Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp

- Vũ Dũng Kỳ NGÀNH ĐIều khiển tự động KHOÁ Bộ GiáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hà NộI.
- 25 1.3 Tổ chức bộ điều khiển PID trên SLC 500.
- 29 1.3.1 Cấu trúc vòng điều khiển trên PLC.
- 29 1.3.2 Các khai báo tham số bộ điều khiển PID.
- 33 1.3.3 Thuật toán điều khiển PID trên SLC 500.
- 54 CHƯƠNG 3 : Một số thuật hiệu chỉnh chất l-ợng điều khiển PID.
- 59 3.1.2 Chỉ tiêu chất l-ợng điều khiển thông qua các đánh giá thống kê.
- 78 3.3 Nâng cao chất l-ợng điều khiển PID bằng hiệu chỉnh mờ giá trị đặt.
- 84 3.3.1 Bộ điều khiển PID với hệ số trọng của giá trị đặt.
- 86 3.2.3 Những nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ.
- 99 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 0 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Ch-ơng 1 : Hệ thống SCADA trên cơ sở RSVIEW32.
- 38 1 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Ch-ơng 1 : Hệ thống SCADA trên cơ sở RSVIEW32 và mạng PLC của Allen-Bradley 1.1 PLC của Allen-Bradley và mạng công nghiệp DH485 1.1.1 Cấu trúc phần cứng của SLC500 SLC500 là một họ PLC của Allen-Bradley (A-B) có cấu trúc dạng module, nó gồm các thành phần chính sau.
- Hình 1.1 Các chassis có thể nối với nhau và SLC500 quản lý tối đa 30 slot Nguồn nuôi CPU … I/O I/O I/O I/O Slot 0 Slot 2 Slot 28 Slot 29 Slot 1 2 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Nguồn nuôi Có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều 220V hoặc 110V thành điện áp một chiều +5VDC hoặc +20VDC Module CPU Module này có nhiệm vụ xử lý các hoạt động của SLC 500 và đ-ợc chia thành nhiều loại nh-: CPU 5/01, CPU 5/02, CPU 5/03, CPU 5/04 và CPU 5/05.
- 3 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Module vào/ra t-ơng tự Các loại module này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu t-ơng tự dạng dòng hoặc áp thành các tín hiệu số (Analog Input) và ng-ợc lại biến đổi các tín hiệu số thành tín hiệu dòng hoặc áp (Analog Output).
- 5 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 1.1.3 Tổ chức vùng nhớ dữ liệu của SLC 500 Vùng nhớ dữ liệu của SLC 500 đ-ợc tổ chức d-ới dạng các file dữ liệu (Data Files) trình bày ở bảng 1.4 Bảng 1.4 Các file dữ liệu nằm trong Data Files Số hiệu file Chức năng Ký hiệu 0 OUTPUT IMAGE O 1 INPUT IMAGE I 2 STATUS S 3 BIT B 4 TIMER T 5 COUNTER C 6 CONTROL R 7 INTEGER N 8 RESERVED 9 đến 255 BIT,TIMER,COUNTER CONTROL hoặc INTEGER Do ng-ời dùng định nghĩa thêm Data file 0 và 1 (Output và Input) Đây là vùng nhớ đệm của tín hiệu ra (file 0) và tín hiệu vào (file 1).
- Data file 7 (Integer)File này đ-ợc sử dụng trong mục đích ch-ơng trình điều khiển cần dùng các biến trung gian để l-u kết quả.
- 8 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 1.1.4 Cấu trúc hệ lệnh của SLC 500 Do mục đích của đề tài chỉ khai thác trên họ SLC 500 làm thiết bị để thực hiện thuật toán điều khiển PID nên mục này chỉ liệt kê toàn bộ hệ lệnh của SLC500 mà không đi vào chi tiết.
- 9 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động • Nạp các từ vào một file và lấy ra ra theo hỡnh thức ng-ợc( last in, first out): LFL, LFU.
- 10 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Lệnh PID (Proportional-Integal-Derivative) Dùng để điều khiển các đặc tính vật lý nh.
- 11 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Để soạn thảo một ch-ơng trình điều khiển thì đầu tiên là phải tạo một Processor file mới.
- 12 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Sau đó xuất hiện màn hình với tên Processor file đ-ợc lựa chọn ở trên.
- Công việc khai báo cấu hình vào/ra là mang tính bắt buộc, điều này đ-ợc thực hiện bằng cách kích đúp I/O Configuration nằm d-ới th- mục Controller, sau đó sẽ xuất hiện cửa sổ sau : 13 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Trên đây là những thao tác tối thiểu để soạn thảo một ch-ơng trình cho SLC 500, sau khi soạn thảo xong thì download xuống PLC hay chạy ch-ơng trình đó…Tất cả công việc đó đều có thể thực hiện nhờ các thao tác trên thanh công cụ.
- Qua mạng DH485 các ch-ơng trình ứng dụng có thể giám sát mọi dữ liệu của quá trình và thay đổi ch-ơng trình điều khiển.
- Hình 1.5 là một ví dụ về mạng DH-485 14 Hình 1.5 Một ví dụ về mạng DH-485 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 15 Ph-ơng pháp truy nhập bus Giao thức mạng DH-485 bổ xung hai lớp của thiết bị là bộ khởi tạo (Initator) và bộ đáp ứng (Responder).
- Các thiết bị điều khiển PLC dạng Fixed, SLC 5/01, SLC 5/02, SLC 5/03 …không đ-ợc dùng địa chỉ nút 0.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 16 Các thành phần thiết bị Mạng DH-485 sử dụng các thiết bị điều khiển PLC sau cùng với công cụ lập trình trên HHT hoặc trên PC.
- xem hình 1.6 ) Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 17 Hình 1.6 Thiết bị giao tiếp mạng 1747-AIC Ngoài ra các thiết bị trong mạng có thể là các module truyền thông, hay card truyền thông.
- 1 DH-485 • 2 cổng đặt cấu hình theo RS-422, RS485 hoặc t-ơng thích với RS Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 18 1747-PIC Personal Interface Converter Cung cấp giao diện giữa DH-485 và RS-232 Hai cổng.
- DH-485 • DH+ DH KTXD Card giao diện truyền thông Cung cấp giao diện mạng để workstation giao tiếp với nhiều PLC trên nhiều mạng cùng một lúc • DH-485 • DH+ DH Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 19 1784-PCMK Giao diện truyền thông Giúp việc lập trình cho SLC 500 thông qua RSLogix 500 trên PC.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 20 Kết nối giữa mạng DH+ và mạng DH-485 Mạng DH+ là sự phát triển của mạng DH-485 trên cơ sở sử dụng cả hai loại PLC là PLC-5 và SLC500 của A-B.
- Điều khiển truy nhập bằng ph-ơng pháp Token Passing.
- Hình 1.7 Liên kết giữa mạng DH-485 và DH Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 21 1.2 RSVIEW32 và tổ chức hệ SCADA 1.2.1 Khái quát về hệ SCADA Hệ SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu nhằm hỗ trợ con ng-ời trong việc giám sát và điều khiển từ xa.
- Các trạm điều khiển giám sát trung tâm.
- Các trạm điều khiển giám sát trung tâm với giao diện ng-ời máy HMI ( Human Machine Interface ) có thể xây dựng bằng các ngôn ngữ bậc cao nh- Visual C.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 22 • Giao diện ng-ời máy HMI ( Human Machine Interface.
- Đồ thị thời gian thực, đồ thị dữ liệu tĩnh - Các phím thao tác, nút điều khiển.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 23 • Tính năng thời gian thực, tăng c-ờng hiệu suất trao đổi thông tin.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 24 PrinterOCMOCMDDE SERVERMicrosoftEXCELPCRSVIEW32SLC 5/03RemoteQuá trình 1A SPIC1747AIC1747AICI/OSLC 5/03..SLC 5/03RemoteQuá trình 2A S1747AICI/OSLC 5/03..SLC 5/03RemoteQuá trình nA S1747AICI/OSLC 5/03..Back-up PLC Back-up PLC Back-up PLCLink couplerDH 485...LANConfiguration moduleOperator work stationMain PLC Main PLC Main PLCLAN Hình 1.8 Sơ đồ tổng quát hệ SCADA trạm xây dựng trên cơ sở SLC500 và DH485.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 25 • Mạng DH+ có thể tổ chức đồng thời cho cả mạng PLC-5 và SLC500 ( SLC 5/04, SLC 5/05.
