Đồ án hệ điều khiển và giám sát: Xây dựng hệ giám sát, điều khiển ổn định áp suất và cảnh báo áp suất trên đường ống với dải đo: 0 ÷ 5bar.

34 1.3K 6
Đồ án hệ điều khiển và giám sát: Xây dựng hệ giám sát, điều khiển ổn định áp suất và cảnh báo áp suất trên đường ống với dải đo: 0 ÷ 5bar.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

LỜI NÓI ĐẦU 6 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 7 1.1.Mục đích. 7 1.2. Phương pháp đo. 8 1.3. Tìm hiểu về đối tượng điều khiển. 9 1.4.Tìm hiểu về bộ điều khiển PLC s7300. 11 1.4.1.Phương pháp PID 12 1.4.2.Các phương pháp xác định các tham số của bộ PID 13 1.4.3.Các bước tổng hợp bộ điều khiển PID 16 1.5.Tìm hiểu về HMI( WinCC). 16 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 19 2.1. Lựa chọn thiết bị. 19 2.1.1. Biến tần MM440 19 2.1.2. Cáp kết nối RS485 22 2.1.3. Động cơ không đồng bộ 3 pha 24 2.2. Xây dụng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây 27 2.3.Sơ đồ thuật toán hệ thống. 29 2.4.Xây dựng phần mềm. 31 2.5.Thiết kế giao diện HMI. 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐỀ TÀI 36 3.1.kết quả nghiên cứu lý thuyết. 36

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN: HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực : NGUYỄN BÁ KHÁ : Nguyễn Văn Luật Trần Ngọc Tùng Lớp : Điện 2-k7 Đề 4: Xây dựng hệ giám sát, điều khiển ổn định áp suất cảnh báo áp suất đường ống với dải đo: [0 ÷ 5]bar PC Control Board START Bộ đk STOP I/O RUN PLA PHA Biến tần Bơm Cảm biến ống Trong PC: Máy tính điều khiển giám sát Bộ ĐK: Trạm điều khiển (PLC, VXL…) Bảng điều khiển chỗ đó: • • • • Các nút ấn START, STOP: để khởi động dừng hệ thống, Đèn RUN; Báo hệ thống làm việc, Đèn TLA: cảnh báo mức thấp, Đèn THA: cảnh báo mức cao LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, người với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới, ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu ngày cao Tự động hóa trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Tự động hóa đáp ứng đòi hỏi không ngừng ngành, lĩnh vực khác nhu cầu thiết yếu người sống hàng ngày Một sản phẩm tiên tiến biến tần.Ứng dụng quan trọng ngành công nghệ tự động hóa việc điều khiển tốc độ động việc thay đổi tần số với độ xác cao, với thiết bị điều khiển từ xa tinh vi đạt suất, kinh tế thật cao Xuất phát từ ứng dụng đó, chúng em xin phép thiết kế mạch ứng dụng biến tần “xây dựng hệ giám sát, điều khiển ổn định áp suất cảnh báo áp suất đường ống” dùng PLC điều khiển biến tần Đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo khoa điện đặc biệt giảng viên Nguyễn Bá Khá- giảng viên khoa điện trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI người trực tiếp giảng dạy cho em kiến thức để hoàn thành đồ án môn học Em kính mong thầy giáo góp ý để em hoàn thành đồ án tốt sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo! Sinh viên thực CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1.Mục đích Sự phát triển PLC đem lại nhiều thuận lợi làm cho thao tác máy trở nên nhanh, nhạy, dễ dàng tin cậy Nó có khả thay hoàn toàn cho phương pháp điều khiển truyền thống dùng relay; khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic bản; giải vấn đề toán học công nghệ; Biến tần (Inverter, Variable Speed Drive – VSD) thiết bị dùng để điều khiển tốc độ động dựa thay đổi tần số làm việc Trên giới nay, biến tần áp dụng rộng rãi công nghiệp Ngoài ý nghĩa mặt điều khiển, có nhiều chức khác khởi động mềm, hãm, đảo chiều, điều khiển thông minh… Trong đa số trường hợp, việc sử dụng biến tần mang lại hiệu kinh tế (tiết kiệm điện tiêu thụ) Biến tần ứng dụng nhiều cho động có yêu cầu thay đổi tốc độ như: bơm, quạt, băng tải, thang máy…  Lý chọn đề tài Các trạm bơm cung cấp nước với công suất lớn thường sử dụng khu công nghiệp, khu dân cư, chung cư, khác sạn tòa nhà cao tầng, hệ thống phân phối nước mạng lưới cấp nước sinh hoạt, trạm cấp nước nông thông… Các trạm bơm nước phổ biến thiết kế theo phương pháp truyền thống với đặc điểm bơm khởi động trực tiếp sao/ tam giác tất động hoạt động tốc độ định mức Phương pháp có nhược điểm tổn hao điện lớn khó kiểm soát áp suất đường ống nước Trên sở kiến thức trang bị ghế nhà trường, dựa vào tính ưu việt PLC biến tần Em xin lựa chọn đề tài “Điều khiển giám sát hệ thống bơm ổn định áp suất” với chức giống với hệ thống biến tần đa bơm  Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài ổn định áp suất đường ống ngưỡng đặt trước thông qua điều khiển PLC biến tần, hệ thống bơm dựa tín hiệu mà cảm biến áp suất đường ống đưa  Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Điều khiển tự động xu phát triển tất yếu lĩnh vực công nghiệp sinh hoạt ưu điểm vượt trội Ở hệ thống điều khiển tự động có quy mô vừa lớn PLC sử dụng làm thiết bị điều khiển cho toàn hệ thống Kết hợp xây dựng hệ thống điều khiển tự động với thiết bị điện tử công suất có ý nghĩa khoa học lớn việc xây dựng hệ thống tự động hoàn chỉnh chức lẫn hiệu kinh tế Đề tài “ Điều khiển giám sát hệ thống bơm ổn định áp suất ” xây dựng mô hình