Báo Cáo Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ - bộ điều khiển với TCU - 12004

Bộ điều khiển TCU (Tiếng Anh: The Temparature Controller Unit nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ (Cặp nhiệt điện hay các phần tử nhiệt điện trở và biểu thị chính các nhiệt độ quá trình đồng thời đưa ra tín hiệu xử lý kịp thợi và chính xác. Một tập hợp toàn diện những chức năng dễ dàng sử dụng từng bước cho phép bộ điều khiển giải quyết nhiều yêu cầu ứng dụng khác nhau.
Bộ điều khiển TCU có thể hoạt động ở chế độ điều khiển PID cho cả sự đốt nóng và làm mát. Nó tự động điều khiển chế độ xác lập hằng số. Hằng số PID có thể được tinh chỉnh bởi sự hoạt động của bộ điều khiển ở thời gian bất kỳ và được khoá từ xa sự thay đổi. TCU cho phép đáp ứng đầu ra phanh nhất mà không có quá độ điều chỉnh. Nó có thể chuyển sang chế độ vận hành bằng tay mà người vận hành có thể điều khiển trực tiếp đầu ra. Ngoài ra nó còn được chương trình hoá để hoạt động ở chế độ điều khiển ON/OFF mà điều chỉnh được độ trễ.
Hai màn hình hiển thị 4 số cho phép quan sát nhiệt độ quá trình và nhiệt độ đặt, cho biết tình trạng của bộ điều khiển (Đang làm việc ở chế độ nào, những Module đầu ra nào đang hoạt động, sự cảnh báo và trạng thái đầu ra. Các Module đầu ra có thể trao đổi đầu ra. Các Module đầu ra có thể thay thế và trao đổi lẫn nhau (Relay, SSR, Drive, hoặc Triac) được thiết lập nhằm phục vụ cho sự điều khiển chính, đầu ra bảnh báo, đầu ra làm mát và đầu ra định vị van.
Lựa chọn bảnh báo kép có thể được định dạng tùy vào sự thay đổi của hoạt động (Nhiệt độ cao hay thấp, sự chênh lệch) ở chế độ chờ đầu ra và nguồn nuôi sẽ được ngăn chặn đến khi những thông số ở mức báo động được ổn định.
Dòng tuyến tính từ 4 - 20mA (hoặc 0 - 10V) ở đầu ra có thể giao điện với cơ cấu chấp hành, máy ghi biểu đồ, dụng cụ chỉ thị hay thiết bị điều khiển khác. Kiểu đầu ra tuyến tính một chiều này có thể dùng cho những mô hình điều khiển tuyến tính được xây dựng phù hợp với những mô hình xây dựng sẵn trong bộ điều khiển.
Tín hiệu ra được số hoá và được truyền đi một trong những cách sau: % công suất đầu ra, giá trị nhiệt độ quá trình, sự chênh lệch nhiệt độ, hay giá trị điểm đặt. Ngoài ra còn có thể điểu chỉnh được dải chết đầu ra, thời gian cập nhật đầu ra với những tham số mở rộng tính linh hoạt của TCU tới những thiết bị cuối cùng.
Một đầu ra được báo động sự kiện, được chương trình hoá để phát tín hiệu cảnh báo (khi lò nhiệt hay những thiết bị khác bị lỗi) để xử lý kịp thời. Sự báo động nhiệt độ hoạt động dưới 2 điều kiện sau:
1. Đầu ra chính (OP)1 đang hoạt động và dòng nhiệt điện dưới giá trị dòng báo động.
2. Đầu ra (OP1) đã tắt và dòng nhiệt điện lớn hơn dòng cảnh báo 10% khi thiết bị điều khiển bị ngắn mạch hoặc những sự kiện khác.
Đầu vào Analog thứ cấp (0 - 20m ADC) có thể được định dạng để hoạt động như một bộ tiền xử lý tín hiệu thứ cấp để xử lý điểm đặt của đầu ra sơ cấp. Chính điều này cho phép khả năng điều khiển tầng với thiết bị khác.
Nhờ đầu vào Analog thứ cấp này ta có thể xây dựng được một ht điều khiển tầng tích hợp trong một bộ điều khiển TCU.
Chuẩn giao diện truyền thông RS 485 nhiều điểm nối tiếp cho phép TCU giao tiếp với các thiết bị kết hợp khác như: Máy in, bộ điều khiển trả trình hay máy tính chủ



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TCU
1.1. Giới thiệu chung về TCU
1.2. Lắp đặt và kết nối
1.2.1. Môi trường lắp đặt
1.2.2. Cấu tạo
1.2.3. Các module đầu ra
1.2.4. Chọn nguồn nuôi và cảm biến
1.3. Mặt trước TCU và các mút bấm chức năng
1.4. Quan sát sự hoạt động
1.4.1. Công suất bộ điều khiển tăng
1.4.2. Công suất bộ điều khiển giảm
1.4.3. Khởi động hệ thống
1.4.3. Chế độ hoạt động tự động điều khiển bằng tay
1.4.5. Hoạt động với điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ
1.5. Các chế độ làm việc
1.5.1. Vào tham số cho bộ điều khiển
1.5.2. Chế độ hiển thị bình thường
1.5.3. Chế độ không bảo vệ tham số
1.5.4. Chế độ bảo vệ tham số
1.5.5. Chế độ ẩn
1.5.6. Sự ngăn cản xâm nhập vào chương trình
1.6. Các module định dạng tham số
1.6.1. Module vào (1-In)
1.6.3. Module khoá tham số (3-LC)
1.6.4. Module cảnh báo (4-AL)
1.6.5. Module đầu ra làm mát (5-02)
1.6.6. Module truyền thông nối tiếp (6-SC)
1.6.7. Module đầu ra (2-OP)

CHƯƠNG 2: HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỦA TCU
2.1. Điều khiển PID
2.2. Điều khiển kế toán/OFF
2.3. Chế độ tự chỉnh định tham số

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VỚI TCU - 12004
3.1. Mô hình hệ thống điều khiển
3.1.1. Đặc điểm đối tượng điều khiển (lò điện trở) và phương pháp điều khiển nhiệt độ lò
3.1.2. Nghiên cứu và thiết kế phần cứng

CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA ĐỐI TƯỢNG
4.1 Tổng quan về đối tượng điều chỉnh công nghiệp
4.1.1. Khái niệm chung về đối tượng điều chỉnh công nghiệp
4.1.2. Đặc tính và mô hình các đối tượng công nghiệp
4.2. Tiến hành xác định đặc tính của đối tượng

CHƯƠNG 5: TỔNG HỢP HỆ THỐNG
5.1. Chất lượng điều chỉnh
5.1.1. Khái niện về chất lượng điều chỉnh
5.1.2. Đánh giá chất lượng điều chỉnh khi có xung bậc thang
5.1.3. Tiêu chuẩn chất lượng dạng tích phân
5.1.4. Đánh giá chất lượng điều chỉnh khi có tác động sóng điều hoà khi tín hiệu tác động vào hệ thống là các dao động điều hoà, chất lượng của hệ thống điều chỉnh, có thể đánh giá dựa trên đặc tính tần số - biên độ - pha, đặc tính tần số - biên độ, đặc tính tần số pha và đặc tính tần số logarit.
5.2. Cơ sở lý thuyết về tổng hợp hệ thống
5.2.1. Khái niệm về bài toán tổng hợp hệ thống.
5.2.2. Một số phương pháp tổng hợp bộ điều khiển PID
5.2. Phương pháp thực nghiệm (phương pháp Ziegler - Nichols 2)