B Xây dựng hệ thống thí nghiệm khảo sát quá trình sấy
3.3.Khảo sát thực nghiệm hệ thống điều khiển nhiệt độ gió
Trong phần này chúng tôi tiến hành khảo sát hệ thống điều khiển nhiệt độ gió nóng tại phòng thí nghiệm của bộ môn Điều Khiển Tự Động, tr−ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đr đ−ợc mô tả trong ch−ơng 2. Cấu trúc thuật toán điều khiển đ−ợc xây dựng trong Real Time Toolbox của Matlab. Sơ đồ cấu trúc của nó đ−ợc mô tả trong hình 3.12.
Hình 3.12. Sơ đồ cấu trúc thiết bị điều chỉnh trong Real Time Toolbox Thiết bị điều chỉnh tác động theo quy luật tỷ lệ tích phân với hệ số khuếch đại K đ−ợc tạo ra trong khôi Gain. Hằng số thời gian tích phân T đ−ợc đặt trong khối Transfer Fcn. Saturation là khối tạo giới hạn bảo đảm tín hiệu ra nằm trong khoảng 0 đến 1. Khối RTin làm chức năng đọc số liệu vào từ bộ chuyển đổi A/D 12 bit và chuyển thành giá trị trong giới hạn 0 – 1. Khối RTout để xuât tín hiệu ra. Chức năng của nó là chuyển tín hiệu có giới hạn từ 0 đến 1 thành mr số 12 bit để đ−a ra cho bộ chuyển đổi D/A. Khối Constant phát tín hiệu chủ đạo. Hệ thống đo bảo đảm giá trị nhiệt độ thay đổi từ 0 đến
A/D. Nh− vậy giá trị đặt 0,5 t−ơng ứng với nhiệt độ là 50oC. Các bộ khuếch đại Gain1 và Gain2 có hệ số khuếch đại 100 để chuyển tín hiệu có giới hạn 0 đến
1 thành giá trị nhiệt độ từ 0 đến 100oC. Sau khi cài đặt xong thuật toán chung
tôi đr tiến hành khảo sát hệ thống điều khiển độ gió với các thông số khác nhau của bộ điều khiển tỷ lệ tích phân. Kết quả khảo sát đ−ợc mô tả trong các hình 3.13
Hình 3.13 Kết quả khảo sát thực nghiệm đ−ờng 1: Km = 4,125 Ti = 69
đ−ờng 2: Km = 4,86 Ti = 139 đ−ờng 3 : Km = 4,86 Ti = 198
đ−ờng 4: Km = 5,2 Ti = 150 đ−ờng 5 : Km = 5,5 Ti = 150
Chúng tôi cũng đr tiến hành khảo sát xác định thông số bộ điều khiển tỷ lệ tích phân bằng ph−ơng pháp thực nghiệm đr nêu ra trên đây. Khi sử dụng quy luật tỷ lệ với hệ số khuếch đại K = 5 chúng ta nhận đ−ợc đ−ờng đặc tính điều khiển đ−ợc mô tả trên hình 3.14. Qua tính toán bằng ph−ơng pháp nh− đr
Hình 3. Kết quả khảo sát hệ thống điều chỉnh nhiệt độ gió nóng với các
thông số của máy điều chỉnh tỷ lệ tích phân: đ−ờng 1: Km = Ti = đ−ờng 2: Km = Ti = đ−ờng 3: Km = Ti =
1 2 3
Hình 3.14 Kết quả khảo sát với Km = 5
trình bày trên đây chúng tôi xác định đ−ợc thời gian tích phân là 148. Hình 3.
15 mô tả kết quả chạy thực nghiệm điều chỉnh nhiệt độ gió nóng với Km = 5 và
Ti = 148
Hình 3.15. Kết quả khảo sát với Km = 5 và Ti = 148
Thực nghiêm cũng đr tiến hành cho máy tỷ lệ với hệ số khuếch đại Km = 4.
Kết quả điều khiển đ−ợc mô tả trên hình 3. 16a . Đồng thời xác định đ−ợc hằng số thời gian tích phân bằng 131 giây. Kết quả khảo sát hệ thống điều
chỉnh nhiệt độ sử dụng máy điều chỉnh tỷ lệ tích phân với Km = 4 Ti = 131
đ−ợc mô tả trên hình 3.16b t Tín hiệu chủ đạo Sai lệch tĩnh δ tín hiệu chủ đạo t
Hình 3.16 Xác định thông số bộ điều khiển bằng thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm này một lần khảng định hoàn toàn có thể sử dụng ph−ơng pháp thực nghiệm để xác định thông số của bộ điều khiển tỷ lệ tích phân là bộ điều khiển hiện nay đ−ợc sử dụng nhiều để điều khiển các thông số của các quy trình công nghệ.
Từ những kết quả khảo sát trên đây chúng ta có thể khẳng định đối t−ợng điều khiển nhiệt độ không khí sấy có thể xem là khâu quán tính bậc nhất có trễ. Để điều khiển nhiệt độ không khí sấy có thể sử dụng quy luật tỷ lệ tích phân. Chất l−ợng của hệ thống điều khiển hoàn toàn đáp ứng đ−ợc yêu cầu chất l−ợng đề ra. Thông số của bộ điều khiển có thể lấy trong khoảng: hệ số
khuếch đại Km từ 4 đến 5,5 còn hằng số thời gian tích phân Ti từ 120 s đến
160s.
a b
Tín hiệu chủ đạo
Ch−ơng 4 Khảo sát thực nghiệm quá trình sấy
Nh− ta đr phân tích trong ch−ơng 2, quá trình sấy là quá trình rất phức tạp, kết hợp hai quá trình truyền nhiệt và truyền chất giữa tác nhân sấy và vật sấy và cả trong lòng vật sấy. Đây là một quá trình có rất nhiều thông số ảnh h−ởng lẫn nhau và chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm. Trong phần xây dựng mô hình lí thuyết quá trình sấy, chúng ta đr tách ra thành hai mô hình: mô hình nung liệu khô và mô hình sấy. Mô hình nung liệu khô cho ta sự thay đổi tr−ờng nhiệt độ trong quá trình nung khi không có sự bốc hơi của n−ớc. Mô hình sấy đ−ợc xây dựng dựa trên mô hình nung kết hợp với quá trình bốc hơi n−ớc. Nghĩa là sự khác nhau giữa hai mô hình là có sự tham gia của quá trình bốc hơi n−ớc. Nh− vậy nếu chúng ta khảo sát 2 quá trình: nung liệu khô và quá trình sấy riêng biệt thì khi làm bài toán so sánh hai quá trình này có thể cho ta một toàn cảnh khá đầy đủ về quá trình bốc hơi n−ớc. Trên cơ sở lí luận này chúng tôi tiến hành khảo sát quá trình nung liệu khô và quá trình sấy bằng mô hình vật lí đr đ−ợc lắp ráp hoàn chỉnh. Nhiệt độ của tác nhân sấy đ−ợc điều chỉnh tự động ở mức cần thiết. Chiều dày lớp liệu 25 cm. Nhiệt độ trong liệu đ−ợc đo ở 2 điểm ở đầu vào và đầu ra lớp liệu theo chiều chuyển động của dòng không khí nóng. Cảm biến đo nhiệt độ là cặp nhiệt điện Crômen-Copen. Các cặp nhiệt điện đặt cách nhau 15cm.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});