đơn giản Áp dụng kiến thức về lưu đồ PID để biểu diễn sơ đồ kết nối của quá trình công nghiệp có điều khiển Phânđơn giản Áp dụng kiến thức về lưu đồ PID để biểu diễn sơ đồ kết nối của quá trình công nghiệp có điều khiển Phânđơn giản Áp dụng kiến thức về lưu đồ PID để biểu diễn sơ đồ kết nối của quá trình công nghiệp có điều khiển Phân
Bài giảng Cơ sở ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH GV: Bùi Ngọc Pha F: 0909.878.662 E: buingocpha@hcmut.edu.vn CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH Thời lượng: 30 tiết lý thuyết Giáo trình – tài liệu tham khảo: [1] D.E Seborg, T.F Edgar, D.A Mellichamp, Process Dynamics and Control, 2nd Ed., John Wiley, 2004 [2] Hoàng Minh Sơn, Cơ sở hệ thống điều khiển trình, NXB Bách Khoa, Hà Nội, 2006 Phần mềm: Process Control @ B N Pha – ĐHBK [Đánh giá môn học] Bài tập 20% Thi tự luận 60% Bài tập lớn 20% Process Control @ B N Pha – ĐHBK [Mục tiêu môn học] Mô tả giải thích thành phần hệ thống điều khiển tự động Phân loại lựa chọn cấu trúc điều khiển chiến thuật điều khiển Áp dụng kiến thức lưu đồ P&ID để biểu diễn sơ đồ kết nối q trình cơng nghiệp có điều khiển Sử dụng Matlab & Simulink để tính tốn, phân tích số q trình đơn giản Process Control @ B N Pha – ĐHBK [Vị trí mơn học] Điều khiển – Tự động hóa Điều khiển học (Cybernetics) ① Điều khiển q trình Tự động hóa ② Điều khiển máy (chuyển động, Robot) Process Control @ B N Pha – ĐHBK Điều khiển qúa trình ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động để điều chỉnh, vận hành giám sát q trình cơng nghệ hoạt động theo yêu cầu mong muốn Đối tượng điều khiển: 1.1 • ĐKQT mục đích ĐKQT Process Control @ B N Pha – ĐHBK Ví dụ bình chứa chất lỏng Yêu cầu điều chỉnh mức nước h=H0 Bộ ĐK Đo mức Process Control @ B N Pha – ĐHBK Nội dung môn học Chương • Tổng quan điều khiển q trình Chương • Mơ tả hệ thống điều khiển q trình Chương • Thiết kếhệ thống điều khiển q trình Chương • Điều khiển số q trình Process Control @ B N Pha – ĐHBK Chương 1: Tổng quan điều khiển trình NỘI DUNG CHƯƠNG Week 1.1 Điều khiển trình Mục đích 1.2 Khái niệm định nghĩa W1 1.3 Quá trình biến trình W2 W3 1.4 Cấu trúc hệ thống 1.5 Lưu đồ P&ID 1.6 Các sách lược điều khiển W4 Process Control @ B N Pha – ĐHBK W1 • Nội dung hôm 1.1 Điều khiển trình Mục đích điều khiển Khái niệm điều khiển q trình Mục đích điều khiển q trình 1.2 Các khái niệm định nghĩa Điều khiển: điều khiển tự động, điều khiển thủ công Hệ thống điều khiển tự động Điều chỉnh tự động Vòng điều khiển: vòng kín vòng hở Giá trị cài đặt Sai lệch điều khiển Quy luật điều khiển Process Control @ B N Pha – ĐHBK 10 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Dùng van có chức điều khiển: (a) (a) Bơm ly tâm, (b) (b) Bơm piston Để an tồn cho bơm khơng lắp màng chắn đường ống hút bơm ly tâm Không dùng cấu trúc (a) cho bơm piston mà bắt buộc dùng van bypass Nếu bơm chất lỏng lên cao phải dùng van chiều tránh chất lỏng dội ngược lại dừng bơm làm hư bơm Process Control @ B N Pha – ĐHBK 199 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Điều khiển theo tỷ lệ lưu lượng: trường hợp TH1: Tổng dòng lưu lượng không yêu cầu diều khiển Yêu cầu điều chỉnh theo tỷ lệ F2=nF1 Process Control @ B N Pha – ĐHBK 200 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Điều khiển theo tỷ lệ lưu lượng: TH2: Yêu cầu tỷ lệ lưu lượng khơng đổi dòng F1 không đổi Điều chỉnh F1=F1sp tỷ lệ n = const Process Control @ B N Pha – ĐHBK 201 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Điều khiển theo tỷ lệ lưu lượng: TH3: Điều chỉnh theo tín hiệu thứ (mức chất lỏng bình): giá trị tỷ lệ cài đặt thay đổi (trong giới hạn cho trước) theo mức Ở đây, vòng điều khiển điều khiển tầng sử dụng điều khiển P Process Control @ B N Pha – ĐHBK 202 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Điều khiển lượng vật liệu rời thực cách thay đổi mức độ mở bướm điều chỉnh đầu bồn chứa - Bồn chứa ; - băng tải; – điều chỉnh; – bướn điều chỉnh Process Control @ B N Pha – ĐHBK 203 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh lưu lượng số ví dụ Điều khiển lượng vật liệu rời thực cách thay đổi tốc độ chuyển động băng tải - Bồn chứa ; - băng tải; – điều chỉnh; - động điện Process Control @ B N Pha – ĐHBK 204 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh mức 𝐴 𝑑ℎ 𝑑𝑡 = 𝐹 v – Fr Khi khơng có chuyển pha thiết bị, mức điều khiển cách thay đổi lưu lượng vào Điều chỉnh mức cách thay đổi lưu lượng vào bình chứa Điều chỉnh mức cách thay đổi lưu lượng đầu Điều chỉnh mức theo tỷ lệ lưu lượng (điều khiển tầng) Process Control @ B N Pha – ĐHBK 205 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh mức Khi có chuyển pha thiết bị, ví dụ thiết bị bốc hơi: mức điều khiển cách điều chỉnh tác nhân nhiệt Hơi Hơi nước Hơi Hơi Ngưng tụ Lỏng Thay đổi lưu lượng cấp nhiệt làm cho dung mơi bay nhiều hay ổn định mực chất lỏng Trong thực tế chất lỏng sơi nên khó đo để biết xác mực chất lỏng, nên thường kết hợp kinh nghiệm để bù độ lệch thiết bị đo Trong trường hợp không cần độ xác cao dùng điều khiển P Trường hợp cần điều chỉnh với độ xác cao dùng điều khiển PI Process Control @ B N Pha – ĐHBK 206 4.1 Điều chỉnh thông số công nghệ Điều chỉnh mức Khi khơng cần độ xác cao, điều khiển vị trí sử dụng để trì mực chất lỏng khoảng đủ rộng Lmax