Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN
NHIỆT ĐỘ LÕ SẤY DẦU NGUYÊN LIỆU
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
THÁI NGUYÊN - 2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN
NHIỆT ĐỘ LÕ SẤY DẦU NGUYÊN LIỆU
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Mã số: 60520216
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
PHÕNG QUẢN LÝ ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN HỒNG QUANG
KHOA CHUYÊN MÔN
TRƢỞNG KHOA
THÁI NGUYÊN - 2013

I
Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... I
DANH MỤC HÌNH VẼ.............................................................................................. IV
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ VI
LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ I
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÕ SẤY CÔNG NGHIỆP ......................5
1.1. Tổng quan về lò công nghiệp. ..................................................................................5
1.1.1. Khái niệm...........................................................................................................5
1.1.2. Phân loại LCN ...................................................................................................5
1.1.2.1. LCN theo đặc điểm nguồn nhiệt: ................................................................5
1.1.2.2. LCN theo đặc điểm công nghệ....................................................................5
1.1.2.3. LCN theo chế độ nhiệt.................................................................................6
1.1.2.4. LCN theo đặc điểm cấu trúc. ......................................................................6
1.1.3. Các đặc trưng cơ bản của LCN........................................................................6
1.1.3.1. Chế độ nhiệt độ của lò. ...............................................................................6
1.1.3.2. Chế độ nhiệt của lò. ....................................................................................7
1.1.3.3. Công suất nhiệt của lò. ...............................................................................7
1.1.3.4. Năng suất của lò .........................................................................................7
1.1.4. Các chế độ làm việc của LCN............................................................................7
1.1.4.1. Chế độ làm việc bức xạ...............................................................................7
1.1.4.2. Chế độ làm việc đối lưu ..............................................................................8
1.2. Giới thiệu chung về lò sấy công nghiệp ...................................................................9
1.2.1. Cấu trúc của hệ thống lò sấy .............................................................................9
1.2.1.1. Các bộ phận cơ bản của hệ thống lò sấy ....................................................9
1.2.1.2. Các dạng cấu trúc hệ thống lò sấy............................................................10
1.2.2. Các chỉ tiêu xác định chất lượng của dầu Fuel-oil (FO) ................................11
1.2.2.1. Khái quát chung........................................................................................11
1.2.2.2. Các chỉ tiêu xác định chất lượng của dầu Fuel-oil (FO)..........................11
1.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy dầu FO....................................................................15
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN CỦA LÕ SẤY DẦU ......................18
2.1. Giới thiệu chung về lò điện trở...............................................................................18

II
2.1.1. Đặc điểm..........................................................................................................18
2.1.2. Nguyên lý làm việc...........................................................................................18
2.1.3. Phân loại lò điện trở........................................................................................18
2.1.4. Cấu tạo lò điện trở...........................................................................................19
2.2. Các phương pháp xây dựng mô hình toán học.......................................................21
2.3. Mô tả toán học lò điện trở ......................................................................................25
2.3.1. Nhận dạng lò điện trở......................................................................................25
2.3.2. Xác định mô hình đối tượng của hệ thống.......................................................26
CHƢƠNG 3. XÁC ĐỊNH THUẬT TOÁN CỦA ĐỐI TƢỢNG ĐIỀU KHIỂN ....28
3.1. Giới thiệu về các bộ điều chỉnh PID và một số luật hiệu chỉnh.............................28
3.1.1. Cấu trúc chung của một hệ điều khiển tự động...............................................28
3.1.2. Đặc tính quá độ và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hệ điều khiển tự động.
..........................................................................................................................29
3.1.3. Phân tích các luật điều khiển...........................................................................30
3.1.3.1. Luật điều khiển tỷ lệ (P)............................................................................30
3.1.3.2. Luật điều khiển tích phân(I)......................................................................31
3.1.3.3. Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân(PI) .........................................................31
3.1.3.4. Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân – vi phân (PID) .....................................32
3.1.4. Tác động của việc tăng một thông số độc lập .................................................34
3.2. Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID…………………………………… 34
3.2.1. Phương pháp thực nghiệm...............................................................................34
3.2.2. Phương pháp thiết kế dựa trên miền tần số.....................................................38
3.2.2.1.Phương pháp tối ưu độ lớn ........................................................................38
3.2.2.2.Phương pháp tối ưu đối xứng ....................................................................41
3.3.2. Phương pháp Ziegler- Nichols để xác định tham số cho bộ điều khiển PID
truyền thống......................................................................................................45
CHƢƠNG 4. MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ...................................................48
4.1. Mô phỏng................................................................................................................48
4.2. Thiết kế hệ thống- Thực nghiệm ............................................................................50
4.2.1. Tổng quan phần cứng của hệ thống. ...............................................................50
4.2.2. Thiết kế chi tiết phần cứng...............................................................................50

III
4.2.3. Thử nghiệm thực tế ..........................................................................................62
KẾT LUẬN ................................................................................................................633
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................644
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... I

IV
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống sấy dầu FO cho nồi hơi .............................................15
Hình 1.2: Bộ sấy dầu điện ..................................................................................16
Hình 2.1. Phương pháp kẻ tiếp tuyến .................................................................22
Hình 2.2. Phương pháp 2 điểm quy chiếu ..........................................................23
Hình 2.3. Đường đặc tính đối tượng lò điện trở.................................................26
Hình 2.3. Phương pháp hai điểm quy chiếu .......................................................27
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động.....................................................28
Hình 3.2. Quá trình quá độ của hệ thống ổn định theo thời gian .......................29
Hình 3.3: Mô tả chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống điều khiển ...................30
Hình 3.4. Đặc tính quá độ của bộ điều khiển PID..............................................33
Hình 3.5. Mô hình xác định Kth và Tth .............................................................37
Hình 3.6. Đồ thị dạng hình S và ổn định............................................................38
Hình 3.7: Quỹ đạo nghiệm số.............................................................................46
Hình 3.8: Sơ đồ mô phỏng khi Kth=47 ..............................................................46
Hình 4.1: Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển..........................................................48
Hình 4.2: Đáp ứng của hệ lò điện trở và bộ PID theo phương pháp tối ưu môdul
............................................................................................................................48
Hình 4.3: Đáp ứng của hệ thống lò điện trở và bộ PID chọn theo phương pháp
Ziegler – Nichols I..............................................................................................49
Ziegler – Nichols II ............................................................................................49
Hình 4.5: Sơ đồ khối nguồn 5V.........................................................................51
Hình 4.6: Sơ đồ khối nguồn -5V .......................................................................51
Hình 4.7: Sơ đồ khối chân vi xử lý DsPIC30F4013..........................................51
Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý DsPIC30F4013.......................................................53
Hình 4.9: LED 7 thanh 4 số................................................................................53
Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị...........................................................54
Hình 4.11: Sơ đồ khối LED chỉ thị....................................................................54
Hình 4.12: Giắc cắm RS-232 loại 9 chân (DB9)...............................................55
Hình 4.13: Sơ đồ khối LED chỉ thị.....................................................................56

V
Hình 4.14: Sơ đồ khối điều khiển rơle ..............................................................56
Hình 4.15: Sơ đồ chân DAC MCP4922 .............................................................57
Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý mạch đầu vào cách ly............................................58
Hình 4. 17: Bảng điện trở của PT100 khi nhiệt độ thay đổi từ 0o
C đến 200o
C..58
Hình 4. 18: Mạch tạo nguồn dòng 1mA.............................................................59
Hình 4.19: Mạch lọc Sallen-Key và khuếch đại.................................................59
Hình 4.20: Mạch bắt điểm 0 điện áp xoay chiều 220V......................................60
Hình 4.21: Tín hiệu tại điểm INT0.....................................................................60
Hình 4.22: Mạch điều khiển BTA41 .................................................................61
Hình 4.23 Điện áp ra trên tải khi thay đổi góc mở.............................................61
Hình 4.24: Đáp ứng của đối tượng lò nhiệt khi sử dụng bộ điều khiển PI theo
phương pháp tối ưu môdul .................................Error! Bookmark not defined.

VI
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Đặc tính của dầu thô (FO)..............................................................14
Bảng 4.1 Tham số bộ điều khiển theo phương phápZiegler- Nichols I .........45
Bảng 4.2. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II cho
đối tượng lò điện trở .......................................................................................45
Bảng 4.3. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II......47
Bảng 4.4. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II cho
đối tượng lò điện trở .......................................................................................47

1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều
khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu.” do tôi tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của
thầy giáo TS. Nguyễn Hồng Quang. Các số liệu và kết quả hoàn toàn trung thực.
Ngoài các tài liệu tham khảo đã dẫn ra ở cuối luận án, tôi đảm bảo rằng không
sao chép các công trình hoặc kết quả của người khác. Nếu phát hiện có sự sai phạm
với điều cam đoan trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Học viên
Nguyễn Xuân Trƣờng

2
LỜI MỞ ĐẦU
Lò sấy dầu nguyên liệu được dùng phổ biến trong các nhà máy sử dụng dầu làm
nhiên liệu đốt lò : Nhà máy Nhiệt điện, Nhà máy Xi măng, Nhà máy hấp sấy nguyên
liệu vải cho nghành dệt may, …
Chất lượng dầu sấy thể hiện ở nhiệt độ và khối lượng dầu sấy, chính các đại
lượng này sẽ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của quá trình cháy và nhiệt độ
của các lò nung hay lò hơi trong các nhà máy.
Việc ứng dụng các thuật toán điều khiển cho các lò sấy dầu nguyên liệu sẽ nâng
cao được chất lượng và số lượng sản phẩm, đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt cho công
nghiệp nước ta.
1. Lý do chọn đề tài:
- Trên thực tế khảo sát ở nhà máy TAIRONG VN tại KCN Việt Trì là nhà máy
sử dụng nguyên liệu dầu để đốt cho các lò hơi chuyên sử lý vải, quần áo cho các nhà
máy dệt may trong khu vực. Tuy nhiên hệ thống sấy dầu được thực hiện thủ công, bán
tự động nên chất lượng của dầu chưa đạt làm ảnh hưởng tới quá trình cháy và nhiệt độ
của các lò hơi. Từ đó làm ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của sản phẩm sấy. Vì
vậy việc cần có lò sấy tự động ổn định nhiệt độ để nâng cao năng suất và chất lượng là
hết sức cần thiết.
- Xuất phát nhu cầu thực tế trên, học viên đã đề xuất thực hiện đề tài luận văn
thạc sỹ “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu”.
2. Mục tiêu của đề tài này là: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy
dầu nguyên liệu”:
- Xây dựng được đầy đủ phương pháp luận để phân tích, tổng hợp, thiết kế
được bộ điều khiển cho lò sấy dầu nguyên liệu.
- Thiết kế, chế tạo, lắp ráp được bộ điều khiển PID điều khiển hệ thống nhiệt
độ lò sấy dầu nguyên liệu.
- Kiểm chứng kết quả bằng mô phỏng và thực nghiệm tại phòng thí nghiệm.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
* Đối tƣợng nghiên cứu:
- Thiết bị sấy dầu công nghiệp .
- Ứng dụng lý thuyết điều khiển vào thực tế.

