§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
* Một số hạn chế của module đầu ra.
Ở một vài mẫu trong họ TCU thì đầu ra cảnh báo và đầu ra điều khiển vị
trí van có dùng chung chân cắm. Nghĩa là người thiết kế phải lựa chọn một trong
hai chân cắn đó, vậy nên phải chú ý để quyết định sử dụng cho mục đích nào.
* Cài đặt các module đầu ra.
Khi sử dụng các module đầu ra xác định đúng nhãn của từng loại thích
hợp với nhãn chân cắm và chiều cắm cho chính xác. Riêng với ứng dụng điều
khiển van thì một số ký hiệu trên bo mạch có ý nghĩa như sau:
AL1: đầu ra điều khiển để mở van
AL2/OP2: đầu ra điều khiển đóng van
OP1 - Alarm # 1 là tín hiệu ra.
* Các module được biểu diễn trong hình vẽ dưới đây.
Relay:
Type: Form - C
Rating: 5A - 120/ 240 VAC Or 28 VDC
5
C
B
A
5A
POWER
1. Relay module
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
Logic:
Type: Non - isolated switch DC, 12VDC
Drive: 45ma max
Triac:
Type: isolated, zero crossing Deteetion
Rating: 120/240 VDC; 20 to 500Hz
Max: Load Cureut: 1A
0.75 @ 50
0
C
Min: Load Cureut: 10mA
6
C
B
A
POWER
2. Logic/ SSR Drire Module
4 1
SSR
POWER
UNIT
3 2
LOAD
-
+ 2VDC
Not
isolated
Không nối
C
B
A
POWER
3. Triac Module
Kelay or
riac device
LOAD
120 VAC
1A
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
1.2.4. Chọn nguồn nuôi và cảm biến.
* Nguôn nuôi.
Hai loại nguồn nuôi cho TCU có thể được sử dụng là 115 VAC hay
230VAC. Công tắc lựa chọn nguồn nuôi được đặt bên trong vỏ hộp của bộ điều
khiển nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống, giữ gìn sự lựa chọn của người vận
hành.
* Cảm biến.
Hai cảm biến thường được dùng trong công nghiệp cho các ứng dụng cho
nhiệt độ không quá cao là: Cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở TCU hỗ trợ hầu hết
các loại cảm biến thuộc hai kiểu nói trên. Người thiết kế hệ thống chỉ cần chỉ ra
kiểu cảm biến mình dùng và khai báo với TCU trong module tham số (1 - iN).
Loại cảm biến nào được dùng cần được khai báo nhất quán tính chất của nó có
thể có trong các module khác. Trước khi khai báo với TCU về loại cảm biến
được dùng cần điều chỉnh jum lựa chọn cảm biến là loại cặp nhiệt điện hay nhiệt
điện trở về đúng vị trí thích hợp.
* Nối tín hiệu từ cảm biến vào TCU.
Sau khi định vị được công tắc lựa chọn nguồn nuôi và cảm biến ta tiến
hành nối dây theo sơ đồ chỉ dẫn sau:
7
1
2
Nấc 1: Chọn nguồn 115 VAC
Nấc 2: Chọn nguồn 230 VAC
Nấc chọn nguồn
7
8
9
10
+
2 chân nối
với
cặp nhiệt
điện
-
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
* Cách nối TCU với cặp nhiệt điện.
* Cách nối TCU với nhiệt điện trở.
Sự thuận lợi thấy rõ là ta chỉ cần trực tiếp nối ngay cảm biến vào bộ điều
khiển mà không cần làm một điều gì khác. Các công việc nhằm hiệu chỉnh lại để
tăng độ chính xác như: bù nhiệt, lọc nhiễn, chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang
số được TCU hỗ trợ rất hiệu quả. Điều này giảm nhẹ khá nhiều và mang lại hiệu
quả cao cho người thiết bị hệ thống.
1.3. Mặt trước TCU và các mút bấm chức năng.
Mặt trước TCU gồm hai màn hình sáu bộ chỉ thị và 4 nút bấm chức năng.
Hai màn hình trong đó: màn hình chính (lớn) phía trên có màu đỏ, màn hình thứ
hai (dưới) màu xanh. Sáu bộ chỉ thị sẽ hiển thị các thông số cần thiết tuỳ theo sự
cài đặt các lựa chọn trong các module chứa tham số hay tuỳ theo kiểu hoạt động
được tiến hành. Bốn nút bấm chức năng được sử dụng để truy nhập và thay đổi
giá trị các tham số của hệ thống, nó cũng được thiết kế để chọn lựa chế độ hoạt
động. Các nút bấm được mô tả cụ thể như sau:
+ Các nút bấm chức năng.
DSP
- Ở chế độ hoạt động bình thường, nó dùng để lựa chọn một trong những
tham số được hiển thị trên màn hình thứ hai. Hay nó còn dùng để lựa chọn trực
tiếp thang đo nhiệt độ là
0
F hay
0
C mà không cần truy nhập và module chứa
tham số (1 - iN)
8
7
8
9
10
2 chân nối với
nhiệt điện trở
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
- Ở chế độ định dạng tham số ấn DSP để thoát khỏi tham số đang truy
nhập hay thoát hẳn ra ngoài chế độ hoạt động bình thường mà không làm thay
đổi giá trị của các tham số khác đã được cài đặt.
UP DN
- Ở chế độ hoạt động bình thường, nút ấn UP/ DOWN có thể điều chỉnh
trực tiếp giá trị điểm đặt nhiệt độ hoặc % công suất đầu ra (tất nhiên nếu hai
tham số này chưa bị khoá). Giá trị điểm đặt và % công suất đầu ra được hiển thị
trên màn hình thứ hai.
- Ở chế độ định dạng số thì nút UP/DOWN dùng để thay đổi giá trị của
tham số đang truy nhập (UP: tăng, DOWN: giảm)
PAR
- Ở tất cả các chế độ hoạt động nút ấn PAR dùng để truy nhập, thay đổi và
quét hết mọi tham số. Cũng dùng nút ấn này để chọn lựa chế độ hoạt động cho
bộ điều khiển TCU.
* Mặt trước thiết bị
1.4. Quan sát sự hoạt động
9
1500
1500
DS
P
PA
R
%P
W
Màn hình chính: Hiển thị
nhiệt độ quá trình và cũng
hiển thị tham số hay các chế
độ đã chọn
Mành hính thứ hai: Hiển
thị nhiệt độ đặt, giá trị các
tham số
MAN: Hiện lên khi hoạt động ở
chế độ bằng tay.
REM: Hiện lên khi chế độ điểm
đặt xa được lựa chọn
AL1: Hiện lên khi cảnh báo 1
được cài đặt
OPN: Hiện lên khi đầu ra điều
khiển mở van được hoạt động
AL2: Hiện lên khi cảnh báo 2 được
cài đặt
OPN: Hiện lên khi đầu ra điều khiển
mở van được hoạt động
CLS: Hiển thị khi đầu ra điều khiển
đóng van được hoạt động.
OP1: Hiện lên khi đầu ra điều khiển chính
hoạt động
AL1: Hiện lên khi hệ thống có sự cố
Hiển thị khi màn hình
thứ 2, hiển thị % công
suất đầu ra
DEV: Hiện lên khi xuất hiện độ
chênh llệch giữa nhiệt độ quá
trình điểm đặt.
CUR: Hiện lên khi màn hình thứ
hai chỉ giá trị dòng đất nóng.