- Các trạm liên lạc với các thiết bị khác trong mạng thông qua trình điều khiển (driver) hay DDE server cũng nh- OPC server.
- Đầu ra của bộ điều khiển là tín hiệu CV ( Control Variable ) đ-ợc tính theo thuật PID nh- sau.
- Các tín hiệu vào/ra của bộ điều khiển PID cần phải đ-ợc thang hoá (scale ) để phù hợp với đơn vị các đại l-ợng đo khác nhau trong xử lý số liệu.
- PID Set Point Error Cảm biến đo  bias Thiết bị chấp hành khin Process Variable Control Output Hình 1.12 Một vòng điều khiển PID trong SLC 500 CV Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 31 Trong SLC500, lệnh SCL cho ta thực hiện thang hoá theo ph-ơng trình mô tả quan hệ y=ax +b với các tham số nh- sau : y : scaled value – là giá trị đã đ-ợc thang hoá.
- Offset có thể là hằng số hoặc giá trị của một từ nhớ Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 32 • Dest là địa chỉ chứa kết quả là giá trị đã đ-ợc thang hoá (Scaled Value có giá trị từ Input Min )16384( Input Max )16383( Scaled Max )0( Scaled Min )Input ValueScaled Value Hình 1.14 Thang hoá tín hiệu đầu vào 4-20mA Để tránh phụ thuộc vào thời gian của một vòng quét ch-ơng trình chính các bộ PID cần phải đ-a ra quyết định điều khiển phù hợp với thời gian cắt mẫu thì mới có ý nghĩa do đó vấn đề đặt ra là phải cập nhật ngay số liệu vào từ PV, nh- thế lệnh IIM (vào số liệu trực tiếp ) phải đ-ợc dùng tr-ớc lệnh PID.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 33 • Mask : mặt nạ để che những bit không truyền của word 16 bit • Length : chỉ số word đ-ợc truyền Hình 1.15 Khai báo lệnh IOM và IIM trong SLC 500 1.3.2 Các khai báo tham số bộ điều khiển PID Cú pháp lệnh PID nh- sau : Hình 1.16 Khai báo lệnh PID trong SLC 500.
- Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 34 • Process Variable (PV) là một địa chỉ của một word chứa giá trị của biến điều khiển quá trình.
- Control Variable (CV) là thành phần địa chỉ chứa giá trị đầu ra tác động điều khiển của lệnh PID.
- Với chế độ STI, giá trị ra đ-ợc cập nhật tại thời điểm nó đ-ợc quét Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 36 Limit Output CV Lựa chọn giữa Yes hoặc No.
- 54 40 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Ch-ơng 2 : Chia sẻ dữ liệu giữa RSVIEW32 với DDE Server 2.1 RSLINX và kết nối dữ liệu động trên nền Windows 2.1.1 Giới thiệu phần mềm RSLinx RSLinx là một họ phần mềm truyền thông 32 bit làm nhiệm vụ cung cấp thông tin tới rất nhiều ứng dụng khác nhau.
- Hơn nữa RSLinx cũng hỗ trợ một loạt các ứng dụng công nghiệp đ-ợc phát triển bởi OEMS, VARS… Hình 2.1 RSLinx liên kết các thiết bị trong mạng 41 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Khi khởi động RSLinx xuất hiện màn hình sau: Phần việc quan trọng và phải làm đầu tiên là cấu hình mạng bằng cách khai báo các trình điều khiển (driver) của các thiết bị trong mạng.
- Điều này đ-ợc thực hiện trong Communications\Configure Driver…trên thanh menu, mọt hộp thoại xuất hiện nh- sau: 42 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Khi đó ta phải khai báo các thông số thiết bị nh-: tên trạm, tốc độ truyền, vị trí trong trạm (Sation Number) với tối đa là có 32 trạm (031).
- 43 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 2.1.2 Liên kết với DDE ( Dynamic Data Exchange ) server Dynamic Data Exchange-DDE thực sự là một nghi thức truyền tin cho phép các ứng dụng trên Microsoft Windows t-ơng thích DDE dễ dàng chia sẻ dữ liệu với các ứng dụng khác.
- Sau đây là một số tên của các ứng dụng DDE thông dụng : Application DDE Application Name Microsoft Access MSAccess Microsoft Excel Excel Microsoft FoxPro FoxPro Microsoft Project Project Microsoft Word for Windows WinWord 44 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động • Task identification number ( task ID.
- 45 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động • Cold Link : đ-ợc thành lập dựa trên các yêu cầu về thu thập dữ liệu, mỗi lần yêu cầu đ-ợc thực hiện xong thì việc kết nối sẽ bị phá vỡ.
- Ví dụ để đọc 10 số interger từ PLC-5 thì nên đọc N7:0, L10 hơn là 10 từ interger 46 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động riêng biệt nh- là N7:1, N10:100, N21:0, N22:3, N23:10, N11:0, N27:23, N33:45, N37:302, N44:7.
- Có hai ph-ơng pháp tập dữ liệu : 47 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động • Polled Mode: trong Polled mode, RSLinx phát ra yêu cầu về dữ liệu.
- 48 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Kích cỡ lớn nhất của block dựa trên hai vấn đề: Thứ nhất, cỡ lớn nhất của byte đ-ợc dịch chuyển trong gói dữ liệu gửi.
- 51 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Data Conversion ( sự chuyển đổi dữ liệu) Tr-ớc khi dữ liệu đ-ợc truyền từ bộ xử lý trong môi tr-ờng nào đó, có thể là ch-ơng trình ứng dụng trên Windows NT, nó phải đ-ợc biến đổi thành dạng phù hợp với ứng dụng đó.
- Excel có khả năng liên kết với phần mềm khác để nhận dữ liệu từ bất kỳ một ch-ơng trình hay bất kỳ một đối t-ợng điều khiển nào, và hiển thị dữ liệu đó d-ới dạng bảng tính.
- Điều này giúp cho ng-ời vận hành có 52 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động thể quan sát, tạo báo cáo về các dữ liệu nhật ký và dữ liệu thời gian thực.
- Để nhận dữ liệu từ các biến quá trình vào bảng tính Excel phục vụ cho việc tính toán các tham số bộ điều khiển ta sử dụng việc liên kết dữ liệu theo ph-ơng thức Hotlink của DDE.
- Cấu hình driver Để thiết lập cấu hình driver trong màn hình chính của RSLinx lựa chọn: 53 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Communication> Configure Drivers - Kích vào driver mong muốn kết nối từ danh sách Available Driver Types và kích vào Add New.
- Coppy DDE link Lựa chọn Edit > Copy DDE link to Clipboard trong menu chính, màn hình hiển thị: 54 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Tại mục Data Table Address ta ghi địa chỉ ô nhớ chứa dữ liệu quá trình nh.
- giá trị đặt Setpoint, đại l-ợng đầu ra Y, tham số bộ điều khiển PID trong SLC500.
- Ngoài thông tin về sai lệch ta cũng có thể sử dụng hotlink để thu thập rất nhiều thông số khác nhau của bộ điều khiển PID .
- 2.3 Đánh giá chất l-ợng PID qua dữ liệu trên Microsoft Excel Đối với một hệ thống điều khiển, ngoài tín hiệu điều khiển ( tín hiệu có ích ) bao giờ cũng phải chịu ảnh h-ởng của nhiễu cả từ đầu vào lẫn đầu ra.
- (2.2) 55 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động mi = mi-1 + i1 ( i - mi-1 ) với i = 2,3…và m ˆ2i = ˆ2 [i.
- Dữ liệu sai lệch thu đ-ợc sẽ phục vụ cho quá trình tính toán các chỉ tiêu chất l-ợng thống kê nh- kỳ vọng toán học, ph-ơng sai… 56 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động L-u đồ thuật toán đ-ợc trình bày ở hình 2.2 Hình 2.2 L-u đồ thuật toán tính toán chỉ tiêu chất l-ợng Q Ngoài ra, với các dữ liệu thu thập đ-ợc ta có thể vẽ các biểu đồ, bảng biểu… nhằm theo dõi các thông số quan trọng của bộ điều khiển PID như hnh 2.3 và hình 2.4 START Gán e0= e1 = 0 M(0.
- M(i) No Yes 57 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Chỉ tiêu chất l-ợng Q Hình 2.3 Biểu đồ thể hiện quá trình tính hồi qui giá trị của hàm chỉ tiêu chất l-ợng Q tại 30 điểm lấy mẫu liên tục Hình 2.4 Biểu đồ thể hiện quá trình quá độ của hệ thống quá trình quá độ của hệ thống PV SP 58 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Bảng 2.3 Bảng tính thu thập dữ liệu từ Control block của SLC500 3.1 Ph-ơng pháp tự chỉnh tham số PID bằng ph-ơng pháp thống kê 3.1.1 Nội dung ph-ơng pháp Bộ điều khiển PID xây dựng trên cơ sở SLC 500 của hãng ALLEN-BRADLEY thực hiện tác động điều khiển theo sai lệch, đ-ợc mô tả bởi hàm liên tục nh- sau: u(t.
- y0 – y, sai lệch giữa giá trị đặt (setpoint) và biến điều khiển, các tham số Kp, Ti, Td là những tham số của bộ điều khiển cần phải lựa chọn phụ thuộc vào từng đối t-ợng điều khiển.
- Thuật toán PID (3.1) khi thực hiện bởi SLC 500 ở dạng điều khiển số với các phần tử dữ liệu 16 bit và chu kỳ cắt mẫu số liệu đo (biến điều khiển.
- không lớn hơn thời gian trễ của đối t-ợng điều khiển.
- Đối với những đối t-ợng không trễ, chu kỳ cắt mẫu  không lớn hơn hằng số thời gian của hệ thống T0 Các tham số Kp, Ti, Td của bộ điều khiển PID có thể đ-ợc lựa chọn ban đầu theo ph-ơng pháp Ziegler-Nichols.
- Để thuận lợi cho việc tự chỉnh các tham số tối -u của bộ điều khiển PID ( đã đ-ợc lựa chọn ban đầu theo ph-ơng pháp Ziegler-Nichols) sử dụng tiêu chuẩn bình ph-ơng cực tiểu sai số và sử dụng ph-ơng pháp đơn hình đối với các tham số của PID.
- a3 ) trong tr-ờng hợp chung có thể xem nh- là những giá trị ban đầu gần đúng với giá trị tối -u, đảm bảo ổn định của hệ điều khiển sử dụng thuật PID (3.2).
- Thuật điều khiển PID đ-ợc thực hiện trên SLC 500 của hãng Allen-Bradley với các thông số ban đầu đ-ợc chọn Kp0, Ti0 , Td0, (t-ơng ứng với a10 , a20 , a30 ) bằng ph-ơng pháp Ziegler- Nichols.
- Trong quá trình thực hiện điều khiển của mình, SLC ghi nhận lại sai lệch giữa giá trị đặt và biến điều khiển tại từng thời điểm cắt mẫu.
- Tại đây sẽ thực hiện tính toán các chỉ tiêu chất l-ợng điều khiển để quyết định hiệu chỉnh hay không đối với các tham số của bộ điều khiển PID.
- 3.1.2 Chỉ tiêu chất l-ợng điều khiển thông qua các đánh giá thống kê.
- L-u đồ thuật toán : 94 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Ch-ơng 4 : Mô phỏng hệ thống và kết quả thực hiện 4.1 Xây dựng hệ thực nghiệm Giới thiệu bộ mô phỏng đối t-ợng KI-101 Hình 4.1 Bộ mô phỏng đối t-ợng KI-101 Bộ mô phỏng đối t-ợng model KI-101 (xem hình 4.1) là thiết bị mô phỏng động học của hai đối t-ợng độc lập theo kiểu nối tầng hoặc song song.
