Nhập môn điều khiển và tự động hóa

I Yêu cầu, ý nghĩa thực tiễn môn học “Nhập mơn điều khiển tự động hóa” Điều khiền tự động hóa ngành quan trọng kinh tế Là nhóm ngành điện tử dựa kỹ thuật điều khiển máy móc để giảm chi phí, sức người Vì thế, muốn hiểu rõ ngành cần phải có mơn học “Kỹ thuật điều khiển tự động hóa” sinh viên vào làm quen bước đầu với ngành học có thêm kiến thức hiểu rõ ngành học, vai trị chức ngành Từ điều chỉnh hướng học cho phù hợp, hướng nghiên cứu xác cụ thể để tiếp cận với ngành học, tránh bỡ ngỡ bước vào nghiên cứu Môn học “Nhập môn điều khiển tự động hóa” khái quát cho sinh viên thông tin đầy đủ ngành Điều khiển tự động hóa, tạo cho sinh viên lượng thơng tin lớn ví “những viên gạch” đặt móng để xây nhà (tức biết thông tin tiền đề để nghiên cứu tốt ngành Điều khiển tự động hóa) Mơn học “Nhập mơn điều khiển tự động hóa” cung cấp cho sinh viên hành trang lớn, kiến thức cho sinh viên nhận thức tồn diện ngành Điều khiển tự động hóa, tự tin đặt hy vọng vào ngành Từ hình thành nên hướng học, hướng nghiên cứu tiếp cận với ngành tốt Môn học “Nhập môn điều khiển tự động hóa” đề yêu cầu sinh viên phải nắm thông tin sơ khai tức thông tin tiền đề định phải tìm hiểu muốn sâu vào nghiên cứu ngành Điều khiển tự động hóa Làm quen cách thức vận hành, tác phong nghề nghiệp, vai trò ngành Điều khiển tự động hóa hoạt động cơng nghiệp sản xuất nên kinh tế II Lịch sử phát triển ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa a, Trên giới Phải cảm ơn nhà khoa học người Nga Polzunow (là người thiết kế thành công chế tạo điều chỉnh mưc Kiểu phao vào năm 1975) - Vào năm 1784, nhà học người Anh cấp sáng chế điều khiển Li tâm tốc độ máy nước Trên sở phát minh nhà khoa học Ngành KTĐK TĐH liên tục phát triển với tốc độ ngày cao, đưa lại hiệu kinh tế kỹ thuật cho lồi người mà cịn giúp ta chinh phục vũ trụ đại dương bao la - Ngày 4/10/1957, Liên Xơ phóng thành cơng vệ tinh bay vào vũ trụ (Vệ tinh Sputnhic) - Ngày 12/04/1961 : Gagarin bay vào vũ trụ - Ngày 17/11/1970 : Vệ tinh LuNaKhot bay lên Mặt trăng - Xioncovsskii : Là người có ý chinh phục vũ trụ Cơng nghệ Tự động hóa coi ngành cơng nghiệp mũi nhọn giới Ngày nay, Tự động hóa nhu cầu tất yếu để tăng suất, bảo vệ mơi trường Do kinh tế khó khăn nay, ngành cơng nghiệp Tự động hóa phát triển tạo điều kiện cho ngành công nghiệp 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: 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 lô gíc mờ mạng nơ ron) b, Ở Việt Nam Việt Nam đất nước phát triển, thực q trình Cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, tắt đón đầu cơng nghệ Cơng nghiệp hóa vấn đề quan trọng mà phủ nước CHXHCN Việt Nam đặt nhiệm vụ phải thực đến năm 2020 Nhưng muốn thực Cơng nghiệp hóa với đất nước xuất phát từ điểm thấp, chiến tranh tàn phá, nông nghiệp lạc hậu, sở hạ tầng vơ khó Thế nỗ lực người dân điều chỉnh nhà nước để tiếp thu học hỏi nước giới, tiếp thu thành tựu cách mạng công nghiệp khoa học kĩ thuật cuối kỉ 20 Nhưng nước tiên tiến giới điểm xuất phát cao, có điều kiện phát triển trước tố nên vượt xa hàng chục năm, trăm năm trình độ khoa học cơng nghệ Nền sản xuất nước giởi tiên tiến áp dụng từ lâu tiến khoa học kĩ thuật, sử dụng máy móc kĩ thuật cao thay người sản xuất Vì mà sức lao động người thu giảm, suất chất lượng sản phẩm cao, đại Với nước xuất phát thấp, bắt đầu phát triển hội nhập vào kinh tế giới Việt Nam, học hỏi kinh nghiệm sản xuất, cách thức tổ chức sản xuất, áp dụng máy móc khơng thể tránh khỏi Vì mà hoạt động sản xuất cơng nghiệp địi hỏi kĩ thuật cao xuất có mặt máy móc, trang thiết bị đại Các hoạt động công nghiệp sản xuất, dây chuyền tự động ngày tiên tiến, sức lao động người công nghiệp dần thay máy móc Mặt khác muốn tắt đón đầu cơng nghệ, thực nhanh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước phải đổi phương thức sản xuất, hạn chế sức lao động người mà thay vào máy móc để rút ngắn thời gian sản xuất, tăng suất chất lượng sản phẩm Vì yếu tố đặt vấn đề thiết cần phải có tham gia lớn máy móc, dây chuyền cơng nghệ “điều khiển tự động hóa” vào hoạt động sản xuất công nghiệp kinh tế, tránh nước tiên tiến giới bỏ xa khoa học cơng nghệ kĩ thuật c, Sự hình thành ngành học Điều khiển Tự động hóa Đại học Vinh Hiện kinh tế phát triển, hội nhập vào nên kinh tế Thế giới nên đòi hỏi lên kĩ thuật Một ngành đóng vị trí then chốt hoạt động sản xuất hoạt động dây chuyền công nghệ gọi “Điều khiển tự động hóa” Ngành Điều khiển tự động hóa ngành có mặt lâu đời giới mà Việt Nam du nhập cách khơng lâu, khơng mà phát triển; ngành quan trọng sản xuất cơng nghiệp mà nhà nước trọng đầu tư phát triển Các công ty, tập đoàn, doanh nghiệp ngày trọng ngành Điều khiển tự động hóa việc áp dụng ngày nhiều máy móc, dây chuyền tự động vào sản xuất Kết đem lại không nhỏ, khối lượng công việc lớn lại rút ngắn thời gian sản xuất, sức người bỏ hơn, chất lượng sản phẩm lại cao Vì thế, ngành hứa hẹn có tương lại sáng lạng, mà lại địi hỏi phải có số lượng lớn lao động tay nghề cao, kỹ sư đào tạo chuyên sâu Với thực tiễn mà đất nước Việt Nam trường Đại học mở ngành “Điều khiển tự động hóa” để đào tạo nguồn nhân lực có trình độ kỹ thuật cao chuyên sâu phục vụ đáp ứng nhu cầu tập đoạn, công ty, doanh nghiệp hoạt động sản xuất cơng nghiệp Trong xu trường Đại học Vinh khơng ngoại lệ Đóng vị trí trọng điểm khu vực Bắc Trung Bộ nằm thành phố Vinh – trung tâm hạt nhân kinh tế Bắc Trung Bộ, hoạt động sản xuất công nghiệp doanh nghiệp, tập đoàn ngày nhiều, khối lượng sản phẩm ngày lớn, có mặt ngày nhiều máy móc, hệ thống dây chuyền tự động Nhu cầu lao động có kỹ thuật khơng ngừng tăng Nắm bắt thực tiễn đó, thầy giáo khoa Điện tử viễn thông - trường Đại học Vinh nhanh ý, nhận thấy hoạt động sản xuất công nghiệp mọc lên ngày nhiều, lực lượng lao động có tay nghề khu vực lại phần lớn từ tỉnh khác Vì mà thầy họp, nghiên cứu, đấu tranh, q trình nhiều ý kiến trái chiều, nhiều khó khăn xảy kiên trì qua thơng tin tìm hiểu tương lai ngành Điều khiển tự động hóa rộng mở nên thống ý kiến trình lên ban thường vụ Đảng ủy trường Đại học Vinh mở ngành Điều khiển tự động hóa để đào tạo nhân lực có tay nghề phục vụ cho doanh nghiệp sản xuất vùng III Trách nhiệm, nghĩa vụ quyền lợi người kỹ sư Kỹ thuật điều khiển tự động hóa -Với ứng dụng to lớn lĩnh vực điều khiển tự động tất ngành sản xuất công nghiệp, từ hệ thống điều khiển DCS trình sản xuất hóa chất, thực phẩm ; ví dụ nhà máy sản xuất nước ngọt, chế biến; hệ thống điều khiển sản xuất, lắp ráp ví dụ sản xuất ván dăm, sản xuất kính, gạch men, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, hệ thống điều khiển chuyển động, giao thông vận tải, điện lực, chinh phục không gian, robot, điện tử, hàng hải, thủy lực, khí nén, y tế; hướng kỹ sư điều khiển tự động làm việc hệ thống bảo vệ môi trường hệ thống SCAD tự động xử lý chất thải nhà máy cơng nghiệp v.v hay nói chung lĩnh vực có máy móc hoạt động Một những nơi làm việc thu hút trở thành giáo viên giảng dạy trường trung cấp, cao đẳng, đại học kỹ thuật toàn quốc Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa ngành học tiềm năng, hội việc làm lớn, vị trí làm việc có thu nhập cao, nhiều hội thăng tiến Tuy nhiên quyền lợi đôi với trách nhiệm, người kĩ sư Kỹ thuật điều khiển tự động hóa phải chịu áp lực lớn, địi hỏi kinh nghiệm sức khỏe tốt Cần có kỹ ngoại ngữ, tư khả làm việc nhóm IV Hiểu biết thân qua đợt tham quan thực tế sở Đợt tham quan thực tế vừa qua đã: Giúp sinh viên chuyên ngành có dịp làm quen, gắn kết với tập thể lớp thông qua họat động vừa học vừa chơi mang tính tập thể; giúp sinh viên làm quen với việc thực tập thực tế phần chuyên ngành, gợi ý cho bạn mãng kiến thức cần quan tâm đánh thức kỹ quan sát, đánh giá Giúp sinh viên làm quen với môi trường làm việc tương lai hiểu rõ hội việc làm Chuyến yêu cầu:  Nắm vững lý thuyết chung  Tham quan sở thực tế:  Nhà máy xi măng Hoàng Mai ( Quỳnh Thiện, Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An)  Viễn thông Nghệ An( TP Vinh) Biểu đồ hệ thống điều khiển tự động nhà máy: Nhà máy Xi măng Hoàng Mai Đặc điểm dây chuyền cơng nghệ: Cơng ty Cổ Phần Xi Măng Hồng Mai công ty sản xuất xi măng lớn, với trang thiết bị đại nhập từ nước Dây chuyền sản xuất nhà máy xi măng công nghệ lị quang phương pháp khơ có hệ thống XYCLON tầng trao đổi nhiệt luồng đốt CANCINER đầu lị loại NOX thấp với cơng suất 4.000T CLINKER/ngày nhà máy có cơng nghệ sản xuất tiên tiến hãng FCB (cộng hoà Pháp) thiết kế cung cấp thiết bị chủ yếu dây chuyền sản xuất cơng đoạn phụ trợ đến khí hố tự động hố cao Sơ đồ dây chuyền sản xuất công nghệ Nguyên liệu sản xuất: -Nguyên liệu dùng để sản xuất xi măng đá vơi đất sét, ngồi người ta cịn dùng quặng sắt Bơxít để làm ngun liệu điều chỉnh Máy nghiền nguyên liệu: -Máy nghiền nguyên liệu loại máy nghiền đứng hãng Pfeiffer AG cung cấp dạng MPS 5000B có suất 320T/h Lị nung: -Lị nung nhà máy xi măng Hồng Mai với hệ thống Cyclon trao đổi nhiệt nhánh tầng hệ thống Canciner kiểu đặc trưng dễ vận hành dễ hiệu chỉnh nhiệt, lò thiết kế sử dụng vòi phun than đa kênh ROTAELAM hãng PILAR Nghiền xi măng: -Máy nghiền sơ xi măng loại máy nghiền đứng hãng TECHNIP Đóng bao xuất hàng: -Hệ thống máy đóng bao gồm máy đóng bao BMH kiểu quay vịi với cân định lượng tự động, suất 120T/h - Công ty xi măng Hoàng Mai cần tuyển dụng kỹ sư Kỹ thuật điều khiển tự động hóa, hội việc làm lớn cho kỹ sư tương lai đào tại Trường Đại Học Vinh Viên thông Nghệ An Đặc điểm dây chuyền công nghệ: -Các sơ đồ mạng phận khác, hệ thống: +Sơ đồ đấu nối mạng truyền dẫn +Sơ đồ đấu nối mạng điện +Sơ đồ truyền dẫn trạm BTS +Bộ điều khiển trạm gốc BCS(Base station controller) +Tủ BTS +Giá phối dây sế(Dgital Distribution Frame) +Giá phối dây ghép luồng +Ghép luồng SDH +Hệ thống cảnh báo 2.1 Sơ đồ khối đơn giản HTTT: -Hệ thống thu-phát: Truyền thanh, truyền hình, thoại, di động, viba, vệ tinh -Kênh truyền: vô tuyến, hữu tuyến 2.2 Phương thức truyền tin: Thiết bị mạng viễn thông: -Thiết bị đầu cuối -Thiết bị chuyển mạch -Thiết bị truyền dẫn a, Thiết bị đầu cuối: -Định nghĩa: Là thiết bị giao