SEC. Hiện lên khi đầu vào Analog
thứ cấp được sử dụng
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
1.4.1. Công suất bộ điều khiển tăng.
Khi công suất ở trên mức được dùng, bộ điều khiển sẽ làm trễ lại sự chỉ
thị và hoạt động điều khiển hiện thời trong khoảng 5 giây để tiến hành kiểm tra
lại. Hoạt động này được bộ điều khiển thực hiện tự động với tốc độ rất cao nhằm
nhanh chóng tìm ra nguyên nhân đồng thời nó sẽ hiển thị tất cả các thông tin cơ
bản lên 2 màn hình và các bộ chỉ thị. Ban đầu nó sẽ làm sáng tất cả các màn
hình và hiển thị các dụng cụ chỉ báo (để người vận hành có thể biết được trạng
thái của hệ thống) và tiến hành kiểm tra lại tất cả các chức năng đang hoạt động.
Sau đó bộ điều khiển sẽ hiển thị kiểu senson trên màn hình chính để kiểm tra lại
sự khai báo, lưu chọn Jum có đúng với thực tế trong hoạt động không. Đồng
thời nó xem xét lại chương trình hoạt động của hệ thống. Nếu sai sót bên trong
được tìm thấy thì bộ điều khiển sẽ hiển thị thông tin đó lên cho đến khi sai sót
đó được sửa chữa (khi nó không tự sửa chữa được).
Sau sự kiểm tra và bổ sung một cách tuần tự như vậy, bộ điều khiển lại
bắt đầu hoạt động điều khiển dựa trên sự tính toán của bộ PID.
1.4.2. Công suất bộ điều khiển giảm.
Nếu như công suất bộ điều khiển đột nhiên giảm, thì nó sẽ tự động ghi
lại trạng thái hoạt động ổn định (ghi lại những tham số và chế độ điều khiển).
Điều này sẽ giúp bộ điều khiển đưa ra đáp ứng đầu ra nhanh và chính xác hơn
nếu sau đó có sự tăng công suất của bộ điều khiển.
1.4.3. Khởi động hệ thống.
Sau khi hệ thống được khởi động, bộ PID với các thông số được đặt sẽ
tiến hành điều khiển hệ thống nhằm đưa ra đáp ứng tốt nhất. Sự điều khiển này
bao gồm: Sự điều khiển của hệ số tỷ lệ, hằng số thời gian tích phân, hằng số thời
gian vi phân (bộ điều khiển có thể được tính toán chỉnh định một lần nhưng nhất
thiết phải chỉnh định lại nếu như hệ thống có sự thay đổi quan trọng có một vài
cách để chỉnh định các tham số trong bộ PID như sau:
a. Sử dụng bộ điều khiểu ở chế độ tự chỉnh định tham số (Auto - Tune)
b. Sử dụng kỹ thuật chỉnh định bằng tay (xác định đặc tính đối tượng sau
đó tính toán thông số).
10
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
c. Sử dụng các phần mềm điều chỉnh (nhìn chung là giá thành cao và
không phải lúc nào cũng có kết quả chính xác).
d. Sử dụng giá trị dựa trên các kinh nghiệm thu được dựa vào giá trị của
quá trình tương tự như vậy.
1.4.3. Chế độ hoạt động tự động điều khiển bằng tay.
Bộ điều khiểu có thể chuyển từ chế độ điều khiển tự động (điều khiển PID
hoặc ON/OF) sang chế độ điều khiển bằng tay và ngược lại. Sự chuyển qua lại
này được thực hiện bằng cách truy nhập vào tham số "trnf" (sẽ nói kỹ ở phần
sau) nếu như tham số đó không bị khoá.
Chế độ điều khiển bằng tay có thể điều khiển trực tiếp đầu ra (từ 0% ÷
100%) hoặc (-100% ÷ + 100%) nếu như đầu ra làm mát được dùng và lúc này
trên dụng cụ chỉ thị sẽ hiển thị "MAN".
Khi chuyển từ chế độ điều khiển bằng tay sang chế độ tự động thì công
suất đầu ra vẫn còn giữ nguên. Còn chuyển từ chế độ tự động sang chế độ bằng
tay thì sự giới hạn về công suất được đặt trong bộ điều khiểu sẽ bị loại bỏ.
1.4.5. Hoạt động với điểm đặt xa hoặc điểm đặt cục bộ.
Điểm đặt của bộ điều khiểu có thể đặt ở 2 kiểu: Điểm đặt cục bộ hay điểm
đặt xa (khi kết hợp với thiết bị điều khiển khác).
Tham số "SPSL" cho phép lựa chọn 2 kiểu bộ điểm đặt này (tùy thuộc
vào hệ thống và lựa chọn của người vận hành). Khi trên dụng cụ chỉ thị hiển thị
REM tức chế độ điểm đặt xa được dùng, nếu tắt thì chế độ điểm đặt cục bộ được
dùng.
1.5. Các chế độ làm việc.
Bộ điều khiểu làm việc với rất nhiều tham số khác nhau, nhiều chế độ
điều khiển lựa chọn, hay có thể kết nối với những thiết bị khác vì vậy chế độ
làm việc là tương đối phức tạp. Hơn nữa vấn đề bảo đảm an toàn cho hệ thống
tránh được tác động bên ngoài nhằm thay đổi những lựa chọn của người vận
hành là yêu cầu rất cần quan trọng. Chính vì điều này mà bộ điều khiển đã phân
chia ra thành 4 chế độ với những tham số và sự can thiệp vào hệ thống khác
11
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
nhau. Chế độ hiển thị bình thường, chế độ không bảo vệ tham số, chế độ bảo vệ
tham số, chế độ ẩm.
1.5.1. Vào tham số cho bộ điều khiển.
Nút ấn PAR
12
CHẾ ĐỘ ẨM:
- Lựa chọn điểm đặt cục bộ/xa
- Chuyển chế độ:
tự động/bằng tay
- Gọi/huỷ chế độ Auto - time
- Reset đầu ra cảnh báo
Ấn và giữ
3s
P
A
R
CHẾ ĐỘ HIỂN THỊ
BÌNH THƯỜNG
- Màn hình chính:
- Hiển thị nhiệt độ
quá trình
- Màn hình thứ 2 và
các dụng cụ chỉ thị
hiển thị
+ SP (điẻm đặt)
+ % OP (công suất ra)
+ Dòng đốt nóng
+ Đầu vào Analog
thứ 2
+ Sự chênh lệch
+ Đơn vị nhiệt độ
(C hoặc F)
P
A
R
CHẾ ĐỘ KHÔNG BẢO VỆ THAM SỐ
- Điểm đặt
- % công suất đầu ra
- Tương tự như chế độ bảo vệ
thamsố
Truy nhập vào các modul tham số
Sự ngăn cản xâm
nhập chương trình
không hoạt động
P
A
R
P
A
R
Sự ngăn cản xâm
nhập chương trình
hoạt động
D
S
P
N
O
CHẾ ĐỘ BẢO VỆ THAM SỐ
- Hệ số khuyếch đại
- Hằng số thời gian tích
phân
- Hằng số thời gian vi
phân
- Hế số khuyếch đại # 2
- Hế số khuyếch đại # 2
- Điểm đặt trực tiếp
- Alrm 1
- Alrm 2
Vào mã
YES PAR
Mã không hợp lệ
CÁC MODULE THAM SỐ
1. Module các tham số vào
2. Module các tham số ra
3. Module khoá tham số
4. Module cảnh báo
5. Module chứa tham số ở chế độ
làm mát
6. Module về truyền thông
7. Module chứa tham số của đầu
vầo Analog thứ 2k
8. Module chứa tham số điều
khiển van
9. Module dịch vụ của nhà sản
xuất
P
A
R
Mã hợp lệ
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
Mỗi chế độ làm việc có chứa những tham số khác nhau, tuy nhiên để truy
nhập và thay đổi tham số cho bộ điều khiển thì thao tác sau đây sẽ được sử dụng
chung.
Nút ấn PAR được sử dụng để chọn tham số cần tìm. Để thay đổi giá trị
của tham số đó ta cần ấn nút ấn UP và DOWER
Khi tìm được giá trị thích hợp cho một tham số nào đó thì ấn nút PAR để
chấp nhận giá trị mới đó và cứ tiếp tục như vậy cho những tham số tiếp theo.
