© 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 1Chương 2Chương 3 Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống Điềukhiển quá trình 2 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Nộidung chương 4 4.1 Thiết bị đo quá trình -Cấu trúc cơ bản -Các đặc tính của thiết bị đo 4.2 Thiết bị chấp hành và van điều khiển -Cấu trúc cơ bản -Các đặc tính của van điều khiển -Bộ định vị van 4.3 Thiết bị điều khiển - Sơ lược các thiết bị điều khiển công nghiệp - Bộ điều khiển hai vị trí - Các bộ điều khiển P/PI/PID 3 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Cấu trúc cơ bản của các HTĐKQT THIẾT BỊ ĐO THIẾT BỊ CHẤP HÀNH Tham số Trạng thái Đầu vào Đầu ra HỆ THỐNG VẬN HÀNH &GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH KỸ THUẬT THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 4 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Ví dụ hệ thống ₫iều khiển nhiệt ₫ộ 5 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Các thành phần cơ bản của hệ thống Giá trị đặt Set Point (SP), Set Value (SV) Tín hiệu điều khiển Control Signal, Controller Output (CO) Biến điều khiển Control Variable, Manipulated Variable (MV) Biến được điều khiển Controlled Variable (CV) Đại lượng đo Measured Variable, Process Value (PV) Tín hiệu đo Measured Signal, Process Measurement (PM) Thiết bị đo Quá trình Thiết bị điều khiển Thiết bị chấp hành Tín hiệu điều khiển (CO) Biến điều khiển (MV) Tín hiệu đo (PM) Biến được điều khiển (CV) Đại lượng đo Giá trị đặt (SP) 6 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Chuẩn tín hiệu  Tín hiệu tương tự: — Điện: 0-20mA, 4-20mA, 10-50mA, 0-5V, 1-5V, . — Khí nén: 0.2-1bar (3-15 psig)  Tín hiệu logic: — 0-5 VDC, 0-24 VDC, 110/120 VAC, 220/230 VAC, .  Tín hiệu xung/số: — Tín hiệu điều chế độ rộng xung, tần số xung —Chuẩn bus trường: Foundation Fieldbus, Profibus-PA, . —Chuẩn nối tiếp thông thường: RS-485, RS-422 7 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS 4.1 Thiết bị ₫o quá trình  Measurement device: Thiết bị đo  Sensor: Cảm biến (vd cặp nhiệt, ống venturi, siêu âm, )  Sensor element: Cảm biến, phần tử cảm biến  Signal conditioning: Điều hòa tín hiệu  Transmitter: Bộ chuyển đổi đo chuẩn (điều hòa + truyền tín hiệu)  Transducer: Bộ chuyển đổi theo nghĩa rộng (vd áp suất-dịch chuyển, dịch chuyển-điện áp), có thể là sensor hoặc sensor + transmitter Thiết bị đo Tín hiệu chuẩn (4-20mA, 0-10V, .) Tín hiệu bus Đại lượng đo (Nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, ) Chỉ báo Indicator Sensor Transmitter Cảm biến Bộ chuyển đổi tín hiệu đo Transducer 8 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Bộ chuyển đổi đo chuẩn (transmitter) Cảm biến bên trong Cảm biến bên trong Lưu lượng kế Thiết bị đo áp suất 9 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS 4.1.1 Đặc tính vận hành  Phạm vi đo và dải đo  Độ phân giải, dải chết và độ nhạy  Độ tin cậy  Ảnh hưởng do tác động môi trường 10 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Phạm vi ₫o (range) và dải ₫o (span) T [ o C] 100 T m [mA] 4 16 Dải đo = 300 o C 0 8 12 20 0 200 300 400 Ngưỡng dưới (Điểm không) Ngưỡng trên D ả i t í n h iệ u r a = 1 6 m A VÍ DỤ Phạm vi đo (phạm vi đầu vào): 100-400 o C Dải đo (dải đầu vào): 300 o C Phạm vi đầu ra: 4-20mA Dải tín hiệu ra (dải đầu ra) 16m [...]... ng xp x tuyn tớnh c xỏc nh sao cho tng bỡnh phng cỏc sai s l cc tiu Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 18 100 Đầu ra [%] Đầu ra [%] 100 Tuyến tính hóa độc lập 50 Tuyến tính hóa theo điểm đầu-cuối 50 Tuyến tính hóa theo điểm không Tuyến tính hóa từng đoạn â 2004, HONG MINH SN 0 0 50 100 0 0 Đầu vào [%] Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng 50 100 Đầu vào [%] â 2006 - HMS 19... qua: a vo mụ hỡnh i tng iu khin, hoc Vn s dng mụ hỡnh tnh ca thit b o, coi sai s o (ng) l nhiu o Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 20 ỏp ng bc thang â 2004, HONG MINH SN sai s ng Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 21 â 2004, HONG MINH SN ỏp ng tớn hiu dc Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 22 4.1.4 Cỏc loi cm bin quỏ trỡnh tiờu biu â 2004,... Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 30 Cỏc b phn c bn ca van iu khin Ca vo khớ nộn C ch chp hnh van (Valve actuator) â 2004, HONG MINH SN Cn van (stem) Thõn van (Valve body) Cng lu cht vo Cht van (Closure member) Cng lu cht ra Chõn van (Valve seat) Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 31 Vớ d cỏc b phn v ph kin van cu â 2004, HONG MINH SN C ch chp hnh Chng 4: c... Van s: u vo s trc tip hoc qua bus trng Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 34 â 2004, HONG MINH SN Vớ d van cu (Fisher Controls) Tớch hp b iu khin s nh v (truyn ng khớ nộn) Tớch hp chuyn i I/P (truyn ng in-khớ nộn) Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 35 â 2004, HONG MINH SN Vớ d van bi (Fisher Controls) V-ball Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006... o chõn khụng Chõn khụng k Pirani (Pirani gauge) Chõn khụng k ion húa (Ionisation gauge) Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 25 Cm bin lu lng â 2004, HONG MINH SN Lu Lu Lu Lu Lu Lu Lu lng lng lng lng lng lng lng k k k k k k k chờnh ỏp turbin bin din che lung xoỏy in t siờu õm khi Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 26 Cm bin mc â 2004, HONG MINH SN Phng phỏp... vi ng dng Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 12 th nh chun v 100 90 80 Đầu ra [%] 70 60 50 40 30 20 tr + di cht 10 â 2004, HONG MINH SN 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 y Đầu vào [%] Di cht (deadband): bin thiờn nh nht ca giỏ tr o m thit b o cú th ỏp ng vi tớn hiu u ra thay i tr (hysteresis): S khỏc nhau trong ỏp ng vi thay i u vo theo hai chiu khỏc nhau Chng 4: c tớnh cỏc... 2004, HONG MINH SN R = 80 (T 20) + 100 = 0.8T + 84 100 tuyn tớnh: Mc gn vi c tớnh tuyn tớnh Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 15 nhy v 100 90 80 Đầu ra [%] 70 60 v 50 40 km y 30 v = y ys v vs = y ys 20 10 y 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 â 2004, HONG MINH SN 0 0 Đầu vào [%] Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 16 Chun húa tớn hiu o Thụng thng v % ca di u ra... liu ch to: phự hp vi mụi trng lm vic (nhit , ỏp sut, xõm thc, n mũn, ) Kinh nghim s dng c tớnh in-c: mc an ton chỏy n, cp bo v (IP), v bc Mc can thip ngc tr li quỏ trỡnh (lm gim chớnh xỏc) Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 23 Cm bin nhit Cỏc nhit k gión n: Gión n mt cht theo nhit lm thay i chiu di, th tớch hoc ỏp sut, vớ d trong nhit k thy ngõn v nhit k lng kim â 2004,... im tip xỳc gia hai kim loi khỏc nhau, ỏp dng trong cp nhit (Thermocouple, TC) Nhit bc x, bc súng nhit bc x thay i theo nhit , vớ d ha k bc x (Pyrometer) ỏp dng cho o nhit cao (quỏ trỡnh t chỏy) Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 24 Cỏc loi cm bin ỏp sut thụng dng Cỏc phn t cm bin n hi: ng Bourdon, mng mng Cỏc phn t cm bin dch chuyn: Thay Thay Thay Thay i i i i in tr (cm bin... 0.08P + 5.6 200 â 2004, HONG MINH SN (km = 0.08 [mA/psig]) Chun húa tớn hiu o theo phn trm ca di tớn hiu ra: 100 y [%] = (P 20) = 0.5P 10 200 km = 0.5 [%/psig] Chun húa n v: km = 0.005 [psig -1 ] Chng 4: c tớnh cỏc thnh phn c bn ca h thng â 2006 - HMS 17 â 2004, HONG MINH SN Tuyn tớnh húa c tớnh tnh Tuyn tớnh húa tng on: ng cong nh chun c xp x bng mt ng gp khỳc Tuyn tớnh húa c lp: ng cong nh chun c . SƠN Chương 1Chương 2Chương 3 Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống Điềukhiển quá trình 2 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành. dụ hệ thống ₫iều khiển nhiệt ₫ộ 5 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Chương 4: Đặc tính các thành phần cơ bản của hệ thống © 2006 - HMS Các thành phần cơ bản của hệ