htd chuong 1 do dkcn lichsuphattrien 0713

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thị Huế Bộ môn Kĩ thuật đo Tin học công nghiệp 2/7/2021 Nội dung môn học  Môn học để làm gì?  Mơn học học gì? 2/7/2021 Sơ đồ khối vịng điều khiển Thiết bị đo lường điều khiển trình Hệ đo điều khiển công nghiệp Thiết bị đo lường điều khiển trình 2/7/2021 Ø Mạng truyền thơng cơng nghiệp gì? Ø Tại phải dùng mạng truyền thông công nghiệp? Ø Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp đâu? Ø Thực mạng truyền thông công nghiệp? 2/7/2021 Nội dung môn học  Smart grip 2/7/2021 Nội dung môn học Smart Grid 2/7/2021 NỘI DUNG MÔN HỌC Giới thiệu chung lịch sử phát triển hệ thống đo điều khiển công nghiệp Các thiết bị đo lường chấp hành công nghiệp Các điều khiển khả trình Các thiết bị giám sát công nghiệp Cơ sở kĩ thuật truyền tin công nghiệp Các giao thức công nghiệp tiêu biểu Một số hệ thống công nghiệp thực tế 2/7/2021 Tài liệu tham khảo  Giáo trình “Mạng thơng tin cơng nghiệp” Hồng Minh Sơn, nhà xuất Khoa học Kĩ thuật  Giáo trình “Hệ thống thông tin công nghiệp’ Phạm Thượng Hàn (chủ biên) Nhà xuất giáo dục  Giáo trình “Cảm biến công nghiệp”  Bài giảng “ Đo điều khiển công nghiệp” môn Kĩ thuật đo Tin học công nghiệp  … 2/7/2021 10 NỘI DUNG CHƯƠNG 1 Giới thiệu chung lịch sử phát triển hệ thống đo điều khiển công nghiệp  Lịch sử phát triển Cấu trúc tổng quan hệ đo điều khiển công nghiệp 2/7/2021 11 1.1 Các hệ đo điều khiển  Lịch sử phát triển thiết bị đo hệ thống thông tin đo lường điều khiển  Giai đoạn dụng cụ đo điện riêng rẽ  Giai đoạn dụng cụ đo tự động hố  Giai đoạn hệ thống thơng tin đo lường điều khiển (HTTTĐLĐK) tập trung  Giai đoạn hệ thống đo lường & điều khiển phân tán  Giai đoạn HTTTĐLĐK đại, tích hợp tồn diện 2/7/2021 12 1.1 Các hệ đo điều khiển (2) Giai đoạn dụng cụ đo điện riêng rẽ  Cuối kỷ 19 người phát minh cấu điện từ coi dụng cụ đo điện  Đầu kỷ 20 đời dụng cụ đo từ điện milivolmet, μAmpemet, điện kế, điện kế xung kích; dụng cụ điện động (đo công suất) dụng cụ cảm ứng (trong công tơ đếm điện năng)  Năm 1954 xuất dụng cụ đo từ động tự ghi động thuận nghịch (servo motor): cầu từ động tự ghi, điện kế từ động tự ghi đánh dấu cho việc tự động hố q trình cơng nghiệp 2/7/2021 13 1.1 Các hệ đo điều khiển (3) Giai đoạn dụng cụ đo tự động hoá  Những năm 1960 xuất dụng cụ tự động hoá dụng cụ tự động riêng rẽ  Các điện kế tự động cho phép đo điện áp nhiệt ngẫu tự ghi số liệu có đủ momen để đóng cắt công tắc để điều khiển  Các dụng cụ tự động biến áp vi sai cho phép đo điều khiển áp suất, mức lưu tốc công nghiệp  Các hệ tự động thống hoá đời (DDZ) đo nhiệt độ, áp suất với sai số 0.5 % ; biến đổi nhiệt độ, áp suất, lưu lượng với đầu thống hoá – mA – 10 mA 2/7/2021 14 1.1 Các hệ đo điều khiển (4) Giai đoạn hệ thống thông tin đo lường điều khiển (HTTTĐLĐK) tập trung  Trong năm 70 với đời IC, máy tính mini thương phẩm hố Tuy giá đắt (khoảng 500 000USD) cho phép xử lý toán điều khiển để tự động hố tồn q trình sản xuất phức tạp HTTTĐLĐK tập trung đời  Trong HTTTĐLĐK đại lượng đo thống hoá (4 – 20mA) tập trung đầu vào máy tính mini  Trong thời kỳ này, triết lý module hoá đặt cao hình thành hệ thống thống hố như: hệ URSAMAT Đơng Đức, hệ Solation Anh, hệ HP hệ IBM Hoa Kỳ đặc biệt hệ CAMAC hệ điển hình module hoá nước châu Âu 2/7/2021 15 1.1 Các hệ đo điều khiển (5) Giai đoạn hệ thống đo lường & điều khiển phân tán  Năm 1978 máy vi tính bit đời mở đầu cho việc sử dụng vi xử lý vi điều khiển bit vào trình sản xuất  Hệ thống đo lường điều khiển (tự động hố xí nghiệp cơng nghiệp) dựa sở PLC (Programable Logic Controller)  Trong năm 80 90 kỷ 20, hệ từ động hố PLC chiếm lĩnh tồn phần tự động hố q trình sản xuất 2/7/2021 16 1.1 Lịch sử phát triển Giai đoạn HTTTĐLĐK đại, tích hợp tồn diện  Hệ thống đo điều khiên trở thành hệ thống thông tin đo lường điều khiển đại (Advanced Instrumentation and Control System) với triết lý sau:  Triết lý tích hợp  Triết lý hệ thông minh (micro processor based): Một hệ dựa sở vi tính hệ thông minh (ID)  Triết lý hệ phân bố (DCS) quan hệ phân bố tập trung  Triết lý module hoá  Triết lý hệ mở: Độc lập với người bán hàng (Independence vendor) Đánh giá HTTTĐLĐK xét triết lý cộng thêm tính hiệu hệ thống (dự trữ vận hành) 2/7/2021 17 Triết lý tích hợp  Tích hợp khâu hệ thống Hiện nay, khâu hệ thống phải tích hợp yếu tố:  Chức  Cấu trúc  Thơng tin  Tích hợp với hệ thống mà phục vụ, nêu lên tính hiệu HTTTĐLĐK, đáp ứng điều kiện mà hệ sản xuất yêu cầu tình điều kiện hoạt động  Tích hợp tồn diện Ý tưởng đời với yêu cầu thông suốt mặt quản trị kinh doanh với giám sát, quản lý thông tin kỹ thuật xí nghiệp sản xuất, đảm bảo tính thơng suốt thơng tin từ lên điều khiển từ xuống 2/7/2021 18 Triết lý ID (intelligent device) Một phần tử có vi xử lý hay ID có quan hệ bản:  Quan hệ với đối tượng: Một ID có hay nhiều đối tượng phục vụ, phải tích hợp với đối tượng Liên quan trực tiếp hệ đo lường (acquisition) hệ thừa hành điều chỉnh (actuator, regulator)  Quan hệ với môi trường: ý nghĩa môi trường rộng, mơi trường thật thường môi trường ảo  Quan hệ với người: Hệ thống quan hệ với người chủ yếu giao tiếp với người (HMI) Đó nội dung dịch vụ cho người hiển thị , trao đổi người máy, ứng dụng trí tuệ nhân tạo, v.v…  Quan hệ với hệ thống: Đây nội dung trao đổi thông tin, vấn đề tương thích, giao thức, ngơn ngữ, v.v… 2/7/2021 19 Triết lý hệ phân bố Hiện nay, triết lý tương đối rõ ràng, vấn đề phân cấp quản lý Hệ phân bố ngày hiểu khái niệm quan hệ cấp với với ý tưởng:  Thu thập thông tin sát đối tượng tốt  Truyền tin theo yêu cầu cấp trên, đảm bảo thời gian thực  Điều khiển theo yêu cầu cấp trên, hệ thống  Đảm bảo quan hệ tập trung phân bố  Các thừa hành phải đơn giản, kịp thời, hiệu  Thành lập hệ cảm biến – thừa hành (actuator – sensor) thực điều khiển chỗ sở vi hệ thống Thông tin số hai chiều thông suốt.(transparent) 2/7/2021 20 ... 2/7/20 21 10 NỘI DUNG CHƯƠNG 1 Giới thiệu chung lịch sử phát triển hệ thống đo điều khiển công nghiệp  Lịch sử phát triển Cấu trúc tổng quan hệ đo điều khiển công nghiệp 2/7/20 21 11 1 .1 Các hệ... phân tán  Giai đoạn HTTTĐLĐK đại, tích hợp tồn diện 2/7/20 21 12 1. 1 Các hệ đo điều khiển (2) Giai đoạn dụng cụ đo điện riêng rẽ  Cuối kỷ 19 người phát minh cấu điện từ coi dụng cụ đo điện  Đầu... năng)  Năm 19 54 xuất dụng cụ đo từ động tự ghi động thuận nghịch (servo motor): cầu từ động tự ghi, điện kế từ động tự ghi đánh dấu cho việc tự động hoá q trình cơng nghiệp 2/7/20 21 13 1. 1 Các hệ