Bài thí nghiệm Cơ sở tự động - Bài thí nghiệm 5: Hệ thống điều khiển nhiệt độ
BÀI THÍ NGHIỆM 5
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
1. Đo quá trình quá độ hệ hở, đầu vào hàm nấc
Đặt chế độ vòng hở (công tắc ở chế độ hở - kín bật qua hở), dùng biến trở
đặc chỉnh công suất ra bằng 30 , ghi nhiệt độ lò từng phút 1 trong khoảng 30
%
phút vào bảng 1.
Bảng 1: quá trình quá độ
T(min)
ToC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
51
9
10
55,1
21
30
30,6
12
32,8
13
35,1
14
38,1
15
40,6
16
44,1
17
47,5
18
53,2
20
T(min)
ToC
11
19
56,5
22
58,4
23
59,9
24
60,8
25
62,1
26
63,3
27
63,9
28
64,2
29
64,7
30
65,1
65,1
T(min)
ToC
65,7
66
66,1
66,1
66,6
66,7
66,8
66,6
67
Vẽ đặc tính quá độ nhiệt độ:
Đặc tính quá độ nhiệt độ ngõ ra
ToC
80
70
60
50
40
30
20
10
0
T
L
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Nhận xét: Đường cong nhận được có dạng tuyến tính giống với đường cong lý
thuyết, sai số của phép đo có thê chấp nhận được.
Thời gian trễ:
Thời hằng:
L = 1,9 (s)
푇 = 12,2 ― 1,9 = 10,3 (푠)
퐾 = 67 ― 30 = 1,23
Hệ số khuếch đại :
30%
Vậy công thức Ziegler-Nichois xấp xỉ hàm truyền lò có dạng:
1,23
(푠)
퐻
=
(10,3푠 + 1)(1,9푠 + 1)
2. Điềukhiển ON – 0FF
Dùng quạt để hạ nhiệt độ lò xuống dưới 50 , đặc chế độ vòng KÍN, chuyển
℃
công tắc phương pháp điều khiển sang ON-OFF, bật công tắc ĐO-ĐẶT sang
ĐẶT, chỉnh biến trở để có nhiệt độ đặt là T( =100 . Bật công tắc ĐO-ĐẶT
℃)
℃
sang ĐO để thí nghiệm. Đóng điện lò, ghi quá trình tăng nhiệt trong 30 phút.
Bảng 2: Điều khiển ON-OFF
T(min)
0
1
2
3
4
5
6
64,2
6,2
7
8
9
10
11
푇0퐶
51,1
54,1
59,6
64
65,1
6,2
16
63,7
6,2
17
62,6
6,2
19
60,4
6,2
20
59,1 58,6
60,7
%퐶푆 104,1 103,9 103,4
6,2
15
6,2 103,6 103,1
T(min)
푇0퐶
12
63,7
6,2
13
63,9
6,3
25
14
63,2
6,2
18
21
62,4 62,2
6,2 6,2
22
23
60,4
6,2
62,4
6,1
27
61,1
6,2
28
59,7
6,2
29
58,5
103,8
30
60,6
6,2
61,1
6,2
%퐶푆
T(min)
푇0퐶
24
26
59,1
59
62,3
6,2
63,1
6,2
62,9
6,2
63
61,2
6,2
%퐶푆 103,7 103,7
6,2
120
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
T(oC)
20
25
30
35
%CS
3. Điềukhiểntuyếntính
Vẫn giữ nhiệt độ đặt là 100 , chuyển công tắc phương pháp điều khiển
℃
sang tuyến tính (PI). Đo trong 30 phút.
Bảng 3: Điều khiển tuyến tính (P)
T(min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
푇0퐶
47
50
57,1
61,5
65,1
1,9
64,5
2,4
64,3
2,2
63,9
6,3
62,9
31,7
20
61,8 61,3
44,2 42,2
62,5
31,3
23
%퐶푆 104,3 104,1 102,4 40,9
T(min)
푇0퐶
12
62,1
26
13
14
15
16
17
18
19
21
22
62,7
22,4
25
63,2
24,7
26
62,5
27,1
27
62,2
32,2
28
61,6
30,8
29
62,2
28,4
30
62,7
30,3
62,2
28,3
61,7 62,5
25,5 29,7
62,6
28,9
%퐶푆
T(min)
푇0퐶
24
63,1
30,8
62,4
29,6
63,3
29,5
62,5
32,7
62,9
29,6
62,5
28,7
62,5
32,7
%퐶푆
120
100
80
60
40
20
0
T(oC)
%CS
0
5
10
15
20
25
30
35
4. Điều khiển PID:
Từ thí nghiệm vòng hở của lò 1 ta có: L=1,9; T=10,3; K=1,23
10,3
푇
→
퐾푝 = 1,2퐿.퐾 = 1,21,9 ∗ 1,23 = 5,289
퐾푝
퐾푖 = 2.퐿
5,289 = 1,39
퐾푑 = 퐾 .퐿
=
5,289 ∗ 1,9 = 5,025
푝
;
=
2,1,9
2
2
Ta sử dụng lò số 2 với bộ điều khiển nhiệt độ OMRON- E5AJ, cài đặt các thông số
như trên. Đo lại nhiệt độ của ló trong 30 phút.
Bảng 4: Bộ điều khiển PID
T(min)
ToC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
44
21
40
33
11
44
22
40
34
12
44
23
40
36
13
44
24
41
40
14
44
25
42
43
15
43
26
43
45
16
43
27
43
46
17
42
28
43
47
18
42
29
44
45
19
41
30
44
45
20
40
T(min)
ToC
T(min)
ToC
Đồ thị ló số 2
ToC
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Nhận xét:
e(xl) = 42 – 33 = 9.
POT = 49 ― 42
= 16,67 %.
100
*
42
T(qđ) = 15 (min).
Thời gian quá độ của PID chậm hơn nhiều so với điều khiển ON- OFF, nhưng nhanh hơn một chút so với
điều khiển tuyến tính.
5 trang
27440
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài thí nghiệm Cơ sở tự động - Bài thí nghiệm 5: Hệ thống điều khiển nhiệt độ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_thi_nghiem_co_so_tu_dong_bai_thi_nghiem_5_he_thong_dieu.docx
