.1, PL5.2, PL5.3 Có số cách xử lý tương tự số để bù phi tuyến cho PT100 RTD Cách tuyến tính hóa số thực cách phương pháp tuyến tính hóa tốn học dựa vào bảng số liệu PL5.3 Ví dụ chọn loại có điện trở đo lường 109.730  Nếu bảng có độ phân dải 10°C, hai giá trị gần 107.790 (20°C) 111.670 (30°C) Nội suy toán học sử dụng giá trị ta có: (((Giá trị đo - Giá trị thấp gần nhất) x Độ phân giải 0C )/(giá trị cao gần – giá trị thấp gần nhất))+ Nhiệt độ thấp gần (109 7342-107 7942 )x100C + 20°C = 25°C (111 6742 -107 7942 ) - 146 - Hướng tuyến tính hóa dùng nội suy tốn học hay cịn gọi hướng tiếp cận số sử dụng điều khiển Nhưng có cách tiếp cận khác sử dụng mạch xử lý nhỏ gọn hình PL5.4 thực xử lý tuyến tính hóa mạch tương tự Nó cung cấp tín hiệu 0.97 V -100°C 2.97 V 200°C Có thể cần thiết thêm hệ số điều chỉnh khuếch đại (span) mức dịch (offset) phép giá trị điện áp -100 mV -100°C 200mV 200°C Hình PL5.4 Sơ đồ bù tuyến tính cách thêm điện trở R2 để thực phản hồi dương nhỏ Phản hồi dương qua điện trở R2 giúp tuyến tính hóa hàm truyền cách cung cấp giá trị cao chút giá trị cao PT100 Hàm truyền dễ dàng thành lập cách ứng dụng nguyên tắc xếp chồng sau: - 147 - Hình PL5.4 cho thấy giá trị thô PT100 xấp xỉ tuyến tính với dạng đường thẳng y = ax + b Hình PL5.5 cho thấy dạng tuyến tính hóa mạch tương tự Mỗi hình cho thấy mối quan hệ giữ nhiệt độ điện trở tính tốn so với giá trị đầu tính tốn từ mạch điện hình PL5.3 Hình PL5.6 PL5.7 minh họa sai lệch PT100 trước sau xử lý bù tương tự Hình PL5.5 Đồ thị mơ tả giá trị thơ PT100 xấp xỉ tuyến tính với dạng đường thẳng y = ax + b Hình PL5.6 Đồ thị mơ tả bù tương tự tín hiệu xấp xỉ tuyến tính - 148 - Hình PL5.7 Đồ thị mơ tả sai lệch danh định biểu diễn độ lệch giá trị thô PT100 xấp xỉ tuyến tính quan hệ nhiệt độ điện trở Hình PL5.8 Đồ thị mơ tả sai lệch danh định, biểu diễn sai lệch giá trị tuyến tính hình PL5.3, xấp xỉ tuyến tính mối quan hệ nhiệt độ điện trở - 149 - Khi thực chỉnh định nhiệt kế tương tự, ln ưu dung để tối thiểu hóa nhu cầu điều chỉnh đo lường điều khiển có tính hiệu sinh tín hiệu hiệu chỉnh Thơng thường, tốt chỉnh điều chỉnh độ lệch độ khuếch đại span giá trị PT100 Tuy nhiên, với cách tiếp cận tương tự, yêu cầu mối quan hệ tuyến tính điện trở PT100 nhiệt độ Các thực cho thấy bù tương tự làm giảm sai số PT100 đạt xấp xỉ 80%, hàm truyền cho thấy mối quan hệ tuyến tính giá trị PT100 giá trị nhiệt độ đo Thêm nữa, tiêu thụ điện thấp PT100 (0.2 mW đến 0.6 mW) tối thiểu hóa nhiệt độ tự sinh Chính điều này, tín hiệu tuyến tính hóa sử dụng theo hướng tiếp cận tương tự cho phép ghép nối dễ dàng với panel đo ±200 mV Hình PL5.9 Sơ đồ sử dụng chuyển đổi ADC để chuyển tín hiệu RTD thành giá trị số sử dụng vi điều khiển Sau đó, vi điều khiển tính tốn nhiệt độ đáp ứng dựa bảng PL5.3 Ở hình PL5.9, sử dụng khuếch đại sai lệch, RTD, nguồn dòng ADC vi điều khiển Giá trị nhiệt độ đo có cách điều chỉnh dịng điện cỡ mA đến mA qua cảm biến đo điện áp rơi qua Dịng điện lớn gây tiêu thụ công suất lớn cảm biến, mà gây sai lệch đo lường nhiệt độ tự sinh Với điện áp reference cỡ 4.096 V, phát kích thích dịng cho cảm biến Để ngăn chặn điện trở dây ảnh hưởng đến độ xác đo lường, loại ghép nối dây sử dụng để nối cảm biến RTD với khuyếch đại sai lệch Bởi dây - 150 - cảm biến nối với đầu vào điện trở cao khuếch đại, có dịng thấp gần khơng gây rơi áp Điện áp reference 4096 mV điện trở phản hồi 3.3 kW, có dịng kích thích xấp xỉ 4096 mV/3.3 kW = 1.24 mA Do đó, điểu chỉnh ADC nguồn dòng với điện reference sinh giá trị đo tỷ lệ độ trơi điện áp reference không ảnh hưởng tới kết chuyển đổi đo Bằng cách cấu trúc MAX197 cho giá trị dải 0V đến 5V, hệ số khuếch đại 10, ta đo giá trị điện trở lên tới 400  tương ứng với nhiệt độ khoảng +800°C Vi điều khiển sử dụng bảng PL5.2 để tuyến tính tín hiệu cảm biến Để chỉnh định hệ thống, thay RTD điện trở xác (100  cho 0°C 300  cao cho đầy dải) Ở điều kiện hệ thống có, tác giả lựa chọn phương án bù tương tự hình PL5.3 - 151 - Phụ lục Đặc tính kỹ thuật van mở nhựa nóng van mở dầu F0 Van DVC6000 cho hệ thống yêu cầu an toàn cao Hoạt động q trình cơng nghiệp đặc biệt cơng nghiệp hóa chất dầu khí Van DVC6000 (hình PL6.1) hãng Fisher sử dụng rộng rãi Hình PL6.1 Van điện từ phịng nổ DVC6000 Có thể lắp đặt hai loại: Loại dây dây Lắp đặt với điều khiển số loại dây (multidrop mode) hình sau Trong van cấp điện điều khiển 24V cho quận hút van mạch điều khiển số Lắp đặt loại điều khiển số dây (point-to-point mode) hình PL6.3 Cài đặt yêu cầu cung cấp điện thành hai nguồn tách rời: Nguồn 24 V cho quận hút van cho điều khiển van số Hình PL6.2 Van điện từ mắc kiểu dây Hình PL6.3 Van điện từ mắc kiểu dây ... giá dây chuyền cơng nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng Cơng ty TNHH xây dựng Phương Thảo - Nghiên cứu, thiết kế, cải tiến dây chuyền công nghệ sản xuất bê tông nhựa nóng dựa PLC S7-300 - Nghiên cứu. .. dây chuyền Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng Dây chuyền sản xuất bê tơng nhựa nóng Cơng ty TNHH xây dựng Phương Thảo- tỉnh Hưng Yên 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu cải tiến dây chuyền. ..2i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - TRẦN TÙNG CHUẨN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BÊ