- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Bài giảng Điều khiển nhà máy điện - Chương 2: Tổng quan về tự động hóa quá trình sản xuất và các hệ điều khiển
Xem mẫu
- BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY ĐIỆN
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
& CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Khái niệm
Điều hành chung mọi hoạt động của nhà
máy/công ty (Cấp cao nhât)
Thực hiện điều hành giám sát, đánh giá
kết quả, kết nôi các quy trình,..tối ưu
hóa các quy trình
Thực hiện giám sát điều khiển giao diên
HMI, đk giám sát cấp cao, lưu trữ lập
báo cáo, thống kê,…
Thực hiện các chức năng điều khiển và
kết nối các thiết bị điều khiển, điều
khiển lPLC, CNC, máy tính công
nghiệp,…
Là cấp cảm biến hay cấp trường, thực hiện
kết nối các thiết bị điều khiển với các cảm
biến và cơ cấu chấp hành
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Mục đích chung của các hệ thống điều khiển
- An toàn cho người và thiết bị trong hoạt động sản xuất
- Vận hành kinh tế, tin cậy
- Nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất
- Tăng sản lượng
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Đặc trưng các lĩnh vực ứng dụng điều khiển
Công nghiệp chế biến, khai thác Công nghiệp chế tạo, lắp ráp
Các bài toán điều khiển tiêu biểu là điều khiển Các bài toán điều khiển tiêu biểu là điều khiển
quá trình (process control), điều khiển trình tự logic, điều khiển chuyển động, điều khiển sự
(sequence control), bên cạnh điều khiển logic. kiện rời rạc. Các thiết bị được dùng chủ yếu là
Các thiết bị được dùng phổ biến là PLC, DCS, PLC, CNC, PC. Nay các hệ DCS cũng tìm được
(I)PC, Compact Digital Controllers. một số ứng dụng trong lĩnh vực này
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Các hệ thống điều khiển hiện nay
Điều khiển logic: Thực hiện việc điều khiển
liên động, logic trình tự cho quá trình công
nghệ. Sử dụng toán học logic cho các ứng
dụng điều khiển logic
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Ưu điểm diều khiển logic:
- Tốc độ xử lí cao
- Thời gian vòng quét nhỏ (cỡ vài μs-ms/vòng quét)
- Thường được sử dụng cho điều khiển một máy hoặc một quá trình độc lập.
- Sử dụng các giao thức truyền thông: Profibus, Devicenet, Asi,…
- Kết nối với DCS, HMI,…
- Quản lý dễ dàng tín hiệu đầu vào/đầu ra
Nhược điểm diều khiển logic:
- Không hỗ trợ hoạt động đa nhiệm (Multi – Task)
- Thuật toán xử lí các tín hiệu Analog kém – không phù hợp điều khiển/điều chỉnh
- Cơ sở dữ liệu nhỏ, chưa mang tính toàn cục
- Độ tin cậy chưa cao do chưa có tính dự phòng
- Không thay đổi chương trình lập trình trực tuyến
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Hệ thống điều khiển với cấu trúc điều khiển phân tán (DCS_Distributed control
system): là hệ thống điều khiển phân tán_ dùng để chỉ các lớp hệ thống điều khiển sử
dụng kiểu cấu trúc phân tán.
Bao gồm: Phần cứng + Phần mềm + Truyền thông
Đặc điểm của hệ thống điều khiển DCS
- Các thiết bị có thể trao đổi trực tiếp dữ liệu với nhau
- Có khả năng xử lí các tín hiệu tương tự chuỗi quá trình phức tạp
- Khẳ năng tích hợp dễ dàng, quản lý từ vài trăm đến vài nghìn điểm vào/ra
- Điều khiển nhiều vòng/nhiều tầng
- Sử dụng linh hoạt nhiều thuật toán lập trình khác nhau
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Đặc điểm của hệ thống điều khiển DCS
- Được hỗ trợ nhiều hệ truyền thông khác nhau: Profibus, Ethenet, Foundfilebus, ..
- Độ tin cậy cao nhờ có hệ thống dự phòng ở tất cả các thành phần (môn DCS&SCADA)
- Cơ sở dữ liệu có tính chất toàn cục và thống nhất
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Hệ lai: Hybird Control System: Dựa trên sự kết hợp của nền tảng PLC và cấu trúc DCS
Thiết bị điều khiển hệ lai: Có thể tùy biến để hoạt động như bộ PLC, hoặc như thiết bị điều
khiển quá trình. Thực hiện được cả quá trình liên tục và gián đoạn => quản lý đc hơn 10000
điểm vào ra (thiết bị hệ lai thường nhỏ hơn so với thiết bị của hệ DCS)
Hệ lai thường được điều khiển theo dây chuyền, theo khối và có vận hành giám sát.
Công cụ phát triển được xây dựng trên nhiều ngôn ngữ lập trình bậc cao
Hạn chế của hệ lai: Khi lưu lượng truyền thông lớn, hạn chế về điểm vào ra, đặc biệt khi chu
kỳ điều khiển nhỏ. Khả năng mở rộng CSDL (khoảng 60.000 Tags)
Delta V, Simatic PCS 7, Stardom, Freelace
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Điều khiển tập trung/phi tập trung/ điều khiển phân tán
Dựa vào cấu trúc và chiến lược điều khiển đối tượng để xác định hệ điều khiển tập trung hay
điều khiển phi tập trung
Ưu điểm của điều khiển phi tập trung/phân tán:
- Tiết kiệm được đường truyền/cổng nối
- Hiệu suất và độ tin cậy tăng
- Độ linh hoạt trong việc thay thế mở rộng hệ thống cao.
- Khả năng cập nhật bổ sung trong hệ thống thuận tiện hơn
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Yêu cầu công nghệ sản xuất
Nhóm nhà máy có công Nhóm nhà máy có công nghệ Nhóm nhà máy có công
nghệ liên tục từ đầu đến cuối chia thành nhiều công đoạn nghệ gồm cả liên tục và
quá trình sản xuất độc lập với nhau (gián đoạn) gián đoạn
Hệ đa thông số/ nhiều đầu vào Cho các ngành nghề lắp ráp, gia
ra. công, chế biến,… Cho các ngành nghề sản xuất
Hệ thông số rải/các thông số Các tín hiệu thường là tín hiệu xi măng, dược phẩm, linh kiện
biến thiên lớn logic, dùng để tác động/đóng/cắt bán dẫn,….Các nhà máy chia
Các đối tượng điều khiển là phi các khâu. nhiều công đoạn độc lập nhau.
tuyến Chủ yếu sử dụng PLC, điều Sử dụng cả PLC, DCS, điều
Điều khiển tối ưu/thích nghi/mô khiển – điều chỉnh,.. khiển liên tục/rời rạc.
hình dự báo…điều khiển bền Độ tin cậy và tính an toàn thấp Thường sử dụng các hệ lai
vững, chất lượng hơn
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN
Tổng kết chương 2
1. Các khái niệm cơ bản
2. Các hệ thống điều khiển
3. Hệ điều khiển tập trung/ DCS
4. Yêu cầu công nghệ sản xuất
5. Câu hỏi trắc nghiệm ôn tập (sv tự soạn)
nguon tai.lieu . vn
