Nội dung nghiên cứu chính của đề tài Nghiên cứu xây dựng phần mềm điều khiển nhiệt độ của mô đun dòng chảy chất lỏng theo thuật toán PID là nghiên cứu vận hành tìm hiểu hoạt động của mô đun điều khiển nhiệt độ dòng chảy chất lỏng, viết chương trình điều khiển mô đun.
Trang 2M Đ U Ở Ầ
Tính c p thi t c a đ tàiấ ế ủ ề
Ngày nay, k thu t đi u khi n có vai trò thi t y u trong các hỹ ậ ề ể ế ế ệ
th ng đi u khi n.ố ề ể M tộ h th ngệ ố có thể có C khí – Đi n – Hóa ch tơ ệ ấ
và các mô hình toán h c, phân tích và thi t k b đi u khi n s d ngọ ế ế ộ ề ể ử ụ
lý thuy t đi u khi nế ề ể trong m t ho c nhi uộ ặ ề th i gian, t n sờ ầ ố, và các lĩnh v c ph c t p tùy theo tính ch t c a v n đ thi t k ự ứ ạ ấ ủ ấ ề ế ế
Lý thuy t đi u khi n và ki m soát đế ề ể ể ược chia thành hai ph n chínhầ trong đó là c đi n và hi n đ i. Vi c th c hi n thi t k b đi u khi nổ ể ệ ạ ệ ự ệ ế ế ộ ề ể
c đi n so v i các h th ng đổ ể ớ ệ ố ược thi t k b ng cách s d ng lýế ế ằ ử ụ thuy t đi u khi n hi n đ i d dàng h n và các b đi u khi n đế ề ể ệ ạ ễ ơ ộ ề ể ượ ư c a thích trong h u h t các ng d ng công nghi p. Các b đi u khi n phầ ế ứ ụ ệ ộ ề ể ổ
bi n nh t, đế ấ ược thi t k s d ng lý thuy t đi u khi n c đi n, là bế ế ử ụ ế ề ể ổ ể ộ
đi u khi n PID.ề ể
Hi n nay, t i phòng thí nghi m c a Khoa C h c k thu t và Tệ ạ ệ ủ ơ ọ ỹ ậ ự
đ ng hóa, trộ ường Đ i h c Công ngh , Đ i h c Qu c gia Hà N i cóạ ọ ệ ạ ọ ố ộ trang b m t h th ng đi u khi n nhi t đ c a dòng ch y ch t l ngị ộ ệ ố ề ể ệ ộ ủ ả ấ ỏ (RYCTAG). Nghiên c u này t p trung vào vi c tìm hi u ph n c ng,ứ ậ ệ ể ầ ứ sau đó phân tích và nghiên c u h th ng.ứ ệ ố
Ý nghĩa khoa h c và th c ti nọ ự ễ
RYCTAG là m t mô đun ng d ng đi u khi n độ ứ ụ ề ể ược thi t k b iế ế ở EDIBON. Nó được thi t k đ làm vi c k t h p v i đ n v RYC.ế ế ể ệ ế ợ ớ ơ ị Nó cho phép nghiên c u m t s khái ni m quan tr ng nh t v Quy ch vàứ ộ ố ệ ọ ấ ề ế
Ki m soát m t cách d dàng và nhanh chóng.ể ộ ễ
Trang 3Đ i tố ượng và phương pháp nghiên c uứ
Đ n v đơ ị ược cung c p m t b th c ti n, thông qua đó ngấ ộ ộ ự ễ ườ ử i s
d ng s hi u làm th nào đ mô t m t h th ng đi u khi n nhi tụ ẽ ể ế ể ả ộ ệ ố ề ể ệ
đ , đi u ch nh b đi u khi n PID đ ki m soát nhi t đ , quan sátộ ề ỉ ộ ề ể ể ể ệ ộ
ph n ng c a h th ng cho các c u hình PID khác nhau, vvả ứ ủ ệ ố ấ
Ti n hành ch y, thu th p d li u đo và phân tích các k t qu cóế ạ ậ ữ ệ ế ả
được
N i dung nghiên c uộ ứ
N i dung nghiên c u chính c a đ tài là nghiên c u v n hành tìmộ ứ ủ ề ứ ậ
hi u ho t đ ng c a mô đun đi u khi n nhi t đ dòng ch y ch t l ng,ể ạ ộ ủ ề ể ệ ộ ả ấ ỏ
vi t chế ương trình đi u khi n mô đun. B c c khóa lu n đề ể ố ụ ậ ược chia thành 4 chương, c th nh sau:ụ ể ư
CHƯƠNG 1: GI I THI U CHUNGỚ Ệ
CHƯƠNG 2: LÝ THUY T LIÊN QUANẾ
CHƯƠNG 3: XÂY D NG H NGHIÊN C U CÁC Đ C TÍNH C AỰ Ệ Ứ Ặ Ủ
MÔ ĐUN ĐI U KHI N NHI T Đ DÒNG CH Y CH T L NG VÀ Ề Ể Ệ Ộ Ả Ấ Ỏ CÁC MÔ ĐUN LIÊN QUAN
CHƯƠNG 4: K T QU TH C NGHI MẾ Ả Ự Ệ
Trang 4CHƯƠNG 1. GI I THI U CHUNGỚ Ệ
Trong chương này chúng ta có cái nhìn khái quát v toàn b hề ộ ệ
th ng s th c hi n. Xem xét c u t o c a các mô đun, mô t v chúng.ố ẽ ự ệ ấ ạ ủ ả ề
H th ng s bao g m mô đun đi u khi n nhi t đ dòng ch y ch tệ ố ẽ ồ ề ể ệ ộ ả ấ
l ng RYCTAG, mô đun đi u ch nh đi u khi n v i máy tính (RYC)ỏ ề ỉ ề ể ớ giúp ta đi u khi n mô đun RYCTAG b ng máy tính v i k t n i sề ể ằ ớ ế ố ử
d ng card thu th p d li u PCIe. Ph n m m Labview là ng d ngụ ậ ữ ệ ầ ề ứ ụ giúp ta t xây d ng lên chự ự ương trình đi u khi n cho h th ng m tề ể ệ ố ộ cách nhanh chóng và hi u qu ệ ả
CHƯƠNG 2. LÝ THUY T LIÊN QUANẾ
Toàn b lý thuy t liên quan độ ế ược nêu c th và đ y đ trongụ ể ầ ủ
chương này. Ban đ u chúng ta có m t phầ ộ ương trình cân b ng nhi tằ ệ
c a mô đun đi u khi n nhi t đ dòng ch y ch t l ng. Chúng ta sủ ề ể ệ ộ ả ấ ỏ ử
d ng phép bi n đ i Laplace đ cho phụ ế ổ ể ương trình vi phân đó thành
phương trình đ i s đ n gi n Cu i cùng chúng ta có đạ ố ơ ả ố ược m tộ
phương trình đ i di n cho h th ng.ạ ệ ệ ố
H th ng mà chúng ta s d ng đ n là m t h th ng b c nh t.ệ ố ử ụ ế ộ ệ ố ậ ấ
Đi u khi n PID là phề ể ương pháp đi u khi n ph bi n nh t đề ể ổ ế ấ ược sử
d ng cho các quy trình công nghi p.ụ ệ M t s phộ ố ương pháp giúp chúng
ta đi u khi n PID bao g m tính toán v i các thông s th c t vàề ể ồ ớ ố ự ế
phương pháp th c nghi m đ tìm ra k t qu đây, chúng ta s d ngự ệ ể ế ả Ở ử ụ
phương pháp th c nghi m đ tìm ra thông s PID phù h p nh t. Bự ệ ể ố ợ ấ ộ trao đ i nhi t trong mô đun đổ ệ ược coi là trung tâm c a h th ng, n i làủ ệ ố ơ
n i dòng nơ ước nóng và dòng nướ ạc l nh trao đ i nhi t.ổ ệ
Trang 5Hình 2.5. Mô ph ng b trao đ i nhi t ỏ ộ ổ ệ
CHƯƠNG 3. XÂY D NG H NGHIÊN C U Đ C TÍNH MÔỰ Ệ Ứ Ặ ĐUN ĐI U KHI N NHI T Đ DÒNG CH Y CH T L NGỀ Ể Ệ Ộ Ả Ấ Ỏ
Ta có các thành ph n c b n c a h th ng nh ầ ơ ả ủ ệ ố ư
Trang 6Hình 3.1. S đ kh i h th ng ơ ồ ố ệ ố
Bao g m các mô đun RYC, RYCTAG, card thu th p d li u NIồ ậ ữ ệ PCIe6321 và ph n m m đi u khi n vi t b i ng d ng LabVIEW trênầ ề ề ể ế ở ứ ụ máy tính. Chúng ta có các bước được xây d ng giúp th c nghi m vàự ự ệ nghiên c u các đ c tính c a mô đun. Các bứ ặ ủ ước th c hi n v i mô đunự ệ ớ RYC v i h th ng b c nh t, th nghi m b PID. Mô đun RYCTAGớ ệ ố ậ ấ ử ệ ộ
v i m t mô hình th c th đ kh o sát l i k t qu Ph n m m đớ ộ ự ế ể ả ạ ế ả ầ ề ượ c
vi t b i Labview có giao di n tr c quan, d s d ng có giao di n t ngế ở ệ ự ễ ử ụ ệ ổ quan nh sau:ư
Hình 3.12. Giao di n và k t qu th c hi n ch ệ ế ả ự ệ ươ ng trình
Qua th c nghi m cho th y ph n m m hi n th còn ch a th c sự ệ ấ ầ ề ể ị ư ự ự
gi i quy t đả ế ược hoàn toàn các sai s Vi c x lý còn ch a gi i quy tố ệ ử ư ả ế
được nhi u y u t gây sai s khi hi n th ề ế ố ố ể ị
Trang 7CH ƯƠ NG 4. K T QU TH C NGHI M Ế Ả Ự Ệ
Ch ươ ng cu i cùng này nêu các k t qu đi n hình ố ế ả ể
c a h th ng trong quá trình th c nghi m v i các mô ủ ệ ố ự ệ ớ đun c a b n thân. M t s k t qu đi n hình trong quá ủ ả ộ ố ế ả ể trình th c nghi m đ ự ệ ượ c trình bày. Hình d ướ ạ i đ i di n ệ
cho ph n ng c a h th ng b c nh t theo mi n th i ả ứ ủ ệ ố ậ ấ ề ờ gian và ph n ng c a h th ng th c nghi m v i vi c ả ứ ủ ệ ố ự ệ ớ ệ
đi u khi n s d ng b PID ề ể ử ụ ộ
Hình 4.1. Đ th th hi n b ồ ị ể ệ ướ c ph n ng c a h th ng b c nh t theo ả ứ ủ ệ ố ậ ấ
th i gian th nh t ờ ứ ấ
Hình 4.22. Ph n ng c a h th ng đi u khi n nhi t đ dòng ch y ả ứ ủ ệ ố ề ể ệ ộ ả
ch t l ng ấ ỏ Hình 4.22 cho th y s u vi t khi s d ng thu t ấ ự ư ệ ử ụ ậ toán PID vào trong vi c đi u khi n h th ng. K t qu ệ ề ể ệ ố ế ả
ph n h i c a h th ng bám sát yêu c u đ t ra ả ồ ủ ệ ố ầ ặ
Trang 8K T LU N Ế Ậ
Trong quá trình th c hi n đ tài, khóa lu n rút ra m t s k t quự ệ ề ậ ộ ố ế ả chính nh sau:ư
Tìm hi u, h c t p m t s ki n th c v các h th ng b c nh t,ể ọ ậ ộ ố ế ứ ề ệ ố ậ ấ
s d ng phép bi n đ i Laplace trong vi c gi i quy t các phử ụ ế ổ ệ ả ế ương trình
vi phân c a h th ng.ủ ệ ố
Nghiên c u h th ng đi u khi n nhi t đ dòng ch y ch t l ngứ ệ ố ề ể ệ ộ ả ấ ỏ
và ng d ng b đi u khi n PID trong h th ng đi u khi n. Các k tứ ụ ộ ề ể ệ ố ề ể ế
qu th c nghi m cho th y h th ng ho t đ ng đúng nh lý thuy t đãả ự ệ ấ ệ ố ạ ộ ư ế
đ ra.ề
H c t p và s d ng ph n m m LabVIEW đ l p trình h thuọ ậ ử ụ ầ ề ể ậ ệ
th p tín hi u c m bi n nhi t đ , truy n tín hi u đ t vào h th ng,ậ ệ ả ế ệ ộ ề ệ ặ ệ ố
vi t đế ược ph n m m labview đi u khi n mô đun ryctag.ầ ề ề ể
Tuy nhiên, do m t s h n ch v ki n th c chuyên sâu trong lĩnhộ ố ạ ế ề ế ứ
v c đi u khi n h th ng v i PID, kinh nghi m s d ng b PID còn ít,ự ề ể ệ ố ớ ệ ử ụ ộ nên k t qu m i ch d ng l i vi c đánh giá là phù h p v i lý thuy t,ế ả ớ ỉ ừ ạ ở ệ ợ ớ ế
mà v n ch a xác đ nh đẫ ư ị ược đ chính xác tuy t đ i. Trong quá trìnhộ ệ ố
ch y th nghi m, k t qu đo đ c cũng thạ ử ệ ế ả ạ ường ch u nh hị ả ưởng b iở nhi u t bên ngoài. ễ ừ
T nh ng h n ch và th i gian không cho phép, nên tác gi cũngừ ữ ạ ế ờ ả
đ xu t m t s hề ấ ộ ố ướng nghiên c u ti p theo nh c i ti n ph n c ng,ứ ế ư ả ế ầ ứ
l p trình gi m tác đ ng c a nhi u và hoàn thi n h đo, có đánh giá vàậ ả ộ ủ ễ ệ ệ tăng đ chính xác, xây d ng các ch c năng phong phú h n cho phépộ ự ứ ơ
hi n th để ị ược nhi u đ c tính h n, thi t k giao di n d dàng cho vi cề ặ ơ ế ế ệ ễ ệ
s d ng h n và có th ng d ng ti n hành cho nhi u th nghi m khácử ụ ơ ể ứ ụ ế ề ử ệ
