Xem mẫu

MỤC LỤC MỤC LỤC.....................................................i MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG ẢNH...........................................iv BIỂU.........................................vii LỜI NÓI ĐẦU..............................................viii ........................................................viii KHÁI QUÁT CHUNG............................................ix 1. Lý do chọn đề tài: ...................................ix 2.Phương pháp nghiên cứu.................................ix 3.Đối tượng nghiên cứu...................................ix 4.Muc tiêu...............................................ix 5.Mục đích nghiên cứu....................................ix 6.Phạm vi nghiên cứu......................................x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI..............................11 ........................................................11 1.1.Ap suât .............................................12 1.1.1.Định nghĩa áp suất...............................12 1.1.2.Phương pháp đo áp suất..........................13 1.1.3.Thiết bị đo áp suất..............................13 1.2.Biến tân MM 440......................................15 1.2.1.Nguyên tắc hoạt động.............................16 1.2.2.Các tính chất....................................16 1.2.3. Các thông số kỹ thuật của biến tần MM440........17 1.2.4.Môt sô ưng dung cua biên tân MM 440..............18 1.3.Động cơ không đồng bộ ba pha.........................19 1.3.1.Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha.............19 1.3.2.Nguyên lý làm việc...............................21 1.4.Bơm thủy lực.........................................22 1.4.1. Bơm bánh răng ..................................22 1.4.2.Bơm piston.......................................23 1.4.3.Bơm cánh gạt.....................................24 1.5.Van thủy lực.........................................24 1.5.1.Van điều khiển bằng tay..........................24 1.5.2.Van an toàn......................................24 1.6.Một số thiết bị linh kiện sử dụng để thiết kế bộ điều khiển....................................................25 i 1.6.1. IC Lm 324.......................................25 1.6.2.PLC S7 – 300.....................................26 1.6.3.Vi điêu khiên AVR................................33 CHƯƠNG 2: CƠ SƠ TINH TOAN BỘ ĐIỀU KHIỂN....................36 2.1.Bô điêu khiên........................................36 2.1.1. Điêu khiên vong 2.1.2. Điêu khiên vong hơ..............................36 kin.............................36 2.1.3.Ưu điêm cua điêu khiên vong kin so vơi điêu khiên vong hơ................................................38 2.2.Xác định tham số bộ điều khiển PID...................38 2.2.1.Phương pháp Ziegler – Nichols....................39 2.2.2.Phương pháp Chien – Hrones –Reswick..............40 2.3.Kết quả đo thực nghiệm trên mô hình..................41 2.3.1.Đối với hệ hở....................................41 CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN,THIÊT KÊ MACH...........................45 3.1.Mach PID tương tư....................................45 3.1.1.Sơ đô nguyên ly mach.............................45 3.1.2.Mach nguôn.......................................46 3.1.3.Khôi công tắc chuyển mạch........................47 3.1.4.Mach tao setpoint................................47 3.1.5.Mach phan hôi ...................................48 3.1.6.Mach so sanh.....................................48 3.1.7.Mach tỉ lệ P.....................................49 3.1.8.Mạch tích phân I.................................50 - Sơ đồ mạch:..........................................50 3.1.9.Mạch vi phân D...................................51 3.1.10.Mạch cộng tổng..................................51 3.2.Mach PID sô..........................................53 3.2.1.Sơ đồ nguyên ly..................................53 3.2.2.Mạch nguồn.......................................54 3.2.3.Mạch tạo điện áp set point.......................54 3.2.4.Mạch phản hồi....................................54 3.2.5.Mạch vi điều khiển...............................55 3.2.6.Mạch hiển thị LCD................................56 3.2.7.Mạch chuyển đổi và khuếch đại....................56 ...........................................................57 3.2.8.Lưu đồ thuật toán................................58 ii 3.3. PID trong PLC.......................................61 3.3.1.Khai bao phân cưng...............................61 3.3.2.Sơ đô kêt nôi phân cưng..........................63 3.3.3.Lâp bang Symbol..................................65 3.3.4.Thuât toan điêu khiên PID........................66 3.4.Hình ảnh về sản phẩm.................................67 3.5.Tinh toan lưa chon thiêt bi..........................68 3.5.1.Lưa chon va cai đăt biên tân.....................68 3.5.2.Lựa chọn bơm thủy lực............................71 3.5.3. Lựa chọn động cơ ba pha.........................71 3.5.4.Lựa chọn cảm biến áp suất........................71 3.5.5. Lựa chọn van....................................73 3.5.6.Lựa chọn thùng dầu...............................74 CHƯƠNG 4:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................75 4.1.Nhưng kho khăn khi thưc hiên đê tai..................75 4.2.Cach khăc phuc.......................................75 4.3.Kêt quả đạt được và hạn chế..........................75 4.3.1.Kết quả đạt được.................................75 4.3.2.Những hạn chế ...................................75 4.4.Kết luận và kiến nghị................................75 4.5.Hương phat triên cua đê tai..........................76 TAI LIÊU THAM KHAO.........................................77 PHỤ LỤC....................................................78 Phu luc 1: Chương trinh vi điêu khiên mach PID sô........78 Phu luc 2: Chương trinh PID trong PLC....................88 iii MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hinh 1.1.Mô hinh tông quat cua hê thông....................11 Hinh 1.2.Sơ đồ khối cảm biến áp suất.......................14 Hình 1.3.Đồng hồ đo áp suất................................15 Hinh 1.4.Biên tân MM 440...................................16 Hình 1.5: Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha.............20 Hình 1.6: Rôto kiểu dây quấn (a) và sơ đồ mạch điện tương ứng ...........................................................21 Hình 1.7: Rôto kiểu lồng sóc...............................21 Hình 1.8.Bơm bánh răng.....................................23 Hình 1.9.Bơm Piston........................................23 Hình 1.10. Bơm cánh gạt....................................24 Hình 1.11.Van điều chỉnh bằng tay..........................24 Hình 1.12.Van an toàn......................................25 Hình 1.13.Hình ảnh và sơ đồ chân LM 324....................25 Hình 1.14.Cấu trúc một thanh Rack của PLC S7-300...........27 Hình 1.15. Hình ảnh module CPU 312C........................27 Hình 1.16.Hình ảnh thực tế các module mở rộng của PLC S7-300 ...........................................................28 Hình 1.17.Vòng quét chương trình...........................30 Hình 1.18.Quá trình chuyển đổi ADC (analog to digital conveter)..................................................31 Hình 1.19.Modul Analog của CPU 313C........................32 Hình 1.20.Sơ đồ khối của Module vào ra số của CPU 313C.....32 Hinh 1.21.Sơ đô chân cua Atmega 16.........................34 Hình 2.1.Sơ đồ khối bộ điều khiển PID......................37 Hình 2.2.Đặc tính yêu cầu sau điều chỉnh của bộ PID........39 Hình 2.3.Các dạng đặc đặc tính của y(t) theo phương pháp Ziegler-Nichols 1..........................................39 Hình 2.4.Các dạng đặc tính của H(t) theo phương pháp Ziegler-Nichols 2..................................................40 Hình 2.5.Khảo sát với hệ thống hở..........................42 Hình 2.6.Khảo sát đối với hệ thống kín.....................43 Hinh 3.1.Sơ đô nguyên ly tông thê mach PID tương tư..........................................46 Hình 3.2.Sơ đồ mạch board..................................46 Hinh 3.3.Mach nguôn .......................................46 iv Hình 3.4.Công tắc chuyển mạch..............................47 Hinh 3.5.Mach tao Setpoint.................................48 Hinh 3.6.Mach phan hôi.....................................48 Hinh 3.7.Mach so sanh......................................49 Hinh 3.8.Mạch tỷ lệ P......................................49 ...........................................................50 Hình 3.9.Mạch tích phân I..................................50 Hình 3.10.Mạch vi phân D...................................51 Hình 3.11.Mạch cộng tổng...................................52 Hình 3.12.Sơ đồ nguyên lý mạch PID số.....................53 ...........................................................53 Hình 3.13.Mạch nguồn PID số................................54 Sử dụng IC ổn áp 7805 tạo nguồn 5V cung cấp cho vi điều khiển Atmega 16..................................................54 Hình 3.14.Mạch tạo setpoint mạch PID số....................54 Hình 3.15.Mạch phản hồi(FB) mạch PID số....................54 Hình 3.16. Mạch vi điều khiển..............................55 Hình 3.17.Mạch hiển thị....................................56 Hình 3.18.Mạch chuyển đổi và khuếch đại....................56 Hinh 3.19.Lưu đô thuât toan chương trinh chinh.............58 Hinh 3.20. Lưu đô thuât toan nhập thông số PID.............60 Hình 3.21.Khai báo phần cứng...............................61 Hình 3.22.Khai báo thời gian ngắt trong OB 35..............62 Hình 3.23.Khai báo dạng tín hiệu đưa vào Analog............62 Hình 3.24. Khai báo dạng tín hiệu đưa ra từ modul Analog...63 Hình 3.25.Sơ đồ kết nối phần cứng..........................65 Hình3.26.Bảng Symbol.......................................65 Hình 3.27.Lưu đồ thuật toán bộ PID trong PLC...............66 Hình 3.28.Hình ảnh mô hình.................................67 ...........................................................68 Hình 3.29.Mặt bảng điều khiển..............................68 Hình 3.30.Bơm bánh răng ăn khớp ngoài......................71 Hình 3.31.Cảm biến áp suất Sensys M5156 - 10286X - 10BG..72 Hình 3.32.Đô thi thê hiên đương đăc tinh dong điên phụ thuộc vào ap suât................................................73 Hình 3.33.Van điều chỉnh bằng tay..........................73 Hình 3.34.Van an toàn......................................74 v ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn