Hệ thống điều khiển quá trình

TS PH A N CHÍ CHÍNH HỆ THỐNG ĐIỂU KHIỂN QUÁ TRÌNH NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NÔI - 2010 MỞ ĐẦU (Thay cho lời nói đầu mở đầu) Cuốn 'H ệ th ô n g điều khiến quà trìn h " chủ yêu sử dụng cho giảng dạy học phần kết nối vân hành hệ thống điều khiển tự động trình thường gặp dây chuyền công nghệ hiên đại Nội dung học phần sâu vào điểm; làm chủ thông số điều khiển cụ thể thiết bị điều khiển nối mạng trình công nghệ; thành phần điện tử hệ ihống điéu khiẽn công nghiệp; vận hành bảo trì hệ thống điều khiển trình hãng mò hình mô hoàn toàn giống hệ thống công nghiệp điều khiển số dùng công nghiệp Nghiên cứu điều khiển tự động trình thường gặp công nghiệp, bao gồm: - Điều khiển mức chất lỏng; - Điều khiển luxi lượng dòng chảy lỏng; - Điều khiển nhiệt độ trinh; - Điều khiển áp suất trình Đối tượng điều khiển (1âv trình dây chuyền công nghệ có liên quan đến dòng chảy chất lỏng: trình sản xuất sản phẩm ngành hoá, hoá dâu; dạng chêbiên thựcphâm, đôuông nhiều loại hàng tiêu dùng Đây học phần ứngdụng “lýthuyết điều khiển tự đ ộ n g ” vào đối tượng điều khiển trình Tài liệu có ích cho người làm công tác kỹ thuật dây truyền công nghệ có điều khiển tự động trình Tự động điều khiển xu tất yếu cho dây truyền công nghệ kiên thức liên quan cập nhật đòi hỏi cán kỹ thuật và/hoặc tổ chức sản xuất dây truyền công nghệ đại Học phần sâu vào việc làm chủ phương pháp điều khiển cụ thể thiết bị điều khiển nối mạng kiểm soát trung tâm bàng máy tính với kiểu giao diện thân thiện với người sử dụng trình công nghệ đại Học lý thuyết gắn liền với thực nghiệm, vận hành bảo trì thành phần điện tử thiết bị mô trình thực dây truyền công nghệ công nghiệp Trên giới, có nhiều hãng có sản phẩm truyền thống tự động hóa có thiết bị thực nghiệm hệ thống điều khiển trình dành cho đào tạo nghiên cứu Thiết bị sử dụng nhiều điển hình Việt Nam hai hãng Festo Siemens (CHLB Đức); có sản phẩm hãng khác Edibon (Tây Ban Nha), Lap Vol (Mỹ) Phần sở [ý thuyết cô đọng với mục đích ứng dụng cho thực nghiệm trực tiếp phục vụ cho các trình cụ thể đề cập thiết bị thực nghiệm Những khái niệm chung “lý thuyết điều khiển tự đ ộ n g ” sử dụng vào dạng điều khiển ví dụ thiết bị điều khiển để minh hoạ Tuy môn học gồm kiến thức giao nhiều chuyên ngành đặc trưng cho ngành điện tử phát triển nên mức độ trừu tượng đậm nét Phần thực nghiệm đề cập phần từiig bước hướng dẫn triển khai thiết bị mô trình thực cùa hãng Festo (hình 0.1) gọi tắt mô hình HTĐKQT Nó kết cấu thành trạm, bao gồm: - Trạm điều kliiển mức chất lỏng; - Trạm điều khiển lưu lượng dòng chất lỏng; - Trạm điều khiển áp suất; - Trạm điều khiển nhiệt độ; - Trạm Bypass Đặc biệt trạm Bypass phần kết nối dùng để liên kết dòng chảy trạm thành mạng điều khiển trung tâm hệ thống van điều khiển điện từ van tuyến tính bố