Nghiên cứu tính năng và ứng dụng của HMI trong hệ thống điều khiển

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................8
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................10
Chương 1: Tổng quan về màn hình cảm ứng HMI...............................................11
I.Tổng quan HMI.........................................................................................................................................11
1.Khái niệm............................................................................................................................................11
2.Sự phát triển của HMI trong điều khiển quá trình..............................................................................12
3.Cấu trúc...............................................................................................................................................14
I. Khái quát chung hệ truyền động điện....................................................................................................30
1. Khái niệm chung.................................................................................................................................31
2. Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng:............................................................................................31
3.Hệ truyền động điều chỉnh xung áp - động cơ một chiều...................................................................34
4.Phương pháp điều khiển bộ biến đổi xung áp.....................................................................................36

Chương 3: Phân tích và lựa chọn hướng giải quyết..............................................40
I.Vấn đề và phương án giải quyết...............................................................................................................41
1.Vấn đề đặt ra.......................................................................................................................................41
2.Lựa chọn phương án...........................................................................................................................41

Chương 4: Tính toán và lựa chọn thiết bị..............................................................57
4. Cấu hình hệ thống.............................................................................................................................62
5.Đặc tính..............................................................................................................................................63
6.Đặc điểm kỹ thuật..............................................................................................................................64

Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm...........................................................73
2.Kết nối giữa PLC và màn hình HMI......................................................................................................74
II.Chương trình phần mềm.........................................................................................................................76

.....................................................................................................................................77
Chương 6: Đánh giá kết quả....................................................................................78
I.Kết quả đạt được.....................................................................................................................................78
1.Khảo sát lý thuyết................................................................................................................................78
2.Nội dung..............................................................................................................................................78
II.Đánh giá kết quả.....................................................................................................................................79
2.Nhược điểm.......................................................................................................................................79
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

GVHD: Nguyễn Đức Quang

trang 9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay tại các nước phát triển cũng như các nước đang phát triển đều có xu
hướng áp dụng những công nghệ hiện đại có thể thực hiện tự động hóa vào các dây
truyền sản suất. Tự động hóa trong quá trình sản xuất không những góp phần vào

việc giải phóng sức lao động của con người mà còn đóng vai trò rất quan trọng trong
việc nâng cao hiệu quả, năng suất sản xuất và chất lượng sản phẩm. HMI là thuật ngữ
viết tắt của cụm từ: “Human Machine Interface” tạm dịch là: “Giao tiếp giữa con
người và máy móc” là một khái niệm mới trong hệ thống điều khiển và là xu hướng
chung, rất nhiều các dây truyền sản xuất tự động được trang bị HMI, điều này cho
phép người sử dụng có thể giao tiếp trực tiếp với máy móc từ đó có thể thao tác, điều
khiển, giám sát quá trình làm việc một cách dễ dàng, tiện lợi. Hiệu quả của HMI
được đánh giá bởi rất nhiều yếu tố, như khả năng học được và năng suất, được gọi
chung là tính khả dụng.
Nhận thấy đây là một yêu cầu rất cần thiết trong các ngành công nghiệp hiện nay
nên nhóm em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu tính năng và ứng dụng của HMI trong hệ
thống điều khiển” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp của nhóm.
Về nội dung, đồ án của nhóm em bao gồm 6 chương :
Chương 1: Tổng quan về màn hình cảm ứng HMI
Chương 2: Hệ truyền Xung áp – Động cơ động một chiều
Chương 3: Phân tích và lựa chọn phương án giải quyết
Chương 4: Tính toán và lựa chọn thiết bị
Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm
Chương 6: Đánh giá kết quả
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, chúng em nhận được sự hướng dẫn
tận tình của Th.S Nguyễn Đức Quang và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án
tốt nghiệp này.
Mặc dù nhóm đề tài đã cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp trong phạm vi và khả
năng cho phép nhưng chắc chắn vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm đề tài
kính mong nhận được sự thông cảm và tận tình đóng góp ý kiến của quý thầy cô và
các bạn.
Nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn!

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Chương 1: Tổng quan về màn hình cảm ứng HMI
I.Tổng quan HMI
1.Khái niệm
HMI (Human Machine Interface) có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người điều
hành với máy móc thiết bị. Là một hệ thống dùng để người dùng giao tiếp, thông tin
qua lại với hệ thống điều khiển thông qua mọi hình thức. HMI cho phép người dùng
theo dõi, ra lệnh điều khiển toàn bộ hệ thống. HMI có giao diện đồ họa, giúp cho
người dùng có cái nhìn trực quan về tình trạng của hệ thống.

Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao diện” với một máy
móc thì đó là một HMI. Hệ thống số điều khiển trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa
chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là HMI,…
Bộ truyền và cảm biến trước kia đều không có HMI, nhiều thiết bị trong số đó
thậm chí không có cả một HMI đơn giản như một hiển thị đơn thuần. Rất nhiều trong
số đó không có hiển thị, chỉ với một tín hiệu đầu ra.
Một số HMI thô sơ: một hiển thị ASC II đơn hoặc hai dòng ASCII với một tập
hợp các arrow cho lập trình, hoặc 10 phím nhỏ. Có rất ít các thiết bị hiện trường, cảm
biến và bộ phân tích từng có bảng HMI thực sự có khả năng cung cấp hình ảnh đồ
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 11

