Luận văn Xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ dựa trên mô phỏng ứng dụng của phần mềm Win CC

Lời Nói Đầu Trong quá trình phát triển đất nước vấn đề công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước được đặt lên hang đầu. Do đó khoa học có một vị trí quan trọng. Những thành tựu của nó đã được ứng dụng vào phục vụ đời sống của con người hang ngày. Và nghành đo lường điều khiển cũng được nâng lên một tầm mới. Bởi trong hệ thống sản xuất nó chính là khâu kiểm tra giám sát, lấy tín hiệu phản hồi, và điều khiển các bộ chấp hành hoạt động. Trong các nhu cầu của chúng ta, điện năng đóng vai trò quan trọng và nó như là một phần không thể thiếu của con người. Nó đóng vai trò chủ đạo và được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nhu cầu cuộc sống tới các lĩnh vực như kinh tế, chính trị, văn hóa… Từ khi con người biết tới điện và sử dụng nó như là một nhu cầu cần thiết của cuộc sống thì càng có nhiều phát minh liên quan đến việc sử dụng điện, cùng với đó các hệ thống sản xuất, dây truyền sản xuất ra đời, các hệ thống thông minh cũng lần lượt ra đời. Điều đó giúp giải quyết các nhu cầu của con người, của cuộc sống. Với sự thay đổi của khí hậu, nhiệt độ cũng thay đổi theo. Để chống lại sự thay đổi đó thì con người đã sử dụng ứng dụng của điện năng vào việc này. Đó chính là phát minh ra hệ thống điều khiển nhiệt độ. Trong bài báo cáo này em sẽ thực hiện việc xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ dựa trên mô phỏng ứng dụng của phần mềm Win CC. Và phần mềm S7-200 của hãng siemens. TRƯƠNG THẾ HẢI ĐIỆN 1 - K 4 Page 1 I. Tổng quan về kiến thức và yêu cầu 1. Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật đo lường 1.1. Khái niệm: - Đo lường là một quá trình đánh giá định hướng các đại lượng cần đo để có kết quả bằng số với kỹ thuật đo Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo A, nó bằng tỷ số giữa đại lượng đo X và đơn vị cần đo X0, đây chính là phương trình cơ bản của phép đo X = A.X0 nó chỉ rõ sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho kết quả bằng số - Các cách thực hiện phương pháp đo gồm: đo trực tiếp; đo gián tiếp; đo thống kê. 1.2 Các đại lượng đặc trưng của kỹ thuật đo lường - Tín hiệu đo: là tín hiệu mang thong tin về giá trị của đại lượng đo. Nó có thể là tín hiệu liên tục Analog hoặc tín hiệu rời rạc Digital - Đại lượng đo: là một thông số xác định quá trình vật lý nào đó như đại lượng điện, đại lượng theo thời gian… 1.3 Điều kiện đo Các thông tin đo lường bao giờ cũng gắn chặt với môi trường sinh ra đại lượng đo. Khi tiến hành phép đo ta phải tính tới ảnh hưởng của môi trường đến kết quả đo và khi dùng dụng cụ đo không được để ảnh hưởng đến đối tượng đo, cần phải tính đến các điều kiện đo khác nhau để chọn thiết bị đo và tổ chức các phép đo cho tốt nhất 1.4 Đơn vị đo Là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đấy được quốc tế quy định mà mỗi quốc gia đều phải tuân theo. Các đơn vị tiêu chuẩn cơ bản là: Chiều dài là mét (m) Khối lượng là kilogram (kg) TRƯƠNG THẾ HẢI ĐIỆN 1 - K 4 Page 2 Thời gian là giây (s) Cường độ dòng điện là ampe (A) Nhiệt độ là Kenvin (K) Cường độ ánh sang là Candela (cd) Số lượng vật chất là mol (mol) 1.5 Thiết bị đo và các phương pháp đo A, Thiết