trí ống dẫn liên thông trạm riêng lẻ vào hệ thống Các thực nghiệm thực từ phân kêt nối khí (gồm việc xây dựng sơ đồ liên kết trạm hệ thống) đến đặt thông số cấu hình cho trạm cho hệ thông Việc thực nghiệm vận hành thực tìmg bước từ điều khiển băng tay trạm đơn lẻ đến vận hành hệ thống máy tính trung tâm bàng phần mêm điều khiển Các phần mở rộng đề cập đến ứng dụng cho thiết bị công nghệ thực Phần nội dung liên quan tự động điều khiển thiết bị chưng cất chủ nhiệm đề tài - Tiến sĩ Lê Phan Hoàng Chiêu đồng ý cho sử dụng kết nghiên cứu Chúng xin chân thành cám on TS.Lê Phan Hoàng Chiêu Phó Giám đốc Trung Tâm Neptech Sở Khoa học Công nghệ TP Hô Chí Minh tập thể nhóm triển khai đề tài trường ĐH Bách Khoa TP Hô Chí Minh cung cấp cho sử dụng kết nghiên cứu triên khai đê kịp thời cập nhật cho ấn phẩm Chúng chân thành cám ơn PGS.TS Vũ Quý Đạc (Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên); Thạc sĩ Trần Trọng Toàn (ĐH công nghiệp TP.HỒ Chí Minh) có đóng góp quý báu, ý kiên xác đáng cho nội dung sách; xin cám ơn anh chị Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật giúp đỡ, cho thẩm định phản biện nội dung đê cuôn sách sớm xuất Chúng xin độc giả lượng Ihứ cho thiếu sót gặp phải xin quý vị góp ý để ấn phấm có điều kiện hoàn thiện sau a ''Íí' R «W '’'•«'i^*;*H «'s4vO• ■ ' w ■' 'ií dệ l ĩH ^ m Hình ì Thiết bị mô HTĐKQT FESTO (CHLB Đức) CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 'HTĐKQT: QTĐK: ĐTĐK: TSĐK: CCĐL ĐKTĐ TBĐK: BĐKSCN: CCĐK; 10 BĐC: 11 HTĐK: 12 CCCH; 13 SP: 14 PCS: 15 PTSS: 16 PID: 17 DDC; 18 PV: 19 PLC: Hệ thống điều khiển trình (PCS: Process Control System) Quá trình điều khiển Đối tượng điều khiển, HTĐKQT trình Thông số điều khiển Cơ cấu đo lưòng Điều khiên tự động Thiết bị điều khiển Bộ điều khiển số công nghiệp Cơ cấu điều khiển hay gọi điều chỉnh (controller) Bộ điều chỉnh Hệ thống điều khiển Cơ cấu chấp hành Set point- giá trị đặt ban đầu đưa vào hệ điều khiển Process Control System- Hệ thống điều khiển trình Phần tử so sánh Điều khiển tỷ lệ (P) - tích phân (I) - đạo hàm (D) Direct Digital Control- điều khiển tín hiệu số (trực tiếp) Process Value - giá trị đại lượng điều khiển (giá trị thực đo được) Programmable Logical Controller - Bộ điều khiển (logic) khả lập trinh Chương I KHÁI NIỆM VÀ C S ỏ LÝ THUYẾT 14, €ẢC KHÁI NIỆM Cơ BẢN TRONG ĐIỀU KHIẺN T ự ĐỘNG 1.1.1 Các khái niệm chung - Quá trình điều khiển trình tác động có mục đích lên đối tượng điều khiển (ĐTĐK), (các chữ viết tắt xin xem phần “Các thuật ngữ viêt tăt” tiêp phần “Mở đầu”) - ĐTĐK đối tượng tác động có mục đích, trình giới thiệu - Điều khiển tự động (ĐKTĐ) trình điều khiển thực không cần tác động trực tiếp người lên ĐTĐK Sự tác động lên ĐTĐK ĐKTĐ thực nhờ thiết bị điều khiển (TBĐK) - T hiết bị điều khiển (TBĐK) phần cùa hệ thống điều khiển, tín hiệu vào