ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Lời nói đầu Với phát triển khoa học kỹ thuật, tự động hóa ngày ứng dụng đời sống với cơng đại hóa,cơng nghiệp hóa đất nước cơng nghệ tự động đòi hỏi cao nhằm đáp ứng yêu cầu cơng nghệ.Vì tự động hóa ngày phát triển mạnh mẽ phần thiết yếu phát triển công nghiệp ,kỹ thuật Lý thuyết điều khiển tự động sở nghành khoa học Nó khơng cung cấp cho kiến thức mà giúp cho ta phát huy tính sáng tạo ,từ làm lên hệ thống tối ưu, nhanh gọn mà hiệu quả.Với phương pháp đại ly thuyết điều khiển tự động lựa chọn cấu trúc hệ thống hợp lý,xác định trị số tối ưu hóa thơng số.Đánh giá tính ổn định tiêu chất lượng trình điều khiển Đồ án em nêu Trong trình thực đồ án em nhận nhiều giúp đỡ thầy bạn lớp có ý kiến giúp cho đồ án em hoàn thiện Em xin trân thành cảm ơn TH.S Phạm Thị Hương Sen hướng dẫn giúp đỡ em trình làm đồ án Với lượng kiến thức chưa cao kinh nhiệm chưa tốt đồ án nhiều hạn chế thiếu xót Em mong nhận nhiều đóng góp , bổ xung ý kiến thầy cô bạn đồ án hồn thiện hơn,giúp em có kiến thức vững để học tập nghiên cưu sâu ngành công nghệ tự động Em xin trân thành cảm ơn ! SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 MỤC LỤC Lời Nói Đầu ……………………………………………………………………….….… Mục Lục…………………………………………………………………………… Đề bài……………………………………………………………………………… … Phần A: Xác định hàm truyền đối tượng từ bảng số liệu thực nghiệm ….5 I, Hàm truyền đạt đặc tính động học……………………………… ………………5 Định nghĩa…………………………………………… …… ……….……………5 Đặc tính động học hệ thống ……………………………………………………5 II Các xác định hàm truyền đạt…………………………………………………….6 Đối tượng tự cân bằng…………………………………………………………… Đối tượng khơng có tính tự cân bằng…………………………………………… III Ứng dụng tìm hàm truyền đạt động điên………………………… 15 Phần B: Sử dụng Matlab khảo sát lại đáp ứng đầu Phân tích đường đặc tính động học đối tượng……………………………………………… 17 I Sử dụng Matlap để thiết kế……………………………………… 17 II Hiệu chỉnh…………………………………………………………… 19 III Phân tích đường đặc tính động học đối tượng…………………22 Khái niệm đường đặc tính dộng học……………………………… 22 Đặc tính thời gian……………………………………………………….22 Đặc tính tần số………………………………………………………….22 IV Đường đặc tính động học khâu bản………………………24 Khâu tỷ lệ……………………………………………………………… 24 Khâu quán tính bậc 1……………………………………………………25 Khâu bâc 2………………………………………………………………27 Khâu tích phân………………………………………………………… 29 Khâu vi phân bậc 1………………………………………………………29 V Cách vẽ đồ thị Bode biên độ hệ thống ………………………………… 32 VI Ứng dụng phân tích đường đặc tính động học hệ thống………33 Hàm độ…………………………………………………………… 33 Hàm truyền đạt tần số………………………………………………….33 Đặc tính Nyquits……………………………………………………….34 Đặc tính Bode………………………………………………………… 35 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Phần C : Thiết kế hệ điều khiển động theo luật điều khiển P,PI,PID I II Định nghĩa PID………………………………………………… 36 Lý thuyết điều khiển PID……………………………………………37 Khâu tỉ lệ……………………………………………………………37 Khâu tích phân………………………………………………… …39 Khâu vi phân……………………………………………………… 40 Tóm tắt………………………………………………………… …41 Tổng quan phương pháp…………………………………… 41 Điều chỉnh thủ công…………………………………………… .42 III ỨNG DỤNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN P,PI,PID………………… ….43 Thiết kế điều khiển P,PI,PID phương pháp Zeigler – Nichols … 43 1.1 điều khiển P……………………………………………………… 44 1.2 điều khiển PI……………………………………………………….45 1.3 điều khiển PID…………………………………………… ………47 thiết kế điều khiển PPIPID phương pháp Simulink……………… 48 2.1 điều khiển P…………………………………………………… 48 2.2 điều khiển PI……………………………………………………….49 2.3 điều khiển PID…………………………………………………… 51 thiết kế điều khiên phương pháp sisotool………………………….52 3.1 điều khiển P……………………………………………………… 55 3.2 điều khiển PI……………………………………………………….55 3.3 điều khiển PID………………………………………………… 56 Phần D : Tìm hiểu điều khiển tốc độ động thực tế…… 59 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề bài: Cho đối tượng cần điều khiển động điện chiều kích từ độc lập, biết phần ứng động cấp nguồn điện 110V, tương ứng với điện áp điều khiển Ud = 10V, tốc độ định mức động 1800 vòng/phút, (điện áp kích từ định mức, chế độ khơng tải).Bằng thực nghiệm người ta cung cấp điện áp điều khiển U d =3V cho động cơ, tiến hành đo tốc độ động ghi lại giá trị trung bình bảng sau: t[s] n[vịng/ph ] 0 50 290 100 480 150 620 200 710 300 820 400 870 450 880 500 890 600 900 Yêu cầu: Xác định hàm truyền đạt động từ bảng số liệu thực nghiệm Sử dụng Matlab khảo sát lại đáp ứng đầu ra, so sánh chỉnh lại mơ hình cho xác Phân tích đường đặc tính động học đối tượng Thiết kê hệ điều khiển động theo luật điều khiển: P, PI, PID Tiến hành xác định tham số điều khiển theo ba phương pháp khác để hệ có chất lượng tốt Tìm hiểu điều khiển tốc độ động thực tế SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 PHẦN A: XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN CỦA ĐỐI TƯỢNG TỪ BẢNG SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM I, Hàm truyền đạt đặc tính dộng học Định nghĩa Cho hệ thống hình vẽ : r(t) Hệ thống Tín hiệu vào y(t) Tín hiệu Quan hệ tín hiệu vào tín hiệu hệ thống tuyến tính mơ tả phương trình vi phân hệ số : d m r (t ) d m −1r (t ) d 1r (t ) = b0 + b1 + + bm−1 + bm r (t ) dt m dt m −1 dt1 Trong : ( i = 0, n ), bj ( j = 0, m ) thông số hệ thống; a0 ≠ 0, b0 ≠ (n bậc hệ thống) Giả sử điều kiện đầu 0, biến đổi Laplace vế ta : W(s) gọi hàm truyền đạt hệ thống SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Định nghĩa : Hàm truyền đạt hệ thống tỷ số biến đổi Laplace tín hiệu biến đổi Laplace tín hiệu vào điều kiện đầu * Phép biến đổi Laplace : Cho f(t) hàm xác định với t ≥ 0, biến đổi Laplace f(t) : +∞ F(s) = L { f(t) } = ∫ f (t ).e − st dt Trong : s biến phức ( biến Laplace ), s = σ + jω L toán tử biến đổi Laplace F(s) ảnh f(t) qua phép biến đổi Laplace Đặc tính động học hệ thống Đặc tính động học hệ thống mơ tả thay đổi tín hiệu đầu hệ thống theo thời gian có tác động đầu vào Để khảo sát tính động hệ thống tín hiệu vào thường chọn tín hiệu hàm xung đơn vị, hàm nấc đơn vị hay hàm điều hồ Tuỳ theo dạng tín hiệu vào thử mà đặc tính động học thu đặc tính thời gian hay đặc tính tần số a Đặc tính thời gian Đặc tính thời gian hệ thống mơ tả thay đổi tín hiệu đầu hệ thống tín hiệu vào hàm xung đơn vị hay hàm nấc đơn vị Đáp ứng xung đáp ứng hệ thống tín hiệu vào hàm xung đơn vị ( hay gọi hàm trọng lượng g(t) hệ thống ) y(t) = L -1 {Y(s)} = L -1 {W(s)} = g(t) ( Do R(s)=1 ) Đáp ứng nấc đáp ứng hệ thống tín hiệu vào hàm nấc đơn vị ( hay goi hàm độ h(t) hệ thống ) Do R(s) = s ) SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 b Đặc tính tần số Đặc tính tần số hệ thống tuyến tính liên tục mơ tả quan hệ tín hiệu tín hiệu vào hệ thống trạng thái xác lập thay đổi tần số tín hiệu dao động điều hồ tác động đầu vào hệ thống Như đặc tính tần số hệ thống tỉ số tín hiệu trạng thái xác lập tín hiệu vào hình sin Đặc tính tần số Để biểu diễn đặc tính tần số cách trực quan, ta dùng đồ thị Có hai dạng đồ thị thường sử dụng biểu đồ Bode biểu đồ Nyquist II Cách xác định hàm truyền đạt Trên sở hàm độ đối tượng xác định gần hàm truyền đạt Do đối tượng có hai loại là:đối tượng có tính tự cân đối tượng khơng có tính cân nên thuật toán để xác định hàm truyền đạt cho hai loại khác Đối tượng có tính tự cân : a) Dạng tổng quát hàm truyền đạt: Dạng tổng quát hàm truyền đạt đối tượng có tính tự cân mơ tả: Wd(p) = Kd.W1(p).e-τp Trong :K - Hệ số truyền đối tượng τ -Thời gian trễ W1(p) hàm truyền đạt thành phần tĩnh Đối tượng gồm hai khâu mắc nối tiếp :khâu trễ có hàm truyền đạt khâu tĩnh có hàm truyền đạt K W1(p).Giá trị τ gọi trễ vận chuyển SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 thực tế khâu tĩnh lấy gần bốn dạng sau:khâu bậc có trễ,khâu qn tính bậc hai khâu bậc hai có trễ b) Xác định hàm truyền đạt Đối tượng có tính tự cân có hàm truyền đạt dạng tổng quát: Wd(p) = Kd.W1(p).e-τp 1(t) (p) K h(t) σ(t) hàm chuẩn : σ(t) = Có thể coi W1(p) ba dạng hàm truyền sau: + Khâu bậc có trễ: W1(p) = (I) +Khâu bậc hai không dao động : W1(p) = ( II ) +Khâu bậc hai có trễ: e-τp( III ) W1(p) = *Cách chọn dạng hàm truyền W1(p) SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Dựa vào hàm độ hàm h(t) để xác định : Trên trục tung ,ta lấy điểm 0,7 dóng cắt đồ thị điểm A ,từ A hạ vng góc xuống cắt trục hồnh điểm t7.Ta lấy t3 = ,dóng lên đồ thị ,cắt tung độ điểm σ(t3).Căn vào giá trị σ(t3) ta xác định dạng hàm truyền W 1(p)theo cơng thức thực nghiệm sau : Nếu σ(t3)> 0,31 thìW1(p) có dạng ( I ) Nếu 0,31 ≥σ(t3) ≥ 0,19thì W1(p)có dạng ( II ) Nếu0,19 num=[303] >> den=[510 131 1] >> w=tf(num,den) >> H=tf(1,1); >> sisotool Bước 2: mở công cụ sisotool Sau đánh lênh >>sisotool cửa sổ command window ta thấy xuất họp thoại hình vẽ: 57 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Trong cửa sổ Control and Estimation Tools Manager ,trên tab Architecture ta chọn System Data xuất lên cửa sổ System Data , chọn Browse ta nhập G, H giá trị : + G ta chọn w + H ta chọn H Bước 3: Thiết kế điều khiển P, PI, PID Trở lại hộp thoại Control and Estimation Tools Manager (Hình 3.23) [Automated Tuning], thẻ [Design method] chọn [PID Tuning] Chọn thuật toán từ thẻ [ select a tuning algorithm ] : + Ziegler-Nichols open loop : điều khiển thiết lập dựa mơ hình với thời gian chậm trễ xấp xỉ đối tượng Phương pháp sử dụng phương pháp thiết kế Chien-Hrones-Resnick (CHR) với độ điều chỉnh 20% + Ziegler-Nichols closed loop : thông số điều khiển lấy từ bảng tra cứu Ziegler-Nichols Phương pháp không áp dụng cho mô hình mơ hình thứ hai hệ thống với thời gian chậm trễ Nếu sử dụng phương pháp cho trường hợp kể thuật toán tự động điều chỉnh sang phương pháp Ziegler- Nichols open loop + Internal Model Control (IMC) based tuning : điều khiển thiết lập từ điều khiển đầy đủ IMC Sau chọn đầy đủ thông số ta chọn thẻ [Update compensator] 58 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 3.1 Thiết kế điều khiển P C = 0,10408 => KP= 0,10408 Ta có đáp ứng đầu sau: 59 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Ta thấy hệ thống ổn định + Độ điều chỉnh 15,6%, + Thời gian độ 21s + Thời gian tăng tốc 6,59s Đây thông số tối ưu cho điều khiển P 3.2 Thiết kế điều khiển PI C=0,00061208 (Kp=0,0918,KI=0,0006) Ta có đáp ứng đầu hình(hình 3.1): Nhận xét hệ thống: hệ thống ổn định + độ điều chỉnh : 12,7% + thời gian độ :22,7s Đây thông số tối ưu cho điều khiển PI Hình 3.1 3.2 Thiết kế điều khiển PID C = 0,00069014 Ta có đáp ứng đầu ra: (Kp=0,1392, KI=0,0006, KD=0,20742) 60 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I - 2012 Độ độ điều chỉnh 6,89% Thời gian độ 15.2s Ta chỉnh tiếp để có hệ thống tối ưu + với C = 0,00085021 ) Ta có đáp ứng đầu sau: 61 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Độ điều chỉnh hệ thống giảm 0,793% Thời gian độ giảm 10,4s Hệ thống tối ưu Nhận xét: Qua điều khiển ta thấy có điều khiển PID cho ta kết tối ưu Ta có bảng so sánh sau: Phương pháp Bộ ĐK P PI PID Zeigler – Nichols Simulink Sisotool σ% Thời gian σ% Thời gian σ% Thời gian độ độ độ 15,7% 31,6s 15,27% 11,54s 15,6% 21s 16,5% 24,1s 16,5% 24,1s 12,7% 22,7s 2,72% 6,67s 6,5% 9,55s 0,793% 10,4s Kết luận: Qua bảng ta thấy điều khiển PID cho ta độ điều chỉnh thời gian độ thấp Và phương pháp thiết kế điều khiển P, PI, PID sisotool dễ điều chỉnh cho ta kết tối ưu 62 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Phàn D : Tìm hiểu điều khiển tốc độ động thực tế CHF100A BIẾN TẦN ĐA NĂNG Công suất: 0.75kW ~ 3000kW Điện áp nguồn: 220V / 380V ± 15% - Điều khiền V/F - Điều khiển Sensorless Vector - Điều khiển Torque Khả điều khiển đồng tốc độ, tỉ lệ tốc độ tuyến tính xác, điều khiển lực căng, điều khiển tiết kiệm điện năng, điều khiển trình PID, điều khiển theo chu trình PLC, đáp ứng moment cực nhanh, ổn định tốc độ động tải thay đổi đột biến hoạt động tốc độ thấp Mô Tả Sản Phẩm: ● Đặc điểm (tất ngõ vào/ra lập trình được): - ngõ vào số (Digital) nhận giá trị ON – OFF chọn PNP NPN - ngõ vào xung tần số cao (HDI): nhận xung từ 0.000 ~ 50.000kHz, chọn PNP NPN - ngõ colector hở (HDO): (tùy chọn ON – OFF ngõ xung tần số cao 0.000 ~ 50.000kHz) - ngõ vào Analog: Ngõ AI1 nhận tín hiệu từ -10V ~ 10V, ngõ AI2 nhận tín hiệu từ ~10V 0/4~20mA - ngõ Analog: AO1 AO2 có tín hiệu từ 0/4~20 mA 0~10 V, tùy chọn - Tất ngõ Analog xung tốc độ cao vào/ra đặt vơ cấp dải tín hiệu 63 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 tùy ý theo ứng dụng thực tế - ngõ Relay: RO1 RO2 (có NO NC) lập trình - Tích hợp sẵn cổng truyền thơng RS-485 ch̉n Modbus RTU cổng RJ45 nối bàn phím ngồi đến 110 mét - Cơng suất từ 18.5kW đến 90kW tích hợp sẵn cuộn kháng DC nâng cao hệ số công suất ● Chức điều khiển chính: - Chế độ điều khiển: điều khiển V/F, điều khiển véc tơ không cảm biến tốc độ (Sensorless vector - SVC), điều khiển Torque - Khả tải: Mode G (dùng cho tải nặng) 150% dòng định mức/60giây, 180% dòng định mức/10 giây Mode P (dùng cho tải nhẹ ví dụ: bơm, quạt ) 120% dòng định mức/60 giây - Độ phân giải điều chỉnh tốc độ: 1:100 (SVC) - Tần số sóng mang: kHz ~15.0 kHz - Nguồn đặt tốc độ: Bàn phím, Ngõ vào analog, ngõ vào xung HDI, truyền thông, đa cấp tốc độ, simple PLC PID, thực kết hợp, điều chỉnh nhiều ngõ vào chuyển đổi ngõ vào khác - Chức điều khiển PID - Simple PLC, Chức đa cấp tốc độ: có 16 cấp tốc độ 16 cấp thời gian đặt trước - Chức điều khiển zigzag tốc độ đếm Counter - Không dừng hoạt động điện tạm thời - Chức dò tốc độ: khởi động êm động cịn quay - Phím QUICK/JOG: phím tắt định nghĩa người sử dụng - Chức tự động ổn định điện áp ngõ điện áp nguồn cấp dao động bất thường - Chức bảo vệ: Bảo vệ xảy cố dòng, áp, áp, nhiệt, chạm pha, pha, lệch pha, đứt dây ngõ ra, tải v.v… hoạt động tốt điện áp nguồn vào thấp ba pha 320Vac ● Ứng dụng: Cho tất loại máy móc tự động hóa, máy nghiền, máy cán, kéo, máy xeo giấy, máy tráng màng, máy tạo sợi, máy nhựa, cao su, sơn, hóa chất, dệt, nhuộm, hồn tất vải, thực phẩm, thủy sản, đóng gói, chế biến gỗ, băng chuyền, cần trục, nâng hạ, tiết kiệm lượng cho máy nén khí, bơm quạt… 64 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Máy tạo hạt nhựa, máy tráng màng, máy tạo sợi… - Cảo đùn: Điều khiển ổn định tốc độ cảo đùn, khởi động êm, giảm dòng khởi động, khả bù momen, chống đứt/giãn dây cuaro, bảo vệ motor, bảo vệ trục vít Đồng tốc độ xác với lơ kẹp, dàn kéo căng, lô làm mát giúp vận hành dễ dàng cho tốc độ cao, tăng suất, giảm phế phẩm, đồng thời nâng cao hệ số công suất tiết kiệm điện - Dàn kẹp, lam, lô ống: chức điều khiển sensorless vector ổn định tốc độ đồng tỉ lệ tốc độ xác lơ giúp việc vận hành máy dễ dàng, nâng cao sản lượng chất lượng sản phẩm, bảo vệ động khả hãm tái sinh giúp tiết kiệm điện Lô cuộn, dàn thu, dàn rải: chức điều khiển moment cho chất lượng cuộn sản phẩm tốt hơn, thay biến giàn thu cuộn có khả chỉnh lực căng xác tốc độ cao Thuật tốn cho phép nhận tín hiệu điều khiển hai kênh: Moment tốc độ để ổn định lực căng tốc độ đường kính cuộn thay đổi giúp tăng sản lượng chất lượng cuộn Điều khiển đồng tốc độ cao cho máy xeo giấy: CHF100A đồng tốc độ lô giấy thuật toán điều khiển đồng tỉ lệ truyền xung tốc độ cao HDI – HDO, khả chống nhiễu cực tốt, đồng tốc độ tăng giảm tuyến tính xác, có đầy đủ chức cao cấp tinh chỉnh tỉ lệ, tăng/ giảm tốc tạm thời để khử độ căng chùn giấy chống đứt giấy, điều chỉnh lực căng cuộn tự động Hệ thống kết nối cho hãm tái sinh đồng nên tiết kiệm điện Biến tần kết nối đồng thời hình kéo xa đến 150mét cáp mạng giúp thuận tiện cho giám sát tủ biến tần bên bàn vận hành trung tâm, dễ dàng vận hành máy nhanh xác lên tốc độ cao, giúp giảm thiểu phế phẩm tăng cao sản lượng Hệ thống điều khiển thân thiện, dễ vận hành cho tốc độ cao ổn định, thiết kế hồn tồn dựa tính có sẵn biến tần, khơng cần sử dụng PLC, tiết