ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LÊ HỮU THÀNH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 60520216 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Thái Nguyên - 2014 Luận văn hoàn thành tại: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đai Học Thái Nguyên Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Bùi Quốc Khánh Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Như Hiển Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Văn Liễn Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại: Phòng 202 – A8 Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Vào 00 phút ngày 19 tháng 04 năm 2014 LỜI NÓI ĐẦU Điều khiển trình mảng lớn lĩnh vực điều khiển tự động hóa, với loạt ứng dụng quan trọng cơng nghiệp chế biến, hóa chất, lượng … Thêm vào đó, với phát triển khoa học công nghệ yêu cầu trình sản xuất, điều khiển trình ngày quan tâm phát triển Tính cấp thiết đề tài Cấp sở điều khiển q trình gồm mạch vịng đơn biến Tuy nhiên cơng nghiệp sản xuất có nhiều biến cần điều khiển, mạch vòng đơn biến lại có tác động liên quan đến nhau, có sen kênh mạch vịng, gây khó khăn cho trình điều khiển, ảnh hưởng đến suất chất lượng sản phẩm Khi thiết kế thiết bị công nghệ điều khiển người ta cố gắng hạn chế sen kênh, có số mạch vịng khơng thể hạn chế người ta chấp nhận điều khiển đa biến Vì vấn đề nghiên cứu dể nâng cao chất lượng hệ điều khiển trình đa biến cấp thiết Xuất phát từ yêu cầu thực tế thân tác giả mong muốn thiết kế mơ hình thí nghiệm phục vụ việc dạy học Trường Cao Đẳng Nghề Phú Thọ, nơi mà học viên công tác Vì học viên mạnh dạn chọn đề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển trình đa biến” Với mong muốn tìm hiểu nghiên cứu để nâng cao chất lượng điều khiển điều khiển trình đa biến 2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài a Ý nghĩa khoa học: Ứng dụng kỹ thuật điều khiển feedforward để nâng cao chất lượng hệ điều khiển trình đa biến b Ý nghĩa thực tiễn: Từ kết thu ta khảo sát thiết kế cài đặt hệ điều khiển đa biến cơng nghiệp Mục đích nghiên cứu: - Phân tích tính chất hệ điều khiển đa biến - Ứng dụng kỹ thuật điều khiển tách kênh feedforward để nâng cao chất lượng hệ điều khiển đa biến - Thiết kế cài đặt hệ điều khiển đa biến thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết - Tham khảo sách giáo khoa, giáo trình tài liệu… hệ điều khiển trình đa biến - Tìm hiều nghiên cứu mơ hình thí nghiệm điều khiển trình, thiết bị điều khiển … Mô : - Thiết kế hệ điều khiển, mô hình hóa mơ phần mềm Matlab Thực nghiệm: - Ứng dụng phương pháp điều khiển mơ hình thí nghiệm điều khiển mức nhiệt độ để kiểm chứng Những vấn đề cần nghiên cứu Chương Lý