Tài liệu Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau

Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ---------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC HAI BÌNH THÔNG NHAU Giáo viên hướng dẫn : ThS. Chu Đức Việt Sinh viên thực hiện : Hà Nội, 2018 i Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN -***- CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc --------------------- NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên Khóa: 58 Viện: Điện Ngành: Cử nhân điều khiển và Tự động hóa 1. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau 2. Nội dung thiết kế: - Mô hình hóa - Thiết kế bộ điều khiển - mô phỏng - Thiết kế hệ thống điều khiển - Cài đặt bộ điều khiển và thực nghiệm  Cán bộ hướng dẫn: ThS.Chu Đức Việt Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: ......................................................................... Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ……………………………………………….. Ngày...... tháng ..... năm 2018 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ii Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................vii CHƯƠNG 1: BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN.....................................................2 1.1. Đặt vấn đề...............................................................................................2 1.2. Hệ thống bình mức.................................................................................2 1.3. Yêu cầu bài toán.....................................................................................3 1.4. Nhiệm vụ bài toán..................................................................................3 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ MÔ HÌNH HÓA........................................4 2.1. Phân tích.................................................................................................4 2.2. Mô hình hóa hệ thống.............................................................................4 2.2.1. Mô hình hóa đối tượng điều khiển......................................................4 2.2.2. Mô hình hóa lý thuyết..........................................................................5 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN.....8 3.1. Phương án thiết kế..................................................................................8 3.2. Thiết kế bộ PID bằng Matlab.................................................................9 3.2.1. Cơ sở lý thuyết.....................................................................................9 3.2.2. Thiết kế bộ PID bằng Matlab............................................................12 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN...............................17 4.1. Các thiết bị sử dụng trong mô hình.......................................................17 4.1.1. Cảm biến áp suất...............................................................................17 4.1.2. Van áp suất RCV Type 807...............................................................17 4.1.3. Bộ chuyển đổi dòng điện-áp suất Type 6102-53 i/p Converter ............18 4.1.4. Cảm biến đo lưu lượng YF-S201......................................................18 4.2. Tìm hiểu PLC s7 1200.........................................................................19 iii Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau 4.2.1. Tổng quan về PLC.............................................................................19 4.2.2. Cấu tạo của CPU PLC S7 1200.........................................................20 4.2.3. Modul SM 1234 AQ2x14Bit.............................................................22 4.3. Hệ thống điều khiển.............................................................................23 4.4. Bản vẽ thiết kế......................................................................................24 4.5. Thiết kế giao diện WinCC....................................................................25 4.6. Phần mềm.............................................................................................26 4.6.1. Phần mềm lập trình Tia V13..............................................................26 4.6.2. Khối PID_Compact...........................................................................28 4.6.3. Trình tự hoạt động.............................................................................30 4.6.4. Chương trình điều khiển hệ thống.....................................................30 CHƯƠNG 5: CÀI ĐẶT BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÃ ĐƯỢC THIẾT VẾ VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM..........................................................................35 5.1. Cài đặt bộ điều khiển PID trên PID_Compact.....................................35 5.2. Chạy thử nghiệm và hiệu chỉnh tham số..............................................37 5.3. Kết quả và đánh giá..............................................................................41 KẾT LUẬN.................................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................45 iv Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau DANH MỤC HÌ Hình 1. 1. Hệ thống bình nước......................................................................2 YHình 3. 1. Mô hình điều kiển của hệ thống...................................................9 Hình 3. 2. Bộ điều khiển PID......................................................................10 Hình 3. 3. Giao diện PID tuner....................................................................12 Hình 3. 4. Bảng thông số PI qua PID tuner.................................................13 Hình 3. 5. Giao diện làm việc của Identification tool.................................14 Hình 3. 6. Thiết lập dữ liệu vào...................................................................14 Hình 3. 7. Cài đặt dạng mô hình.................................................................15 Hình 3. 8. So sánh giá tri thực và nhận dạng..............................................16 YHình 4. 1. Cảm biến áp suất KL76S36......................................................17 Hình 4. 2. Kiểu đấu dây của cám biến........................................................17 Hình 4. 3. Van áp suất RCV Typy 807.......................................................17 Hình 4. 4. Bộ chuyển đổi dòng điện-áp suất Type 6102-53 i/p Converter. 18 Hình 4. 5. Cảm biến đo lưu lượng YF-S201...............................................18 Hình 4. 6. Sơ đồ chức năng của PLC..........................................................19 Hình 4. 7. Chu kì quét của PLC..................................................................20 Hình 4. 8. Hình ảnh CPU 1214...................................................................20 Hình 4. 9. Hình ảnh modul SM 1234..........................................................23 Hình 4. 10. Mô hình điều khiển bình mức..................................................24 Hình 4. 11. Sơ đồ đấu dây...........................................................................25 Hình 4. 12. Giao diện WinCC điều khiển bình mức...................................26 Hình 4. 13. Giao diện khởi động của TIA...................................................27 Hình 4. 14. Giao diện soạn thảo chương trình............................................27 Hình 4. 15. Sơ đồ của bộ PID_compact......................................................28 Hình 4. 16. Chương trình trên khối OB1(1)................................................32 Hình 4. 17. Chương trình trên OB1(2)........................................................33 Hình 4. 18. Khối PID_Compact trên OB30................................................33 v Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau Hình 4. 19. Chương trình reset và sửa lỗi trên OB 30.................................34 YHình 5. 1. Lựa chọn đối tượng điều khiển...................................................35 Hình 5. 2. Cài đặt kiểu tín hiệu vào, ra........................................................36 Hình 5. 3. Giao diện cài đặt giới hạn trên, dưới..........................................36 Hình 5. 4. Cài đặt thông số bộ PID.............................................................37 Hình 5. 5. Giao diện Wincc khi đặt giá trị 150 mm....................................39 Hình 5. 6. Giao diện Wincc khi có nhiễu tác động.....................................39 Hình 5. 7. Giao diện Wincc ở chế độ điều khiển bằng tay.........................40 Hình 5. 8. Giao diện HMI khi hệ thống dừng hoạt động............................40 Hình 5. 9. Một số hình ảnh của hệ điều khiển (1).......................................41 Hình 5. 10. Một số hình ảnh của hệ điều khiển (2).....................................42 Hình 5. 11. Một số hình ảnh của hệ điều khiển (3).....................................42 vi Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau DANH MỤC BẢ Bảng 4. 1. Thông số các CPU S7 1200.......................................................21 Bảng 4. 2. Các chân inputs của khối PID_compact....................................28 Bảng 4. 3. Các chân outputs của khối PID_compact..................................28 Bảng 4. 4. Bảng phân địa chỉ......................................................................30 YBảng 5. 1. Ảnh hưởng của từng tham số PID đến chất lượng điều khiển..........38 vii Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành công nghiệp tự động hóa, điều khiển thiết bị theo yêu cầu có sẵn, thiết bị được lập trình sẵn, thiết bị hoạt động dựa vào các tín hiệu phản hồi... ngày càng được áp dụng rộng rãi. Điều đó giúp giảm bớt sức lao động và tăng năng suất, chất lượng cho sản phẩm và bảo vệ sức khỏe của người lao động. Hiện nay có rất nhiều cách điều khiển thiết bị như: vi mạch số, vi xử lí, vi điều khiển, PLC, điều khiển bằng máy tính, điều khiển thông minh…. Với nhiều phương pháp điều khiển khác nhau. PLC cho phép điều khiển với độ chính xác cao, dễ dàng cho việc điều khiển và mở rộng nên được rất nhiều người dùng lựa chọn. Trong đồ án tốt nghiệp nhóm em thực hiện với đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau” Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tâm, nhiệt tình của thầy ThS. Chu Đức Việt trong thời gian qua. Do còn nhiều hạn chế về chuyên môn, ngoại ngữ cũng như kinh nghiệm nên bài đồ án này còn có nhiều thiếu sót. Chúng em mong nhận được sự hướng dẫn, bổ sung, góp ý từ các thầy cô, để chúng em có thể thu nhận thêm kiến thức cũng như hoàn thiện đồ án này tới mức tốt nhất có thể. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 6 năm 2018 Nhóm sinh viên: 1 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau CHƯƠNG 1: BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay trong nền công nghiệp ngày càng hiện đại việc điều khiển và kiểm soát được mức nước ngày càng được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực, ngành nghề khác nhau như: trong chế biến thực phẩm, nước giải khát, công nghiệp hóa chất, pha chế chất lỏng, trong phòng thí nghiệm, ... Các thiết bị dùng trong hệ thống điều khiển mức chất lỏng gồm: máy bơm, van, cảm biến, bộ chuyển đổi. Ta có thể dùng các loại cảm biến khác nhau phù hợp với yêu cầu của đối tượng kết hợp với các chương trình điều khiển logic và để đáp ứng được các điều kiện và mức nước mà mình mong muốn. Hiện nay việc dùng PLC để điều khiển là khá thuận tiện và đơn giản và có thể điều khiển được nhiều bài toán khác nhau. Trong đồ án này chúng em sử dụng PLC s7 1200 siemens để điều khiển hệ thống bình mức nhỏ để hiểu rõ hơn về PLC s7 1200. 1.2. Hệ thống bình mức Hình 1. 1. Hệ thống bình nước 2 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau Hệ thống gồm: 2 bình nước đặt cách nhau một khoảng không gian, dùng 2 van xả bằng tay. Hai bình mức có cùng thể tích chiều dài và rộng là 150mm, chiều cao 350mm. Dùng bơm nước từ bình dưới lên bình trên điều chỉnh lưu lượng qua van điều khiển. Máy bơm được điều khiển bằng role. Dùng cảm biến đo áp suất của mức nước để đo áp suất trong bình để điều khiển mức nước cho phù hợp. Đo lưu lượng nước qua bộ đo lưu lượng: đo bằng bộ cảm biến lưu lượng hiển thị qua màn hình và cột nước. 1.3. Yêu cầu bài toán - Dùng bộ điều khiển PLC điều khiển van và máy bơm để điều khiển lưu lượng nước chảy vào bình 1 sao cho mức nước bình 2 đạt giá trị đặt. - Mức nước được phản hồi qua cảm biến áp suất chuyển qua đơn vị chiều cao mức nước. Lưu lượng được hiển thị qua 2 bộ cảm biến. - Hệ thống vận hành qua các nút start, stop, chế độ điều khiển tự động (điều khiển bám giá trị đặt mức nước), chế độ bằng tay (đóng mở lưu lượng theo độ mở van). - Hệ thống được điều khiển qua WinCC. 1.4. Nhiệm vụ bài toán - Phân tích và mô hình hóa. - Đề suất phương án thiết kế bộ điều khiển. - Thiết kế hệ thống điều khiển. - Cài đặt bộ điều khiển đã được thiết kế và thực nghiệm. 3 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ MÔ HÌNH HÓA 2.1. Phân tích Đối với một bài toán điều khiển thì yêu cầu tiên quyết là chúng ta phải xác định được mô hình đối tượng, ở đây là mô hình điều khiển mức nước trong bình bằng độ mở van. Khi xác định được mô hình đối tượng điều khiển ta tiến hành thiết lập một bộ điều khiển. 2.2. Mô hình hóa hệ thống 2.2.1. Mô hình hóa đối tượng điều khiển Để tổng hợp được bộ điều khiển cho một đối tượng nào đó với độ chính xác cao thì ta phải hiểu biết về đối tượng, có nghĩa là ta phải tìm được một mô hình toán học phản ánh được nguyên lý hoạt động của đối tượng. Mô hình này càng chính xác thì hiệu suất điều khiển sẽ càng cao. Việc xây dựng mô hình này gọi là mô hình hóa. Người ta phân ra hai loại mô hình hóa theo phương pháp là: mô hình hóa lý thuyết và mô hình hóa thực nghiệm. Phương pháp lý thuyết là phương pháp 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 lý hóa, quy luật cân bằng… dưới dạng những phương trình toán học. Trong các trường hợp mà ở đó sự hiểu biết về những quy luật giao tiếp bên trong hệ thống cũng như hệ thống với môi trường bên ngoài không được. đủ để có thể xây dựng được mô hình hoàn chỉnh, nhưng ít nhất từ đó cũng cho biết những thông tin ban đầu về dạng mô hình để khoanh vùng các mô hình thích hợp cho hệ thống, thì tiếp theo người ta phải áp dụng phương pháp thực nghiệm để hoàn thiện nốt việc xây dựng một mô hình hệ thống. Để hoàn thành được việc này ta phải dựa trên cơ sở quan sát tín hiệu vào ra sao cho sai lệch giữa nó với hệ thống so với những mô hình khác là nhỏ nhất. Phương pháp thực nghiệm đó gọi là nhận dạng (identinfication). 4 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau 2.2.2. Mô hình hóa lý thuyết Từ việc nghiên cứu nguyên lý van điều khiển, ta đi đến được đường đặc tính chính xác của mô hình điều khiển bình mức có dạng là khâu quán tính bậc nhất. Phương trình tổng quát cho mức chất lỏng 2 bình: Ĺi (t )= 1 ¿ ( F ( t )−F out i (t) ) Ai i (2.1) Phương trình G1, G2 tổng quát: G 1 ( s )= β1 s−α 1 G 2 ( s )= β2 s−α 2 (2.2) - Tính toán Tốc độ thoát nước ra tại mỗi bình: out (2.3) vi =√ 2 g Li Tỉ lệ thoát ra của mỗi bình: F out i =a i . √ 2 g Li (2.4) Ta có: ¿ out (2.5) F 2 ( t )=F 1 (t) Từ (2.1) và (2.5) ta có phương trình động lực học mức chất lỏng 2 bình: { −a1 F (t) 2 g L1 ( t ) + 1 √ A1 A1 a a Ĺ2 ( t )= 1 √ 2 g L1 (t)− 2 √2 g L2 (t ) A2 A2 Ĺ1 ( t ) = Với L1 ss=const ⇒ Ĺ1 ( t )=0 ⇒ F 1 ss=a1 √2 g L1 ss (2.8) L2 ss =const ⇒ Ĺ2 ( t )=0 5 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau a2 2 ⇒ L1 ss= a . L2 ss 1 ( ) (2.9) Từ (2.8) và (2.9) ta cần tạo điều khiển phản hồi: l 1 ( t ) ≜ L1 (t )−L1 ss l 2 ( t ) ≜ L2 ( t )−L2 ss f 1 ( t )=F 1 ( t )−F 1 ss Viết lại phương trình động lực học: l´1 ( t )= −a 1 f ( t ) + F1 ss 2 g ( l 1 ( t ) + L1 ss ) + 1 A1 A1 √ a a l´2 ( t )= 1 √ 2 g (l 1 ( t ) + L1 ss )− 2 √ 2 g (l 2 ( t ) + L2 ss ) A2 A2 Tuyến tính hóa (l1=0, l 2=0, f =0 ¿: Với l´1 ( t )=α 1 .l 1 ( t ) + β 1 . f (t) (2.15) l´2 ( t )=α 2 .l 2 ( t ) + β 2 .l 1 (t) (2.16) α 1 ≜− a1 g A1 2 L1 ss β1≜ 1 A1 α 2 ≜− a2 g A 2 2 L2 ss β2≜ a1 g A 2 2 L1 ss √ √ √ Dùng biến đổi Lappace (2.15) và (2.16): G1 ( s ) ≜ l1 ( s ) β = 1 f ( s ) s−α 1 G2 ( s ) ≜ l2 ( s ) β = 2 l 1 ( s ) s−α 2 Qua thực nghiệm, với độ mở van 70% xác định được: A1= A 2=225 cm2 6 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau L1 ss =7,9 cm ; L2 ss =17,4 cm ; F 1 ss =F2 ss =44,4 cm3 / s ⇒ a 1= a 2= ⇒ ⇒ F 1 ss 44,4 = =0,36 cm2 √2 g L1 ss √2.980 .7,9 F 2 ss √2 g L2 ss = 44,4 =0,24 cm2 √ 2.980.17,4 α 1= −a1 g −0,36 980 = =0,013 A 1 2 L1 ss 225 2.7,9 α 2= −a2 g −0,24 980 = =0,006 A 2 2 L2 ss 255 2.17,4 β 1= 1 1 = A 1 225 √ √ √ √ β 2= a1 g =0,013 A 2 2 L1 ss √ 1 β1 125 0,34 G1 ( s )= = = s−α 1 s+0,013 77 s+1 G2 ( s )= β2 0,013 2,17 = = s−α 2 s+0,006 166,7 s+1 7 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 3.1 Phương án thiết kế  Với mô hình 1 bình mức: -Với F1 là lưu lượng nước vào, L1 là mức nước đầu ra. Ta cần điều khiển mực nước trong bình, khi đó L1 sẽ là tín hiệu phản hồi, F1 sẽ là tín hiệu điều khiển. Hệ điều khiển phản hồi vòng đơn:  Với mô hình 2 bình mức: Do bình 2 sử dụng chiều cao L1 làm đầu vào nên ta phải thiết kế 2 vòng điều khiển phản hồi để điều khiển mức nước bình 2 (L2): 8 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau Hình 3. 1. Mô hình điều kiển của hệ thống - Với l1, l2 là mức nước bình 1, 2. ¿ ¿ - Với l1, l2: là giá trị đặt của mức nước bình 1, 2. - K: hệ số tỉ lệ - f 1, f 1 : lưu lượng nước vào bình 1, 2. 2 - G11 là phương trình hàm truyền đạt của bình 1. - G112: đối tượng điều khiển của bộ điều khiển 2. - ĐK1, ĐK2: là 2 bộ điều khiển. Mô hình điều khiển mức sử dụng bộ điều khiển PID để triệt tiêu sai lệch e (k). 