3
* Phạm vi nghiên cứu:
- Điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu.
- Mô phỏng bằng các phần mềm mô phỏng. Thực nghiệm tại phòng thí nghiệm.
4. Dự kiến kết quả đạt được:
- Viết được mô hình toán của đối tượng.
- Xây dựng được thuật toán điều khiển theo chỉ tiêu chất lượng cao.
- Thiết kế và lắp đặt được bộ điều khiển PID nhiệt độ trong phòng thí nghiệm.
Qua đó để đánh giá độ tin cậy, hoạt động ổn định của phần cứng cũng như chương
trình phần mềm khi hoạt động trong thực tế.
Nội dung chính của luận văn:
Chương 1: Giới thiệu chung về lò sấy công nghiệp.
1. Giới thiệu chung về lò sấy công nghiệp.
2. Tổng quan về sản phẩm sản phẩm nguyên liệu dầu, các đặc tính kỹ
thuật và quá trình sấy dầu.
Chương 2: Xây dựng mô hình toán của lò sấy dầu công nghiệp .
1. Giới thiệu chung về lò điện trở
2. Các phương pháp xây dựng mô hình toán học
3. Mô tả toán học lò điện trở.
Chương 3: Xác định thuật toán điều khiển hệ thống .
1. Giới thiệu về các bộ điều chỉnh PID và một số luật hiệu chỉnh.
2. Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển bộ PID.
3.Thiết kế bộ điều khiển.
Chương 4: Mô phỏng và thực nghiệm.
1. Mô phỏng
2. Thực nghiệm.
5. Phương pháp nghiên cứu :
- Gắn lý thuyết với đối tượng thực tế.
- Dùng máy tính với các phần mềm mô phỏng.
6 .Các công cụ, thiết bị cần thiết cần thiết cho nghiên cứu
- Máy tính, phần mềm mô phỏng Matlab và Simulink
- Đối tượng thực tế - Phòng thí nghiệm Tự động hoá

4
Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô thuộc bộ môn Điều
khiển tự động và bộ môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp trường Đại học KTCN
Thái Nguyên, đặc biệt là Thầy giáo TS. Nguyễn Hồng Quang - Giảng viên Trường ĐH
Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ học viên trong suốt quá trình làm
luận văn.
Thái Nguyên, Ngày 14 tháng 12 năm 2013
Học viên
Nguyễn Xuân Trƣờng

5
CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÕ SẤY CÔNG NGHIỆP
1.1. Tổng quan về lò công nghiệp.
1.1.1. Khái niệm.
Lò công nghiệp (LCN) là thiết bị trao đổi nhiệt tạo ra môi trường có nhiệt độ cao
để thực hiện các quá trình công nghệ: nung, nấu chảy, sấy…
Trong LCN lượng nhiệt cấp cho lò là nhiệt năng tỏa ra khi đốt nhiên liệu hoặc
nhiệt tỏa ra từ vật liệu được gia công nhiệt hoặc điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Sự trao đổi nhiệt, cấu trúc lò, việc sử dụng nhiên liệu với thiết bị đốt cũng như chế độ
nhiệt và nhiệt độ phù hợp với yêu cầu công nghệ là những nhân tố ảnh hưởng tới
nhiều:
+ Chất lượng sản phẩm.
+ Năng suất của lò cùng với các thiết bị liên quan tới lò.
+ Giảm tỷ lệ phế phẩm, chi phí vật liệu, suất tổn hao nhiên liệu.
+ Không làm ô nhiễm môi trường.
1.1.2. Phân loại LCN
1.1.2.1. LCN theo đặc điểm nguồn nhiệt:
a. Các lò nhiên liệu. Đây là các lò có sử dụng nhiên liệu. Nhiệt lượng sinh ra
trong các lò này là do quá trình đốt cháy nhiên liệu vì thế chúng còn được gọi là lò có
ngọn lửa.
b. Các lò điện. Đây là lò sử dụng điện năng. Theo nguyên lý biến đổi điện năng
thành nhiệt năng, các lò điện được phân thành lò điện trở, lò điện hồ quang, lò điện
cảm ứng, lò nung điện môi và lò Plazma.
c. Các lò tự phát nhiệt. Đây là lò không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài.
Trong các lò này nhiệt lượng tỏa ra từ bản thân vật liệu được gia công.
1.1.2.2. LCN theo đặc điểm công nghệ.
a. Các lò nấu chảy. Trong các lò này vật liệu gia công được nấu chảy. Ví dụ như
lò nấu chảy thủy tinh, lò nấu chảy men, lò nấu chảy kim loại đen để đúc hoặc hợp kim
hóa…

6
b. Các lò nung. Trong các lò này vật liệu gia công được nung nóng nhưng không
hóa lỏng. Ví dụ như lò nung thép để rèn, để cán, các lò nhiệt luyện kim (lò tôi, ủ,
ram…).
1.1.2.3. LCN theo chế độ nhiệt.
a. Các lò làm việc ở chế độ bức xạ nhiệt. Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ
yếu bằng bức xạ nhiệt, nhiệt độ lò thường 6000
C. Các lò này được chia thành 3 nhóm:
bức xạ phân bố đều, bức xạ trực tiếp và vức xạ gián tiếp. Thí dụ như các lò nung nhiệt
luyện, lò nung trong xưởng cán và rèn.
b. Các lò làm việc ở chế độ đối lưu. Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ yếu
bằng trao đổi nhiệt đối lưu, nhiệt độ lò nhỏ hơn 6000
C. Thí dụ như các lò sấy, lò muối,
lò nung gió…
c. Các lò làm việc ở chế độ theo lớp. Trong các lò này vật liệu được gia công ở
dạng cục, dạng hạt hoặc bụi và được chất trong không gian làm việc của lò. Khí nóng
chuyển động giữa các hạt liệu và tồn tại đồng thời cả ba dạng trao đổi nhiệt: dẫn nhiệt,
đối lưu, bức xạ. Ở chế độ lớp có 3 dạng:
- Lớp chặt: Ở đây vật liệu nằm thành lớp, chất đầy trong không gian lò và chuyển
động từ trên xuống. Khí nóng được thổi từ dưới lên, chuyển động qua khe hở giữa các
hạt liệu. Ví dụ: lò cao luyện gang, lò đứng nấu gang.
- Lớp sôi: Ở đây các hạt liệu được xáo trộn mạnh mẽ trong trạng thái giống như
sự sôi dưới tác động của dòng khí có tốc độ cao. Ví dụ như các lò nung manhêdit, oxyt
kẽm.
- Lớp lơ lửng: Ở dây vật liệu được nghiền nhỏ và lơ lửng trong không gian lò
dứoi tác động thổi của dòng khí. Ví dụ: lò nung quặng sunfua, lò dung dịch cô của
sunfua kẽm.
1.1.2.4. LCN theo đặc điểm cấu trúc.
Dựa vào hình dạng, cấu trúc có các loại lò như: lò buồng, lò bể, lò ống quay, lò
hầm, lò nung liên tục.
1.1.3. Các đặc trưng cơ bản của LCN
1.1.3.1. Chế độ nhiệt độ của lò.

7
a. Nhiệt độ lò. Đây là nhiệt độ trung bình trong không gian làm việc của lò. Nhiệt
độ này mang tính quy ước, thường nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn nhiệt và lớn hơn nhiệt
độ của tường, nóc lò.
b. Chế độ nhiệt độ của lò. Phụ thuộc vào công nghệ gia công vật liệu. nhiệt độ
của lò có thể thay đổi theo thời gian, không gian làm việc của lò.
Sự thay đổi nhiệt độ lò theo thời gian gọi là chế độ nhiệt độ của lò: tlò = f( )
Khi nhiệt độ không thay đổi, ta có chế độ nhiệt độ lò ổn định. Khi nhiệt độ lò
thay đổi theo thời gian là chế độ nhiệt độ không ổn định.
1.1.3.2. Chế độ nhiệt của lò.
Trong quá trình gia công vật liệu, phụ thuộc vào công nghệ mà lượng nhiệt cung
cấp cho lò có thể thay đổi ở thời điểm khác nhau ( còn gọi là phụ tải nhiệt). Sự thay
đổi phụ tải nhiệt theo thời gian được gọi là chế độ nhiệt của lò.
Khi phụ tải nhiệt không thay đổi ta có chế độ nhiệt ổn định, còn khi phụ tải nhiệt
thay đổi là chế độ nhiệt không ổn định.
Chế độ nhiệt có quan hệ mật thiết với chế độ nhiệt độ của lò. Để đảm bảo đúng
chế độ nhiệt độ theo yêu cầu công nghệ, cần tiến hành tính toán cấp nhiệt dựa trên cơ
sở tính cân bằng nhiệt.
1.1.3.3. Công suất nhiệt của lò.
Công suất nhiệt của lò là phụ tải nhiệt lớn nhất mà lò có thể tiếp nhận được trong
một đơn vị thời gian; được ký hiệu bằng Q hoặc P, đơn vị đo kW.
1.1.3.4. Năng suất của lò
Đây là lượng vật liệu được gia công nhiệt của lò tính trong một đơn vị thời gian,
ký hiệu là G; đơn vị đo: t/h hoặc kg/h.
Năng suất lò phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lò, nhiệt độ khói ra khỏi lò, cường độ,
đặc điểm quá trình truyền nhiệt từ khí lò tới vật liệu và cấu trúc lò.
Khi so sánh các lò khác nhau còn có khái niệm năng suất riêng của lò (cường độ
đáy lò). Đây là lượng sản phẩm gia công được tính trên một mét vuông diện tích đáy lò
trong một đơn vị thời gian; ký hiệu là “h”; đơn vị kg/m2
.h.
1.1.4. Các chế độ làm việc của LCN
1.1.4.1. Chế độ làm việc bức xạ.

8
Đối với những lò làm việc ở nhiệt độ cao ( hơn 6000
C ) thì quá trình trao đổi
nhiệt ( QTTĐN ) bên ngoài bằng bức xạ nhiệt đóng vai trò quyết định. Cường độ trao
đổi nhiệt phụ thuộc nhiều vào các yếu tố: Tính chất của ngọn lửa, số lượng và cách bố
trí các mỏ đốt cũng như miệng kênh khói. Bề mặt trong của tường lò nhận nhiệt bức xạ
từ ngọn lửa sau đó bức xạ tới vật liệu được gia công.
Ở chế độ nhiệt ổn định, cho các hệ số góc bức xạ tương hỗ = 1, Giải hệ các
phương trình trao đổi nhiệt giữa: ngọn lửa- vật liệu – tường lò, ta có các phương trình
cân bằng sau:
1V
v N T N Nq Q Q Q (1.1)
1T
T N V N Tq Q Q Q (1.2)
Trong đó:
;v Tq q là các dòng nhiệt tổng hợp của vật liệu và tường lò;
;V T
N NQ Q : là các dòng nhiệt từ nghọn lửa tới vậ liệu và tường lò.
;N TQ Q Là các dòng nhiệt hiệu quả ứng với bề mặt vật liệu và tường lò.
N : là độ đen ngọn lửa.
Phụ thuộc tương quan giữa V
NQ và T
NQ người ta chia chế độ làm việc bức xạ làm
3 chế độ:
- Chế độ bức xạ phân bố đều khi: V T
N NQ Q (1.3)
- Chế độ bức xạ trực tiếp khi : V T
N NQ Q (1.4)
- Chế độ bức xạ gián tiếp khi : V T
N NQ Q (1.5)
1.1.4.2. Chế độ làm việc đối lưu
Đối với các lò làm việc ở nhiệt độ không cao ( nhỏ hơn 6000
C), lượng nhiệt trao
đổi bằng bức xạ không lớn, có thể bỏ qua thì có thể coi lò làm việc ở chế độ làm việc
đối lưu. Khi đó sự trao đổi nhiệt đối lưu đóng vai trò chủ yếu.
Phương trình cơ bản để tính lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu là công thức
Newton:
Wdl t VQ F (1.6)
Trong đó:

9
Q: nhiệt lượng trao đổi đối lưu.
dl : Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2
.0
C
FV : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt
t k vt t : hiệu nhiệt độ giữa khí lò và vật liệu, 0
C
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố: tính chất chuyển
động của dòng khí (tự nhiên hay cưỡng bức); tốc độ với các đại lượng vật lý của dòng
chảy, hình dạng, kích thước, tính chất bề mặt của vật liệu và được xác định bằng
phương trình tiêu biểu có dạng:
A Re Prn m m
uN Gr (1.7)
Ở chế độ làm việc đối lưu các dòng chất mang nhiệt thể lỏng có dl lớn hơn so
với thể khí. Với chất mang nhiệt thể khí thường sử dụng là sản phẩm cháy, không khí
và các vùng công nghệ, vùng sinh nhiệt được ngăn cách, nhiên liệu cháy ngoài buồng
lò. Chất mang nhiệt thể lỏng thường là nước dầu và các muối nóng chảy.
1.2. Giới thiệu chung về lò sấy công nghiệp
1.2.1. Cấu trúc của hệ thống lò sấy
1.2.1.1. Các bộ phận cơ bản của hệ thống lò sấy
a. Buồng sấy
Buồng sấy là không gian thực hiện quá trình sấy vật liệu. Đây là bộ phận quan
trọng nhất của hệ thống sấy. Tùy theo phương pháp sấy, loại thiết bị sấy mà buồng sấy
có dạng khác nhau. Ví dụ: thiết bị sấy buồng, bộ phận buồng sấy có thể nhỏ như một
cái tủ, có thể lớn như một căn phòng. Trong thiết bị sấy hầm, buồng sấy là một buồng
có chiều dài lớn như một đường hầm. Trong thiết bị sấy phun, buồng sấy là một buồng
hình trụ đứng hoặc nằm ngang. Trong thiết bị sấy khí động, buồng sấy là một ống hình
trụ để đứng có chiều cao lớn.
b. Bộ phận cung cấp nhiệt.
Tùy theo hệ thống sấy khác nhau, bộ phận cung cấp nhiệt cũng khác nhau. Ví
dụ, trong thiết bị sấy bức xạ, bộ phận cung các nhiệt khá đơn giản, có thể là các đèn
hồng ngoại, các ống dây điện trở, hay các tấm bức xạ gia nhiệt bằng chất lỏng hay khí
đốt.

10
Thiết bị sấy đối lưu dùng môi chất sấy là không khí, chất tải nhiệt là hơi nước thì
bộ phận cấp nhiệt là calorife khí – hơi. Nếu chất tải nhiệt là khói thì bộ phận cấp nhiệt
là calorife khí – khói.
c. Bộ phận thông gió và tải ẩm
Bộ phận này có nhiệm vụ tải ẩm từ vật sấy vào môi trường. Khi sấy bức xạ việc
thông gió còn nhiệm vụ bảo vệ vật sấy khỏi quá nhiệt.
Các thiết bị sấy dưới áp suất khí quyển đều dùng môi chất đối lưu ( tự nhiên hay
cưỡng bức ) để tải ẩm. Trong các thiết bị này đều cần tạo điều kiện thông gió tốt trên
bề mặt vật liệu để ẩm thoát ra từ vật được môi chất mang đi dễ dàng. Khi thông giáo
cưỡng bức bộ phận này gồm: các quạt gió, các đường ống dẫn gió cấp vào buồng sấy,
đường hồi (nếu có), ống thoát khí…
Các thiết bị sấy chân không, việc thải ẩm dùng bơm chân không hoặc kết hợp với
các bình ngưng ẩm.
d. Bộ phận cấp vật liệu và lấy sản phẩm.
Bộ phận này cũng khác nhau tùy thuộc vào các loại thiết bị sấy. Trong thiết bị
sấy buồng và hầm vật liệu sấy để trên các khay đặt thành tầng trên các xe goòng, các
xe được đẩy vào buồng sấy và sản phẩm lấy ra từ các xe goòng. Việc đẩy xe vào và
lấy xe ra có thể bằng thủ công hay cơ khí. Trong thiết bị sấy hầm dùng băng tải, vật
liệu được đưa vào và lấy ra khỏi hầm bằng băng tải. trong thiết bị sấy phun, vật liệu
đưa vào bằng bơm qua vòi phun.
e. Hệ thống đo lường, điều khiển.
Hệ thống này có nhiệm vụ đo nhiệt độ, độ ẩm tương đối của môi chất sấy tại các
vị trí cần thiết, đo nhiệt độ khói lò. Tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm môi chất vào
thiết bị nhằm duy trì chế độ sấy theo đúng yêu cầu.
1.2.1.2. Các dạng cấu trúc hệ thống lò sấy
a. Hệ thống sấy công suất nhỏ.
Hệ thống sấy này có cấu trúc dạng tủ, đa số là kiểu sấy đối lưu cưỡng bức, một
số kiểu sấy bức xạ, sấy bằng điện trường tần số cao. Các thiết bị sấy loại này thường
được chế tạo hàng loạt có điều khiển tự động nhiệt độ môi chất sấy. Loại thiết bị này
có thể sấy nhiều loại sản phẩm khác nhau.
b. Hệ thống sấy công suất lớn.

11
Hệ thống này có cấu trúc rất đa dạng tùy thuộc vào phương pháp sấy, kiểu thiết
bị sấy. Trong hệ thống sấy cần bố trí hợp lý buồng sấy với các bộ phận khác như: bộ
phận cấp nhiệt, cấp hơi nước, cấp khói, bộ phận cấp vật liệu và sản phẩm… Trong dây
chuyền công nghệ sản xuất sản phẩm, hệ thống sấy được bố trí trong một phân xưởng
sơ chế nguyên liệu hay thành phẩm.
1.2.2. Các chỉ tiêu xác định chất lượng của dầu Fuel-oil (FO)
1.2.2.1. Khái quát chung
Dầu FO hay còn gọi là dầu Mazút là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu
thô parafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân không. Trước khi bị đốt cháy
dầu FO được gia nhiệt để có độ nhớt nhất định, độ nhớt của dầu ảnh hưởng đến việc
trộn lẫn của nhiên liệu với khả năng bay hơi, trở lực ma sát trong hệ thống bơm. Quá
trình cháy và phát thải ra môi trường bên ngoài. Sau khi được sấy dầu được phun dưới
dạng sương, nó sẽ bay hõi tạo với không khí hỗn hợp cháy.
Vì vậy dầu FO cần phải được sấy trước khi đưa vào buồng đốt trong lò hơi.
1.2.2.2. Các chỉ tiêu xác định chất lượng của dầu Fuel-oil (FO)
a. Hàm lượng lưu huỳnh:
Nhiên liệu đốt lò thường chứa một lượng lưu huỳnh khá lớn, nồng độ của nó thay
đổi tuỳ theo loại.
Lưu huỳnh tồn tại trong nhiên liệu đốt lò dưới nhiều dạng khác nhau, thông
thường là dưới dạng các hợp chất sulfua, disulfua hay dưới dạng dị vòng. Khi bị đốt
cháy lưu huỳnh sẽ chuyển thành SO2, khí này cùng với khói thải sẽ được thoát ra
ngoài, trong thời gian này chúng có thể tiếp xác với oxy để chuyển một phần thành khí
SO3. Khi nhiệt độ của dòng khí thải xuống thấp thì các khí này sẽ kết hợp với hơi nước
để tạo thành các axit tương ướng, đó chính là các axit vô cơ có độ ăn mòn các kim loại
rất lớn. Thực tế thì các axit sulfuaric sẽ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 100 ÷ 150o
C,
còn axit sulfuarơ chỉ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 40 ÷ 50o
C.
Để hạn chế sự ăn mòn này thì người ta thường dùng các phương pháp sau:
- Dùng nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp
- Giảm lượng không khí thừa trong dòng khí
- Gửi cho bề mặt trao đổi nhiệt lớn hơn nhiệt độ điểm sương của các khí

12
- Dùng một số kim loại hoặc oxyt kim loại (MgO, CaO) để chuyển SO2 thành
các hợp chất không ăn mòn. CaO + SO2 + 1/2O2 = CaSO4
Phương pháp này vừa giảm được ăn mòn vừa giảm ô nhiễm môi trường do SO2,
SO3trong khói thải.
Ngoài vấn đề ăn mòn thì khi hàm lượng lưu huỳnh càng cao càng làm giảm nhiệt
trị của nhiên liệu đốt lò.
b. Độ nhớt:
Cũng giống như nhiên liệu Diesel hay nhiên liệu phản lực, trước khi bị đốt cháy
nhiên liệu được phun ra dưới dạng các hạt sương, từ các hạt sương này nhiên liệu sẽ
bay hơi tạo với không khí hỗn hợp cháy. Quá trình bay hơi nhanh hay chậm phụ thuộc
nhiều vào bản chất của nhiên liệu, kích thước của các hạt sương dầu khi phun ra.
Ở gốc độ của độ nhớt thì ảnh hưởng của nó như sau: khi độ nhớt lớn thì kích
thước của các hạt sương phun ra lớn, động năng của nó lớn nên không gian trộn lẫn
của nhiên liệu với không khí lớn. Tuy nhiên khi kích thước của các hạt lớn thì khả
năng bay hơi để tạo hỗn hợp cháy sẽ kém, điều này sẽ làm cho quá trình cháy không
hoàn toàn, làm giảm nhiệt cháy và thải ra nhiều chất gây ô nhiễm cho môi trường.
Ngoài ảnh hưởng đến quá trình cháy thì khi độ nhớt lớn sẽ làm tăng trở lực ma
sát trong hệ thống bơm.
c.Tỷ trọng
Tỷ trọng là một đại lượng rất quan trọng đối với nhiên liệu đốt lò bởi nó liên quan
đến bản chất của nhiên liệu, độ nhớt, độ bay hơi nghĩa là nó liên quan đến quá trình
cháy của nhiên liệu, tất cả những vấn đề này ta đã đề cập đến ở trên.
Ngoài ra, trong quá trình xử lý nhiên liệu, người ta tách loại nước bằng phương
pháp ly tâm do đó yêu cầu tỷ trọng của nhiên liệu và nước phải khác nhau để đảm bảo
cho quá trình tách loại có hiệu quả. Trong quá trình vận chuyển hay tồn chứa thì nước
thường lẫn vào trong nhiên liệu, khi sự chênh lệch tỷ trọng của hai loại này lớn sẽ giúp
cho quá trình lắng tách nước cũng tốt hơn.
d. Hàm lượng nước
Nước không phải là thành phần của dầu mỏ nhưng nó luôn có mặt trong dầu thô
hay trong tất cả các sản phẩm của dầu mỏ. Sự có mặt của nước luôn gây ra những tác

13
hại nhất định. Nước có mặt trong dầu thô hay các sản phẩm có thể từ các nguồn gốc
sau:
- Trong dầu thô ban đầu nhưng không tách loại hết trong quá trình xử lý
- Do sự hở của các bồn chứa
- Do thủng ở các thiết bị đun nóng lại
- Do lỗi ở các chỗ nối
- Nước trong nhiên liệu có thể gây ra những tác hại như sau:
- Sự rít bơm
- Hiện tượng xâm thực
- Quá trình bay hơi lớn dẫn đến hoạt động của mỏ đốt không bình thường
- Sự có mặt của nước sẽ gây rỉ trong bảo quản.
e. Cặn Carbon:
Để đánh giá khả năng tạo cặn, người ta thường sử dụng tiêu chuẩn đặc trưng là
độ cốc hoá, tùy theo phương pháp tiến hành xác định cặn mà cặn thu được gọi là cặn
cacbon conradson hoặc cặn carbon rabostton.
Hàm lượng cặn cacbon conradson trong dầu nhiên liệu đốt lò thường dao động từ
5 – 10% khối lượng, có khi lên đến 20% khối lượng.
Tỷ lệ cao cặn cacbon conradson trong nhiên liệu đốt lò cao luôn luôn gây trở ngại cho
quá trình cháy, làm tăng hàm lượng bụi của các chất thải rắn trong dòng khí thải.
f. Hàm lượng tro.
Các hợp chất cơ kim và muối có trong dầu mỏ đều tập trung đa phần ở dầu cặn, khi đốt
nó biến thành tro. Tro có nhiều trong nhiên liệu đốt lò sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng
như gây tắc ghi lò, làm giảm khả năng truyền nhiệt của lò, ở nhiệt độ cao một số kim
loại như vanadi có thể kết hợp với sắt để tạo ra những hợp kim tương ứng có nhiệt độ
nóng chảy thấp do đó dễ dẫn đến sự thủng lò …
g. Nhiệt trị.
Nhiệt trị là một chỉ tiêu chất lượng quan trọng của nhiên liệu đốt lò. Thường thì
nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò khác cao (>10000 cal/g) đây chính là một trong những
yếu tố chính làm cho nhiên liệu đốt lò được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Nhiệt trị này phụ thuộc vào thành phần hoá học. Nếu trong thành phần nhiên liệu

