Giới thiệu tới bạn đọc cuốn sách Hệ Thống Thông Tin Công Nghiệp – Học Liệu Số Ebooks PDF
Phần một – KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP
Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Hệ thống thông tin đo lường điều khiển trong công nghiệp gọi tắt là hệ thống thông tin công nghiệp (HTC). Hệ thống có nhiệm vụ bảo đảm cho các quá trình sản xuất công nghiệp luôn ổn định đúng theo quy trình công nghệ yêu cầu, bao gồm các thao tác như: Đo lường, thu thập thông tin, biến đổi thông tin, truyền thông tin, lưu giữ tìm kiếm và thể hiện thông tin, đưa thông tin đi điều khiển đối tượng.
Tất cả đều có chung một cơ sở lý thuyết và ngày càng hoàn thiện.
1.1.1. Nhiệm vụ của HTC là thu nhận bằng thực nghiệm lượng thông tin xác định về đối tượng cần khảo sát, xử lý thông tin và điều khiển đối tượng, trong đó diễn ra các quá trình sau đây:
Quá trình đo lường: Là quá trình sử dụng các phương pháp thực nghiệm để nhận được ước lượng về số lượng của đối tượng thông qua việc so sánh với mẫu. Đây là quá trình quan trọng nhất phục vụ cho những mục đích nghiên cứu khoa học cũng như trong sản xuất công nghiệp. Quá trình đo lường mang tính chất số lượng và đòi hỏi thiết bị phải vạn năng bởi vì thông tin ban đầu về đại lượng do thường biết rất ít.
Quá trình kiểm tra tự động: Đây là quá trình giám sát các thông số của đối tượng, thực hiện việc so sánh liên tục giữa trạng thái của đại lượng kiểm tra với mẫu và đưa tín hiệu đi để đánh giá và báo hiệu.
Ở đây tín hiệu báo hiệu (bằng đèn, còi hay nhấp nháy trên màn hình) thể hiện trạng thái lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng mẫu cho trước.
Vì vậy quá trình này mang tính chất chất lượng và đòi hỏi ít vạn năng hơn so với quá trình đo lường.
Quá trình nhận dạng: Là quá trình xác định xem có tượng ứng hay không giữa đối tượng và mẫu đã cho. Quá trình này trong công nghiệp để phân loại sản phẩm hay phục vụ cho điều khiển quá trình.
Quá trình chẩn đoán: Để khôi phục sự làm việc bình thường của thiết bị, cần phải luôn luôn theo dõi để tìm ra các phần tử hỏng hóc. Một hệ thống kiểm tra các hoạt động của thiết bị kỹ thuật gọi là hệ thống chẩn đoán kỹ thuật. Hệ thống này cho phép tìm ra các phần tử hoạt động không đạt yêu cầu hay hỏng hóc để báo cho người vận hành biết và có hướng khắc phục hoặc tự động chuyển sang chế độ dự phòng.
Quá trình điều khiển: Để điều khiển một thông số nào đó, ví dụ nhiệt độ của lò chấng hạn, người ta tiến hành đo nhiệt độ của lò, so sánh nhiệt độ đo được với nhiệt độ cần đạt được (nhiệt độ đặt) độ sai lệch nhiệt độ sẽ được đưa tới thiết bị điều khiển để điều khiển nhiệt độ lò sao cho độ sai lệch bằng không, nghĩa là bài toán điều khiển bao gồm cả hai quá trình đo lường và kiểm tra.
Bài toán điều khiển thường gắn liền với các yêu cầu của công nghệ sản xuất công nghiệp.
Quá trình tính toán: Đây là quá trình không thể thiếu được trong các hệ thống hiện đại. Đó là việc tính toán các thông số trong các phép đo gián tiếp hay hợp bộ, tính toán các chế độ điều khiển tối ưu, thích nghi, tính toán các thông số của đo lường thống kê, tính toán các chỉ tiêu kinh tế v.v… các máy tính với tốc độ cao sẽ đảm nhận công việc này sao cho quá trình điều khiển phải ở chế độ thời gian thực.
1.1.2. Đặc tính chung: Tất cả các quá trình trên đều có đặc tính chung là cần phải có sự thu nhận thông tin đo bằng thiết bị kỹ thuật biến đổi thông tin đo, truyền thông tin đo, xử lý và lưu giữ thông tin đo, chỉ thị thông tin do và đưa đi điều khiển đối tượng.
1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật: Một vấn đề đặt ra là ngày càng phải đo nhiều điểm đo cùng một lúc với rất nhiều đối tượng và đại lượng đo khác nhau. Trên cơ sở đó mà xuất hiện hệ thống thông tin đo lường và điều khiển (HTĐ). Đó là tập hợp nhiều tổ hợp đo và điều khiển của nhiều đại lượng (có khi số lượng đến hàng nghìn điểm đo) và thông số của đối tượng công nghiệp.
1.1.4. Định nghĩa một HTC
“Hệ thống thông tin công nghiệp (HTC) là một tập hợp các thiết bị kỹ thuật có cùng một nhiệm vụ, cùng một angôrit chức năng nhằm thu thập tự động số liệu đo lường từ đối tượng, biến đổi nó, truyền nó, gia công lưu trữ hiển thị và đưa đi điều khiển đối tượng trong quá trình sản xuất công nghiệp”.
1.1.5. Sơ đồ khối chung của HTC
Ta có thể hình dung sơ đồ khối của HTC như hình 1.1.
Từ đối tượng công nghiệp qua thiết bị đo và thu nhận thông tin được truyền đến thiết bị gia công (máy tính) qua thiết bị lưu trữ, thiết bị thể hiện thông tin đo và đến người quan sát. Thiết bị điều khiển làm nhiệm vụ điều khiển sự làm việc của toàn bộ hệ thống và điều khiến đối tượng theo yêu cầu của công nghệ.
