Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Điều khiển quá trình nâng cao: Bài 3 Các sách lược điều khiển nâng cao được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được đặc điểm và ứng dụng của sách lược điều khiển truyền thẳng, điều khiển tỉ lệ và điều khiển tầng; phân biệt được đặc điểm khác nhau giữa các sách lược điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo!
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO BÀI 3: CÁC SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO Giảng viên: ThS. Nguyễn Thị Lan Email: lannt@pvmtc.edu.vn Mobile: 098.917.5925 ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO Bài 3: Các sách lược điều khiển nâng cao MỤC TIÊU CỦA BÀI 3: Sau học xong 3, người học có khả năng: Về kiến thức: Trình bày đặc điểm ứng dụng sách lược điều khiển truyền thẳng, điều khiển tỉ lệ điều khiển tầng; Phân biệt đặc điểm khác sách lược điều khiển; Về kỹ năng: Xác định sách lược điều khiển vẽ P&ID; Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, kiên nhẫn trách nhiệm thực công việc THỜI LƯỢNG: 21 giờ, LT: 08 giờ, TH: 12 giờ, KT: 01 (LT) ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO NỘI DUNG BÀI 3 3.1 Điều khiển truyền thẳng 3.2 Điều khiển tỉ lệ 3.3 Điều khiển tầng 3.4 Điều khiển phản hồi kết hợp ĐK truyền thẳng 3.5 Điều khiển phản hồi kết hợp ĐK tỉ lệ 3.6 ThS. Nguyễn Thị Lan Điều khiển tầng kết hợp ĐK truyền thẳng ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3.1 Điều khiển truyền thẳng – Feeedforward control Cần gia nhiệt cho dịng dầu thơ từ TC1 lên TC2 dịng có nhiệt độ TH1 TH1, wH TC1, wC Heat exchanger TC2 TH2 Hình 3-1: Sơ đồ khối điều khiển thiết bị gia nhiệt ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3.1 Điều khiển truyền thẳng – Feeedforward control Nếu sử dụng sách lược phản hồi, PV đo truyền BĐK Dòng TH1 CV TC TT Dịng dầu thơ TC1 Dịng dầu sau gia nhiệt TC2 Dòng sau trao đổi nhiệt TH2 Hình 3-2: P&ID điều khiển phản hồi thiết bị gia nhiệt nước ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3.1 Điều khiển truyền thẳng – Feeedforward control Đặc điểm sách lược điều khiển truyền thẳng là: Nhiễu đo transmitter truyền ĐK Bộ điều khiển không điều chỉnh sai lệch PV SV Cấu trúc tổng quát ĐK truyền thẳng: NHIỄU SV CONTROLLER MV PROCESS PV Hình 3-3: Cấu trúc tổng qt của sách lược điều khiển truyền thẳng ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO 3.1 Điều khiển truyền thẳng – Feeedforward control Hình 3-4: P&ID điều khiển truyền thẳng cho thiết bị gia nhiệt nước ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3.1 Điều khiển truyền thẳng – Feeedforward control Ưu điểm: tác động nhanh, loại trừ nhiễu đo trước nhiễu ảnh hưởng đến ngõ Nhược điểm: khơng ổn định q trình ổn định Ứng dụng: Được kết hợp với sách lược điều khiển khác ĐK phản hồi, ĐK tỉ lệ, ĐK tầng… để làm khâu bù nhiễu đo ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO 3.2 Điều khiển tỉ lệ – Ratio control Đặc điểm: trì tỉ lệ hai biến giá trị đặt nhằm gián tiếp điều khiển Ø biến thứ ba Bộ điều khiển tỉ lệ - ratio controller: có hệ số tỉ lệ (R), hoàn toàn Ø khác với ĐK PID Ví dụ: R =0.5; 1.0; 1.5, 2.0;… Các ứng dụng phổ biến: Trộn nhiên liệu (khí đốt) khơng khí (đã sấy khơ) để nâng cao hiệu suất đốt cháy tua-bin khí nhà máy nhiệt điện Sản xuất khí H2 cơng nghiệp phương pháp reforming Hydrocarbon nước Kết hợp với sách lược điều khiển khác phản hồi, tầng… ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3.2 Điều khiển tỉ lệ – Ratio control 10 Ý tưởng thiết kế điều khiển tỉ lệ: Ratio Setpoint X Flow Setpoint = Flow x Ratio Setpoint FC2 FT1 FT2 PROCESS Dịng khơng kiểm sốt (Wild flow) ThS. Nguyễn Thị Lan Dịng kiểm sốt (Controlled flow) ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 27 PFD điều chế Benzen từ Toluene khí Hyrogen ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO P&ID điều chế Benzzen từ Toluene và khí Hydrogen T101: Benzen Colum V104: Low Pressure Phase Seperator E104: Benzen Condenser E106: Benzen Reboiler ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 28 Bài tập 1 (tt) 29 Đáp án: Tại cột tách T-101: sách lược điều khiển phản hồi 1.1 Vòng điều khiển mức: cảm biến LE đo mức cột tách → transmitter mức LT → điều khiển mức LIC → điều chỉnh van điều khiển mức LCV Đồng thời cảnh báo (Alarm) mức thấp mức cao thiết lập LAL LAH 1.2 Vòng điều khiển nhiệt độ: TE → TT → TIC → TCV Các cảnh báo nhiệt độ thấp nhiệt độ cao TAL TAH Các van điều khiển LCV TCV van điều khiển khí nén Tại bình tách pha thấp áp V-104: ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 1(tt) 30 Đáp án: Tại bình tách pha thấp áp V-104: sách lược điều khiển phản hồi điều khiển mức điều khiển áp suất 2.1 Vòng ĐK mức: tương tự vòng ĐK mức T-101 2.2 Vòng ĐK áp suất: PE → PT → PRC → PCV cảnh báo áp suất thấp áp suất cao PAL & PAH Bộ điều khiển áp suất có tích hợp chức ghi (recording) để ghi lại áp suất bình tách theo thời gian có kí hiệu PRC ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 1 (tt) 31 Đáp án: Trên đường ống hồi tiếp SP đáy từ V-104 lại cột tách T-101: sách lược điều khiển phản hồi FE → FT → FRC → FCV cảnh báo lưu lượng thấp lưu lượng cao FAL & FAH Bộ ĐK lưu lượng có chức ghi đồ thị đáp ứng lưu lượng chảy qua đường ống ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 2 ThS. Nguyễn Thị Lan 32 ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 2: Xác định sách lược điều khiển LAB 1÷10 33 u cầu: SV mở tất trạm vận hành DCS: • Log in: OFFUSER • Mở LAB • Bảng phân công: LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB 10 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS022 HIS0229 ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO Bài tập 2: Xác định sách lược điều khiển LAB 1÷10 Đáp án: Stt LAB SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN LAB 1 PHẢN HỒI, 2 VÒNG ĐƠN ĐK LƯU LƯỢNG LAB 2 TỈ LỆ RATIO, ĐK LƯU LƯỢNG LAB 3 PHẢN HỒI – ĐK MỨC LAB 4 PHẢN HỒI – ĐK ÁP SUẤT LAB 5 TẦNG – CASCADE, ĐK MỨC LAB 6 TẦNG – CASCADE, ĐK MỨC LAB 7 LẤN ÁT OVERRIDE ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 34 Tổng kết bài 3 35 Những nội dung chính: FEEDFORWARD RATIO CASCADE Nhiễu đo truyền BĐK BĐK không điều chỉnh sai lệch PV SV Duy trì tỉ lệ biến nhằm điều khiển biến thứ Được tạo thành từ kết hợp nhiều vòng điều khiển đơn Thường kết hợp với sách lược phản hồi tầng SV BĐK phụ = MV BĐK Tín hiệu truyền xuống FCE BĐK phụ thực Độ sai lệch lớn Không ổn định q trình khơng ổn định ThS. Nguyễn Thị Lan COMBINATION Phản hồi kết hợp truyền thẳng Phản hồi kết hợp tỉ lệ Tầng kết hợp truyền thẳng Sách lược ĐK lựa chọn Sách lược ĐK lấn át Sách lược ĐK phân vùng ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Tổng kết bài 3 36 Câu 1: Hãy cho biết sách lược điều khiển sử dụng? Cho biết biến cần điều khiển nhiệt độ dầu (Hot oil out) A Sách lược điều khiển phản hồi B Sách lược điều khiển truyền thẳng C Sách lược điều khiển phàn hồi sách lược điều khiển truyền thẳng D Sách lược điều khiển tầng ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Tổng kết bài 3 37 Câu 2: Hãy cho biết sách lược điều khiển sử dụng? Cho biết biến cần điều khiển nhiệt độ dầu (Hot oil out) A Sách lược điều khiển phản hồi B Sách lược điều khiển truyền thẳng C Sách lược điều khiển phàn hồi sách lược điều khiển truyền thẳng D Sách lược điều khiển tầng ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Tổng kết bài 3 38 RC TC QC TT FT FT Dòng TH1 CV FT FT TT Dịng dầu thơ TC1 Dịng dầu sau gia nhiệt TC2 TT Câu : Hãy cho biết sách lược điều khiển sử dụng? Cho biết biến cần điều khiển nhiệt độ dầu (TC2) A Sách lược điều khiển phản hồi B Sách lược điều khiển tầng (3 tầng) C Sách lược điều khiển truyền thẳng kết hợp phản hồi D Sách lược điều khiển tầng kết hợp tỉ lệ ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Tổng kết bài 3 39 Câu 4: Hãy cho biết sách lược điều khiển sử dụng? A Điều khiển phản hồi B Điều khiển truyền thẳng C Điều khiển bù nhiễu D Điều khiển lấn át ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Tổng kết bài 3 40 Câu 5: Hãy cho biết tên gọi tiếng Anh thuật ngữ sau? Stt Tên thuật ngữ tiếng Việt Nam Sách lược điều khiển phản hồi Feedback control strategy Sách lược điều khiển tỉ lệ Ratio control strategy Sách lược điều khiển tầng Cascade control strategy Sách lược điều khiển truyền thẳng Feedforward control strategy Bộ điều khiển sơ cấp Bộ điều khiển thứ cấp Master controller Bộ điều khiển chủ Slave controller Bộ điều khiển tớ ThS. Nguyễn Thị Lan Tên tiếng Anh Primary controller Secondary controller ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ Thank You! WWW.PVMTC.EDU.VN Giảng viên: ThS. Nguyễn Thị Lan Email: lannt@pvmtc.edu.vn Mobile: 098.917.5925 ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO 41 ... (LT) ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO NỘI DUNG BÀI? ?3 3.1 Điều khiển truyền thẳng 3. 2 Điều khiển tỉ lệ 3. 3 Điều khiển tầng 3. 4 Điều khiển phản hồi kết hợp ĐK truyền thẳng 3. 5 Điều. .. vào ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 3. 6? ?Điều? ?khiển? ?tầng kết hợp? ?điều? ?khiển? ?truyền thẳng 23 Điều khiển mức nước nồi – Boiler Drum Hơi v + FT-2 LIC-1 FIC-1 Hơi Nước LT-1 CV-1 ThS. Nguyễn Thị Lan. .. ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH NÂNG CAO 3. 1? ?Điều? ?khiển? ?truyền thẳng – Feeedforward control Hình 3- 4: P&ID điều? ?khiển? ?truyền thẳng cho thiết bị gia nhiệt nước ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO