time Giá trị lu l-
3.4.2.1. Mụ phỏng hệ thống điều khiển van xả liệu
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van xả liệu được mụ tả như ở dưới đõy:
Hỡnh 3.4.2.1a Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van xả liệu
Trờn thực tế khi làm việc bỡnh thường thỡ van xả liệu mở với độ mở van trong khoảng 40% - 70% để đảm bảo cho lưu lượng ra là khụng đổi.
Sỏch lược điều khiển ở đõy là điều khiển phản hồi. Đối tượng cần được điều khiển là van xả liệu. Việc điều khiển van xả liệu cú được là nhờ thay đổi gúc mở của động cơ, qua đú là thay đổi gúc mở của van xả liệu.
Ta cú thể khỏi quỏt đối tượng thành mụ hỡnh toỏn học cú dạng như sau:
Kdc=1 là hệ số khuếch đại của động cơ T1=2 là hằng số thời gian của động cơ
T2=25 là thời gian để động cơ thay đổi gúc mở từ min đến max
Mụ hỡnh của biến tần và thiết bị đo cú thể coi là khõu khuếch đại với hệ số khuếch đại bằng 1.
Bộ điều khiển được sử dụng theo quy luật tỷ lệ-vi phõn do đặc điểm cụng nghệ. Như đó trỡnh bày ở mục 3.4.3.1 thỡ thành phần tỷ lệ của bộ điều khiển đúng vai trũ vừa là bộ chuyển đổi, vừa là bộ khuếch đại tớn hiệu. Thành phần vi phõn giỳp cho việc thay đổi gúc mở van giữa cỏc chu trỡnh diễn ra nhanh hơn đỏp ứng được yờu cầu về mặt thời gian của cụng nghệ.
Như vậy ta cú hàm truyền của đối tượng như sau:
Giỏ trị đặt Zsp cú được là nhờ vào cụng thức
21 2 3 1 2 3 .( . . )[%] sp sp Z = F X + X Q X Q+ Trong đú:
Fsp=225 (T/h) là lưu lượng liệu trung bỡnh trong thực tế cần cấp cho lũ của dõy chuyờn II.
Q là trong lượng thực trong silo cõn, ở dõy chuyền II của nhà mỏy xi măng Hoàng Thạch thỡ Qmax=42 (T) và Qmin=31.8 (T). Q thay đổi theo thời gian với hàm toỏn học như sau:
Q0=Qmax: trọng lượng liệu trong silo cõn khi bắt đầu chu trỡnh xả F: lưu lượng liệu đặt cần cấp cho lũ
Fv: lưu lượng nạp vào silo cõn trong chu trỡnh nạp Thời gian cho mỗi chu trỡnh làm việc như sau: - Chu trỡnh nạp liệu: 40s
- Chu trỡnh xả liệu: 160s
Hỡnh 3.4.2.1b Trọng lượng Q
Cỏc tham số X1, X2, X3 được giữ kớn do nhà cung cấp, do đú việc biết được chớnh xỏc phương thức để cú được cỏc tham số này rất khú khăn. Trong khuụn khổ của đồ ỏn tốt nghiệp này, chỳng em cú đề xuất như sau:
Như đó giới thiệu việc thỏo liệu từ silo đồng nhất phụ thuộc vào việc phõn chia liệu trong 7 vựng chia của đỏy silo, việc chia này được lập trỡnh tự động. Tuy nhiờn, tại mỗi thời điểm chỉ cú 3 trong số 7 cửa thỏo đảm nhiệm việc thỏo liệu này. Mặt khỏc tại quỏ trỡnh điều chỉnh lưu lượng cấp cho lũ thỡ cỏc tham số X1, X2, X3 cú vai trũ quan trọng trong việc điều khiển tốc độ nạp liệu, và chỳng được thu thập trong cỏc chu trỡnh xả liệu và cập nhật mới tới chu trỡnh nạp liệu kế tiếp chu trỡnh xả đú. Vậy thỡ cỏc tham số X1, X2, X3 này cú mối liờn hệ như thế nào đến chu trỡnh nạp liệu, hay cụ thể hơn là tỏc động của nú đến cỏc cửa thỏo liệu của silo đồng nhất như thế nào mà luụn luụn giữ được lưu lượng liệu nạp vào silo cõn là khụng đổi tựy theo yờu cầu cụng nghệ?
Từ cõu hỏi đặt ra ở trờn thỡ chỳng em đưa ra một giả thiết đú là cỏc tham số X1, X2, X3 là cỏc hệ số thay đổi tốc độ thỏo liệu ở 3 cửa xả tại mỗi một thời điểm thỏo liệu từ silo đồng nhất xuống silo cõn, cú nghĩa là cỏc tham số X1, X2, X3 quyết định cửa xả liệu tương ứng được xả bao nhiờu liệu trong mỗi thời điểm đú, nhưng cỏc tham số này cú mối liờn hệ gỡ với nhau? Tỷ lệ liệu mà 3 cửa xả liệu đú xả trong mỗi thời điểm như thế nào?
Từ thực tế rằng van nạp liệu vào silo cõn H30 là van khớ nộn, do vậy chỉ cú 2 trạng thỏi là đúng hoặc mở hoàn toàn. Do đú chỳng em nhận thấy rằng để lượng liệu ra khỏi H30 là khụng đổi thỡ lượng liệu trước khi qua van H30 cũng phải khụng đổi, hay là lượng liệu qua 3 cửa xả luụn phải đảm bảo 100%. Do đú để đảm bảo yờu cầu này thỡ 3 cửa xả liệu này phải được phõn chia theo một tỷ lệ % nào đấy để đảm bảo 100% liệu cấp.
Do đú giả thiết rằng X1+X2+X3=1. Cú nghĩa là hệ thống điều khiển trung tõm sẽ quyết định cỏc cửa xả liệu cần xả là bao nhiờu, điều đú sẽ do cỏc tham số X1, X2, X3 đảm nhiệm.
Cỏc tham số X1, X2, X3 được chọn dựa trờn việc đối thoại với Matlab, sao cho cú được đường Zsp giống với thực tế nhất, qua cỏc thử nghiệm cho được cac tham số như sau X1=0,5; X2=0,2; X3=0,3 Dựng Simulink để mụ phỏng: 0.3 X3 0.2 X2 0.5 X1 Signal 2 Signal Builder3 Signal 2 Signal Builder2 Signal 2 Signal Builder1 Scope Product2 Product1 Product 225 Fsp Divide Hỡnh 3.4.2.1c Sơ đồ mụ phỏng của Zsp Cho được kết quả Zsp như sau:
Hỡnh 3.4.2.1d Kết quả sau khi mụ phỏng Zsp
Như vậy Zsp cú dạng gần giống với thực tế với gúc mở thay đổi từ 42%-72%. Và cũng đỳng với nguyờn lý hoạt động đó trỡnh bày ở mục 3.2 trước đú. Cú thể thấy rằng đề xuất trờn là khỏ hợp lý.
Do sơ đồ để đưa ra được Zsp quỏ cồng kềnh nờn Zsp sẽ được thay bằng 1 bộ tạo tớn hiệu cú dạng xung răng cứ tạo ra được dạng Zsp gần giống như đó trỡnh bày.
Hỡnh 3.4.2.1e Thay thế bằng Ztd
Việc chỉnh định cỏc tham số của bộ điều khiển chớnh là điều chỉnh cỏc tham số P2 và P3, nhưng do Z thay đổi theo thời gian, nờn cỏc tham số của bộ điều khiển khụng thể xỏc định bằng cỏc phương phỏp thiết kế bộ điều khiển. Mà chỉ được chỉnh định thụng qua kinh nghiệm, sao cho độ mở của van xả liệu đầu ra Z bỏm theo giỏ trị đặt.
Qua chỉnh định thỡ: cỏc tham số P2 và P3 cú được như sau: P2=1.68; P3=24 Sơ đồ mụ phỏng hệ thống điều khiển van xả liệu trờn Simulink:
Hỡnh 3.4.2.1g . Mụ phỏng van xả liệu Kết quả mụ phỏng:
Hỡnh 3.4.2.1h Kết quả Z đỏp ứng so với Zsp
Như vậy qua chỉnh định cỏc thụng số P2, P3 ta cú được đỏp ứng của hệ thống là độ mở van tương ứng bỏm khỏ sỏt với độ mở van đặt lỳc đầu. Cú thể núi chất lượng của hệ thống chỉnh định khỏ chớnh xỏc, gần với thực tế.
Như đó trỡnh bày ở mục 3.3.2 thỡ hàm độ dốc dựng trong chu trỡnh xả liệu với chức năng theo dừi độ chớnh xỏc của việc xả liệu, tuy nhiờn nú khụng dựng được trong chu trỡnh nạp liệu. Do đú ta khụng thể biết được chớnh xỏc là chu trỡnh nạp liệu cú làm việc đỳng hay khụng, mặc dự độ mở van xả liệu vẫn bỏm theo giỏ trị đặt.
Từ thực tế đú ta phải thiết kế thờm một vũng điều chỉnh nữa nhằm theo dừi việc xả liệu trong cả 2 chu trỡnh nạp liệu và xả liệu, nú cú thể giỳp cho việc cấp liệu cho lũ được chớnh xỏc và nhanh chúng hơn, khắc phục được thực tế là chỉ theo dừi và chỉnh định sự chớnh xỏc của việc xả liệu trong chu trỡnh xả liệu.