D actio nP action
GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN
4.1. Giao diện chương trình điều khiển viết bằng WinCC :
1- Chú thích giao diện :
- Trị đặt : từ màn hình giao diện ta cĩ thể đặt giá trị đặt, giá trị này là một số nguyên dương bị khống chế trong khoảng 0.. 250 oC, nếu cố tình nhập ngồi giá trị này thì chương trình điều khiển xem như ta khơng làm gì cả và mặc nhiên lấy giá trị hợp lệ trước đĩ
- Điều khiển PLC : do chương trình được thiết kế sử dụng trong cơng nghiệp với màn hình giao diện OP (Operation Panel ) dùng để điều khiển PLC, do đĩ chỉ khi nào cĩ lệnh từ OP thì chương trình mới được thực hiện, do điều kiện hạn chế khơng cĩ đủ thiết bị, tuy OP được thay thế bằng PC ( pesonal computer ) nhưng vẫn giữ tư tưởng thiết kế trên, mặc dù từ PC, dễ dàng viết một vài lệnh cho PLC thì cĩ thể ra lệnh điều khiển từ ngõ vào digital của PLC mà khơng cần máy tính
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM - Điều khiển quạt : khi đã xác lập, muốn kiểm tra đáp ứng của lị khi cĩ
nhiễu, ta điều khiển bật hay tắt quạt
- Thu thập dữ liệu : đây là màn hình giúp ta cĩ thể giám sát nhiệt độ của lị và đồ thị hay bảng dữ liệu đang xảy ra của đối tượng cần giám sát. - Báo động và báo cáo : các trường hơp hệ thống xảy ra sự cố thì chương
trình sẽ đưa ra các cảnh báo và báo cáo sau buổi làm việc
Sau khi nhập trị đặt và ra lệnh cho hệ thống hoạt động, PLC kiểm tra điều kiện vận hành và bắt đầu điều khiển lị nhiệt nếu khơng cĩ sự cố, màn hình giao diện giám sát hiển thị trạng thái PLC, trạng thái quạt gây nhiễu, trạng thái lị, theo nguyên tắc thiết kế, nếu trạng thái của PLC là tắt thì cả lị và quạt đều bắt buộc phải tắt (hình minh họa ở trên).
Giá trị đặt được nhập vào từ màn hình giao diện cĩ cấu tạo như phím bấm thực tế
Vào màn hình thu thập dữ liệu, trạng thái quan trọng là nhiệt độ hiện tại và sai lệch được hiển thị dưới dạng số, bar, đồ thị và cả bảng dữ liệu (xem hình )
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM CHƯƠNG 2 KẾT QUẢ THỰC THI 1- Nhiệt độ đặt là 50oC : a. Dạng đồ thị : b. Dạng bảng : * Từ đồ thị ta thấy Thời gian xác lập POT
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM - Độ vọt lố :
POT = (72-50)*100/50 = 44 % -Thời gian xác lập theo chuẩn 2% : txác lập = 52-41 = 11 phút
Đặc tuyến điều khiển rất tốt, đáp ứng chỉ qua điểm đặt cĩ một lần rồi sau đĩ xác lập bám theo trị đặt, với sai số gần như bằng 0, từ bảng dữ liệu, ta tính được sai số :
Mức thấp : ET1 = (49.9-50)*100/50= 0.2 % Mức cao : ET2 = (50.5-50)*100/50 = 1%
Trung bình sai số : ET = (ET1 +ET2)/2 = (1+0.2)/2 = 0.6 % - rất tốt
Ta cĩ nhận xét ở nhiệt độ thấp, do quán tính của lị lớn nên xảy ra vọt lố lớn, nếu muốn chính xác, ta phải đặt lại tham số của bộ PID, điều này khơng cịn xảy ra khi điều khiển ở nhiệt độ cao
2- Nhiệt độ đặt là 70 oC :
Từ đồ thị :
POT
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM * Độ vọt lố :
POT = (92-70)*100/70 = 31.4 % * Thời gian xác lập theo chuẩn 5% : Txác lập 5% = 48-39 = 9 phút
* Thời gian xác lập theo tiêu chuẩn 2% : Txác lập 2% = 51-39
Ở nhiệt độ này, vọt lố đã giảm đi rất nhiều và thời gian xác lập cũng tăng lên 3- Nhiệt độ đặt là 100oC :
Từ đồ thị ta thấy : * Độ vọt lố :
POT = (115 –100)*100/100 = 15% * Thời gian xác lập theo chuẩn 5 % : Txác lập 5% = 41-34 = 7 phút
* Thời gian xác lập theo chuẩn 2 % : Txác lập 2% = 43-34 = 9 phút
4- Nhiệt độ đặt là 120 o C : POT
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM Từ đồ thị, ta thấy :
* Độ vọt lố :
POT = (130.5 – 120)*100/120 = 8.75 % * Thời gian xác lập theo chuẩn 5% : Txác lập 5% = 27-21 = 6 phút
* Thời gian xác lập theo chuẩn 2% : Txác lập 2% = 29-21 = 8 phút
* Khi lị nhiệt hồn tồn xác lập, từ bảng dữ liệu : Sai số mức trên : ET1 = 0.5% Sai số mức dưới : ET2 = 0.099% Sai số trung bình : ET = (ET1 – ET2)/2 = (0.5 + 0.0999)/2 = 0.3 %
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM * Nhận xét chung :
Kết quả điều khiển tốt ở nhiệt độ cao, vọt lố thấp, thời gian xác lập chấp nhận được, kết quả tương tự khi cho điều khiển tổng hợp, thay đổi nhiệt độ khi hệ thống đã xác lập
So sánh kết quả thực nghiệm với mơ phỏng bằng Matlab ta thấy lý thuyết được kiểm chứng một cách thuyết phục, chỉ cĩ điều thời gian xác lập khơng giống nhau, do lị nhiệt cĩ quán tính lớn…
Phần làm mềm trị đặt trình bày ở trên là hướng mở rộng của đề tài nhằm cho đáp ứng tốt hơn, đã được kiểm chứng. Ngồi ra, tác giả cịn phát triển cho hệ thống trở nên hồn thiện hơn là : Ứng dụng PLC điều khiển lị nhiệt nhiều điểm hay nối mạng lị nhiệt. Điều này phù hợp với thực tế, chẳng ai đem PLC chỉ để điều khiển một cái lị nhiệt duy nhất, mà phải là hệ thống lị.
Cuối cùng, thơng qua đối tượng là lị nhiệt, một lý thuyết điều khiển khá mới : Chỉnh định mờ tham số PID bằng phương pháp Zhao Tomizuka và Isaka được kiểm định và cho kết quả tốt. Từ đây củng cố một hướng phát triển mới trong điều khiển học và cĩ thể ứng dụng tốt hơn trong thực tế : tối ưu các hệ thống điều khiển thuần túy bằng mờ hay PID.
GVHD : BÙI THANH HUYỀN & & SVTH : NGUYỄN MINH TÂM
CHƯƠNG 3