Bài giảng Cơ sở tự động - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống tự động - Huỳnh Thái Hoàng

ôïng ñieu khien vaø boä ñieu
khieån söû duïng trong caùc heä thoáng sau:
 Ñieàu khieån nhieät ñoä baøn uûi (chaáp nhaän sai soá lôùn) vôùi ñieàu
khieån nhieät ñoä loø saáy (khoâng chaáp nhaän sai soá lôùn).
 Ñieàu khieån möïc nöôùc trong boàn chöùa cuûa khaùch saïn (chæ caàn
à à å áñaûm baûo luoân coù nöôùc trong bon) vôùi ñieu khien möïc chat
loûng trong caùc daây chuyeàn saûn xuaát (möïc chaát loûng caàn giöõ
khoâng ñoåi).
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 22
 
Nguyeân taéc 3: Nguyeân taéc boå sung ngoaøi
 Moät heä thoáng luoân toàn taïi vaø hoaït ñoäng trong moâi tröôøng cuï theå
vaø coù taùc ñoäng qua laïi chaët cheõ vôùi moâi tröôøng ñoù. Nguyeân taéc boå
sung ngoaøi thöøa nhaäân coù moät ñoái töôïng chöa bieát (hoäp ñen) taùc
ñoäng vaøo heä thoáng vaø ta phaûi ñieàu khieån caû heä thoáng laãn hoäp ñen.
 YÙ hó Khi thi át k á h ä th á tö ñ ä á h ä th á ù ùng a: e e e ong ï ong, muon e ong co co
chaát löôïng cao thì khoâng theå boû qua nhieãu
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 23
Nguyeân taéc 4: Nguyeân taéc döï tröõ
 Vì nguyeân taéc 3 luoân coi thoâng tin chöa ñaày ñuû phaûi ñeà phoøng caùc
baát traéc xaûy ra vaø khoâng ñöôïc duøng toaøn boä löïc löôïng trong ñieàu
kieän bình thöôøng. Voán döï tröõ khoâng söû duïng, nhöng caàn ñeå ñaûm
baûo cho heä thoáng vaän haønh an toaøn.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 24
Nguyeân taéc 5: Nguyeân taéc phaân caáp
 Moät heä thoáng ñieàu khieån phöùc taïp caàn xaây döïng nhieàu lôùp ñieàu
khieån boå sung cho trung taâm. Caáu truùc phaân caáp thöôøng söû duïng
laø caáu truùc hình caây.
 Ña soá heä thoáng ñieàu khieån trong caùc daây chuyeàn saûn suaát hieän
nay coù theå chia laøm 3 caáp:
 Caáp thöïc thi: ñieàu khieån thieát bò, ñoïc tín hieäu töø caûm bieán.
 Caáp phoái hôpï
 Caáp toå chöùc vaø quaûn lyù
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 25
Nguyeân taéc 5: Nguyeân taéc phaân caáp
Thí du: Heä SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)ï
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 26
Nguyeân taéc 5: Nguyeân taéc phaân caáp
Thí du: Heä thoáng saûn xuaát linh hoat (FMS)ï ï
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 27
Nguyeân taéc 6: Nguyeân taéc caân baèng noäi
 Moãi heä thoáng caàn xaây döïng cô cheá caân baèng noäi ñeå coù khaû naêng
töï giaûi quyeát nhöõng bieán ñoäng xaûy ra.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 28
Phaân loaïi heä thoáng ñieàu khieån
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 29
Phaân loaïi döïa treân moâ taû toaùn hoïc cuûa heä thoáng
á á û è Heä thong lieân tuïc: Heä thong lieân tuïc ñöôïc moâ ta bang phöông
trình vi phaân.
Heä thoáng rôøi rac: Heä thoáng rôøi rac ñöôc moâ taû baèng phöôngï ï ï
trình sai phaân.
