Đề tài : Điều khiển tốc độ động cơ Sử dụng PID

Đề tài : Điều khiển tốc độ động cơ
Sử dụng PID
1. Đặt vấn đề:
Điều khiển tốc độ động cơ là một bài toán phổ biến trong ngành tự động hóa nói
chung và kĩ thuật điện nói chung ….Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động của động
cơ lại có rất nhiều hoạt động xảy ra giảm hiệu năng trong sản xuất cũng như hoạt
động trong công nghiệp
Trong bài tập này, chúng em sẽ thiết kế một bộ điều khiển PID số để điều khiển tốc
độ động cơ ổn định tại một giá trị cho trước. Bài tập lớn sẽ gồm các phần:
Phần 1 sẽ phân tích công nghệ của bộ điều khiển
Phần 2 sẽ khai báo các biến vào biến ra trong hệ thống.
Phần 3 sẽ nêu chương trình lập trình dùng phần mềm TIA portal bằng ngôn ngữ
Ladder
Phần 4 sẽ đưa ra một số kết luận và các hướng phát triển tiếp theo.

2. Mô tả công nghệ của bộ điều khiển
Điều khiển tốc độ động cơ bằng bộ điều khiển PID số kết hợp với bộ biến tần
Tại một thời điểm động cơ chạy với tốc độ xác định, tốc độ này được cảm biến tốc
độ đo được và đưa vào đầu vào của bộ PID (input_PID) để đưa ra tín hiệu điều
khiển (output_PID)
- Tín hiệu output được đưa vào biến tần để xuất ra điện áp ( tần số) thích hợp để
cấp cho động cơ chạy với tốc độ mong muốn (setpoint đặt trước)
- Quá trình trên lặp đi lặp lại với chu kì trích mẫu đặt trướcS


3. Khai áo các biến đầu vào, đầu ra:
a/ Dữ liệu của hệ thống
Địa chỉ đầu
vào
Min

Kiểu dữ liệu

Giá trị

Ý nghĩa

Int

0

Max

Int

27648

Min_speech

Real

0.0

Max_speech

Real

1500.0

Min_hz

Real

0.0

Max_hz

Real

50.0

Out1

Real

0.0

Out2

Real

0.0

Setpoint

Real

0.0

Output_PID

Real

0.0

Input_PID

Real

0.0

Giá trị nhỏ nhất
trong thang đo của
khối NORM
Giá trị lớn nhất
trong thang đo khối
NORM
Giá trị tốc độ nhỏ
nhất trong thang đo
của khối SCALE
Giá trị tốc độ lớn
nhất trong thang đo
của khối SCALE
Giá trị tần số nhỏ
nhất trong thang đo
của khối SCALE
Giá trị tần số lớn
nhất trong thang đo
của khối SCALE
Giá trị biến đổi
trung gian từ khối

NORM sang
SCALE
Giá trị biến đổi
trung gian từ khối
NORM sang
SCALE
Giá trị đặt trước vào
đầu setpoint của bộ
PID
Giá trị tại đầu ra
của bộ PID
Giá trị đầu vào của
bộ PID

Tần số

Real

0.0


b/ Khai báo các biến đầu vào/ra:
Địa chỉ đầu
vào/ra

Chức năng sử dụng

%QW64
%MW10
%IW64

%I0.0
%Q0.0
%I0.1

đầu ra tín hiệu analog
Cảm biến tốc độ thực của động cơ
Đầu vào tín hiệu analog
Nút ấn strart
Động cơ
Nút ấn stop

4. Chương trình lập trình
Chương trình được viết trên 2 blocks
Block1: main (OB)gồm 4 network





Network1: lập trình bật tắt động cơ
Network 2: mô phỏng tín hiệu analog của sensor
Network 3: xử lý tín hiệu analog để đưa thành đầu input_PID
Network 4: mô phỏng biến tần với đầu vào là output per của PID

Block 2: cyclic interrupt: (Khối ngắt theo chu kỳ thực hiện cứ sau một khoảng
thời gian nhất định): bộ PID compact