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

họa tốt, có cách thức nhập dữ liệu và lệnh đơn giản, dễ hiểu, đồng thời cung cấp một
cửa sổ có độ phân giải cao cho quá trình.
HMI sử dụng toàn bộ máy tính và màn hình hiển thị thì hạn chế đối với các phòng
điều khiển bởi vì mạch máy tính, màn hình và ổ đĩa dễ hỏng. Vỏ bọc được phát triển
để giúp cho HMI sử dụng máy tính có thể định vị bên ngoài sàn nhà máy, nhưng rất
rộng, kềnh càng và dễ hỏng do sức nóng, độ ẩm, sự rửa trôi và các sự cố khác ở sàn
nhà máy.
HMI máy tính trước đây cũng tiêu thụ rất nhiều điện năng. Một máy tính
“desktop” thông thường trong những năm 80 của thế kỷ 20 có công suất 200 W.
2.Sự phát triển của HMI trong điều khiển quá trình
Công nghệ HMI đang tạo ra “bộ mặt” hoàn toàn mới để hiển thị thông tin của hệ
thống điều khiển, đồng thời loại bỏ lỗi con người ra khỏi hệ thống và nâng cao độ an
toàn cho công việc.
Công nghiệp quá trình đã có nhiều thay đổi về nhận thức và hiểu biết về vai trò
của giao diện người máy (HMI — Human Machine Interface) trong ngành mình.
Những HMI đầu tiên cho công nghiệp quá trình trong thời kỳ tự động hóa còn sơ
khai là loại panel khí nén. Chúng được bố trí hợp lý. Mỗi HMI đảm nhiệm một tác vụ
chuyên biệt giúp vận hành viên đạt tối đa hiệu suất trong công việc. Nhưng, trong
trường hợp các panel không được bố cục hợp lý, nhiều khả năng vận hành viên sẽ
phải chạy tới chạy lui để kiểm tra tình trạng hoạt động của chúng.
Thế hệ panel này cho phép vận hành viên quản lý thiết bị chuyên dụng nào đó ví
dụ như nồi hơi hay lò nung ở một vị trí nhất định mà vẫn nắm rõ về từng tác vụ điều
khiển. Ví dụ, một hệ thống khí nhiên liệu và cấp nước cho cho nồi hơi được gộp vào
cùng một nhóm để tiện theo dõi. Hệ thống kích hoạt cũng được bố trí cùng với các
cảnh báo liên quan và cơ chế khóa liên động ở vị trí dễ dàng tiếp cận được. Những

panel này mô phỏng khá toàn diện về quá trình, nhưng chúng thường nhanh chóng
trở nên lỗi thời.
Bước vào những năm 1970, thế hệ panel sơ khai được thay thế bằng hệ DCS, cũng
là hệ đầu tiên, không có đặc tính tổng quan và chỉ cho phép vận hành viên truy cập
tới một nhóm gồm 8 bộ điều khiển. Mỗi nhóm được chia nhỏ thành nhiều trình
duyệt, do đó vận hành viên phải cố gắng ghi nhớ vị trí của từng bộ điều khiển trên
từng trình duyệt. Đối với vận hành viên không mấy thông thạo phải dựa vào những
bảng điều khiển đặc biệt để chỉ dẫn tới các nhóm cần sử dụng. Đây là khó khăn cho
nhân viên vận hành.
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Đôi khi, do chỉ có 8 bộ điều khiển trên mỗi trình duyệt, nên nhóm cần hiển thị
thông tin lại bị ẩn và nếu có sự cố xảy ra, vận hành viên phải dùng đến các trình
duyệt khác để giải quyết. Có những trường hợp vận hành viên phải thông qua trình
duyệt khác để tìm đến đúng trình duyệt đang chứa thông tin cần tìm. Nhưng trong
quá trình chuyển trình duyệt, họ có thể quên vị trí trình duyệt hoặc thông tin trước
đó.
DCS thế hệ kế tiếp ra đời với nhiều khả năng mạnh mẽ hơn. Nó cho phép thiếp lập
nhiều cảnh báo trên mỗi bộ điều khiển tại mọi điểm của hệ. DCS thế hệ này cũng
cung cấp các giao diện đồ họa đơn giản. Đồ họa giai đoạn này khá đơn sơ và có độ
phân giải tương đối thấp. Thiết kế của chúng dựa trên P&ID của nhà máy. Rất lâu
trước khi các giao diện đồ họa được nâng cấp, nhiều vận hành viên luôn phàn nàn về
nó, vì không những nó không đem lại sự tiện lợi cho nhân viên vận hành mà đôi khi

còn làm mất tác vụ. Do vậy, nhu cầu cải tiến giao diện đồ họa là bức thiết.
Sau đó, nền đồ họa HMI cũng thay đổi từ nền đen truyền thống sang nền xám để
giảm bớt sự phản quang. Nền đen giúp vận hành viên dễ dàng vận hành trong điều
kiện đèn của phòng điều khiển tắt hết, nhưng việc sử dụng nhiều màu sáng trên nền
đen làm tăng thêm độ phức tạp.
Đồ thị cũng trở nên dễ đọc hơn khi các nhà phát triển chuyển sang các nền xám
sáng hơn và giảm việc sử dụng các màu sắc phụ nhờ sử dụng những màu sắc độ có
cường độ cao và thấp. Ánh sáng và ánh phản xạ giảm, nhưng những vấn đề tiềm tàng
vẫn phát sinh. Chuyển sang màu nền sáng hơn có thể làm xuất hiện những vấn đề
mới nếu đèn của phòng điều khiển vẫn tắt. Phòng điều khiển nên được thiết kế để tạo
điều kiện thuận lợi cho thao tác viên cảnh giác, đặc biệt với những ca làm việc 12
tiếng bằng cách chiếu sáng phòng điều khiển trong khoảng 500 — 800 LUX.
Như đã đề cập ở trên, việc sử dụng màu xám cho đường kẻ và ống cho phép nhà
phát triển đặt những thông tin cố định vào nền đồ thị và đưa thông tin biến vào vị trí
nổi bật.
Giữ nguyên màu sắc và hạn chế việc sử dụng màu sắc trong đồ thị cho phép xác
nhận dễ dàng hơn hoạt động khác thường sử dụng màu xám cho điều kiện bình
thường và màu sắc để thu hút sự chú ý. Khi cảnh báo xuất hiện trên màn hình, nó
cũng xuất hiện trên đồ thị. Và khi cảnh báo đã được tiếp nhận, cường độ màu sắc
giảm xuống một nửa. Khi đó vẫn nhìn thấy cảnh báo nhưng không gây được chú ý
nhiều nhất.
Giờ đây công nghệ cho phép tích hợp thông tin bên ngoài DCS, chẳng hạn như tài
liệu Microsoft Word/ Excel được tích hợp trong đồ thị. Nhờ sử dụng các trình đơn
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

(menu) sổ xuống, ta có thể sử dụng một hay nhiều tài liệu để lấy thông tin về các
phép tính, bảng tra cứu, các quy trình và thông tin chẩn đoán. Trong đó có thể bao
gồm thông tin cảnh báo, nêu rõ mục đích cảnh báo, những vấn đề điển hình làm xuất
hiện cảnh báo, hành động hiệu chỉnh nào sẽ được sử dụng, hậu quả của việc không
hành động và những thông tin hỗ trợ khác hữu ích cho vận hành viên.
Hệ thống mà hình đồ họa trong tương lai sẽ có xu hướng nhúng vào màn hiển thị,
khi đó vận hành viên sẽ sử dụng các trend để tiên đoán trạng thái không bình thường
và sẽ không phải phụ thuộc nhiều vào cảnh báo. Hệ thống mới sẽ khai thác những kỹ
thuật định hướng mới, như định hướng có cấp bậc, chuyển từ chế độ xem tổng quan
sang chi tiết và cuối cùng là xem chẩn đoán và những vùng thay đổi bộ điều khiển.
Dạng định hướng này cho phép sử dụng các kỹ thuật nối kết (yoking). Điều này giúp
thiết lập màn hình tự động căn cứ vào việc lựa chọn một điểm và phát triển những
hiển thị khác với những thông tin thích đáng liên quan đến điểm đó từ tổng quan tới
chi tiết và dữ liệu cảnh báo.
3.Cấu trúc
Cấu trúc HMI gồm hai phần:
- Ngõ vào: Cho phép người sử dụng thao tác hệ thống, là các giá trị, dữ liệu thu
thập từ bộ điều khiển (giá trị trong các thanh ghi của PLC như các giá trị thực tế
của quá trình sản xuất, giá trị đặt mặc định...) hay từ các thiết bị nối trực tiếp để
lưu trữ, hiển thị..
- Ngõ ra: Truyền tín hiệu về bộ điều khiển nối kèm để bộ điều khiển thực hiện tác
vụ điều khiển. HMI đơn thuần chỉ là giao tiếp không thể thực hiện công việc
điểu khiển.

a. Các thiết bị HMI truyền thống
- Cấu trúc:
• Thiết bị nhập thông tin: công tắc chuyển mạch, nút bấm…
• Thiết bị xuất thông tin: đèn báo, còi, đồng hồ đo, các bộ tự ghi dùng giấy.

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

- Nhược điểm:
• Thông tin không đầy đủ.
• Thông tin không chính xác.
• Khả năng lưu trữ thông tin hạn chế.
• Độ tin cậy và ổn định thấp.
• Đối với hệ thống rộng và phức tạp: độ phức tạp rất cao và rất khó mở rộng.
b. Các thiết bị HMI hiện đại
- Cấu trúc:
• HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA.
• HMI trên nền các máy tính nhúng: HMI chuyên dụng.
• Ngoài a còn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm,
PoketPC.

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

- Ưu điểm:
• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin.
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thông tin cần thiết.
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa.
• Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại
giao thức.
• Khả năng lưu trữ cao.
c.Vị trí của HMI trong hệ thống tự động hoá hiện đại
HMI ngày càng đảm nhiệm nhiều thuộc tính của các ứng dụng SCADA truyền
thống đồng thời cũng thực hiện nhiều chức năng phân tích phức tạp hơn. Hiện nay,
phần cứng và phần mềm HMI có thể thực hiện các chức năng IT, như duy trì cơ sở
dữ liệu quản lý tài sản hoặc có thể sử dụng các khả năng và các dịch vụ web để làm
cầu nối giữa các hệ thống sàn máy và phần mềm IT.
Khi công nghệ mạng viễn thông ngày càng trở nên đa dạng, vấn đề quản lý cũng
trở nên phức tạp hơn. Sự phức tạp này đòi hỏi các giao diện hệ thống quản lý mạng
chuẩn hóa phải tăng chất lượng dịch vụ. Mục đích của việc làm này là nhằm nâng
cao hiệu suất và hiệu quả của tương tác giữa các hệ thống quản lý và người vận hành
chúng. Hiệu quả của HMI được đánh giá bởi rất nhiều yếu tố, như khả năng học
được và năng suất, được gọi chung là tính khả dụng. HMI đem lại nhiều lợi ích cho
người sử dụng, nổi bật là:
• Dễ học và dễ nhớ
• Khó có thể gây lỗi
• Hoàn thành mục tiêu hiệu quả hơn
• Sử dụng dễ chịu hơn
Thiết lập những yêu cầu và cài đặt thông số kỹ thuật cung cấp cho các nhà cung
cấp dịch vụ và nhà cung cấp Resource các công cụ để đạt được mức độ đồng nhất về
giao diện người sử dụng. Điều này sẽ tạo ra nhiều lợi ích vì người sử dụng sẽ không
phải học những mô hình cơ bản của mỗi hệ thống quản lý như ngày nay. Các nhà

phát triển giao diện người sử dụng (UI) trong lĩnh vực tài nguyên và dịch vụ sẽ được
lợi từ một nguồn thông tin và vốn từ vựng ổn định ứng dụng trong giao diện người sử
dụng.
4.Nhiệm vụ cơ bản của HMI
- Hiển thị quá trình:
Khi các quá trình ở sàn nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển
cần có thêm nhiều thông tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội bộ
trở nên phức tạp hơn. Một trong những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển
thị dạng cảm ứng. Điều này giúp cho người điều khiển chỉ cần đơn giản ấn từng phần
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 16


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

của hiển thị có một “nút ảo” trên thiết bị để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị.
Nó cũng loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột và gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập
trình phức tạp ít gặp có thể được thực hiện trong quá trình rửa trôi.
Một ưu điểm khác nữa là hiển thị dạng tinh thể lỏng. Nó chiếm ít không gian hơn,
mỏng hơn hiển thị dạng CRT, và do đó có thể được sử dụng trong những không gian
nhỏ hơn.
Ưu điểm lớn nhất là trong các máy tính nhúng có hình dạng nhỏ gọn giúp nó thay
thế hiển thị 2 đường trên một công cụ thông thường hay trên bộ truyền với một HMI
có đầy đủ tính năng.
Người điều khiển làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy. Đôi khi
không có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họ cần có HMI có
thể di chuyển được.

- Điều khiển vận hành của quá trình
Người vận hành có thể điều khiển quá trình bởi GUI. Ví dụ, người vận hành có thể
đặt trước các giá trị tham khảo cho điều khiển hay khởi động một động cơ.
- Hiển thị các cảnh báo
Các quá trình nghiêm trọng tự động khởi phát báo động, ví dụ, khi giá trị đặt được
vượt quá.
- Lưu trữ các giá trị và cảnh báo quá trình
Hệ thống HMI có thể ghi lại các cảnh báo và giá trị quá trình. Tính năng này cho
phép bạn lưu giữ các dãy quá trình và lấy ra các dữ liệu của sản xuất từ trước.
- Ghi chép các cảnh báo và các giá trị quá trình
Hệ thống HMI có thể đưa ra các báo cáo giá trị quá trình và các cảnh báo. Tính
năng này cho phép bạn in ra các dữ liệu sản xuất ở cuối của ca làm việc.
- Quản lí thông số máy móc và quá trình
Hệ thống HMI có thể lưu giữ các thông số của các quá trình và máy móc dưới
dạng công thức. Ví dụ, bạn có thể download những thông số trên một đường dẫn từ
thiết bị HMI tới PLC để thay đổi toàn kiểu sản xuất của sản phẩm.

5.Các thành phần của HMI
- Phần cứng:
• Màn hình.
• Các phím bấm.
• Chíp: CPU, ROM,RAM, EPROM/Flash, …
- Phần Firmware:
• Các đối tượng
• Các hàm và lệnh
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 17

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

- Phần mềm phát triển:
• Các công cụ xây dựng HMI.
• Các công cụ kết nối, nạp chương trình và gỡ rối.
• Các công cụ mô phỏng
- Truyền thông:
• Các cổng truyền thông.
• Các giao thức truyền thống
6.Các thông số đặc trưng của HMI
- Độ lớn màn hình: quyết định thông tin cần hiển thị cùng lúc của HMI.
- Dung lượng bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu, Flash dữ liệu: quyết định số
lượng tối đa biến số và dung lượng lưu trữ thông tin.
- Số lượng các phím và các phím cảm ứng trên màn hình: khả năng thao tác vận
hành.
- Chuẩn truyền thông, các giao thức hỗ trợ.
- Số lượng các đối tượng, hàm lệnh mà HMI hỗ trợ.
- Các cổng mở rộng: Printer, USB, CF, PCMCIA, PC100...
7.Quy trình xây dựng hệ thống HMI
a. Lựa chọn phần cứng
- Lựa chọn kích cở màn hình: trên cơ sở số lượng thông số/thông tin cảm biến
hiển thị đồng thời. nhu cầu về đồ thị, đồ họa(lưu trình công nghệ...).
- Lựa chọn số phím cứng, số phím cảm ứng tối đa cùng sử dụng cùng lúc.
- Lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu in ấn, đọc mã vạch, kết nối các thiết
bị ngoại vi khác.
- Lựa chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu, lưu
trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị.
b. Xây dựng giao diện

-

Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức...
Xây dựng các màn hình.
Gán các biến số (tag) cho các đối tượng.
Sử dụng các đối tượng đặc biệt.
Viết các chương trình script (tùy chọn).
Mô phỏng và gỡ rối chương trình.
Nạp thiết bị xuống HMI.

8.Các thuật ngữ và khái niệm cơ bản của HMI
a. Màn hình( Screen )
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

- Là thành phần của phần mềm ứng dụng HMI được xây dựng trên công cụ phần
mềm phát triển HMI và được nạp xuống thiết bị để chạy.
- Là nơi chứa đựng các đối tượng (Obj), các biến số (tags), các chương trình dạng
ngữ cảnh (script).
b. Biến số (Tags)
Gồm các biến số nội tại bên trong hệ điều hành thiết bị HMI, dùng để làm các biến
số trung gian cho quá trình tính toán, các biến số quá trình trong các thiết bị trên
mạng điều khiển: trong PLC, trong thiết bị đo lường thông minh, trong các thiết bị
nhúng nà controller khác...

c. Kiểu biến
Kiểu biến số (Tag type/Data type ):
- Bit: 0/1 (true/false)
- Byte: 0...255
- Word: 2 byte = 0...65025.
- Interger (Nguyên): -32512...+32512
- Long, Float, BCD.
- String: abc.
d. Chương trình script
- Script toàn cục (global): đoạn mã chương trình Script có tác động đến toàn bộ
hệ thống HMI.
- Script đối tượng (Object script): là script chỉ tác dụng đến đối tượng đó. Thường
là các đoạn mã chương trìnhviết cho các sự kiện (event) của đối tượng. Ví dụ:
Script cho button, với sự kiễn “nhấn nút”.
e. Trend
Là dạng đồ thị biểu diễn sự thay đổi của một biến(tag) theo thời gian.Có 2 loại
trend chính: Trend hiện thời và trend quá khứ (history).
f. Cảnh báo Alarm
Là một loại đối tượng để đưa ra các báo động hay thông báo sự cố xảy ra đối với
hệ thống
9.Phần mềm lập trình của HMI
- Phần mềm độc quyền
Hầu hết các sản phẩm thay thế nút ấn và bộ xử lí dữ liệu có thể được lập trình bằng
các phần mềm tiêu chuẩn của nhà cung cấp HMI. Phần mềm độc quyền thường như
dễ sử dụng và cho phép phát triển nhanh hơn. Một điểm hạn chế là chương trình
được phát triển với phần mềm độc quyền chỉ chạy được trên nền tảng phần cứng cụ
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 19

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

thể. Nếu một nhà cung cấp HMI khác được xác đinh cho dự án trong tương lai, ứng
dụng cần được tái phát triển hoàn toàn.
- Phần mềm độc lập phần cứng với các chức năng được xây dựng sẵn
Đây là phần mềm HMI bên thứ 3 có thể chạy trên các loại phần cứng HMI khác
nhau. Không như phần mềm độc quyền, một ứng dụng được tạo ra với loại phần
mềm này có thể chạy trên bất kỳ nền tảng mở nào. Điều này giúp cho người lập trình
tự do lựa chọn phần cứng HMI dựa trên các đặc điểm, chất lượng của dịch vụ,…Phần
mềm độc lập này thường có nhiều chức năng được xây dựng sẵn thông dụng như nút
ấn và phương pháp. Tuy nhiên, do nó phải đáp ứng nhiều nền tảng, có thể nó ít thân
thiện với người sử dụng hơn so với phần mềm độc quyền và có thể không có nhiều
chức năng chuyên dụng bằng.
- Phần mềm mở
Đối với người lập trình nguồn muốn hoàn toàn tự do phát triển các chức năng của
mình, luôn luôn có lựa chọn lập trình với phần mềm mở. Các thí dụ về loại phần
mềm này bao gồm Microsoft .Net, và Visual C. Các ứng dụng được tạo ra với loại
phần mềm này là hoàn toàn độc lập với phần cứng, cho phép người thiết kế máy lựa
chọn HMI tốt nhất với khả năng lập trình linh hoạt

II.Một số sản phẩm HMI tiêu biểu tại thị trường Việt Nam
1.GP3000 Series
Giao diện vận hành khả trình của Pro-face

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 20

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

GP3000 Series là một trong những dòng mới của Pro-face. Nó đem lại khả năng
mạnh mẽ và độ tin cậy cao cho mọi loại ứng dụng. Bên cạnh đó, nó có thể lập trình
bất kỳ thiết bị hiển thị nào. GP3000 Series được ví như một cuộc cách mạng cho giao
diện biên tập mới với nhiều năng lực tiên tiến mới giúp giảm thời gian phát triển và
đào tạo. Kết hợp giữa phần cứng mạnh mẽ và phần mềm tiên tiến, GP3000 Series
làm mọi thứ trở lên có thể trong môi trường sản xuất. Đó là lý do tại sao Pro-face đặt
tên cho thế hệ giao diện này là “ Trung tâm điều hành sản xuất”.

2.Delta HMI
Sự lựa chọn tiết kiệm của doanh nghiệp

Giao diện cảm ứng màu HMI 256 màu và 16 màu Gray. HMI Delta có nhiều kích
cỡ 3’8, 5’7, 7’5..., độ phân giải 320x240, 640x480 pixel. Có CPU 32bit, bộ nhớ
chương trình, 32MB SDRAM nhớ rộng, 256K SRAM, USB upload/download, hai
cổng giao tiếp, truyền thông RS232, RS485, USB, hỗ trợ SMC, hỗ trợ thời gian thực,
có mật mã bảo vệ và vỏ bọc theo NEMA4. Ngoài ra, các dòng HMI của Delta cũng
hỗ trợ Font Tiếng Việt, có khả năng giao tiếp tất cả các thiết bị của Delta và nhiều
hãng khác
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 21


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

3.NS Omron
HMI kiêm Navigator

NS là dòng màn hình giao diện cảm ứng cao cấp. NS5 (5,7”), NS8 (8,4”), NS10
(10”), NS12 (12,1”) cho hình ảnh tới 32,768 màu với mô đen TFT. Bộ nhớ lớn lên
tới 60Mb, lập trình cổng USB, thẻ nhớ CF cho phép lưu dữ liệu, chuyển đổi chương
trình dễ dàng. Nhận tín hiệu video đầu vào. Kết nối với PLC thông qua nhiều chuẩn
mạng, kết nối trực tiếp với các bộ điều khiển nhiệt Omron qua chuẩn CompoWay/F,
truyền dữ liệu qua modem. Thư viện hình ảnh giúp lập trình dễ dàng.
4.HMI- Advantech
HMI của ADVANTECH được thiết kế đa dạng về mẫu mã và tính năng, chuyên
dùng trong công nghiệp, hoạt động tốt trong môi trường nhiệt độ cao, độ ẩm cao,
chống sốc, chống rung, chống bụi bẩn, ẩm ướt,... một số loại có thiết kế đặc biệt cho
phép đổ nước lên trên mặt, phù hợp cho ngành giải khát hay các công nghệ xử lý, chế
biến chất lỏng, cường độ hoạt động 24/24. HMI bao gồm các loại màn hình LCD
màu, kích thước từ 5.7" đến 19".
Khác với các màn hình LCD thông thường (chỉ sáng 200 - 250 nits), HMI có độ
sáng cao đến 400 nits nhưng không chói nhờ có lớp kính làm dịu, thích hợp dùng cho
các ứng dụng ngoài trời, nơi mà màn hình LCD thường không thể xem tốt được.
Tuổi thọ backlight của màn hình lên đến 50.000h trong khi các màn hình khác chỉ là
20.000h.
Ngoài ra, ADVANTECH cung cấp bộ kit đỡ cho phép gắn HMI theo nhiều dạng
khác nhau như để bàn (desktop), treo tường (wall mount), panel, rack công nghiệp
hay trên tay đỡ (swing arm) cho phép người sử dụng có thể đặt ở bất kỳ nơi nào.
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 22

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

5.HMI - GT16 Mitsubishi
GT16 thiết bị đầu cuối để trở thành thành phần đầy đủ của quản lý hệ thống điều
khiển. Nhiều chức năng hữu ích nổi tiếng đã được tích hợp, ví dụ như một loạt các
kết nối mạng như Ethernet và RS422/RS485 bên cạnh các dự án quảng đại đo và bộ
nhớ dữ liệu 15 MB (với thẻ CF mở rộng lên đến 57 MB tối đa).
Đơn vị sử dụng mở rộng riêng biệt nó rất dễ dàng để nâng cấp GT16 với tăng bộ
nhớ, chức năng đặc biệt hoặc giao diện bổ sung. Các cổng USB tốc độ cao trên bảng
điều khiển phía trước cho phép người dùng lưu và khôi phục dữ liệu dự án và chương
trình PLC thông qua tiêu chuẩn thẻ nhớ USB. Điều này là rất hữu ích nếu CPU PLC
cần phải được trao đổi. Chương trình PLC có thể được lưu và khôi phục bằng cách
sử dụng cổng USB của GT16.
Từ xa màn hình thao tác / điều khiển và chức năng chẩn đoán như theo dõi và thay
đổi giá trị tất cả sự giúp đỡ để làm cho mạnh mẽ máy chủ VNC chức năng lý tưởng
của GT16 để bảo trì ngoại vi.

Độ phân giải cao màn hình TFT hiển thị hình ảnh, cửa sổ, sơ đồ và touchkeys
trong chất lượng cao nhất và lên đến 65.536 màu sắc. Tất cả các màn hình có thể
được tạo ra riêng với GT Hoạt động 3 phần mềm, cài đặt trên một máy tính tiêu
chuẩn. Tất cả các mục có thể được di chuyển tự do trên toàn bộ màn hình "15. Điều
này cho phép sử dụng dễ dàng hơn ngay cả đối với các ứng dụng phức tạp.
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 23

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

III.Tìm hiểu về màn hình HMI Panasonic GT11
Trong phạm vi của đồ án, chúng em xin trình bày về màn hình Panasonic GT11
của Nhật Bản.
Panasonic là một hãng sản xuất điện tử khá quen thuộc tại Việt Nam. Panasonic
không chỉ thành thạo trong Nghiên cứu và Phát triển phần mềm / phần cứng, mà còn
sở hữu khả năng mạnh mẽ của sản xuất sản phẩm và kiểm soát chất lượng. Kiểm soát
chất lượng, Panasonic đúng thực thi các tiêu chuẩn ISO 9000. Từ đưa nguyên liệu
vào nhà máy sản xuất và sản xuất, một loạt các thiết bị thử nghiệm và phần mềm
được áp dụng, chẳng hạn như: rung động thử nghiệm, kiểm tra nhiệt độ thấp / cao,
thử nghiệm liên lạc, kiểm tra hiệu suất, và thử nghiệm truyền thông... Điều này đảm
bảo rằng tất cả các sản phẩm từ Panasonic có thể để hệ thống kiểm tra chất lượng
nghiêm ngặt.
Ngoài quá trình thử nghiệm tiêu chuẩn nghiêm ngặt, kỹ sư Panasonic kiểm thử
chuyên nghiệp các quy trình cho các tính năng đặc biệt của các loại HMI. Bằng cách
tích lũy kinh nghiệm thử nghiệm chuyên nghiệp, khi phải đối mặt với một sản phẩm
cụ thể, vấn đề có thể được xác định và giải quyết nhanh hơn và chính xác hơn.
Sản phẩm HMI Panasonic không chỉ theo đuổi các tiêu chuẩn cao nhất của nghiên
cứu và phát triển, thiết kế, và sản xuất. Trong khi thiết kế các sản phẩm, quá trình
tiêu chuẩn và thử nghiệm vật liệu, phụ tùng, công cụ, và các thiết bị quản lý một cách
cẩn thận để thực hiện theo các tiêu chuẩn an toàn quốc tế về bảo vệ môi trường: CE /
UL / RoHS.
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 24

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Ngoài ra, Panasonic còn cung cấp dịch vụ khách hàng tuyệt vời bằng cách thiết lập
2 hệ thống chính: hệ thống CRM và Yêu cầu Dịch vụ thông tin phản hồi Panasonic
không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng hoàn toàn, nó vượt xa tiêu chuẩn của
khách hàng đối với độ tin cậy của sản phẩm.

1.Giới thiệu về màn hình Panasonic GT11
GT11 là dòng sản phẩm HMI được sản xuất của hãng Panasonic. Với kiểu dáng
thiết kế đáp ứng sự hài lòng của người sử dụng cùng với các thống số sử dụng dễ
dàng hơn trước, dòng sản phẩm GT11 không chỉ được sử dụng như một giao diện
người máy (Human Machine Interface) mà còn có thể đóng vai trò là trung tâm trao
đổi dữ liệu

Màn hình Panasonic GT11
1.1.Đặc điểm cơ bản
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 25


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Màn hình cảm ứng HMI của PANASONIC kích thước nhỏ gọn siêu mỏng,tuổi
thọ cao với rất nhiều model tương thích với hầu hết các dòng PLC có trên thị

trường
- Các đặc tính kĩ thuật
GT11

Mục

RS232

Điện áp định mức

24 V DC

Phạm vi hoạt động điện áp

21,6-26,4 V DC

Tiêu thụ điện năng

1.7W tối đa.

Phương pháp đơn vị cung cấp điện bị cô
Biến áp cách ly
lập
Nhiệt độ môi trường xung quanh

0-50 ° C

Độ ẩm môi trường xung quanh

20-85% RH(Không có nước ngưng tụ)

Nhiệt độ bảo quản

-20 Đến 60 ° C

Độ ẩm lưu trữ

10-85% RH (Không có nước ngưng tụ)

Chống rung

5-9 Hz biên độ: 3.5 mm, 9-150 Hz tăng
tốc 9,8 m / s 2 , 10 lần quét mỗi hướng
X, Y và Z (1 octave / phút.)

Khả năng chống sốc

147 m / s 2 , 3 lần trong mỗi X, Y và Z

Chồng
đàn áp

lên

tiếng

1.000 V [PP] phút, độ rộng xung 50 ns,
1 ms giữa thiết bị đầu cuối cung cấp
ồn điện (bởi một tiếng động giả lập) *
AIGT0030B1/AIGT0030H1: Khi thiết

bị ferrite cung cấp với cáp kết nối PLC
của chúng tôi (AIGT8142) được gắn

Kháng môi trường

IP67 (trong giai đoạn đầu) * 1

Khối lượng

Xấp xỉ. 240 g

Màn hình Thiết bị hiển thị
hiển thị
Độ phân giải

STN đơn sắc LCD
320 (W) x 120 (H) chấm

Màu sắc hiển thị
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

2 màu (đen / trắng 8-phân cấp)
trang 26


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang
GT11

Mục

RS232
Khu vực thể hiển thị

108,8 (W) x 40,8 (H) mm

Đèn nền

GT12G: LED 3 màu (màu xanh lá cây,
cam,
đỏ)
GT12M: LED 3 màu (trắng, hồng, đỏ)
* Không cần thay thế

Chức năng

Cố định (GTWIN): 8 x 8, 16 x 8, và 16
x
16
điểm
ảnh
Nhân vật có thể được hiển thị trong 1, 2,
4, hoặc 8 lần chiều rộng hoặc chiều cao.
TrueType (GTWIN): 10-120 điểm

Loại font chữ

Ngôn ngữ

Nhật Bản, Tiếng Anh, Tiếng Trung
Quốc, truyền thống Trung Quốc, Hàn
Quốc, Đức, Ý, Tây Ban Nha, Pháp, Thổ
Nhĩ Kỳ

Đồ họa

Đường thẳng, đường thẳng liên tục, hình
vuông, hình tròn, hình bầu dục, vòng
cung, vòng cung elip, hình dạng quạt,
hình dạng quạt elip, hình vuông vát,
bitmap

Số lượng màn hình

2-phân cấp: Khoảng. 250 màn hình,
8-phân cấp: Khoảng. 200 màn hình

Màn hình số có thể được thiết Màn hình cơ bản: số 0 đến 3FF, màn
lập
hình bàn phím: số 0-7
Một phần chức năng

Thông điệp, đèn, công tắc, dữ liệu, đồ
thị thanh, đồng hồ, bàn phím, đồ thị
dòng, và danh sách báo động phần

Các chức năng khác

Công thức, màn hình hiển thị dòng chảy,

viết thiết bị, hồ sơ báo thức, danh sách
báo động, và chuyển đổi ngôn ngữ, liên
kết GT và an ninh hoạt động

Chức năng đồng hồ

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 27

Cung cấp một chức năng đồng hồ được
xây dựng trong. (Cũng có thể tham khảo


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang
GT11

Mục

RS232
và hiển thị một đồng hồ PLC.)
Điều chỉnh độ tương phản

Ngược lại có thể được điều chỉnh bằng
cách sử dụng màn hình cảm ứng.

Tốc độ truyền (tốc độ truyền) được tự
Thiết lập thông tin liên lạc tự

động thay đổi nếu không có phản ứng từ
động
các thiết bị mục tiêu.
Chức năng gỡ lỗi

GT kết nối giữa máy tính và PLC cho
phép PLC để được sửa lỗi mà không có
một kết nối trực tiếp với máy tính.

Tạo ra màn hình

Phần mềm chuyên dụng nên được sử
dụng. Hệ điều hành áp dụng: Windows
® 95 (OSR2 hoặc mới hơn) /
98/Me/2000/NT/XP/Vista

Chạm độ phân giải chính

Miễn phí bố trí (8 dots phút)

Chạm vào lực lượng hoạt động chính

0.8 N tối đa

Chạm vào cuộc sống quan trọng

1 triệu hoạt động phút

Tiêu chuẩn truyền thông

Phù hợp với RS232

Phù hợp với
RS422

Tốc độ truyền: 9.600 / 19.200 / 38.400 /
57.600 / 115.200 bps

Điều kiện thông tin liên lạc
Bit dữ liệu: 7 hoặc 8 bit, chẵn lẻ:
bên ngoài
Không có, Odd, Thậm chí, Stop bit: 1
COM. cổng
bit

Giao

Nghị định thư

Loạt FP của chúng tôi hỗ trợ / dụng
chung giao diện nối tiếp hỗ trợ / PLC
các công ty khác hỗ trợ (Tham khảo
danh sách PLC tương thích cho các nhà
sản xuất và các mô hình.)

Kết nối

Cơ sở thiết bị đầu cuối kết nối (8 chân)

diện Tiêu chuẩn truyền thông

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 28

Công cụ cổng (Tuân thủ RS232)


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang
GT11

Mục

RS232

Tốc độ truyền: 9.600 / 19.200 /
115.200 / 230.400 bps * 2
màn hình Điều kiện giao tiếp với máy bit dữ liệu: 8 bit, chẵn lẻ: Không có,
truyền dữ tính cá nhân
Odd,
Thậm
chí,
liệu
Dừng bit: 1 bit
Kết nối

USB Mini B

- Hình dáng

Các hình chiếu Cạnh, Chiếu Bằng và chiếu Đứng

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 29


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Chương 2: Hệ truyền Xung áp – Động cơ động một chiều
I. Khái quát chung hệ truyền động điện
* Định nghĩa hệ thống truyền động điện:
Hệ truyền động điện tự động (TĐĐ TĐ) là một tổ hợp các thiết bị điện,
điện tử, v.v. phục vụ cho cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho
các cơ cấu công tác trên các máy sản suất, cũng như gia công truyền tín hiệu
thông tin để điều khiển quá trình biến đổi năng lượng đó theo yêu cầu công nghệ.
* Cấu trúc chung:

Hình vẽ: Mô tả cấu trúc chung của hệ TĐĐ TĐ.
BBĐ: Bộ biến đổi; ĐC: Động cơ điện; MSX: Máy sản xuất; R và RT: Bộ điều
chỉnh truyền động và công nghệ; K và KT: các Bộ đóng cắt phục vụ truyền động
và công nghệ; GN: Mạch ghép nối; VH: Người vận hành.
Cấu trúc của hệ TĐĐ TĐ gồm 2 phần chính:
- Phần lực (mạch lực): từ lưới điện hoặc nguồn điện cung cấp điện năng
đến bộ biến đổi (BBĐ) và động cơ điện (ĐC) truyền động cho phụ tải (MSX).
Các bộ biến đổi như: bộ biến đổi máy điện (máy phát điện một chiều, xoay chiều,

máy điện khuếch đại), bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hoà),
bộ biến đổi điện tử, bán dẫn (Chỉnh lưu tiristor, bộ điều áp một chiều, biến tần
transistor, tiristor). Động cơ có các loại như: động cơ một chiều, xoay chiều, các
loại động cơ đặc biệt.

- Phần điều khiển (mạch điều khiển) gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều
Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 30


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ công
nghệ và cho người vận hành. Đồng thời một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép
nối với các thiết bị tự động khác hoặc với máy tính điều khiển.
Phân loại hệ thống truyền động điện tự động:
- Truyền động điện không điều chỉnh: thường chỉ có động cơ nối trực tiếp
với lưới điện, quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định.
- Truyền động có điều chỉnh: tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ta có hệ
truyền động điện điều chỉnh tốc độ, hệ truyền động điện tự động điều chỉnh mô
men, lực kéo, và hệ truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí. Trong hệ này có
thể là hệ truyền động điện tự động nhiều động cơ.
- Theo cấu trúc và tín hiệu điều khiển mà ta có hệ truyền động điện tự động
điều khiển số, hệ truyền động điện tự động điều khiển tương tự, hệ truyền động
điện tự động điều khiển theo chương trình ...
- Theo đặc điểm truyền động ta có hệ truyền động điện tự động động cơ
điện một chiều, động cơ điện xoay chiều, động cơ bước, v.v.

- Theo mức độ tự động hóa có hệ truyền động không tự động và hệ truyền
động điện tự động.
- Ngoài ra, còn có hệ truyền động điện không đảo chiều, có đảo chiều, hệ
truyền động đơn, truyền động nhiều động cơ, v.v.
II. Các phương pháp điều chỉnh tốc dộ động cơ 1 chiều
1. Khái niệm chung
Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:
-Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ
-Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
2. Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng:
-Để điều chỉnh điện áp phần ứng của động cơ 1 chiều cần có các thiết bị nguồn
như máy phát điện 1 chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển… Các
thiết bị này có chức năng biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành 1 chiều có
sức điện động Eb điều chỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển Uđk.
-Vì nguồn có công suất hữu hạn so với động cơ nên các bộ biến đổi này có điện
trở là Rb và điện cảm Lb ≠ 0 (hình 2.1):

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 31


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Đức Quang

Sơ đồ khối
Ở chế độ xác lập có thể viết phương trình đặc tính cơ của hệ như sau:
Đặc tính của hệ thống:
Eb - Eư = (Rb + Rưđ)Iư.

ω=

Eb Rb + Rud
−
Iu
Kφ
Kφ

ω = ω 0 (U dk ) −

M
β

- Vì từ thông của động cơ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không
đổi, còn tốc độ không tải lý tưởng thì phụ thuộc vào giá trị điện áp điều
khiển Uđk của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh này là
triệt để.
- Để xác định giải điều chỉnh tốc độ ta để ý rằng tốc độ lớn I của hệ thống bị
chặn bởi đặc tính cơ tự nhiên, là đặc tính ứng với giá trị điện áp phần ứng
định mức và từ thông cũng ở giá trị định mức. Tốc độ nhỏ I của dải điều
chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi
momen tải là định mức thì các giá trị lớn I và nhỏ I của tốc độ là:
ω max =
ω min =
Để thỏa mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp I của dải điều chỉnh cũng
phải có momen ngắn mạch là:
Mnm min = McMax = KM.Mđm
Trong đó Km là hệ số quá tải về momen.

Xác định dải điều chỉnh:

Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa

trang 32