bị đo Là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát Để thực hiện phép đo cần có: - Thiết bị tạo mẫu đây là thiết bị đo để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định. Thiết bị mẫu phải đạt độ chính xác cao - Dụng cụ đo: là thiết bị để gia công các thông tin đo lường và thể hiện kết quả đo dưới dạng con số, đồ thị hoặc bảng sô, tùy theo cách biến đổi tín hiệu và chỉ thị, dụng cụ đo được chia thành dụng cụ đo analog và digital. - So sánh: gồm có thiết bị tự động hoặc người điều khiển - Biến đổi Kết quả đo trình cơ bản của phép đo, nó chỉ rõ sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho kết quả bằng số - Các thao tác cơ bản về đo lường: thao tác xác định mẫu và thành lập mẫu; thao tác so sánh ; thao tác biến đổi; thao tác thể hiện kết quả hay chỉ thị B, Các phương pháp đo - Đo trực tiếp: là cách đo mà kết quả nhận được trực tiếp từ 1 phép đo duy nhất. TRƯƠNG THẾ HẢI ĐIỆN 1 - K 4 Page 3 - Đo gián tiếp: là cách đo mà kết quả được suy ra từ phép đo, từ sự phối hợp của nhiều phương pháp đo trực tiếp. - Đo thống kê: là phép đo nhiều lần 1 đai lượng nào đó trong cùng một điều kiện và cùng 1 giá. Từ đó dùng phép tính xác xuất để thể hiện kết quả đo có độ chính xác cần thiết. Kết quả đo của Phương pháp biến đổi thẳng: - Chuyển đổi: biến đổi giữa hai đại lượng vật lý với nhau, ở đây có thể là chuyển đổi điện – điện, hoặc chuyển đổi không điện – điện. Và có thể ở dạng liên tục hoặc dạng rời rạc. - Mạch đo: có thể là mạch cộng; mạch trừ; mạch tích phân; mạch khuếch đại; mạch logic. - Chỉ thị: tức là khâu cuối để thể hiện kết quả đo. Ta có thể dùng kim chỉ thị, hoặc chỉ thị số. X ∆X Xk X: là đại lượng đo Xk: là đại lượng chuẩn phản hồi ∆X = X - ∆X So sánh cân bằng: X – X = ∆X = 0 So sánh không cân bằng ∆X ≠ 0 → X = Xk + ∆X 2. Các đại lượng đặc trưng cơ bản TRƯƠNG THẾ HẢI ĐIỆN 1 - K 4 Page 4 - Sai số tuyệt đối: ∆ = Xđo – Xthực với Xđo do các dụng cụ đo được; Xthực là giá trị mẫu - Sai số tương đối: ᵞ% = *100% - Sai số quy đổi: X% thể hiện cấp chính xác của dụng cụ đo ᵞqđ% = *100% : sai số lớn nhất của thang đo sai số tuyệt đối cảu thang đo - Độ nhạy S:là độ biến thiên tương đối giữa đại lượng ra và vào. S = nếu là tuyến tính S = nếu là phi tuyến Với x là đại lượng vào; y là đại lượng ra - Ngoài ra còn tổng trở vào ra của dụng cụ. 3. Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật điều khiển - Điều khiển là tác động lên đối tượng để đối tượng làm việc theo một đích nào đó - Hệ thống điều khiển: là một tập hợp các thành phần vật lý co liên hệ tác động qua lại với nhau để chỉ huy hoặc hiệu chỉnh bản thân đối tượng hay một hệ thống khác. - Xung quanh chúng ta có nhiều hệ thống điều khiển nhưng có thể phân chia thành 3 dạng hệ thống điều khiển cơ bản: Hệ thống điều khiển tự nhiên; hệ thống điều khiển nhân tạo; hệ thống điều khiển tự nhiên và nhân tạo. Trong các hệ thống đó đối tượng điều khiển có thể là hệ thống vật lý, thiết bị kỹ thuật, cơ chế sinh vật, hệ thống kinh tế,quá trình… đối tượng nghiên cứu là các thiết bị kỹ thuật gọi la điều khiển học kỹ thuật. Mỗi hệ thống kỹ thuật, đều chịu tác động của bên ngoài và cho ta các đáp ứng. Tác động vào là đầu vào tác động ra là đầu ra. TRƯƠNG THẾ HẢI ĐIỆN 1 - K 4 Page 5 ... - tailieumienphi.vn