14
đốt lò càng có nhiều hydrocacbon mang đặc tính parafinic, càng có ít hydrocacbon
thơm nhiều vòng và trọng lượng phân tử càng bé thì nhiệt năng của chúng càng cao.
Những thành phần không thuộc loại hydrocacbon trong dầu cặn cũng có ảnh
hưởng rất lớn đến nhiệt trị của nó. Các hợp chất lưu huỳnh trong dầu mỏ tập trung chủ
yếu vào dầu cặn. Sự có mặt của lưu huỳnh đã làm giảm bớt nhiệt năng của dầu cặn,
khoảng 85 kcal/kg tính cho 1% lưu huỳnh.
h. Điểm chớp cháy.
Cũng giống như những sản phẩm dầu mỏ khác, đối với nhiên liệu đốt lò thì điểm
chớp cháy cũng đặc trưng cho mức độ hoả hoạn của nó.
Ngoài những chỉ tiêu trên thì nhiên liệu đốt lò còn phải đạt những chỉ tiêu chất
lượng khác như điểm đông đặc, độ ổn định oxy hoá . . .
Bảng 1.1. Đặc tính của dầu thô (FO)
Khối
lượng
riêng
Kg/m3
Nhiệt
độ
đông
đặc
0
C
Độ
nhớt
động
học
m2
/s
Nhiệt
dung
riêng
J/kg.K
Hệ số
dẫn
nhiệt
W/m.K
Thành phần
Độ sáp
Parafin
Keo
Galatin
Lưu
huỳnh
S
Nhựa
đường
Bitum
Nitơ
N
Nước
H2O
927.5 19 17.44 2.683 0.1964 14.3 10.3 0.13 0 0.29 16.8

15
1.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy dầu FO
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống sấy dầu FO cho nồi hơi
NỒI HƠI
1
2
3
41
0
5
1
1
7
6
1
2
6 8
9
1
3
1- Bể dầu; 2- Hệ thống ống sấy dầu; 3- Đường ống dãn dầu; 4- Bình lọc thô dầu;
5- Bơm; 6- Bình gia nhiệt dầu; 7- Bình lọc tinh dầu; 8- Van điều chỉnh lưu lượng dầu;
9- Lưu lượng kế; 10- Van thường; 11- Van một chiều; 12- Đường dầu về;
13- Vòi phun dầu

16
Dầu FO có nhiệt độ đông đặc cao, độ nhớt lớn, nhiệt độ chống cháy cao, nên để
vận chuyển dễ dàng trong hệ thống dẫn dầu, dầu cần được sấy nóng tới nhiệt độ từ 50
– 900
C tùy theo độ nhớt của dầu. Song song với việc sấy nóng dầu cũng có các hệ
thống lọc dầu thô tinh để loại các tạp chất, làm ảnh hưởng tới chất lượng của dầu.
Dầu được chứa trong các bể dầu, các bể này được thiết kế phù hợp với các yêu
cầu về phòng hỏa. trong bể có đặt chìm ống xoắn dẫn hơi nóng để sấy dầu, giữ cho dầu
có nhiệt độ ổn định (khoảng 700
C). Ở đây dầu được bơm vào nồi hơi qua các bình lọc
thô và lọc tinh. Trước khi vào bơm dầu đầu vòi phun, dầu được đưa qua bộ sấy dầu
bằng điện. Tại đây dầu được tăng nhiệt độ tới nhiệt độ dễ dàng cho sự bắt cháy nhất
(khoảng 900
C).
1
2
3
48
5
9
7
6
Hình 1.2: Bộ sấy dầu điện
* Bộ sấy dầu điện
Dầu được sấy nóng trong bình sấy nhờ các điện trở điện. Khi đạt tới nhiệt độ
đặt ( khoảng 900
C) thì bơm dầu bơm vào vòi phun. Nếu chưa đạt được nhiệt độ này
dầu quay trở lại bộ sấy để tiếp tục được hâm nóng.
1- Vỏ bộ sấy; 2- Thanh điện trở; 3- Hộp cấp điện; 4- Dầu vào; 5- Rơ-le nhiệt
độ; 6- Dầu ra; 7- Bích; 8- Áp kế; 9- Đồng hồ đo nhiệt độ

17
* Bộ sấy dầu dùng hơi
Khi nồi hơi đã có hơi thì đưa bộ sấy dầu bằng hơi vào làm việc. Bộ sấy này
thường được lắp trực tiếp vào bể chứa dầu chính và bể chứa trung gian. Tùy theo từng
loại bể mà ta điều chỉnh nhiệt độ sấy tới mức bao nhiêu.
Thực chất bộ sấy này là dùng chùm ống ruột gà. Hơi nước đi bên trong, truyền
nhiệt cho dầu bên ngoài. Nước ngưng được dẫn về bể thu hồi.
Trong bể chứa còn lắp các đường đo nhiệt độ dầu, đường xả nước đọng trong
dầu.

18
CHƢƠNG 2.
XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN CỦA LÕ SẤY DẦU
Hệ thống sấy sử dụng thiết bị gia nhiệt là các điện trở nhiệt. Vì thế, trong quá
trình khảo sát và xây dựng mô hình toán cho đối tượng điều khiển, tôi sử dụng lò điện
trở làm đối tượng thay thế.
2.1. Giới thiệu chung về lò điện trở
Lò điện trở là một thiết bị biến điện năng thành nhiệt năng thông qua dây đốt
(dây nung). Từ dây đốt nhờ bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt, nhiệt năng được đưa tới vật
cần gia nhiệt.
2.1.1. Đặc điểm.
- Có khả năng tạo được nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể
tích nhỏ.
- Có tốc độ nung lớn, năng suất cao do nhiệt năng tập trung ở nhiệt độ cao.
- Nung đều và chính xác nhờ việc dễ điều chỉnh và khống chế độ điện và nhiệt
độ.
- Lò đảm bảo được độ kín, có khả năng nung chân không hoặc trong môi trường
có khí bảo vệ, vì vậy độ cháy hao kim loại nhỏ.
- Có khả năng có khí hóa, tự động hóa cao.
- Đảm bảo điều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói, ít tiếng ồn.
2.1.2. Nguyên lý làm việc.
Theo định luật Joule- Lence, dòng điện chạy qua vật dẫn có điện trở R(vật rắn
hoặc chất lỏng), nó sẽ tạo ra một nhiệt lượng. Năng lượng này sẽ đốt nóng bản thân vật
dẫn hoặc gián tiếp đốt nóng các vật nung ở gần đó:
2
. .Q R I t (2.1)
Trong đó:
Q: Nhiệt độ tảo ra trên dây dẫn(J)
R: Điện trở của dây dẫn ( )
I: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
2.1.3. Phân loại lò điện trở
* Theo phương pháp tỏa nhiệt, chia thành 2 nhóm:

19
- Lò điện trở trực tiếp: là lò điện trở mà vật nung được nung nóng trực tiếp bằng
dòng điện chạy qua nó. Loại lò này ít dùng vì nó chỉ dùng để nung những vật có hình
dạng đơn giản (tiết diện hình chữ nhật, vuông, tròn..)
- Lò điện trở tác dụng gián tiếp: là lò điện trở mà nhiệt được tỏa ra ở dây điện trở,
rồi dây điện trở sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưu hoặc dẫn nhiệt. Loại
lò này thường gặp trong thực tế công nghiệp.
* Theo nhiệt độ của lò, chia làm 3 loại:
- Lò có nhiệt độ thấp: Nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 6000
C
- Lò có nhiệt độ trung bình: nhiệt độ làm việc từ 6000
C ÷12000
C.
- Lò có nhiệt độ cao: Nhiệt độ trên 12000
C
2.1.4. Cấu tạo lò điện trở.
* Yêu cầu cơ bản đối với cấu tạo lò điện trở
- Hợp lý về mặt công nghệ: có nghĩa là cấu tạo lò không những phù hợp với quá
trình công nghệ yêu cầu mà còn tính đến khả năng sử dụng nó đối với quá trình công
nghệ khác nếu như không làm tăng độ phức tạp trong thiết kế và giá cả không quá cao.
- Hiệu quả về kỹ thuật: Là khả năng biểu thị hiệu suất cực đại của kết cấu khi các
thông số của nó xác định (kích thước ngoài, công suất, trọng lượng….)
- Chắc chắn khi làm việc: là một trong những tiêu chí quan trọng nhất của chất
lượng kết cấu của các lò điện trở. Nếu trong khi làm việc, 1 bộ phận nào đó không làm
việc sẽ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất chung, gây thiệt hại cho sản xuất.
- Tiện lợi khi sử dụng.
- Rẻ và đơn giản khi thiết kế.
- Hình dáng bên ngoài đẹp.
* Cấu tạo lò điện trở:
Lò điện trở gồm 3 phần chính: vỏ lò, lớp lót, dây nung.
- Vỏ lò: là một khung cứng vững, chủ yếu để chịu tải trọng trong quá trình làm
việc của lò. Mặt khác vỏ lò cũng dùng để giữ lớp cách nhiệt và đản bảo sự kín hoàn
toàn hay tương đối của lò. Khung vỏ lò cần cứng, vững chắc đủ để chịu tải trọng của
lớp lót, phụ tải lò (vật nung) và các chi tiết cơ khí gắn trên vỏ lò.
Vỏ lò có 2 dạng cơ bản:

20
+ Vỏ lò chữ nhật: dùng trong các lò giếng, lò liên tục, lò đáy bước và lò đáy
rung..
+ Vỏ lò tròn: Dùng trong các lò giếng, lò chụp.
Vỏ lò tròn chịu được tác dụng bên trong tốt hơn vỏ lò hình chữ nhật khi cùng một
lượng kim loại làm vỏ lò. Khi làm vỏ tròn người ta thường chọn dây đốt tương ứng
của tấm thép so với đường kính vỏ lò như sau:
Đường kính vỏ lò (mm) 1000-2000 2500-4000 4500-65000
Độ dày thép tấm (mm) 3-6 8-12 14-20
- Lớp lót: thường gồm 2 phần chính: vật liệu chịu lửa và cách nhiệt:
+ Phần vật liệu chịu lửa có thể xây bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạch hình
đặc biệt tùy theo hình dáng kích thước đã cho của buồng lò. Cũng có khi người ta làm
bằng các loại bột chịu lửa gọi là khối đầm. Khối đầm có thể tiến hành ngay trong lò
hay ở ngoài nhờ các khuân. Phần vật liệu chịu lửa phải đạt các yêu cầu sau:
Chịu được nhiệt độ cực đại của lò
Có độ bền nhiệt đủ lớn khi làm việc
Có đủ độ bền cơ học khi xếp vật nung và đặt thiết bị vận chuyển trong các
điều kiện làm việc.
Đảm bảo khả năng gắn dây nung bề và chắc chắn.
Có đủ độ bền hóa học khi làm việc, chịu được tác động khí quyển lò và
ảnh hưởng của vật nung.
Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiểu. Điều này đặc biệt quan trọng trong
lò làm việc có chu kỳ.
+ Phần cách nhiệt thường nằm giữa vỏ lò và vật liệu chịu lửa. Mục đích chủ yếu
của phần này là làm giảm tổn thất nhiệt. Các yêu cầu cơ bản đối với phần cáh nhiệt là:
Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu.
Khả năng tích nhiệt cực tiểu.
Ổn định về tính chất vật lý, nhiệt trong điều kiện làm việc xác định.
- Dây nung: Dây nung là bộ phận phát nhiệt của lò, thường được đặt trong buồng lò
hoặc buồng phát nhiệt, chúng làm việc ở nhiệt độ cao, vì vậy vật liệu làm dây nung
cần có yêu cầu sau:

21
Khả năng chịu nóng tốt, không bị ôxi hóa trong môi trường không khí ở
nhiệt độ cao
Có độ bền nóng cao, bền cơ học tốt
Có điện trở suất lớn
Có hệ số nhiệt điện trở nhỏ
Các kích thước phải ổn định
Các tính chất điện phải cố định
Dễ gia công: kéo dây, dễ hàn, đối với vật liệu phi kim cần ép khuôn được
Người ta chia dây nung làm 2 loại:
+ Dây nung kim loại: được chế tạo bằng các hợp kim Cr – Al; Cr – Ni và các hợp
kim có điện trở lớn.
+ Dây nung phi kim loại: Dùng phổ biến là SiC, graphit, than.
2.2. Các phƣơng pháp xây dựng mô hình toán học.
Ổn định các tham số của đối tượng điều khiển như nhiệt độ, tốc độ… là mối qua
tâm hàng đầu khi thiết kế hệ thống điều khiển. Để thực hiện việc này thì công việc đầu
tiên là xác định mô hình toán học của đối tượng điều khiển.
Trong lý thuyết điều khiển tự động thì việc xác định mô hình của đối tượng
điều khiển là một bước rất quan trong trước khi xác định thuật toán và các tham số
điều khiển. Mô hình hóa giúp cho chúng ta:
- Hiểu rõ hơn về quá trình sẽ cần phải điều khiển và vận hành
- Tối ưu hóa thiết kế công nghệ và điều kiện vận hành hệ thống
- Thiết kế sách lược và cấu trúc điều khiển
- Lựa chọn bộ điều khiển và xác định các tham số cho bộ điều khiển
- Phân tích và kiểm chứng kết quả thiết kế
- Mô phỏng trên máy tính
Để xác định mô hình toán học của đối tượng điều khiển đến nay có 2 phương
pháp:
- Dựa vào các phương trình toán học mô tả mối quan hệ các đại lượng vật lý của
đối tượng và các tham số của đối tượng.
- Dựa vào đường cong thực nghiệm của đối tượng.
Cả hai phương pháp này đều có những ưu, nhược điểm, các bước tiến hành,

22
phạm vi áp dụng khác nhau. Phương pháp lý thuyết thiết lập mô hình dựa trên các
định luật có sẵn về quan hệ vật lý bên trong và quan hệ giao tiếp với môi trường bên
ngoài của hệ thống. Các quan hệ này được mô tả theo quy luật hóa- lý, qui luật
cân bằng .. .dưới dạng các phương trình toán học. Phương pháp thực nghiệm dùng
các đáp ứng quá độ để nhận dạng, hoặc ta có thể sử dụng phần mềm Matlab từ bộ số
liệu thực nghiệm ta có thể xác định được mô hình toán học của hệ thống.
Trong khuôn khổ của luận văn em chỉ giới thiệu về phương pháp thực nghiệm
như sau:
2.2.1. Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc nhất có trễ.
Rất nhiều đối tượng thực tế có đáp ứng quá độ nhanh, tắt dần hình chữ S. Để đơn
giản trong việc tính toán, người ta thường xấp xỉ đối tượng dạng này để đưa về đối
tượng quán tính bậc 1 có khâu trễ. Mô hình đối tượng thường có hàm truyền đạt dạng:
( ) .
1
sk
G s e
s
(2.2)
Trong đó: K là hệ số khuếch đại tĩnh
: hằng số thời gian, : thời gian trễ xấp xỉ.
Một số phương pháp thông dụng:
- Phương pháp kẻ tiếp tuyến: Kẻ tiếp tuyến tại điểm uốn, giao điểm của tiếp
tuyến này với đường trục thời gian cho ta thời gian xấp xỉ m. Xác định điểm trên
đường cong có giá trị 0.632 y∞ cho ta giá trị + . Thực chất đây có thể coi là phương
pháp nhận dạng sử dụng một điểm quy chiếu với khâu quán tính bậc nhất có trễ thì sau
một khoảng thời gian đúng bằng thay đổi đầu ra + đúng bằng 0.632 y∞.
Hình 2.1. Phương pháp kẻ tiếp tuyến

23
- Phương pháp 2 điểm quy chiếu: Ta thấy phương pháp kẻ tiếp tuyến ước lượng
tham số mô hình mang tính chủ quan thiếu chính xác mà cũng có sử dụng trên máy
tính. Vì thế để khắc phục một phần nhược điểm của phương pháp kẻ tiếp tuyến người
ta sử dụng phương pháp 2 điểm quy chiếu. Các tham số và được xác định theo t1
và t2 như sau:
2 11.5 t t và
2
11.5
3
t
t (2.3)
Hình 2.2. Phương pháp 2 điểm quy chiếu
2.2.2 Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình quán tính bậc 2 có trễ.
Mô hình quán tính bậc 2 có trễ tuy tính toán phức tạp hơn nhưng lại mô tả chính
xác hơn động học của các đối tượng có đặc tính quá độ hình chữ S. Mô hình truyền đạt
có thể viết dưới dạng:
1 2
( )
1 1
sk
G s e
s s
(2.3)
Hoặc 2 2
( )
2 1
sk
G s e
s s
(2.4)
- Phương pháp kẻ tiếp tuyến và 2 điểm quy chiếu: Phương pháp này cũng tương
tự như trong mô hình quán tính bậc 1, hệ số khuếch đại k được xác định bằng cách kẻ
đường tiệm cận với đồ thị đáp ứng quá độ ở chế độ xác lập. Hằng số thời gian trễ
được xác định bằng giao điểm giữa trục thời gian và tiếp tuyến tại điểm uốn. Các tham

24
số 1; 2 được xác định bằng cách lấy 2 điểm quy chiếu (33% và 67%) sau đó giải
phương trình phi tuyến:
2 2/ /
2 1
2 1
( )
1 0
t tt t t t
iy te e
y
với i = 1,2 (2.5)
- Phương pháp 3 điểm quy chiếu: Cũng như với mô hình quán tính bậc 1, phương
pháp 3 điểm quy chiếu được sử dụng để khắc phục những nhược điểm của phương
pháp kẻ tiếp tuyến trên nhưng không chính xác, không lập trình trên máy được…
phương pháp này lấy 3 điểm trên đặc tính quá độ, thông thường là 14%, 55%, và
911%. Giá trị xác lập và các thời điểm tương ứng là t1, t2, t3 khi đó xác định các thông
số như sau:
2 2 3 2
2 1
2 3 4
2 3 4
2
0.50906 0.51743 0.0762284 0.041363 0.0049224 0.00
0.85818 0.6290 1.289 0.36859 0.03889
1.3902 0.52536 1.2991 0.36014 0.037605
t t
t
Trong đó: ln
2.485
và 3 2
2 1
t t
t t
2.2.3. Các phương pháp nhận dạng dựa trên mô hình có khâu tích phân .
Mô hình có thành phần tích phân có thể được nhận dạng dựa trên việc nhận dạng
thành phần quán tính bậc 1 hoặc thành phần bậc 2 của đối tượng bằng cách:
- Sử dụng tín hiệu kích thích là tín hiệu xung Kronecker thay cho tín hiệu bậc
thang. Bởi vì đáp ứng dạng xung của khâu quán tính- tích phân tương đương với đáp
ứng bậc thang của khâu quán tính tương ứng nếu diện tích của xung được chọn có giá
trị bằng biên độ của tín hiệu bậc thang.
- Có thể sử dụng tín hiệu ra kích thích bậc thang, nhưng tính toán theo đạo hàm,
lúc này xấp xì bằng sai phân (y(t)-y(t-T))/T nhưng mà có nhược điểm là có thể đưa đối
tượng vượt ra khỏi dải làm việc cho phép.
Sau khi nhận dạng được khâu quán tính tương ứng chỉ việc nhân thêm 1/s ta được
khâu quán tính tích phân

25
2.3. Mô tả toán học lò điện trở
2.3.1. Nhận dạng lò điện trở.
Điều kiện thực hiện thí nghiệm: đối tượng lò nhiệt đang ổn định tại điểm nhiệt độ
860
C (tuyến tính hóa đối tượng tại điểm làm việc 860
C).
Lò điện trở có các thông số: U = 220(V); R = 55( )
Với độ mở pha: pi(200-90)/200 ( Thiết kế bộ điều khiển để mở hệ thống triac với
200 bước tương ứng với góc mở 0-pi).
Thay đổi độ mở pha tới pi(200-80)/200.
Để xác định dược kết quả thí nghiệm, trong quá trình thực nghiệm có giả định tải
của lò điện trở bằng việc thực hiện mở lò với góc mở khoảng 150
C. (hình 2.3)
Hình 2.3. Mô hình lò nhiệt trong phòng thí nghiệm
Kết quả thu được: Thời gian thực nghiệm (4000s)
t(s) T(0
C) t(s) T(0
C) t(s) T(0
C) t(s) T(0
C)
0 86 211 87,6 540 89,6 1483 92,7
32 86,1 221 87,9 559 90 1607 92,8
50 86,2 245 88 675 90,1 1635 93
63 86,3 281 88,2 698 90,2 1780 93,2
85 86,4 323 88,3 770 90,4 1870 93,5

26
108 86,5 351 88,4 820 90,7 2025 93,7
125 86,6 430 89 866 91 2715 94
139 87 438 89,1 965 91,3 2945 94,1
162 87,2 453 89,2 1096 91,5 3183 94,1
182 87,3 486 89,4 1192 91,7 3485 94,1
202 87,4 500 89,5 1239 92,4 4085 94,1
Bảng 2.1. Bảng số liệu thực nghiệm đặc tính đối tượng lò điện trở
trong phòng thí nghiệm
Hình 2.4. Đường đặc tính đối tượng lò điện trở
2.3.2. Xác định mô hình đối tượng của hệ thống
Sử dụng phương pháp hai điểm quy chiếu:

27
Từ đồ thị thực nghiệm:
Hình 2.5. Phương pháp hai điểm quy chiếu
Với
8.1
0.81
10
y
k
u
2 11.5( ) 873
910 873 37
T t t
L
Vậy hàm truyền đối tượng là:
370.81
W
1 873
s
DT e
s

28
CHƢƠNG 3
XÁC ĐỊNH THUẬT TOÁN CỦA ĐỐI TƢỢNG ĐIỀU KHIỂN
3.1. Giới thiệu về các bộ điều chỉnh PID và một số luật hiệu chỉnh.
3.1.1. Cấu trúc chung của một hệ điều khiển tự động.
Hệ thống tự động là một hệ thống được xây dựng từ ba bộ phận chủ yếu:
+ Thiết bị điều khiển
+ Đối tượng điều khiển
+ Thiết bị đo lường.
Đó là một hệ thống có phản hồi hay còn gọi là hệ thống có liên hệ ngược. Sơ đồ hệ
thống điều khiển tự động được giới thiệu trên hình như sau:
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động
Các tín hiệu tác động trong hệ thống:
x(t): Tín hiệu đầu vào của hệ thống. Còn gọi là giá trị đặt.
y(t): Tín hiệu ra của hệ thống. Còn gọi là lượng được điều chỉnh.
u(t): Tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng.
e(t): Sai lệch điều khiển.
z(t): tín hiệu phản hồi.
fn(t): tín hiệu nhiễu tác động lên đối tượng.
Thiết bị điều khiển là một bộ phần vô cùng quan trọng nó tạo ra tín hiệu điều
khiển u(t), tác động vào đối tượng điều khiển. Với mong muốn điều khiển được

29
lượng ra của đối tượng y(t) thoả mãn yêu cầu, đáp ứng được chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuật.
Từ hình vẽ 2.1 ta thấy đầu vào của bộ điều khiển là tín hiệu sai lệch điều khiển
e(t) = x(t)-z(t), đầu ra của bộ điều khiển là u(t)=f[e(t)], ở bộ điều khiển đơn giản thì
có một đầu vào và một đầu ra, trong trường hợp phức tạp bộ điều khiển có nhiều đầu
vào, ra.
Bộ điểu khiển có nhiệm vụ duy trì sự ổn định cho hệ thống nghĩa là nó điều
chỉnh quá trình của hệ thống quanh một giá trị xác lập.
3.1.2. Đặc tính quá độ và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng hệ điều khiển tự động.
Một hệ thống điều khiển tự động được gọi là ổn định khi tín hiệu ra của hệ
thống tắt dần theo thời gian. Để mô tả quá trình động hay quá trình tắt dần của hệ
thống ổn định đó theo thời gian người ta sử dụng đặc tính quá độ. Như vậy đặc tính
quá độ mô tả quá trình quá độ của hệ thống. Ví dụ đặc tính quá độ của hệ thống ổn
định theo thời gian:
Hình 3.2. Quá trình quá độ của hệ thống ổn định theo thời gian
Để đánh giá và so sánh các hệ điều khiển tự động với nhau ngoài chỉ tiêu ổn định
người ta còn đưa ra các chỉ tiêu khác. Có 3 loại chỉ tiêu chất lượng cơ bản:
1, Chỉ tiêu chất lượng tĩnh: Chất lượng tĩnh của hệ thống được đánh giá bằng sai
lệch dư của quá trình điều khiển. Nó là trị số sai lệch còn tồn tại khi quá trình quá độ
kết thúc và được xác định theo công thức:
s = limt e(t)
y(t)
t0

30
2, Chỉ tiêu quá độ: Chất lượng của hệ thống được đánh giá bằng ba chỉ tiêu sau:
- Thời gian quá độ: T là thời gian kể từ khi bắt đầu khởi động hệ thống cho
đến khi đặc tính quá độ của hệ thống đi vào nằm trong vùng giới hạn cho phép.
- Số lần dao động n: Là số lần dao động của đặc tính quá độ xung quanh giá trị
y .
- Độ quá điều chỉnh max : Nó đặc trưng cho tính dao động của quá trình điều
chỉnh. Là hệ số giữa biên độ cực đại ymax của đặc tính quá độ với giá trị xác lập y∞.
Hình 3.3: Mô tả chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống điều khiển
3.1.3. Phân tích các luật điều khiển.
3.1.3.1. Luật điều khiển tỷ lệ (P)
Tín hiệu điều khiển trong quy luật (P) được xác định theo công thức:
U(t) = Kp.e(t) (3.1)
Trong đó Kp được gọi là hệ số khuếch đại. Theo tính chất của khâu khuếch đại
ta thấy tín hiệu ra luôn luôn trùng pha với tín hiệu vào. Điều này nói lên ưu điểm của
khâu tỷ lệ là tốc độ tác động nhanh vì vậy trong công nghiệp quy luật tỷ lệ làm việc
ổn định với tất cả các đối tượng.
Tuy nhiên quy luật tỷ lệ cũng có một nhược điểm cơ bản là khi sử dụng với các
đối tượng tĩnh hệ thống điều chỉnh luôn luôn tồn tại sai lệch tĩnh và không thể sử
dụng trong hệ thống điều chỉnh theo chương trình. Để giảm giá trị sai lệch tĩnh phải
tăng hệ số khuếch đại, nhưng khi tăng hệ số khuếch đại tính dao động của hệ thống sẽ
y(t)
ymax
y
±
Tmax T∞
t

31
tăng lên và có thể đưa hệ thống tới mất ổn định.
Trong công nghiệp quy định tỷ lệ thường được sử dụng đối với những công
nghệ cho phép có sai lệch tĩnh. Để giảm sai lệch tĩnh quy luật tỷ lệ thường được xác
định theo công thức:
U(t) = U0 + Kp.e(t) (3.2)
Trong đó U0 là điểm làm việc của hệ thống, tác động điều khiển luôn giữu cho
tín hiệu điều khiển thay đổi xung quang giá trị này khi xuất hiện tín hiệu sai lệch.
3.1.3.2. Luật điều khiển tích phân(I)
Trong quy luật tích phân tín hiệu điều khiển được xác định theo công thức:
1
( ) ( ) ( )
i
U t k e t dt e t
T
(3.3)
Trong đó: Ti gọi là hằng số thời gian tích phân. Từ công thức 3-3 ta thấy giá trị
U(t) chỉ đạt giá trị xác lập (quá trình điều khiển đã kết thúc) khi e(t)=0.
Như vậy ưu điểm của quy luật tích phân là triệt tiêu được sai lệch tĩnh.
Xét đặc tính của khâu tích phân, tín hiệu ra luôn luôn chậm pha so với tín hiệu
vào một góc /2. Điều này nói lên sự tác động chậm của quy luật tích phân, do sự
tác động chậm mà trong công nghiệp hệ thống điều chỉnh tự động sử dụng quy luật
tích phân kém ổn định. Vì vậy quy luật này hiện nay ít sử dụng trong công nghiệp.
3.1.3.3. Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân(PI)
Để vừa tác động nhanh, vừa triệt tiêu được sai lệch tĩnh người ta kết hợp quy luật
tỷ lệ với quy luật tích phân để tạo nên quy luật tỷ lệ tích phân. Tín hiệu điều khiển
được xác định theo công thức:
1
( ) ( ) ( ).p
i
U t K e t e t dt
T
(3.4)
Trong đó: Kp: hệ số khuếch đại
Ti: hằng số thời gian tích phân
Trong thực tế khi sử dụng bộ điều khiển PI thì việc chọn thông số điều khiển
Kp, Ti để phù hợp với đối tượng điều khiển nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng
của quá trình quá độ là một vấn đề vô cùng quan trọng. Rất nhiều các tiêu chuẩn để

32
tính chọn các thông số của bộ điều khiển để có một đáp ứng đầu ra phù hợp với yêu
cầu công nghệ. Về tính chất của luật điều khiển tỷ lệ thì có đáp ứng lớn nhưng sai
số tĩnh lớn. Khi tăng hệ số Kp cao thì đạt được sai số tĩnh nhỏ xong quá trình quá
độ lại dao động, chất lượng của quá trình quá độ sẽ xấu đi và khi hệ số Kp quá lớn
thì đáp ứng đầu ra của hệ thống kín sẽ mất ổn định. Khi ta đặt một giá trị Kp tối ưu
thì chất lượng đáp ứng của hệ lúc này chỉ phụ thuộc vào thời gian tích phân. Khi
thời gian tích phân Ti lớn có nghĩa là tín hiệu u(t) có giá trị rất nhỏ. Sự ảnh hưởng
của thành phần tích phân đền đáp ứng qúa độ rất ít nên lúc này bộ điều khiển PI hoạt
dộng như bộ điều khiển tỷ lệ. Nghĩa là đáp ứng đầu ra ổn định nhưng sai số vẫn còn
cao so với yêu cầu điều khiển. Khi thời gian Ti giảm nhỏ thì thành phần tích phân có
tác động tích cực, đáp ứng quá độ vẫn chưa có dao động nhưng sai số xác lập bằng
không. Khi ta giảm nhỏ giá trị Ti đến một giá trị nào đó thì quá trình quá độ không
còn đơn điệu nữa mà nó trở nên một quá trình dao động. Việc chọn đặt giá trị Ti
không phù hợp sẽ làm cho quá trình quá độ xấu đi và đôi khi hệ thống sẽ trở nên mất
ổn định.
3.1.3.4. Luật điều khiển tỷ lệ - tích phân – vi phân (PID)
Mặc dù điều khiển tỷ lệ - tích phân – đã đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu chất
lượng trong nhiều trường hợp, nhưng còn những nhược điểm mà chúng ta đã phân tích
ở trên. Để thỏa mãn yêu cầu chất lượng điều khiển người ta sử dụng bộ điều khiển tỷ
lệ - tích phân – vi phân gọi tắt là PID. Bộ PID được áp dụng rộng rãi vì nó có hàm trễ
lớn, mang ưu điểm của các bộ P, PI, PD. Hàm truyền đạt có dạng như sau:
( ) 1
G s (1 )
( )
i
r P d P d
i
KU s
K T s K K s
E s T s s
(3.5)
Trong hoạt động của bộ PID, hiệu quả của tác động điều khiển tích phân là loại
trừ sự truyền tín hiệu tăng theo tỷ lệ, đặc biệt sự truyền tăng theo tỷ lệ của nhiễu lớn
bằng cách hiệu chỉnh liên tục hoặc lặp lại đầu vào bộ điều khiển, vì lý do đó đôi khi
người ta gọi nó là tác động lặp lại. Tốc độ mà tác động đó “lặp lại” nhân đôi hoặc tác
động tỷ lệ một lần nữa được xác định bằng tốc độ lặp lại Ti.
Như đã biết, tác động điều khiển vi phân có khuynh hướng dự phòng trước
các thay đổi trong tín hiệu sai số và do đó làm giảm khuynh hướng dao động. Vì tác

33
động vi phân đáp ứng với tốc độ thay đổi của đầu ra nên gọi là tác động tốc độ.
Khoảng thời gian Td gọi là độ suất hoặc thời gian sớm. Còn hệ số khuyếch đại Kd là
khoảng thời gian Td mà trong đó tác động vi phân làm cho tác động hình thành bởi
điều khiển tỷ lệ sớm hơn. Đặc tính quá độ của bộ điều khiển PID được giới thiệu trên
hình sau:
Hình 3.4. Đặc tính quá độ của bộ điều khiển PID
Trong thực tế bộ PID có thể tạo được bằng cách mắc nối tiếp hai bộ PI và PD có
cấu trúc như sau:
1
( ) (1 )(1 )r p d
i
G s K T s
T s
(3.6)
Đồng thời người ta sử dụng rộng rãi các bộ PID thực mà hàm truyền có dạng:
1
( ) (1 )
1
d
r p
i d
T s
G s K
T s T s
(3.7)
Trong trường hợp đặc tính tần số PID là đặc tính tiệm cận thì hàm truyền của bộ
điều khiển có dạng:
1
( ) (1 )
1
d
r p
i d
T s
G s K
T s T s
(3.8)
Tương tự bộ điều khiển PID số có hàm truyền gián đoạn:
1
( ) (1 . . )
1
d
r p
i
T z T z
G z K
T z T z
(3.9)
Phương trình sai phân có dạng:
u(t) u(t) e(t)
u(t)
e(t)
1
t0

34
0
( ) ( ) ( 1) ( )
n
d
p e
ki
T T
u kT K e kT k T e kT
T T
(3.10)
Ngoài ra để chống nhiễu tốt người ta còn dùng bộ PID có bộ lọc mà hàm truyền
có dạng:
1
1
( ) (1 )
1 1
d i d
p i i d
d
r p
d di
i
T TT
K T s TT
N NT s
G s K
T s T sT s
T
N N
Trong đó N là giá trị cho trước (500 đến 1000)
3.1.4. Tác động của việc tăng một thông số độc lập
Thông số Thời gian
khởi động
Quá độ Thời gian xác
lập
Sai số ổn
định
Độ ổn
định
Kp Giảm Tăng Thay đổi nhỏ Giảm Giảm cấp
Ki Giảm Tăng Tăng Giảm đáng
kể
Giảm cấp
Kd Giảm ít Giảm ít Giảm ít Về lý thuyết
không tác
động
Cải thiện
nếu Kd
nhỏ
3.2. Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển bộ PID
3.2.1. Phương pháp thực nghiệm
a. Phương pháp Ziegler- Nichols thứ nhất.
Phương pháp này thiết kế dựa trên cơ sở xấp xỉ hàm truyền đạt của đối tượng
thành khâu quán tính bậc nhất có trễ, độ quá điều chỉnh không vượt quá giới hạn cho
phép 40%

