BÀI THÍ NGHIỆM : TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

Bài 1: ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ GIÓ NÓNG. 1. Mục đích thí nghiệm
- Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động.
- Khảo sát quá trình điều chỉnh nhiệt độ gió nóng.
- Đánh giá chất lượng quá trình điều chỉnh.
2. Mô tả thí nghiệm

Sơ đồ cấu trúc hệ thống thí nghiệm được mô tả trong hình 1-1.

1- Quạt gió. 3- Sợi đốt. TX: mạch Tạo xung
2- Buồng đốt. 4- PT100 MT: Máy tính
Đối tượng điều chỉnh là dòng không khí cấp từ quạt gió được đốt nóng khi
đi qua buồng đốt. Đại lượng cần điều chỉnh là nhiệt độ gió nóng được đo bằng
nhiệt kế điện trở bạch kim PT-100 với giới hạn đo là 0-100
o
C và được bộ
chuyển đổi R/U chuyển sang điện áp một chiều 0-10V. Hệ thống điều chỉnh sử
dụng máy tính có cài phần mềm MATLAB với công cụ Realtime Toolbox để
điều chỉnh. Tín hiệu ra thay đổi trong khoảng 0-10V. Bộ khuếch đại công suất
gồm mạch tạo xung (TX) và hai van thyristor mắc song song ngược bảo đảm
chuyển đổi tín hiệu một chiều 0 -10V thành điện áp xoay chiều 0-220V cấp cho
buồng đốt. Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều chỉnh được mô tả trong hình1-2.

Đối tượng điều chỉnh là khâu bậc hai có trễ với hàm truyền đạt dạng :
W
m
(p) W



Các thông số K
đ
, T
1
, T
2
được xác định bằng thực nghiệm.
Máy điều chỉnh tác động theo quy luật tỉ lệ tích phân với hàm truyền đạt
được mô tả dưới dạng:










1
.
1
1)(
p
d
Ta
p
d

khi nhiệt độ đạt trạng thái xác lập.

3. Mẫu báo cáo thí nghiệm

BÀI 1: ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ GIÓ NÓNG

I. Mục đích thí nghiệm
II. Mô tả thí nghiệm

+ Vẽ sơ đồ mô tả thí nghiệm.
+ Vẽ sơ đồ hệ thống điều khiển sử dụng MATLAB – Simulink.

III. Kết quả thí nghiệm

+ Xây dựng đồ thị quá trình điều chỉnh.
+ Xây dựng các chỉ tiêu chất lượng:

Giá trị sai lệch tĩnh, độ quá điều chỉnh và thời gian điều chỉnh
với giá trị sai lệch cho phép 5% tín hiệu chủ đạo trên đồ thị.

M
ỗi sinh vi
ên ph
ải l
àm m
ột báo cáo thí nghiệm ri
êng.


Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều chỉnh áp suất

Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống điều chỉnh được mô tả trong hình 2.2.

Đối tượng điều chỉnh là khâu bậc nhất có trễ với hằng số thời gian và
độ trễ rất nhỏ. Hàm truyễn đạt của đối tượng được mô tả dưới dạng:
1.
.
)(
.



pT
eK
pW
p
đ
đ


Các thông số K
đ
, T và  được xác định bằng thực nghiệm.
W
m
(p) W
đ
(p)

o
theo yêu cầu, ghi lại các giá trị P
t
, P
r

tương ứng. Thí nghiệm được tiến hành cho 5 giá trị P
o
. Kết quả thí
nghiệm được ghi theo bảng 3-1.

B
ảng 3
-1 Kết quả thí nghiệm với

% = ;P
đ
=
TT P
0
P
t
P
r
P=P
0
-P
t
1


tích phân. Đặt các giá trị K
m
và T
i
cần thiết sau đó tiến hành thí nghiệm
như trên. Kết quả thí nghiệm ghi theo mẫu bảng 3-3.

B
ảng 3
-3 Kết quả thí nghiệm với

% = ;T
i
=
TT P
0
P
t
P
r
P=P
0
-P
t
1

5

 Trên cơ sở thí nghiệm với máy điều chỉnh tác động theo quy luật tỉ lệ
tích phân ở trên giảm dần giá trị % cho đến khi hệ thống đạt biên giới

chảy vào bình tích. Hệ thống điều chỉnh sử dụng máy điều chỉnh PID khí nén. Tín
hiệu ra của bộ điều chỉnh thay đổi trong khoảng 0.2-1KG/cm
2
. Tín hiệu này tác
động lên màng của van khí nén làm thay đổi độ mở của van dẫn đến lưu lượng
của dòng nước chảy vào bình tích thay đổi. Vì vậy mức nước trong bình tích sẽ
thay đổi theo. Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều chỉnh được mô tả trên hình 3-1. Đối tượng điều chỉnh thực chất là khâu bậc nhất có trễ nếu chiều cao của
bình tích rất lớn. Trong thực tế chiều cao của bình tích rất nhỏ (200mm). Với
chiều cao này khi mực nước trong bình thay đổi thì lưu lượng nước ra thay đổi
không đáng kể. Vì vậy đối tượng được xem như là khâu tích phân có trễ với hàm
truyền đạt được mô tả dưới dạng:
p
e
pT
p
.
.
1
)(
d
W

thí nghiệm.
2. Khảo sát quá trình điều chỉnh với các chế độ hoạt động khác nhau của máy
điều chỉnh.
W
m
(p) W
đ
(p)
Hình 3
-
1
:
Sơ đ
ồ
kh
ối
c
ấu trúc hệ t
h
ống điều chỉnhHình 3.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh mức nước

IV . Mẫu báo cáo thí nghiệm:

BÀI 3 ĐIỀU CHỈNH MỨC DỊCH THỂ

I. Mục đích thí nghiệm.
II. Mô tả thí nghiệm.