3.2. Thiết kế bộ PID bằng Matlab 3.2.1 Cơ sở lý thuyết a, Khái quát về PID Đối với một hệ thống trong công nghiệp cũng như những ngành nghề khác. Để có được sự điều khiển chính xác theo yêu cầu của người vận hành hệ thống thì có rất nhiều cách điều khiển. Tuy nhiên, hệ thống điều khiển bằng PID vẫn chiếm một số lượng lớn với nhiều ưu điểm như đơn giản. Bộ điều khiển PID là bộ điều khiển phản hồi, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. PID là viết tắt của ba thành phần cơ bản có trong bộ điều khiển gồm khâu khuếch đại (P), khâu tích phân (I), khâu vi phân (D). 9 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau Hình 3. 2. Bộ điều khiển PID PID là một hệ thống hoàn hảo với 3 tính cách khác nhau: - Phục tùng và thực hiện chính xác nhiệm vụ được giao (tỷ lệ). - Làm việc và có tích lũy kinh nghiệm để thực hiện tốt nghiệm vụ (tích phân). - Luôn có sáng kiến và phản ứng nhanh nhạy với sự thay đổi tình huống trong quá trình thực hiện nhiệm vụ (vi phân). Lý do bộ điều khiển PID được sử dụng rộng rãi là tính đơn giản của nó cả về cấu trúc lẫn nguyên lý làm việc. Bộ PID có nhiệm vụ đưa sai lệch e(t) của hệ thống về 0 sao cho quá trình quá độ thỏa mãn các yêu cầu cơ bản về chất lượng: - Nếu sai lệch e(t) càng lớn thì giá trị đầu ra bộ PID càng lớn u(t), do thành phần khuếch đại Kp. - Nếu sai lệch e(t) chưa bằng 0 thì thông qua thành phần ui(t), PID vẫn đưa ra tín hiệu điều chỉnh (vai trò của khâu tích phân). - Nếu sự thay đổi sai lệch e(t) càng lớn thì thông qua thành phần ud(t), phản ứng thích hợp của u(t) sẽ càng nhanh (vai trò của khâu vi phân). Bộ PID được miêu tả bằng công thức sau: 10 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau [ u(t) = kp e ( t )+ t de (t) 1 e ( τ ) dτ +TD ∫ TI 0 dt ] (2.2) Trong đó e(t) là tín hiệu đầu vào, u(t) là tín hiệu đầu ra, kp là hệ số khuếch đại, TI là hằng số tích phân và T D là hằng số vi phân. Từ đó hàm truyền đạt của bộ điều khiển PID: 1 R(s) = Kp (1 + Ti s + TDs) (2.3) b, Thông số bộ PID Để bộ điều khiển có tính chính xác cao thì 3 thông số bộ PID vô cùng quan trọng. Có khá nhiều phương pháp để xác định nhưng những phương pháp sau vẫn tối ưu hơn cả: - Phương pháp Ziegler- Nichols - Phương pháp chien-Hrones-Reswick - Phương pháp tổng T của Kuhn - Phương pháp tối ưu độ lớn và phương pháp tối ưu đối xứng - Phương pháp tối ưu theo sai lệch bám Phương pháp Ziegler-Nichols đưa ra công thức tính tham số cho bộ điều khiển như sau: T - Nếu sử dụng bộ điều khiển khuếch đại R(s) = kp thì chọn Kp= KL 1 0.9 T - Nếu sử dụng bộ PI với R(s) = Kp( 1+ Ts+1 ) thì chọn Kp= kL và Ti = 10 L 3 1 1.2T - Nếu sử dụng bộ PID với R(s)=kp( 1+ Ti s + TDs) thì ta chọn Kp= kL , Ti=2L, Td=0.5L 11 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau 3.2.2. Thiết kế bộ PID bằng Matlab Để xây dựng bộ PID cho đối tượng ta sử dụng công cụ PID tunner trong 0.34 phần mềm matlab. Với hàm truyền đạt G1(s) = 77 s+ 1 ta tìm được ở mục 2.2.2 ta thực hiện các bước sau: B1: Nhập hàm truyền của bình 1: >> G1=tf (0.34, [77 1]); B2: Khởi động PID tuner: >> pidtool(G1) Sau đó sẽ mở ra một cửa sổ giao diện tuner như hình dưới. Hình 3. 3. Giao diện PID tuner Ở đây ta lựa chọn bộ PI cho đối tượng điều khiển. Thay đổi thời gian đáp ứng qua tính năng response times và tốc độ ổn định qua tính năng transient behavior. 12 Thiết kế hệ thống điều khiển mức hai bình thông nhau Click vào show parameters ta xem được thông số bộ PI, độ quá điều chỉnh. Hình 3. 4. Bảng thông số PI qua PID tuner Kp Kp=3.066 Ki=0.1195 3.066 ⇒ Ti= Ki = 0.1195 =25.66 Nhập thông số bộ PI vào bộ điều khiển PID_compact_2; Chạy chế độ Auto, đặt mức nước bình 1 là 100mm, thu được dữ liệu thay đổi mức nước theo thời gian. B1: Nhập dữ liệu vào MATLAB: >> u=xlsread(‘D:gp\gp11’,1,’D1:D513’); >> y=xlsread(‘D:gp\gp11’,1,’A1:A513’); B2: Mở Identification tool: >> ident 13