Mạng PLC điều khiển lò nhiệt và máy xếp hàng tự động

i laø bieán ngoân ngöõ. Vì baûn chaát cuûa giaù trò ngoân ngöõ laø taäp môø, neân ñeå soaïn thaûo giaù trò ngoân ngöõ cho 1 bieán ngoân ngöõ ta caàn phaûi: 1) Khai baùo soá caùc giaù trò ngoân ngöõ taäp môø cuûa bieán. 2) Soaïn thaûo taäp neàn, cuõng nhö haøm thuoäc cho töøng giaù trò ngoân ngöõ. Ñeå vaøo cheá ñoä soaïn thaûo giaù trò ngoân ngöõ (taäp môø) cho 1 bieán ñaàu vaøo naøo ñoù, ta kích ñoâi phím chuoät traùi taïi bieåu töôïng cuûa bieán ñoù. Ví duï ñeå soaïn thaûo giaù trò cho bieán vaøo Input01, ta nhaùy keùp vaøo bieåu töôïng cuûa noù (ñaõ ñöôïc ñaùnh daáu treân maøn hình). Khi ñoù cöûa soå soaïn thaûo hieän ra: Phím khai baùo hoaëc cheøn theâm giaù trò ngoân ngöõ môùi (taäp môø) Söûa laïi teân bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo Phím xoaù giaù trò ngoân ngöõ (taäp môø) ñaõ coù Khai baùo soá caùc giaù trò ngoân ngöõ (taäp môø) : Ñeå khai baùo soá caùc taäp môø cho bieán Input01, ta chæ caàn kích chuoät vaøo phím Insert roài vieát soá caùc taäp môø caàn coù vaøo oâ töông öùng trong cöûa soå hieän ra daïng (toái ña laø 7) : Nôi ghi soá caùc giaù trò ngoân ngöõ (taäp môø) caàn coù cho bieán (toái ña laø 7) Ta aán phím OK. Soá caùc taäp môø toái ña maø FCPA cho pheùp khai baùo laø 7. Caùc taäp môø khai baùo seõ maëc ñònh: coù teân laàn löôït laø n-big, n-small, zero, p-small, p-big. coù haøm thuoäc hình tam giaùc ñöôïc chia ñeàu treân taäp neàn. Sau khi aán OK, FCPA seõ in ra maøn hình cöûa soå soaïn thaûo haøm thuoäc cho moãi taäp môø nhö sau: OÂ chöùa teân taäp môø ñöôïc choïn Baûng danh muïc teân caùc taäp môø cuûa bieán vaøo Input01 Haøm thuoäc cuûa taäp môø ñöôïc choïn Söûa ñoåi haøm thuoäc: Muoán söûa ñoåi haøm thuoäc maëc ñònh cho taäp môø naøo, ta kích hoaït taäp môø ñoù baèng caùch ghi tröïc tieáp teân taäp môø vaøo oâ chöùa teân taäp môø hoaëc aán phím vaø choïn teân taäp môø trong baûng danh muïc hieän ra. Haøm thuoäc cuûa taäp môø ñöôïc choïn seõ chuyeån sang maøu ñoû baùo traïng thaùi tích cöïc cuûa noù. Vieäc söûa ñoåi haøm thuoäc ñoàng nghóa vôùi vieäc ñoåi daïng (Singleton, tam giaùc hay hình thang) vaø mieàn xaùc ñònh. Coù 2 caùch söûa nhö sau: 1) Caùch thöù nhaát: Choïn ñænh cuûa haøm thuoäc caàn söûa baèng caùch ñöa chuoät vaøo ñænh ñoù vaø aán phím chuoät traùi FCPA seõ baùo ñænh ñaõ ñöôïc tích cöïc baèng 1 vaønh khuyeân nhoû quanh ñænh ñoù. Giöõ nguyeân phím chuoät roài keùo ñænh ñoù sang phaûi hoaëc traùi ñeå thay ñoåi toaï ñoä cuûa ñænh. 2) Caùch thöù hai : Söûa tröïc tieáp baèng caùch ghi toaï ñoä môùi vaøo caùc oâ trong cöûa soå Point Toaï ñoä caùc ñænh A,B,C,D töø treân xuoáng D C B A Teân taäp môø ñang ñöôïc söûa ñoåi Haøm thuoäc cuûa taäp môø ñang ñöôïc söûa ñoåi Nhö vaäy muoán coù haøm thuoäc hình tam giaùc, ta cho ñænh B truøng vôùi ñænh C (hai ñænh coù cuøng toaï ñoä). Ñeå coù daïng singleton ta cho A truøng vôùi D, B truøng vôùi C. Sau khi soaïn thaûo hay söûa ñoåi xong taát caû caùc giaù trò cuûa 1 bieán vaøo, ta aán phím OK ñeå keát thuùc. FCPA seõ quay laïi maøn hình ban ñaàu. 3.2.5 Soaïn thaûo giaù trò cho töøng bieán (ngoân ngöõ) ñaàu ra Töông töï nhö ñaõ khai baùo hay söûa ñoåi giaù trò cho bieán vaøo, vieäc khai baùo caùc giaù trò (taäp môø) cho bieán ra cuõng ñöôïc baét ñaàu baèng caùch kích ñoâi chuoät traùi taïi bieåu töôïng cuûa bieán ñaàu ra. Muoán soaïn thaûo hay söûa ñoåi giaù trò ngoân ngöõ taäp môø cho 1 bieán ñaàu ra naøo ñoù, ta kích ñoâi chuoät traùi taïi bieåu töôïng cuûa bieán ñoù. Ví duï ñeå soaïn thaûo giaù trò cho bieán ra Output01, ta nhaùy keùp vaøo bieåu töôïng cuûa noù. Khi ñoù cöûa soå soaïn thaûo seõ hieän ra. Tieáp tuïc ta kích chuoät vaøo phím Insert ñeå khai baùo soá caùc taäp môø cho bieán Output01. Chuù yù laø FCPA chæ cho pheùp khai baùo toái ña 9 giaù trò cho moãi bieán ra. Sau khi khai baùo xong soá caùc giaù trò (taäp môø) cho bieán ra Output01 ta aán phím OK ñeå vaøo maøn hình soaïn thaûo. Khaùc vôùi bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo, giaù trò (taäp môø) cuûa caùc bieán ra chæ coù duy nhaát 1 daïng singleton. Muoán söûa ñoåi giaù trò ngoân ngöõ naøo, ta tích cöïc noù baèng caùch choïn teân taäp môø cuûa giaù trò ñoù trong baûng danh muïc hieän ra khi aán phím . FCPA seõ baùo traïng thaùi tích cöïc cuûa haøm thuoäc taäp môø ñöôïc choïn baèng caùch chuyeån noù sang maøu ñoû vaø theâm 1 hình khuyeân ôû chính giöõa Baûng danh muïc teân caùc taäp môø Toaïñoä haøm thuoäc (singleton) cuûa taäp môø ñang ñöôïc tích cöïc Haøm thuoäc (daïng singleton) cuûa taäp môø ñang ñöôïc tích cöïc Ñeå söûa ñoåi haøm thuoäc daïng singleton, ñôn giaûn ta chæ caàn söûa ñoåi taïo ñoä cuûa noù baèng caùch ñöa con troû vaøo hình khuyeân, giöõ phím chuoät traùi roài keùo sang phaûi/traùi, hoaëc tröïc tieáp ghi toaï ñoä môùi vaøo oâ Point cuûa cöûa soå maøn hình soaïn thaûo. 3.2.6 Soaïn thaûo luaät hôïp thaønh Sau khi khai baùo xong bieán ngoân ngöõ vaøo/ra vaø caùc giaù trò (taäp môø) cho chuùng, chaúng haïn nhö ta ñaõ khai baùo m bieán vaøo Input1,…, Inputm vôùi caùc giaù trò Ai1,…, Aim vaø s bieán ra Output1=Bn1,…, Outputs vôùi caùc giaù trò Bi1,… Bis, böôùc tieáp theo laø ta xaây döïng luaät hôïp thaønh. Ñeå vaøo cheá ñoä xaây doing luaät hôïp thaønh coù caáu truùc: R1: Neáu Input1=A11 vaø… vaø Inputm=A1m thì Output1=B11 vaø… vaø Outputs=B1s R2: Neáu Input1=A21 vaø… vaø Inputm=A2m thì Output1=B21 vaø… vaø Outputs=B2s Rn: Neáu Input1=An1 vaø… vaø Inputm=Anm thì Output1=Bn1 vaø… vaø Outputs=Bns Ta nhaùy keùp phím traùi chuoät taïi oâ if…then Nhaùy chuoät vaøo ñaây ñeå vaøo cheá ñoä soaïn thaûo luaät hôïp thaønh Khi ñoù seõ xuaát hieän cöûa soå maøn hình soaïn thaûo daïng: Khi nhaùy chuoät taïi oâ naøy baûng danh muïc caùc giaù tròcho bieán ngoân ngöõ Output01 seõ hieän ra. Choïn 1 giaù trò trong baûng ñoù. Ñeå soaïn thaûo luaät hôïp thaønh ta soaïn thaûo töøng meänh ñeà hôïp thaønh. Aán phím Insert ñeå cheøn theâm 1 meänh ñeà hôïp thaønh trong luaät. Meänh ñeà hôïp thaønh ñöôïc cheøn theâmseõ laø 1 coät goàm caùc oâ troáng. Soá caùc oâ troáng naøy ñöôïc qui ñònh bôûi soá caùc bieán ngoân ngöõ vaøo/ra maø ta ñaõ khai baùo töø tröôùc. Moãi oâ troáng öùng vôùi 1 bieán ngoân ngöõ. Tieáp theo, neáu ta nhaùy chuoät taïi oâ troáng cuûa bieán ngoân ngöõ naøo, treân maøn hình seõ hieän ra baûng caùc giaù trò (taäp môø) cuûa bieán ngoân ngöõ ñoù ñeå ta choïn. Ví duï ôû maøn hình soaïn thaûo phía treân, meänh ñeà hôïp thaønh thöù nhaát maø ta vöøa soaïn thaûo baèng caùch choïn giaù trò cho noù töø baûng caùc giaù trò chính laø: Neáu Input01=n_small vaø Input02=p_small thì Output01=n_small. 3.2.7. Choïn ñoäng cô suy dieãn FCPA chæ cung caáp 1 ñoäng cô suy dieãn laø MAX_MIN neân ta khoâng coù khaû naêng choïn 1 ñoäng cô suy dieãn khaùc. 3.2.8. Choïn phöông phaùp giaûi môø FCPA chæ cung caáp 1 phöông phaùp giaûi môø duy nhaát laø phöông phaùp ñieåm troïng taâm. Bôûi vaäy treän maøn hình soaïn thaûo boä ñieàu khieån cuûa FCPA khoâng coù phím löïa choïn phöông phaùp giaûi môø. 3.2.9. Quan saùt heä vaøo ra cuûa boä ñieàu khieån môø Sau khi soaïn thaûo xong luaät hôïp thaønh, ta aán phím OK ñeå quay veà cöûa soå maøn hình chính cuûa FCPA. Ñeå quan saùt 1 caùch tröïc quan quan heä vaøo/ra cuûa boä ñieàu khieån môø vöøa soaïn thaûo ta choïn Debugà 3D Graphic Display, khi ñoù treân maøn hình xuaát hieän ñoà thò moâ taû quan heä vaøo/ra cuûa boä ñieàu khieån môø nhö sau: 3.3. Söû duïng DB môø vôùi FB30 (Fuzzy Control) 3.3.1 Caùc tham bieán hình thöùc cuûa FB30 Boä ñieàu khieån môø ñöôïc soaïn thaûo xong caàn phaûi ñöôïc caát giöõ vaøo Project baèng leänh Fileà Save. Noù seõ ñöôïc löu tröõ vaøo Project döôùi daïng 1 khoái DB maø ta ñaõ ñaët teân. Khoái duõ lieäu môø naøy ñöôïc söû duïng cuøng vôùi khoái haøm FB30 ñaõ ñöôïc laáy töø Project FuzConEx trong thö vieän cuûa Simatic Manager khi caøi ñaët chöông trình Fuzzy/FB. Bôûi vaäy khi söû duïng khoái döõ lieäu môø ta phaûi keát thuùc FCPA baèng leänh FileàExit vaø quay trôû laïi Simatic Manager ñeå vieát leänh söû duïng theo caáu truùc: Cuù phaùp CALL FB30,DBx Trong ñoù DBx laø teân khoái döõ lieäu môø. Khoái FB30 (Fuzzy Control) coù 8 bieán ñaàu vaøo INPUT1 -:- INPUT8 kieåu soá thöïc, 5 bieán ra goàm OUTPUT1 -:- OUTPUT4 cuõng kieåu soá thöïc vaø INFO kieåu byte. Khi thöïc hieän leänh goïi khoái FB30 nhö treân, toaøn boä 8 bieán hình thöùc ñaàu vaøo vaø 5 bieán ñaàu ra seõ hieän treân maøn hình chôø ta tham trò: CALL FB30, DBx INPUT1 := INPUT2 := INPUT3 := Chæ gaùn tham trò cho nhöõng bieán ngoân ngöõ ñaàu INPUT4 := vaøo naøo ñaõ ñöôïc khai baùo trong DBx nhôø phaàn INPUT5 := meàm FCPA INPUT6 := INPUT7 := INPUT8 := OUTPUT1 := OUTPUT2 := Chæ gaùn tham trò cho nhöõng bieán ngoân ngöõ ñaàu ra OUTPUT3 := naøo ñaõ ñöôïc khai baùo trong DBx nhôø phaàn meàm OUTPUT4 := FCPA INFO := //Thanh ghi baùo traïng thaùi laøm vieäc cuûa FB30 3.3.2. Thanh ghi baùo traïng thaùi laøm vieäc cuûa FB30 Giaù trò traû veà coù teân INFO vôùi kích thöôùc 1 byte laø maõ baùo traïng thaùi thöïc hieän coâng vieäc cuûa khoái haøm FB30. noù ñöôïc qui ñònh nhö sau: B#16#00 Khoái haøm FB30 ñaõ ñöôïc thöïc hieän bình thöôøng B#16#01 Khoái haøm FB30 khoâng ñöôïc thöïc hieän. Giaù trò traû veà ñaàu ra vaãn laø nhöõng giaù trò cuõ. B#16#11 Khoâng tìm thaáy khoái DB môø ñaõ chæ thò. Coù theå khoái DB môø naøy ñaõ khoâng ñöôïc ñoå vaøo CPU. B#16#21 Khoái döõ lieäu DB môø ñöôïc goïi theo haøm FB30 khoâng cuøng kích thöôùc veà bieán vaøo/ra. Ví duï nhö khoái DB môø ñaõ ñöôïc soaïn thaûo cho 4 bieán vaøo vaø 2 bieán ra, nhöng khi goïi cuøng vôùi FB30 laïi khai baùo cho 5 bieán vaøo vaø 2 bieán ra. Lieân quan tôùi maõ B#16#01 baùo FB30 khoâng laøm vieäc laø noäu dung töø keùp coù teân START_STOP trong DB môø ñaõ ñöôïc soaïn thaûo baèng FCPA. Töø keùp naøy coù taùc duïng nhö 1 bieán ñieàu kieän ñeå thöïc hieän ñeå thöïc hieän leänh CALL FB30, DBx Neáu START_STOP=W#16#0000 leänh seõ ñöôïc thöïc hieän. Neáu START_STOP≠W#16#0000 leänh khoâng ñöôïc thöïc hieän. Chöông 4: GIÔÙI THIEÄU PHAÀN MEÀM GIAÙM SAÙT WinCC Hieän nay WinCC coù raát nhieàu phieân baûn nhö WinCC 4.02, WinCC 5.0, WinCC 6.0. Trong luaän vaên söû duïng WinCC 4.02 chaïy chæ chaïy ñöôïc vôùi heä ñieàu haønh Window98. 4.1. Caùc böôùc ñeå taïo moät Project môùi vôùi WinCC Ñeå taïo 1 Project môùi trong WinCC, ta tieán haønh theo caùc böôùc sau: +Taïo ra 1 Project. +Choïn vaø thieát laäp Driver keát noái vôùi PLC. +Taïo ra caùc Tag lieân keát vôùi caùc ñòa chæ cuûa PLC maø ta caàn söû duïng. +Taïo ra maøn hình giao dieän. +Xaùc laäp caùc thoâng soá trong WinCC Runtime. +Kích hoaït giao dieän cuûa Project. 4.2. Giôùi thieäu sô löôïc caùc böôùc B1: Taïo ra 1 Project Khi vaøo maøn hình cuûa WinCC. Duøng phím chuoät traùi kích vaøo FileNew thì treân maøn hình seõ xuaát hieän caùc muïc choïn sau: Duøng chuoät choïn muïc Single-User System sau ñoù aán phím OK ñeå xaùc nhaän. Sau khi ñaët teân vaø ñöôøng daãn cho Project öùng duïng thì ta baét ñaàu vaøo böôùc 2. B2: Caøi ñaët Driver keát noái vôùi PLC. Trong cöûa soå Project ta môùi taïo: Kích chuoät phaûi vaøo Tag ManagementAdd New Driver sau ñoù choïn loaïi Driver phuø hôïp vôùi loaïi PLC maø ta söû duïng (Trong luaän vaên laø loaïi SIMATIC S7 Protocol Suite.CHN) sau ñoù kích chuoät vaøo nuùt Open. Khi ñoù ta ñaõ choïn xong loaïi Driver mong muoán. Khi ñoù treân maøn hình xuaát hieän:Kích chuoät phaûi vaøo MPINew Driver Connection. Hoäp thoaïi Connection properties xuaát hieän: Ñaùnh vaøo teân lieân keát vôùi PLC maø ta muoán. Ñaùnh teân xong, aán phím OK xaùc nhaän, roài tieán haønh böôùc 3. Chuù yù: Ñeå lieân keát ñöôïc giöõa PLC vôùi WinCC thì trong muïc Connection cuûa hoäp thoaïi Connection properties ta caàn xaùc laäp caùc thoâng soá nhö sau: B3: Taïo ra caùc Tag Giaû söû trong hoäp thoaïi Connection properties ta ñaët teân laø “PLC” thì khi kích chuoät phaûi vaøo PLC: Choïn muïc New Tag, hoäp thoaïi Tag Properties seõ hieän ra: Ñaët teân Tag Choïn kieåu döõ lieäu cuûa Tag Choïn xong aán nuùt Select ñeå môû hoäp thoaïi Address properties : Ta choïn, xaùc ñònh loaïi döõ lieäu vaø ñòa chæ trong PLC cho Tag maø ta vöøa taïo ra. Aán phím OK ñeå xaùc nhaän. B4: Taïo ra maøn hình giao dieän. Trong cöûa soå chính cuûa WinCC, kích chuoät phaûi vaøo bieåu töôïng Graphic Designerchoïn New Picture. Sau ñoù kích ñoâi vaøo bieåu töôïng NewPdl0.pdl. Kích ñoâi chuoät vaøo ñaây Sau khi kích chuoät xong, ta seõ vaøo maøn hình Graphics Designer. Thö vieän chöùa caùc coâng cuï caàn söû duïng Ta tieán haønh taïo giao dieän theo yù muoán. Sau khi taïo xong ta caàn lieân keát nhöõng bieåu töôïng vöøa taïo vôùi caùc Tag töông öùng ñaõ taïo ra ôû B3. B5 :Xaùc laäp caùc ñaëc tính thôøi gian chaïy trong WinCC Trong cöûa soå chính cuûa maøn hình, kích chuoät phaûi vaøo bieåu töôïng Computer trong Project, sau ñoù choïn Properties, xaùc laäp caùc thoâng soá nhö sau: Kích hoaït giao dieän vöøa taïo B6: Kích hoaït giao dieän trong WinCC Ñeå chaïy Project vöøa taïo, ta kích vaøo bieåu töôïng treân thanh coâng cuï cuûa WinCC. Chöông 5 : LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN LOØ NHIEÄT 5.1. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån nhieät ñoä 5.1.1 Ñieàu khieån ON_OFF Ñieàu khieån ON_OFF laø laëp laïi traïng thaùi ñoùng ngaét nguoàn cung caáp cho heä thoáng ñieàu khieån theo ñieåm ñaët, khi nhieät ñoä trong loø döôùi nhieät ñoä ñaët thì ngoõ ra rôle ñoùng ngaét nguoàn laø ON vaø OFF khi nhieät ñoä trong loø cao hôn nhieät ñoä ñaët. Set point T ON OFF T1 T2 Hình 5.1: Ñaëc tính cuûa ñieàu khieån ON_OFF Ñieàu khieån ON_OFF toát nhaát cho heä thoáng ñieàu khieån khi nhieät ñoä taêng leân chaäm vaø sai phaân G giöõa caân baèng nhieät khi ngoõ ra laø ON vaø khi ngoõ ra laø OFF nhoû 5.1.2 Ñieàu khieån môø 5.1.2.1. Nhöõng khaùi nieäm cô baûn 5.1.2.1.1. Taäp môø Taäp môø A laø 1 taäp hôïp maø moãi phaàn töû ñöôïc gaùn theâm 1 soá thöïc µ(x) trong khoaûng [0,1] ñeå chæ ñoä phuï thuoäc cuûa phaàn töû ñoù vaøo taäp ñaõ cho. Khi µ(x)=0, phaàn töû x seõ hoaøn toaøn khoâng phuï thuoäc A (xaùc suaát phuï thuoäc baèng 0). Khi µ(x)=1, phaàn töû cô baûn seõ thuoäc A vôùi xaùc suaát 100%. Phaàn töû x ñöôïc goïi laø phaàn töû cô baûn vaø taäp kinh ñieån chæ chöùa rieâng x (khoâng coù ñoä phuï thuoäc µ(x) coù teân laø taäp neàn cuûa taäp môø A. Nhö vaäy, taäp môø laø taäp hôïp caùc caëp (x, µ(x)). Khi x chaïy treân khaép taäp neàn thì µ(x) seõ laø 1 haøm thöïc vaø ñöôïc goïi laø haøm thuoäc. Caùc daïng haøm thuoäc thöôøng duøng laø: - Haøm Singleton - Haøm hình tam giaùc - Haøm hình thang µ(x) µ(x) µ(x) 1 1 1 m1 x m1 m2 m3 x m1 m2 m3 m4 x Singleton Tam giaùc Hình thang Hình5.2 : Nhöõng daïng haøm thuoäc thöôøng duøng 5.1.2.1.2 Pheùp tính treân taäp môø a- Pheùp hôïp hai taäp môø Hôïp AB cuûa 2 taäp môø A vaø B ñöôïc hieåu laø 1 taäp môø goàm caùc phaàn töû cuûa 2 taäp A, B ñaõ cho, trong ñoù haøm thuoäc µAB cuûa phaàn töû AB khoâng ñöôïc maâu thuaãn vôùi pheùp hôïp cuûa 2 taäp kinh ñieån. Ví duï: µAB (x) = max µA(x) , µB(x) Luaät max (0a) µAB (x) = min 1, µA(x)+ µB(x) Luaät toång (0b) A B AB b- Pheùp giao hai taäp môø Giao AB cuûa 2 taäp môø A vaø B ñöôïc hieåu laø 1 taäp môø goàm caùc phaàn töû cuûa 2 taäp A, B ñaõ cho, trong ñoù haøm thuoäc µAB cuûa phaàn töû AB khoâng ñöôïc maâu thuaãn vôùi pheùp giao cuûa 2 taäp kinh ñieån. Ví duï: µAB(x) = min µA(x) , µB(x) Luaät min µAB(x) = µA(x)µB(x) Luaät tích A B AB 5.1.2.1.3. Meänh ñeà hôïp thaønh Meänh ñeà hôïp thaønh R: “Neáu a=A thì b=B” laø pheùp suy dieãn môø “töø A suy ra B”, trong ñoù taäp môø A vôùi haøm thuoäc µA(x) laø 1 giaù trò cuûa bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo a vaø taäp môø b vôùi haøm thuoäc µB(y) cuõng laø 1 giaù trò cuûa bieán ngoân ngöõ ñaàu ra b. do meänh ñeà hôïp thaønh naøy coù 1 bieán ñaàu vaøo a vaø 1bieán ñaàu ra b neân noù ñöôïc goïi laø meänh ñeà SISO hay pheùp suy dieãn SISO (single input-single output). Khi cho tröôùc 1 giaù trò roõ cuï theå xo , tính ñuùng ñaén cuûa pheùp suy dieãn treân seõ ñöôïc ñaùnh giaù bôûi 1 taäp môø B’ cuøng neàn vôùi B. Noùi caùch khaùc keát quaû cuûa pheùp suy dieãn öùng vôùi xo taïi ñaàu vaøo laø 1 taäp môø B’. Haøm thuoäc cuûa B’ ñöôïc kyù hieäu baèng µB’(y). Hai coâng thöùc thöôøng ñöôïc duøng trong ñieàu khieån laø : µB’(y)= min µA(xo) , µB(y) Luaät min µB’(y)= µA(xo). µB(y) Luaät tích Trong ñoù giaù trò H=µA(xo) ñöôïc goïi laø ñoä thoaû maõn ñaàu vaøo. Ñeå ngaén goïn ta seõ vieát pheùp suy dieãn”Neáu a=A thì b=B” vôùi giaù trò roõ xo laø HµB’(y). 5.1.2.1.4. Luaät hôïp thaønh Luaät hôïp thaønh laø taäp hôïp cuûa nhieàu meänh ñeà hôïp thaønh cuøng caáu truùc R1: Neáu a1=A11 vaø a2=A12 thì b=B1 hoaëc R2: Neáu a1=A21 vaø a2=A22 thì b=B2 hoaëc (*) Rn: Neáu a1=An1 vaø a2=An2 thì b=Bn Trong ñoù Aij laø caùc giaù trò ngoân ngöõ ( taäp môø) cuûa bieán ngoân ngöõ aj vaø Bi laø nhöõng giaù trò ngoân ngöõ cuûa b, i=1,2,…,m; j=1,2,…,n. ÔÛ nay coù nhieàu meänh ñeà hôïp thaønh daïng Rk , k=1,2,..,n coù nhieàu bieán ngoân ngöõ ñaàu vaøo aj, j=1,2,…,n neân noù coøn ñöôïc goïi laø meänh ñeà hôïp thaønh SISO (multi inputs, single output). Tuy nhieân giaù trò cuûa noù cuõng laø 1 taäp môø B’k vaø cuõng ñöôïc xaùc ñònh theo (1), trong ñoù taïi meänh ñeà Rk giaù trò Hk ñöôïc xaùc ñònh bôûi: Hk = min µAkj (xj) (2) Hay laø B’k= Hk à µB’k(y) Trong ñoù vecto x vôùi caùc phaàn töû xj ,j=1,…,m laø nhöõng giaù trò roõ cuûa m tín hieä ñaàu vaøo. Quaù trình bieán ñoåi xj ,j=1,…,m thaønh Hk theo (2) ñöôïc goïi laø quaù trình môø hoaù. Do keát quaû cuûa moãi meänh ñeà hôïp thaønh Rk laø 1 taäp môø Bk’ neân keát quaû B’ cuûa luaät hôïp thaønh (*) laø hôïp cuûa caùc taäp môø ñoù: B’= (3) Nhö vaäy, ñeå xaùc ñònh B’ cuûa luaät hôïp thaønh (*) 1 caùch cuï theå ta caàn phaûi coù: Moät trong 2 coâng thöùc (1a),(1b) ñeå thöïc hieän pheùp suy dieãn môø ñeå coù B’k . Moät trong 2 coâng thöùc (1a),(1b) ñeå thöïc hieän pheùp hôïp caùc taäp môø theo (3) Vôùi nhöõng caùch qui ñònh khaùc nhau ta coù caùc thuaät toaùn xaùc ñònh B’ khaùc nhau. Moãi 1 thuaät toaùn nhö vaäy coù teân laø ñoäng cô suy dieãn. Coù 4 ñoäng cô suy dieãn thöôøng duøng laø: 1) Ñoäng cô suy dieãn max-MIN, neáu (0a) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1a) cho pheùp suy dieãn môø. 2) Ñoäng cô suy dieãn max-PROD, neáu (0a) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1b) cho pheùp suy dieãn môø. 3) Ñoäng cô suy dieãn sum-MIN, neáu (0b) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1a) cho pheùp suy dieãn môø. 4) Ñoäng cô suy dieãn sum-PROD, neáu (0b) ñöôïc söû duïng cho pheùp hôïp môø, (1b) cho pheùp suy dieãn môø. Coâng suaát xo Coâng suaát Taäp môø keát quaû giaûm taêng giaûm taêng thaáp cao thaáp cao Nhieät ñoä xo Neáu nhieät ñoä= thaáp thì coâng suaát= taêng Neáu nhieät ñoä= cao thì coâng suaát= giaûm ÔÛ treân laø ví duï veà caùch xaùc ñònh giaù trò môø cuûa luaät hôïp thaønh SISO, moâ phoûng kinh nghieäm giöõ oån ñònh nhieät ñoä cuûa loø nhieät, goàm 2 meänh ñeà hôïp thaønh SISO (1 bieán vaøo vaø 1 bieán ra) öùng vôùi giaù trò roõ xo taïi ñaàu vaøo khi ñoäng cô suy dieãn ñöôïc aùp duïng laø max-MIN. 5.1.2.1.5. Giaûi môø Giaûi môø coù nhieäm vuï chuyeån ñoåi 1 taäp môø B’ vôùi haøm thuoäc µB’(y) thaønh 1 gía trò roõ yo baèng caùch laáy 1 phaàn töû cô baûn cuûa taäp neàn laøm ñaïi dieän. Coù nhieàu phöông phaùp laáy 1 phaàn töû ñaïi dieän nhö: Phöông phaùp giaù trò cöïc ñaïi beân phaûi Phöông phaùp giaù trò cöïc ñaïi beân phaûi Phöông phaùp giaù trò trung bình Song, trong thöïc teá ñieàu khieån, phöông phaùp thöôøng ñöôïc söû duïng laø phöông phaùp ñieåm troïng taâm nhö hình veõ : µB’(y) yo y yo= Giaù trò roõ yo chính laø hoaønh ñoä cuûa ñieåm troïng taâm cuûa taäp môø B’. 5.1.2.1.6. Caùc böôùc toång hôïp boä ñieàu khieån môø Ñònh nghóa taát caû caùc bieán ngoân ngöõ vaøo/ra, Ñònh nghóa taäp môø (giaù trò ngoân ngöõ) cho caùc bieán vaøo/ra, xaây döïng caùc luaät hôïp thaønh môø, choïn ñoäng cô suy dieãn, choïn phöông phaùp giaûi môø 5.1.2.1.7. Nhöõng öu ñieåm cuûa boä ñieàu khieån môø Vieäc toång hôïp boä ñieàu khieån môø ñôn giaûn. Nhöõng boä ñieàu khieån phi tuyeán phöùc taïp cuõng coù theå ñöôïc toång hôïp deã daøng baèng boä ñieàu khieån môø. Khoâng caàn xaùc ñònh moâ hình toaùn hoïc cuûa ñoái töôïng neân khoái löôïng coâng vieäc thieát keá giaûm ñi raát nhieàu Boä ñieàu khieån môø deã hieåu, laøm vieäc oån ñònh, chaát löôïng cao hôn caùc boä ñieàu khieån khaùc trong nhieàu tröôøng hôïp. 5.2. Ñoái töôïng loø nhieät vaø caûm bieán 5.2.1. Ñoái töôïng loø nhieät Trong thöïc teá, trong coâng nghieäp caùc loø nhieät thöôøng coù coâng suaát raát lôùn, quaùn tính lôùn, taàm nhieät hoaït ñoäng roäng vaø coù nhieàu caùch ñoát noùng khaùc nhau nhö duøng loø xo, khí ñoát, soùng cao taàn…Khi ñieàu khieån nhieät ñoä, ñaëc tính caàn chuù yù laø ñoä quaùn tính, naêng suaát toaû nhieät ra moâi tröôøng. Tính chaát cuûa loø nhieät phuï thuoäc vaøo theå tích, vaät lieäu caùch nhieät vaø nguoàn nhieät. Loø nhieät ñöôïc söû duïng trong luaän vaên laø 1 loaïi loø nöôùng daân duïng, ñieän aùp xoay chieàu, coù ñoä quaùn tính töông ñoái lôùn, coù coâng suaát tieâu thuï lôùn nhaát laø 800W. 5.2.2. Caùc loaïi caûm bieán Khi ñieàu khieån nhieät ñoä, chuùng ta phaûi coù thieát bò ñeå ñoïc nhieät ñoä hieän taïi cuûa loø veà, töø ñoù môùi coù theå ñieàu khieån nhieät ñoä 1 caùch chính xaùc. Thieát bò ñoù laø caûm bieán. Trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng söû duïng nhöõng loaïi caûm bieán sau: Thermocouple, RTD, thermistor, vaø caùc IC baùn daãn 5.2.2.1. RTD Öu ñieåm ° OÅn ñònh nhaát ° Chính xaùc ° Ñoä tuyeán tính cao Khuyeát ñieåm ° Giaù thaønh cao ° Caàn phaûi cung caáp nguoàn doøng ° Töï gia taêng nhieät 5.2.2.2. Thermistor Öu ñieåm ° Ngoõ ra coù giaù trò lôùn ° Ñaùp öùng nhanh Khuyeát ñieåm ° Phi tuyeán ° Giôùi haïn taàm ño nhieät ° Deã vôõ ° Caàn phaûi cung caáp nguoàn doøng ° Töï gia taêng nhieät 5.2.2.3 . IC caûm bieán Öu ñieåm ° Tuyeán tính nhaát ° Ngoõ ra coù giaù trò cao nhaát ° Reû tieàn Khuyeát ñieåm ° Nhieät ñoä ño döôùi 2000 C ° Caàn cung caáp nguoàn cho caûm bieán 5.2.2.4 .Thermocouple (Caëp nhieät ñieän) Goàm 2 daây kim loaïi khaùc nhau ñöôïc haøn laïi ôû 1 ñaàu ñöôïc goïi laø ñaàu noái noùng, hai ñaàu coøn laïi goïi laø ñaàu noái laïnh hay ñaàu noái chuaån Kim loaïi A + To V Kim loaïi B Ñaàu noùng  Hình: Sô ñoà nguyeân lyù thermocouple Theo hieäu öùng Seebeck, khi coù cheânh leäch nhieät ñoä giöõa ñaàu noùng hay ñaàu laïnh thì phaùt sinh suaát ñieän ñoäng giöõa 2ñaàu laïnh,hai ñaàu laïnh ñaët cuøng nhieät ñoä To. V = a + b.T + c. T2 (2.4) T = T-To Trong ñoù T:nhieät ñoä ño, To:nhieät ñoä ñaàu laïnh Töø (2.4) ta thaáy quan heä giöõa V vaø T laø phi tuyeán . Nhöng khi söû duïng taàm ño heïp coù theå tuyeán tính hoaù ñaëc tính caëp nhieät ñieän theo bieåu thöùc: V=k. T k:heä soá nhieät, ñôn vò µV/oC. Moät soá loaïi caëp nhieät thoâng duïng Caëp nhieät Vaät lieäu caáu taïo Heä soá nhieät k (µV/oC) Loaïi J Saét-Constantan 52.3 Loaïi K Chromel-Alumel 40.0 Loaïi S Platinum-Rhodium 6.4 Loaïi T Ñoàng-Constantan 42.8 Neáu daây caëp nhieät khoâng ñöôïc daøi vaø ta phaûi söû duïng daây ñoàng ñeå noái ñeán duïng cuï ño thì soá chæ cuûa duïng cuï ño laø hieäu soá giöõa nhieät ñoä ño T vaø nhieät ñoä choã noái To, nhieät ñoä To thöôøng laø khoâng oån ñònh Ñeå khaéc phuïc ta neân duøng daây noái daøi cuøng loaïi vôùi vaät lieäu caëp nhieät ñeå buø tröø nhieät ñoä To , luùc naøy ta coù: V=k(T-T1) Nhieät ñoä T1 oån ñònh vaø ño ñöôïc Ñieän aùp töø caëp nhieät ñieän laø khaù nhoû vì theá ta phaûi khueách ñaïi leân nhieàu laàn ñeå ño ñöôïc ñieän aùp ñoù ngoaøi ra caàn coù thieát bò ño nhieät ñoä ñaàu laïnh ñeå buø tröø. Öu ñieåm cuûa thermocouple ° Laø thaønh phaàn tích cöïc, töï cung caáp coâng suaát ° Ñôn giaûn, deã söû duïng, giaù thaønh haï ° Taàm ño nhieät roäng Khuyeát ñieåm ° Ñoä tuyeán tính keùm ° Keùm nhaïy. ° Ñoøi hoûi ñieän aùp tham chieáu 5.3. Buø nhieät cuûa moâi tröôøng Khi duøng thermocouple thì giaù trò hieäu ñieän theá thu ñöôïc bò aûnh höôûng bôûi 2 loaïi nhieät ñoä: nhieät ñoä caàn ño vaø nhieät ñoä tham chieáu. Caùch gaùn 0oC cho nhieät ñoä tham chieáu thöôøng chæ laøm trong phoøng thí nghieäm ñeå ruùt ra caùc giaù trò cuûa thermocouple. Trong thöïc teá thì nhieät ñoä tham chieáu thöôøng laø nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng nôi maïch hoaït ñoäng neân khoâng theå bieát ñöôïc chính xaùc nhieät ñoä naøy laø bao nhieâu vì theá vaán ñeà buø tröø nhieät ñoä ñöôïc ñaët ra ñeå laøm sao ta thu ñöôïc hieäu ñieän theá 1 caùch chính xaùc(chæ phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä caàn ño) Buø nhieät moâi tröôøng laø ta phaûi coù thaønh phaàn cho pheùp xaùc ñònh nhieät ñoä moâi tröôøng roài töø ñoù taïo ra 1 giaù trò ñeå buø laïi giaù trò taïo ra bôûi thermocouple chöù khoâng theå buø nhieät baèng caùch öôùc löôïng nhieät ñoä moâi tröôøng roài khi ñoïc giaù trò hieäu ñieän theá thì tröø ñi giaù trò maø ta ñaõ öôùc löôïng bôûi vì: - Nhieät ñoä moâi tröôøng thay ñoåi 1 caùch thöôøng xuyeân, khoâng xaùc ñònh tröôùc. - ÔÛ nhöõng