Ở Module định dạng tham số (module chứa những tham số cơ bản nhất
của bộ điều khiển - chỉ ở chế độ có bảo vệ tham số) thì ấn DSP để từ chối giá trị
mới của tham số nào đó, và đến khi bộ điều khiển hiển thị "End" thì DSP sẽ giúp
trở về chế độ hiển thị bình thường.
Thông thường những tham số sau đây hay được truy nhập và biến đổi.
Setpoint
Output Dower
Output Dower offset
Propor tional Band
In tergral Time
Derivatire Time
Propor tional Band # 2
Integral Time # 2
Direct Doint
Ratio
Bius
Alkyl hoáảm 1 value
Alkyl hoáảm 2 value
1.5.2. Chế độ hiển thị bình thường.
Ở chế độ hiển thị bình thường (khi start hay restart bộ điều khiển luôn ở
chế độ này) nhiệt độ quá trình luôn luôn được hiển thị trên màn hình chỉnh.
Bằng cách ấn liên tiếp nút DSP thì các tham số hoạt động của hệ thống sẽ lần
lượt được quan sát màn hình thứ 2. Các tham số đó là.
13
§å ¸n tèt nghiÖp X©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
+ Nhiệt độ đặt
+ % công suất ra
+ Dòng đốt nóng
+ Đầu vào Analog thứ 2
+ Độ chênh lệch nhiệt độ (giữa nhiệt độ quá trình và nhiệt độ đặt)
+ Đơn vị đo nhiệt độ (
0
F/
0
C).
Từ chế độ này ta có thể truy nhập sang chế độ ẩn bằng cách ấn và giữa
trong 3s nút ấn PAR, hoặc truy nhập sang chế độ bảo vệ tham số hay chế độ
không bảo vệ tham số theo sự hoạt động của đầu vào sử dụng (hay ngăn cản
xâm nhập vào chương trình - sẽ được nói sau). Chế độ hiển thị bình thường là
chế độ làm việc chính của hệ thống các chế độ kia chỉ được truy nhập khi có sự
thay đổi hay cài đặt các yếu tố cần thiết. Ngoài ra ta cũng có thể tác động thay
đổi đến hai tham số (trên màn hình thứ 2) là: nhiệt độ đặt và công suất đầu ra
(%), là chỉ ở chế độ này mới thay đổi được trực tiếp đến hai tham số đó, các
tham số khác chỉ đọc ra được giá trị của nó.
* Giá trị nhiệt độ đặt: sử dụng nút ấn UP & DOWN để thay đổi giá trị
nhiệt độ đặt khi nó được hiển thị nhưng với điều khiển là nó không bị khoá. Sự
khoá hay mở khoá tham số này (hay các tham số khác) được thực hiện trong
Module 3 (ở chế độ không bảo vệ tham số). Giá trị điểm đặt chỉ thay đổi được
trong khoảng nhất định được đặt trong hai tham số SPLO & SPLI trong Module
1 (ở chế độ không bảo vệ tham số ).
* % Công suất ra: Công suất đầu ra có thể thay đổi trực tiếp ở chế độ vận
hành bằng tay. Khi dụng cụ chỉ báo hiển thị % PW và "MAN" mới có thể thay
đổi được công suất đầu ra. Sử dụng nút UP - DOWN để tiến hành thay đổi. Nếu
như nó bị khoá cần truy nhập vào tham số "OP" - đưa tham số này sang mức
"Eut". Tham số này nằm trong Module 3 ở chế độ không bảo vệ tham số. Công
suất này nằm trong Module 3 ở chế độ không bảo vệ tham số. Công suất đầu ra
(ở chế độ điều khiển bằng tay) có thể thay đổi mà không bị giới hạn bởi 2 tham
số OPLO & OPHI trong Module 2 - dùng trong chế độ tự động.
1.5.3. Chế độ không bảo vệ tham số.
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét