Tài liệu Hệ thống thông tin công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG KHOA ĐIỆN - CƠ BÀI GIẢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP Giảng Viên : Vũ Văn Quang 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 1 GIỚI THIỆU MÔN HỌC  Tự động hóa ngày càng đem lại nhiều lợi ích to lớn cho con người. Nhờ có tự động hóa mà năng xuất lao động tăng vọt và chất lượng sản phẩm cũng sẽ tốt hơn, ổn định hơn.  Bộ phận cơ bản của hệ thống tự động hóa trong công nghiệp là hệ thống thông tin đo lường và điều khiển các quá trình công nghệ gọi tắt là “Hệ thống thông tin công nghiệp” HTC  Môn học gồm 3 phần chính: - Phần 1: Khái niệm cơ bản của HTC - Phần 2: Khâu cơ bản của hệ thống HTC - Phần 3: Hệ thống thông tin đo lường và điều khiển trong công nghiệp 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 2 Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP HIỆN NAY NỘI DUNG 1.1 Khái niệm chung 1.2 Phân loại HTC 1.3 Cấu trúc chung của hệ thống HTC 1.4 Mô hình một hệ thống mở OSI 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 3 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) là 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 có chung một cơ sở lý thuyết và ngày càng hoàn thiện 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 4 1.1.1 Nhiệm vụ của HTC  Quá trình đo lường: Đây là quá trình quan trong nhất  Quá trình kiểm tra tự động  Quá trình nhận nhận dạng  Quá trình chuẩn đoán  Quá trình điều khiển  Quá trình tính toán 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 5 1.1.2 Đặc tính chung Tất cả các quá trình trên phải bảo đảm đầy đủ:  Thiết bị đo và biến đổi thông tin đo  Truyền thông tin đo  Lưu giữ thông tin đo  Đưa đi điều khiển đối tượng 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 6 1.1.3 Yêu cầu kỹ thuật Giải quyết được vấn đề đặt ra là ngày càng 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 (hàng nghìn điểm đo) và thông số của đối tượng công nghiệp. 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 7 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 angorit 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 trong quá trình sản xuất công nghiệp 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 8 1.1.5 Sơ đồ khối chung của HTC 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 9 1.1.6 sự phát triển của HTC Thế hệ đầu tiên: vào những năm 60 TK20 là thế hệ đo điện từ, thông tin chủ yếu được truyền song song. Dụng cụ đo chủ yếu là kim chỉ, tự ghi, và hoàn toàn không có thông minh hóa Thế hệ thứ 2: những năm 70 TK20 là thế hệ ứng dụng kỹ thuật điện tử, biết chế tạo một số dụng cụ đo. Thế hệ thứ 3: những năm 80 TK20 đến khoảng năm 1992 là giai đoạn những thiết bị khả trình PLC, controler…được đưa vào HTC. Do đó sự thông minh hóa là khá cao, chủ yếu là điều khiển tập chung SCADA Thế hệ thứ 4: từ năm 1992 – 2002 là thế hệ phát triển theo cấu chúc phân tán 5/8/2015 Thế hệ thứ 5: phát triển hệ thông tin tích hợp IIS hãng ABB- Thụy sỹ Giảng Viên: Vũ Văn Quang 10 1.2 Phân loại HTC 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc a, Hệ thống các kênh đo lường song song : các kênh truyền song song, từ đầu đến cuối các kênh làm việc hoàn toàn độc lập 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 11 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường nối tiếp: các kênh song song sẽ qua bộ dồn kênh thành kênh nối tiếp. 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 12 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 13 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc c, hệ thống kênh đo lường kiểu song song nối tiếp 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 14 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường nối tiếp Ưu điểm: Tăng độ tin cậy Tăng số kênh Tăng độ chính xác Nhực điểm: phức tạp, thường là cho các hệ lớn và truyền đi xa 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 15 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường nối tiếp Ưu điểm : ít tốn đây dẫn, sử dụng khi đo khoảng cách xa, giá thành rẻ, dơn giản Nhựơc điểm: độ tin cây thấp vì hỏng 1 kênh là hỏng cả hệ thống 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 16 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường nối tiếp 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 17 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường kiểu song song nối tiếp 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 18 1.2.1 phân loại theo sơ đồ cấu trúc b, hệ thống các kênh đo lường kiểu song song nối tiếp Ưu nhược điểm: Ưu điểm: - 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 19 1.2.2 Phân loại HTC theo cách truyền a, Hệ thống các kênh truyền hữu tuyến Truyền hữu tuyến là cách truyền thông tin trên đường dây, có thể là dây trên không (dây điện thoại, đường dây điện tín…), hoặc đường dây cáp (cáp đôi dây xoắn, cáp đồng trục..) Khả năng truyền C = 1000Mbit/s b, Hệ thống các kênh truyền vô tuyến Sóng vô tuyến đi qua không khí, được truyền khi không có khả năng truyền hữu tuyến như máy bay, tàu thủy, trên núi cao, thông tin di động. Khả năng truyền C = 100.000Mbit/s c, Hệ thống các kênh truyền tin bằng cáp quang Dùng để truyền thông tin ở bước sóng hồng ngoại, ưu điểm là băng tần rộng, ít suy hao tín hiệu, có thể truyền song song nhiều ánh sáng trên cùng một sợi dây. Khả năng truyền C =1.000.000Mbit/s 5/8/2015 Giảng Viên: Vũ Văn Quang 20