Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ BK

111Equation Chapter 1 Section 1

Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ

Họ và tên : Nguyễn Thị Toàn

MSSV : 20082706

Lớp : DKTD1 – K53

Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Việt Dũng

Bài 1: Điều chỉnh nhiệt độ gió nóng

I. Mục đích thí nghiệm.- Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động.- Khảo sát quá trình điều chỉnh nhiệt độ gió nóng.- Đánh giá chất lượng quá trình điều chỉnh.

II. Mô tả thí nghiệm.

Sơ đồ cấu trúc thí nghiệm:

Đối tượng điều chỉnh: dòng không khí cấp từ quạt gió được đốt nóng khi đi qua buồng đốt.

Đại lượng cần điều chỉnh: nhiệt độ gió nóng được đo bằng Pt-100.

- Giới hạn đo: 0 - 100℃.- Bộ chuyển đổi R/U với dải tín hiệu: 0 – 10V.

Điều chỉnh thong qua van điện Triac, phương pháp điều khiển theo …..?.

Thiết bị điều chỉnh: sử dụng máy tính, công cụ Realtime Toolbox của Matlab.

Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống:

Hàm truyền đạt của đối tượng điều chỉnh, quy luật điều chỉnh:

Nhiệt độ đặt: 40℃.

Vận tốc giấy: 300 mm/h.

Khảo sát 3 quy luật điều chỉnh P, PI và PID để xác định các chỉ tiêu chất lượng của quá trình điều chỉnh:

Chế độ P Chế độ PI Chế độ PIDThông số

Đường quá độ:

Chỉ tiêu chất lượng

Sai lệch tĩnh:Thời gian xác lập:Độ quá điều chỉnh

Nhận xét:

Bài 2: Điều chỉnh áp suất.

III. Mục đích thí nghiệm.- Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động áp suất.- Khảo sát ảnh hưởng của cấu trúc và thong số của TBĐC lên chất lượng của quá trình điều

chỉnh.- Khảo sát biên giới ổn định của QTĐC.

IV. Mô tả thí nghiệm.


Đối tượng điều chỉnh: dòng không khí cấp từ máy nén khí chảy vào bình tích và ra ngoài.

Đại lượng cần điều chỉnh: áp suất của bình tích.

Điều chỉnh thong qua thay đổi độ mở van V3.

Thiết bị điều chỉnh: sử dụng MĐC PI khí nén kiểu πP3-31.

Các van:

- Van V1: thay đổi áp suất nguồn cấp.- Van V2: thay đổi giá trị đặt P0 cho thiết bị điều khiển.- Van V3: tín hiệu ra của BĐC thay đổi trong khoảng 0.2-1 kG/cm2 được tác động lên

màng của van khí nén làm thay đổi độ mở của van áp suất của bình tích thay đổi.

Các giá trị của tín hiệu chủ đạo Po, tín hiệu của áp suất bình tích Pt, tín hiệu điều khiển Pr được đo bằng các áp kế lò xo ống một vòng.



Trong cấu trúc của máy, hệ số khuếch đại được biểu diễn dưới dạng độ biến động

V. Kết quả thí nghiệm.

Bảng 3-1: Kết quả thí nghiệm với

STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt1 0.2 0.11 0.15 0.092 0.3 0.13 0.23 0.173 0.4 0.14 0.31 0.264 0.5 0.15 0.4 0.355 0.6 0.17 0.48 0.43

Nhận xét: do hệ số khuếch đại nhỏ (Km = 1.111) nên áp suất đầu ra bám rất chậm áp suất chủ đạo. Với quy luật tỷ lệ hệ luôn tồn tại sai lệch tĩnh.


STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt1 0.3 0.16 0.14 0.142 0.4 0.18 0.22 0.223 0.5 0.2 0.28 0.34 0.6 0.22 0.34 0.385 0.7 0.24 0.41 0.46

Nhận xét: việc giảm hệ số khuếch đại còn làm quá trình bám giá trị đặt chậm hơn nữa. Với quy luật tỷ lệ hệ luôn tồn tại sai lệch tĩnh.

Khảo sát MĐC theo tác động quy luật tỷ lệ tích phân:


STT Po Pt Pr ∆P = Po - Pt1 0.2 0.18 0.18 0.022 0.3 0.2 0.28 0.13 0.4 0.21 0.35 0.194 0.5 0.25 0.42 0.255 0.6 0.27 0.52 0.33

Nhận xét: do hệ số khuếch đại nhỏ (Km = 1.111) nên áp suất đầu ra bám rất chậm áp suất chủ đạo. Việc đưa them thành phần tích phân, trên lý thuyết sẽ khử được sai lệch tĩnh của hệ thống. Tuy nhiên, do giá trị hằng số thời gian tích phân Ti có thể chưa được chọn hợp lý nên vẫn còn sai lệch tĩnh, so với trường hợp chỉ có khuếch đại thuần túy thì sai lệch đã giảm đi đáng kể.

Khảo sát biên giới ổn định của quá trình điều chỉnh:

Trên cơ sở MĐC tác động theo luật PI, giảm dần σ% cho đến khi hệ thống đạt biên giới ổn định. Xác định được các thong số sau:

- Ti = 0.5, Km = 100/14 = 7.15.- Tín hiệu chủ đạo: Po = 0.4 kG/cm2

- Tín hiệu đo: - Chu kỳ dao động: Tc = 1.35s

VI. Kết luận.

Như vậy bài thí nghiệm đã đạt được mục tiêu đề ra.

Bài 3: Điều chỉnh mức dịch thể.

I. Mục đích thí nghiệm.- Tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động mức dịch thể.- Khảo sát quá trình điều chỉnh với các thong số khác nhau của TBĐC.- Tính toán các chỉ tiêu chất lượng của quá trình quá độ.

II. Mô tả thí nghiệm.


Đối tượng điều chỉnh: bình chứa phía trên có dòng nước chảy vào dung van khí nén để điều chỉnh lưu lượng, phía dưới bình có dòng nước chảy ra tự nhiên.

Đại lượng cần điều chỉnh: mức nước trong bình tích. Thực chất ở đây không đo trực tiếp mức nước trong bình, mà h được xác định gián tiếp thong qua bộ chuyển đổi P\H chuyển tín hiệu mức sang áp suất để máy có thể hiểu được giá trị phản hồi về.

Điều chỉnh thong qua thay đổi lưu lượng nước chảy vào bình tích.

Thiết bị điều chỉnh: sử dụng MĐC PID khí nén. Tín hiệu ra của BĐC thay đổi trong khoảng 0.2-1 kG/cm2 được tác động lên màng của van khí nén làm thay đổi độ mở của van lưu lượng chảy vào bình tích thay đổi mức nước thay đổi.



Trong cấu trúc của máy, hệ số khuếch đại được biểu diễn dưới dạng độ biến động

III. Kết quả thí nghiệm.

Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ:

Các thông số:

Bảng số liệu thu được:

t 0 10 20 30 40 50 60 70

Pr 15 10 8 5.5 6 5.5 5 5Pt 24 30 32 34 35 38 38 38∆P=Po-Pt 16 10 8 6 5 2 2 2

Xây dựng các đồ thị kết quả điều chỉnh:

0 10 20 30 40 50 60 705

10

15

20

25

30

35

40

Ng. Thi Toan - 20082706

Time [sec]

Out

put

pres

sure

Pr,

Pt

[%]

Characteristic curve (Prm,tm), (Ptm,tm)

Prm

Ptm

Xác định các chỉ tiêu chất lượng của quá trình điều chỉnh:

- Sai lệch tĩnh:- Độ quá điều chỉnh:- Thời gian xác lập:

Nhận xét:

Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ - tích phân:

Các thông số:

Số liệu thu được:

ti[s] Pri[%] Pti[%] 0 18.0000 28.0000

5.0000 12.5000 32.0000 10.0000 12.0000 34.0000 15.0000 11.5000 36.0000 20.0000 10.5000 38.0000 25.0000 9.0000 40.0000 30.0000 9.5000 40.0000 35.0000 8.0000 40.0000 40.0000 7.0000 41.0000 45.0000 6.5000 41.0000 50.0000 6.0000 42.0000 55.0000 5.5000 42.0000 60.0000 5.5000 43.0000 65.0000 4.5000 44.0000 80.0000 4.0000 44.0000 90.0000 4.0000 44.0000 120.0000 4.0000 42.0000 130.0000 4.0000 40.0000 150.0000 4.0000 39.0000

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ:

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Ng. Thi Toan - 20082706

Time [sec]

Out

put

pres

sure

Pr,

Pt

[%]

Characteristic curve (Pri,ti), (Pti,ti)

Pri

Pti



Nhận xét:

Khảo sát MĐC với quy luật tỷ lệ - tích –vi phân:

Các thông số:

Từ đó tính được các thong số của thiết bị điều chỉnh:

Số liệu thu được:

t[s] Pr[%] Pt[%] 0 19.0000 30.0000 5.0000 19.0000 28.0000 10.0000 19.0000 33.0000 15.0000 9.0000 38.0000 20.0000 6.0000 40.0000 25.0000 8.0000 40.0000 30.0000 6.0000 40.0000 35.0000 5.0000 40.0000 40.0000 5.0000 41.0000 50.0000 5.0000 41.0000 60.0000 5.0000 41.0000 70.0000 5.0000 41.0000 90.0000 5.0000 41.0000 110.0000 5.5000 41.0000 130.0000 5.2000 41.0000 150.0000 5.0000 41.0000 180.0000 5.0000 40.0000 190.0000 5.0000 38.0000

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ:

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2005

10

15

20

25

30

35

40

45

Ng. Thi Toan - 20082706

Time [sec]

Out

put

pres

sure

Pr,

Pt

[%]

Characteristic curve (Pr,t), (Pt,t)

Prd

Ptd



Nhận xét:

IV. Kết luận.

Như vậy bài thí nghiệm đã đạt được mục tiêu đề ra.

Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ BK

Documents

Transcript of Báo cáo thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ BK