tín hiệu chủ đạo (tín hiệu giá trị yêu câu), có thê thêm đại lượng điều khiển từ đối tượng điều khiển phản hôi; tín hiệu đại lượng tác động, tác động lên ĐTĐK (ở trình) - Hệ thống điều khiễn (HTĐK) hệ thống thực trình tác động TBĐK lên ĐTĐK (hình 1.1) Hình 1.1 Hệ thống điều khiển ĐKTĐ hình thành đến ngày có nhiều dạng ĐKTĐ mà thông thường phân thành hai loại: - ĐKTĐ theo mạch hở (feedforward control - sơ đồ hình 1.2) ĐKTĐ theo vòng lặp kín (feedback control - hìnhl.3, đề cập đến nguyên tắc điều khiển theo độ lệch) 1.1.2 ĐKTĐ theo mạch hở ĐKTĐ theo vòng lặp kín ĐKTĐ theo mạch hở, biểu diễn sơ đồ sau: Hình 1.2 ĐKTĐ theo mạch hở Trong sơ đồ hình 1.2 cần giải thích thêm : CCĐK: Cơ cấu điều khiển hay gọi điều chỉnh (controller); CCCH: Cơ cấu chấp hành; w : Giá trị yêu cầu, mục tiêu điều khiển tín hiệu chủ đạo (cũng giá trị đặt- SP: set point); X: Đại lượng điều khiển, giá trị thực đại lượng từ ĐTĐK; Z: Đại lưọng nhiễu; Y: Đại lưọng tác động 10 Điều khiên theo vòng lặp kín, có sơ đô sau; Hình 1.3 Sơ đồ điều khiển theo vòng lặp kín Trong sơ đồ hình 1.3 có thêm ký hiệu cần giải thích: BĐC: điều chỉnh; CCĐL : cấu đo lường; X ’: giá trị chuyển đổi tín hiệu đại lượng qua cấu đo lường; Y r, Y h : giá trị đại lượng điều chỉnh (tự động hay tay) tạo tín hiệu vào cấu chấp hành ( CCCH ) từ tạo tác động Y vào ĐTĐK; Zi : nhiễu tác dụng vào CCCH; Z2 : nhiễu tác dụng vào ĐTĐK; 11 3.3.4 Đặt giá trị số Các giá trị số phải đặt đặt điểm chỉnh mức xử lý trình hoạt động, đặt thông số, cấu hình Việc thực hai phím “up aưow ” “down arrow” Các hình mục 3.3.5a (trang tiếp theo) chi nguyên tắc việc đặt giá trị bàng số với tham gia điều chỉnh thời gian Tr điều chỉnh Nhấn phím “down arrow” chuyển đến vị trí bên trái thòi gian, vị trí thấp Vị trí nhấp nháy để chọn Nhấn phím “up aưow ” giá trị phím nhấp nháy tăng từ đến Giá trị nhớ nhấn phím ENTER Nếu phím SELECT nhấn sau nhập giá trị số việc nhập giá trị bị huỷ bỏ giá trị cũ xuất lại hình Có thể di chuyển dấu phân cách thập phân đến vị trí tính từ phía trái cách nhấn phím “up arrow” “down arrow” lúc Bây thông số đặt Nếu giá trị nhập vào tầm giá trị cho phép, đặt giá trị giới hạn ( cao thấp n h ẩ t) bạn nhấn phím ENTER 3.3.5 Đinh cấu hình a) Quá trình định cấu hình Để chuyển đến chế độ định cấu hình, phím SELECT ENTER phải nhấn lúc giây Trong trình định cấu hình, điều chỉnh chế độ hoạt động tay Menu hình LCD bạn vào chế độ định cấu hình Để khỏi mức này, bạn phải chọn chức END menu cách ấn phím SELECT sau nhấn phím ENTER Bộ điều chỉnh trở chế độ hoạt động mà trước định cẩu hình Tất việc đặt giá trị mức định cấu hình có tác dụng sau thoát khỏi chế độ định cấu hình, lưu trữ EEPROM Nó không bạn ngắt điện 60 chế độ định cấu hình, ý nghĩa phím sau: •í r r Chuyên sang chức kê tiêp menu & Xác nhận chức menu có liên quan chuyển đến menu cấp Xác nhận việc đặt giá trị số thông sô điều chỉnh / Chọn giá trị đặt giá trị sô Đặt giá trị số h) M enu cùa chế độ định cấu hình: M enu chế độ định cấu hình gồm chức sau đây: *cấu trúc : - Định cấu trúc cho điều chỉnh - Cho điều khiển tầng 61 + Định giới hạn điểm đặt chỉnh cho điều chỉnh - Cho điều khiển theo tỷ lệ + Định thang hiển thị cho giá trị tỉ lệ + Định thang giới hạn giá trị đặt + Định chế độ báo chuông + Định giới hạn báo chuông cho giá trị tỉ lệ *Ngỗ vào 1: Định loại tín hiệu ngõ vào Định loại tín hiệu cho ngõ vào Định tỷ lệ Định chế độ chuông giới hạn chuông báo Kích cỡ lọc ngõ vào Đặt giới hạn giá trị đặt chỉnh *Ngõ vào 2: Định loại tín hiệu cho ngõ vào Quy định chức số Định tỷ lệ Kích cỡ với lọc ngõ vào Đối với hệ điều khiển hở; Đặt thông số cho PDTl * Bộ điều chỉnh: Đặt thông số cho điều chỉnh * Ngõ ra: Định dạng tín hiệu ngõ * An toàn (báo lỗi): Đặt giá trị an toàn thay đổi điều khiển tay Sự thay đôỉ điều khiển tay ngõ trường hợp có lỗi trong, lỗi ngõ vào điều chỉnh ngõ vào nhị phân hoạt động, * Sự thích nghi: Chọn thuật toán thích nghi 62 * C hức năng: Chọn ngôn nmì Chọn ngõ vào nhị phân - Chọn ngõ nhị phân - Đặt rarap - Định chế độ tự hiệu chỉnh điểm đặt chinỊi (tự chuyển chế độ MANUAL AUTO) - Chọn cách hiển thị hàng thứ hai Mã bảo vệ ngõ vào Khi định cấu hình, cấu trúc cụ thể điều chỉnh phải định trước menu structure Nhưng raenu khác có quan hệ sử dụng menu structure Những menu phụ menu structure * C h u ẩn : Bộ điều chỉnh chuẩn cho điều khiển mạch đơn, không sử dụng ngõ vào thứ hai điều chỉnh * Điều chỉnh từ bền ngoài: Điều chỉnh với điểm đạt chỉnh đặt bên ngoài, ngõ vào thứ hai điều chỉnh sử dụng cho điểm đặt chỉnh * Điều chỉnh theo tỉ lệ: Ngõ vào thứ hai điều chỉnh sử dụng cho việc xừ lý thay đổi PV2 * Hồi tiếp : Ổn định điểm đặt chỉnh hồi tiếp, ngõ vào thứ hai điều chinh sìr dụng cho hồi tiếp * T ầng: Điều chỉnh theo tầng, ngõ vào thứ hai điều chỉnh sử dụng cho việc điều chỉnh theo tầng c) Menu định cấn hĩnh Các thông số định cấu hinh cho trạm điều khiển thiết bị mà mô hình HTĐKQT FESTO lấy bảng thông số định cẩu hình 63 r f Bảng thông sô cài đặt menu định câu hình Đièu khiên Đ iều khiển nhiệt độ Điều khiển lưu ỉượng Đ iều kh iển mức áp suất Structure Stand ard Inp utl PtlOO S c a lin g 3-wire Standard S ta n d a rd S tandard Prequency -20m A 0-1 o v _ Fre: 1000 Rad: o íĩ Rad; ofĩ _‘ X lo 18,75 X lo 100.0 X lo 100 _ X lu 0.00 X lu 0.00 X lu 0.0( W lo 60.00 W ỉo 18.75 W lo 100.0 W lo 100 W lu 0.00 W ỉu 0.00 W lu 0.00 W lu o.oc Alarm m ode Ai A bs AI abs AI abs AI abs A larm limits X1 + 60.00 X1 + 18.75 XỊ + 100.0 X1 + 100 X I- 0.00 X I- 0.00 X I- 0.00 X I- o.oc Hy 1.00 Hy 1.00 Hy 1.00 Hy I.0( Filter Fgl 20.00 Fgl 20.00 F gl 20.00 Fgl 20.C C o n tro ller K.p 4.00 Kp 3.50 Kp 28 Kp 0.5 Tn 2500 Tn 0.40 Tn 5.00 Tn 0.5C Tv 0.00 Tv 0.00 Tv 0.00 Tv o.oc YO 0,00 YO 0.00 YO 0.00 YO o.ơc Setpoint limits O utpu t 2P kt-PW M Steady-síate Stcady-state O-IOV Signal type Síeady-state O-IOV 0-10 Periođic tim e T+ 10.00 C orrecting Yo 100.0 Yo 100.0 Yo 100.0 Yo 100, L ím it Yu 0.00 Yu 0.00 Yu 0.00 Yư o.oc Dỉrection o f Inv no Inv no Inv no Inv no Imp no Ys 0 Ys 0 Ys 0 Ys o.oc variables- control action Pulse output S a ĩ e ty 64 A dap.contr Tune off 1'une o íĩ Tu ne ofĩ T une off A dapt o tĩ A dap t OÍT A dapt off A d ap t off Laneuage E ngỉish L an gu ag e English L.aiigiiage English Language English Serial re m o te Seriaỉ remote Serial rem o le Serial rem ote P ro íìb u s Addr 002 A d dr 003 Addr 005 A ddr 006 RS232 Addr A ddr Addr A ddr B in ln not Binln not Binln not B in ln not B in O ut noí B in O ut not B in O ut not B in O ut not Ram p out Ramp out Ramp out Ramp out SPT out SPT out SPT OLlt SPT out Line2 Act Line2 Act Line2 Act val Line2 Act Additions W ith v is u a li s a ti o n so f tw a r e Code - val vai val Code - Code - Code - Quá trình định cấu hìnli cho trạm thực hiện, cụ thể việc đặt cấu hình cho trạm điều khiển mức sau: Quá trình nhập thông số điều khiển vào ĐKSCN trạm điều khiển mức (địa : 005) sau: Trên hình LCD xuấl hiệu giá trị; PV I Có thể bắt đầu với ký hiệu, thao tác sau: Ký hiệu ► có nghĩa ấn phím SELECT ^ có nghĩa ấn phím ENTER 65 □ Có thể đưa vào số vị trí trỏ □ Nút ' " i (Down arrov/ ) định dấu chấm thập phân VỊ trí mũi tên ► Kí hiệu lưu đồ scl3 f ▼ Trang tiếp sau hướng dẫn cụ thể bước định cấu hình với ký hiệu thao tác tương ứng với mặt trước ĐKSCN m ô hình HTĐKQT FESTO, quan sát dòng ký tự hình nhỏ LCD 66 Quá trinh thao tác: Ấn ( ►+ ▼) s, hình nhỏ LCD xuất hiện: Serial remote ^ Serial local ▼ Struc Menu Standart 0-20 lĩiA :no PVh:9999 Set vaỉue: 100 PV 1:000.0 ▼ SPh^OO.O SP1:^00.0 'W A l:abs 67 A l:abs PV+: 100.0 ■w PV-;000.0 •w Hy: 1.000 Fg 1:20.00 ■V Inputl ^ Controller K p l; 1.000 Set value:2S Tr:60.00 Set value:5.00 ▼ Td:0^000 ▼ Pdb: 0.001 'W' CoorO.OOO ■V ContToller ► Output 2-point ^ Continue 0-10 V COh: 100.0 68 COh: 100.0 COliO.O Inv:No Output ^ Safety ị Adapcontr ị Addmenu Language ị, Serial Local > Remote AdnOOOl Set value:0005 z Serial Serial ị Bin In ^ Bin Out ►Ramp y SP-Track ^ Line Z2: Barg PV Line Add menu ► Code Ende a ▼ Trên hình LCD xuất PV Tương tự với trạm khác 69 3.3.6 Ý nghĩa biểu tượng menu định cấu hình A Cấu trúc menu phụ menu Điều khiển theo tỷ lệ + Sự xác định tỉ lệ - P rh: Giá trị giá trị hoạt động điều khiển theo tỉ lệ trình xừ lý Trong Prh, vị trí dấu thập phân xác định, sau có hiệu lực cho Prl, Pr+, Srh, Srl Giá trị tỉ lệ có dâu thập phân hiển thị Thang đo hiển thị đặt Nêu giá trị tỉ lệ thang đo, vùng giới hạn (Prh,Prl) vượt hiên thị Điêm đặt chỉnh giới hạn chuông báo đặt dựa thang đo Chuông báo động dựa thang đo Đặt khoảng giá trị: 