Tài liệu Bài giảng điều khiển quá trình công nghệ

Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT: Quá trình SX là QT sử dụng năng lượng (điện, hóa, cơ, sinh ) kết hợp với CSVC( máy móc, TB, nhà xưởng) tác động lên nguyên liệu để nâng cao CLSP. Sản phẩm Năng lượng Nguyên liệu Quá trình Sản xuất Phế phẩm Phế liệu Cơ sở vật chất QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ: bao gồm các giai đoạn và các phương thúc tác động lên QTSX trong các giai đoạn đó dể hình thành nên SP. QTCN chính là cách thức sản xuất. GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-2 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ ĐIỀU KHIỂN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Quá trình công nghệ được hiểu đó là các phương thức sản xuất và các giai đoạn hình thành nên quá trình sản xuất. Các quá trình điều khiển gồm có: quá trình tuần tự và quá trình ngẫu nhiên. 2.1 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ: 2.1.1 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ NỐI TIẾP: Quá trình tuần tự nối tiếp đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra liên tiếp nhau, không đè lên nhau và kết hợp với các phương thức tác động ta có một quá trình công nghệ hoàn chỉnh. (Hình 2.1a) Hình 2.1a Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá trình tuần tự nối tiếp. Hình 2.1b: Start Y2 Y1 X1 Y3 Y2 X2 Y4 Y3 Y1 Y1 Y2 Y2 Y3 . . . Xn-1 Yn-1 Xn Yn Yn Hình 2.1b GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-3 Thí dụ thực hiện một chu trình làm việc của máy giặt như sau: X: Cảm biến phát hiện mực nước đầy. T1→T9 thời gian delay cho mỗi khâu làm việc. Ta phân chia các giai đoạn làm việc Y1→Y9. Chương trình được viết như sau: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-4 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Start Y2 T7 Y1 Y1 Y8 X Y1 Y9 Y3 Y2 T2 Y4 Y2 T8 T2 Y9 Y3 y1 Y3 T3 T3 Y5 Y4 Y8 T8 T9 Y9 T9 Bôm y5 y2 Y4 Giaë t y6 T4 y9 T4 Y6 Y5 y3 Y5 y4 X Y5 Y7 Y6 y7 Y6 y8 T6 y4 T6 Xaû Y8 Vaé t Y7 y8 Y7 GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí T7 y9 # " Saáy SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-5 2.1.2 QUAÙ TRÌNH TUAÀN TÖÏ SONG SONG: Quá trình tuần tự song song đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra đồng thời cùng nhau bắt đầu và chờ đợi nhau kết thúc. Kết hợp với các phương thức tác động ta có một quá trình công nghệ hoàn chỉnh. Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xbk Bk B1 Xb1 B2 Xb2 Xk-2 Bk-1 Xbk--1 Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá trình tuần tự song song Thí dụ 1 : thực hiện chương trình sau: ⎧B + B − ⎫ Start A + ⎨ ⎬A − ⎩C + C −⎭ Phân chia giai đoạn yM1 yM2 ⎧B + B − ⎫ Start A + ⎨ ⎬ A− C + C −⎭ ⎩ y1 y2 y y N1 N2 Chương trình thực hiện yêu cầu trên: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-6 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Start YM1 Y1 YN1 A2 Y1 Y1 YM2 YM1 YM1 Y1 B2 YM1 Y2 YM2 A YM1 YM2 YM2 Y1 A2 YN2 YN1 C2 Y2 YN2 YM1 B YN1 C YN1 YN1 YN2 YM2 B1 YN2 C1 A1 Y2 Y2 Thực hiện chương trình sau: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " Trang-7 SVTH: Vương Văn Hùng Trang-8 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Ngõ vào ra PLC Step S7 GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-9 Chương trình PLC GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-10 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-11 Thí dụ 2 : thực hiện chương trình sau: A MA,MAo B A B VA VB Cho hệ thống cân định lượng như hình bên. A,B,VA,VB,V là các van điện từ. MA,MA0,MB,MBo,Mo là các mức cân khi đủ hoặc hết khối lượng. MT là máy trộn, phải trộn thêm ít nhất một thời gian T sau khi nguyên liệu xả MB,MBo xuống hết bồn trộn. Van V chỉ được mở ra khi nguyên liệu đã được trộn xong và có thùng bên dưới. Hãy thiết lập giản đồ quá trình cho hệ thống. MT T Mo X V X0 GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-12 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Sơ đồ trạng thái: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-13 Bảng thiết lập trạng thái vào ra PLC: STT Symbol Khí cụ Address Trạng thái 1 Start Nút nhấn thường hở X0.0 Input 2 X Cảm biến X0.1 Input 3 MA Cảm biến X0.2 Input 4 MA0 Cảm biến X0.3 Input 5 MB Cảm biến X0.4 Input 6 MB0 Cảm biến X0.5 Input 7 M0 Cảm biến X0.6 Input 8 Stop Nút nhấn thường hở X0.7 Input 9 D1 Rơle nội M0.0 10 D2 Rơle nội M0.1 11 D3 Rơle nội M0.2 12 D4 Rơle nội M0.3 13 D5 Rơle nội M0.4 14 D6 Rơle nội M0.5 15 Ys Đèn báo Ys Y0 output 16 A Van khí nén Y1 Output 17 VA Van khí nén Y2 Output 18 B Van khí nén Y3 output 19 VB Van khí nén Y4 Output 20 V Van khí nén Y5 output 21 M Động cơ băng truyền Y6 Output 22 MT Động cơ trộn Y7 output Chương trình PLC thực hiện yêu cầu trên: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-14 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-15 Chương trình PLC của Step S7 Semen: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-16 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ “Start” “ys” “Stop” “ys” “Start” “ys” “D1” “VA” “A” “MA0” “A” “Start” “ys” “VB” “D2” “B” “D3” “M” “MB0” “B” “Start” “ys” “V” “M0” “M” “A” “MA” “D1” “B” “VB” “MB” “D2” “X” “D1” “VA” “D2” “VA” “VB” “M1.0” “M1.1” P “M” “M1.1” “D3” “V” “D3” GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ “D1” “D2” “M0” “D4” “D2” “M0” “D4” Trang-17 “VA” “VA” “D1” “VB” “VB” “VA” “MA0” “D6” “MB0” “D6” “D4” “D4” “VB” “D5” “D5” “D4” “D5” “D5” “V” “VB” “D3” “T.3s” “T” “V” “M” “V” “MT” “VA” “VB” “D4” “D5” “V” GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng Trang-18 STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ 3.1.1 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ CÓ CHỌN LỰA: Quá trình tuần tự có chọ lựa là quá trình có rẻ nhánh gồm nhiều giai đoạn xảy ra không đồng thời nhau , kết hợp với phương thức tác động ta có 1 QTCN. Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xp=0 Xbk B1 Xp=1 Bk Xb1 B2 Xb2 Xbk-2 Bk-1 Xbk-1 Thuật toán cho auá trình tuần tự có chọn lựa Xi-1 Yi-1 Ya1 Xb1 Yi Yi Xi Yi Xp Ya2 Ya1 Xaj-1 Yi+1 Yaj Xp Yb2 Yb1 Xbk-1 Yi+1 Xbk Yi+2 Ya1 Yaj-1 . . . Yaj Yi Xi Yb1 . . Ybk-1 . Ybk Ybk Ybk Yi+1 Xaj Yaj Yi+1 GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ Trang-19 Thí duï veà thöïc hieän quaù trình tuaàn töï coù choïn löïa: GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí # " SVTH: Vương Văn Hùng