nôi khaùc nhau thì nhieät ñoä moâi tröôøng khaùc nhau. 5.4 Moät soá nhieät ñoä chuaån Ñeå ño ñöôïc nhieät ñoä chính xaùc thì ta caàn 1 soá nhieät ñoä chuaån ñeå caân chænh maïch chính xaùc Loaïi Nhieät ñoä Ñieåm ñoâng ñaù Ñieåm tan cuûa nöôùc Ñieåm soâi cuûa nöôùc 0oC 0.01oC 100oC Chöông 6 : LYÙ THUYEÁT ÑOÄNG CÔ DC VAØ LYÙ THUYEÁTÑIEÀU KHIEÅN 6.1.Tìm hieåu ñaëc tính cuûa ñoäng cô 6.1.1 Caùc thoâng soá ñieàu kieån cuûa ñoäng cô : Ñoäng cô moät chieàu hay ñoäng cô DC ñöôïc söû duïng roäng raõi trong heä thoáng truyeàn ñoäng nhôø ñaëc tính coù theå thay ñoåi vaän toác vaø chieàu quay deã daøng. Thöôøng duøng trong heä thoáng truyeàn ñoäng cuûa caùc xe ñieän, maùy coâng cuï vaän chuyeån, maùy caùn, maùy nghieàn( trong coâng nghieäp giaáy) … Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô DC : Hình 6.1 : sô ñoà töông ñöông ñoäng cô DC Khi ta ñaët ñieän aùp 1 chieàu U hai ñaàu choåi ñieän thì trong cuoâng daây phaàn öùng seõ xuaát hieän doøng ñieän Iö. Khung quay seõ bò taùc duïng bôûi töø tröôøng cuûa nam chaâm vónh cöûu vaø quay quanh truïc. Khi roâ to quay noù seõ caûm öùng treân cuoän daây moät söùc ñieän ñoäng E coù chieàu ngöôïc vôùi chieàu cuûa doøng ñieän, coøn goïi laø söùc phaûn ñieän. Do ñoù phöông trình ñieän aùp seõ laø : U = E + RöIö (6.1) Caùc phöông trình cô baûn cuûa ñoäng ñieän cô 1 chieàu E = Kfw (6.2) U = E + RöIö (6.3) M = KfIö (6.4) Trong ñoù : f : Töø thoâng treân moãi cöïc töø (Wb) Iö : doøng ñieän phaàn öùng (A). U : Ñieän aùp phaàn öùng(V) w : Toác ñoä cuûa ñoäng cô (rad/s) M : Moâmen do ñoäng cô sinh ra(N/m). K : haèng soá phuï thuoäc caáu truùc ñoäng cô. Töø caùc phöông trình treân ta coù söï phuï thuoäc cuûa toác ñoä ñoäng cô DC theo caùc ñaïi löôïng nhö sau : w = - 6.1.2Sai soá tónh toác ñoä: Sai soá tónh toác ñoä laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho ñoä chính xaùc duy trì toác ñoä ñaët. Noù laø giaù trò töông ñoái cuûa ñoä suït toác öùng vôùi toác ñoä ñaët khi khoâng lyù töôûng. Dw = Mc/β (6.5) S% = Mc/(β.wod) (6.6) Nhö vaäy sai soá toác ñoä phuï thuoäc vaø ñoäcöùng cuûa ñaëc tính cô β, toác ñoä ñaët khi khoâng taûi lyù töôûng wod vaø phuï taûi treân truïc ñoäng cô. 6.1.3 Phaïm vi ñieàu khieån : Phaïm vi ñieàu khieån (kyù hieäu laø D) laø tæ soá giöõa toác ñoä laøm vieäc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát öùng vôùi phuï taûi ñaõ cho. D = wMAX/wMIN (6.7) Toác ñoä lôùn nhaát wMAX thöôøng bò giôùi haïn bôûi ñoä beàn cô cuûa phaàn quay cuûa ñoäng cô. Moät soá maùy ñieän moät chieàu wMAX bôûi ñieøu kieän chuyeån maïch vì toác ñoä lôùn laøm tia löûa ñieän phaùt sinh treân coå goùp. Vì vaäy thoâng thöôøng chæ cho pheùp ñieàu khieån wMAX £ (2 – 3).wñm. Toác ñoä nhoû nhaát wMIN trong daõy ñieàu khieån bò chaën bôûi yeâu caàu khaéc phuïc moment quaù taûi cho pheùp, baûo ñaûm ñoä chính xaùc ñieàu chænh(s%). wMAX = w0 – Mñm/β (6.8) wMIN = (Kqt.Mñm – Mñm ).tgµ (6.9) 6.1.4 Hieäu suaát cuûa ñoäng cô : Neáu boû qua caùc toån hao baát bieán trong heä thì phaàn toån hao chuû yeáu seõ naèm trong maïch phaàn öùng, neân hieäu suaát cuûa heä laø : h= = = (6.10) 6.2.Caùc phöông phaùp ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô dc Trong thöïc teá ñieàu khieån ñoäng cô , ngöôøi ta caàn ñieàu khieån nhieàu caáp toác ñoä khaùc nhau, tuøy yeâu caàu vaø muïc ñích ñieàu khieån. Ñeå ñieàu khieån toác ñoä ngöôøi ta coù theå duøng caùc boä truyeàn ñoäng vaø thay ñoåi tæ soá truyeàn nhöng phöông phaùp naøy coù nhieàu khuyeát ñieåm. Ngaøy nay ñeå ñieàu khieån toác ñoä ngöôøi ta duøng caùc phöông phaùp ñieän. Töø phöông trình phuï thuoäc cuûa toác ñoä vaøo caùc ñaïi löôïng khaùc (w = - ) ta coù caùc phöông phaùp ñieàu khieån ñoäng cô sau : Ñieàu khieån khieån ñieän aùp phaàn öùng ( thay ñoåi ñaïi löôïng U) baèng caùch taïo ra ñieän aùp 1 chieàu thay ñoåi ñöôïc vaø caáp cho ñoäng cô. Ñieàu chænh ñieän trôû maïch phaàn öùng ñeå laøm thay ñoåi doøng ñieän phaàn öùng Iö. Thöôøng söû duïng cho ñoäng cô coù coâng suaát nhoû. Ñieàu chænh töø thoâng f baèng caùch thay ñoåi doøng kích töø. Phöông phaùp 2 vaø 3 laøm giaûm ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô neân ñoä chính xaùc khoâng cao, phaïm vi ñieàu chænh heïp, ñoä tinh chænh keùm. Khi ñieàu chænh caøng saâu thì sai soá toác ñoä taêng vaø moment ngaén maïch giaûm, nghóa laø ñoä chính xaùc duy trì toác ñoä vaø khaû naêng quaù taûi keùm. Thay ñoåi toác ñoä baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp (phöông phaùp 1) cung caáp cho ñoäng cô hieän nay ñöôïc söõ duïng roäng raõi nhaát, noù ñöôïc coi laø phöông phaùp trieät ñeå.Ta coù theå ñieàu chænh toác ñoä trong baát kyøvuøng taûi naøo, keå caû khi khoâng taûi lyù töôûng.Ñaëc tính cô ñieàu chænh sai soá toác ñoä nhoû, khaû naêng quaù taûi lôùn. Daõi ñieàu chænh roäng vaø toån hao naêng löôïng thaáp. Tuy meàm hôn so vôùi ñaêc tính cô töï nhieân nhöng cöùng hôn phöông phaùp ñieàu chænh thoâng soá (f , Iö). Maëc khaùc vì phaàn töû ñieàu chænh ñaët trong maïch ñieàu khieån cuûa boä bieán ñoåi laø maïch coù coâng suaát nhoû neân tinh chænh cao, nheï nhaøng vaø coù khaû naêng caûi thieän thaønh heä töï ñoäng voøng kín. Khuyeát ñieåm : laø phaûi duøng boä bieán ñoåi ñieän aùp DC neân chi phí vaän haønh vaø thieát keá cao. Öu ñieåm : phöông phaùp naøy cho ta naêng suaát cao, toån hao thaáp. 6.3.Phöông phaùp ñieàu khieån ñieän aùp 1 chieàu : Ñeå thay ñoåi ñieän aùp 1 chieàu ngöôøi ta thöôøng duøng boä bieán ñoåi ñieän aùp DC. Boä bieán ñoåi ñieän aùp taïo ra ñieän aùp 1 chieàu coù giaù trò trung bình thay ñoåi ñöôïc nhôø thay ñoåi taàn soá ñoùng ngaét cuûa switch ñieän töû. 63.1Boä giaûm aùp : Hình 6.2 sô ñoà nguyeân lyù maïch giaûm aùp 6.3.2Boä taêng aùp :  Hình 6.3 : Sô ñoà nguyeân lyù maïch taêng aùp 6.3.3 Boä bieán ñoåi ñaûo chieàu keùp : Hình 6.4 : sô ñoà nguyeân lyù maïch ñaûo chieàu keùp . Khi kích cho S1 vaøS2 daãn doøng ñieän chaïy qua ñoaïn maïch RLE theo chieàu töø M ñeán N. Neáu ta taïo moät chuoåi xung kích coù tæ leä thôøi gian on vaø thôøi gian off thay ñoåi ta coù theå taïo ñieän aùp DC trung binh thay ñoåi ñöôïc. Khi kích S3 vaø S4 daãn thì doøng qua RLE coù chieàu töø N ñeán M. Nhö vaäy duøng boä bieán ñoåi moät chieàu keùp ngoaøi vieäc coù theå ñieàu khieån ñöôïc ñieän aùp trung bình ngoõ ra ta coøn coù theå ñaûo chieàu doøng ñieän hay ñaûo chieàu quay cuûa ñoäng cô. Ut=U.