PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HÒM PHUN BỘT
4.4.1. Quá trình điều khiển mức
Hình 4.8 mô tả nguyên lý điều chỉnh mức bột trong hòm phun. Trong đó lưu lượng đầu ra F0 được giữ không đổi. Điều chỉnh giữ mức h của hòm phun bằng cách điều chỉnh tốc độ bơm quạt tức là điều chỉnh lưu lượng bột vào Fi.
Hình 4.8. Nguyên lý điều chỉnh mức bột trong hòm
Sự biến thiên lưu lượng bột chứa trong hòm phun:
dv dt
= F0 - Fi (4-10)
Trong đó: F0 là lưu lượng bột ra Fi là lưu lượng bột vào
Như vậy:
v = ∫
(Fi – F0) dt (4-11) Độ cao tương đối của cột bột:
h =
v V
(4-12) Trong đó: V là thể tích của hòm phun
Chiều cao của cột bột trong hòm là:
h =
1
V ∫
(Fi – F0)dt (4-13)
Ta định nghĩa đơn vị tương đối của lưu lượng:
fi = i F F (4-14) fo = 0 F F (4-15) F là lưu lượng định mức. Khi đó h được tính:
h = F V ∫ ( fi - fo )dt (4-16)
Biểu thức biểu diễn quan hệ đầu ra và đầu vào đối tượng là khâu tích phân trong đó
tỷ số
VF F
= τ
là hằng số thời gian.
Mức bột trong bể được thiết bị đo và chuyển đổi LT đưa tới bộ điều khiển mức LC.Dựa vào sai lệch giữa giá trị đặt và giá trị quan sát được, bộ điều khiển đưa tín hiệu điều chỉnh tốc độ bơm quạt điều chỉnh lưu lượng bột vào hòm phun.
Qua mục đích điều khiển và tìm hiểu lưu đồ công nghệ ta thấy biến cần điều khiển là giá trị mức h (h liên quan đến vận hành ổn định của hệ thống). Hai biến vào là lưu lượng bột vào và lưu lượng bột ra. Trong đó, lưu lượng bột vào hòm có thể thay đổi dễ dàng nhờ điều khiển bơm quạt, tác động trực tiếp đến mức bột trong hòm.Vậy biến điều khiển ở đây là lưu lượng bột vào Fi, còn lưu lượng bột ra phụ thuộc vào yêu cầu của quá trình tiếp theo (quá trình điều khiển lưu lượng) nên coi là nhiễu.
Giả thiết các đường tín hiệu ghép nối thiết bị đo và thiết bị chấp hành với bộ điều khiển là dòng điện (trong trường hợp này chúng mang giá trị dòng điện), ta có thể minh họa lại mô hình hệ thống điều khiển nhiệt độ bằng sơ đồ khối như hình sau:
K u Gb F h
d
G
hSP e
BÐK QUÁ TRÌNH ÐK
Hình 4.9. Mô hình hệ thống điều khiển mức
Ký hiệu:
K khâu điều chỉnh
Gb hàm truyền đạt của bơm quạt
G hàm truyền đạt của quá trình điều khiển mức d nhiễu quá trình (ở đây là lưu lượng bột ra)