BÁO cáo bài tập môn điều KHIỂN QUÁ TRÌNH giải thích khái niệm điều khiển tự động quá trình công nghệ, nêu các ứng dụng của điều khiển quá trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ******************** BÁO CÁO BÀI TẬP MÔN ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Sinh viên thực hiện: Lê Anh Đức MSV: 181603564 Lớp: Tự động hóa K59 download by : skknchat@gmail.com Chương Câu 1: Giải thích khái niệm điều khiển tự động q trình cơng nghệ, nêu ứng dụng điều khiển trình Phân biệt điều khiển trình với lĩnh vực khác? - Khái niệm: Điều khiển trình ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động để điều chỉnh, vận hành giám sát q trình cơng nghệ hoạt động theo u cầu mong muốn - Các ứng dụng: Điều khiển trình sử dụng rộng rãi cơng nghiệp cho phép sản xuất hàng loạt sản phẩm phù hợp với trình liên tục hoạt động lọc dầu, sản xuất giấy, hóa chất, nhà máy điện nhiều ngành khác sắt, thép, xi măng, Câu 2: Phân biệt biến trinh? Lấy ví dụ biến hệ thống điều khiển trình? - Biến vào đại lượng điều kiện phản ánh tác động từ bên ngồi vào q trình Ví dụ: lưu lượng dịng nguyên liệu, nhiệt độ nước cấp nhiệt, trạng thái đóng/mở rơ-le, … - Biến điều khiển biến vào q trình can thiệp trực tiếp từ bên ngồi, qua tác động tới biến theo ý muốn Ví dụ: lưu lượng nước, khối lượng nguyên liệu cấp vào lò nhiệt, … - Biến đại lượng điều kiện thể tác động q trình bên ngồi Ví dụ: nồng độ lưu lượng sản phẩm ra, nồng độ khí thải, … - Biến trạng thái biến mang thơng tin trạng thái bên q trình Ví dụ: nhiệt độ lị hơi, áp suất hơi, mức chất lỏng, tốc độ thay đổi thay đổi nhiệt độ hay áp suất mức - Biến cần điều khiển biến biến trạng thái trình điều khiển, điều chỉnh cho gần với giá trị mong muốn hay giá trị đặt bám theo biến chủ đạo/tín hiệu mẫu Ví dụ: nhiệt độ, mức, lưu lượng, áp suất nồng độ - Nhiễu biến vào cịn lại khơng can thiệp cách trực tiếp hay gián tiếp phạm vi trình quan tâm Câu 3: Những đại lượng quan trọng điều khiển tự động q trình (sai lệch, độ lệch, nhiễu tài, Thuật tốn điều khiển, mạch vịng điều khiển hở kín) - - Sai lệch: Các tín hiệu điều khiển thường có sai lệch nhiệt độ, áp suất … Các tín hiệu đưa thường bị nhiễu sau đo Chính điều khiển ta phải tính tốn chỉnh để giá trị nhận xác Độ lệch: Thường độ lệch chuẩn Từ thông số độ lệch ta biết tín hiệu cần điều khiển thiết bị điều khiển có độ lệch thơng số Ví dụ cảm biến áp suất có độ lệch +-1% … download by : skknchat@gmail.com - Nhiễu tải: Trong điều khiển trình hay xuất biến nhiễu Như điện từ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường … Thuật toán điều khiển: trương trình điều khiển có thuật tốn điều khiển thuật tốn điều khiển tham số P, PI, PID Các mạch vòng điều khiển: - Vịng điều khiển kín: hệ thống điều khiển thực theo chu trình khép kín tín hiệu điều khiển liên tục Vòng điều khiển hở: hệ thống điều khiển theo chu trình tín hiệu trích mẫu gửi điều khiển cách rời rạc Trích mẫu gửi điều khiển cách rời rạc Câu 4: Nêu cần thiết điều khiển tự động q trình cơng nghiệp? - An Tồn (Safety): • Con người, môi trường, thiết bị • Các lớp bảo vệ an tồn: bắt đầu với việc kiểm sốt quy trình an tồn thiết kế, mở rộng tới lớp phòng ngừa tay tự động, tiếp tục với lớp để giảm nhẹ hậu kiện xảy - Lợi nhuận (Profit) • Ổn định (Stability): giảm biến động • Đáp ứng suất chất lượng • Giảm thiểu chất thải • Giảm thiểu tác động mơi trường • Giảm thiểu sử dụng lượng - Hiệu kinh tế phụ thuộc vào: điểm cài đặt chất lượng điều khiển: • Xu hướng phải điều khiển trình gần với mức giới hạn dưới, vùng làm việc kinh tế • Khi q trình kiểm sốt tốt, thiết lập giá trị cài đặt vùng có lợi nhuận cao hơ Câu 5: Các chức tính cấu trúc hệ thống điều khiển tự động q trình cơng nghệ? download by : skknchat@gmail.com Chức Năng: Cấp thiết bị cảm biến chấp hành (Cấp 0): giao diện tiếp xúc giữ hệ thống điều khiển với q trình cơng nghệ thơng qua thiết bị đo chấp hành Các thiết bị đo để thu nhận thơng tin liệu từ q trình cơng nghệ truyền xa, cịn cấu chấp hành (role, động cơ, van…) nhận thông tin điều khiển chấp hành lệnh điều khiển Cấp điều khiển sở (Cấp 1): Có thể thực trường từ xa thiết bị điều khiển đơn lẻ dùng chung Chức tiêu biểu điều chỉnh tự động, điều khiển rời rạc, điều khiển trình tự Thực việc điều khiển máy, phận q trình cơng nghệ Thường sử dụng thiết bị điều khiển phần cứng PLC, DCS… Cấp điều khiển vận hành giám sát (cấp 2) thực thiết bị phần cứng PLC, DCS hay máy tính chuyên dụng, giao diện người máy HMI mạng truyền thông (gọi chung máy tính trạm) bố trí phịng điều khiển trung tâm nhà máy Các máy tính trạm thu nhận thơng tin q trình cơng nghệ (từ cấp đưa lên) xử lý thơng tin trao đổi thông tin với người vận hành Cấp điều khiển cấp cao hay cấp quản lý doanh nghiệp (cấp 3) đƣợc thực trung tâm máy tính đường mạng truyền băng thông lớn tốc độ cao Ở trung tâm máy tính xử lý lượng thơng tin lớn q trình sản xuất đưa giải pháp tối ưu để hỗ trợ người điều hành định Chức điều khiển cấp cao download by : skknchat@gmail.com tự động tạo giá trị đặt (cấp 2) can thiệp vào tham số điều khiển sở (cấp 1) Một số chức điều khiển cấp cao điều khiển công thức quản lý mẻ, điều khiển chuyên gia, điều khiển chất lượng, điều khiển thống kê, tối ưu q trình tối ưu chi phí sản xuất Câu 6: Điều khiển trình thực ngành công nghiệp sau đây: a) Chế biến thuốc y dược b) Vệ tinh nhân tạo c) Dầu mỏ khí đốt d) sản xuất xi măng e) Sản xuất điện Câu 7; Đâu lý để áp dụng điều khiển tự động trình cơng nghiệp a) Giảm thiểu thay đổi b) Đảm bảo an toàn c) Giảm giá thành sản phẩm d) Tăng Hiệu e) Tăng sản lượng Câu 8: Đâu cảm biến điều khiển trình? a) Nhiệt điện trở b) Cặp nhiệt điện c) Van điều khiển d) Bộ chuyển đổi e) Pitot tube, ống hở để đo áp lực tốc độ dịng cháy Câu 9: Đây tín hiệu sử dụng điều khiến q trình? a) Tín hiệu thủy lực b) Tín hiệu số c) Tín Hiệu analog d) Tín hiệu khí nén e) Tín hiệu điện-từ trường Câu 10: Trong tín hiệu sau đây, tín hiệu tín hiệu số dùng điều khiến trình a) Profibus b) 4-20 mA c) 1-5 V d) Fieldbus e) - 15 psi Câu 11: Trong thiết bị sau thiết bị có khả nhận đầu vào, tính tốn hình tốn học xuất tín hiệu đầu ra? a) Cơ cấu chấp hành b) Transmitter c) Transducers d) Bộ điều khiển Câu 12: Trong thiết bị sau đây, thiết bị phần tử điều khiển cuối công nghiệp điều khiến trình? download by : skknchat@gmail.com a) Máy khuấy (agitator) b) Động bơm (Pump moto) c) Van d) Cửa thông (lower) Câu 13: Nêu phần tử hệ thống trình? * - Thiết bị đo: Chức thiết bị đo cung cấp tín hiệu tỷ lệ theo nghĩa theo đại lượng đo Một thiết bị đo gồm thành phần cảm biến chuyển đổi đo Một cảm biến thực chức tự động cảm nhận đại lượng quan tâm trình kỹ thuật biến đổi thành tín hiệu Bộ chuyển đổi đo có chức khuếch đại, điều hịa chuyển đổi tín hiệu đo sang dạng thích hợp (vd: 1-10V, 0-20mA, ) để tín hiệu chuyền xa sử dụng thiết bị điều khiển - Bộ điều khiển: Trên sở nhận tín hiệu đo từ thiết bị đo sách lược điều khiển lựa chọn, điều khiển thực thuật toán điều khiển đưa tín hiệu điều khiển để can thiệp lại q trình kỹ thuật thơng qua thiết bị chấp hành Tùy theo dạng tính hiệu vào phương pháp thể luật điều khiển, thiết bị điều khiển xếp loại thiết bị điều khiển tương tự, thiết bị điều khiển logic, thiết bị điều khiển số - Thiết bị chấp hành: Nhận tín hiệu từ điều khiển thực tác động can thiệp tới biến điều khiển Các thiết bị chấp hành tiêu biểu công nghiệp van điều khiển, động cơ, máy bơm quạt gió Một thiết bị chấp hành công nghiệp bao gồm thành phần cấu chấp hành (cơ cấu dẫn động) phần tử điều khiển Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điều khiển thành lượng (cơ nhiệt), phần tử tác động can thiệp trực tiếp vào biến điều khiển download by : skknchat@gmail.com Câu 14: Lưu đồ công nghệ gì? Lấy ví dụ? Lưu đồ cơng nghệ loại sơ đồ biểu diễn thuật toán q trình, biểu bước cơng việc dạng loại hình hộp khác theo thứ tự biểu diễn mũi tên Sơ đồ thể giải pháp cho vấn đề cần giải bước bước Các bước trình hiển thị dạng hình hộp nối với mũi tên để thể dòng điều khiển Câu 15: Lưu đồ ống dẫn thiết bị gì? Lấy ví dụ? Lưu đồ P&ID lưu đồ mơ tả q trình cơng nghệ kèm theo biểu tượng thiết bị công nghệ Đây tài liệu thiết kế quan trọng hệ thống đo lường, điều khiển giám sát, sở để lựa chọn lắp đặt thiết bị, phát triển phần mềm điều khiển giám sát trình Ví Dụ: lưu đồ cơng nghệ P&ID cho hệ thống khuấy trộn Câu 16: Hãy giải thích ý nghĩa biểu tượng P&ID sơ đồ đây? * -XA: Báo thức -PI: Áp suất biểu thị -PSL: áp suất thấp -LSL: Cảnh báo mức thấp -FIC: Lưu lượng biểu thị điều khiển -FV: Van lưu lượng -FT: Lưu lượng chuyển giao -HS: Tay chuyển -TS: Giá trị chuyển giao -YIC: Điều khiển thông tin thị -FT: Lưu lượng chuyển giao -PC: Áp suất điều khiển -PY: Áp suất chuyển tiếp Câu 17: Thuyết minh lưu đồ công nghệ P&ID cho hệ thống sau download by : skknchat@gmail.com FC điều khiển lưu lượng FV Van lưu lượng FT vận chuyển lưu lượng dòng chảy FE cảm biển lưu lượng LT vận chuyển mức E điện áp FYE Cảm biến trạng thái lưu lượng Hệ thống 1: Điều khiển mức cao thấp, vận chuyển lưu lượng từ phận điều khiển mức tác động vào van xả, hệ thống đường dẫn van có sử dụng tín hiệu điện áp tác động vào dịng xạ tín hiệu van Hệ thống 2: download by : skknchat@gmail.com Vận chuyển nhiên liệu qua phận điều khiển lưu lượng cao thấp từ điều khiển lưu lượng chạy vào van xả, hệ thống mắc thêm cảm biến lưu lượng từ phần vận chuyển lưu lượng dòng chảy Câu 18: Thuyết minh lưu đồ công nghệ P&ID cho hệ thống khuấy trộn FC: Bộ điều khiển lưu lượng TI: Cảm biến đo nhiệt độ (Chỉ thị) LC: Bộ điều khiển mức LAH: Cảnh báo mức cao LSL: Cảnh báo mức thấp B: Nhiên liệu Chức điều khiển hiển thị PLC (người vận hành truy cập bắt nguồn từ PLC) Chức PLC hiển thị hình hệ thống PLC (Người vận hành nhận được) Đèn gắn bảng điều khiển phòng điều khiển cục Màng ngăn download by : skknchat@gmail.com Chu trình: Tại vịng điều khiển FC (108) điều khiển lưu lượng chất vào đầu 2, đồng thời truyền tín hiệu điện đến LC (107) Khi đó, điều khiển truyền tín hiệu lên FC (107) điều khiển lượng chât từ đầu để đưa toàn vào bồn chứa kiểm soát ngưỡng mức thấp va mức cao TI để hiển thị nhiệt độ bồn Mức thấp ký hiệu LSL mức cao LAH (ở mức cao có đèn báo LAH) Khi lượng chất bồn chạm đến mức cao bồn bắt đầu khuấy Sau trình khấy sản phẩm xả đến mức LSL trình lặp lại Câu 19: Thuyết minh lưu đồ cơng nghệ P&ID cho hệ thống máy nén khí hướng tâm sau LC: Bộ điều khiển mức ASV: phân tích an tồn van PT: Áp xuất chuyển giao TC: Giá trị điều khiển ASC: Phân tích an toàn điều khiển RV: Sự xạ van Chức điều khiển hiển thị PLC (người vận hành truy cập bắt nguồn từ PLC) Màng ngăn Chu trình: download by : skknchat@gmail.com Chương Câu 5.1: Hai nguyên lí điều khiển /sách lược điều khiển hệ thống điều khiển q trình gì? Phân tích ưu nhược điểm chúng Đưa ví dụ minh họa - Hai nguyên lí điều khiển /sách lược điều khiển hệ thống điều khiển trình + Sách lược điều khiển truyền thẳng + Sách lược điều khiển phản hồi * Sách lược điều khiển truyền thẳng: - Định nghĩa: đặc điểm điều khiển truyền thẳng số biến nhiễu trình đo đưa tới điều khiển Dựa giá trị đo với giá trị đặt, điều khiển tính tốn đưa giá trị cho biến điều khiển - Ưu điểm: + Đơn giản + Khẳ loại bỏ nhiễu trước kịp ảnh hưởng xấu tới trình - Nhược điểm: + Phải đặt thiết bị đo nhiễu + Không loại trừ ảnh hưởng nhiễu không đo + Nhạy cảm với sai lệch mơ hình (mơ hình q trình mơ hình nhiễu) + Bộ điều khiển lý tưởng không ổn định không thực => phương pháp xấp xỉ + Khơng có khả ổn định q trình khơng ổn định Ví dụ: Điều khiển trình trao đổi nhiệt download by : skknchat@gmail.com * Sách lược điều khiển phản hồi: - Điều khiển phản hồi dựa nguyên tắc liên tục đo giá trị biến điều khiển phản hồi thông tin điều khiển để tính tốn lại giá trị biến điều khiển - Ưu điểm: + Ổn định hệ thống( điều khiển phản hồi giúp tính tốn giá trị K thích hợp để rời tồn điểm cực không ổn định G sang bên trái trục ảo => ổn định hệ kín) + Loại bỏ nhiễu bất định + Bền vững với sai lệch mô hình - Nhược điểm: + Một vịng điều khiển kín chứa đối tượng ổn định trở nên ổn định + Điều khiển phản hồi cần bổ sung cảm biến + Nhiễu đo ảnh hưởng lớn tới chất lượng điều khiển (để ý số hạng cuối biểu thức 3.13 3.14) => cần có phương pháp lọc nhiễu, xử lý số liệu đo tốt + Khó mà có điều khiển phản hồi tốt khơng có mơ hình tốt + Với số q trình có đáp ứng ngược có trễ (hệ pha khơng cực tiểu), điều khiển phản hồi thiết kế thiếu thận trọng chí làm xấu đặc tính đáp ứng + Bộ điều khiển phản hồi đáp ứng chậm với nhiễu tải thay đổi giá trị đặt Ví dụ: Điều chỉnh q trình trao đổi nhiệt download by : skknchat@gmail.com Câu 5.2: Giải thích (minh họa hình vẽ) phân tích ưu nhược điểm điều khiển đơn biến điều khiển đa biến * Sách lược hệ thống điều khiển nhiều chiều: + Điều khiển đa biến/tập trung + Điều khiển đơn biến/phi tập trung + Điều khiển đa biến/tập trung kết hợp điều khiển đơn biến/phi tập trung cấu trúc điều khiển phân cấp * Sơ đồ cấu trúc: + Ưu điểm: • Ưu điểm lớn cấu trúc điều khiển tập trung tương tác biến trình quan tâm phương pháp thiết kế • Điều khiển đa biến giúp loại bỏ số biến trung gian mà bình thường coi nhiễu tải cấu trúc điều khiển phi tập trung • Điều khiển đa biến khai thác triệt để ưu phương pháp điều khiển tiên tiến lực tính tốn thiết bị điều khiển đại Trong thực tế, có nhiều tốn điều khiển mà chất lượng đảm bảo áp dụng cấu trúc điều khiển tập trung + Nhược điểm: • Cơng việc xây dựng mơ hình thường phức tạp tốn • Điều khiển đa biến khó tận dụng triệt để yếu tố đặc thù q trình cơng nghệ Mỗi vịng điều khiển có đặc điểm yêu cầu riêng chất lượng mà khơng dễ đưa vào tốn chung • Việc hiệu chỉnh tham số điều khiển đa biến thực khó khan • Độ tin cậy chất lượng điều khiển hệ thống phụ thuộc vào điều khiển nhất, mà cịn phụ thuộc vào tính sẵn sàng tất tín hiệu đo tín hiệu điều khiển Nếu điều khiển tập trung có lỗi đường tín hiệu bị gián đoạn, tính tồn vẹn cấu trúc tập trung bị download by : skknchat@gmail.com phá vỡ, độ tin cậy chất lượng điều khiển tồn hệ thống khơng cịn đảm bảo • Các phương pháp điều khiển đa biến mẻ hầu hết kỹ sư cơng nghệ, chấp nhận tương đối dè dặt + Ưu điểm: • Cho phép sử dụng tối đa hiểu biết q trình cơng nghệ qua đưa sách lược điều khiển hợp lý • Điều khiển đơn biến đơn giản kiểm chứng nhiều ứng dụng thực tế • Đặc biệt, điều khiển phi tập trung cấu hình thích hợp cho kiến trúc điều khiển phân tán triệt để xuống cấp trường quan tâm + Nhược điểm: • Các vòng điều khiển cấu trúc tách kênh thực khơng hồn tồn độc lập với Câu 5.3: Minh họa điều khiển bậc tự hai bậc tự do, so sánh phân tích ưu nhược điểm Ý nghĩa “một bậc tự do” “hai bậc tự do” có giống với bậc tự mơ hình q trình khơng? * Bộ điều khiển bậc tự do: download by : skknchat@gmail.com * Bộ điều khiển hai bậc tự do: - Ưu điểm: + Bộ điều khiển hai bậc tự có thêm khâu P(s) đóng vai trị khâu lọc trước giúp làm mềm hóa đáp ứng độ với giá trị đặt + Ổn định hệ thống đáp ứng với nhiễu + Cải thiện chất lượng đáp ứng với giá trị đặt - Nhược điểm: Cần thêm điều khiển P(s) Ý nghĩa “một bậc tự do” “hai bậc tự do” khác với bậc tự mơ hình q trình Bậc tự mơ hình q trình với số phương trình q trình Cịn bậc tự có thêm điều khiển P(s) đóng vai trị khâu lọc trước giúp làm mềm hóa đáp ứng độ với giá trị đặt 5.4: Đưa phân tích ví dụ cho: * Điều khiển tầng download by : skknchat@gmail.com Điều khiển tầng cho thiết bị nhiệt nước - Cấu trúc điều khiển gồm vòng điều khiển: + Bộ điều khiển thứ cấp: Đo nước chuyển liệu tới điều khiển FC điều khiển van + Bộ điều khiển sơ cấp: Đầu từ điều khiển TC không đưa trực tiếp xuống van mà giá trị đặt cho điều khiển lưu lượng FC Ở trạng thái xác lập, tín hiệu từ điều khiển nhiệt độ khơng đổi điều khiển lưu lượng FC có trách nhiệm trì lưu lượng nước cố định, mặc cho áp suất dòng độ mở van Khi giá trị đặt nhiệt độ thay đổi nhiệt độ đo thay đổi, điều khiển nhiệt độ TC tạo giá trị đặt cho điều khiển lưu lượng FC * Điều khiển tỉ lệ download by : skknchat@gmail.com Điều chỉnh trình trao đổi nhiệt Bộ điều khiển RC khâu nhân, tính tốn giá trị đặt lưu lượng cho điều khiển FC cách nhân lưu lượng đo với tỉ lệ đặt mong muốn Hai điều khiển RC FC ghép chung thành FC * Điều khiển lất át Điều khiển nồi Khi hoạt động bình thường, áp suất điều khiển liên quan hệ trọng đến suất trình Nhưng giá trị mức xuống thấp ngưỡng an tồn, tín hiệu từ điều khiển mức LC lấn át điều khiển áp suất PC khâu lựa chọn tín hiệu nhỏ hơn, giúp đóng van va qua làm mức nồi tăng lại Khi giá trị mức trở lại bình thường, khâu lựa chọn tín hiệu lại có tác dụng làm cho điều khiển áp suất PC trở thành lấn át đưa hệ thống chế độ bình thường * Điều khiển giới hạn download by : skknchat@gmail.com Điều khiển giới hạn nhiệt độ lò phản ứng Biến điều khiển lưu lượng nước làm lạnh Nhiệt độ lò đo nhiều vị trí khác giá trị nhiệt độ cao lựa chọn đưa tới điều khiển Nhờ vậy, nhiệt độ vị trí giới hạn mà không làm chức điều khiển thông thường * Điều khiển phân vùng Điều khiển nhiệt độ lò phản ứng sách lược phân vùng Bình thường nhiệt độ phản ứng kiểm sốt dịng nước lạnh Để tăng tốc độ đáp ứng, điều khiển thường chỉnh định để đặc tính q độ hệ thống có độ điều chỉnh định Điều dẫn đến nhiệt độ phản ứng có lúc xuống thấp giá trị đặt => cần đường nước nhanh chóng đưa nhiệt độ phản ứng trở lại giá trị mong muốn Câu 5.5: Thay đổi sách lược điều khiển để sử dụng với ví dụ câu 5.4: * Điều khiển truyền thẳng (bù nhiễu): - Điều chỉnh lưu lượng nóng vào Fs để trì nhiệt độ dầu T2 giá trị đặt mong muốn download by : skknchat@gmail.com * Điều khiển phản hồi kết hợp bù nhiễu: * Điều khiển tầng: download by : skknchat@gmail.com Câu 5.6: Khi ta nên sử dụng sách lược điều khiển tầng khơng nên? * Định nghĩa: Điều khiển tầng cấu trúc mở rộng điều khiển phản hồi vịng đơn Tư tưởng điều khiển tầng phân cấp điều khiển nhằm loại bỏ ảnh hưởng nhiễu nơi phát sinh + Chúng ta nên sử dụng điều khiển tầng hệ thống điều khiển cần đáp ứng nhanh, loại bỏ nhiễu, nâng cao tính ổn định bền vững hệ thống kín + Chúng ta khơng nên sử dụng điều khiển tầng hệ thống điều khiển đáp ứng nhu cầu sử dụng sách lược điều khiển mà khơng cần thêm vịng điều khiển khác nhằm loại bỏ nhiễu hay nâng cao độ ổn định, đáp ứng nhanh … Câu 5.7: Mục đích điều khiển tỉ lệ? Khi nên sử dụng sách lược điều khiển tỉ lệ? - Điều khiển tỉ lệ trì tỉ lệ biến giá trị đặt nhằm gián tiêp điều khiển biến thứ - Mục đích điều khiển: + Giải hiệu lớp toán phi tuyến, thay phải tuyến tính hóa xấp xỉ mơ hình sử dụng phương pháp thiết kế điều khiển phi tuyến phức tạp Thực chất điều khiển tỷ lệ điều khiển phi tuyến đơn giản + Giúp cho việc thiết kế cấu trúc điều khiển đơn biến cho trình đơn giản hơn, tương tác chéo vòng điều khiển giảm thiểu download by : skknchat@gmail.com - Khi nên sử dụng sách lược điều khiển tỉ lệ: + Khi nhiễu đầu vào thay đổi + Sản phẩm trình điều khiển phụ thuộc vào tỷ lệ hay nhiều biến vào Câu 5.8: Thiết kế sách lược điều khiển cho ví dụ điều khiển nhiệt độ hình vẽ: * Phản hồi túy * Truyền thẳng túy * Phản hồi kết hợp truyền thẳng * Điều khiển tỉ lệ Câu 5.9: Trên hình vẽ lưu đồ pha chế trực dòng, yêu cầu điều khiển lưu lượng khối(w) thành phần chất A(xA2) sản phẩm download by : skknchat@gmail.com a Xây dựng mơ hình trạng thái xác lập cho q trình Nhận biết biến q trình b Cặp dơi biến vào/ c Có thể lựa chọn biến điều khiển khác nhằm loại bỏ tương tác hai vòng điều khiển hay khơng? Nếu có cần phải thay đổi lưu đồ công nghệ sách lược điều khiển sao? Gợi ý: Chọn biến dẫn xuất khác, ví dụ tỉ lệ, tổng, hiệu đại lượng có sẵn a Mơ hình trạng thái xác lập trình: WA+ WB =W WA.xA1+ WB xB =W xA2 - Các biến trình: + Biến điều khiển: WA, WB + Nhiễu: xA1, xB + Biến điều khiển: W, xA2 b Cặp đôi biến vào/ra: xA2 WA, WB W WA, WB c Có thể lựa chọn biến điều khiển khác nhằm loại bỏ tương tác hai vòng điều khiển băng cách thêm van điều khiển dòng xA2: - Vòng điều khiển thứ nhất: Sách lược điều khiển tỉ lệ đo dịng WA, WB, sau gửi tới điều khiển tỷ lệ với giá trị đặt điều khiển hai van dòng vào - Vòng điều khiển thứ 2: Sách lược điều khiển phản hồi đo lưu lượng kết hợp giá trị đặt điều khiển van Câu 5.10: Lưu đồ hình vẽ mơ tả hệ thống pha chế với hai dòng chất pha lỗng chất đậm đặc có lưu lượng thể tích nồng độ (F1, x1) (F2, x2) download by : skknchat@gmail.com x2 > x1 Ba đại lượng cần thiết điều khiển mức, lưu lượng nồng độ sản phẩm Giả sử hệ thống khuấy hoạt động hoàn hảo Các lưu lượng vào lưu lượng can thiệp thông qua ba van điều khiển: Xây dựng mô hình động học hệ thống, phân tích bậc tự mơ hình, xác định biến điều khiển biến nhiễu Với giá trị thiết kế cho trạng thái xác lập: Sản phẩm có lưu lượng F=600 lít/phút nồng độ c=0.2 kg/lít dịng lỗng có nồng độ trung bình c1=0.1 kg/lít dịng đậm đặc có nồng độ trung bình c2=0.25 kg/lít Hãy tính tốn lưu lượng vào (F1 F2) trạng thái xác lập Dựa vào số liệu đó, cặp đơi biến vào / dựa trên: • Nhận xét chủ quan • Phân tích ảnh hưởng đầu vào tới đầu (thông qua hệ số khuếch đại cặp vào/ trạng thái xác lập) Thiết kế sách lược điều khiển điều chỉnh đơn biến phù hợp cho hệ thống lý giải phương án lựa chọn Cụ thể hóa chiều tác động cho van điều khiển Nếu toán đặt chất đậm đặc từ q trình trước, khơng thể can thiệp (hoặc đường tín hiệu đưa giá trị đặt xuống điều khiển lưu lượng xuống chất đậm đặc bị mất, phải đưa giá trị đặt tay), bậc tự mơ hình có đủ cho điều khiển chỉnh tự động hồn tồn khơng? Trong trường hợp ta lựa chọn sách lược điều khiển chấp nhận mát gì? download by : skknchat@gmail.com Mơ hình động học hệ thống: 𝑑(𝑐𝑉) 𝑑𝑡 => 𝐴 = c1F1 + c2F2-cF 𝑑 (𝑐ℎ) = 𝑐1𝐹1 + 𝑐2𝐹2 − 𝑐𝐹 𝑑𝑡 - Biến điều khiển: F1, F2, F - Nhiễu: C1, C2 - Biến trình: F1, F2, F, C1, C2, h, C - Bậc tự do: Mơ hình trạng thái xác lập { 𝐹1 + 𝐹2 − 𝐹 = 𝑐1𝐹1 + 𝑐2𝐹2 − 𝑐𝐹 = { 𝐹1 + 𝐹2 − 600 = 0.1𝐹1 + 0.25𝐹2 − 0.2.600 = { 𝐹1 = 200 𝐹2 = 400 Thiết kế sách lược điều chỉnh đơn biến lý giải download by : skknchat@gmail.com - Bộ điều khiển nồng độ sản phẩm: Sử dụng sách lược điều khiển tỉ lệ kết hợp truyền thẳng nồng độ chất phụ thuộc theo tỷ lệ khối lượng chất cho vào Sử giá trị đặt tỉ lệ chất vào cho đáp ứng chất lượng chất cho điều khiển tỷ lệ Đầu điều khiển tỉ lệ tín hiệu điều khiển gửi đến điều khiển lưu lượng chất đầu vào (sử dụng sách lược truyền thẳng nhằm mục đích bù nhiễu) - Bộ điều khiển mức lưu lượng sản phẩm: Sử dụng điều khiển phản hồi điều khiển van theo giá trị đặt Nếu điều khiển chỉnh lưu ta điều khiển tự động Trong trường hợp ta sử dụng tỷ lệ đo trực tiếp lưu lượng dòng đậm đặc để gửi tới điều khiển tỷ lệ điều khiển van download by : skknchat@gmail.com ... 1: Giải thích khái niệm điều khiển tự động q trình cơng nghệ, nêu ứng dụng điều khiển trình Phân biệt điều khiển trình với lĩnh vực khác? - Khái niệm: Điều khiển trình ứng dụng kỹ thuật điều khiển. .. toán điều khiển: trương trình điều khiển có thuật tốn điều khiển thuật tốn điều khiển tham số P, PI, PID Các mạch vòng điều khiển: - Vòng điều khiển kín: hệ thống điều khiển thực theo chu trình. .. hiệu điều khiển liên tục Vòng điều khiển hở: hệ thống điều khiển theo chu trình tín hiệu trích mẫu gửi điều khiển cách rời rạc Trích mẫu gửi điều khiển cách rời rạc Câu 4: Nêu cần thiết điều khiển