Đang tải... (xem toàn văn)
kĩ thuật khống chế và điều khiển quá trình, Phụ thuộc vào hoạt động của van mà khi giá trị đo được tăng lên có thể dẫn đến sự tăng hoặc giảm giá trị đầu ra của bộ điều khiển. Tất cả các bộ điều khiển đều có thể chuyển đổi giữa hai chế độ đó là chế độ điều khiển thuận và chế độ điều khiển đảo
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Các nguyên tắc cơ bản của quá trình điều khiển Điều khiển đóng hoặc mở (discrete control) Start up, shutdown, an toàn nhà máy Phương pháp điều khiển logic, với cổng OR, AND, NAND Relais & Bộ điều khiển có khả năng lập trình PLC (Programmable Logic Control) Điều khiển quá trình (process control) Điều khiển liên tục, các thông số nhiệt độ (T), áp suất (P), mức chất lỏng (L), lưu lượng (F), độ pH, nồng độ (A) Đầu vào: Tín hiệu tương tự chuNn như 4-20 mA hoặc 3-15 psig (0,2 – 1 bar) Đầu ra: van điều khiển hoặc kết nối với TB ĐK khác. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển quá trình (process control) - Thành phần cơ bản r(t) (reference input): tín hiệu vào, tín hiệu chuNn. C(t) (Controlled Output): tín hiệu ra. C ht (t) : tín hiệu hồi tiếp. e(t) : Sai số. u(t) : tín hiệu điều khiển. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển quá trình (process control) - Phân tích hệ thống điều khiển Tính ổn định của hệ thống: Kích thích hệ bằng tín hiệu u(t) bị chặn ở đầu vào, thì hệ sẽ có đáp ứng c(t) ở đầu ra cũng bị chặn c(t) Const (c0) khi tín hiệu vào u(t) = Const (u 0 ). Độ sai lệch tĩnh (sai lệch giữa giá trị đặt SP và giá trị PV): Sau một thời gian quá độ T qđ e(t) = u(t) - c(t) = SP - PV : Sai lệch tĩnh của hệ thống Thời gian quá độ và độ điều chỉnh: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Điều khiển quá trình (process control) - Phân tích hệ thống điều khiển Thời gian quá độ T qd và độ điều chỉnh: Giới hạn quán tính cần có của hệ thống T qd : thời gian chuyển từ trạng thái tĩnh này sang trạng thái tĩnh khác T qd càng nhỏ, chất lượng động học của hệ càng tốt Độ quá điều chỉnh: miền dao động của đầu ra c(t) xung quanh giá trị giới hạn c 0 mà hệ cần phải đạt đến Độ quá điều chỉnh được hiểu là giá trị tuyệt đối của (u max (t) - y 0 ) = І, giá trị này càng nhỏ, chất lượng động học của hệ càng cao Tính bền vững của hệ thống TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Một số kỹ thuật điều khiển thông dụng Feedback control Phương pháp điều khiển truyền thống Đo biến quá trình cần điều khiển PV (Process Variable) So sánh với giá trị đặt SP (Setpoint) Căn cứ vào độ sai lệch : e = SP – PV Căn cứ vào độ sai lệch : e = SP – PV Bộ điều khiển sẽ cho ra tín hiệu điều khiển tương ứng làm thay đổi độ mở của van Ưu nhược điểm: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Một số kỹ thuật điều khiển thông dụng Feedback control – Các bước cơ bản của một bộ điều khiển 1. Đo biến đầu ra, PV. 2. So sánh giá trị đo PV, với giá trị đặt SP. Tính toán độ sai lệch E(t), xác dịnh bộ điều khiển là direct hay reverse. 3. Cung cấp độ sai lệch E(t), xác định % độ mở OP của van. 4. Giá trị của OP% được chuyển đến thiết bị điều khiển cuối để xác định input cho 4. Giá trị của OP% được chuyển đến thiết bị điều khiển cuối để xác định input cho quá trình này U(t). 5. Lặp lại quá trình. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Một số kỹ thuật điều khiển thông dụng Cascade Control – Điều khiển nối tiếp Cải thiện được tính phản hồi Tính dễ điều khiển cho quá trình Áp dụng đối với những quá trình: - Thời gian trễ lớn - Bộ ĐK đáp ứng chậm - Bộ ĐK đáp ứng chậm TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Một số kỹ thuật điều khiển thông dụng Feed forward control - Điều khiển sớm TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID PID là chữ viết tắt của ba thành phần gồm khâu khuếch đại P (Proportional), khâu tích phân I (Integral) và khâu vi phân D (Differential) TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID Phương trình của bộ điều khiển: OP(t): Điều khiển Output theo thời gian E(t): Độ sai lệch theo thời gian. K p : hệ số khuếch đại, đặt trưng cho khâu tỉ lệ. T i : hằng số tích phân, đặt trưng cho khâu tích phân. T d : hằng số vi phân, đặt trưng cho khâu vi phân. [...]...TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID Phương trình của bộ điều khiển: - Thành phần P (proportion): phụ thuộc vào sai lệch (error) giữa SP và PV Đặc trương bởi hệ số Kp, Khi tăng Kp sẽ làm tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống, nhưng nếu Kp quá lớn sẽ làm hệ dao động, mất ổn định và nếu tiếp tục tăng sẽ có thể dẫn đến mất điều khiển - Thành phần I (integrator): Tính... đổi của error và làm tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống Trong thực tế hệ số Td rất nhỏ vì đáp ứng của thành phần D rất nhạy cảm với các nhiễu của biến quá trình Cần thiết phải chọn các thông số Kp, Ti, Td phù hợp TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID Hoạt động của P-only Control So sánh hoạt động của P-control và PI TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID So... hoạt động của bộ điều khiển PI và PID TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tổng quan bộ điều khiển PID Các giá trị Kp, Ti, Td thường gặp Kp Ti (phút) 0,4 - 0,65 0,05 - 0,25 Liquid Pressure Control 0,5 - 2 0,1 - 0,25 Liquid Level Control 2 - 10 1-5 Gas Pressure Control 2 -10 2 và 10 Temperature Control 2 - 10 2 - 10 Flow Control Td (phút) 0-5 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hệ thống điều khiển phân tán -... thiết bị điều khiển Dụng cụ đơn lẻ mà người thao tác không thể tiếp cận được, được lắp đặt tại phòng chính (1) (2) Dụng cụ mà người thao tác có thể tiếp cận được (1) hoặc không thể tiếp cận được (2) và được thực hiện trong một hệ thống lệnh điều khiển số (Système numérique de controle commande) VD: Thiết bị điều khiển Bộ chuyển đổi hoặc thao tác tính toán: 17 Ký hiệu Giải thích Vanne tay Vanne điều khiển. .. đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm dành cho tháp 2 sản ph m Tác động lên công suất thiết bị đun sôi lại – Lưu lượng nguyên liệu thay đổi XC PRC LRC Lo/A Feed forward control FRT FT TRC FRC LRC 33 Sơ đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm và hệ thống khống chế chất lượng sản ph m 1 PRC LRC TRC FRC ARC FRC LRC ARC 34 Sơ đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm và hệ thống khống chế chất lượng... V Vanne điều khiển trang bị bộ phận định vị độ mở bằng áp suất (pneumatique) V Vanne điều khiển trang bị bộ phận định vị độ mở bằng điện-áp suất (électropneumatique) V M Moteur điện M Vanne điều khiển trang bị servomoteurr điện 18 Ký hiệu Giải thích Electrovanne Bơm thể tích Bơm ly tâm M Máy khuấy Thiết bị trao đổi nhiệt Bể chứa mở với chất lỏng 19 Tín hiệu số Liên kết logic Thiết bị điều khiển FIC... các sai số hệ thống theo thời gian, và đáp ứng của thành phần này sẽ tiếp tục tăng cho đến khi sai số bằng 0, giúp cho sai số ổn định dần đến 0 và được đặc trưng bởi tham số Ti (integrator time) - Thành phần D (derivate) : Thành phần vi phân làm cho đầu ra giảm khi biến quá trình thay đổi quá nhanh Đáp ứng của thành phần D tỷ lệ với tốc độ thay đổi của biến quá trình, và được đặc trưng bởi tham số Td... tin trong quá trình hoạt động • Cung cấp cái nhìn tổng quát nhất về hoạt động của nhà máy • Các module tính toán cho phép tối ưu hiệu quả công nghệ và hiệu quả kinh tế • Giao diện thân thiện với người vận hành bằng ngôn ngữ và hình ảnh Chữ cái đầu tiên: Đại lượng vật lý Chữ cái tiếp theo: Kiểu dụng cụ cần đo hoặc chức năng P: Áp suất (Pressure) I: Hiển thị (Indicator) L: Mức (Level) C: Điều khiển (Controller)... dụng lò đốt 28 QR=MC∆T XC TT FT TT Điều khiển công suất của thiết bị đun sôi lại 29 Sơ đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm dành cho tháp 2 sản ph m Tác động lên công suất thiết bị đun sôi lại PRC LRC FRC TRC FRC LRC 30 Sơ đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm dành cho tháp 2 sản ph m Tác động lên lưu lượng hồi lưu PRC LRC TRC FRC FRC LRC 31 Sơ đồ hệ thống điều hoà với TRC/Đĩa nhạy cảm dành... tín hiệu áp suất (I/P) Tín hiệu áp suất 0.2 - 1 bar FT 860 FE 860 Capteur lưu lượng (Diaphragme) FY 860.2 FV 860 20 Thiết bị đo và điều hoà đơn giản của tháp chưng cất hai sản ph m TI PRC LRC TI TI TI FRC AR TI FR TR TI TI LRC TI TI FRC AR 21 Ngưng tụ đỉnh với hệ thống điều khiển áp suất đỉnh tháp Biến thiên P trong tháp: -Tổn thất P đường đỉnh (200-700 mbar) -Tổn thất P qua mỗi đĩa (3-20 mbar) « design