 Heä thoáng tuyeán tính: heä thoáng ñöôïc moâ taû bôûi heä phöông trình vi
áphaân/sai phaân tuyen tính.
Heä thoáng phi tuyeán: heä thoáng moâ taû bôûi heä phöông trình vi
phaân/sai phaân phi tuyeán.
 Heä thoáng baát bieán theo thôøi gian: heä soá cuûa phöông trình vi
phaân/ sai phaân moâ taû heä thoáng khoâng ñoåi.
Heä thoáng bieán ñoåi theo thôøi gian: heä soá cuûa phöông trình vi
phaân/ sai phaân moâ taû heä thoáng thay ñoåi theo thôøi gian.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 30
Phaân loaïi döïa treân soá ngoõ vaøo – ngoõ ra heä thoáng
 Heä thoáng moät ngoõ vaøo – moät ngoõ ra (heä SISO): (Single Input –
Single Output).
Heä thoáng nhieàu ngoõ vaøo nhieàu ngoõ ra (heä MIMO): (Multi–
Input –Multi Output).
Ña soá caùc heä thoáng trong thöïc teá ñeàu laø heä phi tuyeán bieán ñoåi
theo thôøi gian, nhieàu ngoõ vaøo, nhieàu ngoõ ra.
Moân hoc Cô sôû tö ñoäng chæ ñeà caäp ñeán lyù thuyeát ñieàu khieån heäï ï
tuyeán tính baát bieán, moät ngoõ vaøo, moät ngoõ ra
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 31
Phaân loaïi theo chieán löôïc ñieàu khieån
 Muïc tieâu ñieàu khieån thöôøng gaëp nhaát laø sai soá giöõa tín hieäu ra vaø
tín hieäu vaøo chuaån caøng nhoû caøng toát. Tuøy theo daïng tín hieäu vaøo
maø ta coù caùc loai ñieàu khieån sau:ï
 Ñieàu khieån oån ñònh hoùa: Neáu tín hieäu chuaån r(t) = const, ta goïi
laø ñieàu khieån oån ñònh hoùa.
Ñi à khi å th hö t ì h Tí hi ä ø ( ) l ø h ø h ñ åi eu en eo c ông r n : n eu vao r t a am t ay o
theo thôøi gian nhöng ñaõ bieát tröôùc.
 Ñieàu khieån theo doõi: Tín hieäu vaøo r(t) laø haøm khoâng bieát tröôùc
theo thôøi gian.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 32
Lòch söû phaùt trieån lyù thuyeát ñieàu khieån
 Ñieàu khieån kinh ñieån
 Ñieàu khieån hieän ñaïi
 Ñi à khi å th â i heu en ong m n
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 33
Ñieàu khieån kinh ñieån
 Moâ taû toaùn hoïc duøng ñeå phaân tích vaø thieát keá heä thoáng laø haøm
truyeàn.
 Ñaëc ñieåm:
 Ñôn giaûn
 AÙp dung thuaän lôi cho heä thoáng tuyeán tính baát bieán moät ngoõï ï
vaøo, moät ngoõ ra.
 Kyõ thuaät thieát keá trong mieàn taàn soá.
 Caùc phöông phaùp phaân tích vaø thieát keá heä thoáng:
 Quyõ ñaïo nghieäm soá.
 Ñ ë tí h t à á bi å ñ à N i t bi å ñ à B dac n an so: eu o yqu s , eu o o e.
 Boä ñieàu khieån:
 Sôùm treå pha
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 34
 PID (Proportional – Integral – Derivative)
Ñieàu khieån hieän ñaïi
ế Moâ taû toaùn hoïc chủ y u duøng ñeå phaân tích vaø thieát keá heä thoáng laø
phöông trình traïng thaùi.
 Ñaëc ñieåm:
 Coù theå aùp duïng cho heä thoáng phi tuyeán, bieán ñoåi theo thôøi
gian, nhieàu ngoõ vaøo, nhieàu ngoõ ra.
 Kyõ thuaät thieát keá trong mieàn thôøi gian
 Caùc phöông phaùp thieát keá heä thoáng:
 Ñieàu khieån toái öu.
 Ñieàu khieån thích nghi.
 Ñi à khi å b à öõeu en en v ng
 Boä ñieàu khieån:
 Hoài tieáp trang thaùi
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 35
ï
Ñieàu khieån thoâng minh
 Veà nguyeân taéc khoâng caàn duøng moâ hình toaùn hoïc ñeå thieát keá heä
thoáng.
 Ñaëc ñieåm:
Moâ phoûng/baét chöôùc caùc heä thoáng thoâng minh sinh hoïc.
 Boä ñieàu khieån coù khaû naêng xöû lyù thoâng tin khoâng chaéc chaén,
coù khaû naêng hoïc, coù khaû naêng xöû lyù löôïng lôùn thoâng tin.
 Caùc phöông phaùp ñieàu khieån thoâng minh
 Ñieàu khieån môø (Fuzzy Control).
Maïng thaàn kinh nhaân taïo (Neural Network).
 Th ät t ù di t à (G ti Al ith )ua oan ruyen ene c gor m .
 
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 36
Noäi dung moân hoïc Cô sôû ñieàu khieån töï ñoäng
 N äi d hí h û â h Cô ôû t độ h û á ñ à á ñ áo ung c n cua mon oïc s ự ng c u yeu e cap en
caùc phöông phaùp kinh ñieån phaân tích, thieát keá heä thoáng tuyeán
tính, baát bieán, moät ngoõ vaøo, moät ngoõ ra. Do vaäy kieán thöùc coù ñöôïc
töø moân hoïc giuùp kyõ sö coù theå phaân tích, thieát keá heä thoáng ñieàu
khieån ôû caáp thöïc thi (caáp ñieàu khieån thieát bò trong heä thoáng ñieàu
khieån phaân caáp).
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 37
Caùc moân hoïc lieân quan
 Ñ å ù th å thi át k á ñöô ù h ä th á ñi à khi å ôû á thö thie co e e e ïc cac e ong eu en cap ïc
thöïc teá, ngoaøi kieán thöùc veà lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng ngöôøi
thieát keá caàn naém vöõng kieán thöùc caùc lieân quan nhö:
Maïch ñieän, maïch ñieän töû
 Ño löôøng coâng nghieäp
 Kyõ thuaät soá, vi xöû lyù
 Ño löôøng ñieàu khieån duøng maùy tính,
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 38
Caùc moân hoïc naâng cao lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng 
 Caùc PP ñieàu khieån hieän ñai seõ ñöôc ñeà caäp ñeán trong moân hoc:ï ï ï
 Lyù thuyeát ñieàu khieån hiện đại(baäc Ñaïi hoïc).
 Ñieàu khieån toái öu (baäc Cao hoïc).
 Ñieàu khieån thích nghi beàn vöõng (baäc Cao hoïc).
 Ñieàu khieån heä ña bieán (baäc Cao hoïc).
à å á Ñieu khien heä phi tuyen (baäc Cao hoïc).
 Caùc PP ñieàu khieån thoâng minh seõ ñöôïc ñeà caäp ñeán trong moân hoïc
 Trí tueä nhaân tao vaø heä chuyeân gia (baäc Ñai hoc)ï ï ï
 Heä thoáng ñieàu khieån thoâng minh (baäc Cao hoïc).
Mang neuron nhaän dang, dö baùo vaø ñieàu khieån (baäc Cao hoc).ï ï ï ï
 Caùc PP nhaän daïng heä thoáng seõ ñöôïc ñeà caäp ñeán trong moân hoïc:
Moâ hình moâ phoûng (baäc Ñaïi hoïc)
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 39
Moâ hình hoùa, nhaän daïng vaø moâ phoûng (baäc Cao hoïc)
Moät soá thí duï veà caùc heä thoáng ñieàu khieån
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 40
Caùc öùng duïng cuûa lyù thuyeát ñieàu khieån
 Aùp duïng trong haàu heát taát caû caùc lónh vöïc kyõ thuaät
 Heä thoáng saûn xuaát: nhaø maùy xi maêng, nhaø maùy ñöôøng,.
 Q ù t ì h â hi ä hi ät ñ ä lö löô ù át t á ñ äua r n cong ng ep: n e o, u ïng, ap sua , oc o,
 Heä cô ñieän töû: caùnh tay maùy, maùy coâng cuï,
 Heä thoáng thoâng tin
 Heä thoáng saûn xuaát vaø truyeàn taûi naêng löôïng
 Phöông tieän giao thoâng: xe hôi, taøu hoûa, maùy bay, taøu vuõ truï,
 Thieát bò quaân söï
 Thieát bò ño löôøng
 Thieát bò ñieän töû daân duïng: maùy ñieàu hoøa, ti vi, tuû laïnh, maùy
giaët, maùy aûnh, noài côm ñieän,
 Thieát bò y teá
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 41
Heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoää
 Nhieät ñoä laø ñaïi löôïng tham gia vaøo nhieàu quaù trình coâng ngheä:
saûn xuaát xi maêng, gaïch men, nhöïa, cao su, hoùa daàu, thöïc phaåm,...
à å å à Muïc tieâu ñieu khien thöôøng laø giöõ cho nhieät ñoä on ñònh (ñieu
khieån oån ñònh hoùa) hay ñieàu khieån nhieät ñoä thay ñoåi theo ñaëc tính
thôøi gian ñònh tröôùc (ñieàu khieån theo chöông trình).
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 42
Nhaø maùy xi maêng Nhaø maùy giaáy
Heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoää
 Heä thoáng saáy noâng saûn (caø pheâ, haït ñieàu, tieâu,.)
Heä thoáng saáy noâng saûn
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 43
Heä thoáng oån ñònh nhieät ñoää
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 44
Heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä theo chöông trình
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 45
4.7k 4.7k
VCC
4.7k 4.7k
Boä ñieàu khieån vaø giao tieáp ngöôøi duøng
1k
D6
LED 7DOAN1 4 5 7
1k
PORTD
Q2
A1015
Q3
A1015PORTD 1k
1k
Q1
A1015PORTD
Q4
A1015PORTD
. . . .
_4 5 7
V
C
C
1
AF
V
C
C
2
V
C
C
3
V
C
C
4
G CD
O
T
DE B
DOT
238 91
0
1
1
1
2
6
AFG CD DE B
G
C
E
D
VCC
VCC F
A
B
D
SW4A
V_sensor
G
F
B
VREF+
SW4
10k
E
PIC16F877A
2
3
4
5
6
7
33
34
35
36
37
38
39
40
1
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2/VREF-/CVREF
RA3/AN3/VREF+
RA4/T0CKI/C1OUT
RB0/INT
RB1
RB2
RB3/PGM
RB4
RB5
RB6/PGC
MCLR*/VPP
DOT
10k
C
SW5
SW2
SW3
PORTD
10MHz
C16
33p
SW3
SW4
PORTD
PORTD
SW1
SW2
15
16
17
18
23
24
25
26
19
20
21
22
27
28
29
30
13
8
9
RA5/AN4/SS*/C2OUT RB7/PGD
RC0/T1OSO/T1CKI
RC1/T1OSI/CCP2
RC2/CCP1
RC3/SCK/SCL
RC4/SDI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC7/RX/DT
RD0/PSP0
RD1/PSP1
RD2/PSP2
RD3/PSP3
RD4/PSP4
RD5/PSP5
RD6/PSP6
RD7/PSP7
OSC1/CLKIN
RE0/RD*/AN5
SW2
SW3
PORTC
PORTD
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 46
CRYSTAL
VCC SW1
C17
33p
SW1
14
32
11
31
12
10
OSC2/CLKOUT
VDD
VDD
VSS
VSS
RE1/WR*/AN6
RE2/CS*/AN7
+5V
Maïch ño nhieät ñoä duøng caëp nhieät ñieän (buø nhieät duøng LM335)
R1
10k
Rf 1
18k
R3
3.3k
Rf 2
10k
+5V
v1
R2
10k -
+
U1
OP07
3
2
6
7
4 8
1
+5V
+
- U5
OP07
3
2
6
7
4 8
1
v4
RA0/AN0
-5V
-
+
U6
OP07
3
2
6
7 1
+5V
4 8
v2
-5V
4 8
R6
1k
-5V
-
+ U2
OP07
3
2
6
7 1
R4
2.2k
-5V
LM335
v3R8
22k
R10
1k
4 8
R5
10k
R9
10k
+5V
Thermocouple
+ C17
10u
R7
100
+
- U4
OP07
3
2
6
7 1-
-
+ U3
OP07
3
2
6
7
4 8
1
R11
+5V
Vout = 0.0391Td
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 47
-5V
4 8
4 8
2.2k
-5V
Maïch ño nhieät ñoä duøng caëp nhieät ñieän (buø nhieät duøng LM35)
5V
U2
7 1
5VU1
LM35
1
V
C
C
2
C1
10uF
-
+
OP07
3
2
6
4 8
5 5V 5
2
G
N
D
VOUT
V V R1
25k
0
0
- V
-
+
U4
OP07
3
2
6
7 1
V
-
+
U5
OP07
3
2
6
7 1
R5 PA0/ADC0
3
G
V3 Vout
4 85V
R6R2J1
Thermo couple
1 +
U3
3
6
7 1
4 8-5V -5V
R41.8k
100
V1 R3
C2
10uF
3.9k100
-5V
-
OP07
2
4 8
100
0
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 48
0 0
Mạch coâng suaát
+12V
6
HeaterFUSER3
470
220Vac
0Vdc
Q2
BTA16
Q1
R1
U15
MOC3020
1
2
4PORTC
Q2SC1815
47k
R2
330
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 49
Moät heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä thöïc teá
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 50
Heä thoáng ñieàu khieån ñoäng cô
 Ñ ä ô (DC AC) l ø thi át bò t à ñ ä ñöô öû d át h åong c , a e ruyen ong ïc s uïng ra p o
bieán trong maùy moùc, daây chuyeàn saûn suaát.
 Coù 3 baøi toaùn ñieàu khieån thöôøng gaëp: ñieàu khieån toác ñoä, ñieàu
khieån vò trí, ñieàu khieån moment.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 51
Heä thoáng ñieàu khieån ñònh vò anten
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 52
Ñieàu khieån PID vò trí ñoäng cô DC 
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 53
Ñieàu khieån PID soá toác ñoä ñoäng cô DC 
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 54
Moät heä thoáng ñieàu khieån ñoäng cô thöïc teá
 Ñoäng cô: DC AC , 
 Caûm bieán: bieán trôû, maùy phaùt toác, encoder
 Boä ñieàu khieån: DC Driver, AC Driver (Inverter)
DC Motor
Encoder
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 55
DC Driver
Heä thoáng ñieàu khieån möïc chaát loûng
 Heä thoáng ñieàu khieån möïc chaát loûng thöôøng gaëp trong caùc quaù
trình coâng nghieäp cheá bieán thöïc phaåm, nöôùc giaûi khaùc, caùc heä
h á û l ù ù h ûit ong xö y nöôc t a ,...
 Ñieàu khieån möïc chaát loûng, ñieàu khieån löu löôïng chaát loûng
 Caùc loaïi caûm bieán ño möùc chaát loûng:
 Caûm bieán ño dòch chuyeån: bieán trôû, encoder
 Caûm bieán aùp suaát
 Caûm bieán ñieän dung
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 56
Moät thí duï heä thoáng ñieàu khieån möïc chaát loûng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 57
Hình veõ tham khaûo töø giaùo trình: Cô sôû töï ñoäng hoïc, Löông vaên Laêng, NXB Ñaïi hoïc Quoác Gia
Moâ hình ñieàu khieån möïc chaát loûng trong phoøng thí nghieäm
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 58
Heä thoáng ñieàu khieån ñoä ñaäm ñaëc boät giaáy
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 59
Heä thoáng ñieàu khieån goùc caùnh naâng maùy bay
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 60
Heä thoáng ñieàu khieån goùc caùnh naâng maùy bay
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 61
Sô ñoà khoái heä thoáng ñieàu khieån goùc caùnh naâng maùy bay
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 62
Heä thoáng ñieàu khieån maùy CNC
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 63
Sô ñoà khoái heä thoáng ñieàu khieån maùy CNC
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 64
Heä thoáng chöng caát (coâng ngheä hoùa hoïc)
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 65
Heä thoáng ñieàu khieån maùy phaùt ñieän hôi nöôùc
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 66
ÑIEÀU KHIEÅN TÖÏ ÑOÄNG
TAÏI SAO CAÀN CÔ SÔÛ TOAÙN HOÏC?
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 67
Caùc chieán löôïc ñieàu khieån
(t)
Bộ điề khiể
y(t)r(t)
Đối t
u(t)e(t)
n
 u n ượng
yht(t)
Cảm biến
 ON-OFF: Tín hieäu ñieàu khieån u(t) chæ coù hai möùc 0 hoaëc 1
 Lieân tuïc: Tín hieäu ñieàu khieån u(t) nhaän giaù trò lieân tuïc baát kyø.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 68
Ñieàu khieån ON-OFF
 Ñôn giaûn, khi phaân tích vaø thieát keá khoâng caàn döïa vaøo toaùn hoïc
à å à å Chæ cho keát quaû ñieu khien toát khi ñoái töôïng ñieu khien khoâng coù
quaùn tính hoaëc coù quaùn tính raát beù.
 Moät soá thí duï:
 Ñieàu khieån caùc phaàn töû khí neùn
 Ñieàu khieån ñoäng cô keùo baêng taûi trong moät soá daây chuyeàn saûn
xuaát.
 Caùc öùng dung khaùc khi khoâng caàn yeâu caàu ñieàu khieån chínhï
xaùc.
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 69
Thí duï ñieàu khieån möïc chaát loûng trong boàn chöùa
LH
LL
Maùy bôm
V û
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 70
Boàn chöùa an xa
Caûm bieán möùc chaát loûng
 Phao
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 71
Caûm bieán möùc chaát loûng
 C û bi á ñi ä dam en en ung
 Nguyeân lyù hoaït ñoäng
 Phaùt hieän ra chaát loûng: ON
 Khoâng phaùt hieän chaát loûng: OFF
LL
LL
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 72
Thieát bò ñieàu khieån
 Relay
R
R
R
Ti á ñi å thöôø ñ ùN h â ñi ä ep em ng ong
Tieáp ñieåm thöôøng môû
am c am en
Loø xo
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 73
Sô ñoà ñieàu khieån möùc chaát loûng trong boàn
0VSô ñoà ñieàu khieån
LH LL K1
+24V
K1
K1
M~220V
Sô ñoà ñoäng löïc
K1
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 74
Ñaùp öùng cuûa heä thoáng ñieàu khieån ON-OFF möùc chaát loûng
y(t)
HIGH
tDao ñoäng
LOW
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 75
Thí duï ñieàu khieån coång töï ñoäng
coång
ñoäng cô
caûm bieán LS1caûm bieán LS2 
(coâng taéc haønh trình)
(coâng taéc haønh trình)
Yeâu caàu: Nhaán nuùt [MÔÛ]  coång môû
Nhaán nuùt [ÑOÙNG] coång ñoùng
Nhaán nuùt [DÖØNG] coång döøng
MÔÛ
ÑOÙNG
DÖØNG
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 76
Caûm bieán vò trí
 Coâng taéc haønh trình
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 77
Caûm bieán vò trí
 Caûm bieán ñieän caûm
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 78
Sô ñoà ñieàu khieån coång töï ñoäng
+24V 0V
Döøng Môû K1K2
K1
LS1
Ñoùng K1LS2 K2
K2
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 79
Sô ñoà ñoäng löïc ñieàu khieån coång töï ñoäng 
Nguoàn DC+ 
K1 K2
M
K1K2
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 80
Sô ñoà ñoäng löïc ñoäng cô DC
Sô ñoà ñoäng löïc ñieàu khieån coång töï ñoäng 
3Pha220V
K1 K1 K1 K2K2K2
M
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 81
Sô ñoà ñoäng löïc ñoäng cô AC
Khuyeát ñieåm
 Chaát löông ñieàu khieån coù ñaûm baûo khoâng neáu coång coù quaùnï
tính lôùn?
 AÙp duïng sô ñoà töông töï ñeå ñieàu khieån thang maùy di chuyeån
töø taàng naøy ñeán taàng khaùc ngöôøi söû duïng thang coù caûm thaáy
an toaøn, thoaûi maùi?
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 82
Heä thoáng ñieàu khieån ñònh vò anten
Bieán trôû
(vò trí ñaët)
AÊn-ten
Boä ñieàu khieån
Ñoäng cô
Bieán trôû
û á
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 83
(cam bien vò trí)
Heä thoáng ñieàu khieån ñònh vò anten: Ñieàu khieån ON-OFF
 e(t) = 0  u(t)=0
 e(t) > 0  u(t)=+V
 e(t) < 0  u(t)=V
(t)c Dao ñoäng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 84
t
Heä thoáng ñieàu khieån ñònh vò anten: Ñieàu khieån ON-OFF
 |e(t)|    u(t)=0
 e(t) >   u(t)=+V
 e(t) <    u(t)=V
c(t)c(t)
 lôùn: Sai soá nhoû: Dao ñoäng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 85
tt
Heä thoáng phaùt hieän hoäp söõa roãng
Hoäp söõa
Loaïi boû
CB
Ñaït
C l h khí
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 86
y- an 
Thieát bò chaáp haønh: cy-lanh khí neùn
Xylanh khí 2 chieàu 
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 87
Thieát bò chaáp haønh: cy-lanh khí neùn
Xylanh khí 1 chieàu 
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 88
Relay thôøi gian (Timer)
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 89
Sô ñoà ñieàu khieån loaïi boû hoäp söõa roãng
+24V 0V
CB T2 R
Giöõ trang thaùi loãi
R
 ï 
Th øi i ì h õR T1
T1
ô g an tr oan 
tröôùc khi ñaåy hoäp
T2
K
Thôøi gian ñaåy hoäp
åVan khí ñay hoäp
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 90
Daây chuyeàn ñoùng hoäp taùo
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 91
Phaùt hieän taùo: Caûm bieán quang
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 92
Thieát bò ñeám taùo: Boä ñeám (Counter)
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 93
Daây chuyeàn ñoùng hoäp taùo: Sô ñoà ñieàu khieån
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 94
Boä ñieàu khieån laäp trình (PLC  Programmable Logic Controller)
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 95
Haïn cheá cuûa phöông phaùp ñieàu khieån ON-OFF
y(t)
t
 Ñoái töôïng coù quaùn tính, ñaùp öùng coù dao ñoäng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 96
Caûi thieän chaát löôïng khi ñoái töôïng coù quaùn tính? 
y(t)
t
 Caàn hieåu bieát veà ñaëc tính ñoäng hoïc cuûa heä thoáng.
Moâ hình toaùn hoc  Lyù thuyeát ñieàu khieån tö ñoäng
9 September 2011 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 97
ï ï