bài giảng môn tự động hóa quá trình sản xuất

Chương 1. SẢN XUẤT - ĐỐI TƯỢNG TỰ ĐỘNG HOÁ 1.1. KHÁI NIỆM 1.1.1. QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Quá trình công nghệ (QTCN) là tổ hợp các phương pháp để thu nhận và xử lí nguyên liệu, vật tư phục vụ trong các ngành kinh tế quốc dân khác nhau. Công nghệ bao gồm các bước khai thác nguyên liệu, xử lí, chế biến, kiểm tra kỹ thuật, vận chuyển, nhập kho, lưu kho sản phẩm. Cũng có thể hiểu theo nghĩa rộng quá trình công nghệ là tất cả các phương thức, các quy trình được sử dụng để chuyển hoá các nguồn lực thành sản phẩm và dịch vụ. Đối với lĩnh vực công nghệ không vật liệu có thể hiểu được là tổ hợp các loại hình dịch vụ khác nhau

Chương 1 SẢN XUẤT - ĐỐI TƯỢNG TỰ ĐỘNG HOÁ

1.1 KHÁI NIỆM

1.1.1 QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

Quá trình công nghệ (QTCN) là tổ hợp các phương pháp để thu nhận và xử lí nguyên liệu,

vật tư phục vụ trong các ngành kinh tế quốc dân khác nhau Công nghệ bao gồm các bước khai thác nguyên liệu, xử lí, chế biến, kiểm tra kỹ thuật, vận chuyển, nhập kho, lưu kho sản phẩm Cũng có thể hiểu theo nghĩa rộng quá trình công nghệ là tất cả các phương thức, các quy trình được sử dụng để chuyển hoá các nguồn lực thành sản phẩm và dịch vụ

Đối với lĩnh vực công nghệ không vật liệu có thể hiểu được là tổ hợp các loại hình dịch vụ khác nhau

Hình 1.1 Quá trình công nghệ 1.1.2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Quá trình sản xuất (QTSX) bao gồm các quá trình công nghệ và quá trình quản lý nhằm

mục đích tạo số lượng sản phẩm theo yêu cầu với chi phí phục vụ sản xuất hợp lý nhất

QTSX = QTCN + QTQL (Quá trình quản lý)

1.1.3 TỰ ĐỘNG HOÁ QTCN, TỰ ĐỘNG HOÁ QTSX

Tự động hoá QTCN, tự động hoá QTSX là sử dụng các thiết bị, chương trình, thuật toán

giúp cho con người điều khiển sản xuất

Hình 1.2 Các nguồn lực sản xuất

Có 4 nguồn lực chính trong sản xuất như sau: Nhân lực, tài chính, thiết bị, vật liệu (4M: Men, Money, Machines, Materials)

Nhân lực (Men): Bao gồm tất cả nhân viên (nhân viên công nghệ, nhân viên kỹ thuật, nhân

viên kế toán, ), các nhà quản lý (như giám đốc, phó giám đốc ) Nguồn nhân lực không

xuất, hoặc đối xử với nhân viên như hàng hóa, cần phải có phương pháp dựa trên tâm lý, sự tôn trọng, sự quan tâm, khi sử dụng nguồn nhân lực

Tài chính (Money): Là tiền đầu tư và các khoản tín dụng của doanh nghiệp Đó là các

khoản có thể là đầu tư cá nhân, vay ngân hàng, các khoản vay của chính phủ hay được chính phủ trợ cấp, và các nguồn khác, cũng có thể nguồn tài chính doanh nghiệp từ việc phát hành cổ phiếu…

Thiết bị (Machines): Là tất cả dụng cụ máy móc, và đồ dùng cần cho việc sản xuất, đo

lường sản phẩm, bảo vệ con người, xử lý thông tin, cung cấp năng lượng, hay dùng cho các ứng dụng khác Có 2 điểm cần quan tâm trong vấn đề thiết bị đó là: thứ 1 thiết bị phải đáp ứng được yêu cầu của công nghệ, thứ 2 là người vận hành phải có kỹ năng để vận hành các thiết bị đó

Vật liệu (Materials): Bao gồm các chi tiết lắp ráp, nguyên vật liệu (đầu vào của một quy

trình sản xuất), vật liệu tiêu hao, các loại phụ liệu khác cần cho việc sản xuất hoặc hỗ trợ con người trong việc thực hiện công việc Ví dụ đối với các nhà máy điện thì nguyên liệu được hiểu

là than, dầu Nhà máy xi măng thì cần đến đá vôi, đá sét, xỉ, thạch cao, phụ gia, bao bì đóng gói, Nhà máy đường thì cần đến mía Đối với Cty lắp ráp thì vật liệu là các chi tiết, phụ tùng

Những bước phát triển chính của công nghệ sản xuất tiên tiến có thể kể đến:

- Chuyển từ sản xuất rời rạc sang dòng sản xuất liên tục làm tăng năng suất và hiệu quả của thiết bị sử dụng

- Ứng dụng công nghệ khép kín không có chất thải với mục đích sử dụng tối đa nguyên liệu, vật tư, năng lượng và loại bỏ chất thải sản xuất

- Tăng hiệu quả khai thác các nguồn tài nguyên hữu ích, các dạng năng lượng của chúng,

xử lý và sử dụng

- Cơ khí hoá, điện khí hoá và tự động hoá QTCN, tự động hoá QTSX

1.2 CẤU TRÚC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ CẤU TRÚC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Trong các dạng sản xuất có vật liệu hoặc không có vật liệu đều có quá trình công nghệ và

có thể ứng dụng tự động hoá

Các dạng sản xuất có vật liệu là các ngành sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu, vật tư để sản xuất ra các sản phẩm phục vụ kinh doanh và tiêu dùng như sản xuất điện năng, xi măng, phân bón, hoá chất,… Các dạng sản xuất không vật liệu chính như là các loại hình dich vụ

Lợi ích của việc xây dựng hệ thống tự động hoá điều khiển quá trình công nghệ (HT TĐH

ĐK QTSX):

- Tăng số lượng sản phẩm;

- Tăng chất lượng sản phẩm;

- Giảm thời gian sản xuất;

- Giảm lao động chân tay, lao động trí óc;

Việc sử dụng hệ thống TĐH được xác định bởi mức độ phức tạp của sản xuất Mức độ phức tạp này phụ thuộc vào số lượng các phần trong sản xuất, các mối liên hệ giữa các phần với nhau và với môi trường bên ngoài Mức độ phức tạp được xác định bới số lượng nhân viên, số lượng mặt hàng nguyên liệu, vật liệu, sản phẩm, thiết bị kỹ thuật, số lượng các khâu công nghệ Sản xuất có thể được phân theo đặc tính thời gian (như sản xuất dài hạn, trung bình hay ngắn hạn) và có thể phân theo thứ tự thực hiện thao tác công nghệ (như tuần tự, song song, hay hỗn hợp)

1.2.1 CẤU TRÚC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

Đối với cấu trúc tuần tự (lần lượt, thứ tự) thường là sản xuất liên tục và theo dòng sản phẩm (ví dụ chế tạo chi tiết phải thực hiện lần lượt qua các công đoạn xử lý như nung chảy vật liệu, đổ vào khuôn đúc, làm nguội, mài bóng, sơn, )

Hình 1.3 Cấu trúc tuần tự Đối với cấu trúc hội tụ mỗi công đoạn sản xuất ra 1 thành phẩm nhưng cần các dạng vật liệu khác nhau Đó thường là quá trình sản xuất lắp ráp máy móc và thiết bị

Hình 1.4 Cấu trúc hội tụ Đối với cấu trúc chia rẽ mỗi công đoạn sản xuất chỉ cần 1 dạng vật liệu nhưng có thể sản xuất ra được nhiều sản phẩm Cấu trúc này thường thấy trong các quá trình sản xuất liên tục (ví

dụ trong công nghệ chế biến dầu: nguyên liệu chính là dầu thô Qua các quá trình xử lý khác nhau thành xăng các loại, dầu hỏa, dầu diezen, )

Hình 1.5 Cấu trúc chia rẽ Ngoài ra còn dạng cấu trúc phản hồi, có nghĩa là 1 phần của sản phẩm của bước công nghệ tiếp theo được sử dụng trong bước công nghệ trước Ví dụ trong việc ép mía đường, sản xuất kính nổi,…

Hình 1.6 Cấu trúc phản hồi Đối với quá trình sản xuất liên tục có thể kể đến các quá trình hóa học, các quá trình chế biến dầu, các quá trình sản xuất điện năng, các quá trình cán thép, Trong các quá trình này thường sư dụng các thiết bị chuyên dụng Các nguyên liệu được cấp vào liên tục, các thông số quá trình có giá trị liên tục Quá trình rời rạc thường là các quá trình lắp ráp như: lắp các đồ điện

tử, ô-tô, máy móc Trong quá trình này vấn đề thường được quan tâm đến là số lượng các chi tiết Ngoài ra còn quá trình liên tục rời rạc hỗn hợp

Quá trình công nghệ trong công nghiệp được nghiên cứu và thực hiện hoàn thiện hơn cả Các quá trình này có thể được phân thành dạng quá trình công nghệ cơ khí và dạng quá trình công nghệ hóa học Kết quả của dạng quá trình công nghệ cơ khí là sự thay đổi hình dạng bên ngoài của vật liệu Kết quả của dạng quá trình công nghệ hóa học là sự thay đổi thành phần, tính chất và cấu trúc bên trong của vật chất

1.2.2 CẤU TRÚC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Hình 1.7 Cấu trúc quá trình sản xuất Quá trình sản xuất là tổ hợp các quá trình chính, quá trình phụ trợ và các quá trình phục

vụ

Các quá trình chính là các quá trình công nghệ để sản xuất Thao tác công nghệ là đơn vị của cấu trúc bất kỳ một quá trình công nghệ nào đó Các thao tác này để kiểm tra, giám sát, điều khiển, định mức hóa, kế hoạch hóa, thống kê,

Các quá trình phụ trợ là các quá trình mang tính chất riêng cho xí nghiệp nào đó thực hiện

việc chuẩn bị dụng cụ, chuẩn bị trang thiết bị công nghệ, sửa chữa thiết bị, đảm bảo điện năng,

