Luận Văn Nghiên cứu vấn đề điều khiển lò nhiệt. Đi sâu xây dựng chương trình giám sát nhiệt độ lò nhiệt trong

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu vấn đề điều khiển lò nhiệt. Đi sâu xây dựng chương trình giám sát nhiệt độ lò nhiệt trong phòng thí nghiệm sử dụng card PCI 1710


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT LÒ NHIỆT . 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ . 2
1.1.1. Giới thiệu chung về lò điện trở . 2
1.1.2. Cấu tạo của lò điện trở 2
1.1.3. Ưu nhược điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu . 3
1.1.5. Hệ thống điều khiển lò nhiệt . 5
1.2.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ . 6
1.2.1. Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc . 6
1.2.2. Đo nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc . 7
1.2.3. Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 8
1.3. CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ 8
1.3.1. Nhiệt điện trở 8
1.3.2. Cảm biến cặp nhiệt ngẫu . 14
1.3.3. Cảm biến quang đo nhiệt độ . 16
1.4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN LÒ NHIỆT 20
1.4.1. Mô tả toán học của lò nhiệt trong phòng thí nghiệm 20
1.4.2. Phương pháp điều khiển on – off . 21
1.4.3. Phương pháp điều khiển PID 23
1.5. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN THƯỜNG DÙNG TRONG
CÔNG NGHIỆP ĐỂ ĐO NHIỆT ĐỘ . 27
1.5.1. Máy đo nhiệt độ siêu nhỏ 27
1.5.2. Thiết bị đo nhiệt độ lò . 27
1.5.3. Thiết bị đo nhiệt độ chuyên nghiệp P400/P410 28
1.5.4. Đồng hồ đo nhiệt độ 28
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CARD PCI 1710 29
2.1. CARD PCI-1710 VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT . 29
ề card PCI - 1710 . 29
2.1.2. Bus PCI Plug and Play 29
2.1.3. Những kiểu đầu vào và việc thiết lập những phạm vi linh hoạt . 29
2.1.4. Vùng nhớ FIFO trên bảng mạch (First In First Out) 29
2.1.5. Bộ đếm lập trình được trên bảng mạch . 30
31
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÒ
NHIỆT SỬ DỤNG CARD PCI 1710 . 33
3.1. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ 34
3.1.1. Khối nguồn cấp . 34
3.1.2. Khối nguồn dòng . 34
3.1.3. Khối khuếch đại 36
3.1.4. Khối PCI-1710 36
3.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 36
3.2.1. Mạch nguồn dòng 36
3.2.2. Mạch khuếch đại . 37
3.2.3. Mạch điều khiển 38
3.2.4. Mạch động lực . 41
3.2. GIAO TIẾP PHẦN MỀM MATLAB VỚI CARD PCI-1710 . 43
3.3. THUẬT TOÁN 51
3.4. GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT . 52
3.4.1. Mô hình lò nhiệt trên simulink 52
3.4.2. Giao diện chương trình . 58
KẾT LUẬN . 60
TÀI KIỆU THAM KHẢO 61
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay, nhất là ngành
công nghiệp luyện kim, chế biến thực phẩm Vấn đề đo và khống chế nhiệt
độ đặc biệt được chú trọng đến vì nó là một yếu tố quyết định đến chất lượng
của sản phẩm. Nắm được tầm quan trọng của vấn đề trên em đã chọn đề tài
tốt nghiệp:
“ Nghiên cứu vấn đề điều khiển lò nhiệt. Đi sâu xây dựng chương trình
giám sát nhiệt độ lò nhiệt trong phòng thí nghiệm sử dụng card PCI 1710. ”
Đồ án của em được trình bày trong 3 chương:
Chương 1. Vấn đề điều khiển và giám sát lò nhiệt
Chương 2. Giới thiệu về card PCI 1710
Chương 3. Xây dựng chương trình giám sát nhiệt độ lò nhiệt sử dụng
card PCI 1710
Mặc dù em đã rất cố gắng để hoàn thành đồ án của mình nhưng không
thể tránh khỏi những thiếu sót em mong thầy cô cùng các bạn đóng gớp ý
kiến để em có thể hoàn thiện đề tài của mình hơn.


CHƯƠNG 1. VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT LÒ
NHIỆT
1.1. TỔNG QUAN VỀ LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ
1.1.1. Giới thiệu chung về lò điện trở
Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng trong
các quá trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu luyện các vật liệu, các
kim loại và các hợp kim khác nhau v.v .
Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật :
+ Sản xuất thép chất lượng cao
+ Sản xuất các hợp kim phe-rô
+ Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện
+ Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn dập, kéo sợi
+ Sản xuất đúc và kim loại bột
Trong các lĩnh vực công nghiệp khác :
+ Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng để sấy,
mạ vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm
+ Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật
phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu lửa v.v .
Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày càng
được dùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người một
cách phong phú và đa dạng: Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện,
thiết bị nung rắn, sấy điện v.v .
1.1.2. Cấu tạo của lò điện trở
Lò điện trở thường gồm 3 phần chính là: vỏ lò, lớp lót và dây nung.
a. Vỏ lò


TÀI KIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Bính: Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[2] Nguyễn Phùng Quang: Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự
động, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] Lê Văn Doanh - Phạm Thượng Hàn - Nguyễn Văn Hòa - Võ Thạch Sơn -Đoàn Văn Tân.
“Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển”. NXB KHKT -2007.
[4] Huỳnh Thái Hoàng: Lý thuyết điều khiển tự động, Đại học Bách Khoa
TP.HCM.
[5] Lê Quốc Huy: Kỹ thuật đo lường, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
[6] http://www.advantech.com/default.aspx
[7] http://www.dientuvietnam.net
[8] http://www.google.com.