- Sự thay đổi chu trình điều khiển,
2.1.1.Nguyên lý cân định l−ợng theo mẻ và thuật toán bù động đơn giản.
Thùng chứa Thùng cân Van cân Van xả Loadcell h 0 t0 t1 t2 t3 t4 Định mức Tín hiệu KL cân t e t : mở van cân0 t : đóng van cân2
Hình 2-1. Sơ đồ cơ cấu cân Si lô và biểu đồ thời gian tín hiệu cân của một mẻ.
Quá trình cân một mẻ của một thành phần thể hiện trên biểu đồ thời gian và gồm những thời điểm sau:
Van cân mở ở thời điểm t0, do độ trễ mạch lọc mà tín hiệu cân tăng từ t1. Thời điểm t2 là lúc đóng van cân nh−ng tín hiệu cân tiếp tục tăng đến t3 vì cột vật liệu ngay sau khi đóng van cân tiếp tục tác động. Sau đó tín hiệu cân ổn định ở thời điểm t4 với sai lệch è so với định mức.
Mục tiêu của bài toán điều khiển là tính toán thời điểm đóng van cân t2 để sao cho sai lệch è càng nhỏ càng tốt. Ta có thể thấy rằng kể từ t2 cho đến t4, quá trình thay đổi của khối l−ợng cân hoàn toàn do vật liệu và cơ cấu cân ( thùng cân, van cân ) quyết định. Nh− vậy nếu các yếu tố này là ổn định giữa các mẻ thì ta có thể tính toán l−ợng bù εn theo è của các mẻ tr−ớc để èn+1→ min (với n là số thứ tự của mẻ cân). ở đây l−ợng bù ε là giá trị hiệu chỉnh từ định mức (setpoint) tính ra ng−ỡng cắt để điều khiển đóng van cân:
Ng−ỡng cắt = Định mức - ε.
Khi khối l−ợng cân = Ng−ỡng cắt → đóng van cân.
Trong tr−ờng hợp đơn giản nhất khi các điều kiện của các mẻ hoàn toàn nh−
nhau thì dễ dàng có đ−ợc ε bằng cách: ở mẻ thứ 1 cho ε1= 0 ⇒ sai lệch là è1. ở mẻ thứ 2 ε2 = ε1+è1= è1 ⇒ sai lệch è2=0. ở mẻ thứ 3 : ε3 = ε2+è2 = ε2 = è1 ⇒ sai lệch è3=0.
Nh− vậy l−ợng bù là hằng số và sai số các mẻ n ≥ 2 là bằng zero. Đây chính là nguyên lý bù của các hệ thống định l−ợng thô sơ, kể cả các hệ thống định l−ợng của các trạm bê tông nhập của Nhật, Đức từ tr−ớc năm 90.
Trong sản phẩm dự án KHCN.04.DA01, l−ợng bù của mẻ sau chi dựa trên sai số và l−ợng bù của mẻ tr−ớc tức là:
εn+1= εn +èn. ( n≥1 ) ε1 = giá trị gán tr−ớc.
ở đây ε1 có giá trị cố định đ−ợc đặt theo kinh nghiệm của ng−ời vận hành để ngay từ mẻ đầu tiên đã đạt sai số nhỏ. Thuật toán bù động này đơn giản và trong điều kiện vật liệu và cơ cấu cân ổn định ( tốc độ dòng chảy của vật liêu, thời gian đáp ứng của van cân khi đóng...) thì cũng cho kết quá đáp ứng yêu cầu về độ chính xác tứcèn≤è ( giới hạn cho phép). Trên thực tế điều kiện ổn định này th−ờng bị phá vỡ, ví dụ có khi do cấp liệu không kịp mà trên thùng chứa bị hết vật liệu ở mẻ thứ n, khi đó èn sẽ lớn hơn nhiều phạm vi cho phép.
Để xây dựng thuật toán tốt tính l−ợng bù trong điều kiện các yếu tố gây sai số không ổn định, ta cần phân tích cặn kẽ các yếu tố này và tính chất của chúng.