Tiêu đề Lý thuyết điều khiển tự động hóa - PVMTC.docx ✅

EBOOKBKMT.COM - TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 2 6.1 Điều khiển On/Off 42 6.2 Điều khiển Tỷ lệ (Proportional control mode) 43 6.3 Chế độ Tích Phân (Integral or Reset control mode) 49 6.4 Chế độ Vi Phân (Derivative mode) 51 6.5 Điều khiển PID và phương pháp tuning 54 7 CÁC SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN (CONTROL STRATEGIES) 58 7.1 Điều khiển truyền thẳng (Feedforward control) 58 7.1.1 Ví dụ điêu khiển thiết bị gia nhiệt hơi nước 58 7.1.2 Cấu trúc cơ bản và bộ điều khiển lý tưởng 59 7.2 Điều khiển phản hồi (Feedback control) 63 7.2.1 Ví dụ điều khiển thiết bị gia nhiệt hơi nước 63 7.2.2 Cấu trúc cơ bản. 64 7.2.3 Vai trò của điều khiển phản hồi 65 7.3 Điều khiển tỉ lệ (Ratio Control) 67 7.3.1 Ví dụ điều khiển thiết bị khuấy trộn liên tục 68 7.3.2 Ví dụ điều khiển thiết bị gia nhiệt hơi nước 69 7.3.3 Hai cấu hình điều khiển tỉ lệ 70 7.3.4 Bản chất và ý nghĩa của điều khiển tỉ lệ 71 7.3.5 Điều khiển tỉ lệ kết hợp điều khiển phản hồi 71 7.4 Điều khiển tầng (Cascade control) 72 7.4.1 Ví dụ điều khiển thiết bị gia nhiệt hơi nước 72 7.4.2 Cấu trúc điều khiển tầng 73 7.4.3 Điều khiển vị trí van 75 7.4.4 Ứng dụng của điều khiển tầng 75 8 MỘT VÀI ỨNG DỤNG THỰC TẾ 75 8.1 Điều khiển đơn 76 8.2 Điều khiển Cascade 77 8.3 Điều khiển Feedforward 79 8.4 Điều khiển Ratio 81
EBOOKBKMT.COM - TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 3 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA 1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Trên thực tế mọi ngành sản xuất công nghiệp, mục tiêu tăng năng suất lao động được giải quyết bằng con đường gia tăng mức độ tự động hoá các quá trình và thiết bị sản xuất. Việc tự động hoá có thể nhằm mục đích tăng sản lượng hoặc cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản phẩm. Tự động hoá sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của công nhân vận hành máy hoặc thiết bị thông qua hệ thống điều khiển. Những hệ thống này có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần hoặc cần rất ít sự can thiệp của con người. Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển tự động phải có khả năng khởi động, kiểm soát và dừng một quá trình theo yêu cầu giám sát, hoặc đo đếm các giá trị các biến đã được xác định của quá trình nhằm đạt được kết quả mong muốn ở sản phẩm đầu ra của máy hoặc thiết bị. Một hệ thống có những khả năng như vậy gọi là hệ thống điều khiển. Để hiểu rõ khái niệm tự động hoá và điểu khiển ta có các định nghĩa sau: Điều khiển: Sự tác động có mục đích vào một đối tượng nhất định được gọi là điều khiển Điều khiển tự động: Quá trình dung máy móc để thay thế con người thực hiện chức năng điều khiển được gọi là điều khiển tự động Tự động hoá: Tự động hoá là quá trình dùng máy móc, thay thế con người một phần hay hoàn toàn thực hiện chức năng điều khiển quá trình sản xuất, thông qua hệ thống điều khiển. 1.1 Điều khiển thủ công Hình 1 là miêu tả về một ví dụ về điều khiển nhiệt độ trong phòng bằng phương pháp điều khiển thủ công đơn giản. Nhiệt độ phòng trong ví dụ này được điều khiển bởi dòng hơi nóng do con người đóng hoặc mở van một lượng phù hợp, để có được nhiệt độ mong muốn thì con người phải theo dõi liên tục nhiệt độ qua một nhiệt kế rồi quyết định điều khiển cần thiết tới van. Giả sử nhiệt độ phòng thấp hơn nhiệt độ mong muốn thì van cần phải mở với góc mở lớn hơn và ngược lại nếu nhiệt độ phòng cao hơn nhiệt độ mong muốn thì van cần phải đóng bớt lại. Hình 1: Điều khiển nhiệt độ bằng phương pháp thủ công
EBOOKBKMT.COM - TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 4 Như vậy bằng việc quan sát nhiệt kế và đóng hay mở van một lượng cần thiết ta có thể duy trì được nhiệt độ trong phòng theo ý muốn. Tuy nhiên phương pháp thủ công này rất khó duy trì được nhiệt độ phòng theo ý muốn. 1.2 Điều khiển tự động Để thay thế chức năng điều khiển của con người bằng một hệ thống điều khiển tự động thì hệ thống điều khiển nhiệt độ ở ví dụ hình 1 được thay đổi bởi hình 2. Trong đó chức năng giám sát, theo dõi nhiệt độ(đo lường) của con người được thay thế bằng bộ cảm biến nhiệt độ, chức năng so sánh, xử lý đưa ra quyết định điều khiển được thay thế bởi thiết bị gọi là bộ điều khiển(Controller), chức năng thao tác của con người được thay thế bởi một thiết bị là van điều khiển ( Control valve). Qua hệ thống này nhiệt độ trong phòng được tự động điều khiển mà không cần sự tham gia trực tiếp của con người, bộ cảm biến nhiệt độ liên tục đo và gửi tín hiệu về bộ điều khiển, bộ điều khiển nhận tín hiệu rồi so sánh với giá trị do con người thiết lập (Setpoint), nếu phát hiện ra sai lệch nó sẽ gửi tín hiệu tới van điều khiển để van điều khiển sẽ đóng hay mở một lượng phù hợp nhằm hiệu chỉnh lại sai lệch để đạt được nhiệt độ như đã thiết lập. 2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hệ thống điều khiển rất đa dạng, nó tuỳ thuộc vào đối tượng điều khiển, phương pháp điều khiển, điều kiện sử dụng v.v…Với những góc độ khác nhau, hệ thống điều khiển có thể phân thành các loại như sau:  Theo loại tín hiệu - Tương tự (tín hiệu tương tự) - Tín hiệu số(rời rạc)  Theo mạch phản hồi - Hệ thống hở (không có mạch phản hồi) - Hệ thống kín (có mạch phản hồi )  Theo tín hiệu vào - Hệ thống điều chỉnh(tín hiệu vào ít thay đổi) Hình 2: Hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