Tiểu luận: Tự động điều khiển độ ẩm máy ấp trứng gia cầm bằng bộ điều chỉnh PID số S7-200 pptx

Tiểu luận

Đề tài: Tự động điều khiển độ
ẩm máy ấp trứng gia cầm
bằng bộ điều chỉnh PID số
S7-200









Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 1 -
Đặt vấn đề
Trong nhiều năm qua ngành nông nghiệp nớc ta có nhiều những thành
tựu vợt bậc, không chỉ đủ cung cấp nguồn lơng thực, thực phẩm cho đất
nớc mà còn xuất khẩu ra thị trờng thế giới. Với thành tựu to lớn đó, chúng
ta phải kể đến ngành chăn nuôi gia cầm đã góp phần quan trọng cho nền kinh
tế quốc dân. Sự phát triển của ngành chăn nuôi nói chung và ngành chăn nuôi

gia cầm nói riêng đã đem lại lợi ích kinh tế cho các hộ nông dân, từng bớc
xoá đói giảm nghèo và ngày càng có nhiều hộ gia đình làm giàu trên mảnh đất
của mình nhờ vào kinh tế trang trại. Ngày nay, nền kinh tế trang trại đợc phát
triển rộng rãi trên cả nớc với quy mô vừa và lớn do đó vấn đề con giống là
hết sức bức xúc.
ấp trứng nhân tạo bằng máy ấp công nghiệp là phơng pháp tối u để
sản xuất con giống trong thời gian ngắn, tỷ lệ ấp nở cao, đặc biệt có thể ấp
đợc một số lợng trứng lớn, và chất lợng con giống đợc nâng cao.
Trong quá trình ấp trứng, ẩm độ là một trong những thông số rất quan
trọng nó ảnh hởng rất lớn đến quá trình ấp nở. Vì vậy việc đảm bảo lợng ẩm
cần thiết cho quá trình ấp nở là hết sức quan trọng cho từng giai đoạn ấp.
Ngày nay, việc đa PLC vào các dây chuyền sản xuất công nghiệp đã
đáp ứng tốt các yêu cầu trong điều khiển tự động hoá, nó đã trở thành yếu tố
chính để nâng cao hơn nữa hiệu quả của sản xuất trong công nghiệp nớc ta.
Việc đa PLC vào điều khiển cho máy ấp trứng công nghiệp là rất cần thiết, vì
nó đảm bảo điều khiển chính xác các thông số cho quá trình ấp nở và cho hiệu
quả ấp nở cao, hệ thống điều khiển ngọn nhẹ, dễ dàng thao tác, mang lại hiệu
quả kinh tế cao cho ngời nông dân. Do vậy chúng tôi sử dụng PLC S7- 200 với
CPU 224 để thực hiện tự động điều khiển độ ẩm cho máy ấp trứng gia cầm.
Đợc sự phân công của bộ môn Điện, với sự h
ớng dẫn của thầy giáo
Nguyễn Văn Đờng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
"Tự động điều khiển độ ẩm máy ấp trứng gia cầm bằng bộ điều chỉnh PID
số S7 - 200" đã đạt đợc những thành công đáng kể.
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 2 -
Nội dung chi tiết của đề tài đã đợc trình bày trong báo cáo chính, bao
gồm các phần sau:
Mở đầu
Chơng 1: Tổng quan về ấp trứng gia cầm và đIều khiển độ ẩm

trong máy ấp trứng gia cầm
Chơng 2: PLC S7 - 200 và các module mở rộng
Chơng 3: phần mềm Step7- Micro Win32 và chơng trình điều
khiển PID số
Chơng4: Chuyển đổi và khuếch đại tín hiệu
Chơng 5: Thiết kế mạch điều khiển độ ẩm trong máy ấp trứng gia
cầm
Kết luận và kiến nghị
Sau đây là tóm tắt nội dung chính của đề tài:










Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 3 -
Chơng 1
Tổng quan về ấp trứng gia cầm và đIều khiển độ ẩm trong máy ấp
trứng gia cầm

Trong máy ấp trứng công nghiệp, có hai chế độ ấp là ấp đơn kỳ và ấp đa
kỳ, tơng ứng với hai chế độ ấp này ta có máy ấp đơn kỳ và máy ấp đa kỳ. Các
chế độ ấp khác nhau thì yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm là khác nhau.
ấp đơn kỳ là chế độ ấp mà tất cả số trứng trong máy đều đợc đa vào
cùng một lúc nên chúng có tuổi ấp và tuổi nở giống nhau.

ấp đa kỳ là là chế độ ấp mà trứng đợc đa vào buồng ấp theo từng đợt,
thông thờng là 3 đợt, mỗi đợt cách nhau là một tuần.
1.1 Yêu cầu về độ ẩm trong máy ấp trứng gia cầm.
Độ ẩm là một trong những yếu tố rất quan trọng trong quá trình ấp. Yêu
cầu cụ thể đợc xác định theo các bảng dới đây:
* Yêu cầu ẩm đối với máy ấp đơn kỳ
Bảng 1.1: Bảng thông số về độ ẩm của từng giai đoạn ấp
trong máy ấp đơn kỳ (đối với trứng gà)
Các giai đoạn ấp Độ ẩm tơng đối (%) Nhiệt độ nhiệt kế ớt
1 ữ 5 ngày 60 ữ 61% 30 ữ 31
0
C
6 ữ 11 ngày 55 ữ 57% 29 ữ 29,5
0
C
12 ữ 18 ngày 50 ữ 53% 28 ữ 28,5
0
C
19 ngày 60% 30
0
C
20 ữ 21 ngày 70 ữ 75% 32 ữ 33
0
C


Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 4 -
* Yêu ẩm đối với máy ấp đa kỳ
Bảng 1.2: Bảng thông số về độ ẩm của từng giai đoạn trong máy ấp đa kỳ

(đối với trứng gà)
Các giai đoạn ấp Độ ẩm tơng đối (%) Nhiệt độ nhiệt kế ớt
1 ữ 15 ngày 55 ữ 57% 29 ữ29,5
0
C
16 ữ21 ngày 68 ữ 75% 30 ữ 32,5
0
C

1.2 Hệ thống điều khiển độ ẩm trong máy ấp trứng gia cầm
* Phơng pháp điều chỉnh độ ẩm
Trong các máy ấp thế hệ cũ, phơng pháp điều chỉnh đóng ngắt thờng
đợc sử dụng nhiều. Ngày nay, trong các máy ấp hiện đại ít đợc sử dụng.
Trong cách tạo ẩm bằng phơng pháp vung nớc qua cánh quạt trong máy,
ngời ta sử dụng phơng pháp đóng ngắt để điều chỉnh ẩm độ. Trong đề tài
này, chúng tôi sử dụng phơng pháp điều chỉnh độ ẩm liên tục. Nguyên lý của
phơng pháp điều chỉnh liên tục là sử dụng các thiết bị bán dẫn công suất lớn
để điều khiển quay động cơ cấp ẩm cho máy ấp trứng gia cầm.

Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 5 -
* Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển ẩm độ trong máy ấp trứng gia cầm
Hệ thống điều chỉnh tự động thông thờng đợc phân thành hai loại: hệ
thống điều chỉnh kiểu hở và hệ thống điều chỉnh mạch vòng kín. Trong giới
hạn của đề tài ta sử dụng phơng pháp điều chỉnh tự động mạch vòng kín.







Đây là sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển ẩm độ ở dạng đơn giản nhất,
làm việc theo sơ đồ mạch vòng kín, có vòng phản hồi là bộ cảm biến tín hiệu
ẩm đợc chuyển đổi và khuếch đại thành tín hiệu điện áp U

Pv
. Tín hiệu phản
hồi đợc so sánh với tín hiệu đặt trớc U

Sv
đa ra độ sai lệch e (e= U

Sv
-
U

Pv

). Bộ điều khiển sẽ điều khiển bộ tạo ẩm làm việc theo tín hiệu sai lệch e.
* Quy luật điều khiển tỷ lệ vi tích phân (PID)
Bộ điều khiển PID đợc thực hiện bởi khối PLC S7- 200- CPU 224. Giá trị
tác động điều chỉnh của quy luật điều khiển tỷ lệ vi tích phân đợc xác định bởi:
U = K
P
.e + K
I

e.d
t
+ K
D
d
t
de
= K
m









++
dt
de

.Te.dt
T
1
e
d
I
(1.1)
Nhận xét: Việc tính toán xác định các hệ số K
P
, T
I
, T
d
là vấn đề rất khó trong
phạm vi của đề tài.
Bộ điều
khiển
PID
Bộ tạo
ẩm
U

Sv
e


U

Pv
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển ẩm độ

CĐ và KĐ
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 6 -
* Điều chỉnh tốc độ quay động cơ bằng phơng pháp điều chế độ rộng xung
PWM
Tốc độ của quạt thổi đợc điều khiển bởi phơng pháp điều chế độ rộng
xung. Nội dung của phơng pháp đợc trình bày dới hình sau:


















Trong đó: U
T
, U
đk
lần lợt là điện áp tựa và điện áp điều khiển.

U
đk
U
T
+E
-E
U
ra
OA
a)
a) Khâu so sánh điều chế độ rộng xung
b)
Giản đồ thời gian xung đầu vào và đầu ra
U
ra
Hình 1.3: Phơng pháp điều chế độ rộng xung
0
U
0


t

U
T
U

đk
t
b)
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 7 -
Chơng 2
PLC S7 - 200 và các module mở rộng
2.1 Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC S7 200
* Sơ đồ khối hệ thống PLC S7- 200











* Nguyên lý làm việc của PLC S7- 200
PLC thực hiện chơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đợc gọi
là vòng quét (Scan). Mỗi vòng quét đợc bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ
các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chơng trình.
Trong từng vòng quét, chơng trình đợc thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết
thúc bằng lệnh kết thúc (MEND). Sau giai đoạn thực hiện chơng trình là giai
đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét đợc kết thúc bằng giai đoạn
chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.

Thiết bị
lập trình
Bộ nh
ớ
CPU
Giao diện
nhập

Giao diện
xuất
Nguồn
công suất
Hình2.1: Sơ đồ khối hệ thống PLC S7 - 200
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 8 -
Hình 2.3: Sơ đồ nối vào ra CPU 224 kiểu AC/DC/RELAY






* Sơ đồ nối thiết bị vào ra

2.2 Trình tự thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC
1. Xác định quy trình điều khiển.
2. Xác định tín hiệu vào ra.
3. Soạn thảo chơng trình.
4. Nạp chơng trình vào bộ nhớ.
5. Chạy chơng trình.
Chuyển dữ
liệu từ bộ đệm
ảo ra ngoại vi
Truyền thông
và tự kiểm tra
lỗi
Nhập dữ liệu từ
ngoại vi vào bộ đệm
ảo
Thực hiện
chơng trình
Hình 2.2: Sơ đồ vòng quét trong PLC S7 - 200
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 9 -

2.3 Khối mở rộng analog EM 235
* Đặc tính chung
Modul vào/ra EM 235 là loại modul mở rộng với đầu vào analog tốc độ
cao. Nó có khả năng chuyển đổi một tín hiệu vào analog thành giá trị số tơng
đơng trong 171 s đối với CPU 212 và 139 s đối với tất cả các CPU S7- 200
khác. Việc chuyển đổi tín hiệu vào analog đợc thực hiện mỗi khi đầu vào
đợc truy cập bởi chơng trình.













- Số đầu vào/ra: 4 đầu vào analog, 1 đầu ra analog.
-
Dải tín hiệu: Điện áp 10 V, Dòng điện 0 ữ 20 mA.
-
Kiểu dữ liệu lỡng cực: -32000 ữ 32000.
Đơn cực: 0 ữ 32000.
- Điện áp cung cấp: 24 V.
- Độ phân giải: Bộ chuyển đổi A/D 12 bits.

Hình 2.4: Sơ đồ khối và sơ đồ nối thiết bị vào/ra Module EM235

EM235
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 10 -
* Điều chỉnh đầu vào
Bảng2.1: Các giá trị đầu vào EM235
Đơn cực
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
Dải điện áp Độ phân giải
ON OFF OFF ON OFF ON 0-50 mV
12,5 V
OFF ON OFF ON OFF ON 0-100 mV
25 V
ON OFF OFF OFF ON ON 0-500 mV
125 V
OFF ON OFF OFF ON ON 0-1 V
250 V
ON OFF OFF OFF OFF ON 0-5 V
1,25 V
ON OFF OFF OFF OFF ON 0-20 mA
5 A
OFF ON OFF OFF OFF ON 0-10 V
2,5 V
Lỡng cực
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
Dải điện áp Độ phân giải
ON OFF OFF ON OFF OFF
25 mV 12,5 V
OFF ON OFF ON OFF OFF

50 mV 25 V
OFF OFF ON ON OFF OFF
100 mV 50 V
ON OFF OFF OFF ON OFF
250 mV 125 V
OFF ON OFF OFF ON OFF
500 mV 250 V
OFF OFF ON OFF ON OFF
1 V 500 V
ON OFF OFF OFF OFF OFF
2,5 V
1,25 mV
OFF ON OFF OFF OFF OFF
5 V
2,5 mV
OFF OFF ON OFF OFF OFF
10 V
5 mV

2.4 Kết nối PLC S7- 200 với máy tính PC







Hình 2.5: Sử dụng cáp PC/PPI kết nối với một CPU S7- 200
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 11 -

Chơng 3
phần mềm Step7 - Micro Win32 và chơng trình điều khiển pid số

3.1 Giới thiệu phần mềm Step7 - Micro Win32
Phần mềm Step7 - Micro Win32 có 3 dạng soạn thảo chơng trình:
LAD, STL, FBD. Trong số này LAD là ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa dễ
hiểu nhất. Những thành phần cơ bản của chơng trình trong LAD tơng ứng
với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơ le. Các thành phần cơ bản
biểu diễn các lệnh logic nh sau: tiếp điểm, cuộn dây, hộp.
3.2 Chơng trình điều khiển PID số và điều chế phát xung tốc độ cao
PWM
* Phơng pháp điều khiển PID số
- Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển PID dựa vào biểu thức (1.1).
Trong máy tính số, hàm số đầu ra ở dạng liên tục phải đợc chuyển tơng
đơng thành gián đoạn theo chu kỳ trích mẫu có dạng:
U
n
= K
c
.e
n
+

+
n
1
.K
0
Ue
n

I
+ K
D
.(e
n
- e
n-1
) (3.1)
CPU của PLC tính toán các giá trị đầu ra theo mô hình cải biến:
U
n
= UP
n
+ UI
n
+ UD
n
(3.2)
Phơng trình thành phần tỉ lệ trong CPU là:
UP
n
= K
c
.(Sv
n
- Pv
n
) = K
c
.e

n
(3.3)
Phơng trình của thành phần tích phân:
UI
n
= K
c
.T
s
/ T
i
.(Sv
n
- Pv
n
) + UX = K
c
.T
s
/ T
i
.e
n
+ UX (3.4)
Phơng trình biểu diễn thành phần vi phân:
UD
n
= K
c
.T

D
/T
S
.(Pv
n-1
- Pv
n
) (3.5)
* Điều chế phát xung tốc độ cao PWM
Trong CPU 224 hai cổng ra Q0.0 và Q0.1 có thể đợc sử dụng phát dãy
xung tốc độ cao PTO (pulse train output) và tín hiệu điều chế độ rộng xung
PWM (pulse with modulation). PWM là một dãy xung kiểu tuần hoàn, có chu
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 12 -
kỳ là một số nguyên trong khoảng 250s ữ 65553s. Nếu độ rộng xung đợc
quy định lớn hơn chu kỳ xung của PWM thì dãy xung sẽ là một tín hiệu đều
có giá trị logic bằng 1, ngợc lại khi quy định độ rộng xung bằng 0 thì dãy
xung sẽ là một tín hiệu đều có giá trị logic bằng 0.







* Lu đồ điều khiển PID số và điều chế phát xung tốc độ cao PWM

Tx
T
Tx - Độ rộng xung
T - Chu kỳ dãy xung
Hình 3.1: Dạng xung kiểu PWM
Đọc Pv
Bắt đầu
PID
PWM
Bộ tạo ẩm
Chuyển đổi và khuếch đại
Hình 3.2: Lu đồ điều khiển PID và điều chế PWM trên PLC
B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
- 13 -
* Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PID sè vµ ®iÒu chÕ ph¸t xung tèc ®é cao PWM

Ch−¬ng tr×nh chÝnh

Ch−¬ng tr×nh con

B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
- 14 -
Ch−¬ng tr×nh ng¾t

Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 15 -
Chơng 4
Chuyển đổi và khuếch đại tín hiệu


Tín hiệu ẩm % phải đợc chuyển đổi thành tín hiệu điện áp và khuếch
đại tín hiệu mới thực hiện đợc điều khiển. Có nhiều phơng pháp đo độ ẩm
nh: Phơng pháp điểm sơng, phơng pháp khô ớt, phơng pháp biến dạng,
phơng pháp điện dẫn
Trong khuôn khổ cho phép của đề tài, chúng tôi chỉ tiến hành nghiên
cứu loại cảm biến ẩm kiểu khô ớt.
4.1 Nguyên lý đo độ ẩm của cảm biến khô ớt
* Độ ẩm của không khí đợc xác định theo công thức
=

100
p
)ptA(tp
bh
0akbha

(4.1)
* Nguyên lý hoạt động mạch cầu đo độ ẩm của cảm biến ẩm độ kiểu khô
ớt








U
đk
= (U
k
- U
a
) (4.2)
R
k
, R
a
: lần lợt nhiệt kế điện trở khô, nhiệt kế điện trở ớt.
U

k
, U
a
: lần lợt là giá trị điện áp thay đổi theo nhiệt độ t
k
, t
a
.
là hệ số khuếch đại.
4.2 Cảm biến ẩm độ dùng trong máy ấp trứng gia cầm
Trong máy ấp trứng gia cầm, ta đã biết đợc nhiệt độ buồng ấp là cố
định trong từng giai đoạn ấp, ta cũng biết độ ẩm % cần thiết cho từng giai
R
R
k
U
k
U
a
R
R
a
+

KĐ
Hình 4.1: Sơ đồ chuyển đổi R/U khô ớt và khuếch đại
E
nguồn
U
đk

Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 16 -
đoạn ấp, từ đó ta xác định đợc giá trị nhiệt độ nhiệt kế ớt t
a
cho từng giai
đoạn ấp. Cho nên ta có thể đặt tơng ứng một giá trị điện áp U
ađ
với nhiệt độ
nhiệt kế ớt đặt t
ađ
của từng giai đoạn ấp. Nh vậy mạch cầu hình 4.1 sẽ bị
khuyết đi một vế nh hình 4.2.






Trong việc điều khiển ẩm độ của máy ấp trứng gia cầm đòi hỏi cảm
biến phải có độ nhạy cao và có đặc tính tuyến tính cho nên ta không dùng
nhiệt kế điện trở mà thay thế nó bằng vi mạch cảm biến nhiệt độ LM335.

Đặc tính tuyến tính:
U = 10T mV = 2730 + 10t (mV) (4.3)
R
1
đợc tính theo công thức:
R
1
=
3
10
I
0,2E

() (4.4)
Giới hạn dòng làm việc của LM335 là: 0,4 < I <5 mA, để LM335 làm
việc tốt nhất nên chọn dòng lớn hơn hoặc bằng 1 mA.
+
E
nguồn
R
R
a
U
att
Khuếch
đại tín
hiệu
U
đk
U

ađ
Hình 4.2: Sơ đồ chuyển đổi R/U ớt và khuếch đại tín hiệu
LM
335
R
2
+E

R
1
U
att
Hình4.3: Sơ đồ mạch chuyển đổi tín hiệu dùng LM335
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 17 -
4.3 Mạch khuếch đại tín hiệu đo độ ẩm dùng khuếch đại thuật toán
* Đặc tuyến truyền đạt của bộ khuếch đại thuật toán








* Bộ khuếch đại đảo

Hệ số khuếch đại đợc xác định theo biểu thức:
K
đ
=
1
ht
v
r
R
R
U
U
=
(4.5)



I
ht
I
0


+E

E

U
ra

I
v
R
ht
Hình 4.5: Sơ đồ bộ khuếch đại đảo
U
0
R
1
OA
0
U
r
Vào đảo
Vào khôn
g
đảo
+E
-E
U
v
Hình 4.4: Đặc tuyến truyền đạt của bộ khuếch đại thuật toán
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 18 -
Chơng 5
Thiết kế mạch điều khiển độ ẩm trong máy ấp trứng gia cầm

5.1 Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển độ ẩm















Phơng án 1 là điều chế độ rộng xung đợc thực hiện trên mạch so
sánh. Phơng án 2 đợc thực hiện điều chế độ rộng xung ngay trên PLC S7-
200. Điểm chung của hai phơng án trên là bộ điều chỉnh PID đều đợc thực
hiện trên PLC S7- 200.
Sv
PID D
/
A
A
/
D
S
S
BPX

BTA
%
CPU S7 - 200
EM235
CB
CĐ &
KĐ
Hình 5.1: Sơ đồ khối phơng án 1 mạch điều khiển độ ẩm
P
v

Sv
D
/
A
A
/
D
PID
C
B

CĐ &
KĐ
BTA
%
Hình 5.2: Sơ đồ khối phơng án 2 mạch điều khiển độ ẩm
CPU S7 - 200 EM235
PWM
P

v

Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 19 -
5.2 Mạch chuyển đổi và khuếch đại tín hiệu












* Mạch chuyển đổi tín hiệu
R
1
=
3
10
2,0
I
E
=
3
10
1

)2,09(
mA
V

= 9,8.10
3
() = 9,8 K (5.1)
Ta có thể chọn R
1
nhỏ hơn giá trị này là 8,2K. Đây là điện trở để hạn
chế dòng vào LM335. Triết áp R
2
đợc dùng loại 10K để điều chỉnh ngỡng
làm việc và chiều tác động của bộ chuyển đổi.
* Mạch khuếch đại tín hiệu
Tầng thứ nhất
- Thiết kế với hệ số khuếch đại 10 lần:
K
1
= -
3
4
R
R
= -
K
K
10
100
= -10 lần (5.2)

R
5
, R
6
, R
7
là các điện trở, triết áp phân điện áp đặt vào đầu vào không
đảo.
R
8
là triết áp điều chỉnh OFFSET khử sai số ban đầu.

Hình 5.3: Sơ đồ mạch chuyển đổi và khuếch đại tín hiệu tầng thứ nhất
R
4
R
8
U
CĐ
R
7
R
6
10K
100K
R
5
+9V
220K
5K

I
0
9V


U
r1
R
1
I
v
- 9V
741
R
3
10K
100K
U
Đ
R
2
=10K
+9V
R
1
=8,2K
LM
335
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 20 -

Tầng thứ hai








K
2
= -
9
1110
R
RR +
= -
10
10
11
R+
(5.3)
Ta có thể điều chỉnh K
2
trong khoảng từ 1 ữ 10 lần tuỳ vào yêu cầu thực tế.
U
r2
đợc xác định theo biểu thức:
U
r2

= K
1
.K
2
.U
v
(5.4)
5.3 Mạch tạo xung răng ca












R
14
R
13
I
ht
I
0

9V


U
rv
R
1
I
v
U
r1
R
12
10K
1/2
TL082
33K
R
15
1M
1M
0,01F
U
c
U
P
R
15
100K
C

1
+9V
+9V
C
2
0,05F
R
16
10K
R17
10K
TL082
1/2
U
rrc
Hình 5.5: Bộ tạo xung răng ca
I
ht
I
0
9V


U
r2
R
1
U
r1
R

9
10K
-9V
R
10
10K
R
11
100K
1/2
TL082
Hình 5.4: Sơ đồ mạch khuếch đại tầng th hai
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 21 -
Hoạt động của mạch đợc minh hoạ trên giản đồ hình 5.6 dới đây:








5.4 Mạch so sánh và tạo xung điều khiển

t
0
U
max
t
0
U
rv
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
U
rrc

Hình 5.6: Giản đồ thời gian mạch tạo xung răng ca
+9V
-9V
1/2
TL082
U
rPLC
U
rrc
U
rss

Hình 5.7: Sơ đồ mạch so sánh
1/2
TL082
U
rrc
U
rss

+9V
t
0
U
vss
U
rPLC
t
0
Hình 5.8: Giản đồ thời gian mạch so sánh

-9V
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 22 -
5.5 Mạch động lực điều chỉnh tốc độ quay của động cơ bằng phơng pháp
điều chế độ rộng xung










Động cơ điện một chiều ta sử dụng có công suất định mức P
n
= 15 W,
điện áp định mức U
n
= 24 V. Dòng định mức đợc xác định theo biểu thức:
I
n
=
n
n
U
P
=
24

15
= 0,625 A (5.5)
Dòng khởi động của động cơ là:
I
kđ
=(5 ữ7 ).I
n
= (5 ữ7 ).0,625 = 3,125 ữ 4,375 A (5.6)
Dòng định mức của D613 là I
cD
= 6A, nên ta chọn tranzito loại D613
làm khoá đóng cắt cho động cơ làm việc.
Dòng qua C828 đợc xác định nh sau:
I
C1
=
K
V
56,1
9
= 5,77 mA
D1
DIODE_VIRTUAL
D1
DIODE_VIRTUAL
D1
DIODE_VIRTUAL
Q1
2N2222A
33K

R
18
+9V
R
19
560


R
20
1K
C828
R
21
470


Q1
2N2222A
+
D
1
D
2
D
3
D613
ĐC
Hình 5.9: Sơ đồ mạch động lực điều khiển tốc độ quay động cơ
U

rss
24V
Báo cáo tóm tắt Nguyễn Văn Trí - Điện 45A
- 23 -
5.6 Sơ đồ nguyên lý bộ nguồn nuôi cho mạch điều khiển








C
1
= C
2
=1000F/ 25 VDC, C
3
=C
4
=100 F/ 25 VDC có nhiệm vụ cải thiện
chất lợng điện áp một chiều sau bộ chỉnh lu cầu. Các IC ổn áp 7809 và 7909
trong mạch có nhiệm vụ ổn định điện áp lỡng cực đầu ra ở mức 9V để tiếp tục
đa vào nuôi mạch điều khiển.
5.7 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ tạo ẩm

Hình 5.10: Sơ đồ nguyên lý bộ nguồn nuôi cho mạch điều khiển
D1
DIODE_VIRTUAL
T1
1 sq.m 1 m
7809
+9V
-9V
C
1
C
2
C
3
C
4
7909
0
ã
220V

B¸o c¸o tãm t¾t NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
- 24 -