Luận văn tốt nghiệp về điều khiển nhiệt độ lò qua giao diện LabVIEW

• Tác giả: Vũ Trọng Tá
• Người hướng dẫn: Th.S. Ngô Quang Vĩ
• Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Điều Khiển Nhiệt Độ Lò Qua Giao Diện LabVIEW
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH LABVIEW
• 1.1. Giới thiệu về LabVIEW
• 1.2. Giao diện của LabVIEW
• 1.2.1. Front panel
• 1.2.2. Block Diagram
• 1.3. Các thanh công cụ
• 1.3.1. Thanh công cụ của Front panel
• 1.3.2. Thanh công cụ của Block Diagram
• 1.4. Bảng điều khiển Palettes
• 1.5. Các bảng điều khiển và các bảng chức năng
• 1.5.1. Bảng điều khiển (Controls Palette)
• 1.5.2. Bảng chức năng (Functions Palette)
• 2. CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN LÒ NHIỆT ĐIỆN TRỞ
• 2.1. Ưu nhược điểm của lò điện so với các lò sử dụng nhiên liệu
• 2.2. Nguyên lý làm việc của lò điện trở
• 2.3. Các phương pháp điều khiển lò điện trở
• 2.3.1. Điều khiển dùng Rơle
• 2.3.2. Điều khiển dùng Thyristor
• 2.4. Các nguyên tác điều khiển Thyristor (Triac)
• 2.4.1. Nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính
• 2.4.2. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos”
• 2.4.3. Sơ đồ khối mạch điều khiển
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ QUA GIAO DIỆN LABVIEW
• 3.1. Phương án thiết kế
• 3.1.1. Yêu cầu thiết kế
• 3.2. Phương án điều khiển
• 3.2.1. Giới thiệu Card USB-9090
• 3.3. Chương trình điều khiển bằng ngôn ngữ LabVIEW
• 3.3.1. Lập trình giao tiếp và điều khiển thiết bị với card USB 9090
• 3.3.2. Chương trình hoàn chỉnh
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về điều khiển nhiệt độ lò bằng LabVIEW

Nghiên cứu điều khiển nhiệt độ lò bằng LabVIEW là một lĩnh vực quan trọng trong tự động hóa công nghiệp. Hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung sử dụng cảm biến nhiệt độ để thu thập dữ liệu và điều chỉnh nhiệt độ theo yêu cầu. Việc sử dụng LabVIEW giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả. LabVIEW cung cấp giao diện đồ họa thân thiện, cho phép người dùng dễ dàng thiết kế và lập trình các ứng dụng điều khiển. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu sai số trong quá trình điều khiển mà còn nâng cao khả năng giám sát và quản lý nhiệt độ lò nung.

1.1. Giới thiệu về LabVIEW

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một phần mềm lập trình đồ họa được phát triển bởi National Instruments. Phần mềm này cho phép người dùng thiết kế các ứng dụng đo lường và điều khiển một cách trực quan. LabVIEW sử dụng các khối chức năng để thực hiện các tác vụ, giúp người dùng dễ dàng xây dựng các chương trình phức tạp mà không cần phải viết mã lệnh truyền thống. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc phát triển các hệ thống tự động hóa và điều khiển trong công nghiệp. Hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung qua LabVIEW cho phép người dùng theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

1.2. Hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hệ thống điều khiển nhiệt độ lò nung sử dụng cảm biến nhiệt độ để thu thập dữ liệu và truyền về LabVIEW. Dữ liệu này được xử lý và phân tích để đưa ra các quyết định điều khiển. Các phương pháp điều khiển như PID (Proportional-Integral-Derivative) thường được áp dụng để duy trì nhiệt độ ổn định. LabVIEW cho phép người dùng dễ dàng lập trình các thuật toán điều khiển này thông qua giao diện đồ họa. Việc sử dụng mạch điều khiển như Thyristor giúp điều chỉnh công suất và nhiệt độ một cách hiệu quả. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu sai số mà còn nâng cao khả năng giám sát và quản lý nhiệt độ lò nung.

II. Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển

Quá trình thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ lò bằng LabVIEW bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định yêu cầu thiết kế và các thông số kỹ thuật cần thiết. Sau đó, lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp để đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường. Tiếp theo, thiết kế mạch điều khiển để điều chỉnh nhiệt độ lò nung. LabVIEW cung cấp các công cụ mạnh mẽ để lập trình và mô phỏng hệ thống, giúp người dùng dễ dàng kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế. Việc sử dụng hệ thống tự động trong điều khiển nhiệt độ không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất.

2.1. Yêu cầu thiết kế

Yêu cầu thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ lò bao gồm việc xác định các thông số như nhiệt độ tối ưu, thời gian phản hồi và độ chính xác của cảm biến nhiệt độ. Các thông số này cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. LabVIEW cho phép người dùng dễ dàng điều chỉnh các tham số này thông qua giao diện đồ họa, giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển. Việc thiết kế hệ thống cần đảm bảo tính linh hoạt và khả năng mở rộng, cho phép người dùng dễ dàng cập nhật và nâng cấp trong tương lai.

2.2. Phương án điều khiển

Phương án điều khiển nhiệt độ lò có thể được thực hiện thông qua nhiều cách khác nhau, bao gồm điều khiển bằng Rơle hoặc Thyristor. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp điều khiển phù hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống. LabVIEW cung cấp các công cụ để lập trình và mô phỏng các phương pháp điều khiển này, giúp người dùng dễ dàng kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế. Hệ thống điều khiển cần đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao để đáp ứng yêu cầu sản xuất.