Các quá trình phục vụ bao gồm kiểm tra kỹ thuật các việc thực hiện của quá trình chính và quá trình phụ, kiểm tra chất lượng sản phẩm, thao tác vận chuyển và các công việc liên quan đến vấn đề lưu, nhập kho bãi

Thao tác công nghệ được chia thành thao tác làm việc và thao tác điều khiển Thao tác làm việc là các công việc trực tiếp trong việc xử lý vật liệu, năng lượng, thông tin Thao tác điều khiển là sự phối hợp việc thực hiện các thao tác làm việc, duy trì các chế độ làm việc của thiết

bị kỹ thuật, đảm bảo việc thực hiện của chương trình cài đã cài đặt

1.2.3 CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Các công đoạn là các khoảng thời gian thực hiện trong quá trình chế tạo các chi tiết, hay các khoảng thời gian thực hiện 1 nhóm công việc nào đó liên quan chặt chẽ với nhau Đối với mỗi dạng sản xuất khác nhau có những công đoạn khác nhau

Ví dụ:

1 Trong chế tạo máy được chia thành 3 công đoạn chính

- Công đoạn chuẩn bị: bao gồm chuẩn bị phôi và các dụng cụ

- Công đoạn xử lý: bao gồm chế tạo các chi tiết như xử lý cơ khí (cắt, tiện, mài, dũa), xử lý nhiệt (gia nhiệt, nung, làm mát), xử lý lục (nên, ép, dập)

- Công đoạn lắp ráp: bao gồm thực hiện quá trình thu thập chi tiết, lắp ráp, hiệu chỉnh dể nhận được sản phẩm hoàn chỉnh

2 Trong công nghệ cán thép nóng được chia thành 3 công đoạn chính

- Công đoạn nung phôi trong lò nung

- Công đoạn cán phôi: bao gồm cán thô, cán trung và cán tinh

- Công đoạn cắt chia: bao gồm làm mát, cắt phân đoạn thép thành phẩm, đóng bó và cân

3 Trong công nghệ sản xuất xi măng bao gồm 4 công đoạn chính

Quá trình sản xuất

Quá trình SX chính Quá trình SX phụ trợ Quá trình SX phục vụ

- Công đoạn đập đá vôi và đá sét: khai thác nguyên liệu tự nhiên hoàn toàn, sau đó đập về kích thước yêu cầu

- Công đoạn nghiền liệu: bao gồm quá trình đồng nhất sơ bộ đá vôi và đá sét, nghiền xong lại được đồng nhất

- Công đoạn nung: quá trình nung ra clinke

- Công đoạn nghiền xi măng: quá trình nghiền clinke cùng với các chất phụ gia khác để được xi măng

Các công đoạn của quá trình sản xuất chia quá trình sản xuất thành những phần hoàn toàn khác biệt nhau Mỗi công đoạn phân bố cục bộ ở mỗi nơi khác nhau và theo thời gian khác nhau

và là phần độc lập của quá trình sản xuất Điều này tạo điều kiện thiết kế HT TĐH ĐK QTSX cho các công đoạn sản xuất

Ví dụ phân xưởng sản xuất 1 mặt hàng đồ chơi bằng gỗ nào đó cần phải qua các bước thực hiện như sau:

Hình 1.8 Các công đoạn của quá trình sản xuất đồ chơi bằng gỗ

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 1

1 Nêu các khái niệm về QTCN, QTSX

2 Nêu các khái niệm về ĐHQTCN, TĐHQTSX

3 Hãy nêu cấu trúc của QTCN và cấu trúc của QTSX

4 Nêu các nguồn lực chính trong sản xuất

5 Trình mày các công đoạn của QTSX

CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

2.1 MỞ ĐẦU

2.1.1 HỆ THỐNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ

Hình 2.1 Biểu đồ sản xuất và tiêu thụ trên thị trường

- Giai đoạn 1: Thị trường khan hiếm (cung > cầu vì vậy nhà SX quyết định giá bán)

- Giai đoạn 2: Thị trường cạnh tranh (cung < cầu vì vậy nhà SX cần giảm giá bán)

Tiếp thị – Chế tạo chi tiết mới – Cung ứng –Sản xuất – Tiêu thụ – Cung cấp sản phẩm đến người tiêu dùng – Dịch vụ bảo dưỡng

Hình 2.2 Vòng khép kín của thị trường Các yếu tố ảnh hưởng đến vị thế xí nghiệp

- Mức độ công nghệ: Thiết bị, bảo dưỡng, sửa chữa, đảm bảo vận chuyển, kho, bãi …

- Tổ chức sản xuất: Mức độ chuyên nghiệp hoá phân xưởng, mức độ sản xuất nhịp nhàng,

nguồn dự trữ, định mức…

- Điều khiển xí nghiệp: Mức độ chiến lược kế hoạch, chương trình sản xuất tối ưu, mức độ

tiếp thị, dự đoán, kiểm tra công việc sản xuất – tài chính

2.1.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MỐI QUAN HỆ XÃ HỘI - KINH TẾ

Bảng 2.1 Sự phát triển của mối quan hệ xã hội – kinh tế trong các giai đoạn

Thị trường Kinh tế đến sản xuất Kinh tế đến thị trường Kinh tế đến phục

vụ Thời gian trong kho

của sản phẩm

Management TQM Cung cấp vật tư 2 – 5 lần/năm 5 – 50 lần/năm 50 – 100 lần/năm Dạng điều khiển SX Không có Manufacturing

Resouree Planning

MRPII, Enterprise Resource Planning, Just In Time

Điều khiển - là tổ hợp các thao tác được thực hiên trên cơ sở thông tin và có xu hướng duy trì hoặc cải thiện chức năng hoạt động của đối tượng với mục đích hay chương trình đặt trước Đối với điều khiển cần biết 3 đặc điểm cơ bản:

- Đặc điểm thông tin của quá trình điều khiển;

- Hướng tới sử dụng cách giải quyết tốt nhất;

- Tồn tại thông tin phản hồi

ĐTĐK- đối tượng điều khiển

HTĐK- hệ thống điều khiển, tổ hợp các quyết định tổ chức-kinh tế và kỹ thuật để

đảm bảo chức năng hoạt động của tổ chức hay quá trình để đạt được mục đích đề ra

Khi xây dựng hệ thống điều khiển cần thiết

- Biết mục đích điều khiển, chỉ số làm việc hiệu quả của hệ thống điều khiển, khả năng xác định mức độ chính xác đạt được của hệ thống so với mục đích đề ra;

- Biết trạng thái của các hệ thống con, dữ liệu về nguồn điều khiển và dữ liệu về môi trường bên ngoài;

- Có các phương tiện tác động hiệu quả trong việc điều khiển hệ thống và có sự lựa chọn chúng một cách rộng rãi;

- Đảm bảo tối thiểu số lượng các bậc phân cấp trong hệ thống điều khiển;

2

1

- Khi điều khiển hệ thống động cần tính đến độ trễ của kết quả trong điều khiển;

cần tính đến ảnh hưởng của kết quả hiện thời đối với sự làm việc của đối tượng điều khiển trong tương lai;

- Thay đổi cấu trúc hệ thống điều khiển và thuật toán chức năng khi kinh nghiệm làm việc được tích lũy dần, hay khi thay đổi điều kiện và mục đích;

Trong sản xuất thì các quá trình kỹ thuật chính là đối tượng điều khiển như:

- Quá trình công nghệ (khai thác, chế biến nguyên liệu chế tạo sản phẩm),

- Quá trình năng lượng (sản xuất, biến đổi, phân bổ năng lượng);

- Quá trình vận chuyển (chuyển đến và phân bổ hàng hóa);

- Quá trình thông tin (biến đổi, truyền, lưu trữ, xử lý thông tin)

Điều khiển quá trình công nghệ bao gồm các quá trình điều khiển ở cấp thiết bị kỹ thuật Điều khiển sản xuất bao gồm sự phối hợp hoạt động của tất cả nhân viên, điều khiển hoạt động của tất cả thành phần sản xuất, điều khiển quá trình diễn ra ở mức độ nhân viên vận hành Điều khiển sản xuất diễn ra ở tất cả các công đoạn thực hiện như thiết kế, hoạt động, nâng cấp, hiện đại hóa và loại bỏ

Điều khiển quá trình sản xuất cũng như điều khiển quá trình công nghệ là quá trình thông tin, đảm bảo việc thực hiện quá trình vật liệu hay quá trình thông tin và đạt đến một mục đích xác định trước nào đó Con người điều khiển sản xuất và con người tác động đến con người để thực hiện việc đó Còn trong điều khiển quá trình công nghệ: con người tác động đến thiết bị kỹ

thuật để thực hiện việc điều khiển quá trình công nghệ

2.2 THÁP ĐIỀU KHIỂN XÍ NGHIỆP

2.2.1 MÔ HÌNH THÁP ĐIỀU KHIỂN XÍ NGHIỆP

Hình 2.4 Mô hình tháp điều khiển xí nghiệp

1 Định nghĩa các cấp

Cấp 0: là cấp điều khiển riêng (individual control) để giao tiếp giữa các quá trình công

nghệ với các cấp điều khiển ở phía trên Cấp điều khiển riêng gồm các thiết bị cảm biến để thu

nhận thông tin về quá trình công nghệ biến đổi thành tín hiệu điện truyền lên các cấp trên cũng như bao gồm các cơ cấu chấp hành để thực hiện các lệnh điều khiển từ cấp trên đưa xuống Đây còn gọi là cấp trường thông thường cấp này được liên kết với nhau qua các mạng thiết bị như Profilebus, Fieldbus, Modbus, Yêu cầu chính của truyền thông này là tốc độ đáp ứng phải nhanh chóng

Cấp 1: là cấp điều khiển cục bộ (local control) bao gồm các thiết bị điều khiển tự động

PLC, PID được cài đặt các thông số, chương trình để điều khiển quá trình công nghệ riêng rẽ từ trước Ở cấp này cũng không có sự tham gia của con người Con người chỉ khởi động, hay thay đổi chương trình trong thiết bị đã cài đặt khi cần thiết Các thiết bị ở Cấp 0 được nối với các thiết bi điều khiển PLC, PID

Cấp 2: là cấp điều khiển các quá trình công nghệ Ở đây bao gồm các giao diện người máy

(HMI, MMI) để người vận hành tại trung tâm điều khiển có thể theo dõi diễn biến, thông tin trạng thái các quá trình công nghệ cũng như can thiệp vào hệ điều khiển khi cần thiết Ở đây con người là một phần của hệ thống, thực hiện nhiệm vụ giám sát, ghi nhận dữ liệu và điều khiển chung của hệ thống TĐH ĐK QTCN như DCS, SCADA

Cấp 0, 1 ,2 giải quyết các bài toán kỹ thuật: theo dõi chế độ hoạt động quá trình công nghệ, chế độ vận hành thiết bị đúng đắn Việc TĐH đảm bảo ổn định các thông số quá trình, đạt được

sự tối ưu về hiệu suất sử dụng các thiết bị trong điều kiện cho trước Ở mức này sử dụng các hệ thống cục bộ điều chỉnh thông số quá trình, sử dụng một phần các thiết bị máy tính, các tín hiệu cảnh báo tự động, các chế độ bảo vệ, khóa chế độ hoạt động và ghi nhận

Cấp 3: là cấp điều hành sản xuất MES Tại cấp này thực hiện các việc liên quan trực tiếp

đến sản xuất như phân bổ nhiệm vụ, khối lượng cho từng công đoạn sản xuất, từng ca sản xuất phân bổ nhiệm vụ cho các trưởng nhóm các phần công việc về điện, cơ khí, công nghệ, ở cấp này sử dụng các máy tính để xử lý các dữ liệu về sản xuất ở cấp dưới đưa lên từ đó đưa ra các lịch làm việc một cách phù hợp, tối ưu tương ứng

Cấp 4: là cấp kế hoạch hóa nguồn lực sản xuất ERP bao gồm các công việc liên quan đến

tài chính, kế toán, tổ chức nhân sự,

Cấp 5: là cấp điều khiển XN OLAP Tại đây là nơi thống kê, hoạch định chiến lược phát

triển của toàn xí nghiệp trong tương lai

Ở 3 cấp trên cùng có các máy tính được nối mạng với nhau để trao đổi thông tin dữ liệu với nhau

2 Các khái niệm

MRP : Material Requirments Planning; Đảm bảo vật tư theo yêu cầu của xí nghiệp Ưu điểm giảm thiểu phí tổn liên quan đến nguyên liệu dự trữ, thành phẩm, bán thành phẩm trong kho

MRPII: Manufacturing Resource Planning

ERP : Enterprise Resource planning

MES : Manufacturing Execution System;

DCS : Distributed control system (hệ thống điều khiển từ xa)

SCADA: Supervisory control and Data Acqyisition (hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu)

Sau đây là bảng tóm tắt ngắn gọn các chức năng và khả năng làm việc của tất cả các hệ thống thông tin bao trùm 1 xí nghiệp sản xuất:

Bảng 2.2 chức năng và khả năng làm việc của tất cả các hệ thống thông tin trong một xí nghiệp sản xuất

Cấp Chức năng

chính

Hệ thống thông tin

Dữ liệu điển hình

Xử lý thông tin Cân đối thời

gian hoạt động

bên ngoài

Tình hình chung

về thị trường, xu hướng phát triển chung của thị trường

Đưa ra mục tiêu, tiêu chí hoạt động, chiến lược phát triển của xí nghiệp trong các giai đoạn dài, ngắn khác nhau

6 tháng, 1 năm, 1 vài năm

liệu, các ứng dụng các điểm chung

Nguồn lực của

xí nghiệp chư sản phẩm, tài chính, nhân sự, nguyên vật liệu

Khả năng lập kế hoạch và phân chia nguồn lực để đạt được mục tiêu của toàn xí nghiệp

Hàng ngày cho tới hàng tuần

sản xuất, các ứng dụng cơ sở

dữ liệu, khâu trung gian

Năng lực hoạt động của xí nghiệp như việc sản xuất, các tài sản thiết bị hiện

có, năng lượng

Khả năng tối ưu và thực hiện các hoạt động của các phân xưởng trong toàn xí nghiệp

Hàng phút tới hàng giờ

Các mục tiêu hoạt động từng phần, khả năng điều khiển can thiệp đến các cấp dưới

Khả năng điều khiển từng phân đoạn

Từng giây tới từng phút

1 Điều khiển

cục bộ

PLC, PID, Controller

Chương trình điều khiển liên động, bảo vệ, thuật toán điều khiển

Khả năng tính toán nhanh, chính xác, độ tin cậy của dữ liệu

Biến đổi hiệu vật

lý thành tín hiệu điện điều khiển được và các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành

Độ bền cao trong môi trường làm việc tương ứng

Đáp ứng thời gian thực

2.2.2 CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ERP

* Nhóm chức năng quản trị tài chính với các module sau:

- Module quản lý tài chính, ngân sách

- Module báo cáo phân tích tài chính

* Nhóm chức năng quản trị Logicstic với các Module sau:

- Quản trị khách hàng/ nhà cung cấp (CRM)

- Quản trị kho

- Quản trị mua hàng

- Quản trị phân phối và bán hàng

- Hệ thống báo cáo và phân tích phân phối

* Nhóm chức năng quản trị sản xuất gồm các Module sau:

- Hệ thống số liệu chuẩn hóa định mức nguồn lực doanh nghiệp (BOM, quy trình công nghệ, định mức thời gian, định mức nguyên vật liệu, đinh mức chi phí, định mức và năng lực thiết bị)

- Tính giá thành kế hoạch

- Tính toán giá thành sản xuất tổng thể (MPS: Master Production Schedule)

- Tính toán nhu cầu cung ứng nguyên vật liệu (MRP)

- Tính toán lệnh sản xuất (MRP II)

- Theo dõi điều độ sản xuất (Shop floor Control)

- Tính toán giá thành thực (Actual cost)

* Nhóm chức năng quản trị nguồn nhân lực gồm các Module sau:

- Hoạch định nguồn nhân lực

- Quản lý thông tin viên

- Quản lý quá trình tuyển dụng và đào tạo

- Quản lý giám sát và đánh giá nhân viên

- Lập công thức tính lương, theo dõi lương và bảo hiểm xã hội

- Phân tích, lập định mức nguồn nhân lực

- Phân quyền khai thác

- Bảo mật, an toàn và an ninh dữ liệu

2.2.3 CÁC PHÂN HỆ CỦA HỆ THỐNG ERP

- Quản lý các hoạt động tiếp thị và bán hàng

- Thiết kế và phát triển quy trình sản xuất

MRP: Material Requirements Planning - Hoạch định nhu cầu nguyên vật liệu

MRP II: Manufacturing Resource Planning - Hoạch định nhu cầu sản xuất

ERP: Enterprise Resource Planning - Kế hoạch hóa nguồn lực doanh nghiệp

ERM: Enterprise Resource Magagement - Quản trị nguồn lực doanh nghiệp

Chức năng hệ thống được chia :

Chức năng bảo vệ, chức năng điều khiển, chức năng thông tin, các chức năng phụ Chế độ thực hiện các chức năng

- Điều khiển số, tương tự

- Điều khiển gián tiếp

Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống

Hình: 2.5 Sơ đồ mô tả sự phát triển của hệ thống điều khiển ERP hiện đại

- Có khả năng điều khiển đối tượng

- Đảm bảo điều khiển đối tượng theo chỉ tiêu điều khiển

- Đảm bảo thời gian làm việc của hệ thống

Phân loại hệ thống

- 11 nhiệm vụ của hệ thống MES: ban lãnh đạo sản xuất điều hành sản xuất sản xuất của như chỉ thị cho kỹ sư - cơ khí trưởng, kỹ sư - công nghệ trưởng,

RAS, ODS, DPU, DOC, DCA, LM, QM, PM, MM, PTG, PA

- 16 nhiệm vụ của hệ thống MRPII: liên quan đến các vấn đề khác như tài chính, kế, tổ chức nhân sự,…

SOP: Sales and Operations Planning; DM: Demand Management; MPS:

MRP: BOM: ITS: SRP IOC: Putchsing: DRP: TPC: FP: Simulation: Performance Measurement

Tổ hợp các phương pháp điều khiển quá trình công nghệ là thu thập, xử lý và phân tích thông tin về quá trình công nghệ Trên cơ sở các thông tin đó thực hiện việc kiểm tra và điều chỉnh quá trình công nghệ nhờ các thiết bị tự động hóa Điều khiển sản xuất được thực hiện nhờ các phương pháp tổ chức, hoạch định dựa trên các cơ sở thông tin lưu trữ và tính toán bằng các thiết bị kỹ thuật

Các chỉ tiêu hiệu quả cho việc điều khiển là:

- Tăng năng suất lao động;

- Tăng chất lượng sản phẩm;

- Tiết kiệm nguyên vật liệu;

- Giảm giá thành sản phẩm;

- Cải thiện điều kiện sản xuất

Cũng có thể sử dụng chỉ tiêu phối hợp cùng chứa 1 vài chỉ tiêu trên với các hệ số trọng lượng khác nhau

- Thao tác chuẩn bị (kiểm tra khả năng sẵn sàng làm việc của máy móc, tồn tại

nguyên liệu, nhiên liệu, vật tư, bao bì cho sản phẩm);

- Thao tác khởi động (thực hiện tuần tự các thao tác khởi động theo các chế độ làm việc tương ứng);

- Thu thập dữ liệu (đo lường các giá trị, xác định trạng thái, yêu cầu các nguồn thông tin truyền dữ liệu);

- Tích lũy và xem xét các dữ liệu (ghi nhận dữ liệu, tín hiệu cảnh báo, hiển thị, xác định sự sai lệnh giá trị);

- Phân tích tình huống (tách riêng các sự kiện chính liên quan xảy ra tại thời điểm hiện hành);

- Chuẩn bị và đưa ra quyết định (lựa chọn các giải pháp có thể và đưa ra quyết định);

- Thực hiện hóa quyết định (thực hiện, tác động điều chỉnh đến cơ cấu chấp hành);

- Thao tác dừng (thực hiện tuần tự các thao tác dừng theo quy định);

- Các thao tác kết thúc (kiểm tra việc dừng, chuyển sản phẩm, chuyển giao sản phẩm, chuẩn bị chỗ làm việc);

- Nhận thông tin từ ban lãnh đạo và từ những người có liên quan (tiếp nhận các đòi hỏi, yêu cầu của những người có liên quan; nhận chỉ dẫn của ban lãnh đạo; nhận nhiệm vụ, công việc, ghi nhận tất cả các dữ liệu được đưa đến);

