Giáo trình Đo lường và điều khiển từ xa: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn giáo trình Đo lường và điều khiển từ xa" cung cấp cho người đọc các nội dung: Giới thiệu một số hệ thống đo lường và điều khiển từ xa, tính toán lý thuyết hệ thống thu thập từ xa, một số phương pháp nâng cao độ chính xác truyền tin. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Đo lường và điều khiển từ xa: Phần 2 GIỚI THIỆU MỘT Sở HỆ THỐNG ĐO LUỜNG VÀ ĐIỂU KHIỂN TỪ XA 6.1. Hệ thống tác động nổi tiếp Định nghĩa: Hệ thống nối tiếp là hệ thống với bộ đổi nối phân kênh theo thời gian, đó là hệ thống mà tín hiệu được lần lượt đưa vào kênh liên lạc. S ơ đồ cấu trúc của hệ thống Hình 6-1. Hệ thống tác động nối tiếp Hệ thống này thường được sù dụng trong các xí nghiệp vừa và nhỏ; ừong chế tạo máy; trong hóa chất và luyện kim ... Tín hiệu đo từ đối tượng công nghiệp qua sensor được đưa tói bộ CĐCH; tín hiệu đã được chuẩn hóa được đưa đến bộ đồi nối Mux để vào hệ thống dưới dạng nối tiếp; mỗi tín hiệu sẽ chiếm khoảng thòi gian Tc như hình 6-1. Trường hợp sensor cùng loại, có cùng khoảng đo ở mọi kênh thì chỉ cần một CĐCH cho cà hệ thống và đặt sau MUX. Qua bộ đồi nối mọi tín hiệu sẽ được lần lượt đưa vào bộ biến đổi thông tin, sau đó đến bộ thể hiện thông tin và máy tính. Tất cả sẽ được điều khiển bời bộ điều khiển. Lệnh điều khiển có thể từ người hay tự động. Bộ thể hiện thông tin bao gồm biến đổi A/D ra chi thị số; bộ ghi tín hiệu analog qua đụng cụ tự ghi hay máy in. Trường hợp nếu giới hạn đo và các đại lượng đo khác nhau thì bộ biến đổi của phần đo lường được hiệu chỉnh sao cho giá trị số của các độ nhạy của chúng là như nhau. 83 Ví dụ như tín hiệu của CĐCH là 0 -ỉ- u m mà các tín hiệu riêng rẽ là: 0 Ỷ xlm; 0 4- x2m ; 0 + xnm; Già sử Xira > x2m>•••> Xran thì ta phải có điều kiện là: ^ llTI = = ... — ^ nm = const *lm *2m *nm Trong đó: Uim; Ư2m; Unm là các giá trị cực đại của tín hiệu sau chuyển đổi chuẩn hoá. Để cho hệ thống chính xác ta phái tính toán tối ưu cho hệ thống, tức là tính chọn khoảng thời gian lấy mẫu tín hiệu sao cho đàm bảo tối ưu. Ta lấy ví dụ một hệ thống cụ thể: hệ thống DACG - 2 của hãng Takeda Riken Nhật Bản. Đây là hệ thống dùng trong sàn xuất và trong nghiên cứu khoa học. Sơ đồ khối như sau: Hình 6-2. Hệ thống DACG -2 Tín hiệu sau các sensor qua CĐCH đưa đến Mux rồi qua biến đồi A/D đưa đến interface để ra printer, đĩa ghi từ, display. Mặt khác tín hiệu đến bộ so sánh và được so sánh với mẫu đã được ghi trong ROM được điều khiển bời nP, tín hiệu ra sẽ được báo hiệu, ngoài ra còn có các thiết bị chi thị số, thiết bị ghi số vào đĩa từ, đồng hồ. Đặc tính của hệ thống: - Độ nhạy 1 nV - Có thể đo được các đại lượng khác như: + Điện áp một chiều: 0,1 1000 V 84 + Điện trờ: 10 Q -ỉ- 10 MQ + Có thể đo được tần số: 10 Hz + 2,2 MHz + Kết quả được so sánh với mẫu để báo hiệu, thời gian so sánh 500 (J.S. + Số kênh tối đa là 400 kênh. - |iP làm nhiệm vụ sau: + Chọn xung bát đầu cho phép đo + Chọn giới hạn đo và thời gian đo + Điều khiển các bộ phận khác + Đưa ra giá trị mẫu. - Đồng hồ ghi lại thời gian đo. 6.2. Hệ thống tác động song song Nguyên lý của hệ thống này là các kênh làm việc song song với nhau, các tín hiệu đo không phụ thuộc vào nhau. Hệ thống này thường chỉ sử dụng trong một nhà máy vì số lượng dây lớn. Ta xét một hệ thống cụ thể: V í d ụ 6-1 Hệ thống FLS - 410 của Nhà máy Ximăng Hoàng Thạch (dây chuyền 1) (FLS : Measurement Handling System), là hệ thống tiêu chuẩn để thu thập, tạo tín hiệu và gia công phân phối các tín hiệu đo lường trong toàn nhà máy. Đây là hệ thống song song gồm 330 điểm đo bao gồm các quá trinh đo lường, kiểm tra tự động tất cả các đại lượng điện và không điện. Sơ đồ khối như sau: 85 Từ các sensor tín hiệu được đưa vào CĐCH nhàm mục đích khuếch đại sơ bộ và chuẩn hoá tín hiệu. Ở đây tín hiệu phần lớn được tạo ra theo sơ đồ hai dây, dòng điện chuẩn hoá 4 -ỉ- 20 mA, trong đó 4 mA để cung cấp cho các thiết bị điện tử qua ổn áp và 0 -í- 16 mA là tín hiệu thay đổi tuỳ thuộc vào sự thay đồi của đại lượng đo. Sau khi qua CĐCH, tín hiệu được tập trung vào hộp nối (TBAS : Texminal Box Analog Signal), tín hiệu được dẫn bàng cáp sau đó được dẫn đến bộ xử lý tín hiệu trung tâm (SHS : Signal Handling section). Ở đây tín hiệu sẽ được khuếch đại, biến đồi thành điện ápO-r 10 V hoặc qua biến đổi A/D đề ra chi thị số và đưa vào máy tính. Đầu ra cùa bộ xử lý tín hiệu được đưa đến máy tính, thiết bị đo số và tự ghi, báo hiệu bàng đèn và còi, đưa ra thiết bị điều khiển đối tượng. - ưu điếm: Đây là hệ thống tập trung, chuẩn hoá, độ tin cậy cao, tín hiệu đi song song không phụ thuộc vào nhau. - Nhược điểm: Hệ thống phức tạp, số lượng dây quá lcm, vì thế hệ thống chi tiện lợi trong phạm vi một nhà máy (khoàng cách < 2 km), số lượng các thiết bị đo quá nhiều nên phức tạp và gây khó khăn cho người vận hành. 6.3. Hệ thống song song nối tiếp © —I © — ^ K| TR, © -T © ' “I © — k2 tr 2 Kn ADC CPU © -T b ộ đ ổ i nố i T 1 R S 4 8 5 ; ... B à n p h im © — ^ỊkÌtĨỊ-* TRm © J Hình 6-4. Hệ thống song song nối tiếp Trong hệ thông này, các kênh đo lường được chia thành nhóm; mỗi nhóm chứa nhiều kênh, sô kênh trong mỗi nhóm được tính toán sao cho tối ưu nhất (sai số nhỏ nhất). 86 Từ đối tượng công nghiệp, qua ...