35
Với các k,L,T xác định từ độ thị hàm quá độ
Điều kiện để áp dụng phương pháp này là đối tượng phải ổn định, không có
dao động và hàm quá độ phải có dạng hình chữ S.
- Nếu dùng bộ P thì ( ) pR s K với
.
p
T
K
k L
(3.11)
- Nếu dùng bộ PI thì
1
( ) 1p
i
R s K
T s
(3.12)
với
0.9 10
,
3
p i
T
K T L
kL
(3.13)
- Nếu dùng bộ PID thì
1
( ) 1p d
i
R s K T s
T s
(3.14)
với:
1.2
; 2 ; / 2p i d
T
K T L T L
kL
(3.15)
b. Phương pháp Ziegler- Nichols thứ hai.
Phương pháp thực nghiệm này có đặc điểm không sử dụng mô hình toán học
của đối tượng, ngay cả mô hình xấp xỉ.
Mô hình
Kth ĐTĐK
e u yw
-

37
Hình 3.5. Mô hình xác định Kth và Tth
Thay PID bằng bộ khuếch đại, tăng k lên đến kth thì hệ kín ở biên giới ổn định,
h(t) có dao động điều hòa, từ đó xác định chu kỳ Tth của dao động,
Xác định các tham số bộ điều khiển như sau:
- Nếu dùng bộ P thì ( ) pR s K với 0.5p thK K (3.16)
- Nếu dùng bộ PI thì
1
( ) 1p
i
R s K
T s
(3.17)
với 0.45 , 0.85p th i thK K T T (3.18)
- Nếu dung bộ PID thì
1
( ) 1p d
i
R s K T s
T s
(3.19)
với 0.6 ; 0.5 ; 0.12p th i th d thK K T T T T (3.20)
Nhược điểm của phương pháp này là chỉ cáp dụng cho đối tượng có được chế độ biên
giới ổn định khi hiệu chỉnh hệ số khuếch đại trong hệ kín.
c. Phương pháp tổng hợp T của Kuhn
Cho đối tượng có hàm truyền đạt
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
-0.5
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

38
' ' '
1 2
1 2
1 1 ...... 1
( )
1 1 ...... 1
m s
m m m
n
T s T s T s
S s k e
T s T s T s
với m < n (3.21)
Giả thiết hàm truyền đạt h(t) có dạng hình S và ổn định
Hình 3.6. Đồ thị dạng hình S và ổn định
Phương pháp gồm 2 bước:
1. Trên cơ sở 2 giá trị k và T có thể xác định từ hàm truyền đạt S(s) và hoặc
bằng thực nghiệm từ hàm quá độ h(t)
2. Nếu chọn PI thì 1/ 2 ; / 2p iK k T T (3.22)
3. Nếu chọn PID thì 1/ ; 2 / 3, 0.167p i dK k T T T T (3.23)
3.2.2. Phương pháp thiết kế dựa trên miền tần số
3.2.2.1.Phương pháp tối ưu độ lớn
Một trong những yêu cầu chất lượng với hệ thống điều khiển kín:
( )
1
SR
G s
SR
(3.24)
Là hệ thống luôn có được đáp ứng y(t) giống như tín hiệu lệch được đưa ở đầu
vào (t ) tại mọi điểm tần số hoặc ít ra thời gian quá độ để y(t) bám được vào (t )
càng ngắn càng tốt.Nói cách khác bộ điều khiển lý tưởng R(s) cần phải mang đến cho
hệ thống khả năng /G( j ) / =1 với mọi . Nhưng trong thực tế vì nhiều lí do mà yêu
cầu R(s ) thỏa mãn điều kiện trên khó được đáp ứng, chẳng hạn vì hệ thống thực luôn
chứa trong nó bản chất quán tính, tính cưỡng lại lệnh tác động từ ngoài vào .
Song tính xấu đó của hệ thống lại được giảm bớt một cách tự nhiên ở chế độ làm
việc có tần số lớn nên người ta thường đã thỏa mãn với bộ điều khiển R(s) khi nó
mang lại được cho hệ thống tính chất trên trong 1 dải tần số rộng thuộc lân cận 0.
k
A
t

39
Bộ điều khiển R(s) thỏa mãn /G( j ) / =1 trong dải tần số có độ rộng lớn được
goi là bộ điều khiển tối ưu độ lớn .Bộ điều khiển R(s) cần phải được chọn sao cho
miền tần số cảu biểu đồ Bode hàm truyền hệ kín G(s) thỏa mãn
L( ) = 20lg/ G( j ) / (3.25)
là lớn nhất. Dải tần số này càng lớn chất lượng hệ kín càng cao .
Phương pháp tối ưu độ lớn được xây dựng chủ yếu chỉ phục vụ việc chọn tham số
bộ điều khiển PID để điều khiển các đối tương S(s) có hàm truyền dạng:
+ Quán tính bậc nhất: ( )
1
k
S s
Ts
(3.26)
+ Quán tính bậc hai:
1 2
( )
(1 )(1 )
k
S s
T s T s
(3.27)
+ Quán tính bậc hai:
1 2 3
( )
(1 )(1 )(1 )
k
S s
T s T s T s
(3.28)
a. Điều khiển đối tượng quán tính bậc nhất
- Bộ điều khiển là khâu tích phân ( )
1
pk
R s
Ts
(3.29)
- Đối tượng là khâu quán tính bậc nhất: ( )
1
k
S s
Ts
(3.30)
Như vậy sẽ có:
- Hàm truyền đạt hệ kín ( )
(1 )R
k
G s
T s Ts k
với
1
R
p
T
T
k
(3.31)
- Hàm truyền hệ hở
2 22
( ) ( ) ( )
(1 )
/ ( )/
h
R
R R
k
G s R s S s
T s Ts
k
G j
k T T T
(3.32)
Suy ra
2
2 2 2 2 2 4
/ ( )/
2R R R
k
G j
k T kT T T
(3.33)
Và để thỏa mãn /G( j ) / =1 trong một dải tần số thấp có độ rộng lớn ta có thể
chọn TR sao cho:

40
2
2 0 2R R RT kT T T kT (3.34)
Vậy nếu đối tượng điều khiển là khâu quán tính bậc nhất thì bộ điều khiển tích
phân với tham số 2i
p
T
kT
k
sẽ là bộ điều khiển tối ưu độ lớn.
Ví dụ đối tượng điều khiển có dạng : 6
2
( )
(1 0.1 )
S s
s
Vậy thì k = 2; T = 0.6
Do đó bộ điều khiển I được sử dụng sẽ có Ti = 2.4
b. Điều khiển đối tượng quán tính bậc 2
Bài toán chọn tham số bộ điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc 2
1 2
( )
(1 )(1 )
k
S s
T s T s
(3.35)
Để hàm truyền đạt hệ hở Gh(s) có dạng
( ) ( ) ( )
(1 )
h
R
k
G s R s S s
T s Ts
(3.36)
Ta chọ bộ điều khiển PI thay vì bộ điều khiển I như đã làm đối với đối tượng
quán tính bậc nhất
1 2
1 11
( ) 1
1
( ) ( ) ( )
1 1
p i i
p
i i R
i
h
R
k T s T s
R s k
T s T s T s
k T s
G s R s S s
T s T s T s
(3.37)
Nhằm thực hiện việ bù hằng số thời gian T1 theo nghĩa Ti = T1
Với cách chọn tham số thời gian này hàm truyền đạt hệ hở trở thành
2
( )
(1 )
h
R
k
G s
T s T s
(3.38)
Tức là ta lại có được TR theo công thức:
2
2
2
i i
R p
p
T T
T kT k
k kT
(3.39)
Ví dụ: đối tượng điều khiển có dạng : 5
3
( )
1 2 (1 0.1 )
S s
s s

41
Ta có k = 3; T = 0.5; Ti=2
Chọn các tham số PI
1
( ) 0.67 1
2
R s
s
Là Ti = 2; kp = 0.67
c. Điều khiển đối tượng quán tính bậc 3
Hàm truyền đạt khâu quán tính bậc 3
1 2 3
( )
(1 )(1 )(1 )
k
S s
T s T s T s
(3.40)
Ta sẽ sử dụng bộ điều khiển PID
1 11
( ) 1 ;A B i
p d R
i R p
T s T s T
R s K T s T
T s T s k (3.41)
Với
1 2
1 2 1 2
1 2
; ;A B i D
TT
T T T T T T T T
T T
(3.42)
Suy ra 32i
R
p
T
T kT
k
(3.43)
Ví dụ: đối tượng điều khiển có dạng : 4
4
( )
1 5 1 2 (1 0.1 )
S s
s s s
Vậy thì k = 4; T1 = 5; T2 = 2; T = 0.4
Sử dụng bộ điều khiển PID có 7; 1.43; 2.2I D pT T k
3.2.2.2.Phương pháp tối ưu đối xứng
Khắc phục phương pháp tối ưu độ lớn là đối tượng S(s) phải ổn định và hàm h(t)
phải đi từ 0 và có dạng hình chữ S.
Thiết kế sao cho điểm tần số cắt C phải nằm giữa hai điểm tần số gẫy 1 và 2.
Gọi a là khoảng cách giữa hai điểm tần số gẫy trong đồ thị Bode.
Ta có mối quan hệ giữa a và h như sau:
2
2 2
4ln
ln
h
h
a (3.44)
a. Đối tượng tích phân quán tính bậc nhất
Hàm truyền đối tượng:

42
( )
(1 )
k
S s
s Ts
(3.45)
Thì bộ điều khiển tối ưu sẽ là bộ điều khiển PI với các tham số như sau:
- Xác đinh a từ độ quá điều chỉnh h hoặc tự chọn a > 1, a càng lớn thì h càng
nhỏ, a<=1 thì hệ kín không ổn định.
- Tính 1iT aT (3.46)
- Tính
1
1
pk
kT a
(3.47)
b. Đối tượng là khâu tích phân quán tính bậc 2
Hàm truyền của đối tượng:
1 2
( )
(1 )(1 )
k
S s
s T s T s
(3.49)
Ta sử dụng bộ điều khiển PID
1
1 11
( ) 1
p a b
p d
i
k T s T s
R s K T s
T s T s (3.50)
Suy ra các tham số của bộ PID được chọn như sau:
Chọn Ta = Ti
Chọn a theo như quán tính bậc nhất
Tb = a.T2 (3.51)
Từ đó suy ra
1
1
'
1'
2
;
1
a b
a b D
p
p p
b
T T
T T T T
T
k T
k k
TkT a
(3.52)

43
c. Giảm độ quá điều chỉnh bằng bộ tiền xử lý
Quy tụ chung là tìm bộ điều khiển sao cho hệ hở có hàm truyền đạt
'
2
2
(1 )
( )
(1 )
h p
k Ts
G s k
Ts T s
(3.53)
Và ở cả 2 trường hợp, các tham số bộ điều khiển luôn được chọn để hệ trở thành:
2 2
1
( )
1
hG s
a aT s Ts
(3.54)
Tham số a được chọn sao cho :
- Hệ kín có dao động khi 4 > a > 1. Nếu a >= 4 thì hệ kín không có dao động.
- Hệ kín sẽ không ổn định khi a <=1.
- Độ quá điều chỉnh h và a tỷ lệ nghịch với nhau.
- Khi a được chọn càng lớn thì vùng I sẽ càng hẹp làm cho miền tần số mà tại
miền tần số đó chất lượng hệ thống đánh giá theo biên độ hàm đặc tính tần hệ kín
( ) 1G j  càng thấp.
Vậy để nâng cao chất lượng hệ thống giảm độ quá điều chỉnh mở rộng miền tần
số mà tại đó ( ) 1G j  .
Ta đi từ hàm truyền đạt hệ kín
2 2 3 3
1+ aTs( )
( )
1 ( ) 1 aTs
h
k
h
G s
G s
G s a aT s a aT s
(3.55)
Ta thấy nguyên nhân làm tăng độ quá điều chỉnh là do thành phần vi phân 1+aTs.
Vì vậy ta sẽ lắp thêm khâu tiền xử lý:
1
( )
1
M s
aTs
(3.56)
Vấn đề còn lại là xác định a để hàm truyền đạt mới ….có dải tần số thấp thỏa
mãn '
( ) 1G j  là rộng nhất.
Ta tính ra a=4. Kết luận:
* Nếu đối tượng là tích phân quán tính bậc nhất thì
- Chọn bộ điều khiển PI với 1
1
1
4 ;
2
i pT T k
kT
(3.57)

44
- Chọn bộ tiền xử lý là:
2
1
( )
1 4
M s
sT
(3.58)
* Nếu đối tượng là tích phân quán tính bậc hai thì:
- Chọn bộ điều khiển PID với
1 2
1 2 2
1 2 2
4 1
4 ; ;
4 8
i d p
TT
T T T T k
T T kT
(3.59)
- Chọn bộ tiền xử lý là:
2
1
( )
1 4
M s
sT
(3.60)
d. Khả năng ứng dụng cho đối tượng tích phân quán tính bậc cao
Hàm truyền đạt đối tượng có dạng:
1 2
( )
(1 )(1 ).....(1 )n
k
S s
s T s T s T s
(3.61)
Nhờ phương pháp hằng số thời gian nhỏ ta có thể xấp xỉ mô hình về dạng
( )
(1 )
k
S s
s Ts
với
1
n
i
i
T T (3.62)
Hoặc
1 2
( )
(1 )(1 )
k
S s
s T s T s
với T1 là hằng số thời gian lớn vượt trội nhất và
2
n
i
i
T T (3.63)
Từ đó ta áp dụng công thức như ở phía trên ta sẽ thu được tham số bộ điều khiển PID.
3.3. Thiết kế bộ điều khiển
3.3.1. Phương pháp tối ưu Modul
Dựa vào phương pháp tối ưu modul ta có bộ điều khiển PI có dạng:
1
(1 )d
i
PI K
T s
(3.64)
Từ mô hình đối tượng:
370.81
1 873
s
G e
s
(3.65)
Ta có công thức:
873
873
14.54
2 2.0,81.37
i
d
T T
T
K
KL
(3.66)

45
3.3.2. Phương pháp Ziegler- Nichols để xác định tham số cho bộ điều khiển PID
truyền thống.
a. Phương pháp Ziegler- Nichols I
Luật KP Ti TD
P T/KL
PI 0.9T/KL 10L/3
PID 1.2T/KL 3L L/2
Bảng 4.1 Tham số bộ điều khiển theo phương phápZiegler- Nichols I
Đối với đối tượng lò điện trở có hàm truyền:
37
0.81
W
873 1
s
DT
e
s
(3.67)
Thì bảng thông số cho các bộ điều khiển là:
Luật KP Ti TD
P 29.1
PI 26,22 123,33
PID 34,92 111 18,5
Bảng 4.2. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols I cho đối tượng
lò điện trở
b. Phương pháp Ziegler- Nichols II
Phương pháp này tính các tham số của bộ điều khiển dựa trên Kth và Tth
* Xác định Kth và Tth
>> Gh=tf(0.81,[873 1])
>> Gh.inputdelay=37
>> Gh_app=pade(Gh,3)
>> rlocus(Gh_app)
Vậy Kth của hàm xấp xỉ là : 47,3

46
Hình 3.7: Quỹ đạo nghiệm số
Sau khi xác định được Kth của hàm xấp xỉ Gh_app, thay vào đối tượng để hiệu
chỉnh lại tham số Kth để hệ kín của đối tượng ở chế độ biên giới ổn định, tức là h(t) có
dạng điều hòa.
Với Kth = 47 thì hệ kín có dạng dao động điều hòa:
Hình 3.8: Sơ đồ mô phỏng khi Kth=47

47
Từ đồ thị ta được Tth =140
Luật tính toán bộ tham số theo phương pháp Ziegler- Nichols II
Luật KP Ti TD
P 0.5Kth
PI 0.45Kth 0.85Tth
PID 0.6Kth 0.5Tth 0.12Tth
Bảng 4.3. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II
Đối với đối tượng lò điện trở có hàm truyền
37
0.81
W
873 1
s
DT
e
s
Thì bảng thông số cho các bộ điều khiển là:
Luật KP Ti TD
P 23,5
PI 21,25 119
PID 28,2 70 16,8
Bảng 4.4. Tham số bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols II cho đối tượng
lò điện trở

48
CHƢƠNG 4
MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
4.1. Mô phỏng
4.1.1. Kết quả mô phỏng bộ điều khiển theo phương pháp Tối ưu môdul
Hình 4.1: Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển
* Đáp ứng đối tượng (với điều kiện nhiệt độ ban đầu 500
C)
Hình 4.2: Đáp ứng của hệ lò điện trở và bộ PID theo phương pháp tối ưu môdul

49
4.1.2. Kết quả mô phỏng bộ điều khiển theo phương pháp Ziegler- Nichols
Ziegler – Nichols I
Ziegler – Nichols II
* Nhận xét:
Từ kết quả mô phỏng ta nhận thấy: 2 phương pháp Ziegler- Nichols có độ quá
điều chỉnh lớn, đáp ứng nhanh. Phương pháp tối ưu môdul có thời gian đáp ứng chậm,
không có độ quá điều chỉnh. Từ yêu cầu công nghệ: không cho phép có độ quá điều
chỉnh cao. Vì vậy ta lựa chọn các tham số điều khiển bộ PID theo phương pháp tối ưu
môđul.

50
4.2. Thiết kế hệ thống - Thực nghiệm
4.2.1. Tổng quan phần cứng của hệ thống.
Luận văn thể hiện tính cấp thiết trong thực tế của việc điều khiển lò nhiệt dùng
cho việc sấy dầu, việc thiết kế theo yêu cầu thực tế của đối tượng điều khiển, cơ sở
thực nghiệm và trình độ của người thiết kế. Phần cứng thiết kế đáp ứng được đầy đủ
các yêu cầu về điều khiển cho mô hình đối tượng là lò điện trở. Ngoài ra, phần cứng
thiết kế được tích hợp thêm các phần cứng với mục đích để phát triển và nâng cấp hệ
thống sau này.
Phần cứng thiết kế bao gồm các khối sau:
- Khối nguồn: Cấp nguồn cho các linh kiện trong mạch hoạt động bao gồm
nguồn +5V, -5V và +12V.
- Khối xử lý trung tâm: sử dụng vi xử lý DsPIC30F4013 có tốc độ tính toán,
xử lý nhanh, đáp ứng được yêu cầu bài toán đặt ra.
- Khối hiển thị: sử dụng LED 7 thanh hiển thị giá trị nhiệt độ đo và các thông
số hệ thống.
- Khối LED chỉ thị: dùng LED đơn chỉ thị nguồn và LED RUN chỉ thị hoạt
động của hệ thống.
- Khối truyền thông: truyền thông nối tiếp RS232 sử dụng MAX232.
- Khối chuyển đổi tương tự sang số dùng DAC MCP4922
- Khối điều khiển rơle: điều khiển ON/OFF.
- Khối đầu vào cách ly: nhận biết các đầu vào hệ thống.
- Khối đo nhiệt độ sử dụng PT100: đo nhiệt độ lò điện trở.
- Khối bắt điểm 0: nhận biết thời điểm gốc phát xung điều khiển.
- Khối điều khiển TRIAC (sử dụng BTA41): điều khiển nhiệt độ bằng cách
điều chỉnh điện áp cho lò điện trở để gia nhiệt.
4.2.2. Thiết kế chi tiết phần cứng.
Phần cứng thiết kế phải đảm bảo yêu cầu của bài toán là điều khiển ổn định nhiệt
độ của mô hình lò điện trở. Nhiệm vụ đặt ra là điều khiển nhiệt độ bám theo nhiệt độ
đặt 90o
C với bài toán sấy dầu, với độ sai số cho phép. Từ yêu cầu bài toán thiết kế, tôi
đưa ra phần cứng thiết kế chi tiết như trình bày ở phần sau.
a. Khối nguồn

51
G
N
D
1
0
0
u
F
U0C1
U0D1
FR207
1
0
0
u
U0L1
G
N
D
1
0
0
0
u
F
U0C2
G
N
D
5VDC
12VDC
U0C3
U0C4
U0C5
U0C6
F
B
4
VIN
1
ON/OFF
5
G
N
D
3
O
U
T
2
U
0
LM2576HVT-5
Hình 4.5: Sơ đồ khối nguồn 5V
V i n
6
O S C
7
C a p -
4
C a p +
2
V o u t
5
V +
8
G N D
3
7 6 6 0
L M C 7 6 6 0
7 6 6 0 C 2
1 0 0 u F
G N D
5 V D C
- 5 V D C
7 6 6 0 C 1
7 6 6 0 C 3
1 0 0 u F
G N D
Hình 4.6: Sơ đồ khối nguồn -5V
Nguồn đầu vào 12V/4A được đưa tới IC LM2576-5.0. LM2576 là IC nguồn tích
hợp của mạch nguồn xung theo nguyên lý nguồn buck. IC LM2576-5.0 cho ra điện áp
đầu ra cố định là 5V và dòng đầu ra là 3A. Điện áp 5V cho qua IC LM7660 tạo ra điện
áp -5V dùng cho các IC khuếch đại thuật toán dùng trong phần mạch đo lường nhiệt
độ.
b. Khối xử lý trung tâm
Khối xử lý trung tâm sử dụng vi xử lý DsPIC30F4013 của hãng Microchip. Sơ
đồ chân của nó như sau:
Hình 4.7: Sơ đồ khối chân vi xử lý DsPIC30F4013
DsPIC30F4013 là một chip xử lý mạnh với bộ xử lý 16 bit, dựa trên kiến trúc
Harvard sửa đổi, tốc độ tính toán cao, kết hợp các chức năng điều khiển tiện ích của

52
một bộ vi điều khiển hiệu năng cao và đặc biệt có thể thực hiện chức năng của một bộ
xử lý tín hiệu số DSP.
Các đặc điểm kỹ thuật chính của dsPIC30f6014A như sau:
- Tập lệnh tối ưu cho ngôn ngữ lập trình C với chế độ địa chỉ linh hoạt.
- Tập lệnh gồm 84 lệnh cơ bản với độ dài lệnh 24 bit, độ dài dữ liệu 16 bit.
- 48 KB bộ nhớ Flash, có thể nạp lại nhiều lần.
- 2 KB bộ nhớ RAM.
- 1 KB bộ nhớ EEPROM cho phép lưu các tham số mà không cần nguồn
nuôi.
- Tốc độ xử lý tối đa 30 triệu lệnh trong 1 giây (30MIPs).
- 33 nguồn tạo ngắt với 3 nguồn ngoài, 8 mức ưu tiên.
- 16 thanh ghi 16 bit.
- Module xử lý tín hiệu số DSP được tích hợp.
- Các chân vào/ra có khả năng chịu dòng cao: 25mA.
- 5 module định thời (Timer) với tần số xung clock có thể chia được và cấu
hình thành Timer 16 bit hoặc Timer 32 bit.
- Bộ điều chế độ rộng xung (PWM) với độ phân giải 16 bit.
- Module truyền dữ liệu SPI qua 3 dây dẫn (hỗ trợ chế độ 4 khung truyền).
- Module truyền dữ liệu I2C hỗ trợ chế độ đa chủ/tớ và các chế độ định địa
chỉ 7 bit/ 10 bit.
- 2 module truyền thông nối tiếp (UART) với bộ đệm FIFO.
- Module truyền thông CAN tương thích chuẩn 2.0B.
- 13 kênh chuyển đổi tín hiệu tương tự - số (ADC) 12 bit với tốc độ lấy mẫu
lên tới 100Ksps.
Trong mạch nguyên lý:

Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT

Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT

Similar to Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT (20)

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đề tài: Xây dựng hệ điều khiển nhiệt độ lò sấy dầu nguyên liệu, HOT