(- 1) (6.5). hình 6.5 : giaûn ñoà xung kích . Hình 6.6 : Ñoà thò ñieän aùp ra töông öùng vôùi giaûn ñoà xung kích. 6.4.Tìm hieåu heä thoáng ñieàu khieån ñoäng cô DC 6.4.1 Ñieàu khieån voøng hôû : Heä thoáng ñieàu khieån voøng hôû hay coøn goïi laø heä thoáng baùn töï ñoäng, noù thöïc hieän nguyeân taéc khoáng cheá cöùng. Töùc laø tín hieäu ra khoâng caàn ño löôøng ñeå hoài tieáp chuyeån trôû veà ñaàu vaøo. Hình 6.7 : Sô ñoà ñieàu khieån voøng hôû. 6.4.2 Ñieàu khieån voøng kín : Heä thoáng ñieàu khieån voøng kín hay coøn goïi laø heä thoáng töï ñoäng, noù thöïc hieän nhôø nguyeân taéc ñieàu khieån coù phaûn hoài, töùc laø tín hieäu ra ñöôïc ño löôøng vaø phaûn hoài ñeán ñaàu vaøo boä ñieàu khieån vaø thoâng qua boä ñieàu khieån ñeå taïo tín hieäu ñieàu khieån môùi cho ñoäng cô. Hình 6.8 : Sô ñoà ñieàu khieån voøng kín. Ñeå ñieàu khieån heä thoáng voøng kín ngöôøi ta duøng raát nhieàu phöông phaùp : ñieàu khieån PID , ñieàu khieån môø , môø thích nghi, môø lai. 6.5. Lyù thuyeát PID veà ñieàu khieån heä thoáng voøng kín : Boä ñieàu khieån PID ( goàm caùc khaâu I (integrative:tích phaân), P(proportional: tæ leä), D(derivative: vi phaân) thöôøng duøng trong caùc heä thoáng ñieàu khieån voøng kín nhaèm giaûm voït loá, thôøi gian xaùc laäp hoaëc sai soá tuøy theo yeâu caàu caàu cuûa töøng ñoái töôïng. 6.5.1 Chöùc naêng cuï theå cuûa caùc thaønh phaàn trong PID: 6.5.1.1 Khaâu hieäu chænh khueách ñaïi tæ leä(P): Ñöôïc ñöa vaøo heä thoáng nhaèm giaûm sai soá xaùc laäp, vôùi ñaàu vaøo thay ñoåi theo haøm naác seõ gaây voït loá cao do ñoù vò trí seõ khoâng ñuùng theo yeâu caàu. Ñaây laø boä ñieàu khieån maø bieán ñaët tæ leä vôùi ñoä leäch töø ñieåm ñaët beân trong daõy tæ leä cho phaïm vi vò trí ñaët. Khi vò trí hieän taïi thaáp hôn möùc giôùi haïn thaáp nhaát cuûa daõy tæ leä, bieán ñaët vaøo laø 100%. Khi vò trí beân trong daõy tæ leä, bieán ñaët giaûm daàn tæ leä vôùi ñoä leäch vaø giaûm 50%. Khi vò trí hieän taïi baèng vôùi ñieåm ñaët vaø khoâng coù ñoä leäch thì khaâu P cho pheùp ñieàu khieån vò trí phaúng vôùi nhaáp nhoâ nhoû hôn ñieàu khieån ON – OFF ( ñieàu khieån ñoùng ngaét). Hình 6.9 Sô ñoà hieäu chænh khaâu P Ñieàu khieån chia tæ leä thôøi gian : ñoái vôùi caùc ngoõ ra dang xung ôû traïng thaùi ON – OFF coù theå duøng thieát bò ngoõ ra cuûa boä ñieàu khieån vò trí. Nhöõng ngoõ ra naøy goàm : relay output, SSR output (Solid state relay output ) vaø voltage output. Neáu nhö thieát bò naøy duøng ñeå laëp traïng thaùi ON – OFF trong daõi tæ leä ôû chu kyø nhö hình 6.10 thì thôøi gian Ton ôû ngoõ ra tæ leä vôùi ñoä leäch. Hình 6.10 : Chu kyø tæ leä Tæ soá töø luùc on ñeán luùc Off laø 1:φ vaø bieán laø 50% khi chu kyø relay ngoõ ra laø töø On ñeán Off vôùi vò trí ñieàu khieån baèng ñieåm ñaët. Moät cho kyø ngoõ ra töø luùc On ñeán luùc Off goïi laø chu kyø tæ leä(proportional period) vaø hoaït ñoäng ñieàu khieån theo chu kyø tæ leä ñöôïc goïi laø hoaït ñoäng chia tæ leä thôøi gian . 6.5.1.2 Khaâu ñieàu khieån tích phaân I : Khaâu I hay khaâu tích phaân giuùp giöõ cho heä thoáng sau khi ñaõ xaùc laäp ñaï trang thaùi beàn. Sö sai leäch hay sa soá giöõa vò trí ñaët vaø vò trí hieän taïi ñöôïc giaûm xuoáng vaø coù theå loaïi boû hoaøn toaøn vôùi khaâu ñieàu khieån tích phaân. Hình 6.11 : Hoaït ñoäng cuûa khaâu I Nhöôïc ñieåm cuûa khaâu I laø khi ñöa noù vaøo maïch seõ laøm taêng voït loá cuûa heä thoáng. 6.5.1.3 Khaâu ñieàu khieån vi phaân : Taùc duïng cuûa khaâu D laø khi ñöa vaøo heä thoáng noù seõ laøm giaûm ñoä voït loá nhöng ñoàng thôøi keùo daøi thôøi gian xaùc laäp. Khaâu naøy ñöôïc ñoøi hoûi phaûi buø ñuùng vôùi bieán ñaët tæ leä, möùc nghieâng cuûa ñoä leäch ñöôïc chæ ra ôû hình sau Hình 6.12 : Hoaït ñoäng cuûa khaâu D Tæ soá thôøi gian( rate time) : Tæ soá thôøi gian laø soá bieåu dieãn ñoä daøi cuûa quaù trình hoaït ñoäng. Ñaây laø thôøi gian ñoøi hoûi bieán ñaët cuûa tæ soá hoaït ñoäng ñaït ñöôïc gioáng nhö bieán ñaët trong hoaït ñoäng hieäu chænh khi xaûy ra thay ñoåi ñoä doác trong ñoä leäch nhö hình 2-13. Tuøy theo tæ soá thôøi gian daøi hôn, vi phaân linh hoaït hôn. Hình 6.13 : Tæ soá thôøi gian hieäu chænh PD 6.5.1.4 Khaâu ñieàu khieån tích phaân tæ leä (PI) : Khieán heä trôû thaønh heä voâ sai.Muoán taêng ñoä chính xaùc cuûa heâ thoáng ta phaûi taêng heä soá khueùch ñaïi. Song ñoái vôùi heä thoáng thöïc bò haïn cheá thì khaâu PI laø baét buoäc. 6.5.2 Hieäu chænh PID : Caùc boä hieäu chænh PID ñöôïc öùng duïng nhieàu döoùi daïng thieát keá ñieàu khieån hay thuaät tính hieäu chænh baèng phaàn meàm. Neáu tín hieäu vaøo laø sai soá e(t), tín hieäu ra laø ñieän aùp ñieàu khieån u(t) thì : u(t) = Kp [e(t) + +Td] (6.6) Ta coù haøm truyeàn ñaït khaâu PID : Gc(s)= = K(1 + + TdS) = Kp + +KdS (6.7) Theo nguyeân taéc hình thang : Ki = (6.8) Coøn phaàn ñaïo haøm thì : Kd = {e[(kT) – e[(k-1)T]} (6.9) Nhö vaäy : u(kT)=Kpe(kT)++ {e[(kT) – e[(k-1)T]} (6.10) u[(k-1)T] = Kpe[(k-1)T]+ + {e[(k-1)T] – e[(k-2)T]} (6.11) Töø 6.10 vaø 6.11 ta coù : u(kT) - u[(k-1)T] = Kp[e(k)-e(k-1)]+ [e(k)-e(k-1)] + [e(k) - e[(k-1)] – e[(k-2)] (2.12) u(kT) - u[(k-1)T]= (Kp + + )e(k) + ( - Kp + - )e[(k-1)] +e(k-2) Neáu ñaët caùc heä soá : (6.13) a = Kp + + (6.14) a = - Kp + - (6.15) a= (6.16) Thì : u(kT) - u[(k-1)T] = ae(k) + ae(k-1) + ae(k-2) (6.17) Heä soá Thôøi gian xaùc laäp Voït loá Sai soá xaùc laäp Ki taêng giaûm taêng khöû Kp taêng taêng giaûm Kd taêng taêng giaûm 6.5.3 Caùch xaùc ñònh thoâng soá cuûa boä PID. 6.5.3.1 Phöông phaùp Ziegler Nichol(cho PID) Kp = 1.2 (6.18) Ti = 2T1 (6.19) Td = 0.5T2 (6.20) Vôùi T1 vaø T2 ñöôïc xaùc ñònh töø haøm truyeàn hôû cuûa ñoäng cô. Hình 6-14 :ñaëc tuyeán toác ñoä haøm truyeàn hôû cuûa ñoäng cô. 6.5.3.2 Phöông phaùp Jassen vaø Offerein : Thöïc nghieäm ñöôïc tieán haønh theo caùc böôùc sau : Cho heä thoáng laøm vieäc ôû bieân giôùi oån ñònh : Ñieàu khieån ñoái töôïng theo luaät P(Tà0 vaø Tià∞) . Xaùc ñònh heä soá k cho heä soá laøm vieäc vôùi luaät PI : Cho heä laøm vieäc vôùi luaät PI vaø vôùi heä soá k=0.45k, Ti tuøy choïn. Giaûm haøm soá thôøi gian tích phaân Ti cho ñeán khi heä thoáng laøm vieäc ôû bieân giôùi haïn oån ñònh. Xaùc ñònh haèng soá thôøi gian tích phaân T ôû cheá ñoä naøy. Choïn Ti = T 3.Choïn luaät ñieàu khieån PID : Cho heä thoáng laøm vieäc theo luaät PID vôùi = k- x( x ñuû nhoû), Td vaø Ti tuyø choïn. Taêng haèng soá thôøi gian vi phaân cho ñeán khi heä thoáng ñaït ñöôïc quaù ñieàu chænh cöïc ñaïi lôùn nhaát s= max. Xaùc ñònh TDMAX . Choïn TD = TDMAX vaø Ti = 4,5TD Giaûm k cho ñeán khi heä thoáng ñaït ñöôïc ñaëc tính ñoäng hoïc mong muoán . 