kết hợp PLC với biến tần để ổn định áp suất nước đường ống cách tối ưu Về mặt thực tiễn, đề tài theo hướng phát triển cho hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà, khu dân cư…, khắc phục nhược điểm hệ thống cung cấp nước cũ 1.2 Phương pháp đo Các trạm bơm nước phổ biến thiết kế có tối thiểu bơm, cấp nước vào đường ống - Các bơm khởi động trực tiếp sao/tam giác tất - động hoạt động tốc độ định mức Trong trình trạm bơm hoạt động, thường luôn để - bơm chế độ dừng (mang tính dự phòng) Thay đổi góc mở van (van tay van điện) trường - hợp thay đổi áp lực khoảng cho phép Trường hợp áp lực thiếu thừa ta ngắt đóng - thêm bơm (có thể nhiều bơm) Việc thay đổi áp suất đường ống valve hay tắt/mở - bơm có nhược điểm: Các bơm chạy đầy tải liên tục, điều gây lãng phí - lượng điện có thời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống bơm cần chạy 50 ÷ 60 % công suất đáp ứng Việc vận hành khó khăn tốn chi phí nhân công phải cần công - nhân vận hành trực tiếp điều khiển góc mở valve tắt mở bơm Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ phần khí Khi thay đổi hệ thống nhu cầu sử dụng nước tăng lên, chi phí - đầu tư tăng lên phải tăng số lượng bơm Khó kiểm soát áp lực nước làm ảnh hưởng tuổi thọ đường ống, ảnh hưởng tuổi thọ mối nối 1.3 Tìm hiểu đối tượng điều khiển Đối tượng điều khiển đồ án Cảm biến áp suất  Định nghĩa - Cảm biến định nghĩa thiết bị dùng để biến đổi đại lượng vật lý đại lượng không điện cần đo thành đại lượng đo (như dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng ) Nó thành phần quan trọng thiết bị đo hay hệ điều khiển tự động Với đề tài ta sử dụng cảm biến áp suất Wise P117RMT1S04BCN Hình 1.1 cảm biến áp suất Dải áp suất: ~ bar • • • • • • • • • Ngõ ra: 4~20mA Nhiệt độ hoạt động: -40~125℃ Cáp nối có sẵn 1.5m Kiểu gắn: male, ¼” Dùng môi chất khí, dầu, nước Nguồn 12-36 VDC Chịu rung 20G, 20~200Hz Giá: 6.640.000N VNĐ Xuất xứ: Korea Nguyên lý làm việc chung loại cảm biến áp suất dựa sở biến dạng đàn hồi phần tử nhạy cảm với áp suất Sự biến dạng đàn hồi làm di chuyển phận học từ dẫn đến thay đổi điện trở, điện dung hay điện áp 1.4.Tìm hiểu điều khiển PLC s7-300 Giới thiệu PLC - PLC ( Programmable Logic Controller ): Bộ điều khiển lập trình, PLC xếp vào họ máy tính, sử dụng ứng dụng công nghiệp thương mại - PLC đặt biệt sử dụng ứng dụng hoạt động logic điều khiển chuổi kiện - PLC có đầy đủ chức tính toán vi xử lý Ngoài ra, PLC có tích hợp thêm số hàm chuyên dùng điều khiển PID, dịch chuyển khối liệu, khối truyền thông,… - PLC có ưu điểm: + Có kích thước nhỏ, thiết kế tăng bền để chịu rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn, đáng tin cậy + Rẻ tiền ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp + Dễ dàng nhanh chống thay đổi cấu trúc mạch điều khiển + PLC có chức kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi + Có thể nhân đôi ứng dụng nhanh tốn 1.4.1.Bộ PID s7-300 Hình 1.2 sơ đồ s7-300 Simems  Phương pháp PID Tên PID viết tắt thành phần có điều khiển - P : phục vụ xác nhiệm vụ giao I: tích phân làm việc có tính tích lũy kinh nghiệm để thực tốt nhiệm vụ D: vi phân có sáng kiến phản ứng nhanh nhạy với thay đổi tìn trình thực nhiệm vụ Bộ điều khiển PID sử dụng rộng rãi để điều khiển đối tượng theo nguyên tắc phản hồi 10 phương pháp điều chế độ rung(PWM) Nhờ tiến độ công nghệ vi xử lí công nghệ bán dẫn lực nay, tần số chuyển mạch xung lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động giảm tổn thất lõi sắt động b.Biến tần MM440 Với mô hình em sử dụng biến tần MM440 siemens Thông số MM440 - - Tên : MICROMASTER 440 Đầu vào: 3AC 380-480 V +10/-10%, 47-63 HZ Đối với điện áp vào pha: 200V - 240V Tần số ngõ từ 0Hz đến 650Hz OVERLOAD: 150% 60 S, 200% S Kích thước: 173 X 73 X 149 (H X W X D) Các đầu vào, ra: • đầu vào số • đầu vào tương tự Hình 2.3 biến tần MM440 • đầu rơle • đầu tương tự • cổng RS485 • 15 cấp tần số cố định • Có tích hợp điều khiển PID • Có chức hãm DC, hãm tổ hợp hãm điện trở hay hảm động Giá: 7.300 000 VNĐ 2.1.2 Cáp kết nối RS485 Trong công nghiệp ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 đáp ứng nhucầu truyền thông đường truyền không cân (các tín hiệu lấy điểm chuẩn đường mass chung, bị ảnh hưởng nhiễu tác động) tốc độ truyền khoảng cách truyền bị giới hạn (khoảng cách truyền thông tối đa 100m) Vì để đáp ứng nhu cầu truyền thông công nghiệp, người ta sử dụng chuẩn truyền thông RS485 cần tăng khoảng cách tốc độ truyền 20 thông (khoảng cách truyền thông tối đa 1200m vận tốc truyền lên đến 10 Mbits/s) Nguyên nhân mà RS 485 tăng tốc độ khoảng cách truyền thông RS485 sử dụng phương pháp truyền dây vi sai (vì dây có đặc tính giống nhau, tín hiệu truyền hiệu số điện áp dây loại trừ nhiễu chung) Mặt khác chuẩn truyền thông RS 232 không cho phép có thiết bị truyền nhận tin đường dây với chuẩn RS 485 ta nối 32 thiết bị thu phát dây Tuy nhiên có ràng buộc tốc độ truyền dẫn tối đa độ dài dây dẫn cho phép, tốc độ 90Kbps khoảng cách 1200m, 1Mbps khoảng cách 120m, tốc độ 10Mbps khoảng cách 15m So sánh mức điện áp làm việc RS232 RS485 Hình 2.4 So sánh hai loại cáp RS232 RS485 RS-485 sử dụng điện áp chênh lệch đối xứng hai dây dẫn A B 21 Hình 2.5 dây cáp RS485 thực tế Tóm tắt thông số quan trọng RS-485 Thông số Điện áp đầu hở mạch Điện áp đầu có tải Dòng ngắn mạch Thời gian độ đầu Điện áp chế độ chung đầu Voc Độ nhạy cảm đầu vào Điện áp chế độ chung Điều kiện Tối thiểu Tối đa 1,5V 6V 1,5V 5V RLOAD = 54Ω RLOAD = 54Ω 250mA 30% CLOAD = 54pF TB* RLOAD = 54Ω -1V -7 VCM 12V VCM Trở kháng đầu vào 3V 200mA -7V 12V 12KΩ 2.1.3 Động không đồng pha Khái quát chung động không đồng ba pha: Động không đồng động điện hoạt động với tốc độ quay Rotor chậm so với tốc độ quay từ trường Stator Ta thường gặp động không đồng Rotor lồng sóc đặc tính hoạt động tốt dạng dây quấn a Cấu tạo động không đồng ba pha Hình 2.6 động pha a.1 stator Trên stator có vỏ , lõi thép dây quấn 22  Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép dây quấn Thường vỏ máy  làm gang Lõi thép phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi thép từ trường quay lên giảm bớt tổn hao, lõi thép làm thép kĩ  thuật điện dày 0,5 mm ép lại Dây quấn stator đưa vào rãnh lõi thép cách điện tốt với lõi thép Dây quấn phần ứng phần dây đồng đặt rãnh phần ứng làm thành nhiều vòng kín Dây quấn phận quan trọng động trực tiếp tham gia vào trình biến đổi lượng từ điện thành Đồng thời mặt kinh tế giá thành dây quấn chiếm tỷ lệ cao toàn giá thành máy a.2 Phần quay ( ROTOR) Phần gồm hai phận lõi thép dây quấn rotor : - Lõi thép: thường dùng thép kỹ thuật điện stator lõi thép ép trực tiếp lên trục máy lên giá rotor máy Phía - thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn Dây quấn rotor: Phân loại làm hai loại rotor kiểu dây quấn roto kiểu lồng sóc : Rotor kiểu lồng sóc (hình 1.4) : Gồm đồng nhôm đặt rãnh bị ngắn mạch bở hai vành ngắn mạch hai đầu Với động nhỏ , dây quấn rotor đúc nguyên khối gồm dẫn , vành ngắn mạch , cánh tản nhiệt cánh quạt làm mát Các động công suất 100kw dẫn làm đồng đặt vào rãnh rotor gắn chặt vành ngắn mạch 23 Hình 2.7 rotor stator động pha b Nguyên lý làm việc động không đồng pha Khi dòng điện ba pha chạy dây quấn stato khe hở không khí xuất từ trường quay với tốc độ n1 = 60 (f1 tần số lưới điện ; p số cặp cực; n1 tốc độ từ trường quay ) Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch nên dây quấn rotor có dòng điện I chạy qua Từ thông dòng điện sinh hợp với từ thông stator tạo thành từ thông tổng khe hở Dòng điện dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh moment Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n rotor Trong phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác b Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng pha - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp - Điều chỉnh tốc độ cách ghép thêm điện trở phụ vào mạch rôto - Điều chỉnh tốc độ nối cấp  Ưu điểm động không đồng pha Động không đông sử dụng rộng rãi thực tế ưu điểm bật là: cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, vốn đầu tư ít, giá thành hạ, trọng lượng, kích thước nhỏ dùng công suất định mức so với động  • • • • • chiều Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều pha… Với đề tài em chọn động không đồng có thông số sau: Động không đồng pha Vihem 0.37KW Hãng sản xuất: VIHEM Xuất xứ: Vietnam Công suất (kW): 0.37 Momen đầu trục cực đại (Nm): Giá: 1.700.000 VNĐ 24 2.2 Xây dụng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây SCADA PLC S7-300 PHẦN TỬ CHẤP HÀNH HỆ THỐNG CẢM BIẾN Hình 2.8 sơ đồ khối hệ thống Quá trình điều khiển chủ yếu thực từ PLC PLC nhận tín hiệu analog từ cảm biến áp suất (được gắn đường ống chính) đưa về, sau PLC sử lý tín hiệu logic, PLC định điều khiển biến tần tín hiệu analog ngõ ra; biến tần tự động thay đổi tần số theo tín hiệu analog đó, từ thay đổi tốc độ bơm, việc khống chế áp lực đường ống trở nên dễ dàng nhiều - Cảm biến áp suất Sensys ~ bar ngõ 4-20mA đo áp suất đường ống chuyển đổi để đưa CPU S7-300 Ta dùng cổng truyền thông RS485 để kết nối PLC máy tính Nhưng cổng truyền thông máy tính RS232 lên cần phải có chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 PLC Xét mô hình sử dụng biến tần để điều khiển trạm bơm gồm bơm sau: 25 Hình 2.9 sơ đồ đấu dây hệ thống Nguyên lý làm việc hệ thống: Với mô hình sử dụng biến tần để điều khiển trạm bơm gồm bơm trên, để bơm hoạt động theo áp lực đặt định (X bar) ta điều khiển hệ thống bơm theo kiểu Chính/phụ dùng biến tần tức chọn bơm số bơm Chính, bơm số bơm phụ Khi khởi động hệ thống lên máy bơm 1được điều khiển biến tần khởi động chạy đạt áp suất đặt, áp suất đường ống áp suất đặt biến tần giữ ổn định tốc độ máy bơm Trường hợp tải thay đổi tức áp suất thay đổi, tùy theo tải tăng hay giảm Biến tần điều khiển máy bơm chạy nhay hay chạy chậm Khi tải tăng tức áp suất giảm, lúc muốn ổn định áp suất Biến tần điều khiển máy bơm chạy nhanh ( tức tăng tần số máy bơm 1) đạt áp suất đặt 26 Ngược lại, tải giảm Biến tần giảm tần số máy bơm xuống đạt áp suất đặt Nếu bơm Chính đạt tốc độ tối đa 50Hz mà không đáp ứng đủ áp lực đặt hệ thống điều khiển tiến hành khởi động bơm Phụ chạy với tốc độ tối đa 50Hz Khi đó, bơm Chính tự động điều chỉnh tốc độ liên tục để đảm bảo trì áp suất đặt Khi áp suất đặt thấp áp suất thực tế trình diễn theo trình tự ngược lại: bơm Chính giảm dần tốc độ xuống đến tốc độ tối thiểu 0Hz mà áp suất cao hệ thống điều khiển tắt bơm Phụ chạy bơm để đáp ứng yêu cầu 2.3.Sơ đồ thuật toán hệ thống A1: giá trị áp suất cảm biến A2: giá trị đặt ổn định hệ thống 27 BEGIN A1,A2 S START=1 Đ ĐÈN BÁO RUN =1 PID =1 A1A2 S S ĐÈN BÁO MỨC THẤP=0 Tự điều chỉnh tần số ĐC (0-100 %) ĐC phụ ĐÈN BÁO MỨC CAO =0 Đ ĐÈN BÁO MỨC CAO =1 Đ STOP=1 S DEN RUN =0 PID =0 END Hình 2.10 sơ đồ thuật toán 28 2.4.Xây dựng phần mềm Chương trình 29 30 31 Hình 2.11 chương trình s7-300 2.5.Thiết kế giao diện HMI 32 Hình.2.12 giao diện HMI CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐỀ TÀI 3.1.kết nghiên cứu lý thuyết Sau thời gian làm đồ án chúng em thu số kết định cụ thể : +Hiểu áp dụng thuật toán PID để điều khiển nhiệt độ 33 +Hiểu thêm SCADA +Sử dụng thành thạo phần mềm S7-300 +Phát triển kĩ làm việc nhóm - Do mô hình thực nên gặp hạn chế trình kiểm tra độ xác đề tài -Vì kiến thức hạn chế kinh nghiệm thực tế nên đồ án chúng em nhiều sai sót độ xác chưa cao, mong thầy cô bạn góp ý cho đồ án chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cám ơn ! 34 [...]... xuống đến tốc độ tối thiểu 0Hz mà áp suất vẫn cao thì hệ thống điều khiển sẽ tắt bơm Phụ khi đó chỉ chạy duy nhất bơm chính để áp ứng yêu cầu 2.3.Sơ đồ thuật toán hệ thống A1: giá trị áp suất của cảm biến A2: giá trị đặt ổn định của hệ thống 27 BEGIN A1,A2 S START=1 Đ ĐÈN BÁO RUN =1 PID =1 A1A2 S S ĐÈN BÁO MỨC THẤP =0 Tự điều chỉnh tần số ĐC chính (0- 100 %) và ĐC phụ ĐÈN BÁO... tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ b.Biến tần MM4 40 Với mô hình này em sử dụng biến tần MM4 40 của siemens Thông số của MM4 40 - - Tên : MICROMASTER 4 40 Đầu vào: 3AC 3 80- 4 80 V + 10/ - 10% , 47-63 HZ Đối với điện áp vào 1 pha: 200 V - 240V Tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz OVERLOAD: 1 50% 60 S, 200 % 3 S Kích thước: 173 X 73 X 149 (H X W X D) Các đầu vào,... tăng Kp cho đến khi hệ nằm ở biên giới ổn định tức là hệ kín trở thành khâu dao động điều hòa.Lúc đó ta có Kgh và chu kỳ của dao động đó là Tgh.Tham số cho bộ điều khiển PID chọn theo bảng sau: Bộ điều khiển Kp P 0, 5.Kgh PI 0, 45.Kgh 0, 83.Tgh 0, 6.Kgh 0, 5.Tgh PID Ti Td 0, 125Tgh 13 1.4.3.Các bước tổng hợp bộ điều khiển PID -Bước 1: Xây dựng mô hình toán học đủ chính xác cho đối tượng điều khiển. Đây còn gọi... được áp suất đặt 26 Ngược lại, khi tải giảm thì Biến tần sẽ giảm tần số của máy bơm xuống cho tới khi đạt được áp suất đặt Nếu khi bơm Chính đạt tốc độ tối đa 50Hz mà không áp ứng đủ áp lực đặt thì hệ thống điều khiển tiến hành khởi động bơm Phụ chạy với tốc độ tối đa 50Hz Khi đó, bơm Chính sẽ tự động điều chỉnh tốc độ liên tục để đảm bảo duy trì đúng áp suất đặt Khi áp suất đặt thấp hơn áp suất thực... so với động cơ  • • • • • một chiều Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều 3 pha… Với đề tài này em chọn động cơ không đồng bộ có thông số sau: Động cơ không đồng bộ 3 pha Vihem 0. 37KW Hãng sản xuất: VIHEM Xuất xứ: Vietnam Công suất (kW): 0. 37 Momen đầu trục cực đại (Nm): 0 Giá: 1. 700 .00 0 VNĐ 24 2.2 Xây dụng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây SCADA PLC S7- 300 PHẦN TỬ CHẤP HÀNH HỆ THỐNG CẢM BIẾN Hình 2.8 sơ đồ. .. chạy cho tới khi đạt được áp suất đặt, khi áp suất trong đường ống đã bằng áp suất đặt thì biến tần sẽ giữ ổn định tốc độ của máy bơm này Trường hợp tải thay đổi tức là áp suất thay đổi, tùy theo tải tăng hay giảm thì Biến tần sẽ điều khiển máy bơm chạy nhay hay chạy chậm Khi tải tăng tức là áp suất sẽ giảm, lúc này muốn ổn định áp suất thì Biến tần sẽ điều khiển máy bơm chạy nhanh hơn ( tức là tăng... việc của hệ thống: Với mô hình sử dụng biến tần để điều khiển trạm bơm gồm 2 bơm như trên, để 2 bơm hoạt động theo một áp lực đặt nhất định (X bar) thì ta sẽ điều khiển hệ thống bơm theo kiểu Chính/phụ dùng biến tần tức là ở đây sẽ chọn bơm số 1 là bơm Chính, bơm số 2 và là bơm phụ Khi khởi động hệ thống lên thì máy bơm 1được điều khiển bằng biến tần sẽ được khởi động chạy cho tới khi đạt được áp suất. .. biến áp suất Sensys 0 ~ 5 bar ngõ ra 4-20mA đo áp suất đường ống và chuyển đổi để đưa về CPU của S7- 300 Ta dùng cổng truyền thông RS485 để kết nối giữa PLC và máy tính Nhưng do cổng truyền thông của máy tính là RS232 lên do đó cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC Xét mô hình sử dụng biến tần để điều khiển trạm bơm gồm 2 bơm như sau: 25 Hình 2.9 sơ đồ đấu dây hệ thống... Tuyến tính hóa mô hình -Bước 4: Chọn bộ điều khiển thích hợp, ví dụ như bộ điều khiển P, PI, PD, hay PID và xác định các chỉ tiêu chất lượng mà hệ thống cần phải đạt được -Bước 5: Tính toán thông số KP, TI, TD của bộ điều khiển PID Để thực hiện việc xác định thông số cho bộ điều khiển PID có rất mhiều phương pháp như kể trên, trong đó phương pháp thực nghiệm (phương pháp thứ hai của Zeigler- Nichols) là... tượng nhưng chỉ áp dụng cho một số lớp đối tượng nhất định • Phương pháp Zieger-Nichols thứ nhất Phương pháp này nhằm xác định các tham số Kp, Ki,Kd cho bộ điều khiển PID trên cơ sở xấp xỉ hàm truyền đạt thành khâu quán tính bậc nhất để hệ kín nhanh chóng về chế độ xác lập và độ quá điều chỉnh không quá 40% • Phương pháp Zieger-Nichols thứ hai Phương pháp này thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ

Ngày đăng: 17/05/2016, 22:24

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Hình 1.2. sơ đồ trong s7-300 Simems

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

    • 1.1.Mục đích.

    • Lý do chọn đề tài

    • Mục tiêu của đề tài

    • Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài

    • 1.2. Phương pháp đo.

    • 1.3. Tìm hiểu về đối tượng điều khiển.

      • Đối tượng chính điều khiển trong đồ án này là Cảm biến áp suất.

    • 1.4.Tìm hiểu về bộ điều khiển PLC s7-300.

      • 1.4.1.Bộ PID trong s7-300.

      • 1.4.2.Các phương pháp xác định các tham số của bộ PID

      • 1.4.3.Các bước tổng hợp bộ điều khiển PID

    • 1.5.Tìm hiểu về HMI( WinCC).

      • Giới thiệu WinCC (Windows Control Center)

      • Khởi động WinCC

      • Tạo một Project mới

      • Cài đặt Driver kết nối PLC

  • CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG

    • 2.1. Lựa chọn thiết bị.

      • 2.1.1. Biến tần MM440

      • 2.1.2. Cáp kết nối RS485

      • 2.1.3. Động cơ không đồng bộ 3 pha

    • 2.2. Xây dụng sơ đồ khối, sơ đồ đấu dây

    • 2.3.Sơ đồ thuật toán hệ thống.

    • 2.4.Xây dựng phần mềm.

    • 2.5.Thiết kế giao diện HMI.

  • CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐỀ TÀI

    • 3.1.kết quả nghiên cứu lý thuyết.

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan