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 này cung cấp cho học viên những kiến thức về: các khái niệm điện cơ bản; các hệ thống điều khiển; hệ điều khiển tập trung/DCS; yêu cầu công nghệ sản xuất;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q 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 hoạt động nhà máy/công ty (Cấp cao nhât) Thực điều hành giám sát, đánh giá kết quả, kết nơi quy trình, tối ưu hóa quy trình Thực giám sát điều khiển giao diên HMI, đk giám sát cấp cao, lưu trữ lập báo cáo, thống kê,… Thực chức điều khiển kết nối thiết bị điều khiển, điều khiển lPLC, CNC, máy tính cơng nghiệp,… Là cấp cảm biến hay cấp trường, thực kết nối thiết bị điều khiển với cảm biến cấu chấp hành CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Mục đích chung hệ thống điều khiển - An toàn cho người thiết bị hoạt động sản xuất - Vận hành kinh tế, tin cậy - Nâng cao chất lượng hiệu sản xuất - Tăng sản lượng CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Đặc trưng lĩnh vực ứng dụng điều khiển Công nghiệp chế biến, khai thác Công nghiệp chế tạo, lắp ráp Các toán điều khiển tiêu biểu điều khiển Các toán điều khiển tiêu biểu điều khiển trình (process control), điều khiển trình tự logic, điều khiển chuyển động, điều khiển (sequence control), bên cạnh điều khiển logic kiện rời rạc Các thiết bị dùng chủ yếu Các thiết bị dùng phổ biến PLC, DCS, PLC, CNC, PC Nay hệ DCS tìm (I)PC, Compact Digital Controllers số ứng dụng lĩnh vực CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Các hệ thống điều khiển Điều khiển logic: Thực việc điều khiển liên động, logic trình tự cho q trình cơng nghệ Sử dụng toán học logic cho 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 sử dụng cho điều khiển máy trình độc lập - Sử dụng giao thức truyền thông: Profibus, Devicenet, Asi,… - Kết nối với DCS, HMI,… - Quản lý dễ dàng tín hiệu đầu vào/đầu Nhược điểm diều khiển logic: - Không hỗ trợ hoạt động đa nhiệm (Multi – Task) - Thuật tốn xử lí tín hiệu Analog – khơng phù hợp điều khiển/điều chỉnh - Cơ sở liệu nhỏ, chưa mang tính tồn cục - Độ tin cậy chưa cao chưa có tính dự phịng - Khơng thay đổi chương trình lập trình trực tuyến CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Hệ thống điều khiển với cấu trúc điều khiển phân tán (DCS_Distributed control system): hệ thống điều khiển phân tán_ dùng để lớp hệ thống điều khiển sử dụng kiểu cấu trúc phân tán Bao gồm: Phần cứng + Phần mềm + Truyền thông Đặc điểm hệ thống điều khiển DCS - Các thiết bị trao đổi trực tiếp liệu với - Có khả xử lí tín hiệu tương tự chuỗi q trình phức tạp - Khẳ 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 tốn lập trình khác CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Đặc điểm 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 tất thành phần (mơn DCS&SCADA) - Cơ sở liệu có tính chất toàn cục thống CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Hệ lai: Hybird Control System: Dựa kết hợp tảng PLC cấu trúc DCS Thiết bị điều khiển hệ lai: Có thể tùy biến để hoạt động PLC, thiết bị điều khiển trình Thực trình liên tục gián đoạn => quản lý đc 10000 điểm vào (thiết bị hệ lai thường nhỏ so với thiết bị hệ DCS) Hệ lai thường điều khiển theo dây chuyền, theo khối có vận hành giám sát Cơng cụ phát triển xây dựng nhiều ngơn ngữ lập trình bậc cao Hạn chế hệ lai: Khi lưu lượng truyền thông lớn, hạn chế điểm vào ra, đặc biệt chu kỳ điều khiển nhỏ Khả mở rộng CSDL (khoảng 60.000 Tags) Delta V, Simatic PCS 7, Stardom, Freelace CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Điều khiển tập trung/phi tập trung/ điều khiển phân tán Dựa vào cấu trúc chiến lược điều khiển đối tượng để xác định hệ điều khiển tập trung hay điều khiển phi tập trung Ưu điểm điều khiển phi tập trung/phân tán: - Tiết kiệm đường truyền/cổng nối - Hiệu suất độ tin cậy tăng - Độ linh hoạt việc thay mở rộng hệ thống cao - Khả cập nhật bổ sung hệ thống thuận tiện CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Yêu cầu cơng nghệ sản xuất Nhóm nhà máy có cơng Nhóm nhà máy có cơng nghệ Nhóm nhà máy có công nghệ liên tục từ đầu đến cuối chia thành nhiều công đoạn nghệ gồm liên tục trình sản xuất độc lập với (gián đoạn) gián đoạn Hệ đa thông số/ nhiều đầu vào Hệ thông số rải/các thông số biến thiên lớn Các đối tượng điều khiển phi tuyến Điều khiển tối ưu/thích nghi/mơ hình dự báo…điều khiển bền vững, chất lượng Cho ngành nghề lắp ráp, gia công, chế biến,… Các tín hiệu thường tín hiệu logic, dùng để tác động/đóng/cắt khâu Chủ yếu sử dụng PLC, điều khiển – điều chỉnh, Độ tin cậy tính an tồn thấp Cho ngành nghề sản xuất xi măng, dược phẩm, linh kiện bán dẫn,….Các nhà máy chia nhiều công đoạn độc lập Sử dụng PLC, DCS, điều khiển liên tục/rời rạc Thường sử dụng hệ lai CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Tổng kết chương Các khái niệm Các hệ thống điều khiển Hệ điều khiển tập trung/ DCS Yêu cầu công nghệ sản xuất Câu hỏi trắc nghiệm ôn tập (sv tự soạn) ...CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT & CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT... CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN Các hệ thống điều khiển Điều khiển logic: Thực việc điều khiển liên động, logic trình tự cho trình cơng nghệ Sử dụng tốn... phịng - Khơng 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