- Khối các module đầu vào/ra : +Khối các module đầu vào :
Chương 5: Điều khiển độ pH trong khu bể trung hòa
5.3.1 Nguyên lý điều chỉnh độ pH trong bể trung hòa
Dưới đây là lưu đồ thuật toán
Nếu pH>pH_Hi , đóng van NaOH, nếu còn HCl thì mở van HCl, tính lượng bơm để điều khiển bơm đạt lượng cần, bật bơm HCl và máy khuấy.Nếu pH<pH_Low , đóng van HCl, nếu còn NaOH thì mở van NaOH, tính lượng bơm để điều khiển bơm đạt lượng cần, bật bơm NaOH và máy khuấy.
Do tính đơn giản của việc điều khiển, và có đáp ứng tương đối tốt nên bộ điều khiển PID được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ta chọn bộ điều khiển PID trong ứng dụng này.
Trong thư viện của phần mềm Step 7- Manager đã xây dựng sẵn module PID mềm để điều khiển các đối tượng có mô hình liên tục như lò, động cơ, mức… Đầu ra của đối tượng được đưa vào đầu vào của bộ điều khiển qua các cổng vào tương tự của Simatic S7300/400. Tín hiệu ra của bộ điều khiển có dạng và được đưa ra cơ cấu chấp hành qua những module vào ra khác nhau như:
+ Qua cổng ra tương tự của module ra tương tự (AO), hoặc + Qua cổng ra số của module ra số (DO), hoặc
+ Qua các cổng phát xung ra tốc độ cao
Phụ thuộc vào cơ cấu chấp hành, mà ta có thể chọn được module mềm PID tương thích. Ba module được tích hợp trong phần mềm Step 7 phù hợp với ba kiểu cơ cấu chấp hành nêu trên, đó là:
+ Điều khiển liên tục với module mềm FB41 (tên hình thức CONT-C) + Điều khiển bước với module mềm FB42 (tên hình thức CONT-S)
+ Điều khiển kiểu phát xung với khối hàm hỗ trợ FB43 (tên hình thức PULSEGEN) Mỗi module mềm đều có một khối dữ liệu riêng (DB) để lưu giữ các dữ liệu phục vụ cho chương trình tính toán thực hiện luật điều khiển. Các khối hàm FB của module mềm PID đều cập nhật được những khối dữ liệu này ở mọi thời điểm.
Đặc tính điều khiển và tốc độ xử lý của module PID mềm phụ thuộc vào loại CPU được chọn để giải quyết bài toán điều khiển. Do khi xử lý một mạch vòng điều khiển người ta phải thực hiện công việc trích mẫu tín hiệu đầu vào cho mạch vòng điều khiển đó (liên quan đến tín hiệu báo ngắt theo chu kỳ thời gian OB30-OB38), nên cần phải tương thích giữa số mạch vòng điều khiển PID và khả năng cũng như tốc độ tính toán của CPU. Nếu bài toán yêu cầu tần suất cập nhật càng cao thì số vòng điều khiển phải càng giảm. Chỉ ở những bài toán có số vòng ít người ta mới có thể sử dụng các bộ PID mềm có tần suất truy nhập cao.
Tất cả các module mềm đều cung cấp nhiều giải pháp lựa chọn luật điều khiển trong khi thiết kế bộ điều khiển phù hợp với đối tượng như: Luật điều khiển tỷ lệ (luật P), luật điều khiển tỷ lệ- tích phân (luật PI), luật điều khiển tỷ lệ- vi phân (luật PD)… Chất lượng của hệ thống hoàn toàn phụ thuộc vào các tham số của bộ điều khiển. Do đó để việc điều khiển đảm bảo tốt trong thiết kế cần đưa ra mô hình đối tượng chính xác.