Xem mẫu
- CHƯƠNG 7
ĐIÊU KHIÊN CAC QUÁ TRINH CÔNG NGHỆ
̀ ̉ ́ ̀
7.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT:
Quá trình SX là QT sử dụng năng lượng (điện, hóa, cơ, sinh ) kết hợp với CSVC( máy
móc, TB, nhà xưởng) tác động lên nguyên liệu để nâng cao CLSP.
Năng lượng
Sản phẩm
Nguyên liệu
Quá trình Sản Phế phẩm
xuất
Cơ sở
Phế liệu
vật chất
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Bao gồm các giai đoạn và các phương thúc tác động lên QTSX trong các giai đoạn đó dể
hình thành nên SP.
QTCN chính là cách thức sản xuất.
Quá trinh công nghệ được hiêu đó là cac phương thức san xuât và cac giai đoan hinh
̀ ̉ ́ ̉ ́ ́ ̣ ̀
thanh nên quá trinh san xuât.
̀ ̀ ̉ ́
Cac quá trinh điêu khiên gôm co: quá trinh tuân tự và quá trinh ngâu nhiên.
́ ̀ ̀ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ̀ ̃
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 1
-
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 2
- 7.2 QUÁ TRINH TUÂN TỰ:
̀ ̀
7.2.1 QUÁ TRINH TUÂN TỰ NÔI TIÊP:
̀ ̀ ́ ́
Quá trinh tuân tự nôi tiêp đó là quá trinh nhiêu giai đoan xay ra liên tiêp nhau,
̀ ̀ ́ ́ ̀ ̀ ̣ ̉ ́
không đè lên nhau và kêt hợp với cac phương thức tac đông ta có môt quá trinh công nghệ
́ ́ ́ ̣ ̣ ̀
̀ ̉ ̀
hoan chinh. (Hinh 8.1a)
̀
Hinh 8.1a
Thuât toan giai quyêt bai toan điêu khiên quá trinh tuân tự nôi tiêp. Hinh 8.1b:
̣ ́ ̉ ́ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ́ ̀
S ta rt Y2 Y1
Y1
Y1 X1 Y3 Y2
Y2
Y2 X2 Y4 Y3
Y3
.
.
.
Y n -1 X n -1 Xn Yn
Yn
Hình 8.1b
Thí dụ thực hiên môt chu trinh lam viêc cua may giăt như sau:
̣ ̣ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ ̣
Bôm 1 Giaët 1 Xaõ 1 Vaét +Xaõ 1
Start x T T
y1 y2 y3 y4 T
2 3 4
Bôm 2
y5 X
End
Giặt+Saáy Vaét +Xaõ 2 Xaõ 2 Giaët 2
X: Cam biên phat hiên mực nước đây. T1→T9 thời gian delay cho môi khâu lam viêc. Ta
̉ ́ ́ ̣ ̀ ̃ ̀ ̣
T
phân chia cac giai đoan lam viêc Y1→Y9. Chy8 ng trinhT ược y7 ́ như sau: y6
́ 9 ̣ y9 ̀ ̣ T ươ ̀ đ viêt T
8 7 6
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 3
- S ta r t Y2 Y1 T7 Y9 Y8
Y1 Y8 T8
Y1 X Y3 Y2 T8 T9 Y9
Y2 T2 Y9 T9
T2 Y4 Y3
Bô m
y1
Y3 T3
y5
G ia ë
t
T3 Y5 Y4 y2
y6
Y4 T4
y9
T4 Y6 Y5
Xa û
y3
Y5
y4
Y5 X Y7 Y6 y7
y8
Y6 T6
Vaé
t
y4
T6 Y8 Y7
y8
Y7 T7 Sa á
y
y9
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 4
- 7.2.2 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ SONG SONG:
Quá trinh tuân tự song song đó là quá trinh nhiêu giai đoan xay ra đông thời cung
̀ ̀ ̀ ̀ ̣ ̉ ̀ ̀
nhau băt đâu và chờ đợi nhau kêt thuc. Kêt hợp với cac phương thức tac đông ta có môt
́ ̀ ́ ́ ́ ́ ́ ̣ ̣
quá trinh công nghệ hoan chinh.
̀ ̀ ̉
Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1
Xbk
B1 Bk
̣ ́ ̉ Xb1 B2 Xb2 Xk2 Bk1 Xbk1
Thuât toan giai quyêt bai toan điêu khiên quá trinh tuân tự song song
́ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀
Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi
Yi Yb1
Yi Xi Ya2 Ya1
Ya1
.
.
.
Yaj-1 Xaj-1 Yi+1 Yaj
Yaj
Yi Xi Yb2 Yb1
Yb1
.
.
.
Ybk-1 Xbk-1 Yi+1 Ybk
Ybk
Ybk Xbk Yaj Xaj Yi+2 Yi+1
Yi+1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 5
- Thí dụ thực hiên chương trinh sau:
̣ ̀
B + B −
Start A + A −
C + C −
̣
Phân chia giai đoan
�Y 2 / B 3 �Y 6
Y
Y1
�+ −�
B
Start A + �Y 4 Y 5 �A −
� + / C −�
�C
Chương trinh thực hiên yêu câu trên:
̀ ̣ ̀
Start Y2 Y1
Y1 Y4
Y1 A2 Y3 Y2
Y2 Y1 A
Y2
Y2 B2 Y6 Y3
Y3
Y3
Y2 B
Y1 A2 Y5 Y4
Y4 C
Y4
Y4 C2 Y6 Y5
Y5
Y3 B1 Y5 C1 A1 Y6
Y6
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 6
- 7.2.3 QUÁ TRINH TUÂN TỰ CÓ CHON LỰA:
̀ ̀ ̣
Quá trinh tuân tự có chọ lựa là quá trinh có rẻ nhanh gôm nhiêu giai đoan xay ra
̀ ̀ ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ̉
không đông thời nhau , kêt hợp với phương thức tac đông ta có 1 QTCN.
̀ ́ ́ ̣
Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1
Xp=0 Xbk
B1
Xp=1 Bk
Xb1 B2 Xb2 Xbk2 Bk1 Xbk1
Thuât toan cho quá trinh tuân tự có chon lựa
̣ ́ ̀ ̀ ̣
Yi-1 Xi-1 Ya1 Yb1 Yi
Yi
Yi Xi Xp Ya2 Ya1
Ya1
.
.
Yaj-1 . Xaj-1 Yi+1 Yaj
Yaj
Yi Xi Xp Yb2 Yb1
Yb1
.
. Ybk
Ybk-1 . Xbk-1 Yi+1
Ybk
Ybk Xbk Yi+2 Yi+1
Yaj Xaj
Yi+1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 7
- Thí dụ về thực hiện quá trình tuần tự có chọn lựa:
Ví dụ 1:
B + B −
0 →
Xp =
Start A+ → C + C − → A −
B + B −
1→
Xp =
C + C −
Phân chia giai đoạn:
Y2 Y3
B + B −
0 →
Xp =
C + C −
Start A + → Y4 Y5 →A− !
Y
→ B + B − Y8
1
Xp =1 8 2
C + C −
Y6
Sinh viên tự viết chương trình theo giải thuật trên Y7
Ví dụ 2:
X
QT QP
M
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 8
X1 X2 X3
- M
Xe có thể qua trái hoặc qua phải (QT,QP)
QT Giả sử ban đầu xe ở vị trí như hình
QP
Khi nhấn Start xe sẽ QT , nếu gặp vật cản trước
khi gặp X2 thì xe dừng luôn, nếu gặp vật cản sau
khi gặp X2 thì xe dừng lại 3s rồi QP để dừng lại
ở X2, nếu không gặp vật cản thì xe sẽ gặp X1 10s
QP QT rồi QP, nếu gặp vật cản trước khi gặp X2 thì xe
dừng lại 4s rồi QT để dừng lại ở X1, nếu gặp vật
cản sau khi gặp X2 thì xe dừng 3s rồi qua trái để
dừng lại ở X2, nếu không gặp vật cản xe sẽ dừng
luôn ở X3
X X3
X X2
X X1 T 2(10 S ) QP 3 T 4(3 S ) X2
X
X X2 D2 QP 2 D4 QT 4
QT 2
T 3(4 S ) X1
StartQT 1 X
D3 QT 3
X T 1(3 S ) X2
D1 QP1
X
QT = QT 1 + QT 2 + QT 3 + QT 4
QP = QP1 + QP 2 + QP 3
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 9
- 7.2.4 QUÁ TRINH TUÂN TỰ CÓ LĂP VONG:
̀ ̀ ̣ ̀
Quá trinh tuân tự có lăp vong là quá trinh thực hiên lăp lai môt chu trinh khi môt điêu kiên
̀ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ̣ ̀ ̣
nao đó thoa man. Quá trinh lăp vong kêt thuc khi điêu kiên đó hêt thoa man vong lăp.
̀ ̉ ̃ ̀ ̣ ̀ ́ ́ ̀ ̣ ́ ̉ ̃ ̀ ̣
Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1
Xq=1
Xq=0
Lưu đồ thuât giai cho quá trinh tuân tự có lăp vong như hinh:
̣ ̉ ̀ ̀ ̣ ̀ ̀
Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi
Yi
Yi Xi Ya2 Ya1
Yaj Xaj Xq
Ya1
Ya1 Xa1 Ya3 Ya2
Ya2
.
.
Yaj-1 . Xaj-1 Ya1 Yi+1 Yaj
Yaj
Yaj Xaj Xq Yi+2 Yi+1
Yi+1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 10
- Thí dụ cho quá trình tuần tự có lặp vòng:
Thí dụ 1: Thực hiện quá trình sau:
y1 y2 y3
Start A + A− B + B −
y1 y2 y1 y2 y3
Start A + Sto A− Start A + A−
p
Stop Stop
Thí dụ 2: Thực hiện quá trình sau:
y1 y2 y3
Start A + B + B − A −
Nlầ
n
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 11
- Bài tập:
Bài 1:
Cho hệ thống cân định
lượng như hình bên.
A,B,VA,VB,V là các van
A B
điện từ.
MA,MA0,MB,MBo,Mo
là các mức cân khi đủ
hoặc hết khối lượng.
A B MT là máy trộn, phải
trộn thêm ít nhất một
thời gian T sau khi
nguyên liệu xả xuống
hết bồn trộn.
MA,MAo MB,MBo Van V chỉ được mở ra
khi nguyên liệu đã được
VA VB trộn xong và có thùng
MT bên dưới.
Hãy thiết lập giản đồ
quá trình cho hệ thống.
T 3+2.5+2+2
Mo
X V
� MA � 0 � MA0
� � T�
� A D1 � �VA D 3 �
M M
�
D5 � M 0
� MB � � MB 0 �
� �
����
Start � B D 2 VB D 4 �V
��
� �
X
� �
�M D6
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 12
- Bài 2:
Cho băng chuyền hình sau: Khi ynhấn Start Băng chuyền thùng M1 chạy, khi thùng tới
X1 C
X1 tác động M1 dừng lại, M2 chạy, táo rơi xuống, cảm biến X2 tác động vào bộ đếm C
khi đủ số quả C tác động, M2 dừng lại, M1 chạy tiếp.
Start M 1 M2 M3
X2 C
Stop
M2
X2 C
X1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 13
M1
- Bài 3:
Cho hệ thống phân
loại bi đen và trắng
như hình. Hãy vẽ
giản đồ quá trình và
viết chương trình
điều khiển cho hệ
thống trên
a2 a1
CB phat hien vat X1, mau X
b2 b1 c2 c1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 14
- XC1
A+ A−
XC1 � + A −�
�
A
�
� C2 �
X1 T � 2 �
QC
�
X1
Start D1 D 2 B + B − D3
XC2
A+ A−
XC2 � + A −�
�
A
�
� C1 �
� 1
QC
� �
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 15
- Bài tập 4:
Cho hệ thống như hình, khi nhấn start V1 mở ra, nguyên liệu 1 được chiết vào bồn trộn,
đến khi HSW1 tác động thì V1 đóng lại, V2 mỏ ra nguyên liệu 2 được đưa vào bồn trộn
khi bồn trộn đầy HSW2 tác động, máy trộn MT trộn thêm tối thiểu thời gian T, M sẽ
kéo băng chuyền thùng, nếu ở dưới có thùng thì X tác động, Vo mở ra cho đến khi XX
tác động, quá trình chiết này được lặp lại cho tới khi LSW tác động, mẻ nguyên liệu
mới sẽ được trộn lại nếu không nhấn stop.
V1 V2
MT
T
HSW2
HSW1
LSW
Vo
X XX
M
Stop
� HSW 1 HSW 2 T � LSW
� 1 V2
V D1 �
Start � X V
�0 LSW XX X
�M 1 D 2 D3 � M2 M3
�
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 16
Stop
- 7.3 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ NGẪU NHIÊN
7.3.1 PHƯƠNG PHÁP HUFFMAN TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
TUẦN TỰ
Ví dụ: Xét giản đồ trạng thái sau:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
+
A
-
+
B
-
ab ab ab ab ab ab ab a1b2 a1b1
2 1 2 2
Lập b1ảng chuyển đ1 i1trạng thái, khoanh tròn các trạng thái từ nó chuyển đến các
1 2 1 ổ 1 2 1 1
trạng thái khác.
TTa1b1a2b1a2b2a1b2A+A-B+B-
12100X
23010X340X10
4540X0156100X
67X010
7801X0
810X01
1
2
3
5
6
7
Để giảm bớt các trạng thái, ta kết hợp các trạng thái mà ở đó trên một cột có
8
cùng trạng thái hay trạng thái X (Don’t care) 1
y 1y2TTa1b1a2b1a2b2a1b2101,7,82112,37A40 1 4 , 5 , 8 2
1 70 0 7B
6 7 8
3 2 7 3
5 6 4
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 17 6 4
5
- Lập bảng chuyển đổi trạng thái. Dựa trên nguyên lý hoạt động của RS-FF ta xây
dựng bảng trạng thái. (y1 cho R1S1, y2 cho R2S2)
Nhắc lại nguyên lý hoạt động RS-FF:
S R Q n+1
RSQn+100Qn010 QnQn+1RnSn00X001 Q n+1
101110* 011010110X
S R \ Q n+1
Q n+1
Ví dụ: Hàng y1y2=10 có a1b1 ở trạng thái 1 bền do đó R1S1 là 0X, tương tự cho a2b1
từ trạng thái 2 không bền sẻ chuyển sang trạng thái 2 bền tương ứng y 1 chuyển từ 11
do đó R1S1 là 0X; Hàng y1y2=11 ta có a1b1 ở trạng thái 3 bền do đó R1S1 là 0X, tương tự
cho a1b2 từ trạng thái 4 không bền sẽ chuyển sang trạng thái 4 bền tương ứng y1 chuyển
từ 10 do đó R1S1 là 10; (Lưu ý Từ 77A7).
R y 1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S
10 0 0 0 0 x x x x
11 0 0 0 1 x x x 0
R1 S1
01 x x 0 X 0 0 1 0
00
10 x 0 X X 0 1 0 0
11 0 0 1 0 x x 0 x
R2 S2
01 0 0 0 0 x x x x
00
Rút gọn R1S1 và R2S2 ta được: S ta r t y2 y1
R1=y2a1b2
a2 b2
S1=a2b2 a1
R2=y1a2b2 y1
b2
1
S2=a2b1 a2 b1 y1 y2
Chương trình như hình bên.
y2
a2
b2
1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 18
- R y 1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S
00 X 0 X X 0 1 0 0
10 0 0 1 0 X X 0 X
R1 S1
11 0 0 0 0 X X X X
01
00 X X X X 0 0 0 0
10 X X X 0 0 0 0 1
R2 S2
11 0 0 1 0 X X X X
01
00 1 X 0 0 0 X 1 X
10 0 0 X 0 X 1 X X
A+ A-
11 1 X X 0 0 0 X X
01
00 0 0 X 0 X X 0 1
10 1 0 X X 0 X 0 X
B+ 11 0 1 X 0 X 0 0 1 B-
01
S ta rt y2
Ruùt goïn ta ñöôïc: y1
R1=y2\a2b2 a2 b1
a2
S1=a2b1
y1
R2=a2b2 b2
S2=y1a1b2 y1 a1 b2
a2
A+=y1\b1+y2b1 y2
y2
A-=y2\a2 b2
B+=y2a2+y1y2\a1 y1 b1
B-=a1b2 A+
y2
y2 a2
A-
y2 a2
B+
y1 y2 a1
a1 b2
Rút gọn R1S1 v R2S2 ta được:
B-
R1=y2a1b2
S1=a2b2
R2=y1a2b2
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 19
- 2
S2=a2b1
Chương trình như hình sau.
S ta r t y2 y1
a2 b2
a1
y1
b2
a2 b1 y1 y2
y2
a2
b2
7.3.2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CÓ NGỎ VÀO NGẪU NHIÊN:
Quá trình công nghệ có ngỏ vàọ ngẫu nhiên là quá trình mà có đầu vào thay đổi
ngẫu nhiên bất kỳ thời điểm nào nên không thể chia thành các giai đoạn được.
Để KS QTNN người ta khảo sát hệ thống thông qua các trạng thái. Trạng thái là một tổ
hợp của các ngỏ vào với các ngỏ ra của hệ thống vào một thời điểm nào đó. Hai trạng
thái có ngỏ vào giống hệt nhau, ngỏ ra giống hệt nhau vẫn có thể là hai trạng thái khác
nhau vì tình huống dẫn đến chúng là khác nhau hoặc đơn giản là vì chúng ở những thời
2
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 20
nguon tai.lieu . vn