Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 4 Các bộ phận điều khiển trong hệ thống cơ điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Hệ thống điều khiển mở và phản hồi; hệ điều khiển tuần tự; điều khiển dựa trên vi xử lý; điều khiển số và các cổng logic, phương pháp điều khiển tỷ lệ, các thiết bị xử lý điều khiển;...Mời các bạn cùng tham khảo!
CÁC BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GV: TS Ngô Hà Quang Thịnh Khoa: Cơ-Điện-Điện Tử TỔNG QUAN TỔNG QUAN Thành phần hệ thống điều khiển: • Mục tiêu điều khiển (input) • Các phần tử hệ thống bao gồm điều khiển đối tượng điều khiển • Kết hay tín hiệu (output) HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VÀ PHẢN HỒI Hệ điều khiển nhiệt vòng hở: Hệ điều khiển nhiệt vòng phản hồi: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN Phần tử so sánh Tín hiệu sai lệch = Tín hiệu giá trị chuẩn – Tín hiệu giá trị đo Phần tử điều khiển Phần tử hiệu hỉnh Yếu tố q trình Phần tử đo • Nhiễu (disturbance) yếu tố bên ảnh hưởng đến hoạt động thiết bị CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN Như hệ thống điều khiển nhiệt độ có phản hồi: • Đầu (biến dược kiểm sốt): nhiệt độ phịng • Đầu vào (giá trị chuẩn): nhiệt độ u cầu cho phịng • Phần tử so sánh: sensor thuộc ổn định nhiệt • Tín hiệu sai lệch: chênh lệch giá trị thực giá trị yêu cầu • Phần tử điều khiển: ổn định nhiệt • Phần tử điều chỉnh: van khí • Q trình: sưởi phịng HỆ ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ ĐIỀU KHIỂN DỰA TRÊN VI XỬ LÝ Bộ vi xử lí ngày thay nhanh chóng điều khiển để thực điều khiển: • Đầu vào: tín hiệu từ cơng tắc đóng • Chương trình: định đáp ứng với đầu vào điều khiển cho tín hiệu đầu • Đầu ra: tín hiệu điều khiển thiết bị ĐIỀU KHIỂN SỐ & CÁC CỔNG LOGIC Điều khiển tương tự (analog control): điều khiển liên tục với tín hiệu đầu vào từ cảm biến đầu tới cấu kích truyền động (actuator) thay đổi liên tục Điều khiển số (digital control): điều khiển không liên tục PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI THAM CHIẾU – MẪU Trong hệ thống thích nghi tham chiếu – mẫu, hệ thống mẫu xác phát triển Giá trị thiết lập sử dụng đầu vào hệ thống thực hệ thống mẫu Chênh lệch đầu hai hệ thống so sánh sử dụng để chỉnh tham số điều khiển CÁC THIẾT BỊ XỬ LÝ ĐIỀU KHIỂN CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN Máy Tính Dùng chương trình phức tạp địi hỏi độ xác cao Có giao diện thân thiện Tốc độ xử lý cao Có thể lưu trữ với dụng lượng lớn CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN Vi Xử Lý Dùng chương trình có độ phức tạp không cao Giao diện không thân thiện với người sử dụng Tốc độ tính tốn không cao Không lưu trữ lưu trữ với dụng lượng CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC Độ phức tạp tốc độ xử lý không cao Giao diện không thân thiện với người sử dụng Không lưu trữ lưu trữ với dung lượng Mơi trường làm việc khắc nghiệt GIỚI THIỆU VỀ PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc thể thuật tốn mạch số Tương đương mạch số CẤU TRÚC PLC CẤU TRÚC PLC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC PHÂN LOẠI PLC PLC Hãng sản xuất Siemen Omron Mitsubishi Alenbratlay Version PLC Siemen (S7-200, S7-300, S7-400) PLC Mitsubishi (Fx, Fx0, FxON) CÁC ỨNG DỤNG PLC CÁC ỨNG DỤNG PLC CÁC ỨNG DỤNG PLC ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PLC Ưu Điểm Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic dùng rơ-le Độ linh hoạt cao cần thay đổi chương trình điều khiển Chiếm vị trí không gian nhỏ Nhiều chức điều khiển Tốc độ cao, công suất tiêu thụ nhỏ Không cần quan tâm nhiều lắp đặt Có khả mở rộng I/O để kết nối thêm khối chức Giá thành khơng cao CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG Phương pháp điều khiển vòng hở ? Ưu nhược điểm phương pháp Phương pháp điều khiển vịng kín ? Ưu nhược điểm phương pháp Bộ điều khiển có vai trị hệ thống điện tử Trình bày thiết bị xử lý điều khiển thường gặp ... QUAN Thành phần hệ thống điều khiển: • Mục tiêu điều khiển (input) • Các phần tử hệ thống bao gồm điều khiển đối tượng điều khiển • Kết hay tín hiệu (output) HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VÀ PHẢN HỒI Hệ. .. biến hệ thống điều chỉnh tín hiệu từ điều khiển ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI THAM CHIẾU – MẪU Trong hệ thống thích nghi tham chiếu – mẫu, hệ thống mẫu xác phát triển Giá trị thiết lập sử dụng đầu vào hệ. .. lệ thường sử dụng trình Khuyết điểm: hàm truyền lớn đồng nghĩa với dao động hệ thống cao Vì dễ tạo nên khơng ổn định hệ thống PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VI PHÂN Hàm truyền: G C (s) U(s) E(s) KD s