Luận văn Xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ dựa trên mô phỏng ứng dụng của phần mềm Win CC

Luận văn Xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ dựa trên mô phỏng ứng dụng của phần mềm Win CC Lời Nói Đầu Trong quá trình phát triển đất nước vấn đề công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước được đặt lên hang đầu. Do đó khoa học có một vị trí quan trọng. Những thành tựu của nó đã được ứng dụng vào phục vụ đời sống của con người hang ngày. Và nghành đo lường điều khiển cũng được nâng lên một tầm mới. Bởi trong hệ thống sản xuất nó chính là khâu kiểm tra giám sát, lấy tín hiệu phản hồi, và điều khiển các bộ chấp hành hoạt động. Trong các nhu cầu của chúng ta, điện năng đóng vai trò quan trọng và nó như là một phần không thể thiếu của con người. Nó đóng vai trò chủ đạo và được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nhu cầu cuộc sống tới các lĩnh vực như kinh tế, chính trị, văn hóa… Từ khi con người biết tới điện và sử dụng nó như là một nhu cầu cần thiết của cuộc sống thì càng có nhiều phát minh liên quan đến việc sử dụng điện, cùng với đó các hệ thống sản xuất, dây truyền sản xuất ra đời, các hệ thống thông minh cũng lần lượt ra đời. Điều đó giúp giải quyết các nhu cầu của con người, của cuộc sống. Với sự thay đổi của khí hậu, nhiệt độ cũng thay đổi theo. Để chống lại sự thay đổi đó thì con người đã sử dụng ứng dụng của điện năng vào việc này. Đó chính là phát minh ra hệ thống điều khiển nhiệt độ. Trong bài báo cáo này em sẽ thực hiện việc xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ dựa trên mô phỏng ứng dụng của phần mềm Win CC. Và phần mềm S7-200 của hãng siemens. Tổng quan về kiến thức và yêu cầu Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật đo lường Khái niệm: Đo lường là một quá trình đánh giá định hướng các đại lượng cần đo để có kết quả bằng số với kỹ thuật đo Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo A, nó bằng tỷ số giữa đại lượng đo X và đơn vị cần đo X0, đây chính là phương trình cơ bản của phép đo X = A.X0 nó chỉ rõ sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho kết quả bằng số Các cách thực hiện phương pháp đo gồm: đo trực tiếp; đo gián tiếp; đo thống kê. Các đại lượng đặc trưng của kỹ thuật đo lường Tín hiệu đo: là tín hiệu mang thong tin về giá trị của đại lượng đo. Nó có thể là tín hiệu liên tục Analog hoặc tín hiệu rời rạc Digital Đại lượng đo: là một thông số xác định quá trình vật lý nào đó như đại lượng điện, đại lượng theo thời gian… Điều kiện đo Các thông tin đo lường bao giờ cũng gắn chặt với môi trường sinh ra đại lượng đo. Khi tiến hành phép đo ta phải tính tới ảnh hưởng của môi trường đến kết quả đo và khi dùng dụng cụ đo không được để ảnh hưởng đến đối tượng đo, cần phải tính đến các điều kiện đo khác nhau để chọn thiết bị đo và tổ chức các phép đo cho tốt nhất Đơn vị đo Là giá trị đơn vị tiêu chuẩn về một đại lượng đo nào đấy được quốc tế quy định mà mỗi quốc gia đều phải tuân theo. Các đơn vị tiêu chuẩn cơ bản là: Chiều dài là mét (m) Khối lượng là kilogram (kg) Thời gian là giây (s) Cường độ dòng điện là ampe (A) Nhiệt độ là Kenvin (K) Cường độ ánh sang là Candela (cd) Số lượng vật chất là mol (mol) Thiết bị đo và các phương pháp đo A, Thiết bị đo Là thiết bị kỹ thuật dùng để gia công tín hiệu mang thông tin đo thành dạng tiện lợi cho người quan sát Để thực hiện phép đo cần có: - Thiết bị tạo mẫu đây là thiết bị đo để khôi phục một đại lượng vật lý nhất định. Thiết bị mẫu phải đạt độ chính xác cao Dụng cụ đo: là thiết bị để gia công các thông tin đo lường và thể hiện kết quả đo dưới dạng con số, đồ thị hoặc bảng sô, tùy theo cách biến đổi tín hiệu và chỉ thị, dụng cụ đo được chia thành dụng cụ đo analog và digital. So sánh: gồm có thiết bị tự động hoặc người điều khiển Biến đổi Kết quả đo trình cơ bản của phép đo, nó chỉ rõ sự so sánh đại lượng cần đo với mẫu và cho kết quả bằng số Các thao tác cơ bản về đo lường: thao tác xác định mẫu và thành lập mẫu; thao tác so sánh ; thao tác biến đổi; thao tác thể hiện kết quả hay chỉ thị B, Các phương pháp đo Đo trực tiếp: là cách đo mà kết quả nhận được trực tiếp từ 1 phép đo duy nhất. - Đo gián tiếp: là cách đo mà kết quả được suy ra từ phép đo, từ sự phối hợp của nhiều phương pháp đo trực tiếp. - Đo thống kê: là phép đo nhiều lần 1 đai lượng nào đó trong cùng một điều kiện và cùng 1 giá. Từ đó dùng phép tính xác xuất để thể hiện kết quả đo có độ chính xác cần thiết. Kết quả đo của Phương pháp biến đổi thẳng: Chỉ thị Mạch đo Chuyển đổi Chuyển đổi: biến đổi giữa hai đại lượng vật lý với nhau, ở đây có thể là chuyển đổi điện – điện, hoặc chuyển đổi không điện – điện. Và có thể ở dạng liên tục hoặc dạng rời rạc. Mạch đo: có thể là mạch cộng; mạch trừ; mạch tích phân; mạch khuếch đại; mạch logic. Chỉ thị: tức là khâu cuối để thể hiện kết quả đo. Ta có thể dùng kim chỉ thị, hoặc chỉ thị số. Chỉ thị Mạch đo Chuyển. đổi X ∆X Chuyển đổi ngược Xk X: là đại lượng đo Xk: là đại lượng chuẩn phản hồi ∆X = X - ∆X So sánh cân bằng: X – X = ∆X = 0 So sánh không cân bằng ∆X ≠ 0 → X = Xk + ∆X Các đại lượng đặc trưng cơ bản Sai số tuyệt đối: ∆ = Xđo – Xthực với Xđo do các dụng cụ đo được; Xthực là giá trị mẫu Sai số tương đối: ᵞ% = ∆Xthực*100% Sai số quy đổi: X% thể hiện cấp chính xác của dụng cụ đo ᵞqđ% = ∆maxXmax*100% Xmax: sai số lớn nhất của thang đo ∆max: sai số tuyệt đối cảu thang đo Độ nhạy S:là độ biến thiên tương đối giữa đại lượng ra và vào. S = ∆Y∆X nếu là tuyến tính S = d ydx nếu là phi tuyến Với x là đại lượng vào; y là đại lượng ra Ngoài ra còn tổng trở vào ra của dụng cụ. Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật điều khiển Điều khiển là tác động lên đối tượng để đối tượng làm việc theo một đích nào đó Hệ thống điều khiển: là một tập hợp các thành phần vật lý co liên hệ tác động qua lại với nhau để chỉ huy hoặc hiệu chỉnh bản thân đối tượng hay một hệ thống khác. Xung quanh chúng ta có nhiều hệ thống điều khiển nhưng có thể phân chia thành 3 dạng hệ thống điều khiển cơ bản: Hệ thống điều khiển tự nhiên; hệ thống điều khiển nhân tạo; hệ thống điều khiển tự nhiên và nhân tạo. Trong các hệ thống đó đối tượng điều khiển có thể là hệ thống vật lý, thiết bị kỹ thuật, cơ chế sinh vật, hệ thống kinh tế,quá trình… đối tượng nghiên cứu là các thiết bị kỹ thuật gọi la điều khiển học kỹ thuật. Mỗi hệ thống kỹ thuật, đều chịu tác động của bên ngoài và cho ta các đáp ứng. Tác động vào là đầu vào tác động ra là đầu ra. Hệ thống hoặc các phần tử của hệ thống Các tác động vào Các đáp ứng Phân tích hệ thống Nhằm xác định các đặc tính đầu ra của hệ sau đó đem so sánh với những chỉ tiêu yêu cầu để đánh giá chất lượng điều khiển của hệ thống đó. Muốn phân tích hệ thống điều khiển tự động người ta dùng phương pháp trực tiếp hoặc gián tiếp để giải quyết hai vấn đề cơ bản: Tính ổn định của hệ thống - Chất lượng của quá trình điều khiển-quá trình xác lập trạng thái tĩnh và trạng thái động Để giải quyết vấn đề trên dùng mô hình toán học; các phần tử của hệ thống điều khiển đều được đặc trưng bằng mô hình toán của các phần tử sẽ cho mô hình toán của toàn bộ hệ thống. Ta có thể xác định đặc tính ổn định của hệ thống qua mô hình toán của hệ thống với việc sử dụng lý thuyết ổn định trong toán học. Tổng hợp hệ thống Chính là xác định thông số và cấu trúc của thiết bị điều khiển. Thực ra đây chính là thiết kế hệ thống điều khiển, trong qua trình tổng hợp này thường kèm theo bài toán phân tích Các mô hình diễn tả hệ thống điều khiển được sử dụng phổ biến và thuận tiện như: Hệ thống các phương trình vi phân Sơ đồ khối Graph tín hiệu Hàm truyền đạt Không gian trạng thái Về mặt lý thuyết mỗi hệ thống điều khiển đều có thể diễn tả bằng các phương trình toán. Giải các phương trình này và nghiệp của chúng sẽ diễn tả trạng thái của hệ thống. Tuy nhiên việc giải phương trình thường khó tìm nghiệm, lúc đó cần đặt các giả thuyết để đơn giản hóa nhằm dẫn tới các phương trình vi phân thường-Hệ điều khiển tuyến tính liên tục. Ta dựa vào mô hình toán học để nghiên cứa các tính chất của hệ thống. Phương trình vi phân Các nội dung cơ bản của phương trình vi phân x(t) và y(t) là các biến phụ thuộ còn t là biến độc lập, ta có: Xét phương trình vi phân trên ta có: Nghiệm của phương trình đặc trưng này rất có ý ngĩa khi ta xét đến tính ổn định của hệ thống. Sơ đồ khối Sơ đồ khối được biểu diễn bằng các khối liên kết với nhau để diễn tả mối quan hệ đầu vào và đầu ra của một hệ thống vật lý. Sơ đồ khối thuận tiện để diễn tả mối quan hệ giữa các phần tử của hệ thống điều khiển. Ta có sơ đồ khối: Trong sơ đồ khối có các khối các khâu biểu thị sự tác động của các phần tử, các phần tử tác động, các phần tử chịu sự tác động, các biến số vào, các tín hiệu gây nhiễu, các tín hiệu phản hồi. Vậy để điều khiển một đối tượng nào đó ta có thể điều khiển tự động hoặc điều khiển gián tiếp. Trong thực tế hiện nay người ta thường sử dụng các bộ điều khiển nhiệt độ kiểu tự động. Yêu cầu thiết kế Trong xu thế công nghiệp đang ngày càng hội nhập, đất nước ngày càng phát triển thì việc sử dụng các hệ thống điều khiển tự động là điều tất yếu, nhưng điều đó cũng đồng nghĩa với yêu cầu đặt ra là hệ thống phải đảm bảo các yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng các chỉ tiêu về kỹ thuật. Trong bài báo cáo này em sẽ thực hiện việc thiết kế trên phần mềm Win CC lS7-200 và các ứng dụng của nó. Đề tài ở đây là ứng dụng xây dựng hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ, để cho cụ thể thì em sẽ thực hiện việc thiết kế hệ thống điều khiển đo và giám sát nhiệt độ lò. Việc xây dựng thiết kế mô phỏng sẽ được thực hiện dựa trên phần mềm Wicc. Thiết kế hệ thống sao cho phải hoạt động tốt trong mọi điều kiện, không bị lỗi cho dù có sự tác động của các nhiễu. Hệ thống phải đáp ứng đúng thời gian, kịp thời. Các thiết bị được sử dụng Do hệ thống ở đây bao gồm điều khiển đo và giám sát nhiệt độ, nên ta sẽ tách ra làm 2 phần đó là xây dựng hệ thống điều khiển đo và xây dựng hệ thống giám sát nhiệt độ và sau đó ta ghép nối 2 phần này lại với nhau. Nhưng trước khi xây dựng hệ thống ta cần phải nói qua về các thiết bị chính sẽ được dùng, ưu điểm khi sử dụng hệ thống này. Các thiết bị chủ yếu PLC S7-200 PLC (Programmable Logic Controller ) là bộ điều khiển lập trình, PLC được xếp vào trong họ máy tính, được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại. PLC có đầy đủ chức năng và tính toán như vi xử lý. Ngoài ra, PLC có tích hợp thêm một số hàm chuyên dùng như bộ điều khiển PID, dịch chuyển khối dữ liệu, khối truyền thông… PLC có những ưu điểm: - Có kích thước nhỏ, được thiết kế và tăng bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn, đáng tin cậy. - Rẻ tiền đối với các ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp. - Dễ dàng và nhanh chống thay đổi cấu trúc của mạch điều khiển. - PLC có các chức năng kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi. - Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém. Một PLC gồm có những phần cơ bản sau: - Bộ nguồn: cung cấp nguồn thiết bị và các module mở rộng được kết nối vào. - CPU: thực hiện chương trình và dữ liệu để điều khiển tự động các tác vụ hoặc quá trình. - Vùng nhớ. - Các ngõ vào/ra: gồm có các ngõ vào/ra số, vào/ra tương tự. Các ngõ vào dùng để quan sát tín hiệu từ bên ngoài đưa vào (cảm biến, công tắc), ngõ ra dùng để điều khiển các thiết bị ngoại vi trong quá trình. - Các cổng/module truyền thông (CP: Communication Professor): dùng để nối CPU với các thiết bị khác để kết nối thành mạng, xử lý thực hiện truyền thông giữa các trạm trong mạng. - Các loại module chức năng (FM: Function Module). Ví dụ các module điều khiển vòng kín, các module thực hiện logic mờ… Cấu trúc bên trong của PLC Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc bên trong của plc S7-200 Nguyên tắc thực hiện chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình vòng lặp. Mõi vòng lặp được gọi là vòng quét. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện tư lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc (MEND). Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng phần mềm sau STEP7- Micro/WIN. Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt. Giới thiệu về PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY Với đề tài này em sử dụng PLC S7-200 CPU 224 AC/DC/RELAY: CPU được cấp nguồn 220VAC. Tích hợp 14 ngõ vào số (mức 1 là 24Vdc, mức 0 là 0Vdc). 10 ngõ ra dạng relay. Hình ảnh về PLC S7-200 của siemens: Mô tả các đèn báo trên S7-200: - SF: Đèn đỏ SF báo hiệu khi PLC có hỏng hóc. - RUN: Đèn xanh sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình nạp ở trong máy. - STOP: Đèn vàng sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng, không thực hiện chương trình hiện có. - Ix.x: chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. Đèn sáng tương ứng mức logic là 1. - Qx.x: chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x. Đèn sáng tương ứng mức logic là 1. Cách đấu nối ngõ vào ra PLC: Hình 2.6: Sơ đồ đấu nối ngõ vào ra của PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY Cảm biển nhiệt độ Ngày nay với trình độ công nghệ kỹ thuật cao đã tao ra được các cảm biến điện trở chia ra làm 3 nhóm: kim loại, bán dẫn và nhiệt điện trở; ưu điểm của cảm biển điện trở là đơn giản, độ nhạy cao, ổn định dài hạn. Cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại Nguyên lý làm việc của hệ thống đo nhiệt độ này là dựa trên sự thay đổi điện trở của kim loại làm điện trở khi nhiệt độ môi trường đo thay đổi so với trị số điện trở ở nhiệt độ tiêu chuẩn.Ví dụ về điện trở của dây đồng thay đổi theo nhiệt độ: Với RCu0 là điện trở của dây đồng làm cảm biến ở nhiệt độ t0. Nhiệt độ t0 trong thực tế người ta thường lấy ở 00C, t là nhiệt độ của môi trường đo là hệ số tăng điện trở của đồng trên 10C Các điện trở bằng kim loại thường là các dây tròn, được quấn trên lõi cách điện và được lắp đặt trong ống kim loại bảo vệ và đã bịt kín đầu dưới, hoăc ống gốm bịt kín. Đây là hình ảnh về cảm biến điện trở bạch kim: Điện trở bạch kim sử dụng làm cảm biến 1: tấm mica có đường gen 2: dây platin 3: đầu nối ra 4: đệm mica 5: dây bạc để gắn đệm mica Cảm biến điện trở Silic Silic tinh khiết hoặc đơn tinh thể có hệ số điện trở âm, tuy nhiên khi được kích tạp loại chất n ở một dải nhiệt độ nào đó hệ số điện trở của nó thành dương. Ta có thể tính gần đúng điện trở của cảm biến Silic như sau: ; Với T, T0 tính theo nhiệt độ K. Vì độ nhạy của cảm biến điện trở cao nên thường dùng để phát hiện nhiệt độ biến thiên rất nhỏ từ (10-4-10-3)K Ta có sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở a) b) Trên hình này các điện trở R1, R2, R3 là các điện trở có trị số thay đổi theo điện trở là rất nhỏ; Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ. Sơ đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao. Giả sử thang chia độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon- mV chỉ 00C thì điện thế ở điển 1 và điển 2 trên sơ đồ phải bằng nhau tức là: E.R3 R1+R3 = E.Rto R2+Rto Và U1-2 = E.Rto R2+Rto - E.R3 R1+R3 Nế chọn R1 = R2 và R0 = Rto; với Rto là tri số của cảm biến điện trở ở nhiệt độ 00C . Vậy ta có thể viết: U1-2 =E. Rto- R3R2+Rto = E. Rto- RtoR2+Rto = 0 Khi nhiệt độ khác 00C thì có biểu thức tính điện áp theo điện trở của cảm biến là: U1-2= E. Rto- RtoR2+Rto Khi dẫn tín hiệu đi xa và tránh ảnh hưởng của điện trở dây dẫn theo nhiệt độ tới phép đo, thì ta có thể nối dây như sơ đồ hình b, do nhánh cầu cần được nối vào điện trở dây dẫn Rd1, Rd2 nên điện thế tai 2 điểm trên sơ đồ phản ánh đúng điện thế gây ra do nhiệt độ của cảm biến Rt. Ngoài ra ta còng có thể đo nhiệt độ bằng Diode và Transistor và một số loại khác g. Thiết bị giám sát Thiết bị giám sát ở đây ta dùng màn hình hiển thị là máy tính và để giám sát được nhiệt đô thì ta dùng một phần mềm hiển thị trên máy tính đó là phần mềm TEMPERATURE AND HUMIDITY MONITORING. Phần mềm này giúp chúng ta có thể giám sát được nhiệt độ đồng thời cũng có thể đưa ra cảnh báo để biết mà có những điều chỉnh kịp thời. Thiết kế hệ thống đo và giám sát nhiệt độ Sơ đồ khối của hệ thống Sơ đồ tổng quát Trong đó các hệ thống này được nối với nhan thông qua cáp truyền thông. Khối nguồn cấp Khối tạo xung Khối so sánh Khối chấp hành Khối chuyển và nhớ kênh Khối khuếch đại Khối PID Khối hiển thị Khối cảm biến Khối giám sát sơ đồ khối chi tiết Chức năng của các khối và từng phần tử trong khối: Khối cảm biến Đây chính là bộ phận cảm biến nhiệt độ dùng để biến tín hiệu không điện thành tín hiệu điện Ở đây ta sử dụng đo nhiệt độ bằng điện trở vì: Sai số nhỏ Đơn giản, gọn nhẹ, dễ hiểu Độ nhạy cao Tính lặp lại cao Thiết kế cảm biến Để đo nhiệt độ ta có thể dùng các loại cảm biền thông dụng như LM35,Themocouple, PT100. Nhưng do LM35 là cảm biến được chế tạo bằng bán dẫn tầm đo max là 1250C chỉ thích hợp đo nhiệt độ môi trường. Themocouple độ phi tuyến cao. PT100 độ tuyến tính cao, sai số 0.04% trên 1000C. Do đó, Trong luận văn nàyem dùng PT100 để đo nhiệt độ lò. Để đo nhiệt độ được chính xác, tất nhiên cần có một đầu dò thích hợp. Đầu dò là một cảm biến nhiệt độ có nhiệm vụ vận chuyển từ nhiệt độ từ tín hiệu không điện qua tín hiệu điện. Có rất nhiều loại cảm biến như giới thiệu ở trên. Nhưng dựa vào lý thuyết và thực tế của mạch cần thiết kế ta dùng phương pháp đo bằng Pt100loại 3 dây. Ở 00 C thì Rt =100 ohm, Pt 100 có nhiều loại( 2 dây, 3 dây, 4 dây), sau đây là sơ đồ Pt100 3 dây, tầm biến thiên điện áp theo nhiệt độ là 20mV/0C, tầm đo 0-2500 C. U16 có chức năng là mạch trừ, U17 khuếch đại đảo. RT = Ro. (1 0.385%T) Yêu cầu chung: thông tin phản ánh nhiệt độ được truyền tuần tự, chính xác và liên tục theo thời gian; tạo điện áp biến thiên tuyến tính với nhiệt độ. Ta có sơ đồ như hình vẽ: Ở 00C thì Rt = 100 ohm cầu cân bằng V1 = 0, ở 2500C thì Rt = 196.25 ohm V1=300mV, để Vo = 5V ta có hệ số khuếch đại bằng 16,67(R16). Khối khuyếch đại trung gian Bộ phận này có nhiệm vụ khuyếch đạtín hiêụ từ Sensor, (các cảm biến). Khối khuyếch đại trung gian gồm các bộ khuyếch đại thuật toán đo lường tuyến tính.. Như vậy ta dùng các IC TL084 Sơ đồ chân IC TL084 Sơ đồ này chống nhiễu đồng pha: Ur = k.Ucầu (3) Với k = k1.k2 trong đó: k1 = 1 + R1+ R3R2; k2 = - R5R4 Ở công thức (3) ta muốn thay đổi hệ số khuyếch đại phù hợp thì ta điều chỉnh điện trở R2 sao cho phù hợp Ta có sơ đồ khuyếch đại đo lường IC TL084: Khối chuyển và nhớ kênh Khối này cho phép từng kênh đọc một. khi xong chuyển kênh khác và báo kênh nào đang được đọc. Nhiêm vụ của khối chuyển kênh là nhận tín hiệu từ các kênh tới, sau đó sẽ chỉ thị đo và cho biết kênh nào đang được đọc và nhiệt độ của nó. Việc chuyển kênh có thể được thực hiện theo nhiều cách, nhưng tổng quát có thể chia ra làm hai cách là dùng mạch có tiếp điểm (điều khiển bằng cơ) và dùng mạch không tiếp điểm. Hiện nay người ta thường dùng mạch không tiếp điểm vì mạch có tiếp điểm: Có tuổi thọ không cao do sự đóng mở các tiếp điểm nên có sự hao mòn về điện hồ quang và về cơ khí Không đáp ứng được yêu cầu cần các hệ tác động nhanh Kích thước và không gian chiếm chỗ khá lớn, hệ thống điều khiển phức tạp cồng kềnh và kém tin cậy Bên cạnh đó thì dùng mạch không tiếp điểm có nhiều ưu điểm như: Có thể tác động nhanh Kích thước nhỏ, dễ điều khiển Độ tin cậy cao Với ý do đó ta chọn mạch không tiếp điểm, dùng IC 4051B tức là loại HEF4051B của Nhật Bản: IC HEF4051B bao gồm mạch đa/giả đa hợp với 3 ngõ vào cho phép (A0 – A2 ), một ngõ vào cho phép hoạt động mức thấp (E), 8 ngõ vào/ra độc lập và một ngoc vào/ra chung (z) IC gồm 8 khóa 2 chiều một phía được nối với các ngõ vào/ra độc lập (Y0 –A7), phía còn lại được nối với ngõ chung(Z) Khi chân (E) =L khóa chọn các trạng thái bởi các chân (A0 – A2 ) Khi chân E=H khóa ở trạng thái cao, độc lập với (A0 – A2 ). VDD và VSS là chân cấp nguồn giá trị VDD - VSS không vượt quá 15V Trong trường hợp hoạt động như một bộ đa hợp/giải đa hợp dạng số Nhiệm vụ các chân: Y0 – Y9 các ngõ vào/ra A0 – A2 các ngõ vào địa chỉ E ngõ vào cho phép tac động mức thấp Z chân chung vào/ra Khối so sánh Khối này lấy tín hiệu từ khối khuyếch, có nhiệm so sánh tín hiệu vào (tín hiệu đo) với tín hiệu chuẩn (tín hiệu đặt) để cho ra khối chấp hành. Khâu so sánh tín hiệu thường dùng khuyếch đại thuật toán ký hiệu OA OA có hai cổng vào: (+) U+ là cổng vào không đảo dấu (+) U-