0000 [ Prh [ 9999 - Prl: Giá trị tỉ lệ thấp Khoảng thích hợp: 0000 [ Prl [ Prh + Chế độ chuông báo - Al: abs : Chuông báo hoàn hảo, chương trình báo chuông điều chỉnh xong thang đo tỉ lệ - Alrrel: Chuông báo quan hệ, chương trinh báo chuông điêu chỉnh xong ti lệ ( chuông báo tỉ lệ ) + Giới hạn chuông báo +Giới hạn chuông báo - Pr+; Giới hạn chuông báo mức cao, dựa tỉ lệ Khoảng giá trị thích hợp: Pr[ Pr+ [ Prh - Pr-: Giới hạn mức thấp, dựa ti lệ Khoảng giá trị thích hợp: Prl[ Pr- [ Prh - Hy: Chuông báo trễ Khoảng ứiời gian thích họp: 0.1 [ Hy [ 20.0 (dựa theo thang đo Prl,Prh) 70 + Giới hạn điểm đặt chỉnh: Srh : Giới hạn điểm đặt chỉnh mức cao tỉ lệ Giới hạn thích hợp: Srl[ Srh [ Prh - Srl: Giới hạn điểm đặt chỉnh mức thấp tỉ lệ Giới hạn thích họp: Prl[ Srh [ Srh Điều khiển tầng + Giới hạn mức thay đổi điều khiển tay (bộ điều chỉnh chính) - Coh: Giới hạn mức cao thay đổi điều khiển tay Giới hạn thích họp ; C01[ COh [ 100(%) - Col: Giới hạn mức thấp thay đổi điều khiển tay Giới hạn thích họp ; 0[ COỈ [ COh (%) + Hướng dẫn hoạt động ( điều chỉnh chính) - Inv: no : Bộ điều chỉnh (PID 1) làm việc chế độ hoạt động dương (mức cao) - Inv; yes : Bộ điều chỉnh (PID 1) làm việc chế độ hoạt động âm (mức thấp) B Menu phụ menu chức Ngõ vào (ngõ vào điều c h ỉn h ): + Loại tín hiệu : Tần số ngõ vào tần số tín hiệu analog -10 V : Ngõ vào tín hiệu chuẩn -10 V -20 mA : Ngõ vào tín hiệu chuẩn 0-20 mA - mA : Ngõ vào tín hiệu chuẩn 4-20 mA Pt 100 : Ngõ vào nhiệt kế nối với điện trở PT 100 71 Ngõ vào với cặp nhiệt điện ; TC loại J, TC loại K, TC loại T, TC loại R, TC loại s + Phép khai căn: Chức dành cho tín hiệu chuẩn Off; Tắt chức khai On; Mở chức khai + Kết nối với PtlOO Chế độ kết nối với cảm biến PtlOO - PtlOO: : Cảm biến PtlOO nối dây - PtlOO: : Cảm biến PtlOO nối bàng dây Nếu nối dây trạm nối 35,36 nối với +CJC -CO M P So sánh điểm bù (chức có tác dụng dùng cặp nhiệt điện Khi sử dụng chức so sánh nội, cặp nhiệt điện phải nối thẳng đến trạm nối hay đường so sánh phải sử dụng) - CJC : int ; Dùng cảm biến nội để so sánh điểm bù Cảm biến nhiệt phải nối với điều chỉnh - CJC : ext : Dùng PtlOO để so sánh PtlOO phải điều chỉnli vị trí mà phần tử nhiệt kết nôi với chô giãn nở Cảm biến PtlOO nối với trạm cung cấp Có thể thay phưong pháp nối hay day + Tần số Tần số tín hiệu analog Fre : Ngõ vào nối với cảm biến tần số lớn Khoảng giá trị thích hợp : [ Fre [ 1000 ( Hz ) 72 + Xác định tỉ lệ Các ngõ vào chuông báo giới hạn điểm đặt chỉnh có liên quan đến giá trị ti lệ Khi sử dụng cảm biển nhiệt, giá trị phải phù hợp với thang đo cảm biển - PVh : Giá trị ti lệ mức cao gán cho tín hiệu chuẩn 20 mA 10 V tần số cao tần số tín hiệu analog Khi đặt PVh, vị trí số thập phân phải định để sau áp dụng thích họp ; -1 9 [F re[ 9999 - P V l: Giá trị ti lệ mức thấp gán cho tín hiệu chuẩn mA, mA tần số thấp tín hiệu analog (0 Hz ) Khoảng giá trị thích họp : -1999[ PVl [ PVh + Giới hạn điểm đặt chỉnh - SPh: Giới hạn mức cao Khoảng giá trị thích hợp : S P 1[ SPh [ PVh Giới hạn mức thấp Khoảng giá trị thích hợp : PV1[ SPl [ SPh + Chế độ chuông báo - Al; abs : Chuông báo tuyệt đối, chương trình báo chuông điều chỉnh xong thang tỉ lệ - Al: ren : Chuồng báo quan hệ, chưong trình báo chuồng điều chỉnh xong điểm đặt chinh + Giới hạn chuông báo - PV+ : Giới hạn chuông báo mức cao Khoảng giá trị thích họp PV-[ PV+ [ PVh PV- : Giới hạn mức thấp Khoảng giá trị thích họp PVl [ PV- [ PV+ 73 Chuông báo trễ Khoảng giá trị thích hợp 0,1 [ Hy [ 20.0 (%) ( dựa theo thang đo P V l,P V h ) + Bộ lọc Tín hiệu nhiễu làm giảm bàng lọc Bộ lọc bao gồm lọc thông thấp Fgl ; Tần số giới hạn cho đầu vào lọc ( -3dB ) Khoảng giá trị thích hợp 0,1 [ Fgl [ 20,0 ( Hz ) 0,1 Hz : ( thời = 1,6 s ) 20,0 Hz : ( thời = 0,01 s ) 74 [...]... (PTSS) đồng thời cũng là tín hiệu vào bộ điều chỉnh Các loại BĐC gồm các kiểu điều khiển p, I, D, PI, PD, PID trong đó: + p : Điều khiển tỷ lệ (điều khiển nguyên hàm) + I : Điều khiển tích phân + D : Điều khiên đạo hàm + P I ; Điều khiển “tỷ lệ - tích phân” + PD: Điều khiển “tỷ lệ - đạo hàm ” + PID: Điều khiển “tỷ lệ - tích phân - đạo hàm ” ĐTĐK ở đây là các quá trình w còn gọi là thông số đặt ban đầu,... của hệ thống điều khiển, trong đó tín hiệu vào là đại lượng được điều khiển X từ đối tượng điều khiển (quá trình) và tín hiệu chủ đạo w (tín hiệu của giá trị yêu cầu) từ thiết bị chủ đạo ; tín hiệu ra là đại lượng tác động Y, tác động lên ĐTĐK (quá trình điều k h iển ) 12 1.1.3 Phân loại bộ điều chỉnh Có nhiều cách phân loại BĐC (còn gọi là cơ cấu điều chỉnh), bao gồm: phân loại theo dạng tín hiệu điều. .. được điều khiển X (PV) Giá trị thực của đại lượng được điều khiển (còn gọi là đại lượng ra) Trong hệ thống điều khiển quá trình, giá trị này được kí hiệu là PV (Process Value) Trong minh họa hình 1.4 là mức chất lỏng trong bể chứa (bể cao là bể được điều khiển mức) tại mỗi thời điểm Hình 1.4 Giá trị thực ( P V ) trong điều khiển mức Giá trị này được cơ cấu đo ghi lại (qua cảm biến mức) đưa về bộ điều khiển. .. bộ điều chỉnh 14 1.2.2 Đại lượng tác động Y Là đại lượng do cơ cấu điều khiển tạo ra để tác động vào đối tượng điều khiển làm cho thay đổi đại lượng được điều khiển X (sao cho X dần dần xấp xỉ với giá trị yêu cầu W) Hình 1.5 Đại lượng tác động Y trong điểu khiến mức Trong hệ thống điều khiển quá trinh còn kí hiệu đại lượng tác c / :g là CO ở hinh 1.5, đại lượng tác động Y trong ví dụ trạm điều khiển. .. dạng điều khiển này là đại lượng được điều khiển ( nhiệt độ trong p h ò n g ) không được kiểm soát + Trường họp thứ 2, ĐKTĐ theo vòng lặp kín ( hình 1.10) Quá trình thực hiện theo nguyên tắc phản hồi, tức là đại lưọng được điều khiển (nhiệt độ trong phòng) được đo lường liên tục và dẫn trở lại so sánh với giá trị yêu cầu (mục tiêu điều khiển hay giá trị đặt) Kết quả so sánh này được đưa vào bộ điều. .. T8 Hình 1.10 Điều khiển nhiệt độ phòng bằng ĐKTĐ theo vòng kín 1.3 C ơ S Ở XÂY DựNG HÀM TRUYỀN BẰNG THựC NGHIỆM HTĐK VÒNG KÍN 1.3.1 Điều kiện và nền tảng kiến thức Học phần này có điều kiện tiên quyết là người học đã được học môn lý tíiuyết điều khiển tự động Trên nền tảng kế thừa các kiến thức, phục vụ cho thực nghiệm, ở đây đề cập cơ sở lý thuyết xây dựng hàm truyền của hệ thống điều khiển vòng kín... trị yêu cầu SP ở trạm điều khiển mức Tín hiệu hồi tiếp (X ) được so sánh với tín hiệu chủ đạo ( tử so sánh để vào bộ phận xử lý tiếp trong TBĐK w ) qua phần ở ví dụ hình 1.6 giá trị yêu cầu SP ở trạm điều khiển mức là mức chất lỏng cần ổn định ở bể chứa (bể cao) được biểu diễn trên hình là vạch đậm ký hiệu SP 1.2.4 Đại lượng nhiễu (z) Đại lượng nhiễu trong quá trình điều khiển và điều chỉnh là các đại... vào quá trình làm thay đổi hành vi của tác động (nhiễu ở cơ cấu chấp hành) hoặc đại lượng ra (nhiễu ở ĐTĐK) của hệ mà HTĐK không làm thay đổi chúng ở ví dụ hình 1.7 van xả từ đáy của bể cao (bể được điều khiển mức) thay đổi lượng chất lỏng xả về bể nguồn (bể thấp) để mô phỏng nhiễu ở trạm 16 điều khiển mức Trong dây chuyền công nghệ đó vừa là lượng chất lỏng tiêu thụ thay đổi trong dây truyền công nghệ,... hàm truyền của một hệ ĐKTĐ 1 vòng kín Giả sử chúng có một hệ thống điều khiển tự động, nhưng không biết hàm truyền của hệ, chúng ta chỉ có thể đo được tín hiệu vào và tín hiệu ra, vậy bằng những dữ liệu đo được, bằng cách nào để tìm được hàm truyên của hệ? Để giải quyết vấn đề trên thì trước tiên phải tìm được đặc tính biênpha tần gần đúng của hệ Cách làm như sau, ở đầu vào của hệ, cho tín hiệu có... để kiểm tra sai khác giữa hàm tmyền của hệ thực và hệ gần đúng, ta vẽ đường định tuyến của cả hai hệ trên cùng một hệ trục toạ độ và so sánh kết quả Ạ y(t) step Response Time (sec) Hình 1.21 Đường định tuyến của hệ gần đủng và hệ đủng 36 Kết quả thu được từ hình vẽ, thấy rằng giữa hai hệ có sai số, nhưng sai số nằm trong khả năng cho phép Vì vậy đối với hệ không quá phức tạp, ta có thể dùng phươiig pháp ... Hệ thống điều khiển trình (PCS: Process Control System) Quá trình điều khiển Đối tượng điều khiển, HTĐKQT trình Thông số điều khiển Cơ cấu đo lưòng Điều khiên tự động Thiết bị điều khiển Bộ điều. .. điểm; làm chủ thông số điều khiển cụ thể thiết bị điều khiển nối mạng trình công nghệ; thành phần điện tử hệ ihống điéu khiẽn công nghiệp; vận hành bảo trì hệ thống điều khiển trình hãng mò hình... khiển Bộ điều khiển số công nghiệp Cơ cấu điều khiển hay gọi điều chỉnh (controller) Bộ điều chỉnh Hệ thống điều khiển Cơ cấu chấp hành Set point- giá trị đặt ban đầu đưa vào hệ điều khiển Process