Đồ Án Điểu khiển tự động Sấy Thùng Quay

LỜI MỞ ĐẦU
Hệ thống điều khiển và giám sát là thành phần không thể thiếu trong mỗi nhà máy công nghiệp hiện đại. từ những năm của nửa đầu thế kỉ trước tới nay, điều khiển tự động chiếm vai trò ngày càng quan trọng trong các ngành công nghiệp khai thác, chế biến và năng lượng như dầu khí, lọc dầu, hóa dầu, hóa chất, dược phẩm, thực phẩm, nhà máy điện. các hệ thống điều khiển quá trình chứa đựng trong đó có một số đặc thù chung, được sắp xếp vào phạm trù các hệ thống điều khiển quá trình. Một hệ thống điều khiển quá trình chứa đựng trong đó toàn bộ các giải pháp đo lường, điều khiển, vận hành và giám sát nhằm đảm bảo các yêu cầu của quá trình và cộng nghệ thiết bị như chất lượng sản phẩm, sản lượng, hiệu suất, an toàn cho con người, máy móc và môi trường.
SƠ LƯỢC VỀ ĐIỀU KHIỂN
Định nghĩa về điều khiển: điều khiển là quá trình thu thập thông tin, xử lý thông tin và tác động lên hệ thống để đáp ứng của thống “ gần” với mục đích định trước. điều khiển tự động là không có sự tác động của con người.
Chúng ta cần phải điều khiển nhằm:
Để nhằm đáp ứng hệ thống không đạt yêu cầu.
Tăng độ chính xác.
Tăng hiệu quả kinh tế.
Một hệ thống điều khiển gồm 3 thành phần cơ bản: đối tượng, bộ điều khiển, cảm biến.

Các kí hiệu viết tắt:
r(t) : tín hiệu vào, tín hiệu chuẩn
c(t): tín hiệu ra
cht(t): tín hiệu hồi tiếp
u(t): tín hiệu điều khiển
Các bài toán điều khiển ở đậy ta xét đến có 3 loại đặc trưng:
1. phân tích hệ thống: cho hệ thống tự động đã biết thông số và cấu trúc. Bài toán đặt ra là tìm đáp ứng của hệ thống và đánh giá chất lượng.
2. thiết kế hệ thống: biết cấu trúc và thông số của đối tượng điều khiển. bài toán đặt ra là thiết kế bộ điều khiển để được hệ thống thỏa mãn yêu cầu về chất lượng.
3. nhận dạng hệ thống: chưa biết cấu trúc và thông số của hệ thống. vấn đề đặt ra là xác định cấu trúc và thông số của hệ thống.
Trong đồ án này ta sẽ thiết lập bài toán thiết kế hệ thống nhằm đạt được yêu cầu về chất lượng.
Các nguyên tắc trong điều khiển
a. nguyên tắc phản hồi thông tin: muốn có một hệ thống đạt được chất lượng cao thì bắt buộc phải có phản hồi thông tin, tức là phải có đo lường từ các đối tượng
Các sơ đồ điều khiển dựa trên nguyên tắc phản hồi thông tin:

Điều khiển san bằng sai lệch ( điều khiển vòng kín)

Bộ điều chỉnh sẽ tự động so sánh giá trị vào và giá trị ra, khi chúng có sự sai lệch thì bộ điều chỉnh sẽ tác động để loại bỏ sai lệch.
Tuy điều khiển phản hồi cho nhiều đặc tính ưu việt nhưng nó cũng có một số những hạn chế:- chỉ thực hiện tác động khi có sự sai lệch, đây là hạn chế lớn của hệ thống, - ổn định hệ thống là vấn đề riêng của điều khiển phản hồi, một bộ điều khiển phản hồi có thể ổn định một đối đối tượng không ổn định, song một vòng điều khiển kín chứa một đối tượng ổn định cũng có thể trở nên mất ổn định. – để đạt được chất lượng điều khiển phản hồi thì phép đo phải có độ chính xác cần thiết. – cần phải có một mô hình tốt, nhưng trong thực tế thì khó có thể đạt được một mô hình như mong muốn vì các quá trình diễn ra rất phức tạp.

Hệ thống đo kiểm soát lưu lượng:
Cảm biến lưu lượng:
Một trong những phương pháp chủ yếu để đo lưu lượng là đo tín hiệu áp suất giữa 2 bên ống venture ( phương pháp đo lưu lượng theo độ giảm áp thay đổi).
Như vậy ống venturi đóng vai trò cảm biến lưu lượng, chuyển tín hiệu lưu lượng sang tín hiệu áp suất và thiết bị đo là áp kế màng hộp đàn hồi.
Cơ cấu đo: biến áp vi sai biến đổi tín hiệu xê dịch thành tín hiệu điện áp xoay chiều.
Bộ phận khuếch đại và so sánh khuếch đại tín hiệu điện áp và so sánh với giá trị chuẩn, đưa tín hiệu sai lệch đến thiết bị chấp hành.
Bộ phận ghi lại và chỉ thị, tín hiệu sai lệch đến thiết bị chấp hành sẽ làm dịch chuyển kim trên thang đo và thay đổi chỉ số lưu lượng trên bảng điều khiển.
Hệ thống đo kiểm soát áp suất:
Cảm biến áp suất
Chọn loại cảm biến là hộp xếp kiểu xiphong vì đây là loại áp kế có cấu tạo đơn giản và tin cậy, kích thước nhỏ, dễ đọc, chính xác cao và có khoảng đo rộng.
Chúng ta đo áp suất để đảm bảo hệ thống hoạt động một cách an toàn hơn khi xảy ra sự cố.
Hệ thống đo kiểm soát nhiệt độ
Để nhận biết sự thay đổi chính xác, ta sử dụng cặp nhiệt điện làm cảm biến.
Cặp nhiệt điện hoạt động theo nguyên lý của hiệu ứng nhiệt điện, gọi là hiệu ứng Seebeck: hai dây dẫn khác nhau nối với nhau chung một đầu. nếu đốt nóng chung thì ở hai đầu tự do sẽ sinh ra một hiệu điện thế hay còn gọi là sức diện động. sức điện động này tỷ lẽ thuận với nhiệt độ ở đầu chung. Đo sức diện động này sẽ xác định được nhiệt độ tương ứng.
Cặp nhiệt diện sử dụng rộng rãi nhất là cặp nhiệt điện loại S: một nhiệt điện cực làm bằng hợp kim platin (90%) và rodi (10%), còn điện cực kia làm bằng platin tinh khiết , dải đo 0 -16000 C.
Để hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường bên ngoài, ta đặt đầu cảm biến tiếp xúc trực tiếp với dòng lưu chất. tuy nhiên để tránh sự mài mòn của thiết bị tan en có hộp bảo vệ đầu cảm biến.​