- 95 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Sơ đồ khối của KI-101 đ-ợc thể hiện trên hình 4.2 : Hình 4.2 Sơ đồ khối của KI-101.
- Đối t-ợng A trên KI-101 gồm các các khối đ-ợc trình bày ở bảng 4.1 Bảng 4.1 Các khối động học của đối t-ợng A Khối Unit Time Scaling FAST MED SLOW Delay 0 NONE NONE NONE 1 0,1[s] 0,2[s] 0,5[s] 2 0,2[s] 0,4[s] 1,0[s] 5 0,5[s] 1,0[s] 2,5[s] 10 1,0[s] 2,0[s] 5,0[s] Gain Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Lag OFF NONE NONE NONE 1 s11 s211 s s.
- 2511s Unstable Zero OFF NONE NONE NONE 98 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động I s1 s21 s51 II s5,01 s1 s5,21 III 25,01 ss.
- Thiết bị điều khiển là PLC họ SLC500 của hãng A-B.
- Hình 4.3 Sơ đồ hệ SCADA đơn giản đ-ợc mô phỏng trong phòng thí nghiệm 99 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Các thành phần của hệ SCADA trên hình 4.3 bao gồm.
- Hai module này có nhiệm vụ kết nối cấp điều khiển với cấp tr-ờng.
- Bộ điều khiển đọc đ-ợc biến quá trình ( PV : Process Variable ) của đối t-ợng cũng nh- đ-a ra biến điều khiển ( CV : Control Variable ) là thông qua hai module này.
- 4.2 Kết quả mô phỏng và thực nghiệm Tổng hợp tham số bộ điều khiển PID Việc chọn tham số ban đầu cho bộ điều khiển PID sẽ đ-ợc áp dụng theo ph-ơng pháp Ziegler-Nichols.
- Hình 4.4 Sơ đồ điều khiển dùng luật tỷ lệ 100 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động để hệ dao động, từ đó tìm đ-ợc Kth.
- Tuy nhiên điều này không nên vì nh- thế sẽ ảnh h-ởng đến hệ thống trong lúc đang lựa chọn tham số cho bộ điều khiển.
- Tham số của bộ điều khiển PID đ-ợc lựa chọn (theo [7]) nh- sau.
- (4.5) Các tham số tại công thức 4.5 chính là tham số ban đầu của bộ điều khiển PID.
- Chất l-ợng của hệ thống có thể nhìn thấy trong hình 4.6 Thực hiện ch-ơng trình điều khiển trên SLC 500 Ta xây dựng thuật toán điều khiển PID nh- hình 4.5 101 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 102 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động Tín hiệu vào của Module Analog Input (1746-NI4) là dòng hoặc là áp tuỳ thuộc vào switch chuyển mạch trên đó.
- Nh- vậy cả I:1.0 và O:2.0 đều có giá trị số 016384 Hiệu chỉnh mờ tham số bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID có hàm truyền nh- sau.
- (4.6) Khi đó hàm truyền của hệ thống với bộ điều khiển PID đ-ợc tính theo ssTsTTKsTssTsTTKsWsWsWsWWidipíidipdtPIDdtPID.
- a3>0 và a1a2-a0a3>0 103 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động áp dụng cho (4.8) ta có đ-ợc điều kiện để hệ thống ổn định dpipdpppdpdpTKTKTKKKTKTK (4.9) Chọn Td=[0,25 .
- Thực hiện đ-ợc các đánh giá thống kê cho một hệ thống điều khiển.
- Thử nghiệm các thuật hiệu chỉnh khác nhau đối với các thông số của bộ điều khiển PID trong hệ thống SCADA.
- Hi vọng trong thời gian tới nghiên cứu này sẽ đ-ợc áp dụng rộng rãi trong một loạt các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp.
- 105 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 59 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động 60 Vũ Dũng Kỳ Luận văn cao học – Bộ môn điều khiển tự động

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt