Cài đặt hệ thống điều chỉnh nhiệt độ sử dụng thiết bị TCU
MỤC LỤC
Bốn nút điều khiển
- Nút DSP: Khi TCU đang ở trong chế độ thường ( xem phần 3.1 ) dùng nút DSP để lựa chọn một trong các thông số hoạt động trên hiển thị dưới hay đơn vị đo nhiệt độ. Hai nút này được dùng để trực tiếp thay đổi giá trị ( tăng hoặc giảm ) điểm đặt hay phần trăm đầu ra ( chỉ dùng khi TCU đang ở chế độ điều chỉnh tay ) khi nhìn thấy biến nhớ của thông số đó xuất hiện trên hiển thị dưới.
Khoá chọn nguồn và chân chọn thiết bị đo nhiệt độ
Quan sát hình 3 ta thấy có ba bộ phận quan trọng cần phải cài đặt: khoá chọn nguồn, chân chọn thiết bị đo nhiệt độ và các Modul ra.
Các Modul đầu ra
Phần lớn nhiệt kế điện trở có ba dây, dây thứ ba là dây “nghe” nhằm loại bỏ tác động của điện trở dây (của RTD) xem cách nối dây trên hình 8, hai dây thường của RTD nối với chân 8 và 10, dây nghe nối với chân 9. Chế độ này cho phép thay đổi các thông số hoạt động của TCU như: thông số của hai bộ điều khiển PID, các hệ số của điểm đặt từ xa, các giá trị ngưỡng cảnh báo ( khi không bị khoá ) và mã số truy cập tới chế độ không bảo vệ thông số.
Modul đầu vào (1-In)
Chế độ lập cấu hình có thể được truy cập từ chế độ không bảo vệ thông số (xem hình 10), các modul cấu hình thông số cho phép thiết lập các giới hạn thông số cho ứng dụng riêng biệt. + Các hệ số tham chiếu (SPAN&SHFt): nhiệt độ quá trình đưa vào TCU và nhiệt độ thực của quá trình có thể tồn tại sai lệch ( do tính không chính xác của thiết bị đo ), khi đó đặt giá trị cho các hệ số tham chiếu này để đạt được mục đích: nhiệt độ đưa vào TCU là nhiệt độ thực của quá trình.
Modul ra (2-OP)
Giá trị của hệ số này phụ thuộc vào thời gian đáp ứng của quá trình và giá trị xác lập của cơ cấu chấp hành, nói chung nên chọn hệ số này trong khoảng từ 1/20 tới 1/50 hằng số thời gian tích phân của bộ điều khiển. - Lập khoảng chết và chu kỳ cập nhật: Thông số khoảng chết yêu cầu giá trị ra ,tính phần trăm, phải thay đổi nhiều hơn số lượng vùng chết để đầu ra cập nhật.
Modul cảnh báo (4_AL)
Chế độ này cho phép thay đổi các thông số hoạt động của TCU như: thông số của hai bộ điều khiển PID, điểm đặt, % đầu ra, các hệ số của điểm đặt từ xa, các giá trị ngưỡng cảnh báo. Chế độ này cho phép thay đổi các thông số hoạt động của TCU như: thông số của hai bộ điều khiển PID, điểm đặt, % đầu ra, các hệ số của điểm đặt từ xa, các giá trị ngưỡng cảnh báo.
Khoảng tỉ lệ
Với những ứng dụng có yêu cầu khắt khe về khoảng an toàn cho nhiệt độ quá trình hãy chọn b_in hoặc b_Ot cho thông số Act1 ( hoặc Act2 ). Khoảng tỉ lệ dịch chuyển bởi khoảng dịch của người điều chỉnh, hay do tác động tích phân nhằm đạt mục đích tối thiểu sai số tới 0. -Khi đặt khoảng tỉ lệ quá nhỏ ( tức hệ số khuyếch đại lớn ) tạo ra đáp ứng nhanh của TCU và tăng độ quá điều chỉnh , tạo ra dao động liên tục xung quanh điểm đặt.
- Nếu đặt Ti quá nhỏ hạn chế khả năng đáp ứng của quá trình tới giá trị đầu ra mới dẫn tới quá trình không ổn định với độ quá điều chỉnh lớn.
Hằng số vi phân
- Tăng Td sẽ ổn định đáp ứng, nhưng nếu quá lớn đi liền với tín hiệu nhiễu cần xử lí, dẫn tới đầu ra dao động quá lớn. Nếu hằng số tích phân đặt bằng 0 (tắt chế độ tự động reset ), thì cần phải thay đổi đầu ra để triệt tiêu sai lệch tĩnh. Để giúp cho sự điều chỉnh các thông số của bộ PID đáp ứng được những yêu cầu phức tạp của bài toán, cần nối TCU với một thiết bị ghi đồ thị nhiệt độ, từ đó ta sẽ có phướng tiện hữu hiệu bằng hình ảnh để phân tích quá trình tốt hơn.
Tạo ra sự thay đổi cho các thông số của bộ PID nhỏ hơn 20% từ giá trị bắt đầu và cho phép quá trình đủ thời gian để ổn định trước khi tính toán ảnh hưởng của các giá trị mới.
Điều khiển ON/OFF
-Điều khiển ON/OFF chỉ nên sử dụng khi dao động không đổi là chấp nhận được.