6.5.4 Haøm truyeàn cuûa ñoäng cô : Hình 6.15 : Sô ñoà truyeàn ñoäng cuûa ñoäng cô Phöông trình caân baèng ñieän aùp : Uö = E + RöIö + Lö. (6.21) E = Kfw (6.22) Phöông trình caân baèng noment : M = Mt + B.w + J (6.23) M = Kfw (6.24) Töø caùc phöông trình (2.21) ñeán (2.24) ta vieát döôùi daïng toaùn töû : U(s) = E(s) + RI(s) + sI(s) (6.25) E(s) = Kf.w(s) (6.26) M(s) = Mt(s) +Bw(s) +s.J.w(s) (6.27) M(s) = Kfw(s) (6.28) Töø phöông trình (2.25) coù quan heä giöõa toác ñoä vôùi ñieän aùp phaàn öùng vaø moment taûi : w(s) = + (6.29) Vôùi : G(s) = f= (6.30) Ta thaáy raèng : do Tu £ Tm neân : (1 + sTu)(1 + sTm) » (1+ Tm) Vaäy 2.30 ñöôïc vieát : = = (6.31) Ñaët : Tm1 =Tm (6.32) Km = (6.33) Vaäy phöông trình (2.30) ñöôïc vieát laïi nhö sau : = = = Vôùi K = Mt(s) Hình 6.16 : Sô ñoà khoái heä thoáng ñieàu khieån voøng kín cuûa ñoäng cô . Khi phaân tích ñoäng cô kích töø DC thì coù theå phaân tích thaønh 2 khoái sau : Uö(s) K. Iö(s) Hình : 6.17 : Sô ñoà caáu truùc ñôn giaûn hoaù Chöông 7: GIÔÙI THIEÄU MAÏNG PLC S7 300 7.1. Truyeàn thoâng treân MPI 7.1.1COÂNG DUÏNG a- Keát noái MPI (Multi-point Interface): Ñaây laø moät keát noái tröïc tieáp ña ñieåm, taïo thaønh 1 maïng con nhaèm trao ñoåi döõ lieäu giöõa caùc PLC (CPU, FM, CP) vaø thieát bò laäp trình PC/PG. Caùc thieát bò tham gia keát noái vaø caùc döõ lieäu caàn truyeàn ñi vaø nhaän veà ñöôïc xaùc laäp khi taïo maïng. Caùc traïm (NODE) coù 1 ñònh danh rieâng (soá MPI) xaùc laäp ñòa chæ cuûa traïm. Caùch qui ñònh ñòa chæ MPI cho module CPU Vì maùy tính coù theå laøm vieäc cuøng luùc ñöôïc vôùi nhieàu traïm PLC, neân sau khi gheùp noái maùy tính vôùi caùc module CPU ta caàn xaùc ñònh ñòa chæ truyeàn thoâng cho traïm PLC. Maëc ñònh caùc module CPU ñeàu coù ñòa chæ laø 2 (ñòa chæ MPI). Muoán thay ñoåi ñòa chæ module CPU ta nhaùy keùp phím chuoät traùi taïi teân cuûa module trong baûng khai baùo caáu hình cöùng ñeå vaøo cheá ñoä ñaët laïi tham soá laøm vieäc nhö sau: Nhaùy keùp chuoät vaøo ñaây  Sau khi nhaùy keùp chuoät vaøo seõ xuaát hieän baûng sau: Kích chuoät vaøo ñaây, sau ñoù choïn tieáp GeneralMPI vaø söûa laïi ñòa chæ MPI nhö mong muoán: Thay ñoåi ñòa chæ MPI taïi ñaây Sau khi ñaõ ñònh nghóa laïi ñòa chæ MPI cho traïm PLC, ta phaûi ghi laïi ñòa chæ ñoù leân module CPU vaø chæ khi ñoù module CPU môùi thöïc söï laøm vieäc theo ñòa chæ môùi naøy. Sau ñoù ta Download xuoáng PLC baèng caùch kích vaøo bieåu töôïng Download treân thanh coâng cuï Bieåu töôïng Download 7.1.2- Tính naêng Caùc traïm ñöôïc keát noái qua coång MPI vaø caùp MPI. Giaù trò MPI cuûa caùc traïm ñöôïc choïn trong khoaûng 0126. Soá traïm tham gia coù theå ñeán 32. Chuaån keát noái laø RS485. Töø maùy tính coù ñaàu ra theo chuaån RS232 ta phaûi duøng boä noái chuyeån ñoåi RS232RS485. Toác ñoä truyeàn coù theå laø 19.2Kbps, 187.5Kbps, 1.5Mp. Thöôøng choïn toác ñoä truyeàn laø 187.5Kbps. Khoaûng caùch giöõa caùc PLC bò giôùi haïn ñeán 50m. 7.2- Phöông thöùc keát noái 7.2.1- Voøng GD Voøng GD (Global Data) laø phöông thöùc giao tieáp cuûa caùc traïm trong maïng MPI. Trong moãi voøng GD xaùc ñònh roõ soá CPU tham gia. Soá löôïng cöïc ñaïi laø 15. Trong voøng coù nhieàu hôn 2 CPU, chæ coù 1 CPU göûi tin, caùc CPU khaùc chæ nhaän tin. Trong voøng chæ coù 2CPU, moãi CPU coù theå göûi 1 goùi tin vaø nhaän 1 goùi tin. Trong moãi voøng coù nhieàu goùi tin. Moãi goùi tin do 1 CPU göûi vaø coù theå coù nhieàu CPU nhaän. Trong 1 voøng moãi CPU chæ coù 1 goùi tin göûi vaø coù 1 goùi tin nhaän. Trong moãi goùi tin GD xaùc ñònh roõ ñòa chæ tin göûi vaø ñòa chæ tin nhaän cuûa töøng traïm. Caùc ñòa chæ naøy coù theå laø: Vuøng nhôù bit M Vuøng nhôù aûnh ngoõ vaøo I, aûnh ngoõ ra Q Vuøng nhôù khoái döõ lieäu DB Vuøng nhôù T, C khoâng neân söû duïng vì thôøi gian göûi khoâng thích hôïp vôùi thôùi gian toàn taïi döõ lieäu, vaø chæ ñöôïc caáu hình trong phaàn göûi. Vuøng nhôù PI, PQ vaø L khoâng söû duïng trong truyeàn thoâng MPI 7.2.2- Tính naêng Moãi CPU coù theå tham gia ñeán 4 voøng GD. Moãi goùi GD chæ chöùa toái ña 22 byte (neáu cuøng vuøng ñòa chæ). Neáu söû duïng nhieàu vuøng ñòa chæ thì phaûi giaûm 2 byte cho moãi vuøng ñòa chæ theâm vaøo Moãi döõ lieäu Bit chieám 1 byte trong goùi GD. 7.3- Taïo döõ lieäu toaøn cuïc GD 7.3.1- Soaïn thaûo baûng GD Môû baûng GD töø maïng MPI (trong Project ñaõ choïn), choïn trong Menu OptionDefine Global Data Ñieàn noäi dung vaøo baûng: +Xaùc ñònh caùc CPU tham gia lieân keát trong maïng MPI. +Ghi ñòa chæ göûi vaø nhaän cho moãi goùi GD. +Ñoä roäng (soá byte) chöùa trong vuøng phaùt vaø thu phaûi hoaøn toaøn gioáng nhau. Ví duï: GD Identifier CPU 300(1) CPU 300(2) GD 1.1.1 >MW0 IW0 GD 2.1.1 >MW100:4 IW30:4 - YÙ nghóa cuûa GD Identifier: GD 1.1.1 Soá hieäu döõ lieäu trong goùi Soá hieäu goùi GD Soá hieäu voøng GD Ta xaùc ñònh CPU göûi vaø thu cho moãi doøng döõ lieäu. Daáu > chæ CPU göûi (phaùt). Ñònh danh GD do chöông trình dòch taïo thaønh, ta khoâng phaûi ñieàn. 7.3.2- Bieân dòch laàn ñaàu Sau khi ñieàn caùc noäi dung vaø xaùc ñònh caùc CPU phaùt, thu cho baûng GD, ta tieán haønh bieân dòch laàn ñaàu theo leänh Menu: GD Table Compile. Luùc naøy soá hieäu ñònh danh GD hieän leân trong coat töông öùng cuûa baûng GD. Löïa choïn toác ñoä truyeàn thoâng (Scan rate): Toác ñoä truyeàn thoâng laø soá chu kì queùt cuûa OB1 cuûa CPU maø ñöôøng truyeàn thöïc hieän 1 laàn phaùt, thu tín hieäu GD. Giaù trò maëc ñònh laø 8, ta coù theå vieát ñeø leân giaù trò ta mong muoán. Chu kyø truyeàn thoâng T khoâng theå quaù nhoû: T= scan rate x Scan cycle time >= 60ms. Vieäc löïa choïn toác ñoä vaø oâ nhôù traïng thaùi coù theå khoâng thöïc hieän (option). 7.3.3- Bieân dòch laàn 2 Sau khi löïa choïn toác ñoä truyeàn vaø oâ nhôù traïng thaùi, ta tieán haønh bieân dòch laàn 2. Sau khi bieân dòch laàn 2, ta coù ñöôïc baûng GD hoaøn chænh, coù theå naïp cho caùc CPU. 7.3.4- Trao ñoåi döõ lieäu GD OB1 PII PIQ Ñieåm kieåm tra chu kì queùt Nhaän GD Ñoïc aûnh ñaàu vaøo Xöû lyù chöông trình chu kì Ñoïc aûnh ñaàu ra Gôûi GD CPU phaùt GD moãi cuoái chu kyø, sau khi ñaõ ghi keát quaû ra aûnh PIQ. CPU nhaän GD vaøo ñaàu moãi chu kyø, tröôùc khi ghi vaøo aûnh PII. 7.4- Keát noái 7.4.1 Taïo lieân keát maïng : Trong Simatic Manager ta Insert caùc traïm cuûa maïng vaø choïn caáu hình phaàn cöùng cho caùc maïng. Neân choïn ñuùng caáu hình phaàn cöùng cuûa traïm ñeå khi Download khoûi bò loãi. Gaùn ñòa chæ MPI cho töøng traïm, caùc ñòa chæ naøy caàn phaûi khaùc nhau. Vieäc gaùn ñòa chæ naøy caàn ñöôïc tieán haønh rieâng leû cho töøng PLC. 7.4.2 Naïp chöông trình cho caùc traïm Ta duøng leänh Download ñeå naïp chöông trình vaø döõ lieäu heä thoáng cho töøng traïm. 7.43- Noái maïng MPI vaät lyù Duøng caùp MPI noái caùc CPU tromg maïng, sau ñoù cho caùc PLC trong maïng hoaït ñoäng. CHÖÔNG 8 : THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN VAØ GIAÙM SAÙT ÑOÁI LOØ NHIEÄT VAØ MAÙY XEÁP HAØNG TÖÏ ÑOÄNG 8.1.Toång quaùt veà heä thoáng ñieàu khieån 8.2 Giaûi thuaät ñieàu khieån : 8.2.1 Löu ñoà chöông trình chính : 8.2.2 Löu ñoà giaûi thuaät khoái haøm gaép vaät : 8.2.3 Löu ñoà giaûi thuaät chöông trình ñieàu khieån vò trí motor1: 8.2.3 Löu ñoà giaûi thuaät chöông trình ñaët vaät : 8.2.4 Löu ñoà giaûi thuaät chöông trình reset 8.2.5 Löu ñoà giaûi thuaät chöông trình khoái haøm ruùt veà vò trí 0 : 8.2.6 Löu ñoà giaûi thuaät haøm CHAY1, CHAY2, CHAY3 : .2.7 Löu ñoà giaûi thuaät cuûa baêng truyeàn : 2.8 Löu ñoà giaûi thuaät ñieàu khieån vò trí : 8.3. Maïch nguyeân lyù ñieàu khieån maùy xeáp haøng : 8.4 Maïch nguyeân lyù taïo nguoàn xung kích vaø ñoïc veà töø Encoder cuûa baêng chuyeàn : 8.5 Maïch nguyeân lyù ñieàu khieån ñoäng cô ñieàu khieån baêng chuyeàn : 8.6 Giao dieän WINCC cuûa heä thoáng ñieàu khieån : 8.7 Giaûi thuaät truyeàn nhaän maïng : 8.7.1. Thieát keá phaàn cöùng heä thoáng keát noái 2 PLC S7_314IFM : Duøng phöông phaùp MPI sau khi qua RS485 ta noái song song 2 chaân 3 vaø chaân 8 ra ngoaøi vaø noái moät ñaàu vaøo CPU traïm maùy loø nhieät ñaàu coøn laïi caém vaøo traïm maùy xeáp haøng töï ñoäng. Hình : Sô ñoà thöïc keát noái hai PLC Hình : Hình aûnh thöïc teá cuûa caùp keát noái 2 PLC S7_314IFM 8.7.2 Baûng ñòa chæ vaø döõ lieäu truyeàn nhaän baèng goùi voøng GD: 1. Khai baùo ñòa chæ cho töøng traïm PLC nhö phaàn lyù thuyeát MPI ñaõ giôùi thieäu. Maøn hình keát noái MPI xuaát hieän nhö sau : 2. Taïo goùi voøng GD chöùa caùc goùi tin truyeàn nhaän cho hai traïm : 8.8 Thieát keá ñieàu khieån vaø giaùm saùt heä thoáng loø nhieät : 8.8.1- Maïch gia coâng tín hieäu Sô ñoà nguyeân lí maïch gia coâng Trong maïch gia coâng treân, ta söû duïng thermocouple loaïi K (Chromel-Alumel) coù ñoä nhaïy laø 40 µV/oC, raát tuyeán tính. Maïch naøy thöïc hieän 3 chöùc naêng sau: buø nhieät cho ñaàu töï do, khueách ñaïi vaø taïo ñieän aùp ra laø 0V khi ño ôû 0oC. Xeùt hoaït ñoäng cuûa maïch: ° U7, U8, U9 ( söû duïng OP07 cho offset thaáp ) laøm boä ñeäm ñieän aùp. ° Ñieän aùp ra treân thermocouple: V3=S(Td-Ta)=STd-STa Vôùi: Td laø nhieät ñoä caàn ño Ta laø nhieät ñoä moâi tröôøng S laø ñoä nhaïy cuûa thermocouple loaïi K (29,5 µV/oC) Ñeå loaïi tröø aûnh höôûng nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng, ta duøng khoái taïo ra ñieän aùp theo nhieät ñoä moâi tröôøng nhöng coù daáu ngöôïc laïi söû duïng IC LM335A. ° IC LM335A laø loaïi caûm bieán nhieät ñoä baùn daãn, coù ñoä nhaïy laø 10mV/oK. AÙp taïo ra do LM335A caûm bieán ñöôïc laø: V2=K.Ta [oK]=K(273+ Ta) [oC] =K.273 + K.Ta =C+ K.Ta (C=K.273) (3.1) vôùi K=10mV/ oK; C=2,73V Töø (3.1) ta thaáy coù theå trieät tieâu aûnh höôûng cuûa Ta, nhöng laïi taïo ra 1 möùc ñieän aùp laø 2,73V ôû 0oC neân caàn phaûi coù 1 khoái tröø ñeå tröø ñi 2,73V nhaèm taïo ñieän aùp ñaàu ra laø oV ôû 0oC. ° Bieán trôû R12 duøng ñeå buø tröø ñieän aùp 2,73V ôû treân ° U4 (duøng OP07) ñoùng vai troø boä coäng coù khueách ñaïi, taïo aùp ra cuoái cuøng laø: Vout=(1+)[(R17+R24)//R16]()- Vout =(1+)[(R17+R24)//R16]( )- - Ñeå khoâng bò aûnh höôûng nhieät ñoä moâi tröôøng: Choïn R16=100R17+R24=25KChoïn R17=27K vaø R24 laø bieán trôû 10K. Ta chænh bieán trôû ñeå trieät tieâu Ta. Ñeå trieät tieâu ñieän aùp tónh (2,73V): (1+)[(R17+R24)//R16]()-=0 vôùi (R17+R24)//R16=(338.893K)//(100)=99,97 (1+)*99,97*= hay (3.2) khi ñoù, ñieän aùp ra laø: Vout=(1+ Thay caùc giaù trò linh kieän vöøa tính toaùn, ta suy ra: Vout=260.Td ° Caùc tuï C14,C15,C16 ñeàu coù giaù trò laø 10µF ñeå choáng nhieãu Chuù yù: ° Caùc bieán trôû neân duøng loaïi tinh chænh, khoâng neân duøng bieán trôû thoâng thöôøng raát khoù chænh vaø khoâng oån ñònh (khi va chaïm nheï deã bò thay ñoåi giaù trò). ° Caùc OPAMP neân duøng loaïi OP07 coù möùc OFFSET thaáp ñeå phuø hôïp vôùi caùc ñaïi löôïng ño coù giaù trò nhoû, caùc chaân 1 vaø 8 duøng ñeå chænh OFFSET khoâng söû duïng trong thieát keá naøy. 8.8.2 Maïch coâng suaát Sô ñoà nguyeân lí Linh kieän ñöôïc söû duïng: ° BTA16 laø loaïi triac coù doøng ñònh möùc laø 16A ° MOC3020 laø loaïi OPTO TRIAC thöôøng duøng ñeå kích nguoàn coâng suaát vaø caùch ly maïch coâng suaát vôùi maïch ñieàu khieån ÔÛ maïch kích treân ta duøng MOC3020 (OPTO TRIAC) ñeå ñaûm baûo 2 yeâu caàu: Caùch ly veà ñieän Ñoùng ngaét tin caäy Tuy nhieân do doøng qua OPTO TRIAC raát nhoû, khoâng ñuû laùi loø nöôùng neân phaûi kích qua 1 triac khac (BTA16) OPTO TRIAC ñöôïc laùi qua transistor Q2SC1815 gaén vaøo ngoõ ra cuûa PLC, khi ngoõ ra leân PLC leân möùc1 thì ñoùng loø nöôùng vaø khi ngoõ ra xuoáng möùc 0 thì loø nöôùng seõ taét. 8.8.3 Maïch nguoàn cung caáp Ñeå OPAMP OP07 hoaït ñoäng thì caàn nguoàn + 5V neân caàn taïo ra nguoàn cung caáp 2 möùc ñieän aùp naøy. Ta söû duïng 2 IC oån aùp laø LM7805 vaø LM7905 ñeå thieát keá maïch sau: 8.8.4 Löu ñoà giaûi thuaät 8.8.4.1 Sô ñoà khoái cuûa heä thoáng ñieàu khieån loø nhieät 8.8.4.2 Löu ñoà giaûi thuaät 8.8.Thieát keá boä ñieàu khieån môø loø nhieät baèng phaàn meàm FCPA 8.8.5.1Bieán vaøo ra : 8.8.5.2Haøm thuoäc a. Haøm thuoäc cho bieán ET: b. Haøm thuoäc cho bieán DET c. Haøm thuoäc cho bieán DP 8.8..5.3 Luaät hôïp thaønh môø loø nhieät : 8.8.6 Luaät hôïp thaønh môø ñoäng cô : 8.8.7 Thoâng soá PID cuûa ñoäng cô :