- Chuẩn bị thông tin để chuyển đến ban lãnh đạo và những người có liên quan (chuẩn bị và chuyển sự trả lời; phân tích chỉ dẫn, sự phê bình tử ban lãnh đạo; chuẩn bị dữ liệu cho ban lãnh đạo và những người có liên quan)

Quá trình điều khiển có thể chia ra thành các thao tác, công đoạn, giai đoạn khácnhau Việc điều khiển có thể được miêu tả hay mô tả bằng các phương pháp khác nhau Đối với giấy

tờ việc mô tả điều khiển quá trình công nghệ sử dụng sơ đồ điều khiển quá trình công nghệ Sơ

đồ đó bao gồm thông tin để điều khiển, bảng liệt kê các tình huống có thể xảy ra và bản chất của chúng, liệt kê các quyết định cần cho nhân viên vận hành, thứ tự điều khiển quá trình và hàng loạt dữ liệu tra cứu Sơ đồ điều khiển quá trình cần phải ngắn gọn và chi tiết hóa với các tình huống có thể xảy ra

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 2

1 Tìm hiểu thực tế về MRP/ERP: khái niệm, chức năng, module, triển khai ứng dụng tại Việt nam Viết tiểu luận (< 10 trang)

2 Trình bày mô hình tháp điều khiển xí nghiệp

3 Nêu hệ thống thông tin trong xí nghiệp

4 Trình bày các thao tác cơ bản và quy trình ĐK QTSX

5 Nêu các khái niệm về TĐH ĐK QTCN, TĐH ĐK QTSX, TĐH ĐK XN

CHƯƠNG 3 TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

3.1 MỞ ĐẦU

Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật tạo ra tiền đề nâng cao chất lượng điều khiển nhờ việc sử dụng các thiết bị kỹ thuật, máy tính, các phương pháp toán học, lý thuyết điều khiển tự động, tự động hóa điều khiển Tất cả điều này được hiện thực hóa trong các hệ thống TĐH điều khiển

Điều khiển trong hệ thống TĐH là thu thập thông tin diễn biến về quá trình công nghệ, xử

lý thông tin và hiển thị các thông tm điều khiển để thay đổi sự hoạt động của quá trình Chất lượng điều chỉnh được xác định ở ba yếu tố chính sau đây:

- Sự lựa chọn cách giải quyết hiệu quả nhất,

- Đưa ra quyết định kịp thời;

- Có thể hiện thực hóa quyết định đó

Để có thể nâng cao chất lượng điều khiển cần tự động hóa điều khiển quá trình sản xuất Khi đó các dữ liệu của bài toán được giải quyết nhờ thiết bị tính toán Độ phức tạp của điều khiển quá trình công nghệ được xác định bởi tổng các dòng thông tin Các dòng thông tin này cần thiết trong quá trình nghiên cứu, phân tích, giá trị xử lý chúng và sử dụng các kết quả đó Các dòng thông tin này được xác định bởi số lượng các cảm biến, các thiết bị hiển thị thông tin, các thuật toán xử lý thông tin, dung lượng bộ nhớ máy tính

Trong công nghiệp có 3 mức khác nhau trong sơ đồ chung TĐH ĐK XN

Ở mức 2 trên cơ sở kinh tế xác đinh sự phân bổ khối lượng làm việc giữa các phân xưởng

và khu vực, xác định chế độ làm việc tối ưu của quá trình công nghệ, phát tín hiệu điều khiển và chuyển tín hiệu điều khiển cho HT TĐH ở mức dưới Để thực hiện việc này sử dụng hệ thống trung tâm thu thập thông tin, các thiết bị tính toán để phân tích hoạt động sản xuất và đưa ra các bài toán cho hệ thống ở mức cao hơn

Mức 3 để giải quyết các bài toán kỹ thuật kinh tế Kế hoạch hóa sản xuất các phân xưởng

và các khu vực riêng biệt, thực hiện các công việc thống kê, thực hiện việc điều khiển các phương tiện vận chuyển, kho bãi, nguồn năng lượng, xác định các thông số cho điều khiển vận hành, mà các thông số này sẽ được chuyển xuống HT TĐH ở mức 2 Ở mức này sử dụng các hệ thống thu thập thông tin về sự làm việc của quá trình sản xuất chính và sản xuất phụ trơ, các máy tính được sử dụng để phân tích sự hoạt động của toàn xí nghiệp, kế hoạch hóa, kế toán, vận hành điều khiển, in ấn các tài liệu thống kê

Thành phần cơ bản của hệ thống tự động hóa điều khiển

Hệ thống tự động hóa là hệ người và máy (thiết bị tính toán kỹ thuật và thiết bị tự

động hóa) có chức năng thu thập, xử lý thông tin cần thiết để thực hiện các chức năng điều

khiển Chỉ tiêu điều khiển có thể là các chỉ tiêu kỹ thuật kinh tế hay các chỉ tiêu công nghệ

Trong thành phần của hệ thống Tự động hóa bao gồm các thành phần cơ bản sau:

Đảm bảo kỹ thuật:

- Tổ hợp các thiết bị tính toán (hệ thống máy tính mức cao, hệ thống máy tính mức thấp, vị trí nhân viên vận hành hệ thống, các kênh liên lạc và các thiết bị dự trữ)

- Tổ hợp các thiết bị kỹ thuật đặc biệt (thiết bị điều chỉnh cục bộ, thiết bị thu nhận thông tin trạng thái đối tượng điều khiển, cơ cấu cấp hành, cảm biến và các thiết bị kiểm tra và chỉnh định hệ thống)

Đảm bảo chương trình:

- Chương trình phần mềm chung như hệ điều hành, hệ thống mạng cục bộ, mạng toàn hệ thống, chương trình phục vụ cho các thiết bị kỹ thuật

- Chương trình phần mềm đặc biệt bao gồm các chương trình kiểm tra và điều khiển

Đảm bảo thông tin:

- Thông tin ngoài: là hệ thống mã phân loại và các dữ liệu cho trước

- Thông tin trong: là cơ sở thông tin và dòng thông tin

Đảm bảo tổ chức :

- Bao gồm các chỉ dẫn hướng dẫn nhân viên vận hành

Đảm bảo ngôn ngữ

3 2 CÁC NGUYÊN TẮC TỰ ĐỘNG HOÁ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

3.2.1 CÁC NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Cơ sở của tổ chức quá trình sản xuất trong xí nghiệp là sự phối hợp 1 cách hợp lý trong không gian và thời gian các quá trình sản xuất chính, các quá trình sản xuất phụ trợ và các quá trình phục vụ

1 Nguyên tắc chuyên môn hóa

Chuyên môn hóa là dạng phân bổ tập thể lao động, có nghĩa là phân chia xí nghiệp, phân xưởng, các khu vực thực hiện việc sản xuất ra 1 sản phẩm cố định hoặc thực hiện các quá trình

cụ thể nào đó Mức độ chuyên môn hoá xí nghiệp và các chi nhánh được xác định bởi sự phối hợp giữa 2 yếu tố chính - khối lượng sản xuất và độ phức tạp của sản phẩm

2 Nguyên tắc cân đối

Tất cả phân xưởng sản xuất, các nhóm thiết bị máy móc, chỗ làm việc cần có sức sản xuất cân đôi trong một đơn vị thời gian Khả năng sản xuất cân đối đảm bảo sản xuất ra sản phẩm 1 cách đồng đều khi sử dụng các thiết bị máy móc

3 Nguyên tắc đồng thời

Việc thực hiện đồng thời các thao tác khác nhau của quá trình sản xuất giảm thời gian của chu kỳ sản xuất Sự đồng thời được thể hiện trong cấu trúc của thao tác công nghệ trong việc phối hợp các thao tác sản xuất chính và các thao tác sản xuất phụ trợ

4 Nguyên tắc đường thẳng

Sản phẩm được chế tạo bởi xí nghiệp phải được thực hiện theo con đường ngắn nhất từ dạng vật liệu đầu vào đến sản phẩm đầu ra Có nghĩa không sử dụng các thao tác quay hồi, ngược chiều hay đan chéo nhau Nguyên tắc này để thực hiện việc xếp đặt vị trí các phân xưởng, các thiết bị máy móc, xây dựng các quá trình công nghệ

Ví dụ: cần bố trí vị trí các máy móc, thiết bị phân xưởng cho một nhà máy sản xuất đồ chơi bằng gỗ cho trẻ em ntn?

5 Nguyên tắc liên tục

Sự ngắt đoạn trong sản xuất (sự ngắt đoạn giữa các thao tác, sự ngắt đoạn giữa các ca sản xuất) cần phải được loại trừ hay giảm thiểu

6 Nguyên tắc nhịp nhàng

Quá trình sản xuất cần được tổ chức sao cho trong các khoảng thời gian như nhau phải sản xuất ra cùng số lượng sản phẩm

3.2.2 CÁC NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC TỰ ĐỘNG HOÁ ĐIỀU KHIỂN

Các nguyên tắc này xác định quy trình điều khiển trong điều kiện của HT TĐH ĐK

1 Tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất:

Bằng cách tăng hiệu quả của hệ thống điều khiển xí nghiệp

2 Sắp xếp chung

Sắp xếp các quy trình công nghệ, các quá trình điều khiển, cấu trúc và dòng thông tin, các phương pháp điều khiển, trách nhiệm của mỗi người Nhờ đó việc tổ chức sản xuất sẽ được nâng lên mức chất lượng cao hơn

3.2.3 PHÂN CẤP HỆ THỐNG TĐH ĐK QTSX

Mục đích chính của việc phân cấp là chia hệ thống thành các phần riêng có độ phức tạp ít hơn với mục đích đảm bảo điều kiện để phân tích, tổng hợp hệ thống, thiết kế, xây dựng, ứng dụng, vận hành và hiện đại hóa hệ thống điều khiển

Vấn đề đầu tiên trong việc phân cấp hệ thống điều khiển là chia hệ thống thành các phần

với số lượng phần tử ít hơn, mối liên hệ ít hơn, các thông số ít hơn Thông thường hệ thống được chia thành các hệ ít hơn, con tùy theo phân loại nào đó (ví dụ theo chức năng điều khiển, theo vùng điều khiển) Cần tính đến phân cấp tự nhiên, phân cấp này có sự biểu hiện của chúng trong cấu trúc điều khiển hiện có, trong các bộ phận chức năng, được ghi trong các tài liệu kỹ thuật HT TĐH ĐK QTCN cần được thiết kế sao cho tất cả hệ thống con đều có mục đích cục

bộ riêng, mà các mục đích đó được lựa chọn phụ thuộc theo mục đích chung của toàn hệ thống

