Xem mẫu
- Tiểu luận
Đề tài: Tự
động điều khiển độ
ẩm máy ấp trứng gia cầm
bằng bộ điều chỉnh PID số
S7-200
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
§Æt vÊn ®Ò
Trong nhiÒu n¨m qua ngµnh n«ng nghiÖp n−íc ta cã nhiÒu nh÷ng thµnh
tùu v−ît bËc, kh«ng chØ ®ñ cung cÊp nguån l−¬ng thùc, thùc phÈm cho ®Êt
n−íc mµ cßn xuÊt khÈu ra thÞ tr−êng thÕ giíi. Víi thµnh tùu to lín ®ã, chóng
ta ph¶i kÓ ®Õn ngµnh ch¨n nu«i gia cÇm ®· gãp phÇn quan träng cho nÒn kinh
tÕ quèc d©n. Sù ph¸t triÓn cña ngµnh ch¨n nu«i nãi chung vµ ngµnh ch¨n nu«i
gia cÇm nãi riªng ®· ®em l¹i lîi Ých kinh tÕ cho c¸c hé n«ng d©n, tõng b−íc
xo¸ ®ãi gi¶m nghÌo vµ ngµy cµng cã nhiÒu hé gia ®×nh lµm giµu trªn m¶nh ®Êt
cña m×nh nhê vµo kinh tÕ trang tr¹i. Ngµy nay, nÒn kinh tÕ trang tr¹i ®−îc ph¸t
triÓn réng r·i trªn c¶ n−íc víi quy m« võa vµ lín do ®ã vÊn ®Ò con gièng lµ
hÕt søc bøc xóc.
Êp trøng nh©n t¹o b»ng m¸y Êp c«ng nghiÖp lµ ph−¬ng ph¸p tèi −u ®Ó
s¶n xuÊt con gièng trong thêi gian ng¾n, tû lÖ Êp në cao, ®Æc biÖt cã thÓ Êp
®−îc mét sè l−îng trøng lín, vµ chÊt l−îng con gièng ®−îc n©ng cao.
Trong qu¸ tr×nh Êp trøng, Èm ®é lµ mét trong nh÷ng th«ng sè rÊt quan
träng nã ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh Êp në. V× vËy viÖc ®¶m b¶o l−îng Èm
cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh Êp në lµ hÕt søc quan träng cho tõng giai ®o¹n Êp.
Ngµy nay, viÖc ®−a PLC vµo c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp ®·
®¸p øng tèt c¸c yªu cÇu trong ®iÒu khiÓn tù ®éng ho¸, nã ®· trë thµnh yÕu tè
chÝnh ®Ó n©ng cao h¬n n÷a hiÖu qu¶ cña s¶n xuÊt trong c«ng nghiÖp n−íc ta.
ViÖc ®−a PLC vµo ®iÒu khiÓn cho m¸y Êp trøng c«ng nghiÖp lµ rÊt cÇn thiÕt, v×
nã ®¶m b¶o ®iÒu khiÓn chÝnh x¸c c¸c th«ng sè cho qu¸ tr×nh Êp në vµ cho hiÖu
qu¶ Êp në cao, hÖ thèng ®iÒu khiÓn ngän nhÑ, dÔ dµng thao t¸c, mang l¹i hiÖu
qu¶ kinh tÕ cao cho ng−êi n«ng d©n. Do vËy chóng t«i sö dông PLC S7- 200 víi
CPU 224 ®Ó thùc hiÖn tù ®éng ®iÒu khiÓn ®é Èm cho m¸y Êp trøng gia cÇm.
§−îc sù ph©n c«ng cña bé m«n §iÖn, víi sù h−íng dÉn cña thÇy gi¸o
NguyÔn V¨n §−êng, chóng t«i tiÕn hµnh thùc hiÖn ®Ò tµi:
"Tù ®éng ®iÒu khiÓn ®é Èm m¸y Êp trøng gia cÇm b»ng bé ®iÒu chØnh PID
sè S7 - 200" ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh c«ng ®¸ng kÓ.
-1-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Néi dung chi tiÕt cña ®Ò tµi ®· ®−îc tr×nh bµy trong b¸o c¸o chÝnh, bao
gåm c¸c phÇn sau:
Më ®Çu
Ch−¬ng 1: Tæng quan vÒ Êp trøng gia cÇm vµ ®IÒu khiÓn ®é Èm
trong m¸y Êp trøng gia cÇm
Ch−¬ng 2: PLC S7 - 200 vµ c¸c module më réng
Ch−¬ng 3: phÇn mÒm Step7- Micro Win32 vµ ch−¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn PID sè
Ch−¬ng4: ChuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
Ch−¬ng 5: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm trong m¸y Êp trøng gia
cÇm
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Sau ®©y lµ tãm t¾t néi dung chÝnh cña ®Ò tµi:
-2-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 1
Tæng quan vÒ Êp trøng gia cÇm vµ ®IÒu khiÓn ®é Èm trong m¸y Êp
trøng gia cÇm
Trong m¸y Êp trøng c«ng nghiÖp, cã hai chÕ ®é Êp lµ Êp ®¬n kú vµ Êp ®a
kú, t−¬ng øng víi hai chÕ ®é Êp nµy ta cã m¸y Êp ®¬n kú vµ m¸y Êp ®a kú. C¸c
chÕ ®é Êp kh¸c nhau th× yªu cÇu vÒ nhiÖt ®é vµ ®é Èm lµ kh¸c nhau.
Êp ®¬n kú lµ chÕ ®é Êp mµ tÊt c¶ sè trøng trong m¸y ®Òu ®−îc ®−a vµo
cïng mét lóc nªn chóng cã tuæi Êp vµ tuæi në gièng nhau.
Êp ®a kú lµ lµ chÕ ®é Êp mµ trøng ®−îc ®−a vµo buång Êp theo tõng ®ît,
th«ng th−êng lµ 3 ®ît, mçi ®ît c¸ch nhau lµ mét tuÇn.
1.1 Yªu cÇu vÒ ®é Èm trong m¸y Êp trøng gia cÇm.
§é Èm lµ mét trong nh÷ng yÕu tè rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh Êp. Yªu
cÇu cô thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo c¸c b¶ng d−íi ®©y:
* Yªu cÇu Èm ®èi víi m¸y Êp ®¬n kú
B¶ng 1.1: B¶ng th«ng sè vÒ ®é Èm cña tõng giai ®o¹n Êp
trong m¸y Êp ®¬n kú (®èi víi trøng gµ)
C¸c giai ®o¹n Êp §é Èm t−¬ng ®èi ( %) NhiÖt ®é nhiÖt kÕ −ít
1 ÷ 5 ngµy 60 ÷ 61% 30 ÷ 310C
6 ÷ 11 ngµy 55 ÷ 57% 29 ÷ 29,50C
12 ÷ 18 ngµy 50 ÷ 53% 28 ÷ 28,50C
300C
19 ngµy 60%
20 ÷ 21 ngµy 70 ÷ 75% 32 ÷ 330C
-3-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
* Yªu Èm ®èi víi m¸y Êp ®a kú
B¶ng 1.2: B¶ng th«ng sè vÒ ®é Èm cña tõng giai ®o¹n trong m¸y Êp ®a kú
(®èi víi trøng gµ)
C¸c giai ®o¹n Êp §é Èm t−¬ng ®èi ( %) NhiÖt ®é nhiÖt kÕ −ít
1 ÷ 15 ngµy 55 ÷ 57% 29 ÷29,50C
16 ÷21 ngµy 68 ÷ 75% 30 ÷ 32,50C
1.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®é Èm trong m¸y Êp trøng gia cÇm
* Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®é Èm
Trong c¸c m¸y Êp thÕ hÖ cò, ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®ãng ng¾t th−êng
®−îc sö dông nhiÒu. Ngµy nay, trong c¸c m¸y Êp hiÖn ®¹i Ýt ®−îc sö dông.
Trong c¸ch t¹o Èm b»ng ph−¬ng ph¸p vung n−íc qua c¸nh qu¹t trong m¸y,
ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p ®ãng ng¾t ®Ó ®iÒu chØnh Èm ®é. Trong ®Ò tµi
nµy, chóng t«i sö dông ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®é Èm liªn tôc. Nguyªn lý cña
ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh liªn tôc lµ sö dông c¸c thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt lín
®Ó ®iÒu khiÓn quay ®éng c¬ cÊp Èm cho m¸y Êp trøng gia cÇm.
-4-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
* S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn Èm ®é trong m¸y Êp trøng gia cÇm
HÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng th«ng th−êng ®−îc ph©n thµnh hai lo¹i: hÖ
thèng ®iÒu chØnh kiÓu hë vµ hÖ thèng ®iÒu chØnh m¹ch vßng kÝn. Trong giíi
h¹n cña ®Ò tµi ta sö dông ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tù ®éng m¹ch vßng kÝn.
ϕ
UϕSv e Bé ®iÒu Bé t¹o
Èm
khiÓn PID
UϕPv
C§ vµ K§
H×nh 1.2: S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn Èm ®é
§©y lµ s¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn Èm ®é ë d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt,
lµm viÖc theo s¬ ®å m¹ch vßng kÝn, cã vßng ph¶n håi lµ bé c¶m biÕn tÝn hiÖu
Èm ®−îc chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ¸p UϕPv. TÝn hiÖu ph¶n
håi ®−îc so s¸nh víi tÝn hiÖu ®Æt tr−íc UϕSv ®−a ra ®é sai lÖch e (e= UϕSv-
UϕPv). Bé ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn bé t¹o Èm lµm viÖc theo tÝn hiÖu sai lÖch e.
* Quy luËt ®iÒu khiÓn tû lÖ vi tÝch ph©n (PID)
Bé ®iÒu khiÓn PID ®−îc thùc hiÖn bëi khèi PLC S7- 200- CPU 224. Gi¸ trÞ
t¸c ®éng ®iÒu chØnh cña quy luËt ®iÒu khiÓn tû lÖ vi tÝch ph©n ®−îc x¸c ®Þnh bëi:
U = KP.e + KI ∫ e.dt + KD de = Km ⎛ e + 1 ∫ e.dt + Td . de ⎞
⎜ ⎟ (1.1)
⎜ dt ⎟
dt TI
⎝ ⎠
NhËn xÐt: ViÖc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè KP, TI, Td lµ vÊn ®Ò rÊt khã trong
ph¹m vi cña ®Ò tµi.
-5-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
* §iÒu chØnh tèc ®é quay ®éng c¬ b»ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung
PWM
Tèc ®é cña qu¹t thæi ®−îc ®iÒu khiÓn bëi ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng
xung. Néi dung cña ph−¬ng ph¸p ®−îc tr×nh bµy d−íi h×nh sau:
U®k +E Ura
OA
UT
-E
a)
UT
U
U®k
0
t
∝
Ura
0 t
b)
a) Kh©u so s¸nh ®iÒu chÕ ®é réng xung
b) Gi¶n ®å thêi gian xung ®Çu vµo vµ ®Çu ra
H×nh 1.3: Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung
Trong ®ã: UT, U®k lÇn l−ît lµ ®iÖn ¸p tùa vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn.
-6-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 2
PLC S7 - 200 vµ c¸c module më réng
2.1 CÊu tróc vµ nguyªn lý lµm viÖc cña PLC S7 – 200
* S¬ ®å khèi hÖ thèng PLC S7- 200
ThiÕt bÞ
lËp tr×nh
Bé nhí
Giao diÖn
Giao diÖn
CPU
nhËp
xuÊt
Nguån
c«ng suÊt
H×nh2.1: S¬ ®å khèi hÖ thèng PLC S7 - 200
* Nguyªn lý lµm viÖc cña PLC S7- 200
PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo chu tr×nh lÆp. Mçi vßng lÆp ®−îc gäi
lµ vßng quÐt (Scan). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷ liÖu tõ
c¸c cæng vµo vïng bé ®Öm ¶o, tiÕp theo lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh.
Trong tõng vßng quÐt, ch−¬ng tr×nh ®−îc thùc hiÖn b»ng lÖnh ®Çu tiªn vµ kÕt
thóc b»ng lÖnh kÕt thóc (MEND). Sau giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh lµ giai
®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm lçi. Vßng quÐt ®−îc kÕt thóc b»ng giai ®o¹n
chuyÓn c¸c néi dung cña bé ®Öm ¶o tíi c¸c cæng ra.
-7-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
ChuyÓn d÷ NhËp d÷ liÖu tõ
liÖu tõ bé ®Öm ngo¹i vi vµo bé ®Öm
¶o ra ngo¹i vi ¶o
* S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo ra Thùc hiÖn
ch−¬ng tr×nh
TruyÒn th«ng
vµ tù kiÓm tra
lçi
H×nh 2.2: S¬ ®å vßng quÐt trong PLC S7 - 200
H×nh 2.3: S¬ ®å nèi vµo ra CPU 224 kiÓu AC/DC/RELAY
2.2 Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC
1. X¸c ®Þnh quy tr×nh ®iÒu khiÓn.
2. X¸c ®Þnh tÝn hiÖu vµo ra.
3. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh.
4. N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí.
5. Ch¹y ch−¬ng tr×nh.
-8-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
2.3 Khèi më réng analog EM 235
* §Æc tÝnh chung
Modul vµo/ra EM 235 lµ lo¹i modul më réng víi ®Çu vµo analog tèc ®é
cao. Nã cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi mét tÝn hiÖu vµo analog thµnh gi¸ trÞ sè t−¬ng
®−¬ng trong 171 μs ®èi víi CPU 212 vµ 139 μs ®èi víi tÊt c¶ c¸c CPU S7- 200
kh¸c. ViÖc chuyÓn ®æi tÝn hiÖu vµo analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi ®Çu vµo
®−îc truy cËp bëi ch−¬ng tr×nh.
EM235
H×nh 2.4: S¬ ®å khèi vµ s¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo/ra Module EM235
- Sè ®Çu vµo/ra: 4 ®Çu vµo analog, 1 ®Çu ra analog.
- D¶i tÝn hiÖu: §iÖn ¸p ±10 V, Dßng ®iÖn 0 ÷ 20 mA.
- KiÓu d÷ liÖu l−ìng cùc: -32000 ÷ 32000.
§¬n cùc: 0 ÷ 32000.
- §iÖn ¸p cung cÊp: 24 V.
- §é ph©n gi¶i: Bé chuyÓn ®æi A/D 12 bits.
-9-
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
* §iÒu chØnh ®Çu vµo
B¶ng2.1: C¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo EM235
§¬n cùc
D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n gi¶i
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
12,5 μV
ON OFF OFF ON OFF ON 0-50 mV
25 μV
OFF ON OFF ON OFF ON 0-100 mV
125 μV
ON OFF OFF OFF ON ON 0-500 mV
250 μV
OFF ON OFF OFF ON ON 0-1 V
1,25 μV
ON OFF OFF OFF OFF ON 0-5 V
5 μA
ON OFF OFF OFF OFF ON 0-20 mA
2,5 μV
OFF ON OFF OFF OFF ON 0-10 V
L−ìng cùc
D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n gi¶i
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
±25 mV 12,5 μV
ON OFF OFF ON OFF OFF
±50 mV 25 μV
OFF ON OFF ON OFF OFF
±100 mV 50 μV
OFF OFF ON ON OFF OFF
±250 mV 125 μV
ON OFF OFF OFF ON OFF
±500 mV 250 μV
OFF ON OFF OFF ON OFF
±1 V 500 μV
OFF OFF ON OFF ON OFF
±2,5 V
ON OFF OFF OFF OFF OFF 1,25 mV
±5 V
OFF ON OFF OFF OFF OFF 2,5 mV
±10 V
OFF OFF ON OFF OFF OFF 5 mV
2.4 KÕt nèi PLC S7- 200 víi m¸y tÝnh PC
H×nh 2.5: Sö dông c¸p PC/PPI kÕt nèi víi mét CPU S7- 200
- 10 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 3
phÇn mÒm Step7 - Micro Win32 vµ ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn pid sè
3.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm Step7 - Micro Win32
PhÇn mÒm Step7 - Micro Win32 cã 3 d¹ng so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh:
LAD, STL, FBD. Trong sè nµy LAD lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å häa dÔ
hiÓu nhÊt. Nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n cña ch−¬ng tr×nh trong LAD t−¬ng øng
víi c¸c thµnh phÇn cña b¶ng ®iÒu khiÓn b»ng r¬ le. C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n
biÓu diÔn c¸c lÖnh logic nh− sau: tiÕp ®iÓm, cuén d©y, hép.
3.2 Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao
PWM
* Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn PID sè
- Nguyªn lý lµm viÖc cña bé ®iÒu khiÓn PID dùa vµo biÓu thøc (1.1).
Trong m¸y tÝnh sè, hµm sè ®Çu ra ë d¹ng liªn tôc ph¶i ®−îc chuyÓn t−¬ng
®−¬ng thµnh gi¸n ®o¹n theo chu kú trÝch mÉu cã d¹ng:
n
Un = Kc.en+ K I . ∑ e n + U 0 + KD.(en- en-1) (3.1)
1
CPU cña PLC tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ ®Çu ra theo m« h×nh c¶i biÕn:
Un = UPn + UIn + UDn (3.2)
Ph−¬ng tr×nh thµnh phÇn tØ lÖ trong CPU lµ:
UPn = Kc.(Svn - Pvn) = Kc.en (3.3)
Ph−¬ng tr×nh cña thµnh phÇn tÝch ph©n:
UIn = Kc.Ts / Ti.(Svn - Pvn) + UX = Kc.Ts / Ti.en + UX (3.4)
Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn thµnh phÇn vi ph©n:
UDn = Kc.TD/TS.(Pvn-1 - Pvn) (3.5)
* §iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM
Trong CPU 224 hai cæng ra Q0.0 vµ Q0.1 cã thÓ ®−îc sö dông ph¸t d·y
xung tèc ®é cao PTO (pulse train output) vµ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ ®é réng xung
PWM (pulse with modulation). PWM lµ mét d·y xung kiÓu tuÇn hoµn, cã chu
- 11 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
kú lµ mét sè nguyªn trong kho¶ng 250μs ÷ 65553μs. NÕu ®é réng xung ®−îc
quy ®Þnh lín h¬n chu kú xung cña PWM th× d·y xung sÏ lµ mét tÝn hiÖu ®Òu
cã gi¸ trÞ logic b»ng 1, ng−îc l¹i khi quy ®Þnh ®é réng xung b»ng 0 th× d·y
xung sÏ lµ mét tÝn hiÖu ®Òu cã gi¸ trÞ logic b»ng 0.
Tx
Tx - §é réng xung
T - Chu kú d·y xung
T
H×nh 3.1: D¹ng xung kiÓu PWM
* L−u ®å ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM
B¾t ®Çu
§äc Pv
PID
PWM
Bé t¹o Èm
ChuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i
H×nh 3.2: L−u ®å ®iÒu khiÓn PID vµ ®iÒu chÕ PWM trªn PLC
- 12 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
* Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM
Ch−¬ng tr×nh chÝnh
Ch−¬ng tr×nh con
- 13 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng tr×nh ng¾t
- 14 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 4
ChuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
TÝn hiÖu Èm % ph¶i ®−îc chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ¸p vµ khuÕch
®¹i tÝn hiÖu míi thùc hiÖn ®−îc ®iÒu khiÓn. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®o ®é Èm
nh−: Ph−¬ng ph¸p ®iÓm s−¬ng, ph−¬ng ph¸p kh« −ít, ph−¬ng ph¸p biÕn d¹ng,
ph−¬ng ph¸p ®iÖn dÉn…
Trong khu«n khæ cho phÐp cña ®Ò tµi, chóng t«i chØ tiÕn hµnh nghiªn
cøu lo¹i c¶m biÕn Èm kiÓu kh« −ít.
4.1 Nguyªn lý ®o ®é Èm cña c¶m biÕn kh« −ít
* §é Èm cña kh«ng khÝ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
p bha − A(t k − t a )p 0
= (4.1)
100
p bh
* Nguyªn lý ho¹t ®éng m¹ch cÇu ®o ®é Èm cña c¶m biÕn Èm ®é kiÓu kh«
−ít
Uk
+
U®k
R
Enguån R
Ua K§
Ra
Rk
H×nh 4.1: S¬ ®å chuyÓn ®æi R/U kh« −ít vµ khuÕch ®¹i
U®k = (Uk - Ua) (4.2)
Rk, Ra: lÇn l−ît nhiÖt kÕ ®iÖn trë kh«, nhiÖt kÕ ®iÖn trë −ít.
Uk, Ua: lÇn l−ît lµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thay ®æi theo nhiÖt ®é tk, ta.
lµ hÖ sè khuÕch ®¹i.
4.2 C¶m biÕn Èm ®é dïng trong m¸y Êp trøng gia cÇm
Trong m¸y Êp trøng gia cÇm, ta ®· biÕt ®−îc nhiÖt ®é buång Êp lµ cè
®Þnh trong tõng giai ®o¹n Êp, ta còng biÕt ®é Èm % cÇn thiÕt cho tõng giai
- 15 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
®o¹n Êp, tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ nhiÖt ®é nhiÖt kÕ −ít ta cho tõng giai
®o¹n Êp. Cho nªn ta cã thÓ ®Æt t−¬ng øng mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p Ua® víi nhiÖt ®é
nhiÖt kÕ −ít ®Æt ta® cña tõng giai ®o¹n Êp. Nh− vËy m¹ch cÇu h×nh 4.1 sÏ bÞ
khuyÕt ®i mét vÕ nh− h×nh 4.2.
+
R Uatt
Enguån U®k
KhuÕch
®¹i tÝn
Ra Ua®
hiÖu
H×nh 4.2: S¬ ®å chuyÓn ®æi R/U −ít vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
Trong viÖc ®iÒu khiÓn Èm ®é cña m¸y Êp trøng gia cÇm ®ßi hái c¶m
biÕn ph¶i cã ®é nh¹y cao vµ cã ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh cho nªn ta kh«ng dïng
nhiÖt kÕ ®iÖn trë mµ thay thÕ nã b»ng vi m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é LM335.
+E
R1
Uatt
LM
R2
335
H×nh4.3: S¬ ®å m¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu dïng LM335
§Æc tÝnh tuyÕn tÝnh:
U = 10T mV = 2730 + 10t (mV) (4.3)
R1 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
E − 0,2 3
(Ω)
R1 = (4.4)
10
I
Giíi h¹n dßng lµm viÖc cña LM335 lµ: 0,4 < I
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
4.3 M¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®o ®é Èm dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n
* §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n
Ur
+E
Vµo kh«ng ®¶o
Vµo ®¶o
Uv
0
-E
H×nh 4.4: §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n
* Bé khuÕch ®¹i ®¶o
Rht
Iht
I0
Iv
+E Ura
R1 U0 OA
E
H×nh 4.5: S¬ ®å bé khuÕch ®¹i ®¶o
HÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
Ur R
= − ht
K® = (4.5)
Uv R1
- 17 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 5
ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm trong m¸y Êp trøng gia cÇm
5.1 S¬ ®å khèi hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®é Èm
BPX
EM235
CPU S7 - 200
ϕ%
Sv
PID D /A SS BTA
Pv
C§ &
A/D CB
K§
H×nh 5.1: S¬ ®å khèi ph−¬ng ¸n 1 m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm
CPU S7 - 200 EM235
ϕ%
Sv
BTA
PID D /A
Pv
PWM
C§ &
A/D CB
K§
H×nh 5.2: S¬ ®å khèi ph−¬ng ¸n 2 m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm
Ph−¬ng ¸n 1 lµ ®iÒu chÕ ®é réng xung ®−îc thùc hiÖn trªn m¹ch so
s¸nh. Ph−¬ng ¸n 2 ®−îc thùc hiÖn ®iÒu chÕ ®é réng xung ngay trªn PLC S7-
200. §iÓm chung cña hai ph−¬ng ¸n trªn lµ bé ®iÒu chØnh PID ®Òu ®−îc thùc
hiÖn trªn PLC S7- 200.
- 18 -
- B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
5.2 M¹ch chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
+9V
R4
R1=8,2K
100K
I0
Iv 3
R
UC§ 9V Ur1
R2=10K
LM R
10K1 741
335 U§
- 9V
R6 R8
R5 R7
+9V 10K
100K
220K 5K
H×nh 5.3: S¬ ®å m¹ch chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu tÇng thø nhÊt
* M¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu
E − 0,2 3 (9 − 0,2)V 3
10 = 9,8.103 (Ω) = 9,8 K
R1 = 10 = (5.1)
I 1mA
Ta cã thÓ chän R1 nhá h¬n gi¸ trÞ nµy lµ 8,2K. §©y lµ ®iÖn trë ®Ó h¹n
chÕ dßng vµo LM335. TriÕt ¸p R2 ®−îc dïng lo¹i 10K ®Ó ®iÒu chØnh ng−ìng
lµm viÖc vµ chiÒu t¸c ®éng cña bé chuyÓn ®æi.
* M¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
• TÇng thø nhÊt
- ThiÕt kÕ víi hÖ sè khuÕch ®¹i 10 lÇn:
R4 100 K
K1 = - =- = -10 lÇn (5.2)
10 K
R3
R5, R6, R7 lµ c¸c ®iÖn trë, triÕt ¸p ph©n ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®Çu vµo kh«ng
®¶o.
R8 lµ triÕt ¸p ®iÒu chØnh OFFSET khö sai sè ban ®Çu.
- 19 -
nguon tai.lieu . vn
