Hướng dẫn truy cập và cấu hình thông số hệ thống điều khiển nhiệt độ

MỤC LỤC

Các chế độ làm việc

Từ chế độ này ta có thể truy nhập sang chế độ ẩn bằng cách ấn và giữa trong 3s nút ấn PAR, hoặc truy nhập sang chế độ bảo vệ tham số hay chế độ không bảo vệ tham số theo sự hoạt động của đầu vào sử dụng (hay ngăn cản xâm nhập vào ch-ơng trình - sẽ đ-ợc nói sau). Trong chế độ này ng-ời vận hành có thể truy nhập và cài đặt những tham số chung cho hệ thống điều khiển, ở cuối danh sánh khi có tham số chỉ dẫn"CNFP" ng-ời vận hành có thể truy nhập vào 9 modul chứa những tham số cơ bản nhất của bộ điều khiển cũng nh- cũng nh- hệ thống.

Các module định dạng tham số

Các tham số hiển thị này có thể truy nhập trực tiếp từ các chế độ hiển thị bình th-ờng (không cần vào module chứa tham số) bằng cách ấn DSP, nh-ng có quan sát và biến đổi đ-ợc hay không thif tuỳ theo mức cho phép đặt ở trong module này. Các tham số hiển thị này có thể truy nhập trực tiếp từ các chế độ hiển thị bình th-ờng (không cần vào module chứa tham số) bằng cách ấn DSP, nh-ng có quan sát và biến đổi đ-ợc hay không thif tuỳ theo mức cho phép đặt ở trong module này.

Bảng tham chiếu các tham số. (Các giá trị trong() là giá trị mặc định)

Điều khiển PID

Bộ điều khiểu PID đ-ợc mô tả d-ới ph-ơng trình toán học sau đây bằng mô hình vào - ra. Từ hàm truyền trên ta có: chất l-ợng của hệ thống phụ thuộc vào ba tham số kp, ID, TI. Để hệ thống đạt đ-ợc chất l-ợng theo yêu cầu đặt ra thì phải phân tích đối t-ợng rồi trên cơ sở chọn các tham số đó sao cho phù hợp.

Một điều cần chú ý là không phải mọi tr-ờng hợp đều bắt buộc xác. Ví dụ những tr-ờng hợp mà bản thân đối t-ợng điều khiển đã có thành phần tích phân thì trong đó bộ điều khiểu không cần phải có thêm khâu tích phân mới khử đ-ợc sai lệch tĩnh, hay nói cách. Hoặc khi tín hiệu trong hệ thống thay đổi t-ơng đối chậm và bản thân và bản thân bộ điều khiển không cần có phản ứng thật nhanh với sự thay đổi của sai lệch e(t) thì ta chỉ cần sử dụng bộ điều khiểu PI.

Chế độ tự chỉnh định tham số

TCU - 12004 nhận tín hiệu từ cảm biết (4) rồi so sánh với nhiệt độ đặt và tiến hành tính toán để đ-a ra tín hiệu điều khiển tới bộ ĐKCS (điều khiển công suất) nhằm thay đổi nguồn cung cấp cho dây mung (3). Trong các hệ thống đo l-ờng - điều khiển, mọi quá trình đều đ-ợc đặc trưng bởi các biến trạng thái như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ, mô men… Các biến trạng thái này th-ờng là các đại l-ợng không điệu. Ph-ơng pháp này cho phép điều chỉnh trong phạm vi rộng, đáp ứng yêu cầu điều khiển, độ chính xác điều khiển t-ơng đối cao, độ nhạy điều chỉnh t-ơng đối lớn, có khả năng điều chỉnh liên tục và đều đặn.

 là góc mở của thyristor, tức là góc lệch kể từ thời điểm ban đầu của nửa chu kỳ dòng xoay chiều cho đến thời điểm mở thyristor, thời điểm phát xung điều khiển làm thay đổi góc mở  tức là thay đổi công suất cung cấp cho dây nung của lò. Các điện trở R10 và R12 dùng để hạn chế dòng điều khiển đặt vào các thyritor, điện trở R13 dùng để giới hạn giá trị xung ở mạch sơ cấp, còn diod D9 dùng để xoá các xung âm sinh ra trong mạch sơ cấp của biến áp xung BX,. Các diod D7 và D8 dùng để ngăn không cho các xung âm tác động lên cực điều khiển của các thyritor, nh- vậy trong một nửa chu kỳ điện áp xoay chiều chỉ có một thyritor thông, tức là chỉ có thyritor nào có điện áp thuận mới đ-ợc phép mở.

Bảng giá trị t-ơng ứng một số nhiệt độ quan trọng của 3 thang đo

Trong đó

Tiến hành xác định đặc tính của đối t-ợng

Sau khi đã tìm hiểu về các đối t-ợng chủ yếu trong công nghiệp ta tiến hành thực nghiệm xác định đặc tính của đối t-ợng. Do đối t-ợng khá đơn giản (là lò điện trở trong phòng thí nghiệm) và thực chất là sợi dây đất và không làm việc trong môi tr-ờng phức tạp, nhiều tác động phụ. Hoàn toàn có thể xây dựng đ-ợc đặc tính tần số với độ chính xác có thể chọn lựa dựa trên đặc tính thêi gian.

Để nhận dạng đối t-ợng ở đây chúng em dùng ph-ơng pháp thực nghiệm để xác định đặc tính của đối t-ợng. Đặt vào bộ điều khiển Thyistor điện áp 3V, sau đó dùng máy tự ghi ghi lại đáp ứng đầu ra H(t) của đối t-ợng thông qua tín hiệu sensor. Tịnh tiến hàm quá độ dọc theo trục thời gian (chiều d-ơng) một đoạn 40. Tiến hành rời rạc hoá hàm quá độ. Ta có bảng số liệu sau:. Do đó đối t-ợng. đ-ợc lấy gần đúng bằng khâu bậc nhất có trễ. Hàm quá độ của đối t-ợng có dạng. ) Hàm chuẩn.

Chất l-ợng điều chỉnh

Quá trình qúa độ của hệ thống xảy ra khi có tác động từ bên ngoài trong số những dạng tác động khác nhau thì xung bậc thang đ-ợc coi là loại xung nguy hiểm nhất đối với một hệ thống điều chỉnh tự động vì nó làm thay đổi mạnh nhất đại l-ợng điều chỉnh. Đáp ứng ra của hệ thống đối với các tác động xung bậc thang (đặc tính quá độ) là đ-ờng cong biến thiên của đại l-ợng điều chỉnh theo thời gian bắt đầu từ thời điểm có tác động bậc thang. Vì vậy ng-ời ta tính thời gian điều chỉnh thựcté là thời gian tối thiểu mà bắt đầu từ đó đại l-ợng điều chỉnh sai lệch không quá một đại l-ợng  ( > 0) so với giá trị xác lập của nó.

Đánh giá chất l-ợng điều chỉnh khi có tác động sóng điều hoà khi tín hiệu tác động vào hệ thống là các dao động điều hoà, chất l-ợng của hệ thống điều chỉnh, có thể đánh giá dựa trên đặc tính tần số - biên độ - pha, đặc tính tần số - biên độ, đặc tính tần số pha và đặc tính tần số logarit. Chỉ số dao động M đặc tr-ng cho xu h-ớng dao động của hệ thống chỉ số dao động M là tỷ số giữa giá trị biên độ lớn nhất của hệ thống (tại tần số cộng h-ởng) và giá trị biên độ tại tần số  = 0. Ngoài những tiêu chuẩn đánh giá chất l-ợng kể trên, ng-ời ta còn đánh giá chất l-ợng điều chỉnh trong chế độ xác lập… Tuy nhiên cần nhấn mạnh rằng, ngày nay với sự phát triển cao của kỹ thuật tính toán và máy tính điện tử,.

Cơ sở lý thuyết về tổng hợp hệ thống 1. Khái niệm về bài toán tổng hợp hệ thống

Chính vì vậy mà vai trò ứng dụng của các tiêu chuẩn chất l-ợng trực tiếp trong quá trình thiết bị hệ thống tự động ngày càng t¨ng. Nếu cần thiết tăng tính ổn định hệ thống, tăng độ tác động nhanh, giảm nhiễu ng-ời ta có thể xây dựng hệ thống điều chỉnh nhiều vòng kín, hoặc có thêm khâu khử nhiÔu…. Giai đoạn 4: Dựa theo sơ đồ cấu trúc của hệ thống và mô hình tính toán của phần không đổi có thể tiến hành tổng hợp phần không đổi của hệ thống.

Đó là các bộ điều chỉnh, các bộ khử nhiễu… Dựa trên các yêu cầu về chất lượng điều chỉnh trong chế độ xác lập và quá trình quá độ… ta tiến hành tối -u hoá tham số hiệu chỉnh của hệ thống. Sau khi đã xác định đ-ợc mô hình xấp xỉ của đối t-ợng, Ziegler - Nichlos đã đề nghị sử dụng các tham số TI, TD sao cho bộ điều khiển. Tuy nhiên ta có thể thấy ngay sự hạn chế của ph-ơng pháp này là: Đối t-ợng đã phải ổn định, không có dao động và hàm quá độ của nó phải có dạng chữ S.

Ph-ơng pháp thực nghiệm (ph-ơng pháp Ziegler - Nichols 2) Ph-ơng pháp này không sử dụng mô hình tính toán của đối t-ợng ngay

Nhìn chung ph-ơng pháp thứ hai cho chất l-ợng tốt hơn ph-ơng pháp thứ nhất nh-ng chỉ áp dụng cho đối t-ợng có chế độ biên giới ổn định khi hiệu chỉnh bằng hệ số khuếch đại trong hệ kín. Ngoài hai ph-ơng pháp trên thì một số ph-ơng pháp nữa cũng có thể kể ra ở đây để tổng hợp bộ điều khiển PID là: ph-ơng pháp Chien - Hrones - Reswick, ph-ơng pháp tổng T của Kuhn. Sau đó ứng với mỗi giá trị C0 cố định tích C1 và C2 với  thay đổi sẽ dựng đ-ợc đ-ờng cong phụ thuộc giữa C1 và C2 trên toạ độ phẳng kết quả sẽ thu đ-ợc một loạt các miền dự trữ ổn định.

Nh- vậy đối với các hệ thống mà hệ số khuếch đại của bộ điều chỉnh bị hạn chế, quán tính của hệ lớn thì việc sử dụng vòng đơn (một vòng kín) sẽ không đảm bảo chất l-ợng yêu cầu nh- ta đã sử dụng ở trên. - Nhanh chóng bù nhiễu tác động nên vòng thực hiện điều khiển (vòng trong ) do đó các nhiễu này không làm sai lệch đại l-ợng cần điều khiển khỏi giá trị đặt tr-ớc. - Nhờ cú vũng thực hiện điều chỉnh nờn sẽ làm giảm rừ rệt độ lệch pha giữa đại l-ợng ra và l-ợng vào đối t-ợng, do đó sẽ làm tăng độ tác động nhanh của vòng hiệu chỉnh(vòng ngoài).