Vấn đề thứ 2 của phân cấp, phân quyền hệ thống là phân tiêu chuẩn, chỉ tiêu, có nghiã là

tìm tiêu chuẩn tối ưu cục bộ, chỉ tiêu hoạt động của hệ con Sự cần thiết của điều này là do tiêu chuẩn hiệu quả của toàn bộ hệ thống quá tổng quát chung Sự lựa chọn các tiêu chuẩn phụ cho

hệ con hướng cho hoạt động của các hệ con tối ưu đơn giản hơn mà không trùng với tối ưu của toàn hệ thống

Vấn đề thứ 3 của phân cấp phân quyền là đánh giá tác động tối ưu của hệ con, mức độ sai

lệch của kết quả nhận được với yêu cầu của cả hệ thống

Vấn đề thứ 4 là liên kết các hệ con để thành hệ thống chung

Vấn đề thứ 5 là lựa chọn chiến lược hoạt động của hệ thống Để điều khiển hiệu quả cần tổ

hợp các phương pháp điều khiển được xây dựng với các tính toán chiến lược chung Có hàng loạt vấn đề liên quan đến hoạt động tin cậy của hệ con, liên quan đến trao đổi thông tin giữa chúng với nhau và liên quan đến sự tham gia của con người trong hệ thống

3 3 CÁC DẠNG ĐẢM BẢO CỦA HT TĐH ĐK QTSX

Có 4 dạng đảm bảo chính trong HT TĐH ĐK QTSX:

3.3.1 ĐẢM BẢO TỔ CHỨC

Bao gồm sự mô tả chức năng hoạt động, kỹ thuật cơ cấu tổ chức của hệ thống, chỉ dẫn và quy chế để cho nhân viên vận hành làm việc trong HT TĐH ĐK QTCN Đảm bảo bao gồm tổ hợp các quy định, chỉ thị đảm bảo mối liên hệ cần thiết giữa nhân viên và với thiết bị kỹ thuật Ngoài ra trong đảm bảo tổ chức còn cần phải kể đến sự tổng hợp thao tác TĐH CN của kỹ

sư công nghệ để điều khiển đối tượng công nghệ và người vận hành HT TĐH ĐK QTCN để đảm bảo hoạt động của toàn hệ thống Nhân viên vận hành có thể làm việc trong hoặc ngoài vòng điều khiển Nếu trong khu vực điều khiển thì nhân viên vận hành thực hiện chức năng điều khiển theo các chỉ dẫn kỹ thuật Ở ngoài vòng điều khiển nhân viên vận hành đặt các chế

độ làm việc cho hệ thống, kiểm tra sự làm việc của hệ thống và khi cần thiết có thể dùng quyền

để điều khiển đối tượng công nghệ

3.3.2 ĐẢM BẢO THÔNG TIN

Bao gồm mã hóa thông tin công nghệ và thông tin kỹ thuật kinh tế, thông tin tra cứu và thông tin thao tác vận hành Bao gồm mô tả tất cả các tín hiệu và mã hóa tín hiệu trong việc truyền tin liên lạc của các thiết bị kỹ thuật Mã tín hiệu được sử dụng cần phải có số lượng ký tự

ít nhất, có cấu trúc logic và đảm bảo với tất cả các yêu cầu mã hóa Dạng tài liệu sử dụng và hiển thị thông tin cần phải đơn giản trong việc sử dụng chúng

3.3.3 ĐẢM BẢO CHƯƠNG TRÌNH

Bao gồm các chương trình phần mềm chung, được cấp kèm theo các phần cứng, các phần mềm tổ chức, chương trình phần mềm điều phối, chương trình dịch, hệ điều hành, thư viện các chương trình chuẩn Các chương trình phần mềm đặc biệt được sử dụng trong hoạt động của hệ thống đó (như driver), đảm bảo hoạt động của các thiết bị kỹ thuật

3.3.4 ĐẢM BẢO KỸ THUẬT

Đảm bảo kỹ thuật bao gồm:

- Thiết bị nhận thông tin về trạng thái của đối tượng điều khiển và thiết bị nhập dữ liệu vào

hệ thống;

- Thiết bị biến đổi và truyền thông tin trong hệ thống;

- Thiết bị điều chỉnh và điều khiển cục bộ;

- Thiết bị tính toán;

- Thiết bị hiển thị thông tin cho người vận hành;

- Các cơ cấu chấp hành;

- Các thiết bị truyền thông tin trong các vùng liên quan và các cấp khác của HT TĐH ĐK

3.4 CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Hệ thống - là tổ hợp các phần tử và mối liên hệ của chúng với nhau Hệ thống có các tính chất mà các phần tử của chúng không có được

Thiết kế HT TĐH ĐK QTCN là chia toàn bộ hệ thống thành các hệ con và khi chia có tính đến tính chất của các hệ con và mối liên hệ của chúng với nhau

Các hướng nghiên cứu khoa học và thiết kế hệ thống:

Là nghiên cứu các câu hỏi về vấn đề kế hoạch hóa, thiết kế, hoạt động của hệ thống thông tin phức tạp Các nguyên tắc chính trong thiết kế hệ thống phức tạp là:

- Hiệu quả lớn nhất: Tiêu chuẩn hiệu quả là mối quan hệ giữa các giá trị nhận được trong quá trình hoạt động của hệ thống với chi phí cho việc xây dựng hệ thống Khi đánh giá hiệu quả cần sử dụng các phương pháp phân tích các đánh giá của chuyên gia, các tính toán trực tiếp, các

mô hình toán học

- Phối hợp với các chỉ tiêu riêng: Để hệ thống hoạt động tối ưu cần tối ưu hoá sự việc của mỗi hệ con trong hệ thống và để đạt được mục đích chung cần kết hợp giữa các chỉ tiêu hiệu quả của các hệ con với nhau

- TĐH tối ưu: Tất cả các bài toán cần được giải quyết một cách tự động Mức độ tự động hóa cần được xác định trên cơ sở chỉ tiêu hiệu quả của chúng

- Tập trung hóa thông tin: Hệ thống điều khiển và ra quyết định sẽ hiệu quả khi thông tin được thu thập, lưu trữ và xử lý trên cơ sở dữ liệu duy nhất và có thể phân quyền được;

- Xác xuất xuất hiện nhỏ: Không đặt lại vấn đề của bài toán chính và các đặc tính cơ bản của hệ thống không được phép thay đổi đáng kể để cho hoạt động của hệ thống chấp nhận được cả vào những trường hợp có ít xác xuất xuất hiện

3.4.3 NGHIÊN CỨU TỪNG BƯỚC

Các hướng nghiên cứu và thiết kế hệ thống được dựa trên các mô hình toán học và hiện tượng thực Phương pháp nghiên cứu từng bước phù hợp cho nghiên cứu và thiết kế tổ chức hệ thống hơn cả Nhưng

có thể sử dụng chúng khi thiết kế hệ thống điều khiển quá trình công nghệ trong giai đoạn đặt vấn đề, xác định chỉ số hiệu quả, phân tích mô hình toán học

3.4.4 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

Phân tích hệ thống chính là phương pháp nghiên cứu tính chất và mối quan hệ đối tượng khó theo dõi và khó giải thích Phân tích hệ thống được sừ dụng để đánh giá dự án các hệ thống TĐH phức tạp, các

hệ thống công nghiệp, các quá trình kế hoạch hóa

Chúng ta hãy xem các bước phân tích hệ thống được sử dúng khi thiết kế hệ thống tổ chức và hệ thống điều khiển công nghệ

- Đặt vấn đề bài toán, xác định đối tượng nghiên cứu, đặt mục đích thực hiện, đặt chỉ tiêu để điều khiển đối tượng tốt hơn

Xác đinh giới hạn nghiên cứu hệ thống và câu trúc hóa của hệ thống Các đối tượng và quá trình được chia thành các hệ thống nghiên cứu và môi trường ngoài Quá trình cấu trúc hóa là chỉ ra các phần

tử hợp thành của hệ thống và các tác động ngoài ảnh hưởng tới hệ thống có thể

Thiết lập mô hình toán học của hệ thống nghiên cứu Cần thiết mô tả các phần từ của hệ thống và các tác động chính lên hệ thống bằng các tham số Sau đó xác định mối liên quan giữa các tham số đó với nhau

- Khảo sát mô hình nghiên cứu đã thiết lập bằng các phương pháp mô hình hóa và mô phỏng nhờ việc sử dụng máy tính

3.5 HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA HT TĐH ĐK QTCN

Hiệu quả kinh tế là mối quan hệ giữa các kết quả sản xuất nhận được (sản phẩm, phục vụ) và chi phí lao động, chi phí phương tiện sản xuất

Hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng HT TĐH ĐK QTCN là do tăng hiệu quả sử dụng TĐH sản xuất, được xác định bởi tăng chất lượng và độ tin cậy của điều khiển, giảm tổn thất và tăng năng suất Khi nghiên cứu tính kinh tế của HT TĐH ĐK QTCN người ta tách riêng các phần thông tin, phần tổ chức, phần toán học, phần kỹ thuật

3.5.1 TÍNH KINH TẾ CỦA THÔNG TIN

Hiệu quả lớn nhất có thể nhận được là khi sử dụng điều khiển thông tin chiếm ít chi phí nhất Giá trị kinh tế cần cho thông tin được tối thiểu bằng cách rút gọn khối lượng thông tin do lựa chọn dạng hiển thị

và mã hóa tốt nhất

3.5.2 TÍNH KINH TẾ CỦA TỔ CHỨC

TĐH đưa đến hiệu quả lao động do sử dụng các thiết bị kỹ thuật, giảm nhân công trong công việc Hiệu quả kinh tế (tăng chất lượng điều khiển quá trình công nghệ) do khi sử dụng HT TĐH DK QTCN có chế độ điều khiển nhanh) ra quyết định kịp thời lựa chọn giải pháp tối ưu, và hiện thực hóa được, Ngoài

ra còn tăng độ tin cậy điều khiển nhờ giảm thời gian hệ thống không làm việc giảm số lần sự cố khi ra quyết định