thuyết chung điều khiển trình đa biến Chương Giới thiệu mơ hình thí nghiệm điều khiển đa biến Chương Nhận dạng điều khiển hệ thống Chương Thiết kế nâng cao chất lượng điều khiển hệ đa biến Chương Kết thực nghiệm Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô thuộc môn Điều khiển tự động mơn Tự động hóa xí nghiệp cơng nghiệp trường Đại học KTCN Thái Nguyên, đặc biệt thầy giáo PGS TS Bùi Quốc Khánh cán nhân viên trung tâm ứng dụng công nghệ cao - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, giúp đỡ học viên suốt trình làm luận văn Do thời gian lực thân cịn hạn chế nên luận văn tơi chắn cịn nhiều thiếu sót, mong nhận dạy đóng góp ý kiến thầy cô bạn học viên để luận văn tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 14 tháng 12 năm 2013 Học viên Lê Hữu Thành Chương LÝ THUYẾT CHUNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN 1.1 Tổng quan điều khiển trình Điều khiển trình ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động điều khiển, vận hành giám sát q trình cơng nghệ nhằm nâng cao hiệu sản xuất đảm bảo yêu cầu bảo vệ người, máy móc mơi trường 1.1.1 Khái niệm q trình biến trình  Quá trình định nghĩa trình tự diễn biến vật lý, hóa học, vật chất, lượng thơng tin biến đổi, vận chuyển lưu trữ Trạng thái hoạt động diễn biến trình thể qua biến q trình: 1.1.2 Mục đích điều khiển trình Nhiệm vụ điều khiển trình đảm bảo điều kiện vận hành an toàn, hiệu kinh tế q trình cơng nghệ Mục đích cuối việc ứng dụng điều khiển tự động q trình cơng nghệ nâng cao hiệu kinh tế lâu dài 1.2 Khái niệm chung hệ điều khiển trình đa biến Trong sản xuất cơng nghiệp q trình cơng nghệ thường bao gồm nhiều biến trình Khi thiết kế hệ điều khiển ta xác định biến cần điều khiển, biến điều khiển, biến nhiễu … Từ thiết lập mạch vòng điều khiển coi mạch vịng độc lập với nhau, gọi hệ có nhiều mạch vịng đơn biến (một vào SISO) Tuy nhiên có số mach vịng có cấu trúc qua lại với Lúc điều khiển SISO không mang lại hiệu Chúng ta phải xét chúng hệ đa biến (nhiều vào nhiều MIMO) 1.3 Các thành phần hệ thống điều khiển trình Một hệ thống điều khiển trình chứa đựng tồn u cầu q trình thiết bị cơng nghệ chất lượng sản phẩm, sản lượng, hiệu sản xuất, an toàn cho người, máy móc mơi trường (SP) (CO) (MV) (PM) (CV) Hình 1.5 Các thành phần hệ thống điều khiển trình 1.3.1 Thiết bị đo Chức thiết bị đo cung cấp tín hiệu tỉ lệ theo nghĩa Một thiết bị đo gồm hai thành phần cảm biến (sensor) chuyển đổi đo (tranducer) Hình 1.6 Cấu trúc thiết bị đo Trong tất hệ thống tự động, thiết bị tiếp nhận thông tin diễn biến môi trường diễn biến đại lượng vật lý bên hệ thống gọi cảm biến Một cảm biến (Sensor) thực chức tự động cảm nhận đại lượng quan tâm trình kỹ thuật biến đổi thành tín hiệu Để truyền xa sử dụng thiết bị điều khiển dụng cụ báo, tín hiệu từ cảm biến cần khuếch đại, điều hịa chuyển đổi sang dạng thích hợp Một chuyển đổi đo (Transmitter) chuyển đổi đo mà cho đầu tín hiệu chuẩn (ví dụ 1-10V, 0-20mA, 420mA,…) Trong hệ thống điều khiển q trình truyền thống tín hiệu 4-20mA thông dụng 1.3.2 Thiết bị chấp hành Một hệ thống/thiết bị chấp hành nhận tín hiệu từ điều khiển thực tác động can thiệp tới biến điều khiển Các thiết bị chấp hành tiêu biểu công nghiệp van điều khiển, động máy bơm quạt gió Thơng qua thiết bị chấp hành mà hệ thống điều khiển can thiệp vào diễn biến trình kỹ thuật Một thiết bị chấp hành bao gồm thành phần cấu chấp hành hay cấu dẫn động (Actuator) phần tử điều khiển(Control element): Hình 1.7 Cấu trúc cấu chấp hành 1.3.3 Thiết bị điều khiển Thiết bị điều khiển (control equipment, controller) hay điều khiển (controller) thiết bị tự động thực chức điều khiển, thành phần cốt lõi hệ thống điều khiển công nghiệp Tùy trường hợp mà điều khiển thiết bị điều khiển đơn lẻ (bộ điều khiển nhiệt độ), khối phần mềm cài đặt thiết bị điều khiển chia sẻ (ví dụ khối PID trạm PLC/DCS) thiết bị điều khiển chia sẻ (ví dụ trạm PLC/DCS) Hình 1.9 Cấu trúc thiết bị điều khiển Chương GIỚI THIỆU MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN ĐA BIẾN 2.1 Giới thiệu bàn thí nghiệm 2.1.1 Các thiết bị chấp hành a) Van điều khiển CV (Control Valve) Mơ hình bàn thí nghiệm sử dụng van điều khiển, van điện có chốt xoay hình trụ (ECV-250B-4X hãng OMEGA) b) Van từ (Solenoid Valve) Mơ hình thí nghiệm sử dụng van từ SV6003 hãng OMEGA 2.1.2 Các thiết bị đo a) Thiết bị đo mức (LT- Level Transmitter) Mơ hình thí nghiệm sử dụng cảm biến đo mức LVU-90 dựa theo phương pháp siêu âm hãng OMEGA b) Thiết bị đo nhiệt (TT- Temperature Transmitter) Mơ hình thí nghiệm sử dụng nhiệt kế điện trở CF-000-RTD4-60-2của hãng OMEGA c) Thiết bị đo lưu lượng Mơ hình thí nghiệm sử dụng lưu lượng kiểu phao FLR6302D hãng OMEGA 2.1.3 Các thiết bị khác a) Bình nóng lạnh (HEATER) b) Bơm (Pump) c) Nguồn cấp d) Thùng chứa (COOLER) e) Bình trộn (WORKING TANK) 2.1.4 Bộ điều khiển Trong mơ hình thí nghiệm sử dụng điều khiển AC800M hãng ABB 2.2 Giới thiệu phần mềm thiết kế giao diện Để lập trình cho điều khiển, thiết kế giao diện cho người vận hành, kết nối điều khiển với máy tính… ta cần sử dụng tới phần mềm kèm với điều khiển: 15 3.3.5 Điều kiện điều khiển phân ly feedforward hệ đa biến Điều kiện điều khiển phân ly feedforward hệ đa biến tương tự điều khiển feedforward nhiễu tải gồm: - Quan sát ước lượng tác động xen kênh - Ứơc lượng trình - Thời gian chết trình phải nhỏ thời gian chết tác động xen kênh 3.3.6 Ảnh hưởng Kp vòng điều khiển 3.3.7 Ảnh hưởng số thời gian τp tới vòng điều khiển 3.3.8 Ảnh hưởng thời gian chết θp tới vòng điều khiển 3.3.9 Ảnh hưởng KP loại bỏ tác động xen kênh Kết luận: Có thể thấy rằng, có tác động ảnh hưởng xen kênh việc điều khiển trở nên khó khăn, đáp ứng đầu q trình khơng tốt với thời gian q độ lớn Trên thực tế, đầu vào q trình thay đổi khơng có đầu yếu tố thay đổi mà đầu yếu tố lại thay đổi Điều khiến cho trình điều khiển trở nên rắc rối khó thực hiện, đồng thời thời gian độ hệ thống tăng lên Đây thực điều khơng mong muốn với q trình nói chung mơ hình bàn thí nghiệm nói riêng Để khắc phục yếu tố bất lợi này, yêu cầu cần thiết thực tách trình thành vịng điều khiển đơn, riêng biệt Điều thực thiết lập thêm vào hệ thống tách kênh (De-coupler) nhằm hạn chế ảnh hưởng tác động xen kênh Lúc này, hệ thống xem bao gồm vòng điều khiển đơn biến, việc điều khiển trở nên dễ thực Do đó, việc thiết lập tách kênh để phân trình thành vòng điều khiển đơn biến yêu cầu cần thiết 16 Chương THIẾT KẾ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA BIẾN 4.1 Tính tốn tách kênh Ta có ma trận hàm truyền tách kênh tính tốn sau: 𝐷= 𝐺11 𝐺22 𝐺22 − 𝐺12 𝐺21 − 𝐺12 𝐺11 𝐺21 − [ 𝐺22 ] Sử dụng phép biến đổi ta có: 𝐺11 𝐺22 = 𝐺 𝐺 𝐺11 𝐺22 − 𝐺12 𝐺21 − 𝐺12 𝐺21 11 22 Trong đó: −0,2058 −45𝑠 0,00155 −21𝑠 𝑒 𝑒 𝐺12 𝐺21 𝑠 = 35𝑠 + 0,72 𝐺11 𝐺22 −30𝑠 0,0033 𝑒 −10𝑠 117𝑠 + 𝑒 𝑠 −0,134255( 117𝑠 + 1) −26𝑠 = 𝑒 35𝑠 + 𝐺11 Áp dụng công thức xấp xỉ: 𝑒 −26𝑠 ≈ 26𝑠+1 Ta được: 𝐺12 𝐺21 −0,134255( 117𝑠 + 1) −26𝑠 −0,134255( 117𝑠 + 1) = 𝑒 ≈ (35𝑠 + 1)(26𝑠 + 1) 𝐺11 𝐺22 35𝑠 + Do ta có : 𝐺11 𝐺22 = 0,134255( 117𝑠 + 1) 𝐺11 𝐺22 − 𝐺12 𝐺21 1+ (35𝑠 + 1)(26𝑠 + 1) Áp dụng công thức xấp xỉ: 1 ≈ (𝑇1 𝑠 + 1)(𝑇2 𝑠 + 1) (𝑇1 + 𝑇2 )𝑠 + 17 Khi đó: 𝐺11 𝐺11 𝐺22 = 𝐺22 − 𝐺12 𝐺21 0,134255( 117𝑠 + 1) 1+ (35𝑠 + 1)(26𝑠 + 1) ≈ 0,134255( 117𝑠 + 1) 1+ 61𝑠 + Suy ra: 𝐺11 𝐺22 61𝑠 + = 𝐺11 𝐺22 − 𝐺12 𝐺21 76,7078𝑠 + 1,134255 Tính tốn thành phần tiếp theo: 0,2058 −45𝑠 𝑒 𝐺12 0,2858(117𝑠 + 1) 35𝑠 + − = = 0,72 𝐺11 50𝑠 + −30𝑠 117𝑠 + 𝑒 0,00155 −21𝑠 𝑒 𝐺21 − −0,4697 𝑠 − = = 0,0033 −10𝑠 𝐺22 11𝑠 + 𝑒 𝑠 𝐷11 = 𝐷22 = - 4.2 Thiết lập điều khiển 4.2.1 Phương pháp điều khiển sử dụng tối ưu module Ta tiến hành xây dựng điều khiển cho vòng riêng rẽ - Vòng điều khiển nhiệt độ T3: Hàm truyền đạt ảnh hưởng dịng nóng đến nhiệt độ T3 𝐺11 = 𝐾11 𝑇11 𝑆+1 0,7589 0.7589 = 77,4𝑠+1 𝑒 −19𝑠 ≈ (77,41𝑆+1)(19𝑆+1) = (𝑇 11 𝐾11 ′ 𝑆+1)(𝑇11 𝑆+1) Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu module, ta điều khiển PI: 𝑇11 77,41 𝐾 𝑅11 = = 2,684 ′ = 2𝐾11 𝑇11 2.0,7589.19 { 𝑇 ′ 𝑅11 = 𝑇11 = 77,41(𝑆) - Vòng điều khiển mức L: 18 𝐺22 = 𝐾22 −𝜃 𝑠 0,002637 −16𝑠 0.002637 𝑒 22 = 𝑒 ≈ 𝑆 𝑠 𝑆(16𝑆 + 1) = 𝐾22 𝑆 + 1) ′ 𝑆(𝑇22 Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng điều khiển PI: 1 𝐾 𝑅22 = = = 8,388 ′ { √8𝐾22 𝑇22 √8 0,002637 𝑇 𝑅11 = 8𝑇′22 = 8.16 = 128(𝑆) 4.2.2 Phương pháp điều khiển sử dụng phương pháp tổng hợp - trực tiếp DS (Direct Synthesis) Ta tiến hành xây dựng điều khiển cho vòng riêng rẽ Vòng điều khiển nhiệt độ T3: Hàm truyền đạt ảnh hưởng dịng nóng đến nhiệt độ T3 : 𝐾 𝑝11 𝐾11 0,7589 𝐺11 = = 𝑒 −19𝑠 = 𝑒 −𝜃 𝑝11 𝑠 𝑇11 𝑆 + 77,4𝑠 + 𝜏 𝑝11 𝑠 + Áp dụng tiêu chuẩn phương pháp tổng hợp trực tiếp DS, ta điều khiển PI cho vòng điều khiển nhiệt độ với việc chọn 𝜏 𝑐11 = 𝜃 𝑝11 = 19(𝑠) 𝜏 𝑝11 77,41 𝐾 𝑅11 = = = 2,684 𝐾 𝑝11 (𝜏 𝑐11 + 𝜃 𝑝11 ) 0,7589(19 + 19) { 𝜏11 = 𝜏 𝑝11 = 77,41(𝑆) Vòng điều khiển mức L: Hàm truyền đạt ảnh hưởng dịng nóng đến nhiệt độ L : 𝐾 𝑝22 −𝜃 𝐾22 −𝜃 𝑠 0,002637 −16𝑠 𝐺22 = 𝑒 22 = 𝑒 = 𝑒 𝑝22 𝑆 𝑠 𝑆 Áp dụng tiêu chuẩn phương pháp tối ưu đối xứng điều khiển PI: 1 𝐾 𝑅22 = = = 8,388 ′ { √8𝐾22 𝑇22 √8 0,002637 𝑇 𝑅11 = 8𝑇′22 = 8.16 = 128(𝑆) Vòng điều khiển mức L: 19 Hàm truyền đạt ảnh hưởng phương pháp tổng hợp trực tiếp DS ta điều khiển P cho vòng điều khiển mức với việc chọn 𝜏 𝑐22 = 20(𝑠) 𝐾 𝐶2 = 𝐾 𝑝22 (𝜏 𝑐22 + 𝜏 𝑝22 ) = = 10,53 0,002637(20 + 16) 4.2.3 Phương pháp điều khiển sử dụng mơ hình nội IMC (InternalModel Control) Ta tiến hành xây dựng điều khiển cho vòng riêng rẽ Vòng điều khiển nhiệt độ T3: Hàm truyền đạt ảnh hưởng dịng nóng đến nhiệt độ T3: 𝐺11 = 𝐾 𝑝11 𝐾11 0,7589 𝑒 −𝜃 𝑝11 𝑠 = 𝑒 −19𝑠 = 𝑒 −𝜃 𝑝11 𝑠 𝑇11 𝑆 + 77,4𝑠 + 𝜏 𝑝11 𝑠 + Áp dụng tiêu chuẩn phương pháp sử dụng mơ hình nội, ta điều khiển PI cho vòng điều khiển nhiệt độ với việc chọn 𝜏 𝑐11 = 0,5 𝜏 𝑝11 = 0,5.77,44 = 38,705(𝑠) { - 𝐾 𝑐1 = 𝐾11 77,41 ≈ 1,77 𝐾 𝑝11 (𝜏 𝑐11 + 𝜃 𝑝11 ) 0,7589(38,705 + 19) 𝜏11 = 𝜏 𝑝11 = 77,41(𝑆) = Vòng điều khiển mức L: Hàm truyền đạt ảnh hưởng dòng nóng đến nhiệt độ L : 𝐺22 = 𝐾 𝑝22 −𝜃 𝐾22 −𝜃 𝑠 0,002637 −16𝑠 𝑒 22 = 𝑒 = 𝑒 𝑝22 𝑆 𝑠 𝑆 Với việc chọn 𝜏 𝑐22 = 𝜃 𝑝22 √10 = 16√10 ≈ 50,6 (𝑠) Áp dụng tiêu chuẩn phương pháp sử dụng mơ hình điều khiển PI cho vòng điều khiển mức: 20 { 𝐾 𝑐1 = 2𝜏 𝑐22 + 𝜃 𝑝22 = 2.50,6 + 16 ≈ 10 0,002637 (50,6 + 16)2 𝐾 𝑃22 (𝜏 + 𝜃 ) 𝑐22 𝑝22 𝜏I1 = 2𝜏 𝐶22 + 𝜏 𝑃22 = 2.50,6 + 16 = 117,2(𝑆) KẾT LUẬN: Ở sử dụng phương pháp điều khiển: Điều khiển tối ưu, điều khiển theo phương pháp tổng hợp trực tiếp (DS), điều khiển theo phương pháp mơ hình nội (IMC) Các kết mơ cho thấy, hệ thống không sử dụng De-coupler, đặc tính hệ thống xấu, dao động mạnh, mức độ xen kênh biến trình cao Khi hệ thống sử dụng De-coupler, đặc tính hệ thống trở trạng thái ổn định, tác động xen kênh nhỏ, ta bỏ qua Tuy nhiên với phương pháp điều khiển theo phương pháp tối ưu IMC, độ điều chỉnh thời gian độ mức giảm độ mở van CV2 20% lớn, điều dẫn đến chất lượng điều khiển chưa tốt Từ kết mơ có ta thấy: Sau thêm tách kênh vào trình, đáp ứng đầu cải thiện nhiều Chỉ trường hợp sử dụng phương pháp tiêu chuẩn tối ưu đáp ứng đầu có độ q điều chỉnh, cịn lại có dạng khâu quán tính bậc nhất, bám lượng đặt khơng có độ q điều chỉnh Thời gian q độ trình sau thêm tách kênh giảm đáng kể Những kết thu cho thấy tách kênh hiệu việc giảm ảnh hưởng tác động xen kênh 21 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Sau có kết mơ phỏng, ta tiến hành áp dụng điều khiển tính tốn vào thực tế Các kết mô cho thấy với việc áp dụng điều khiển sử dụng phương pháp DS cho kết tốt Nên phần thực nghiệm, ta áp dụng điều khiển sử dụng phương pháp DS kết hợp với chỉnh định Kết chạy với mơ hình thực nghiệm quan sát đồ thị Trend 5.1 Hướng dẫn vận hành Khời động OPC Server, nhập địa IP điều khiển AC800M kết nối Hình 5.1 Khởi động OPC Server Configuration Khởi động phần mềm My ePlant, chọn phần khởi động Operator Trong giao diện vận hành Operator, ta thiết lập giá trị đặt cho nhiệt độ, mức độ mở van làm việc CV3 22 Hình 5.2 Thiết lập giá trị đặt cho biến trình Chọn chế độ vận hành cho hệ thống AUTO hay MANUAL cách ấn vào nút bấm Nếu chọn chế độ vận hành tay ta phải thiết lập chế độ vận hành thông qua bảng điều khiển MANUAL cho phép bật tắt thiết bị van từ, bơm điều khiển van điều khiển thơng Hình 5.3 Bảng điều khiển tay Khi muốn tùy chỉnh thơng số PID ta ấn vào nút 23 Hình 5.4 Bảng điều khiển PID Khi muốn giám sát diễn biến trình ta ấn vào nút 5.2 Vận hành hệ thống Bảng 5.1 Bảng ký hiệu màu Lượng đặt độ mở van CV3(%) (Lưu lượng ra) Lượng đặt cho mức (%) Lượng đặt cho nhiệt độ (%) Mức nước đo (%) Nhiệt độ đo (%) 5.2.1 Quá trình khởi động Lần lượt thiết lập lượng đặt làm việc cho thơng số mức, nhiệt độ bình độ mở van CV3 Trong đó: Lượng đặt cho mức : 50% Lượng đặt cho nhiệt độ: 40% Lượng đặt cho độ mở van CV3: 60% Thực trình khởi động với mơ hình chưa sử dụng De-coupler có sử dụng De-coupler cho ta kết sau: Hình 5.5 Q trình khởi động chưa có De-coupler 24 Hình 5.6 Q trình khởi động có De-Coupler Nhận xét: Khi khơng có tách kênh De-Coupler thời gian đáp ứng độ lâu có tách kênh Khi có tách kênh hệ thống đạt trạng tái cân tốt dao động so với trường hợp chưa có tách kênh 5.2.2 Thay đổi giá trị đặt mức L Thay đổi lượng đặt cho mức sau: Ta tăng mức lên 5% sau giảm mức 10% Thực trình thay đổi lượng đặt cho mức với mơ hình chưa sử dụng De- coupler có sử dụng Decoupler cho ta kết sau: Hình 5.7 Thay đổi giá trị lượng đặt mức chưa có De-coupler 25 Hình 5.8 Thay đổi giá trị lượng đặt mức có De-coupler Nhận xét Khi khơng có De-coupler thay đổi mức nhiệt độ bị dao động Trong khi sử có De-coupler nhiệt độ ổn định không dao động Thời gian độ mức sử dụng De-coupler nhỏ không sử dụng De-coupler 5.2.3 Thay đổi giá trị đặt nhiệt độ T3 Thay đổi lượng đặt cho nhiệt độ sau: Ta tăng nhiệt độ lên 5% sau giảm nhiệt độ 10% Thực trình thay đổi lượng đặt cho nhiệt độ với mơ hình chưa sử dụng De-coupler có 26 sử dụng De-coupler cho ta kết sau: Hình 5.9 Thay đổi giá trị lượng đặt nhiệt độ chưa có De-coupler Hình 5.10 Thay đổi giá trị lượng đặt nhiệt độ có De-coupler Nhận xét Khi khơng có De-couplerthì thay đổi nhiệt độ mức bị dao động Trong khi sử dụng De-coupler mức có độ ổn đinh cao, gần không dao động nhiệt độ ổn định Tuy nhiên thời gian độ mức không sử dụng De-coupler ngắn sử dụng De-coupler 5.2.4 Thay đổi lưu lượng đầu ra(Thay đổi giá trị đặt van CV3) Thay đổi lượng đặt cho độ mở van CV3 sau: Ta tăng độ mở van CV3lên 5% sau giảm độ mở van CV3 10% Thực trình thay đổi lượng đặt cho độ mở van CV3 với mơ hình chưa sử 27 dụng De-coupler có sử dụng De-coupler cho ta kết sau: Hình 5.11 Thay đổi giá trị lưu lượng đầu chưa có De-coupler Hình 5.12 Thay đổi giá trị lưu lượng đầu có De-coupler Nhận xét Khi khơng có De-couplerthì thay đổi độ mở van CV3 nhiệt độ mức bị dao động so với sử dụng Decoupler Độ ổn định nhiệt đọ mức gần không bị ảnh hưởng bời nhiễu độ mở van CV3 Tuy nhiên thời gian độ mức không sử dụng De-coupler ngắn sử dụng De-coupler KẾT LUẬN Từ kết thu thí nghiệm mơ hình thực tế, ta thấy tách kênh hoạt động hiệu việc hạn chế ảnh hưởng tác động xen kênh Bộ tách kênh chưa thể tách kênh hoàn toàn, dao động đáp ứng xuất không đáng kể Điều xấp xỉ khâu tính tốn sai lệch trình nhận dạng đối tượng hệ thống 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian làm luận văn với nhiệm vụ “Nghiên cứu nâng cao chất lượnghệ điều khiển trình đa biến ” luận văn có kết cụ thể sau: - Xây dựng mô hình điều khiển hệ điều khiến trình đa biến lý thuyết thực nghiệm - Ứng dụng phương pháp điều khiển tách kênh feedforward để nâng cao chất lượng hệ điều khiển trình đa biến Kiến nghị - Phát triển nâng cao chất lượng điều khiển thông qua việc áp dụng sách lược điều khiển nâng cao điều khiển dự báo (MCP), điều khiển thích nghi điều khiển bền vững … 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Minh Sơn, Cơ sở hệ thống điều khiển trình, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2009 [2] Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [3] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [4] Process control, Phịng thí nghiệm trọng điểm tự động hóa [5] www.users.abo.fi/khaggblo/PWC/Decoupling.pdf truy cập cuối ngày 22/08/2013 [6] http://www.omega.com truy cập cuối ngày 26/8/2013 [7] Tài liệu cung cấp từ hãng ABB AC 800M manual