Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG

THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 2.1. Mơ hình lò nung

Với :+ V là dung tích của lò (m3)

+ to1,to2 lần lượt là nhiệt độ đi vào và nhiệt độ trong lò (0C)

+ q(t) nguồn nhiệt đưa vào(J hay Nm)

+ R là trở kháng van



2.2. Thiết lập phương trình động học, tìm hàm truyền hệ thống và

phương pháp tìm thơng số Kp, Ti, Td

2.2.1. Thiết lập phương trình động học và tìm hàm truyền hệ thống

- Ta có phương trình động học của lò nung là:



(2.1)



- Từ hệ phương trình (2.1) ta thay



vào phương trình còn lại



ta có:

dt



(2.2)



- Vi phân hai vế phương trình (2.2) ta được:



RV



(2.3)



RV



- Phương trình (2.3) là phương trình vi phân tuyến tính bậc nhất với biến trạng thái là

, biến đầu vào là



; R,V là các hằng số.

22



- Với RV = T;



(t) =



; và



(t) = u(t) ta sẽ có phương trình vi phân có dạng



sau:



T



dx (t )

 x (t )  ku (t )

dt



(2.4)



Ở đây k=1, T là hằng số thời gian , u(t) là tác động lối vào ,



là tác động lối ra.



- Với điều kiện ban đầu bằng 0 ,từ phương trình (4) ta có:



(2.5)







=>W(s) =



=



(2.6)



- Phương trình (2.6) chính là hàm truyền của lò nhiệt: W(s)=



=



, ta có thể



nói rằng đặc trưng của lò nhiệt là khâu qn tính nhiệt.

Trong đó:

k: Là hệ số tỷ lệ cho biết quan hệ vào ra ở chế độ xác lập.

T: Hằng số thời gian thể hiện quán tính của hệ thống.

2.2.2. Xác định thông số bộ điều chỉnh PID

Theo Ziegler-Nichols thì một hệ thống như vậy có thể biểu diễn dưới dạng hàm truyền

K .e  L.s

W(s) 

Ts  1



sau:



(2.7)



Trong đó:

K: Độ lợi tĩnh

T: Hằng số thời gian

K



L: Thời gian trễKhai triển Taylor của e-Ls ta được: W(s)  Ts  1 Ls  1







Cho hàm truyền có dạng:



W( s) 



600

(25s  1)(10s  1)



23



(2.8)

(2.9)



Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc hệ kín lò nung có thời gian trễ 10s



24



- Chạy chương trình mơ phỏng trên MATLAB ta tìm được Tck



Hình 2.3. Tìm được Tck

- Tìm được Tgh = Tck = 3, Kgh = K = 2

Hàm truyền của bộ điều chỉnh PID là :

� 1



GC  s   k P �

1

 TD s �

� TI s





(2.10)



Bảng 2.1. Các thông số của bộ điều chỉnh PID được xác định theo bảng sau

Thông số

Bộ điều chỉnh



KP



TI

25



TD



P



0,5Kgh







0



0,45Kgh



0,83Tgh



0



0,6Kgh



0,5Tgh



0,12Tgh



PI



PID



- Thay Tck = 3, Kgh = 2 vào bảng 2.1 trên ta được:

Kp = 0.6*Kgh = 2*0.6 = 1.2

Ti = 0.5*Tgh = 0.5 * 3 = 1.5

Td = 0.12 * 3 = 0.36



2.3. Tổng quan về PLC S7-300 và WINCC

2.3.1. Giới thiệu chung về PLC S7 300

PLC là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Programmable Logic Controller, tạm

dịch sang tiếng Việt là: Thiết bị điều khiển logic khả trình.

Trong hệ thống điều khiển tự động thì PLC được xem như “trái tim” của hệ

thống điều khiển. Cùng với chương trình điều khiển ứng dụng (được lưu trữ trong bộ

nhớ của PLC) trong quá trình hoạt động thì PLC giám sát, điều khiển trạng thái hoạt

động của hệ thống thơng qua các tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nạp vào. Sau đó nó

sẽ dựa trên chương trình logic để xác định các cơng việc cần thiết để có các tín hiệu

đưa đến các thiết bị đầu ra.

PLC có thể sử dụng để điều khiển các quá trình đơn giản và lặp lại, hoặc một

vài trong số chúng có thể liên kết với các thiết bị điều khiển chủ hoặc các máy chủ

khác thông qua một mạng ngắn để điều khiển thống nhất các q trình phức tạp.

Một PLC gồm có khối xử lý trung tâm (CPU) chứa chương trình ứng dụng và các

module vào/ ra, nó được ghép nối một cách trực tiếp với toàn bộ các thiết bị I/O.

Các bộ phận cơ bản:

- Bộ xử lý (CPU)

- Bộ nhớ

26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×