kiệm không gian vật tư linh kiện phụ trợ giúp giảm giá thành, có đầy đủ tất tính cao cấp cho vận hành giám sát máy xeo giấy, tiết kiệm lượng tối đa Nhuộm, hồn tất vải, thủy sản, điều khơng: biến tần CHF100A thiết kế với hai cấp công suất, nhằm nâng cao tuổi thọ biến tần chế độ tải nặng tiết kiệm chi phí đầu tư ứng dụng chế độ tải nhẹ bơm quạt Chế độ tự động ổn áp ngỏ AVR thông minh, điều khiển đồng tốc độ lực căng, tự động điều chỉnh moment ngõ non tải.Thuật tốn điều khiển PID tự động điều chỉnh lưu lượng, áp suất, nhiết độ hiệu cho tiết kiệm lượng Điều khiển ổn áp tiềt kiệm điện cho máy nén khí: Biến tần CHF100A giúp khởi động êm, giảm dòng khởi động bảo vệ động Dừng động máy chạy không 65 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 tải Thuật toán PID tự động điều chỉnh tốc độ động để ổn định áp suất theo nhu cầu sử dụng thực tế lượng điện tiết kiệm tối đa Biến tần CHF100A đa năng, ứng dụng hầu hết máy móc cơng nghiệp, điều khiển bơm quạt… tiết kiệm lượng BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TỐC ĐỘ CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ALTIVAR 71 Biến tần ALTIVAR71là thiết bị điều khiển tốc độ động không đồng tích hợp card điều khiển có khả lập trình bên (Controller Inside) để đáp ứng tất ứng dụng chuyên nghiệp điều khiển tốc độ động cơ, với hàm điều khiển hệ thống tích hợp sẵn Phần mềm PS 1131 cho phép kết nối Biến tần Máy tính bạn giúp cài đặt thông số cách dễ dàng nhanh chóng vơ vàn ứng dụng, giúp cho bạn bảo tồn bí kỹ thuật Ngồi card điều khiển lập trình ALTIVAR71 cịn tích hợp với lựa chọn cho card chuyên dụng khác card điều khiển vào/ra, card truyền thông CÁC ỨNG DỤNG: Phạm vi ứng dụng truyền động biến tốc Altivar 71 đáp ứng với nhữngđồi hỏi khắt khe có nhiều phương thức điều khiển động chức tích hợp sẵn Biến tần Altivar 71 phù hợp với loại điều khiển yêu cầu: Độ xác mơmen tốc độ dải tốc độ thấp, tính động lực học cao với điều khiển vector từ thơng (có khơng có cảm biến) Phạm vi ứng dụng mở rộng với loại động chạy tốc độ cao.Kết nối động c loại đặc biệt truyền động song song theo tỉ lệ điện áp/tần số.Độ xác tốc độ tĩnh tiết kiệm lượng cho loại động đồng chế độ vòng hở.Độ linh hoạt uyển chuyển cho loại máy không cân theo hệ thống ENA 66 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 (Hệ thống điều chỉnhnăng lượng).Chức biến tần Altivar 71 giúp nâng cao hoạt động gia tăng độ linh hoạt loại máy có nhiều ứng dụng - Thiết bị nâng hạ : - Các thiết vận chuyển, bốc xếp - Các thiết bị đóng gói, bao bì - Dải tần lên tới 50Hz - Các máy móc dệt may - Dải tần cao - Các máy móc lĩnh vực chế biến Bộ điều chỉnh PID Độ phân giải cao Điều khiển tốc độ mômen Kết nối với mạng truyền thông phổ biến Điều khiển nguồn cấp độc lập Bộ phanh thông qua việc trả lại nguồn cấp Kết nối với bus DC thông dụng Thang máy Điều khiển phanh hãm êm đáp ứng với đòi hỏi thoải mái hành khách Xử lý đo lường tải với cảm biến cân Phù hợp với loại rơle theo tiêu chuẩn an toàn thang máy EN81-13-2-2-3 Kết nối với bus CANopen Điều khiển qua kiểm tra trạng thái contactor đầu Hàm xóa buồng thang KHẢ NĂNG CUNG CẤP TOÀN DIỆN Phạm vi ứng dụng Altivar 71 với truyền động biến tốc mở rộng theo phạm vi công su ất động từ -0.37 đến 500 kW với loại nguồn cấp: -200…240 V pha, từ 0.37 đến 5.5 kW 200…240 V ba pha, từ 0.37 đến 75 kW 380…480 V ba pha, từ 0.75 đến 500 kW Altivar 71 tích hợp giao thức Modbus CANopen theo chuẩn nhiều hàm khác Các hàm mở rộng sử dụng card lựa chọn giao diện encoder, truyền th ông I/0 Toàn dải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế IEC/EN 61800-5-1, IEC/EN 618002, IEC/EN 67 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 61800-3, chứng nhận CE, UL, CSA, DNV, C-Tick, NOM 117 GOST, phát triển để đáp ứng với dẫn lien quan đến bảo vệ môi trường (ROHS, WEEE,v.v) Altivar 71 đưa vào hệ thống an tồn lắp đặt Nó tích hợp chức năn g an toàn“Power Removal” ngăn chặn việc khởi động ngẫu nhiên động Hàm tuân theo tiêu chuẩn thiết bị EN954-1 mục 3, chuẩn giám sát lắp đặt điện ICE/EN 61508 SIL2 hệ thống truyền động công suất IEC/En 61800-5-2 Tính tương hợp điện từ EMC Sự thống lọc EMC truyền động ATV 71H···M3 ATV 71H···N4 đáp ứng với đồi hỏi EMC đơn giản hóa việc cài đặt thiết bị mang lại phương thức tiết kiệm đáp ứng với địi hỏi CE Bộ ATV 71H···M3X sử dụng không cần lọc EMC Bộ lọc dùng theo lựa chọn người sử dụng để giảm cấp toả nhiệt Ngồi ra, cịn số lựa chọn khác điện trở hãm, lọc hãm liên kết mạng có tính CÀI ĐẶT Altivar 71 thiết kế để tối ưu hố kích cỡ hộp (gắn sàn, gắn tường, v.v) Phần nguồn, với độ bảo vệ IP54, gắn dễ dàng bên hộp sử dụng gắn hộp chống bụi ẩm VW A9 5·· Loại gắn sử dụng để hạn chế độ tăng nhiệt bên hộp để giảm kích cỡ hộp yêu cầu Nhiệt độ bên hộp: 500C không giảm nhiệt Lên tới 600C sử dụng quạt có card điều khiển VW A9 4·· đáp ứng với phạm vi điều k hiển cần thiết, giảm dòng Gắn theo cạnh Bộ biến tần gắn tường phù hợp với đòi hỏi NEMA loại sử dụng kit V W A9 2··,cho cấp bảo vệ IP21 hay IP31 sử dụng VW3 A9 2·· CÁC HỘP THOẠI Bộ biến tần Altivar 71 cung cấp hình đồ hoạ tháo lắp sử dụng cho vận hành từ xa: Nút dò tiếp cận menu lên xuống nhanh chóng dễ dàng 68 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Màn hình đồ hoạ dòng, dòng 24 ký tự văn Các hàm cao cấp hiển thị cho phép sử dụng chức biến tần phức tạp Các hình hiển thị, menu tham số tuỳ biến cho người sử dụng máy móc Màn hình hỗ trợ trực tuyến Cấu hình lưu trữ tải về( tối đa file cấu hình) Bộ biến tần kết nối tới số biến tần khác thông qua liên kết multidrop Có thể đặt cách xa cửa hộp với độ bảo vệ IP54 hay IP65 Được cung cấp với ngôn ngữ cài theo chuẩn (tiếng Anh, Pháp, Đức, Italia, Tây Ban Nha Trung Quốc) Một số ngơn ngữ khác tải tới nhớ flash Biến tần Altivar 71 15 kW điều khiển sử dụng hình hiển thị tích hợp Bộ phần mềm Power Suite sử dụng để cài đặt cấu hình, điều chỉnh sửa lỗi cho Altivar 71tương tự thiết bị biến tần khởi động khác Telemecanique Nó sử dụng thông qua kết nối trực tiếp, Ethernet, moderm hay khơng dây Bluetooth LẬP TRÌNH NHANH Cấu hình MacroAltivar 71 cung cấp khả lập trình nhanh dễ, sử dụng cấu hình ma cro đáp ứng với ứng dụng khác hay sử dụng cho khởi động dừng, xử lý vật liệu, nâng hạ, ứng dụng thông dụng, kết nối tới mạng truyền thông, điều chỉnh PID, master/slave Mỗi cấu hình điều chỉnh hoàn toàn Menu “khởi động đơn giản” sử dụng để đảm bảo ứng dụng vận hành xác, vận hành động tối ưu bảo vệ cho động Cấu trúc tham số theo cấp, hàm tiếp cận trực tiếp sử dụng để đảm bảo lập trì nh nhanh chóng dễ dàng, chí với hàm phức tạp Các tính Altivar 71 có nhiều tính bảo trì tích hợp sẵn, giám sát thử nghiệm: Các hàm kiểm tra tích hợp sẵn với hình thử nghiệm đồ hoạ từ xa Sắp xếp I/O Cấu hình truyền thông cho cổng khác Chức máy sóng quan sát sử dụng phần mềm PowerSuite Giám sát biến tần cài đặt qua xử lý nhớ flash Sử dụng hàm kết nối biến tần tới modem thông qua cổng Modbus Nhận dạng tất thành phần biến tần phiên phần mềm Ghi lỗi hiển thị giá trị tối đa 16 biến cố Màn hình hiển thị ngôn ngữ tải nhớ flash 69 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Một tin nhắn tối đa dịng, dịng 24 ký tự lưu trữ biến tần Các lựa chọn Altivar 71 tích hợp card lựa chọn đồng thời, đó: lựa chọn từ: Card mở rộng I/O Card truyền thông (Ethernet TCP/IP, Modbus/UniTelưay, Fipio, Modbus Plus, Profibus DP, DeviceNet, InterBus, v.v) Card “Controller Inside “ khả trình, sử dụng để điều chỉnh biến tần với ứng dụng cụ thể cách nhanh chóng theo q trình, cách giảm tập trung hóa hàm hệ thống điều khiển( lập trình theo ngơn ngữ phù hợp với IEC 611311) card giao diện encoder (với đầu vi phân tương thích với RS422, đầu coll ector mở, đầu đẩy – kéo) Một số lựa chọn khác tích hợp cho Altivar 71: Bộ hãm điện trở hãm (theo chuẩn hay riêng biệt cho ứng dụng nâng hạ) Bộ hãm liên kết Cuộn cảm dòng, cuộn cảm DC lọc thụ động, nhằm giảm dòng điều hồ Cuộn cảm lọc rị động cho chạy cáp dài hay giảm phần bảo vệ Bộ lọc đầu vào EMC bổ sung SỰ TÍCH HỢP VÀO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Altivar 71 tích hợp cổng Modbus hay CANopen ứng dụng cho điều khiển chuyển động n hanh chóng,chính xác, khả điều chỉnh, giám sát đặt cấu hình Một cổng thứ hai dùng để kết nối Magelis vào hộp thoại máy Bộ biến tần kết nối tới mạng truyền thông khác sử dụng card lựa chọn truyền thông Bộ phần điều khiển cấp nguồn độc lập, cho phép truyền thơng (giám sát thử nghiệm) lưu giữ ngày nguồn cấp bị Card “Controller Inside” khả trình biến đổi biến tần thành thành phần tự độ ng hoá: Card tích hợp I/O nó, giám I/O biến tần card I/O mở rộng Card gồm chương trình ứng dụng cài sẵn phát triển ngôn ngữ tuân theo IEC 61 131-3, giúp giảm thời gian đáp ứng hệ thống điều khiển Cổng master CANopen card cho phép điều khiển biến tần khác hộp thoại module cảm biến I/O Tài Liệu Tham Khảo 70 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ... hiểu điều khiển tốc độ động thực tế…… 59 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề bài: Cho đối tượng cần điều khiển. .. LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I = 2012 = Đồ thị hàm độ Hàm truyền đạt tần số 36 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Đồ thị A(ω), φ(ω)... ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG I 2012 Vậy h(t)= L-1 Đồ thị sau: • TH2: 0< < 1: khâu dao động =>∆’ S= + Hàm độ: h(t)= 30 SV: PHẠM VĂN TUYỀN LỚP: Đ5 - CNTĐ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