Báo cáo nhập môn kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa MỞ ĐẦU Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa nhu cầu nguồn nhân lực có trình độ cao ngày lớn Một số ngành quan trọng công nghiệp lượng, công nghiệp hóa chất…Trong có ngành kỷ thuật điều khiển tự động hóa ngành có tiềm hội việc làm lớn Khi bước vào môi trường đại học điều cần làm sinh viên việc xác định ngành nghề lĩnh vực theo học vô quan trọng Để giúp sinh viên có hiểu biết cách xác rõ ràng ngành nghề học ứng dụng sống giúp em hình thành ý tưởng nhìn nhận tương lai thân nhà trường đưa vào chương trình giảng dạy môn” Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa” Trong suốt q trình học tập, nhờ giảng dạy hướng dẫn nhiệt tình thầy cô em hiểu biết thêm nhiều ngành nghề học ứng dụng sống Để đáp ứng yêu cầu môn học môn khoa tổ chức cho chúng em tham quan tìm hiểu nhà máy Xi măng Hồng Mai Viễn thơng Nghệ An Sau đợt tham quan thực tế tìm hiểu thơng tin mạng em hoàn thành báo cáo kết thu báo cáo Do thời gian thực có hạn kiến thức cịn hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp thầy để em hồn thành tốt đề tài Em xin chân thành cảm ơn SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CUẢ KỸ THUẬT VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Trong đời sống hàng ngày sản xuất hàng hóa thấy xung quanh có nhiều ứng dụng điều khiển tự động, từ cấu điều khiển quạt bàn tự quay tới dây chuyền sản xuất tự động phức tạp Ứng dụng điều khiển tự động len lỏi vào sống người giúp người tạo cho sống văn minh giầu có Cho đến với nhiều công nghệ khác nhau, nhiều hệ thống điều khiển tự động phức tạp thiết kế sử dụng để phục vụ đời sống người Chúng ta thử nhìn khái quát phát triển hệ thống tự động để thấy người đạt thành Theo Bennett (1996) số tài liệu khác ghi nhận hệ thống điều khiển phản hồi tự động xuất lần vào khoảng 2000 năm trước Đó đồng hồ nước Vitruvius mô tả Ktesibios chế tạo thành công (vào khoảng 270 tr.CN) sử dụng vật để điều chỉnh mực nước bình chứa từ điều chỉnh cấu đồng hồ nước Vài trăm năm sau Heron Alexandria mơ tả số máy móc tự động (automata) khai thác số cấu phản hồi Từ thời đồng hồ nước tự động đến trải qua hai nghìn năm phát triển, ngành điều khiển tự động ngày lớn mạnh đạt nhiều thành phương diện thực hành lẫn lý thuyết Ví dụ đầu kỷ thứ 20 giới đón nhận đời hệ thống điều khiển tàu tự động sử dụng la bàn điện (la bàn quay) Sperry (Mỹ) Anschutz (Đức) bước tiến lĩnh vực điều khiển tự động Tiếp theo đó, vào cuối thập niên 50s, đầu thập niên 60s kỷ 20 ứng SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa dụng ngành điều khiển tự động giúp cho người chinh phục vũ trụ đánh dấu kiện Nga phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên, Sputnik, vào tháng năm 1957, Yuri Gararin bay vào vũ trụ tàu Vostok vào năm 1961 Sự kiện phóng vệ tinh nhân tạo điều khiển vệ tinh bay theo quỹ đạo vòng quanh trái đất ứng dụng quan trọng công nghệ điều khiển mở nhiều ứng dụng khác, quan trọng phát triển hệ thống dẫn đường vệ tinh: GPS (Mỹ) năm 1994, GLONASS (Nga) năm 1995 GALILEO (LH Châu Âu, EU) năm 2008-2009 Điều khiển tự động ứng dụng vào nhiều ngành khác nhiều hệ thống điều khiển chuyên nghiệp khác đời Chúng ta liệt kê số ứng dụng như: hệ thống điều khiển nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện; hệ thống tự động nhà máy sản xuất thực phẩm Coca cola, sữa, sản xuất đường, nhà máy lắp ráp ôtô, robot; nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng xi măng, sản xuất kính, gạch men; hệ thống điều khiển ngành hàng không vũ trụ, hệ thống điều khiển điện tử nhúng dùng công nghiệp chế tạo đời sống hàng ngày, hệ thống điều khiển phương tiện giao thông mặt đất, ứng dụng y học, điều khiển tên lửa, điều khiển phương tiện biển, điều khiển trình sản xuất công nghiệp, rô bốt điện tử, hệ thống sản xuất lĩnh vực công nghệ cao sản xuất, lắp ráp hệ thống vi mạch v.v Để có nhìn tổng qt hệ thống, phát triển hệ thống điều khiển tự động lý thuyết điều khiển tự động phân chia thành giai đoạn sau: SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Giai đoạn 1: thời kỳ cổ đại đến 1900 (máy khí, thiết bị nhiệt, máy điều tốc ly tâm James Watt) Giai đoạn 2: từ 1900 đến 1940 (điều khiển PID, lý thuyết điều khiển tự động: Maxwell, Routh, Hurwitz, Lyaponov) Giai đoạn 3: Giai đoạn 1940-1960 (điện tử, bán dẫn, lọc, lý thuyết ổn định, điều khiển tối ưu, sáng lập Hiệp hội Điều khiển Tự động Quốc Tế - IFAC) Giai đoạn 4: Giai đoạn 1960-1995 (bộ lọc Kalman, điều khiển đại tối ưu thích nghi, hệ thống định vị toàn cầu GPS hệ thống dẫn đường vệ tinh tồn cầu GLONASS, máy tính, vi xử lý vi điều khiển, mở đầu thời kỳ Internet mạng máy tính) Giai đoạn 5: Giai đoạn 1995-nay (máy tính, Internet, kỹ thuật mạng khơng dây, kỹ thuật dải băng thông rộng, phần mềm, điều khiển bền vững, điều khiển phân tán, điều khiển lơ gíc mờ mạng nơ ron) II TRÁCH NHIỆM, NGHĨA VỤ VÀ QUYỀN LỢI TRÁCH NHIỆM VÀ NGHĨA VỤ Khi đất nước bước vào giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước bước vào giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước ngành nghề kỹ thuật cần nhân cho ngành tự động hóa Và dù hầu hết trường thuộc khối kỹ thuật đào tạo ngành mà nguồn nhân lực cho ngành tự động hóa trở nên dồi dào, mà ngược lại lúc khan SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Khơng khó để tìm thấy lời đề nghị mức lương tầm tầm 400500USD ứng viên ngành tự động hóa Biết mạnh mình, nhân ngành thường “làm cao” giá trị với số trường đại học, ngành tự động hóa ln có điểm đầu vào cao khoa khác Q trình học tập nhà trường khó khăn nhiều khoa khác tính phức tạp mơn học Thế nên, nhiều nhà tuyển dụng, tìm đến nơi cứu cánh nhân lực Chuyên ngành tự động hóa thường xuyên nhà tuyển dụng lấy người từ ngồi ghế nhà trường không cần phải “vác” hồ sơ xin việc Thầy Đào Văn Tân, Trưởng Bộ môn Tự động hóa, Đại học Mỏ - Địa chất cho biết: “Chúng chủ yếu đào tạo SV lĩnh vực xí nghiệp mỏ dầu khí mở rộng xí nghiệp điện, nhà máy nước… Năm 2005, có 45 SV bảo vệ đồ án khóa đầu tiên, tân kỹ sư bảo vệ, Tổng Công ty Than Việt Nam trực tiếp đến Bộ môn xin 20-25 tiêu, có đơn vị quân đội đặt vấn đề tuyển 20 kỹ sư hoạt động lĩnh vực quân sự” Nhưng để làm điều này, không đơn giản Những bạn sinh viên, người theo đuổi chun ngành tự động hóa khơng ngừng nâng cao trình độ mình, theo kịp với trình độ phát triển giới, đất nước Tự động hóa ngành nghiên cứu thuật tốn điều khiển, sử dụng thiết bị điều khiển, chấp hành nhằm mục đích tự động q trình cơng nghệ sản xuất Đây nghề mới, năm gần đây, trọng phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Nhiệm vụ kỹ sư tự động hóa theo dõi hệ thống điều khiển, phát sai sót hệ thống để kịp thời sửa chữa hoàn thiện, vận hành, bảo dưỡng, bảo trì hệ thống điện tự động… Phạm Nguyên Anh - cựu sinh viên khoa Tự động hóa trường ĐH Bách khoa chia sẻ: “Ra trường, khơng khó khăn để xin việc Bây làm việc cho Cơng ty Tự động hóa Điện tử - Tự động "Khi cịn học Bách khoa nhận vào làm thử, trường có kinh nghiệm nên bắt đầu làm việc mà không “bị” đào tạo lại Mình làm dây chuyền sản xuất máy trộn xi măng tự động "Theo dõi làm việc sau nghiệm thu, công đoạn đầu mua thiết bị, cài đặt thông số, lắp đặt máy, giám sát kỹ thuật trình vận hành thử máy” Công việc tưởng chừng nhàm chán với Nguyên Anh lần triển khai công việc lại thêm lần khám phá cỗ máy ấn tượng lần di chuyển, lắp máy đến vùng miền Tổ quốc kỷ niệm khó quên anh Trong khoảng chục năm trở lại đây, hầu hết trường khối kỹ thuật thành lập khoa hay môn TĐH Được nhiều người biết đến có truyền thống mơn TĐH xí nghiệp cơng nghiệp thuộc khoa Điện trường ĐH Bách khoa Hà Nội Các kỹ sư TĐH đào tạo ĐH Công nghiệp Hà Nội, ĐH Kỹ thuật Thái Nguyên, ĐH Bách khoa Đà Nẵng, ĐH Bách khoa TP.HCM, ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM hay Học viện Kỹ thuật quân SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Ngồi ra, số trường thành lập môn TĐH phù hợp với chuyên ngành trường Như Bộ mơn TĐH thiết kế cầu đường trường ĐH GTVT Hà Nội, Bộ môn Điện Tự động tàu thủy ĐH Giao thông vận tải TP.HCM, Bộ mơn TĐH xí nghiệp mỏ dầu khí ĐH Mỏ Địa chất Hà Nội Theo ơng Phạm Quốc Hải - Phó Chủ nhiệm mơn TĐH xí nghiệp cơng nghiệp - ĐH Bách khoa Hà Nội: “Mỗi năm, mơn có khoảng từ 100 đến 150 kỹ sư trường Tuy nhiên, số cộng với SV tốt nghiệp trường khác, chưa thể đáp ứng nhu cầu nhân lực nhà máy, xí nghiệp, cơng ty” Ơng Hải cho biết thêm: “SV TĐH trường làm nhiều việc liên quan đến chuyên ngành học thiết kế, ứng dụng, kinh doanh sản phẩm TĐH "Họ làm việc với dây chuyền tự động nhà máy, xí nghiệp nhiều ngành khác giấy, xi măng, mía đường, thực phẩm, giao thông vận tải Nhiều nơi cần nên kỹ sư TĐH khơng khó để kiếm cơng việc mong muốn” Dù vậy, lý thuyết Muốn làm việc, họ phải chủ yếu học tập từ thực tế công tác Với kỹ sư tự động hóa, dễ kiếm việc khơng đồng nghĩa với dễ làm việc Nhưng dù khó khăn q trình học tự động hóa ngành tương lai xứng đáng bạn trẻ trước ngưỡng cửa lập nghiệp quan tâm ý QUYỀN LỢI - Không thiết phải học tất Sự phát triển theo chiều sâu chiều rộng cơng nghệ tự động hóa làm cho số môn học tăng lên khuôn khổ hạn hẹp năm đào tạo thực việc truyền tải tất môn học, mà SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa mơn thấy cần thiết so sánh với yêu cầu thị trường lao động Xu hướng đào tạo theo chuyên ngành rộng kỹ sư tự bổ sung kiến thức công tác trở lên phổ biến Tuy nhiên, nhược điểm xu hướng sinh viên phải học lượng kiến thức nhiều thực tế sử dụng tốt nghiệp lại chưa thể bắt tay vào làm việc dẫn tới kéo dài thời gian đào tạo thực tế (không phải năm mà năm) gây lãng phí lớn cho xã hội, giảm sức cạnh tranh doanh nghiệ kinh tế Chúng ta thấy rõ điều đặt khoảng thời gian đào tạo tương quan với quỹ thời gian lao động đời người vào khoảng 35 năm Hơn nữa, hai năm thêm vào trình đào tạo năm mà khả sáng tạo người tốt Ở cần xem xét lại thực tế kỹ sư trường không làm việc lĩnh vực mà tự động hóa bao trùm việc đào tạo tất môn học cho kỹ sư không cần thiết Giải pháp cho vấn đề thiết kế chương trình đào tạo vừa đáp ứng yêu cầu đa dạng thị trường lao động vừa đáp ứng yêu cầu chuyên sâu khơng địi hỏi sinh viên phải học hết mơn học Có nghĩa kỹ sư tốt nghiệp khóa học khơng thiết phải học môn giống Về lâu dài hướng đào tạo theo tín giải pháp thích hợp cho mục tiêu đào tạo Tuy nhiên giai đoạn trước mắt ta chưa đủ điều kiện tiến hành việc đào tạo theo tín khắc phục cách hoạch định chương trình ba năm rưỡi bốn năm đầu, năm thứ năm chia thành nhiều chuyên đề cho phép sinh viên tự lựa chọn Số lượng nội dung chuyên đề thay đổi để thích ứng với u cầu sản xuất Trước mắt, chuyên đề là: Tự động hóa q trình sản xuất, điện tử công suất nâng cao, truyền động điện nâng cao, tự động hóa tịa SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa nhà, Thơng qua chun đề này, ngồi việc tiếp cận với kiến thức nâng cao sinh viên rèn luyện phương pháp tư hệ thống Theo kinh nghiệm thân người học tự động hóa, rút điều, hệ thống tự động thống với giao thức truyền, nguyên tắc lập trình nguyên lý logic số Sự khác chủ yếu loại hệ thống tự động hãng cách thức lập trình cho hệ thống tự động Vậy liệu ta học hết giao thức lập trình cho tất loại hệ thống tự động ghế giảng đường hay không câu trả lời không, theo nghĩ, sinh viên dạy tốt nên khả tư duy, kĩ thiết kế hệ thống nguyên tắc chung hệ thống tự động Việc lại người kĩ sư nhiệm vụ kĩ sư học hệ thống tự động phù hợp với cơng ty hệ thống dự định phát triển tương lai Những năm gần bổ sung thêm hình thức đào tạo cử nhân cao đẳng tự động hóa Đây bước bổ sung kịp thời cho lực lượng lao động kỹ thuật ngành tự động hóa Để hồn thiện thêm hệ thống nhân lực kỹ thuật ngành tự động hóa, chương trình đào tạo cử nhân cao đẳng tự động hóa khơng nên làm theo hướng thu nhỏ chương trình đào tạo kỹ sư mà nên thiết kế cho cử nhân cao đẳng tự động hóa có nhiều kỹ thực hành kiến thức mức độ tự triển khai thiết kế kỹ sư thiết kế - Đổi phương pháp giảng dạy Để sinh viên tiếp thu lượng kiến thức nhiều khoảng thời gian ngắn đặc biệt trang bị cho sinh viên kỹ tìm kiếm thơng tin, kỹ tự học nâng cao trình độ chun mơn sau cơng tác địi hỏi phương pháp giảng dạy phải có thay đổi Nói chung kỹ sư đào tạo thiếu tính chủ động công việc Trong SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa kinh tế thị trường điều làm giảm cách đáng kể hiệu công việc người kỹ sư Để giải vấn đề việc giảng dạy cần phải theo hướng giảm tính áp đặt từ phía người dạy tăng tính chủ động từ phía người học Việc đánh giá kết học tập nên theo hướng coi trọng tính sáng tạo người học - Đổi chương trình đào tạo liên tục Sẽ không thực tiễn áp dụng chương trình với mơn học cố định cho việc đào tạo kỹ sư cơng nghệ cao nói chung, kỹ sư tự động hóa nói riêng phát triển mạnh mẽ công nghệ ngày Đối với mơn học vậy, nội dung cần cập nhật đổi hàng năm theo phát triển công nghệ chuyên ngành Tuy nhiên vấn đề đặt đổi nào? Về điểm chúng tơi xin tiếp cận vấn đề góc độ khía cạnh người làm tự động hóa Theo sở đào tạo cần phải thiết lập hệ thống phản hồi kết đào tạo từ phía người sử dụng lao động từ kỹ sư đào tạo Hệ thống phản hồi thơng qua diễn đàn, hội thảo thông qua việc phát phiếu thăm dị từ xử lý kết quả, đưa điều chỉnh hợp lý Đối với phương pháp giảng dạy vậy, ta tiến hành thu thập ý kiến phản hồi từ sinh viên để có điều chỉnh cho phù hợp - Chất lượng đào tạo Cần phải nhìn thẳng vào thật đội ngũ kỹ sư tự động hóa góp phần tích cực vào q trình đổi cơng nghệ sản xuất kinh tế năm vừa qua so với yêu cầu thực tiễn chưa đạt yêu cầu Vấn đề đổi hệ thống giáo dục đại học theo hướng xã hội hóa cịn có nhiều tranh cãi có lẽ xu hướng đảo ngược trước yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo đại học Việc đào SVTH: 10 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa - Nhánh 673 cấp cho động nghiền liệu (Raw mill) loại động đồng công suất 3920kW , động quạt (Raw mill ) động không đồng công suất 1900kW biến áp 6/0,4kV công suất 1250 kVA (Raw mill Dept I) MDB17.1 - Nhánh 674 đưa xuống biến áp 6/0,4kV công suất 630kVA (Raw mill Dept I)MDB19.1 biến áp 6/0,4kV công suất 1250kVA (Raw mill Store I) MDB19.2 - Nhánh 675 cấp cho động quạt công suất 1000kW 310kW , biến áp công suất 800kVA (Kiln Dept I) MDB20.1 biến áp cuộn dây công suất 1500kVA cấp cho động quay lị (Kiln Drive)cơng suất 370kW - Nhánh 676 cấp cho biến áp công suất 630 kVA dùng chiếu sáng (Light) - Nhánh 677 đưa xuống biến áp 630kVA(Coal mill Dept I) MDB30.1, biến áp 630kVA (Coal mill Dept I) MDB30.2 , biến áp 800kVA(Gypsum Crushing Dept) MDB 13.1 cấp cho động nghiền than công suất 500kW (Coal mill) - Nhánh 678 đưa xuống biến áp 800kVA(Cement mill Dept I) MDB31.2, biến áp 1200kVA (Cement mill Dept I) MDB31.1 , biến áp 1600kVA(Packing Dept I) MDB 34.1 cấp cho động nghiền ximăng công suất 6500kW (Cement mill) - Nhánh 679 Dự phòng trạm điện xưởng nước 2.1.2 Sơ đồ cung cấp điện HT2: - Nhánh 682 cấp cho động đập đá (Crusher) loại động KĐB rô to dây quấn có cơng suất 1200kW biến áp 6kV/0,4kV cơng suất 630kVA cấp cho phân xưởng đập đá (Crusher Dept I ) MDB3.1 - Nhánh 683 đưa xuống biến áp 6/0,4 kV công suất 1000kVA cấp cho kho chứa liệu (Raw Material II) MDB3.2 - Nhánh 684 cấp cho biến áp6/0,4kV công suất 1600 kVA (Raw mill Dept II) MDB3.3, động nghiền liệu công suất 4850kW (Raw mill) động quạt công suất 1700kW(Raw mill Fan) SVTH: 24 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa - Nhánh 685 cấp cho biến áp 6/0,4kV công suất 1600 kVA (Kiln inlet end II) MDB3.4, động I.D Fan công suất 1700kW, Filter Fan công suất 450kW động quay lị cơng suất 450kW - Nhánh 687 cấp cho biến áp công suất 1250kVA trạm khí nén (Compressor Station II) MDB3.5 - Nhánh 688 đưa xuống biến áp 6/0,4kV công suất 1600kVA (Cooler Dept II)MDB3.6 biến áp 6/0,4kV công suất 1600kVA (Clinker Transport ) MDB3.7 - Nhánh 689 cấp cho động nghiền than công suất 900kW(Coal mill), đông quạt công suất 530kW(Coal mill Fan) biên áp công suất 1250kVA (Coal mill Dept II) MDB3.8 - Nhánh 690 cấp cho biến áp công suất 1200 kVA (Cement mill Dept II) MDB3.9, biến áp công suất 1000kVA (Packing Plant II) MDB3.10, động nghiền ximăng công suất 6800 kW (cement mill) động quạt cơng suất 450kW * Tự động hóa nhà máy xi măng Hoàng Mai 3.1 Hệ thống điều khiển dây chuyền I xi măng Hoàng Mai: Dây chuyền nhà máy xi măng Hoàng Mai trang bị hệ thống tự động hố tương đối hồn chỉnh bao gồm hệ thống sau : Hệ thống điều chỉnh chất lượng xi măng Hệ thống điều chỉnh tương tự với PID chuẩn hoá Hệ đo lường biểu đồ tín hiệu FLS-110 Hệ thống điều khiển LOGIC vi tính 4040 rơ le Hệ điện tử công suất lớn 3.1.1 Hệ điều chỉnh chất lượng xi măng : SVTH: 25 Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Hệ QCX để điều chỉnh mức phối liệu nhằm đảm bảo thành phần hố học thích ứng vật liệu trước đưa vào máy nghiền Clinker Hệ QCX có hai thiết bị máy tính Solar –16/40 máy phân tích Rơnghen ARL-7400 Máy tính Solar 16/40 nhận tín hiệu vào máy phân tích Rơnghen đưa chủ yếu tín hiệu điều chỉnh chiết áp xác định mức đặt % cho đá vôi, đá sét, xỉ sét, cát thạch anh tổng lượng liệu đặt trước cho máy nghiền liệu Thành phần trăm đá vôi ,xỉ sét ,đá sét ,cát thạch anh máy tính Solar tính tốn theo chương trình cơng nghệ có sẵn máy tính Thành phần % loại nguyên liệu điều khiển thay đổi hàng theo lượng liệu đặt tổng Điện áp u(t) tỉ lệ với tổng lượng liệu cho vào máy nghiền Tổng lượng liệu giữ khơng đổi nhờ mạch vịng điều chỉnh Mạch vòng điều chỉnh tốc độ băng tải đổ vào máy nghiền mạch vòng điều chỉnh trọng lượng đá vôi, sét, xỉ sắt , thạch cao đổ lên băng tải đưa vào máy nghiền Các điện áp Uq1,Uq2,Uq3,Uq4 tỷ lệ với trọng lượng đá vôi , đá sét , xỉ sắt thạch cao 3.1.2 Hệ điều chỉnh tương tự với PID : Hệ điều chỉnh tương tự với PID chuẩn hoá NL-470 dùng để điều chỉnh thống số q trình cơng nghệ : áp suất , nhiệt độ , lưu lượng…Để sai lệch đại lượng điều chỉnh so với đại lượng đặt chuẩn nhỏ , luật điều chỉnh luật tỉ lệ – tích phân - đạo hàm (PID) Nhưng thực tế trình thường xuất luật điều chỉnh tỉ lệ – tích phân (PI) Vì giá trị thực tế trình thường xuất chậm so với thời điểm xuất chậm so với thời điểm xuất tín hiệu chuẩn ( tín hiệu đặt ) thời gian Và thường làm cho trình điều chỉnh dễ ổn định Để bù tượng chậm PID chuẩn hố có khâu bù SVTH: 26 Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa số thời gian chậm nhờ mạch trễ khối tích phân mắc đầu tín hiệu Tồn nhà máy sử dụng 16 PID chuẩn hoá NL-470 đặt tầng hai nhà điều khiển 3.1.3 Hệ đo lường biến đổi tín hiệu FLS-410: Hệ thống FLS-410 hệ thống đo lường tập trung thống hoá chuẩn hoá với 330 điểm đo Hệ đo lường FLS –410 thu thập tín hiệu đo rải rác khắp nhà máy phòng điều khiển trung tâm Tín hiệu đo từ chất vật lí khác : nhiệt độ , áp suất , lưu lượng , nồng độ khí biến đổi thành tín hiệu điện chuẩn hố thành điện áp từ 0-10Vhoặc dịng điện từ 0-20mA Hệ đo lường FLS-410 tai mắt trình điều khiển 3.1.4 Hệ thống điều khiển LOGIC vi tính 4040 Rơle : Hệ dùng vi tính để điều khiển khởi động dừng lị , liên động q trình Tồn nhà máy sử dụng vi tính 4040 cho phân xưởng khoảng 300 modul LE03 để điều khiển khoảng 300 cấu chấp hành van , động vài trăm W đến 6500kW Mạng vi tính dùng để điều khiển logic thiết kế chuẩn hoá Mạng logic làm cho hệ điều khiển Logic nhà máy nhẹ nhàng, linh hoạt, dễ vận hành nhiều so với nhà máy khác dùng Rơle… 3.1.5 Hệ điện tử cơng suất lớn : Để nhận tín hiệu điều khiển biến đổi thành tín hiệu công suất lớn cung cấp cho hệ truyền động tự động , hệ lọc bụi … nhà máy sử dụng hệ thống điện tử công suất lớn đại đa dạng Thyristor với mạch vòng điều khiển dòng điện, điện áp , tốc độ với luật điều chỉnh tỉ lệ tích phân đảm bảo cho đặc tính điều chỉnh tồn hệ tốt Các Thyristor sử dụng nhà máy có cơng suất lớn loại SVTH: 27 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa 400A-1600V – cho hệ điều khiển khởi động lò nghiền liệu , loại 10A900V sử dụng phổ biến mạch điều chỉnh , mạch biến tần 3.2 Hệ thống điều khiển dây chuyền II xi măng Hoàng Mai : Dây chuyền II nhà máy xi măng Hoàng Mai điều khiển hệ thống điều khiển phân tán DCS ( Distributed Control System) Đây hệ thống điều khiển đại bậc Việt Nam khu vực áp dụng vào sản xuất xi măng So với hệ điều khiển truyền thống , hệ thống điều khiển dây chuyền Hồng Mai II có nhiều ưu việt, dùng hệ điều khiển DCS , với mức sau: Mức : thiết bị chấp hành liên quan trực tiếp đến nhà máy bao gồm động , van , cơng tắc … Quy trình đặc trưng : Đo đạc Chuyển mạch Điều chỉnh Mức 2: điều chỉnh (PLC), ghép nối (I/O), điều khiển động (MCC) lắp đặt phân xưởng để điều khiển tự động hố q trình cơng nghệ mà hệ điều khiển thực xảy Các quy trình đặc trưng : Điều khiển Điều chỉnh * Tìm hiểu hệ thống cân băng định lượng (Đosimat) Trong dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng ,việc vận chuyển liệu băng tải số cơng đoạn địi hỏi phải xác Như công đoạn nghiền liệu , liệu trước cho vào máy nghiền gồm thành phần đá vơi đá sét cát xỉ , để đạt mac xi măng đạt tiêu SVTH: 28 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa chuẩn khối lượng thành phần phải thích hợp Để điều khiển tỉ lệ thành phần thích hợp người ta có mạch vòng điều chỉnh Silo liệu Tại có thiết bị Đosimat để điều khiển lượng liệu xuống băng tải Dưới sơ đồ khối Dosimat DS2 sử dụng công đoạn nghiền xi măng công ty xi măng Hoàng Mai (R2A01): Các ký hiệu sơ đồ : P1: Thiết bị thị lưu lượng t/h P2: Thiết bị thị tốc độ r.p m P3: Thiết bị đo tổng lượng liệu P4 : Thiết bị kiểm tra khối lượng R1: Biến trở tạo giá trị đặt S7 : Nút ấn EXT , điều khiển từ trung tâm S8: Nút ấn LOC , điều khiển chỗ S9: Nút ấn AUT , làm việc theo tải S10 : Nút ấn MAN, làm việc không phụ thuộc vào tải E1 : Nguồn phụ E2 : Nguồn chiều 24V E3: Bộ khuếch đại cách ly cho tín hiệu đặt E4: Bộ khuếch đại cách ly cho tín hiệu thị lưu lượng E5: Bộ biến đổi f/ I E6: Bộ điều chỉnh E14: Bộ biến tần F1: Công tắc cấp nguồn cho động F2: Cầu chì tự động cho nguồn phụ F3 : Cầu chì bảo vệ cho điện áp điều khiển động F4: Cầu chì bảo vệ cho nguồn phụ Cabinet SVTH: 29 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa F5: Khởi động động băng tải C : Khởi động động băng tải khởi động từ CA : Rơle cho khởi động C 4.1 Giới thiệu chung : Bộ điều khiển Dosimat DS2.2 bao gồm biến tần , điều chỉnh ( khuếch đại trọng lượng ) thiết bị thị … Thiết bị tự động điều chỉnh tốc độ băng tải phễu cấp liệu đảm bảo giá trị thực tương ứng với giá trị mong muốn Bất có thay đổi lượng liệu làm tăng giảm tốc độ băng tải cách tự động Các tín hiệu từ phát tốc loadcell tương ứng với tốc độ băng tải lượng liệu băng tải đưa vào điều khiển Dosimat, Chúng nhân với kết thể giá trị lưu lượng tức thời Các tín hiệu đồng hồ thị tốc độ lưu lượng , tín hiệu điều khiển động từ biến tần Dosimat hoạt động nhờ tín hiệu điều khiển từ xa (phịng điều khiển trung tâm ) thông qua nút ấn EXT điều khiển chỗ nút ấn LOC 4.2 Các phận : 4.2.1 Cabinet : Khối điều khiển Dosimat gắn tủ sắt với cấp bảo vệ IP54 , bao gồm phần phần mặt điều khiển phần bên 4.2.1.1 Mặt điều khiển gồm có thiết bị sau : - Thiết bị thị lưu lượng P1 (t/h): thể lưu lượng tức thời , lấy từ khuếch đại AP07 (A22) - Thiết bị thị tốc độ P2 (r.p.m) : thể tốc độ động cấp liệu , đầu vào máy phát tốc tần số (encoder ) thông qua biến đổi f/I SVTH: 30 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Encoder lắp tên trục động , dải tín hiệu từ 0-20 mA tương ứng với tốc độ động từ – max - Thiết bị đo tổng lượng liệu P4 (tấn): thể tổng lượng liệu cấp vào từ cấp liệu , khơng bị reset Tín hiệu đầu vào từ khuếch đại AP07 - Đồng hồ kiểm tra P5 (t) : thể tổng lượng liệu cấp vào suốt chu kỳ khảo sát Lượng liệu mẫu thải cổng gắn cấp liệu sâu đếm reset - Bộ phân áp R1 nút ấn S7 ,S8, S9 , S10: + Khi nút ấn S8 (LOC) ấn giá trị phân áp R1 giá trị đặt đưa vào khuếch đại AP07: lúc nút ấn S9 (AUT) ấn tốc độ cấp liệu (t/h) giữ số , nút ấn S10 (MAN) ấn tốc độ băng tải giữ nguyên không phụ thuộc vào tải Giá trị đặt đưa trực tiếp vào biến tần + Khi nút ấn S7(EXT) ấn tín hiệu đặt lấy từ phòng điều khiển trung tâm 4.2.1.2 Phần Cabinet bao gồm phận sau : - Bộ khuếch đại (bộ điều chỉnh ) E6 ,loại AP07 : khuếch đại có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu phản hồi từ encoder loadcell thực phép nhân để đưa vào biến tần cung cấp cho hiển thị - Khối nguồn chiều E2: cung cấp nguồn cho vi mạch hoạt động - Bộ khuếch đại cách ly E3 : đảm bảo tín hiệu đặt cách ly - Bộ khuếch đại cách ly E4 : đảm bảo cách ly tín hiệu t/h - Bộ biến đổi f/I E5 : biến đổi tín hiệu xung từ encoder thành tín hiệu điện từ – 20 mA đưa vào khuếch đại đồng hồ thị P2 - Các rơle K11-K17 SVTH: 31 Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa 4.2.1.3 Cầu chì : Hộp chứa cầu chì gắn gắn đáy tủ , số lượng loại cầu chì tuỳ thuộc vào loại Dosimat 4.2.1.4 Biến tần SAMI GS : a Dosimat R2A01 sử dụng biến tần loại ACS501 hãng ABB , lắp đặt Dosimat Cách cài đặt chỉnh định trình bày phần sau Chú ý phải kiểm tra chiều quay động trước khởi động Dosimat lần Trong Dosimat có động , thời điểm có động hoạt động b Điều chỉnh giới hạn mômen động : Để bảo vệ hộp số Dosimat tránh q tải phải đặt dịng điện giới hạn biến tần mức thấp 4.3 Thông số kỹ thuật : Điện áp nguồn cung cấp phép dao động lên xuống khoảng 10%, điện áp dao động khoảng % tần số dao động khoảng % - Điện áp : bảng mạch , tủ thiết bị điện tử cung cấp nguồn riêng biệt , biến tần phải cách ly - Thay đổi nhiệt độ : giới hạn nhiệt độ thay đổi khoảng từ – 50C- +400C - Cầu chì : thiết bị có loại cầu chì tương ứng 4.4 Biến tần ACS 501: *Biến tần SamiGS hãng ABB có nhiều loại tuỳ thuộc vào cơng suất sử dụng , thể ký hiệu SVTH: 32 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Ví dụ : ACS 501- 004- 3- 00P20 Trong : AC = truyền động xoay chiều S = Standard product – loại sản phẩm 50 = SamiGS 01 = 004 to 070 , mưc độ 004 = công suất (kVA) 3= Nguồn cung cấp 380V/400V/415V = Optional Control Card (0= none, 3= SNAT 7610 BAC) 0= Optional Control Card (0= none, 2= I/O Extension) P= yes – control panel 2= Enclosure class (2= IP21, 5= IP54) 0= Braking Unit (0= No braking chopper, 1= Braking chopper) Giới thiệu chung hệ thống TT VTNA Sơ đồ khối đơn giản HTTT Hệ thống phát Kênh truyền tin Hệ thống thu - Hệ thống thu – phát: Truyền thanh, truyền hình, thoại, di động, orba, vệ tinh - Kênh truyền: Vô tuyến, hữu tuyến Phương thức truyền tin Tin tức SVTH: Tín hiệu Thiết bị mạng Tín hiệu điện viễn thơng điện 33 Tin tức Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Thiết bị mạng viễn thông: - Thiết bị đầu cuối - Thiết bị chuyển mạch - Thiết bị truyền dẫn a Thiết bị đầu cuối - Định nghĩa: thiết bị giao tiếp người sử dụng với mạng - Chức năng: Dùng để biến đổi tin tức b Thiết bị chuyển mạch: - Khái niệm: Mỗi trung tâm chuyển mạch hệ thống hoàn chỉnh phối kết hợp nhiều lĩnh vực kỹ thuật - Chức năng: Định hướng thơng tin từ nguồn đến đích cách xác, hiệu quả, đảm bảo chất lượng dịch vụ Phân loại: Kỹ thuật chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch AT nhãn đa giao thức, IP, … SVTH: 34 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa - Cấu trúc mạng chuyển mạch: Hà Nội Đà Nẵng Hồ Chí Minh Tổng đài chuyển mạch quốc tế Mạng hình lưới Tổng đài chuyển tiếp đường dài TOLL TOLL TOLL TANPEN TANPEN LS LS LS LS LS LS Các tổng đài nhỏ vệ tinh Miền Bắc Miền Trung Miền Nam Hình 3.1 Cấu trúc chuyển mạch c Thiết bị truyền dẫn SVTH: 35 Lớp: Báo cáo Nhập mơn kỹ thuật điều khiển tự động hóa - Tạo liên kết mạng trung tâm chuyển mạch tuyến thông tin nhiều kênh, sử dụng kỹ thuật ghép kênh, giải pháp xử lý tín hiệu phù hợp cho việc truyền tin xa - Phân loại: + Hữu tuyến: Cáp đồng trục, cáp quang + Vô tuyến: Vi ba, vệ tinh, di động Các mạng truyền thông - Mạng thoại - Mạng internet - Màng truyền …… - Mạng di động - Mạng băng rộng - Mạng truyền hình SVTH: 36 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa IV Ý KIẾN, KIẾN NGHỊ VỚI KHOA VỀ CHUYẾN THAM QUAN THỰC TẾ Trong suốt trình học tập,nhờ giảng dạy hướng dẫn nhiệt tình thầy cô em hiểu biết thêm rât nhiều ngành nghề học ứng dụng sống Đáp ứng yêu cầu môn học khoa tổ chức cho chúng em tham quan thực tế nhà máy xi măng Hoàng Mai Viễn Thông Nghệ An Em xin chân cảm ơn khoa tạo điều kiện giúp cho chúng em cọ sát với thực tế Và em mong khoa tao nhiều chuyến tham quan thực tế để giúp chúng em có nhiều tự tin trước trường SVTH: 37 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa KÊT LUẬN Qua chuyến em nhận thức ngành kỹ thuật điều khiển tự động hóa ngành học tiềm năng, ngành học mũi chọn Các lĩnh vực ứng dụng rộng nhu cầu nhân lực lớn, ngành khoa học có tương lai có thu nhập cao nhiều hội thăng tiến Tuy để đạt tới địi hỏi có kinh nghiệm sức khỏe tốt sau chuyến em rèn luyện sức khỏe cố gắng học tập SVTH: 38 Lớp: .. .Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CUẢ KỸ THUẬT VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Trong đời sống hàng ngày sản xuất hàng hóa thấy xung quanh có nhiều ứng dụng điều khiển tự động, ... liệu, phụ tùng thay SVTH: 18 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Sơ đồ cơng nghệ : SVTH: 19 Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa Cơng Đoạn sản xuất : 1.2.1 Giai... tiến lĩnh vực điều khiển tự động Tiếp theo đó, vào cuối thập niên 50s, đầu thập niên 60s kỷ 20 ứng SVTH: Lớp: Báo cáo Nhập môn kỹ thuật điều khiển tự động hóa dụng ngành điều khiển tự động giúp cho