Hoàn thiện và nâng cao mức độ tự động hóa các loại trạm trộn bê tông và các trạm trộn

Hoàn thiện và nâng cao mức độ tự động hóa các loại trạm trộn bê tông và các trạm trộn

VĐT-TH-TĐHbộ công nghiệp

Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá 156A Quán thánh, Ba đình, Hà Nội

- -

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Dự án:

Hoàn thiện và nâng cao mức độ tự động hoá cho các loại trạm trộn bê tông và các trạm trộn thức ăn gia súc, phân bón

Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá 156A Quán thánh, Ba đình, Hà nội

- -

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Dự án:

Hoàn thiện và nâng cao mức độ tự động hoá cho các loại trạm trộn bê tông và các trạm trộn thức ăn gia súc, phân bón

thuộc chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước về tự động hoá Kc.03

Chủ nhiệm Dự án: Th.S Mai Văn Tuệ Chức vụ: Phó Viện trưởng

Cơ quan: Viện NC Điện tử, Tin học & Tự động hoá Điện thoại: 04.7164841, fax: 04.7164842

Danh sách những người thực hiện chính

1 Mai Văn Tuệ, Chủ nhiệm Dự án

Thạc sỹ Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

2 Trần Văn Tuấn Thạc sỹ Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

3 Nguyễn Bá Đạt Kỹ sư Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

4 Âu Văn Võ Kỹ sư Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

5 Trần Mạnh Thắng Kỹ sư Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

6 Nguyễn Vũ Dương Kỹ sư Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

7 Đặng Ngọc ánh Kỹ sư Viện NC Điện tử Tin học & Tự động hoá

tóm tắt nội dung báo cáo

Dự án sản xuất thử nghiệm KC.03.DA1 là giai đoạn hoàn thiện các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 (nghiệm thu vào năm 2000 với kết quả là một số mẫu hệ thống điều khiển định lượng đã được đưa vào ứng dụng) để tạo ra sản phẩm thương mại đáp ứng nhu cầu sản xuất Điểm đặc biệt của Dự án là các sản phẩm được đều đặn đưa vào ứng dụng và đây là điều kiện rất thuận lợi để hoàn thiện hoá, làm cho sản phẩm sau tốt hơn sản phẩm trước

Các nội dung mà Dự án đã thực hiện bao gồm:

• Hoàn thiện thuật toán định lượng theo mẻ và hoàn thiện chức năng kiểm tra hệ thống (chương 2);

• Cải tiến cơ chế đồng bộ giữa các quá trình song song và cải tiến kết cấu cân băng định lượng (chương 2);

• Tạo ra các sản phẩm tương ứng với các kiểu công nghệ khác nhau đối với mỗi dòng sản phẩm (chương 3);

• Tạo nhiều khả năng lựa chọn phần cứng khác nhau đối với mỗi loại sản phẩm (chương 4);

Trong hơn hai năm thực hiện, Dự án đã đưa vào ứng dụng được hơn 30 sản phẩm thuộc các dòng APC, CPC, CFPC và BFC với tổng giá trị hơn 6 tỷ đồng Có thể nói hàm lượng chất xám trong nước đối với các sản phẩm của Dự án là 100% và điều này tạo ra tính ưu việt (qua chế độ bảo trì vĩnh viễn) trước các sản phẩm nhập ngoại Do tính tổng quát của bài toán định lượng và tính nhất quán trong cấu trúc hệ thống, các sản phẩm của Dự án có thể ứng dụng cho mọi ngành công nghiệp như luyện kim, hoá chất, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, công nghiệp dược, công nghiệp thực phẩm v.v

Có thể khẳng định hiện nay các sản phẩm của Dự án đã qua giai đoạn hoàn thiện và trở thành sản phẩm hàng hoá luôn sẵn sàng cung cấp cho người sử dụng với

giá thành rẻ (chỉ bằng khoảng 50% giá của nước ngoài), chất lượng cao, chế độ bảo hành bảo trì ưu việt Việc ứng dụng các sản phẩm của Dự án đã giúp các cơ sở sản xuất giảm được nhiều đầu tư ban đầu cũng như đầu tư thường xuyên trong khi có được chất lượng tương đương các sản phẩm nhập khẩu từ các nước công nghiệp Đó chính là một trong những thành công chính của Dự án Các đánh giá về ưu điểm, chỉ tiêu kỹ thuật, các ý kiến của người sử dụng được tổng hợp trong chương 5

Phần Phụ lục giới thiệu các tài liệu liên quan đến việc đánh giá sản phẩm của Dự án bao gồm: các chứng nhận Hiệu chuẩn và Đăng kiểm Nhà Nước; Biên bản

nghiệm thu kỹ thuật của cơ sở ứng dụng và ý kiến đánh giá của các khách hàng

mục lục

Mục Tên Tr

Danh sách những người thực hiện chính i

1.6.1 Quy trình hoàn thiện một hệ thống ĐKGS 10

1.6.2 Quy trình tạo ra một kiểu mới của sản phẩm 11

1.6.3 Quy trình tạo ra một cấu hình mới của một sản phẩm 121.7 Mục tiêu và nội dung thực hiện của dự án 13

Chương 2: Hoàn thiện và cải tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm 15

2.1.1 Nguyên lý cân định lượng theo mẻ và thuật toán bù động đơn giản 15

2.1.2 Các yếu tố gây sai số cân định lượng và tính chấtcủa chúng 17

2.2.3 Lỗi phần bấm trên bảng hiển thị /phím bấm 23

2.2.5 Lỗi tín hiệu báo đóng/mở cửa xả thùng trộn 242.2.6 Bổ sung thêm CTHT dự phòng cho điểm đợi của xe Skip 24

2.3 Cải tiến cơ chế điều khiển đồng bộ các quá trình song song trong

2.4 Cải tiến kết cấu cơ khí cân định lượng băng tải 28

Chương 3: Xây dựng các kiểu khác nhau cho sản phẩm 31

3.1.1 Kiểu CSS: Cân và đưa cốt liệu lên thùng trộn bằng xe skip 31

3.1.2 Kiểu CBB: Cân cốt liệu trên băng tải và đưa lên bằng băng tải xiên 333.1.3 Kiểu CBS: Cân cốt liệu trên băng tải và đưa lên bằng xe Skip 343.2 Các kiểu dây chuyền thức ăn chăn nuôi (TACN) 35

Chương 4: Xây dựng sản phẩm với các phần cứng khác nhau và

quá trình phát triển phần mềm điều khiển 39

4.2 Quá trình phát triển/ hoàn thiện phần mềm điều khiển 41

Chương 5: Đánh giá kết quả của Dự án 455.1 Kết quả ứng dụng các sản phẩm của dự án 45

5.2.1 Đánh giá của các cơ quan chức năng về chất lượng và chỉ tiêu kỹ

thuật đối với sản phẩm 47

5.2.2 Đánh giá các sản phẩm của Dự án so với các sản phẩm tương đương

5.2.3 Đánh giá của các khách hàng chính sử dụng sản phẩm của Dự án 505.3 Khả năng ứng dụng các sản phẩm của Dự án 515.4 Đánh giá toàn diện Dự án so với đề cương Thuyết minh 52

Kết luận và kiến nghị 54

Phụ lục A: Các chứng nhận Hiệu chuẩn và Đăng kiểm Nhà Nước Phụ lục B: Biên bản nghiệm thu kỹ thuật của cơ sở ứng dụng Phụ lục C: ý kiến đánh giá của các khách hàng

danh mục các hình và bảng

Hình 1-1 Quy trình hoàn thiện sản phẩm 10

Hình 1-2 Quy trình tạo kiểu công nghệ mới của sản phẩm 11

Hình 1-3 Quy trình tạo sản phẩm trên phần cứng mới 12

Hình 2-1 Sơ đồ cơ cấu cân Si lô và biểu đồ thời gian tín hiệu cân của mẻ 15

Hình 2-2 Trang báo lỗi bì cân ở trạm bê tông nhựa 22

Hình 2-3 Trang báo mất điện ở trạm bê tông nhựa 24

Hình 2-4 Biểu đồ thời gian cân/trộn hệ thống APC 25

Hình 3-6 Lưu đồ thời gian trạm bê tông xi măng kiểu CBS 33

Hình 3-7 Lưu đồ thời gian dây chuyền TACN kiểu NCT 34

Hình 3-8 Sơ đồ công nghệ dây chuyền TACN kiểu Nghiền-Cân-Trộn 35

Hình 3-9 Lưu đồ thời gian dây chuyền TACN kiểu CNT 36

Hình 3-10 Sơ đồ công nghệ dây chuyền TACN kiểu Cân- Nghiền-Trộn 37

Bảng 2-1 Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn trước 20

Bảng 2-2 Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn sau 21

Bảng 4-1 Các khả năng lựa chọn phần cứng của các dòng sản phẩm 40

Bảng 4-2 Các phiên bản phần mềm điều khiển của các sản phẩm 41

Bảng 5-1 Danh sách các sản phẩm của Dự án đã đưa vào ứng dụng 45

Bảng 5-2 Số lượng thống kê theo loại sản phẩm 47

Bảng 5-3 Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng đã đạt được 49Bảng 5-4 So sánh sản phẩm Dự án với sản phẩm của nước ngoài 49

chú giải Cụm ký

APC Asphalt Plant Control System

Hệ thống ĐKGS trạm trộn bê tông nhựa

BFC Belt Feeding Control System

Hệ thống ĐKGS dây chuyển định l−ợng liên tục bằng băng tải

CFPC Livestock Feed Plant Control System

Hệ thống ĐKGS dây chuyển thức ăn chăn nuôi

CPC Concrete Plant Control System

Hệ thống ĐKGS trạm trộn bê tông xi măng CTHT Công tắc hành trình

CSS Concret plant with type Skip-Skip Trạm bê tông xi măng kiểu Skip-Skip

CBB Concret plant with type Belt-Belt Trạm bê tông xi măng kiểu Belt-Belt

CBS Concret plant with type Belt-Skip Trạm bê tông xi măng kiểu Belt-Skip

CNT Dây chuyền TACN kiểu Cân – Nghiền – Trộn ĐKGS Điều khiển giám sát

KHCN Khoa học Công nghệ

NCT Dây chuyền TACN kiểu Nghiền – Cân – Trộn

OP Operation Terminal Thiết bị thao tác vào/ra

PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển lôgic khả trình TSHT Tham số hệ thống

TACN Thức ăn chăn nuôi

VIELINA Vietnam Institute of Electronics, Informatics and Automation Viện NC Điện tử Tin Học và Tự động hoá

phần cứng để xây dựng các hệ thống Điều khiển Giám sát

• Dự án sản xuất thử nghiệm mã số KHCN-04-DA1 “Chế tạo thử nghiệm các bộ đo và xử lý các thông số công nghiệp” đã được Hội đồng khoa học cấp Nhà nước đánh giá Xuất sắc và nghiệm thu ngày 27/12/2000 Sản phẩm của

Dự án là các hệ thống Điều khiển Giám sát được ứng dụng trong các trạm

trộn bê tông nhựa, bê tông xi măng, dây chuyền sản xuất phân bón NPK v.v

Các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 đã đáp ứng các yêu cầu cơ bản của bài toán định lượng nhưng mới chỉ dừng ở mức độ sản phẩm mẫu Để có thể đáp ứng nhu cầu đa dạng và các yêu cầu khắt khe của thực tế của sản xuất đối với chất lượng của các hệ thống thiết bị công nghiệp, các sản phẩm trên bắt buộc phải qua giai đoạn hoàn thiện và mở rộng Đó chính là cơ sở để Bộ KHCN phê duyệt (QĐ số 2634/QĐ-BKHCNMT ngày 21/11/2001) cho triển khai thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm KC.03.DA1 với nội dung là hoàn thiện các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 nhằm mục tiêu tạo ra nhiều dòng sản phẩm công nghiệp với nhiều cấu hình khác nhau đáp ứng các nhu cầu cải tạo, nâng cấp, trang bị mới của các cơ sở sản xuất trong giai đoạn hiện đại hoá

Với mục tiêu trên, Dự án đã khẩn trương thực hiện quy trình hoàn thiện xuất phát từ chính các sản phẩm của giai đoạn trước (KHCN-04-DA1) đang hoạt động theo quá trình xoắn ốc nâng cao: thông tin từ thực tế hoạt động của các sản phẩm đã đưa vào ứng dụng (độ ổn định, độ tin cậy, độ chính xác, các dạng sự cố sảy ra ) -> bổ sung + hiệu chỉnh + cải tiến trong sản phẩm tiếp theo -> đưa vào ứng dụng và lại tiếp tục thu thập thông tin để tiếp tục hoàn thiện ở mức cao hơn v.v Điểm đặc biệt của Dự án là các sản phẩm dược đều đặn đưa vào ứng dụng và đây là điều kiện rất thuận lợi để hoàn thiện hoá, làm cho sản phẩm sau tốt hơn sản phẩm trước

5 Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ 10/2001 đến 10/2003)

6 Cơ quan chủ quản: Bộ Công nghiệp

7 Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu Điện tử Tin học và Tự động hoá 8 Chủ nhiệm dự án: Thạc sĩ Mai Văn Tuệ

Chức vụ: Phó Viện trưởng Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hoá 9 Cơ quan phối hợp chính:

- Viện Nghiên cứu Thiết kế Chế tạo Máy nông nghiệp, Bộ Công nghiệp

- Công ty Cơ khí Ô tô và Xe máy Công trình, Bộ Giao thông vận tải

10 Kinh phí:

- Kinh phí thực hiện dự án: 7068 triệu đồng Trong đó: + Từ ngân sách sự nghiệp khoa học : 1900 triệu đồng + Từ các nguồn vốn khác : 5168 triệu đồng

- Kinh phí thu hồi: 1330 triệu đồng ( 70% kinh phí hỗ trợ từ ngân sách SNKH)

Nội dung chính của báo cáo gồm các chương sau:

Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu, mục tiêu và nội dung nghiên cứu Chương 2: Hoàn thiện, cải tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm Dự án Chương 3: Xây dựng các kiểu khác nhau cho sản phẩm

Chương 4: Xây dựng các sản phẩm với các phần cứng khác nhau và quá trình phát

triển phần mềm điều khiển Chương 5: Đánh giá kết quả của Dự án

Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu, mục tiêu và

nội dung nghiên cứu

Chương này trình bày nhu cầu của sản xuất trong nước về ứng dụng các hệ thống ĐKGS, tình hình nghiên cứu trong nước để đáp ứng nhu cầu trên, khẳng định sự đúng đắn của việc lựu chọn đối tượng nghiên cứu của Dự án giai đoạn trước và đồng thời khẳng định sự cần thiết phải hoàn thiện và đa dạng hoá các sản phẩm trong giai đoạn này để đạt hiệu quả mọi mặt của sự đầu tư cho nghiên cứu Quy trình hoàn thiện và đa dạng hoá sản phẩm được đưa ra Cuối cùng là mục tiêu của Dự án và các nội dung cần thực hiện

1.1 Khảo sát nhu cầu ứng dụng các hệ thống ĐKGS

Hiện nay trong điều kiện kinh tế mở cửa, nền kinh tế bước vào giai đoạn Công nghiệp hoá, Hiện đại hoá, nhu cầu ứng dụng Hệ thống ĐKGS chắc chắn sẽ rất lớn Phân tích nhu cầu ứng dụng Hệ thống ĐKGS trong nước, chúng tôi thấy có các đặc điểm sau:

♦ Các công trình 100% thiết bị nhập từ nước ngoài, với thiết bị và kỹ thuật tiên tiến và đồng bộ, nói chung đều đã có Hệ thống ĐKGS như một phần của công trình được tính đến ngay khi thiết kế công trình (ví dụ các nhà máy điện mới xây dựng, các công trình nhà cao tầng v.v )

♦ Các công trình có các thiết bị ngoại nhưng thiết bị lạc hậu, nói chung chưa có Hệ thống ĐKGS hoặc nếu có thì ở mức độ rất thấp, bán tự động

♦ Các cơ sở Công nghiệp lớn, hầu hết đều có trang thiết bị, công nghệ lạc hậu (Các nhà máy nhiệt điện, xi măng, luyện kim, phân bón, khai thác mỏ, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng v.v ), các thiết bị đo, các bộ điều tiết phần lớn vẫn dùng loại Analog Nhưng trong cơ chế mở, cạnh tranh cùng hàng hoá nước ngoài (nhất là khi Việt Nam đã gia nhập các khối thị trường kinh tế tự do) việc cải tạo, nâng cấp, hiện đại hóa để nâng cao chất lượng và năng xuất, hạ giá

thành sản phẩm đang trở nên sống còn đối với các doanh nghiệp này Nhưng khó khăn gặp phải là vấn đề đầu tư, trong khi Nhà nước không thể có kinh phí để đổi mới hoàn toàn trang thiết bị và công nghệ

♦ Các cơ sở chế tạo máy trong nước đã bắt đầu tự chế tạo các hệ thống thiết bị với quy mô vừa và nhỏ, như các trạm trộn bê tông asphalt, bê tông xi măng, chế biến thức ăn gia súc, sản xuất phân bón v.v Các nhà chế tạo này đều có nhu cầu ứng dụng các Hệ thống ĐKGS, với yêu cầu chất lượng đảm bảo và giá thành hạ, để có thể cạnh tranh với các hãng nước ngoài ở ngay tại thị trường Việt Nam

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước

Các hệ thống ĐKGS hay SCADA là sự tích hợp của các ngành kỹ thuật hiện đại: điện tử; đo lường; điều khiển tự động; xử lý số, truyền số liệu; cơ sở dữ liệu; phần mềm đồ hoạ v.v Trong công nghiệp, hệ thống SCADA làm nhiệm vụ thu thập thông tin của cả một nhà máy trong thời gian thực; trên cơ sở thông tin đã thu thập được tiến hành xử lý, điều khiển, thông báo, lưu trữ và thể hiện thông tin ở dạng các trang đồ hoạ trên màn hình mô tả sơ đồ công nghệ của nhà máy trong thời gian thực, giúp cho nhà sản xuất, nhà quản lý có được cái nhìn toàn diện, tổng hợp về nhà máy mình, trên cơ sở đó quyết định những phương án sản xuất tối ưu để đạt được hiệu quả cao nhất về năng suầt, chất lượng sản phẩm

Tại các nước phát triển, các hệ SCADA quy mô nhỏ đã được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, trong đó có các dây chuyền sản xuất có khâu định lượng Tại mỗi nước phát triển đều có những công ty chuyên chế tạo các loại trạm trộn bê tông, bê tông nhựa, thức ăn gia súc, phân bón v.v Những năm trước đây (trước năm 1995) Việt nam đã phải nhập các hệ thống thiết bị trên từ Nhật bản, EEC, Hàn quốc với giá rất cao - trong đó giá của hệ thống ĐKGS chiếm phần khá lớn, từ đó đẩy đầu tư trang thiết bị lên cao trong khi các doanh nghiệp của chúng ta đang thiếu vốn mà lĩnh vực nào cũng cần đầu tư

Để giải quyết vấn đề trên nhằm mục tiêu tạo ra sản phẩm công nghệ cao giá rẻ với chất xám trong nước, từ năm 1997 đã có dự án cấp Nhà nước KHCN-04-DA1 trong Chương trình Tự động hoá KHCN-04 do Viện NC Điện tử Tin Học và Tự động hoá chủ trì với nội dung nghiên cứu chế tạo thử nghiệm các hệ thống Điều khiển Giám sát (mà nhiệm vụ điều khiển chính là thực hiện khâu định lượng) trên cơ sở phần cứng là kết quả nghiên cứu của Đề tài cấp Nhà nước mã số KHCN-04-07-03 Sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 đã được ứng dụng nhiều trong các trạm trộn bê tông nhựa asphalt, bê tông xi măng, dây chuyền sản xuất phân bón v.v Chỉ tính đến thời điểm nghiệm thu Dự án (12/2000), 22 sản phẩm của Dự án đã được đưa vào hoạt động Mặc dù đã đạt được kết quả khả quan nhưng các sản phẩm trên mới chỉ ở dạng loạt sản phẩm mẫu mà chưa qua giai đoạn hoàn thiện

Ngoài Dự án KHCN-04-DA1, một số cơ sở R&D khác cũng có triển khai nghiên cứu và ứng dụng hệ thống định lượng nhưng nhìn chung đều là tự phát theo những hợp đồng đơn lẻ nên các vấn đề kỹ thuật không được giải quyết triệt để, không mang tính hệ thống và tính tổng quát nên chưa đưa ra được các hệ thống mang tính hàng hoá để cung cấp cho thị trường

Để khuyến khích sản xuất trong nước và tăng cường nội lực, hiện nay Nhà nước ta đã có chính sách hạn chế hoặc cấm nhập các loại trạm trộn bê tông, bê tông nhựa, thức ăn gia súc, phân bón v.v là những mặt hàng trong nước đã có thể thay

thế hàng nhập

1.3 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu

Vấn đề định lượng đã được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu và việc lựa

chọn này đã được lý giải trong báo cáo của Dự án KHCN-04-DA1 Khâu định lượng các loại vật liệu đầu vào của một dây chuyền sản xuất là một trong những công đoạn quan trọng nhất, quyết định chất lượng và năng suất của sản phẩm đầu ra của dây chuyền Vấn đề này có những đặc điểm sau:

♦ Đây là vấn đề định lượng động ngay trong quy trình sản xuất với nhiễu lớn và nhiều thành phần nhiễu mang tính ngẫu nhiên Vì vậy muốn đạt đồng thời độ chính xác cao và năng suất cao là vấn đề không đơn giản Để giải quyết vấn đề này cần dùng đến các phương pháp xử lý tín hiệu số như: lọc số, giá trị trung bình, điều khiển thống kê, PID, điều khiển có điều kiện ràng buộc v.v , tức là hàm lượng chất xám trong sản phẩm sẽ lớn Khi giải quyết tốt được vấn đề thì sản phẩm của dự án sẽ có sức cạnh tranh về mặt giá thành so với thiết bị nhập ngoại, vì phần chất xám trong các thiết bị của các nước phát triển luôn có giá rất cao

♦ Đây là vấn đề có tính tổng quát cao và nếu giải quyết tốt có thể ứng dụng rộng rãi cho nhiều ngành Công nghiệp khác nhau như luyện kim, hoá chất, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, công nghiệp dược, công nghiệp thực phẩm v.v

Chính các đặc điểm này góp phần tạo ra nét độc đáo trong các sản phẩm của Dự án, đó là tính dễ chuyển đổi để tạo ra một dòng sản phẩm mới cho một ngành sản xuất khác từ dòng sản phẩm đã có mà sự thay đổi chỉ nằm ở giao diện với người vận hành (quy tình thao tác, sơ đồ công nghệ, tên vật liệu và công thức phối trộn ) hay người quản lý (các chức năng quản lý, bảng biểu thống kê )

1.4 Sản phẩm của dự án:

Sản phẩm của Dự án chính là các sản phẩm của giai đoạn trước (Dự án

KHCN.04.DA1) ở mức độ hoàn thiện mang tính thương mại Đó là các hệ thống

điều khiển giám sát (ĐKGS) mà chức năng chính là điều khiển định lượng Dự án sẽ tập trung nghiên cứu để hoàn thiện và phát triển hai dòng sản phẩm tương ứng với hai kiểu định lương như sau:

1 Hệ thống ĐKGS các dây chuyển sản xuất định lượng theo mẻ

ứng dụng điển hình của hệ thống này là các trạm trộn bê tông xi măng CPC, bê tông nhựa APC, thức ăn gia súc CFPC.,

2 Hệ thống ĐKGS các dây chuyền sản xuất định lượng liên tục bằng băng tải,

ứng dụng điển hình của hệ thống này là dây chuyền sản xuất phân bón tổng hợp NPK

1.5 Sự cần thiết phải hoàn thiện các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1

Mặc dù các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 đã bước đầu đáp ứng phần nào nhu cầu của thị trường và đã được thị trường chấp nhận, nhưng nếu chỉ dừng ở mức độ đó thì lập tức các sản phẩm này sẽ mất dần khả năng cạnh tranh và hiệu quả của Dự án KHCN-04-DA1 sẽ bị hạn chế vì các sản phẩm chưa được hoàn thiện, chưa trở thành sản phẩm thương mại thực sự Các sản phẩm này cần phải được tiếp tục phát triển và hoàn thiện trong giai đoạn này vì những lý do sau:

• Hiện nay phần lớn các trạm trộn đều được dùng để đấu thầu thi công các công trình mà vốn đầu tư của nước ngoài, do phía nước ngoài quản lý và giám sát theo các tiêu chuẩn quốc tế Vì vậy các trạm trộn (mà trong đó hệ thống điều khiển là chính) phải đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế ngày càng cao về độ chính xác, độ ổn định Các sản phẩm của Dự án KHCN-04-DA1 mặc dù cũng đã được tư vấn nước ngoài chấp nhận đưa vào khai thác, nhưng các chỉ tiêu chất lượng (độ chính xác, độ ổn định) mới chỉ ở mức vừa đủ để đạt yêu cầu Chúng ta cần hoàn thiện các thuật toán xử lý tín hiệu cũng như các phương pháp xử lý sai số để giảm sai số định lượng, phấn đấu đạt tương

đương các chỉ tiêu chất lượng của các hệ thống nước ngoài (phụ lục 9) Như vậy mới có thể cạnh tranh với các trạm trộn của nước ngoài

• Trong thiết kế ban đầu cho các sản phẩm chỉ có thể lường trước được một số tình huống bất thường tương đối rõ ràng Còn phần lớn các tình huống bất thường chỉ xuất hiện khi đưa hệ thống vào hoạt động, có những tình huống mà xác xuất sảy ra rất thấp Để các sản phẩm có độ ổn định cao thì các tình huống bất thường phải được phân tích tìm biện pháp xử lý triệt để, làm cho mức độ thông minh (mức độ xử lý tự động để duy trì sản xuất) của hệ thống

ngày một cao hơn

• Các doanh nghiệp đầu tư mua các hệ thống thiết bị đều đang trong giai đoạn phấn đấu để được cấp chứng chỉ quản lý chất lượng theo hệ thống chứng chỉ quốc tế ISO9000 Dự án KHCN-04-DA1 mới chỉ tập trung vào giải quyết nhiệm vụ chính của hệ thống điều khiển là vấn đề định lượng tự động và giám sát hoạt động của dây chuyền Nay cần tập trung hoàn thiện chức năng lưu trữ quản lý số liệu sản xuất để tạo cơ sở cho việc triển khai thực hiện quản lý tập trung

• Dự án KHCN-04-DA1 mới chỉ đưa ra những sản phẩm với kiểu công nghệ tiêu biểu nhất Do những yêu cầu đa dạng của thị trường về kiểu của các hệ thống định lượng, việc tiếp tục đầu tư nghiên cứu để phát triển các kiểu khác nhau cho các dòng sản phẩm hiện đang có là điều bắt buộc phải làm

• Dự án KHCN-04-DA1 mới chỉ đưa ra những sản phẩm dựa trên cơ sở phần cứng là hệ SCD473 do VIELINA tự nghiên cứu chế tạo Do những yêu cầu, thói quen cụ thể của người sử dụng về phần cứng (ví dụ việc nâng cấp cho một hệ thống với điều kiện dùng lại hệ phần cứng là một loại PLC thông dụng nào đó), việc nghiên cứu để phát triển nhiều khả năng lựa chọn phần cứng khác nhau cho mỗi sản phẩm với giá thành khác nhau cũnglà việc cần thiết phải làm

Tính cấp thiết của Dự án càng rõ ràng khi hiện nay chúng ta đang phải chuẩn bị cho quá trình hội nhập nền kinh tế với các nước khu vực và sau đó là toàn cầu, chúng ta không những phải nghĩ tới vấn đề không để cho các nước chiếm mất thị trường của chính mình mà còn phải nghĩ tới vấn đề chuyển giao công nghệ ra nước ngoài, trước mắt là các nước lân cận trong ASEAN Việc thực hiện Dự án sẽ góp phần tạo ra đội ngũ chuyên gia đủ năng lực gánh vác trọng trách trên

1.6 Quy trình hoàn thiện và đa dạng hoá sản phẩm

1.6.1 Quy trình hoàn thiện một hệ thống ĐKGS

Hình 1-1 Quy trình hoàn thiện sản phẩm

Bản thiết kế ban đầu

Tài liệu kỹ thuật

Từ khảo sát thực tế các hệ thống đang hoạt động rút ra: - Các tình huống chưa tính đến, - Các chỉ tiêu kỹ thuật cần nâng cao - Các chức năng cần bổ sung Điều chỉnh

Phần mềm quản lý, giám sát Phần mềm

điều khiển Thiết kế

phần cứng Thiết kế cơ

khí Thiết bị

hiện trường

Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh

Tập kết thiết bị

Gia công chế tạo

Tập kết vật tư, linh kiện,

PLC

Thử OFF LINE

Kiểm tra chất

lượng

Lắp đặt các thiết bị chấp hành

Lắp ráp các bảng phối ghép

Thử OFF LINE

Lắp ráp hiệu chỉnh các module

Nạp CT ĐK, chạy kiểm tra bộ

ĐK và các thiết bị ngoại vi

Lắp đặt toàn hệ thống tại hiện trường

Chạy kiểm tra hệ thống tại phòng thí nghiệm với tín hiệu giả đầu vào

Chạy thử không tải, hiệu chỉnh

Kiểm chuẩn các kênh đo

Chạy thử có tải, hiệu

chỉnh

Đào tạo, hướng dẫn

sử dụng

Nghiệm thu bàn giao

Theo dõi hoạt động tại hiện trường

Bản thiết kế hoàn chỉnh

1.6.2 Quy trình tạo ra một kiểu mới của sản phẩm

Hình 1-2 Quy trình tạo kiểu công nghệ mới của sản phẩm

Bản thiết kế kiểu ban đầu

Tài liệu kỹ thuật

Điều chỉnh

Phần mềm quản lý, giám sát Phần mềm

điều khiển Thiết kế

phần cứng Thiết kế cơ

khí Thiết bị

hiện trường

Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh Điều chỉnh

Tập kết thiết bị

Gia công chế tạo

Tập kết vật tư, linh kiện,

PLC

Thử OFF LINE

Kiểm tra chất

lượng

Lắp đặt các thiết bị chấp hành

Lắp ráp các bảng phối ghép

Thử OFF LINE

Lắp ráp hiệu chỉnh các module

Nạp CT ĐK, chạy kiểm tra bộ

ĐK và các thiết bị ngoại vi

Lắp đặt toàn hệ thống tại hiện trường

Chạy kiểm tra hệ thống tại phòng thí nghiệm với tín hiệu giả đầu vào

Chạy thử không tải, hiệu chỉnh

Kiểm chuẩn các kênh đo

Chạy thử có tải, hiệu

chỉnh

Đào tạo, hướng dẫn

sử dụng

Nghiệm thu bàn giao

Qua hoàn thiện

Bản thiết kế hoàn chỉnh cho kiểu mới

Từ yêu cầu công nghệ kiểu mới rút ra:

- Sự thay đổi chu trình điều khiển, - Các thiết bị bổ sung liên quan (sensor, chấp hành)- Các nhiệm vụ điều khiển bổ sung- Các tình huống liên quan, - Các chức năng cần bổ sung

1.6.3 Quy trình tạo ra một cấu hình mới của một sản phẩm

Hình 1-3 Quy trình tạo sản phẩm trên phần cứng mới

Bản thiết kế theo hệ phần cứng ban đầu

Tài liệu kỹ thuật Phần mềm

quản lý, giám sát Phần mềm

điều khiển Thiết kế

phần cứng Thiết kế cơ

khí Thiết bị

hiện trường

Điều chỉnh theo kích thước mới của thiết bị

Điều chỉnh theo thiết bị mới

Chuyển sang ngôn ngữ của hệ điều khiển mới

Thay giao diện cổng COM với CPU mới

Điều chỉnh

Tập kết thiết bị

Gia công chế tạo

Tập kết vật tư, linh kiện,

PLC

Thử OFF LINE

Kiểm tra chất

lượng

Lắp đặt các thiết bị chấp hành

Lắp ráp các bảng phối ghép

Thử OFF LINE

Lắp ráp hiệu chỉnh các module

Nạp CT ĐK, chạy kiểm tra bộ

ĐK và các thiết bị ngoại vi

Lắp đặt toàn hệ thống tại hiện trường

Chạy kiểm tra hệ thống tại phòng thí nghiệm với tín hiệu giả đầu vào

Chạy thử không tải, hiệu chỉnh

Kiểm chuẩn các kênh đo

Chạy thử có tải, hiệu

chỉnh

Đào tạo, hướng dẫn

sử dụng

Nghiệm thu bàn giao

Qua hoàn thiện

Bản thiết kế hoàn chỉnh cho phần cứng mới

Từ hệ phần cứng mới rút ra: - Sự thay đổi kiểu lập trình (theo sự kiện hay theo vòng quét như PLC) - Sự thay đổi trong tập lệnh,

- Sự thay đổi các tài nguyên hệ thống

- Sự thay đổi dặc tính I/O

1.7 mục tiêu và nội dung thực hiện của dự án

(trích lược từ thuyết minh Dự án)

1.7.1 Mục tiêu của Dự án

♦ Hoàn thiện về mọi mặt (độ ổn định, tin cậy, chính xác, kiểu dáng công nghiệp ) các sản phẩm hiện đang ứng dụng để tạo ra sản phẩm công nghiệp chất lượng cao, nâng cao mức độ tự động hoá cho các loại trạm trộn và hệ thống định lượng

♦ Tạo ra các loại sản phẩm mới để mở rộng phạm vi ứng dụng

♦ Tạo ra nhiều cấu hình khác nhau với nhiều khả năng lựa chọn phần cứng cho mỗi loại sản phẩm để đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường, mở rộng ứng dụng trong nước Sẵn sàng cạnh tranh với hàng của nước ngoài mà trước mắt là khu vực AFTA, nhắm tới xuất khẩu trong AFTA khi Việt nam hội nhập

1.7.2 Nội dung của Dự án:

Nghiên cứu phương án cải tiến, hoàn thiện thiết kế cả phần cứng và phần mềm đối với các sản phẩm của KHCN-04-DA1 để nâng cao chất lượng cũng như bổ sung thêm các chức năng cho các sản phẩm Các nội dung cần hoàn thiện đối với các sản phẩm của Dự án cụ thể như sau:

- Đưa thêm các tình huống mới vào xử lý bằng phần mềm để giảm sự gián đoạn trong sản xuất, giảm phế phẩm, tăng tính dễ sử dụng của hệ thống

- Hoàn thiện chức năng kiểm tra (Diagnose) hệ thống và các thiết bị ngoại vi - Tạo ra các phiên bản cho các cấu hình mới đối với mỗi loại sản phẩm

- Tạo ra và hoàn thiện các phiên bản phần mềm cho các họ PLC sẽ sử dụng làm cơ sở phần cứng

- Xây dựng hệ thống phần cứng trên cơ sở các hệ PLC của nước ngoài (OMRON, SIEMENS ) cho tất cả các dòng sản phẩm APC, CMC, CFPC, BFC nhằm mục đích đáp ứng nhu cầu cụ thể của các khách hàng trong nước và cũng để chuẩn bị cho việc xuất khẩu sản phẩm sang thị trường các nước lân cận

Về các vấn đề khác:

- Cải tiến thiết kế về khung vỏ máy để tạo kiểu dáng công nghiệp cho các hệ thống điều khiển

Chương 2: hoàn thiện và cải tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm

Chương này trình bày các vấn đề kỹ thuật đã được hoàn thiện và cải tiến để nâng cao độ chính xác, độ ổn định của hệ thống ĐKGS Việc giải quyết những vấn đề này cũng làm tăng mức độ tự động hoá của hệ thống, duy trì được sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm ngay cả khi xảy ra tình huống bất thường, từ đó đảm bảo được năng suất thiết kế của dây chuyền sản xuất

2.1 Hoàn thiện thuật toán định lượng theo mẻ

2.1.1 Nguyên lý cân định lượng theo mẻ và thuật toán bù động đơn giản

t : mở van cân0t : đóng van cân2

Hình 2-1 Sơ đồ cơ cấu cân Si lô và biểu đồ thời gian tín hiệu cân của một mẻ

Quá trình cân một mẻ của một thành phần thể hiện trên biểu đồ thời gian và gồm những thời điểm sau:

Van cân mở ở thời điểm t0, do độ trễ mạch lọc mà tín hiệu cân tăng từ t1 Thời điểm t2 là lúc đóng van cân nhưng tín hiệu cân tiếp tục tăng đến t3 vì cột vật liệu ngay sau khi đóng van cân tiếp tục tác động Sau đó tín hiệu cân ổn định ở thời điểm t4 với sai lệch è so với định mức

Mục tiêu của bài toán điều khiển là tính toán thời điểm đóng van cân t2 để sao cho sai lệch è càng nhỏ càng tốt Ta có thể thấy rằng kể từ t2 cho đến t4, quá trình thay đổi của khối lượng cân hoàn toàn do vật liệu và cơ cấu cân ( thùng cân, van cân ) quyết định Như vậy nếu các yếu tố này là ổn định giữa các mẻ thì ta có thể tính toán lượng bù εn theo è của các mẻ trước để èn+1 → min (với n là số thứ

tự của mẻ cân) ở đây lượng bù ε là giá trị hiệu chỉnh từ định mức (setpoint) tính ra ngưỡng cắt để điều khiển đóng van cân:

Ngưỡng cắt = Định mức - ε

Khi khối lượng cân = Ngưỡng cắt → đóng van cân

Trong trường hợp đơn giản nhất khi các điều kiện của các mẻ hoàn toàn như nhau thì dễ dàng có được ε bằng cách:

ở mẻ thứ 1 cho ε1= 0 ⇒ sai lệch là è1 ở mẻ thứ 2 ε2 = ε1+è1= è1 ⇒ sai lệch è2=0 ở mẻ thứ 3

:

ε3 = ε2+è2 = ε2 = è1 ⇒ sai lệch è3=0

Như vậy lượng bù là hằng số và sai số các mẻ n ≥ 2 là bằng zero Đây chính

là nguyên lý bù của các hệ thống định lượng thô sơ, kể cả các hệ thống định lượng của các trạm bê tông nhập của Nhật, Đức từ trước năm 90

Trong sản phẩm dự án KHCN.04.DA01, lượng bù của mẻ sau chi dựa trên sai số và lượng bù của mẻ trước tức là:

εn+1= εn +èn ( n ≥1 )

ε1 = giá trị gán trước

ở đây ε1 có giá trị cố định được đặt theo kinh nghiệm của người vận hành để ngay từ mẻ đầu tiên đã đạt sai số nhỏ Thuật toán bù động này đơn giản và trong điều kiện vật liệu và cơ cấu cân ổn định ( tốc độ dòng chảy của vật liêu, thời gian đáp ứng của van cân khi đóng ) thì cũng cho kết quá đáp ứng yêu cầu về độ chính xác tứcèn ≤ è ( giới hạn cho phép) Trên thực tế điều kiện ổn định này thường bị phá vỡ, ví dụ có khi do cấp liệu không kịp mà trên thùng chứa bị hết vật liệu ở mẻ thứ n, khi đó èn sẽ lớn hơn nhiều phạm vi cho phép

Để xây dựng thuật toán tốt tính lượng bù trong điều kiện các yếu tố gây sai số không ổn định, ta cần phân tích cặn kẽ các yếu tố này và tính chất của chúng

2.1.2 Các yếu tố gây sai số cân định lượng và tính chất của chúng

a>Đầu tiên phải kể đến các loại nhiễu trong bản thân tín hiệu cân Vì dây cáp đầu cân thường kéo dài từ silô cân vào cabin Nguồn nhiễu chính gồm:

+ Nhiễu từ nguồn cấp do một trạm trộn gồm nhiễu động cơ công suất lớn (như thùng trộn, băng gầu, tời kéo ) Dạng nhiễu này mang tính ổn định và tập trung ở một dải tần số nhất định

+Nhiễu điện từ trường từ các thiết bị đóng cắt công suất lớn: nhiễu này có thể gây ra những xung nhọn ngẫu nhiên có biên độ lớn

+Nhiễu do rung cơ khí của thùng cân tác động trực tiếp lên đầu cân bao gồm những rung động đều đều của sàng rung, băng tải, thùng trộn gây ra và những rung động đột ngột do sự khởi động/ dừng của một thiết bị nào đó

Do tính chất nhiễu như trên, ngoài việc xử lý thô tín hiệu cân bằng các bộ lọc Analog ở đầu vào, phương pháp xử lý mềm được lựa chọn là phương pháp Trung

bình trượt (Moving Average) có loại trừ giá trị Min và Max, tức là:

Trong đó: xi (n- m+1 ≤ i ≤n) là giá trị lấy mẫu của x tại các thời điểm i m: số mẫu cần xét (m>2)

xmin ,xmax là các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất trong m mẫu trên

yn: giá trị TB của x tại thời điểm n

Phương pháp trên cho phép làm giảm ảnh hưởng của các nhiễu ổn định cũng như các loại nhiễu dạng xung ngẫu nhiên

b>Các yếu tố ảnh hưởng đến quan hệ ε→è

ở đây ta xét các vấn đề liên quan khi đóng van cân xem chúng ảnh hưởng tới tín hiệu cân thế nào Có thể thấy khi van cân đã đóng, cột vật liệu (từ bề mặt vật liệu trong thùng cân tới dưới cửa van cân) chính là thành phần chưa có trong tín hiệu cân

1 min max

21

nhưng sẽ quyết định sự thay đổi tiếp theo của tín hiệu cân (từ thời điểm t2 đến t4 trên hình 2-1) Các yếu tố liên quan đến cột vật liệu này bao gồm:

+ Lưu lượng dòng vật liệu lúc đóng (t2) Lưu lượng này phụ thuộc độ mịn, độ ẩm của vật liệu, độ cao của vật liệu trên thùng chứa và tiết diện cửa van cân Đối với vật liệu có độ ẩm cao ví dụ cát ướt, dòng chảy sẽ không đều và dễ đóng vòm trên thùng chứa Khi độ ẩm vật liệu thấp ví dụ các thành phần cốt liệu trong trạm bê tông nhựa thì dòng chảy tương đối đều.Van cân thường không bị kẹt nên cửa mở van cân không ảnh hưởng đáng kể Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất ở đây là vật liệu trên thùng chứa Lưu lượng dòng chảy sẽ khác nhau hoàn toàn giữa hai trường hợp: trên thùng chứa có sẵn và không có sẵn vật liệu Ví dụ tốc độ rót vật liệu cát, đá khi thùng chứa có sẵn vật liệu là khoảng 50ữ100kg/s Nhưng khi thùng chứa không có sẵn mà vật liệu được cấp thẳng từ sàng thì tốc độ cấp chỉ khoảng dưới 10kg/s Như

vậy có thể thấy yếu tố lưu lượng dòng vật liệu phải tham gia vào thuật toán bù động

+ Độ cao h của cột vật liệu thay đổi (giảm dần) trong quá trình cân nhưng

với một định mức thì giá trị của h tại thời điểm t2 của các mẻ sẽ tương đối giống nhau Đối với cân cộng dồn nhiều thành phần phối liệu trên một thùng cân, khi thứ tự cân giống nhau giữa các mẻ thì độ cao h đối với một loại vật liệu cũng sẽ sai khác nhau không nhiều

+ Động năng cột vật liệu phụ thuộc vào độ cao h, lưu lượng cấp vật liệu và

bản thân vật liệu Cũng giống với độ cao h, yếu tố này tương đối ổn định nếu lưu lượng cấp ổn định

+ Độ trễ của hệ thống đo gồm loadcell, mạch đo (mạch lọc, mạch khuếch

đại, ADC) là một yếu tố mang tính ổn định Cũng tương tự như thế là độ trễ của cơ cấu chấp hành, ví dụ cụm van cân gồm Rơle trung gian, van điện khí, xi lanh khí và cửa van Độ trễ cơ khí phụ thuộc vào áp lực khí và độ dơ mòn cơ khí của các cơ cấu truyền động Khi áp lực khí không đổi thì độ trễ này tương đối ổn định

2.1.3 Phương pháp định lượng bù động

Từ các phân tích trên ta thấy đa phần các yếu tố gây sai số mang tính ổn định, tức là sai số có hàm phân bố xác suất tập trung cao quanh giá trị trung bình ngoại trừ lưu lượng dòng vật liệu Vì vậy phương pháp tính lượng bù động ε là

phương pháp thống kê trung bình cộng sai số của một số m mẻ gần nhất với điều kiện ràng buộc là lưu lượng dòng vật liệu phải nằm trong dải bình thường (tức thùng

chứa có sẵn vật liệu) Khi lưu lượng dòng vật liệu nhỏ làm cho cột vật liệu gây sai số không đáng kể thì không dùng phương pháp này mà có thể điều khiển cắt trực tiếp với lượng bù ε= ε0 (ε0 có thể bằng 0)

2.1.4 Kết quả cụ thể

Có thể thấy hiệu quả của việc áp dụng những phương pháp tính toán trên qua sự so sánh các bảng in kết qủa định lượng từng mẻ lấy từ các trạm bê tông nhựa của các giai đoạn như trong các bảng 2-1 và bảng 2-2 ở các trang tiếp theo

Kết luận: Việc áp dụng phương pháp Trung bình trượt để xử lý tín hiệu cân và phương pháp tính lượng bù động mới đã làm giảm ảnh hưởng của các yếu tố gây nhiễu, làm tăng độ chính xác định lượng của các sản phẩm trong điều kiện nhiễu lớn và vật liệu không ổn định (độ bết, lưu lượng dòng cấp )

Bảng 2-1: Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn trước

( Trạm 80T số 12, Công ty 56 Bộ Quốc phòng , số liệu ngày 07/07/2001)

Số TT Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Tổng

10 424 238 239 14 18.0 46.8 979.8 11 418 242 259 34 17.9 47.2 1018.1 12 423 240 237 13 17.9 46.9 977.8 13 414 248 235 38 18.6 46.9 1000.5 14 425 238 237 18 19.0 47.0 984.0 15 414 247 254 27 18.4 47.0 1007.4

Sai số +17, -2 +1, -24 +33, -2 +2, -27 +1.0, -0.9 +0.4, -0.2

123456789 10 11 12 13 14 15

Cốt liệu 1Cốt liệu 2Cốt liệu 3Cốt liệu 4Phụ giaNhựa

Đánh giá: sai số còn lớn; có đột biến ở mẻ số 7 do Cốt liệu 2 bị thiếu

Bảng 2-2: Bảng "in từng mẻ" của trạm APC giai đoạn sau

( Trạm 80T số 25, Công ty Bình Minh, Sơn tây , số liệu ngày 10/03/2003)

Số TT Cốt liệu 1 Cốt liệu 2 Cốt liệu 3 Cốt liệu 4 Phụ gia Nhựa Tổng

12 3 45 67 8 9 10 11 12 13 14 15

Cốt liệu 1Cốt liệu 2Cốt liệu 3Cốt liệu 4Phụ giaNhựa

Đánh giá: sai số nhỏ; ổn định

2.2 Hoàn thiện chức năng kiểm tra hệ thống

Chức năng kiểm tra hệ thống đã được chú ý trong giai đoạn KHCN03.DA1 nhưng mới chỉ lường trước được những tình huống tương đối tường minh Khi đưa các sản phẩm vào hoạt động nhiều tình huống bất thường khác dần dần xuất hiện Trong đó có các tình huống thường xảy ra (như lỗi các công tắc hành trình), nhưng cũng có những tình huống mà xác suất xảy ra rất ít (như lỗi bộ nhớ tham số cấu hình hệ thống)

Mỗi khi xảy ra một tình huống bất thường mới tại hiện trường, mọi thông tin liên quan được tập hợp, phân tích xác định nguyên nhân và đưa ra hướng giải quyết Việc xử lý các tình huống bất thường để đưa toàn hệ thống trở lại trạng thái làm việc bình thường, tránh gián đoạn sản xuất, tránh phế phẩm dựa trên các nguyên tắc sau:

- Phải có cơ chế giám sát, kiểm tra để hệ thống tự động phát hiện tình huống bất thường (gọi ngắn gọn là lỗi)

- áp dụng các biện pháp tương ứng để ngăn chặn ảnh hưởng của lỗi bằng các cách: + Sử dụng phương án dự phòng và thông báo lỗi cho người vận hành (ví dụ dùng giá trị mặc định nếu bộ đặt thời gian trộn hỏng), như vậy quá trình sản xuất vẫn tự động bình thường

+ Thông báo cho người vận hành biết và yêu cầu can thiệp để xử lý lỗi, sau khi lỗi được khắc phục thì hệ thống tự động tiếp tục

Trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm, khá nhiều tình huống lỗi xảy ra và được xử lý bằng phần cứng, phần mềm hoặc kết hợp cả hai Dưới đây chỉ liệt kê một số vấn đề chính đã được xử lý

2.2.1 Tự động phát hiện lỗi bì cân:

Giá trị bì của cân định lượng là căn cứ để đánh giá cân có bình thường không Khi sự sai khác giữa giá trị bì hiện tại và giá trị bì thực vượt giới hạn cho phép thì hệ thống không cho phép làm việc mà có thông báo vơí các số liệu cụ thể để người vận hành phán đoán nguyên nhân và tìm biện pháp thích hợp để xử lý Các nguyên nhân làm sai lệch khối lượng bì có thể do có vật liệu sẵn trong thùng cân;

do thùng cân bị chạm, kênh; do lỗi đầu cân; do đứt chập dây cáp tín hiệu hoặc do phần mạch khuếch đại/xử lý tín hiệu tại trung tâm đo/điều khiển

Hình 2-2 Trang báo lỗi bì cân ở trạm bê tông nhựa

2.2.2 Lỗi bộ đặt thời gian trộn

Các hệ thống APC, CPC đều sử dụng bộ đặt thời gian trộn độc lập ở ngoài bộ điều khiển trung tâm Khi bộ timer này bị hỏng thì hệ thống tự động phát hiện và dùng timer mềm thay thế với thời gian trộn mặc định để sản xuất không bị gián đoạn, đảm bảo không bị phế phẩm

2.2.3 Lỗi phần bấm trên bảng hiễn thị /phím bấm

Đối với các hệ thống dùng phần cứng SCD473, việc thay đổi chế độ làm việc start/stop có thể thực hiện trên bảng hiện thị /phím bấm Như vậy nếu các tín hiệu phím có lỗi thì hệ thống sẽ làm việc không đúng mà phải được phát hiện sớm và xử lý : ví dụ có thể bỏ qua các phím bị lỗi để vẫn làm viêc bình thường

2.2.4 Lỗi bảng tham số hệ thống

Đối với mỗi dòng sản phẩm, bảng TSHT là mảng bộ nhớ lưu giá trị các tham số của các loadcell, cơ cấu cân, tỷ số truyền lực, các giá trị ngưỡng để kiểm tra, các giá trị khoảng thời gian liên quan đến công nghệ và cấu hình của từng dòng sản phẩm và từng kiểu công nghệ Vì vậy các giá trị trong bảng TSHT ảnh hưởng đến

toàn bộ hoạt động của hệ thống mà không thể có sai lệch Bảng TSHT được lập một lần sau khi đã hiệu chuẩn cả hệ thống và chỉ có thay đổi khi có thay đổi liên quan đến cân (thay loadcell loại khác,thay dàn cân ) hay quy trình công nghệ Vì được lưu trong EEPROM hoặc RAM có pin mà có thể xẩy ra sự thay đổi giá trị những lúc tắt/bật nguồn hệ thống Sự thay đổi này được phát hiện ngay và thông báo cho người quản lý biết để xử lý mà không cho phép làm việc

2.2.5 Lỗi tín hiệu báo đóng/mở cửa xả thùng trộn

Đối với các dòng sản phẩm định lượng theo mẻ như APC, CPC, CFPC, các công tắc hành trình thường hay có lỗi như tiếp điểm không tiếp xúc hoặc bị dính Vai trò của các tín hiệu này rất quan trọng quyết định đến việc điều khiển thùng trộn đúng theo quy trình: Trộn→ Mở cửa xả→ Xả→ Đóng cửa xả→ Cấp vật liệu mẻ tiếp theo vào thùng trộn→ Trộn Vì vậy nếu tín hiệu báo đóng hay mở cửa xả bị lỗi có thể dẫn đến các sự cố sau:

+ Mở cửa xả mà không đóng lại

+ Đóng cửa xả mà không cấp mẻ tiếp theo

+ Cấp mẻ tiếp theo khi mẻ trước chưa xả gây quá tải thùng trộn và làm cả hai mẻ trộn thành phế phẩm

+ Cấp mẻ tiếp theo khi chưa đóng cửa xả nên vật liệu chưa trộn chút thẳng xuống xe chứa thành phẩm làm cho cả xe thành phẩm bị hỏng (ví dụ hệ thống APC trong trạm bê tông nhựa)

Các sự cố trên đều gây ra phế phẩm và phải dừng sản xuât vừa mất thời gian gây lãng phí lớn mà còn có thể gây hỏng thiết bị hoặc mất an toàn lao động Trong các hệ thống, lỗi này đã được tự động phát hiện kịp thời, tự động dùng phương án thay thế để duy trì sản xuất đối với một vài tình huống và thông báo cho người vận hành can thiệp trong những tình huống còn lại để tránh gây ra sự cố hay phế phẩm

2.2.6 Bổ sung thêm CTHT dự phòng cho điểm đợi của xe Skip

Trong dòng CPC kiểu skip, tín hiệu báo skip đã tới điểm đợi rất quan trọng cho cả an toàn lao động và an toàn thiết bị nên tín hiệu này không được phép lỗi Việc bổ sung thêm một CTHT dự phòng và thuật toán phát hiện lỗi của tất cả các