Điều khiển Cascade
Mô hình điều khiển External Cascade
+Bộ điều khiển vòng trong điều khiển quá trình trong nhằm tránh nhiễu cho quá trình ( Ví dụ: xốc nhiệt trong qúa trình điều khiển nhiệt độ ). +Giá trị đặt từ xa của bộ điều khiển phụ phải được đặt tỉ lệ, thường thì giá trị đặt từ xa được đặt tỉ lệ bằng khoảng của quá trình thực của bộ điều khiển phụ. +Giá trị đặt từ xa của bộ điều khiển phụ phải được đổi tỉ lệ, thường thì giá trị đặt từ xa được đặt tỉ lệ bằng khoảng của quá trình thực của bộ điều khiển thứ cấp.
+Trong 1 số trường hợp tín hiệu giá trị đặt từ xa có thể thay đổi qúa nhanh hoặc bị nhiễu dẫn tới sự mất ổn định của bộ điều khiển phụ.
Mô hình điều khiển Internal Cascade
Tín hiệu này sau đó được dùng làm giá trị đặt từ xa cho bộ điều khiển vòng trong. Khi đó hệ số thay đổi SPrP được dùng tới để giới hạn lượng thay đổi của giá trị đặt từ xa nên đặt SPrP nhỏ nhất có thể. Vòng ngoài cung cấp giá trị đặt cho vòng trong: đầu ra của vòng ngoài được nhập vào vòng ngoài làm giá trị đặt thông qua sự điều chỉnh của các thông số tỉ lệ DSP1 và DSP2.
Giá trị đặt này được vòng trong sử dụng để tính toán đưa ra đầu ra thực.
Vấn đề tự chỉnh trong TCU
Thông số db_2 quyết định khoảng thời gian xảy ra khoảng chết hay hiện tượng cùng tồn tại cả hai tác động nung nóng và làm mát trong quá trình tự chỉnh. Để kích hoạt quá trình tự chỉnh, trước hết cần “mở khoá” cho thông số tUNE ( trong modul khoá ), sau đó trong chế độ ẩn lựa chọn yES cho thông số tUNE, tiếp đó dựa vào yêu cầu cụ thể của hệ thống mà chọn tự chỉnh cho vòng trong (SEC) hay vòng ngoài (PRI). Bộ điều khiển vòng trong có đầu vào là giá trị đặt từ xa và đầu ra là đầu ra chính của quá trình, bộ điều khiển vòng ngoài có đầu vào là đầu vào chính của quá trình và đầu ra làm điểm đặt cho vòng trong.
Sau khi quá trình đã đạt xác lập, bộ điều khiển vòng trong và bộ điều khiển vòng ngoài vẫn có thể được điều chỉnh lại các thông số ( tự động ) khi một thông số nào đó của bộ điều khiển vòng trong bị thay đổi.
Chuẩn truyền thông RS-485
Khi sử dụng một thiết bị đầu cuối hay một máy tính trung tâm mà chỉ sử dụng một bộ TCU thì địa chỉ “0” được sử dụng loại trừ yêu cầu đối với các địa chỉ xác định khi gửi đi một lệnh. Sự hoạt động truyền thông bán song công gửi dữ liệu bằng cách khoá các mức điện áp trên đường cáp chung.Dữ liệu được nhận bằng việc giám sát các mức và nhận ra được các mã được truyền tới. Để cho dữ liệu được nhận ra một cách chính xác thì phải đồng nhất việc định dạng và tốc độ truyền giữa các thiết bị truyền thông.Các biến định dạng đối với bộ điều khiển TCU là 1 bit start ,7 bit data ,0 bit parity hoặc 1 bit parity ,và 1 bit stop.
Khi sử dụng một thiết bị đầu cuối hay một máy tính trung tâm mà chỉ sử dụng một bộ điều khiển TCU ,địa chỉ ‘0’ có thể được dùng nhằm loại ra yêu cầu đối với các địa chỉ xác định khi gửi đi một lệnh.
Truyền câu lệnh và dữ liệu
Truyền câu lệnh
Nếu có nhiều hơn một bộ TCU trên đường truyền thì mỗi bộ TCU phải được đánh một địa chỉ khác nhau.
Nhận dữ liệu
Hai digit đầu là địa chỉ bộ điều khiển .Nếu địa chỉ bộ điều khiển là 0 thì ô đầu để trống .Một khoảng tiếp theo là số địa chỉ bộ điều khiển.Ba kí tự tiếp theo là biến nhớ theo sau bởi một hay nhiều khoảng trống.Giá trị dữ liệu bằng số được truyền tiếp theo bằng các bộ điều khiển xác định .Giá trị phủ định được chỉ thị bởi kí hiệu “-”. Nếu có nhiều hơn một chuỗi được truyền ,có 100ms tới 200ms gán liền vào thời gian trễ sau khi truyền mỗi chuỗi và sau mỗi khối truyền.Khi giao tiếp với máy in ,việc gửi các biến nhớ thường được yêu cầu. RS 485 card có thể được thiết lập cho việc vận hành “2 –dây đôi ”,với chế độ vận hành này thì mỗi phần thiết bị phải có thể chuyển mạch từ chế độ nhận tới chế độ truyền và ngược lại.
Bộ điều khiển hoạt động bình thường trong chế độ nhận dữ liệu .Nó sẽ tự động chuyển mạch tới chế độ truyền dữ liệu khi Transmit Value Command hoặc Print Request có kết quả .Với máy tính để chuyển mạch từ chế độ nhận dữ liệu sang truyền dữ liệu thì phải có phần mềm điều khiển, được viết để thực hiện nhiệm vụ này.