3.5.3 TÍNH KINH TẾ CỦA ĐẢM BẢO TOÁN HỌC

Đó là chi phí cho việc thiết kế hệ thống và đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả Chi phí cho việc xây dựng đảm bảo toán học phụ thuộc vào khối lượng của đảm bảo toán học, phụ thuộc vào sự tồn tại của các chương trình phục vụ chất lượng, hệ điều hành, các khả năng TĐH thiết kế

3.5.4 TÍNH KINH TẾ CỦA THIẾT BỊ KỸ THUẬT

Trong giá trị xây dựng HT TĐH ĐK QTCN chi phí nhiều nhất là chi phí cho thiết bị kỹ thuật Việc ứng dụng thiết bị kỹ thuật trong HT TĐH ĐK QTCN phải được xác định bởi mức độ tương ứng theo yêu cầu, mà yêu cầu đó liên quan đến sự tương thích thông tin của các thiết bị kỹ thuật, tương ứng cấu trúc của tổ hợp thiết bị và công nghệ làm việc của HT TĐH ĐK QTCN, giải quyết nhanh chóng bài toán TĐH QTCN, đơn giản hóa sự giao tiếp giữa người vận hành với thiết bị kỹ thuật, có khả năng thay đổi tổ hợp thiết bị kỹ thuật khi chi phí không cao

Hiệu quả hoạt động HT TĐH ĐK QTCN được quyết định bởi các yếu tố sau:

- Thực hiện với tốc độ cao trong việc truyền, xử lý thông tin về các thông số trạng thái của quá trình, đưa ra các lệnh điều khiển;

- Kiểm tra nhanh chóng trạng thái QTCN, đảm bảo thời gian biểu xuất xưởng sản phẩm nhờ phân

bổ đồng đều giữa các khu vực sản xuất;

- Tác động nhanh chóng lên các tham số QTCN, lựa chọn chế độ làm việc tối ưu của thiết bị máy móc và khu vực;

- Kiểm tra thường xuyên trạng thái kỹ thuật của thiết bị, ngăn ngừa các trường hợp hỏng hóc;

- Kiểm tra nhanh chóng chất lượng sản phẩm đầu ra

Do đó nhờ việc ứng dụng HT TĐH ĐK QTCN mà có thể tăng hiệu quả sản xuất bởi:

- Trên công suất sản xuất hiện có tăng số lương sản phẩm đầu ra nhờ việc tối ưu hóa chương trình sản xuất;

- Tăng năng suất lao đọng nhờ giảm bớt tổn thất về thời gian làm việc và thời gian không làm việc của thiết bị kỹ thuật;

- Giảm thời hạn thiết kế các quá trình công nghệ mới nhờ sử dụng thiết bị kỹ thuật tính toán, máy tính;

- Xác định mức dư trữ nguyên vật liệu tối ưu;

- Tăng chất lượng sản phẩm;

- Giảm các chi phí từ tài chính khác;

Một vài thông số cơ bản về hiệu quả kinh tế của HT TĐH ĐK QTCN:

1 Sự tiết kiệm trong năm Tc từ việc giảm giá thành sản phẩm

Được xác định theo tất cả các giai đoạn quá trình công nghệ bằng công thức sau:

Ec = Tổng(ei-ze)

Ei-sự tiết kiệm nhờ sử dụng các phần tử quá trình công nghệ tốt hơn;

Ze-chi phí cho việc bảo dưỡng HT TĐH ĐK QTCN

2 Hiệu quả kinh tế trong năm Eg:

Được xác định theo công thức sau:

Eg Ec-EnKa

En - hệ số định mức hiệu quả kinh tế chi phí vào HT TĐH ĐK QTCN (En=0,15);

Ka - chi phí cho việc xây dựng và ứng dụng HT TĐH ĐK QTCN

3 Hệ số hiệu quả kinh tế Er và thời gian hoàn vốn chi phí Tr trong HT TĐH ĐK QTCN

El Ec/Ka

Tr Ka/Ec

Giá trị của Er và Tr được so sánh với giá trị định mức En và Tn cho ngành tương đương Nếu Er> =

En và Tr<=Tn thì chi phí cho việc xây dựng HT TĐH ĐK QTCN có thể được cho là hiệu quả

Các chi phí đồng thời cho việc dựng và ứng dụng HT TĐH ĐK QTCN được xác định theo công thức sau:

Ka = Kp + Ko + Km + Kr + Kl + Kv

Kp – chi phí ban đầu (các chi phí cho việc thiết kế HT TĐH ĐK QTCN);

Ko – chi phí cho việc đầu tư cho các thiết bị tính toán, máy tính;

Km – chi phí cho lắp ráp thiết bị;

Kr – chi phí cho nâng cấp thiết bị;

Kl – giá trị còn lại sau khi loại bỏ thiết bị;

Kv - giá trị còn lại sau khi bán lại thiết bị;

Chi phí cho việc vận hành HT TĐH ĐK QTCN được xác định theo công thức sau: Ze=Za+Zr+Zop+Zen+Zn

Za - chi phí cho hao mòn thiết bị;

Zr - chi phí cho việc sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị kỹ thuật;

Zop - tiền lương cho nhân viên;

Zen - chi phí cho điện năng;

Zn - chi phí vận chuyển

3.6 ĐỘ TIN CẬY CỦA HT TĐH ĐK QTCN

Độ tin cậy là tính chất của đối tượng thực hiện được các chức năng định trước và trong thời gian đó phải đảm bảo độ sai lệch của các tham số quá trình trong phạm vi cho phép, tương ứng với các chế độ làm việc khác nhau, tương ứng với các điều kiện sử dụng và bảo dưỡng kỹ thuật

Độ tin cậy là tổ hợp tính chất của đối tượng bao gồm tính chất sau:

- Hoạt động không ngừng: là tính chất của đối tượng liên tục đảm bảo khả năng làm việc trong

khoảng thời nào đó

- Có thể sửa chữa: là tính chất của đối tượng trong việc phát hiện nguyên nhân dừng hoạt động, và

được loại bỏ trong quá trình sửa chữa và bảo dưỡng kỹ thuật

- Đảm bảo duy trì: là tính chất của đối tương vẫn giữ nguyên được khả nămg làm việc sau thời gian

vận chuyển và sau khi lưu kho

- Lâu bền: là tính chất của đối tượng đảm bảo khả năng làm việc đến thời điểm trạng thái tới hạn

trong khi hệ thống duy trì chế độ bảo dưỡng

Mỗi tính chất này của hệ thống liên quan đến giá trị ngẫu nhiên nào đó phụ thuộc vào thời gian (thời gian làm việc không ngừng, thời gian phục hồi khả năng làm việc sau khi ngừng hoạt động, thời gian duy trì các đặc tính kỹ thuật trong khi hoạt động và sau khi lưu kho)

HT TĐH ĐK QTCN là đối tượng cần nghiên cứu độ tin cậy có các đặc thù sau:

- Độ phức tạp (có số lượng lớn các thiết bị kỹ thuật và nhân viên);

- Đa chức năng;

- Nhiều cách sử dụng các phần từ trong hệ thống (một phần tử có thể tham gia thực hiện một vài chức năng của hệ thống);

- Nhiều dạng ngừng hoạt động nguyên nhân xảy ra, hậu quả);

- Sự liên quan giữa độ tin cậy và hiệu quả kinh tế (tăng độ tin cậy cần các chi phí phụ làm giảm hiệu quả kinh tế)

- Độ tin cậy phụ thuộc vào sự vận hành kỹ thuật;

- Độ tin cậy phụ thuộc vào tổ hợp các thiết bị kỹ thuật và cấu trúc thuật toán;

- Ảnh hưởng của nhân viên đến độ tin cậy của hệ thống

Mức độ vận hành tin cậy của HT TĐH ĐK QTCN được xác định bởi các yếu tố sau:

- Thành phần và cấu trúc các thiết bị kỹ thuật được sử dụng;

- Chế độ và các tham số bảo dưỡng và phục hồi;

- Điều kiện vận hành hệ thống và các thành phần riêng của chúng;

- Thành phần, tổ chức, cấu trúc thực hiện các thuật toán điều khiển;

- Đặt vấn đề bài toán và tổ chức hoạt động của các nhân viên

Sử dụng trong HT TĐH ĐK QTCN các tính chất chính về độ tin cậy của hệ thống là hoạt động không ngừng và có khả năng sửa chữa Điều này cần được ghi trong tài liệu kỹ thuật của hệ thống Tính chất duy trì và lâu bền không phải là thông số chính và được Xác định băng các yêu tố lão hoá môi trường trong thực tế, Những vấn đề đã xem xét trên đây về độ tin cậy của hệ thống được dựa trên cách nhìn nhận thực hiện chức năng chung Trong đó độ tin cậy của HT TĐH ĐK QTCN được thể hiện là tổ hợp các đặc tính và thông số theo toàn bộ chức năng của hệ thống Liệt kê các chức năng này được ghi trong tài liệu

kỹ thuật HT TĐH ĐK QTCN và theo mỗi chức năng được phân biệt theo hai trạng thái có thể : khả năng làm việc và không có khả năng làm việc

Đối với chức năng HT TĐH ĐK QTCN chỉ ra các loại ngưng hoạt động chính sau:

- Ngừng hoạt động một cách ổn định;

- Ngừng hoạt động bất ngờ và dần dần;

- Ngừng hoạt động dẫn đến dừng hoạt động quá trình và gây sự cố;

Các phương pháp tăng độ tin cậy của hệ thống kỹ thuật:

- Sử dụng các thành phần có cùng mục đích với độ tin cậy cao;

- Có độ dư thừa để dự trữ về cấu trúc và thông tin;

- Tăng cường bảo dưỡng kỹ thuật thiết bị;

- Nâng cao chất lượng điều kiện vận hành;

Các phương pháp tăng khả năng sửa chữa được của thiết bị:

- Sử dụng các thành phần với mức độ sửa chữa được cao;

- Tăng số lượng và khả năng nghề nghiệp của đội ngũ sửa chữa;

- Hợp lý hóa trong việc phân bổ các thiết bị kỹ thuật;

- Sử dụng các thiết bị kiểm định đặc biệt

Các phương pháp chống sai lệch của thiết bị kỹ thuật:

- Sử dụng các thành phần với mức chống nhiễu cao;

- Tăng khả năng chống nhiễu của vị trí đặt thiết bị;

- Đưa thông tin và thuật toán phụ vào hệ thống

Trong các quá trình xây dựng HT TĐH ĐK QTCN có 2 vấn đề cơ bản cần được xem xét đồng thời

về độ tin cậy và hiệu quả kinh tế:

1 Dự đoán mức độ hiệu quả kinh tế có tính đến độ tin cậy

2 Tối ưu hóa yêu câu vê độ tin cậy của HT TĐH ĐK QTCN theo chỉ tiêu lớn nhất về hiệu quả kinh

tế

Những tình huống sau là điều kiện tiên quyết (về lý thuyết về khả năng tối ưu mức độ tin cậy của

HT TĐH ĐK QTCN theo chỉ tiêu kinh tế:

1 Tăng độ tin cậy với chi phí cố định;

2 Tăng độ tin cậy làm giảm tổn thất bởi ngừng hoạt động hệ thống

3.7 MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT CỦA HT TĐH ĐK QTCN

Mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTSX được hiểu là mức độ phù hợp tương ứng của hệ thống được đánh giá với bài toán đặt ra hay xu hướng phát triển tiên tiến khoa học kỹ thuật

Mục đích chính trong việc đánh giá mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN là:

- Đón nhận dự đoán đánh giá sự phát triển HT TĐH ĐK QTCN;

- Kế hoạch hóa các mức của hệ thống đã xây dựng;

- Điều khiển quá trình xây dựng và ứng dụng HT;

- Đánh giá hiệu quả hoạt động;

- Xác định phương hướng phát triển tiếp theo của HT

Chỉ số mức độ khoa học của hệ thống được thể hiện qua hàm số

Y=f(Xi, Ai) Trong đó : Xi: là giá trị riêng của chỉ số đánh giá hệ thống đạt được tại thời điểm xem xét; Ai: hệ số quan trọng của thông số Xi;

Có sự phân biệt giữa mức độ khoa học kỹ thuật lý tưởng, mức độ khoa học kỹ thuật dự đoán, mức

độ khoa học kỹ thuật dự án, mức độ khoa học kỹ thuật đạt được của HT TĐH ĐK QTCN

3.7.1 MỨC ĐỘ KHOA HỌC LÝ TƯỞNG

Là mức độ khi chức năng hoạt động Y đạt đến giá trị điểm cực (cực trị), Sự xác định giá trị Xi tại điểm cực cho phép đánh giá tiềm năng phát triển của HT TĐH ĐK QTCN

3.7.2 MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT DỰ ĐOÁN

Được xác định khi thiết kế HT TĐH ĐK QTCN với mức độ cao trong điều kiện và thời gian hạn chế Mức độ này được tính bởi việc đặt vào trong hàm số giá trị của các phương án thành phần HT TĐH

ĐK QTCN và so sánh mức độ khoa học kỹ thuật dự đoán với mức lý tưởng Từ đó lựa chọn phương án gần với mức độ khoa học kỹ thuật lý tưởng nhất

3.7.3 MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT DỰ ÁN

Được xác định bởi điều kiện xây dựng và chức năng hoạt động của HT TĐH ĐK QTCN cụ thể Đó chính là chi phí ít nhất cho xây dựng và vận hành hệ thống Về lý thuyết sẽ có mối tương quan sau:

Y Dự án < Y dự đoán < Y lý tưởng

3.7.4 MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐẠT ĐƯỢC

Được xác định bởi chỉ số phần tử và điều kiện làm việc của HT TĐH ĐK QTCN Được chỉ ra nhờ phân tích chức năng HT TĐH ĐK QTCN trong điều kiện sản xuất

Như vậy sự đánh giá mức độ khoa học kỹ thuật tạo điều kiện xác định các đặc tính tốt nhất của HT TĐH ĐK QTCN hay các thành phần riêng của chúng

Để đánh giá mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN cần :

- Lựa chọn các chỉ số riêng của mức độ khoa học kỹ thuật;

- Xác định giá trị của các chỉ số đó;

- Xác định chỉ số tổng hợp của mức độ khoa học kỹ thuật, có tính đến mức độ quan trọng của các chỉ số riêng cho mỗi phương án cụ thể của HT TĐH ĐK QTCN

Chỉ số đánh giá mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Mỗi chỉ số cần có nét đặc trưng tổ hợp của các thành phần mà các thành phần đó phụ thuộc vào cấp HT TĐH ĐK QTCN và các chỉ số này cần nhạy với ặ thay đổi của mỗi chỉ số riêng;

- Mỗi chỉ số cần chứa về đánh giá số lượng;

- Số lượng các chỉ số cần hạn chế để đảm bảo việc lựa chọn và xử lý chúng một cách đơn giản;

- Chỉ số mức độ khoa học kỹ thuật cần kích thích việc sử dụng đa dạng các thành phần khác nhau cho HT TĐH ĐK QTCN

Ngoài ra còn phải đánh giá mức độ kỹ thuật-kinh tế của HT TĐH ĐK QTCN

Sự khác biệt với mức độ khoa học kỹ thuật là mức độ kỹ thuật-kinh tế không phản ánh tương ứng

hệ thống được đánh giá với sự phát triển của khoa học kỹ thuật mà phản ánh mức độ tương ứng của đối tượng điều khiển Nhờ vào mức độ kinh tế-kỹ thuật các thiết kế viên, ban lãnh đạo dự án, phía đặt hàng có thể đánh giá chất lượng công việc xây dựng HT TĐH ĐK QTCN, có thể so sánh các thiết kế khác và đảm bảo nguyên tắc: tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất

Mức độ kinh tế-kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN được xác định bằng tổng các thông số của các phần HT TĐH ĐK QTCN như sau:

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 3

1 Nêu các thành phần cơ bản của HT TĐH ĐK

2 Các nguyên tắc TĐH ĐK QTSX

3 Hiệu quả kinh tế của HT TĐH ĐK QTSX

4 Độ tin cậy của hệ thống TĐH ĐK QTCN

5 Mức độ khoa học của HT TĐH ĐK QTCN

CHƯƠNG 4 ĐẢM BẢO THÔNG TIN TRONG HT TĐH ĐK QTCN

4.1 HƯỚNG DẪN HOÁ TRONG HT TĐH ĐK QTCN

Lý thuyết HT TĐH là môn khoa học về những nét chung của quá trình và hệ thống các hệ thống thiết bị các quá trình xử lý thông tin như biến đổi, truyền dẫn, thu nhận, lưu trữ

Trong bất kỳ quá trình điều khiển nào đều có sự truyền tin và xử lý tín hiệu đầu vào đưa ra tín hiệu đầu ra thông qua hệ thống điều khiển Khi đó cần có sự kiểm tra và điều chỉnh Đó chính là sự so sánh thông tin về quá trình hoạt động ở giai đoạn trước với thông tin trong điều kiện tương ứng Tiếp đó có sự đánh giá về độ sai lệch giữa chúng và đưa ra tín hiệu hiệu chỉnh Sự sai lệch là do các nhiễu trong và nhiễu ngoài tác động một cách ngẫu nhiên Quá trình truyền dẫn thông tin được nhờ có nguồn phát và nhận thông tin

Trong hệ thống điều khiển QTCN để đảm bảo tốt cho sự tham gia của con người thì thông tin cần được phân loại, chỉ dẫn, chú thích đầy đủ Để phân tích hệ thống cần tích lũy dữ liệu bằng cách ghi nhận các trạng thái giá trị tham số quá trình theo thời gian

Trên cơ sở đó kiểm tra, theo dõi quá trình, chất lượng sản phẩm, kiểm tra thao tác của nhân viên trong các tình huống sự cố, từ đó có thể tìm các phương hướng hoàn thiện quá trình điều khiển

Khi xây dựng đảm bảo thông tin HT TĐH ĐK QTCN (có liên quan đến hướng dẫn và ghi nhận) cần:

- Xác định dạng, vị trí tham số cần ghi nhận;

- Lựa chọn thời gian sự kiện ghi nhận;

- Tối thiểu hóa số lượng tham số ghi nhận theo mục tiêu cần và đủ để thao tác, vận hành và phân tích hệ thống

Khi thiết kế hệ thống tài liệu cần quy chuẩn các dạng văn bản, cấu trúc của chúng Cần chú ý đến việc trình bày 1 cách dễ nhìn nhờ sử dụng các dạng bảng biểu Giải quyết các vấn đề về phân loại tài liệu

và phân bổ tài liệu như thế nào Xác định khối lượng thông tin trong các tài liệu, vị trí của chúng và thời gian cần lưu trữ

4.2 DÒNG THÔNG TIN TRONG CÁC KÊNH LIÊN LẠC CỦA HT TĐH ĐK QTCN

Hệ thống cần truyền những thông tin trung thực từ vị trí xử lý an vị trí thu và sử dụng Để thực hiện điều này cần thoả mãn các điều kiện sau:

- Thông tin cần truyền đến nơi 1 cách kịp thời;

- Độ tin cậy của việc truyền tin (không bị mất thông tin hay thông tin bị sai lệch);

- Hoạt động 1 cách tin cậy;

- Đồng nhất về thời gian trong hệ thống;

- Có khả năng thực hiện hóa về mặt kỹ thuật;

- Đảm bảo sử dụng được 1 cách kinh tế các yêu cầu về thông tin

Ngoài ra hệ thống cần có khả năng:

- Điều chỉnh dòng thông tin;

- Có khả năng liên lạc với bên ngoài;

- Có khả năng mở rộng HT TĐH ĐK QTCN;

- Thuận tiện cho người sử dụng trong phân tích và điều khiển quá trình

Các dòng thông tin có những đặc điểm chính sau:

- Đối tượng điều khiển (nguồn thông tin);

- Mục đích thông tin;

- Định dạng thông tin;

- Đặc tính về dung lượng và thời gian của dòng thông tin;

- Chu kỳ xuất hiện thông tin;

- Đối tượng được sử dụng thông tin;

Khi cần thiết đặc điểm của đòng thông tin được chi tiết hóa với những chỉ dẫn sau:

- Dạng thông tin;

- Tên tham số quá trình cần kiểm tra, cần điều chỉnh;

- Phạm vi thay đổi của tham số quá trình theo thời gian;

- Số lượng các tham số quá trình có cùng tên trên đối tượng;

- Điều kiện hiển thị thông tin;

- Tốc độ truy cập mới thông tin

Các kênh liên lạc có những đặc tính thông tin chính sau:

- Vị trí bắt đầu và kết thúc của kênh liên lạc;

- Dạng thông tin được truyền;

- Cấu trúc kênh liên lạc (cảm biến, mã hóa, điều chế, đường truyền, giải điều chế, giải mã, thiết bị hiển thị thông tin);

- Dạng kênh liên lạc (cơ khí, hữu tuyến, vô tuyến);

- Tốc độ truyền và dung lượng thông tin;

- Phương pháp biến đổi thông tin;

- Khả năng lưu thông có thể của kênh liên lạc;

- Số lượng tín hiệu và dung lượng kênh liên lạc;

- Khả năng chống nhiễu;

- Có độ dự trữ thông tin và thiết bị của kênh liên lạc;

- Độ tin cậy trong liên lạc và truyền tin theo kênh;

- Mức độ tắt dần tín hiệu trong kênh liên lạc;

- Sự tương thích thông tin của các phần tử khác nhau trong kênh liên lạc;

- Độ linh hoạt của kênh liên lạc (thời gian đưa hệ thống vào làm việc)

4.3 THỜI GIAN ĐỒNG NHẤT TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN CỦA HT TĐH ĐK QTCN

Khi tổ chức ĐK TĐH để đưa dấu hiệu thông tin HT TĐH ĐK QTCN có thể đưa vào hệ thống thời gian duy nhất với mốc đo trung tâm Đối với kênh liên lạc thông tin HT TĐH ĐK QTCN có nét đặc trưng

là hoạt động trong thời gian thực

Sử dụng hệ thống tính thời gian duy nhất đảm bảo việc thực hiện các bài toán sau:

- Ghi nhận được mốc thời gian thu, truyền thông tin;

- Ghi nhận các sự kiện xảy ra trong HT TĐH ĐK QTCN;

- Phân tích sản xuất theo dấu hiệu thời gian (thứ tự thực hiện, khoảng thời gian cần thiết

- Thống kê thời gian diễn ra thông tin theo các kênh liên lạc và thời gian xử lý thông tin;

- Đặt tuần tự các tác động điều khiển theo thời gian thống nhất;

- Hiển thị thời gian duy nhất trong vùng vận hành của HT TĐH ĐK QTCN

4.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO THÔNG TIN KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hệ thống con đảm bảo thông tin khoa học kỹ thuật là phần của hệ thống TĐH ĐK kết hợp với thiết

bị kỹ thuật và phương pháp xử lý thông tin Hệ thống con này có chức năng chính là:

- Đảm bảo các yêu cầu về thông tin cho các chuyên gia trong lĩnh vực điều khiển quá trình công nghệ;

- Ổn định các thông số quá trình;

- Đảm bảo điều kiện làm việc;

- Đảm bảo thứ tự thực hiện thao tác;

- Đảm bảo chế độ vận hành tối ưu các thiết bị kỹ thuật

Khi xây dựng và ứng dụng HT đảm bảo thông tin của HT TĐH ĐK QTCN cần tính đến nguyên tắc

tổ chức điều khiển quá trình công nghệ theo các trình tự sau:

1 Xác định hệ con HT TĐH ĐK QTCN và dạng quyết định điều khiển mà theo đó cần thiết đảm bảo thông tin khoa học kỹ thuật

Kết quả của giai đoạn này được sử dụng để xác định cấu trúc thông tin tối ưu và để đưa ra các đặc tính dòng thông tin theo yêu cầu có thể

2 Xác định các nhóm thông tin chính hay được sử dụng

Việc sử dụng thông tin được phân loại phụ thuộc vào việc tham gia chuẩn bị và ra quyết định điều khiển, liên quan đến việc tổ chức quá trình công nghệ Tích lũy thông tin được thực hiện với các dạng bài toán được giải quyết khi điều khiển quá trình Người sử dụng có thể nhận thông tin theo các khu vực công nghệ, và có thể tạo điều kiện để phân bổ thông tin khi thay đổi nhu cầu

3 Nghiên cứu nhu cầu thông tin

4 Nghiên cứu dòng thông tin khoa học kỹ thuật cần thiết khi điều khiển quá trình

Dựa vào kết quả việc phân tích bài toán điều khiển Cùng với dòng chỉ dẫn thông tin để phân tích các sự kiện Những sự kiện này sẽ phản ánh kinh nghiệm hoạt động của xí nghiệp này và các xí nghiệp tương tự

5 Xây dựng hệ thống tìm kiếm thông tin để điều khiển quá trình công nghệ

4.5 ĐẢM BẢO THÔNG TIN CỦA HỆ THỐNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

Thao tác điều khiển với mục đích tăng chất lượng sản phẩm được tổ chức trên cơ sở nghiên cứu thông tin về mức độ chất lượng thực, theo nhu cầu và khả năng của sản xuất Khi xây dựng hệ thống điều khiển chất lượng sản phẩm sử dụng các tiêu chuẩn và giải quyết các bài toán sau:

- Xác định hướng giải quyết và phạm vi công việc;

- Ấn định trách nhiệm và quyền hạn của mỗi đơn vị về việc đảm bảo mức độ cần thiết của sản phẩm;

- Liên kết và phối hợp nguồn vật liệu và dụng cụ lao động với việc sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật và các tài liệu hướng dẫn;

Hướng chính trong lĩnh vực đảm bảo thông tin hệ thống điều khiển chất lượng sản phẩm là tạo ra tài liệu theo các phần sau:

- Phân loại yêu cầu đối với chất lượng và độ tin cậy của chi tiết sản phẩm;

- Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng cao;

- Các phương pháp kiểm tra trên phép tính và trên thực tiễn, đánh giá chất lượng và độ tin cậy;

- Phân loại dữ liệu tra cứu và nội dung công việc;

- Đánh giá chất lượng

4.6 TÍN HIỆU MÃ HOÁ TRONG HT TĐH ĐK QTCN

Khi xây dựng HT TĐH QTCN cần chú ý đến tín hiệu liên lạc giữa các thành phần với nhau Nghiên cứu bao gồm các tín hiệu giữa người với thiết bị kỹ thuật và thiết bị kỹ thuật với thiết bị kỹ thuật Hãy xem các nhóm tín hiệu và mã hóa sau:

1 Là ngôn ngữ đảm bảo cách nhập dữ liệu ngắn gọn và hiển thị cho người vận hành Theo đặc tính thông tin có thể được chia thành dữ liệu kỹ thuật và dữ liệu kinh tế

2 Giải quyết các bài toán truyền dữ liệu và ghép nối các thiết bị kỹ thuật Vấn đề chính là độ trung thực của việc truyền thông tin, do đó người ta sử dụng các mã hóa chống nhiễu Sự kết hợp thông tin của thiết

bị kỹ thuật đảm bảo bằng các thiết bị phụ được sử dụng với các chương trình chuyển mã dữ liệu

3 Là ngôn ngữ máy Thông thường sử dụng mã nhị phân với các thành phần bảo vệ theo mô đun số với

mã kiểm tra

Những yêu cầu kỹ thuật chính đối với HT TĐH ĐK QTCN theo đảm bảo thông tin:

- Tối giản việc mã hóa thông tin nhờ các mã ký hiệu và mã lặp lại;

- Đảm bảo đơn giản hóa việc giải mã các dạng thông tin;

- Có khả năng thay đổi dữ liệu đã nhập;

- Đảm bảo độ tin cậy việc thực hiện các chức năng hoạt động của hệ thống nhờ các thông tin đã được chống nhiễu

Nhân viên HT TĐH ĐK QTCN cùng với tổ hợp thiết bị kỹ thuật tiếp nhận và đưa vào các thông tin công nghệ và kinh tế Ngoài ra người vận hành còn kết hợp với các nhóm vận hành khác và các nhân viên

ở mức cao Để đơn giản cho việc thực hiện liên lạc thường được sử dụng các biện pháp mô phỏng các dòng thông tin, nén thông tin và sắp xếp chúng

Máy tính chuyển cho người vận hành thông tin ở dạng đèn hiệu, hình ảnh, giấy tờ in ra, tín hiệu âm thanh Khi máy tính liên lạc với người vận hành cần phải đảm bảo:

- Hiển thị sơ đồ ký thuật chức năng của đối tượng điều khiển một cách dễ nhìn, thông tin trạng thái của chúng trong các chức năng cho người vận hành

- Hiển thị mối liên lạc và đặc điểm tác động của đối tượng điều khiển với môi trường bên ngoài

- Tín hiệu cảnh báo về chế độ làm việc sai của đối tượng

- Nhanh chóng đưa ra các giải pháp loại trừ hỏng hóc

Các nhóm phần tử riêng hay dùng trong việc kiểm tra và điều khiển đối tượng thường được phân theo kích thước, dạng và màu sắc

Thiết bị kỹ thuật tạo điều kiện nhập thông tin chỉ theo định dạng cho trước Điều này dẫn tới việc cần thiết phải mã hóa thông tin

Sự trao đổi dữ liệu giữa các khối chức năng của HT TĐH cần kết thúc bằng thông báo có ý nghĩa Thông báo được chuyển theo 2 dòng dữ liệu riêng biệt: dữ liệu thông tin và dữ liệu điều khiển Các tín hiệu dòng thông tin được chia ra theo các nhóm sau:

- Tín hiệu của tham số quá trình đo lường được;

- Tín hiệu về thang đo lường;

- Tín hiệu về trạng thái các khối chức năng của hệ thống;

- Tín hiệu địa chỉ chỉ tham số đo được thuộc khối nào);

- Tín hiệu thời gian;

- Tín hiệu phục vụ

Để bảo vệ khỏi sai sót khi trao đổi thông tin qua các kênh liên lạc ở đầu vào và đầu ra của thiết bị

Các vấn đề bảo vệ thông tin liên quan đến đảm bảo độ tin cậy hoạt động của hệ thống điều khiển, dạng hiển thị thông tin Thông tin cần được bảo vệ khỏi biến dạng và sử dụng không đúng mục đích Phương pháp bảo vệ thông tin phụ thuộc bởi các thao tác thực hiện và thiết bị sử dụng

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 4

1 Dòng thông tin trong các kênh liên lạc của hệ thống và chức năng của đảm bảo thông tin

2 Các phương pháp đảm bảo thông tin trong HT TĐH ĐK QTCN

3 Tín hiệu và mã hoá trong HT TĐH ĐK QTCN