tiếp người sử dụng với mạng -Chức năng: Dùng để biến đối tin tức b, Thiết bị chuyển mạch: -Khái niệm: Mỗi trung tâm chuyển mạch hệ thống hoàn chỉnh phối kết hợp nhiều lĩnh vực kĩ thuật -Chức năng: Định hướng thông tin từ nguồn đến đích cách xác, hiệu đảm bảo chất lượng dịch vụ -Phân loại: Kỹ thuật chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch ATM, nhãn đa giác thức, IP, -Cấu trúc mạng chuyển mạch: 10 Cấu trúc chuyển mạch c, Thiết bị truyền dẫn: -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 tuyển: Viba, vệ tinh, di động 2.3 Các mạng truyền thông: -Mạng thoại -Mạng di động -Mạng internet -Mạng băng rộng -Mạng truyền số liệu -Mạng truyền hình 11 V Một số hình ảnh tham quan Tại nhà máy xi măng Hồng Mai Tại viễn thơng Nghệ An Tủ BSC Tủ BTS 12 VI Ý kiến, kiến nghị với Khoa chuyến tham quan thực tế Trước hết, chúng em xin cảm ơn khoa tạo điều kiện cho chúng em tham quan thực tế hai sở: Xi măng Hồng Mai Viễn thơng Nghệ An Từ chuyến tham quan chúng em có nhìn khách quan hơn, khái quát ngành học, nhận thức rõ vai trị, đóng góp ngành hoạt động sản xuất công nghiệp Chuyến thầy giáo khoa chuẩn bị tận tình, lên lịch trình, lo phương tiện lại, ăn uống sinh hoạt đầy đủ Chuyến ngắn thời gian cho chúng em thêm hiểu Qua chuyến tham quan thực tế giúp cho chúng em rút học bổ ích cho chuyến tham quan lần sau Em kính mong thầy giáo khoa tạo điều kiện để chúng em tham quan thực tế nhiều sở địa phương mong thầy hồn thiện lần sau VII Phần kết a, Kết đạt Sau hồn thành mơn học “Nhập mơn điều khiển tự động hóa” thu lượng lớn thơng tin nhà máy Xi măng Hồng Mai Viễn thơng Nghệ An Có nhìn khách quan, tổng qt ngành học Điều khiển tự động hóa Có tư liệu, thơng tin máy móc, dây chuyền tự động hai địa điểm tham quan Sưu tập loạt hình ảnh nhà máy, dây chuyền tự động Thấy rõ vai trò ngành Tự động hóa hoạt động sản xuất cơng nghiệp b, Ý nghĩa thực tiễn Từ lượng lớn thông tin, hình ảnh, tư liệu tìm qua hai chuyến tham quan giúp em có nhìn tổng quan, khái quát ngành Điều khiển tự động hóa Từ có nhìn sâu sắc ngành, giúp em định hướng phương pháp học tập, cách nghiên cứu phù hợp Môn học cho em thấy vai trò ngành quan trọng hoạt động sản xuất cơng nghiệp, nhìn thấy tương lai phát triển ngành Điều khiển tự động hóa 13 c, Cảm nghĩ thân Sau học xong mơn học “Nhập mơn điều khiển tự động hóa”, cho tơi có nhìn sâu sắc ngành Tôi nhận thấy ngành quan trọng hoạt động sản xuất công nghiệp, nhà nước đầu tư phát triển Các tập đoàn, doanh nghiệp tiếp tục đưa ngành Điều khiển tự động hóa vào q trình sản xuất Tơi thấy động lực để tơi phấn đấu trở thành kỹ sư giỏi, làm việc môi trường đại Tơi cảm thấy định đắn lựa chọn vào ngành học Tự hứa với thân cố gắng học tập, rèn luyện để trở thành kỹ sư giỏi 14 ... phát triển ngành Điều khiển tự động hóa 13 c, Cảm nghĩ thân Sau học xong môn học ? ?Nhập môn điều khiển tự động hóa? ??, cho tơi có nhìn sâu sắc ngành Tôi nhận thấy ngành quan trọng hoạt động sản xuất... học Điều khiển tự động hóa Có tư liệu, thơng tin máy móc, dây chuyền tự động hai địa điểm tham quan Sưu tập loạt hình ảnh nhà máy, dây chuyền tự động Thấy rõ vai trò ngành Tự động hóa hoạt động. .. hội nhập vào nên kinh tế Thế giới nên đòi hỏi lên kĩ thuật Một ngành đóng vị trí then chốt hoạt động sản xuất hoạt động dây chuyền công nghệ gọi ? ?Điều khiển tự động hóa? ?? Ngành Điều khiển tự động