Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ potx

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


Phế phẩm


Phế liệu
Năng lượng


Nguyên liệu

Cơ sở
vật chất



Quá trình Sản xuất




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

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-2


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:
Y1
Yn
Xn-1
Start
Yn
Y2
Y3
Y2
Y3
Y2
Y1
X2
Y1
Xn
Y4
X1
Y3
Y2
.
Yn-1
.
.

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

STU - Bi ging : iu khin quỏ trỡnh cụng ngh
Trang-4
Y6
Y5
Y3
Y8
Y4
y2
T7
Vaột
Y7
Y5T3
T8
Y2
Y1
Saỏy
Y7
X
T7
y8
Y8

Y7
T2
T8
y1
Bụm
y4
T6
y8
Y3
y9
Y5
y6
Y3
y9
Y5
Y8
y7
Y4
y4
T3
Y9
T6
Y1
X
y3
y5
T4
Y4
Y1
Xaỷ

T9
T2
Y2
Y2
T4
Y9
Y9Start
Y6
T9
Giaởt
Y6


GVHD:Ts. Hong Minh Trớ #" SVTH: Vng Vn Hựng

STU - Bi ging : iu khin quỏ trỡnh cụng ngh
Trang-5
2.1.2 QUA TRèNH TUAN Tệẽ SONG SONG:
Quỏ trỡnh tun t song song ú l quỏ trỡnh nhiu giai on xy ra ng
thi cựng nhau bt u v ch i nhau kt thỳc. Kt hp vi cỏc phng thc
tỏc ng ta cú mt quỏ trỡnh cụng ngh hon chnh.





Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1
Xb1 B2 Xb2 Xk-2 Bk-1 Xbk 1
B1
Xbk

Bk
Thut toỏn gii quyt bi toỏn iu khin quỏ trỡnh tun t song song


Thớ d 1 : thc hin chng trỡnh sau:







+
+
+ A
CC
BB
AStart
Phõn chia giai on








+
+
+ A

CC
BB
AStart
y2
y
N1
y1
y
N2
y
M2
y
M1




Chng trỡnh thc hin yờu cu trờn:
GVHD:Ts. Hong Minh Trớ #" SVTH: Vng Vn Hựng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-6
YM2
YN2
Start
YN2
B2
B1
YM2
YN1

Y1
A
YN1
YM1
Y1
YN2
Y2
Y2
YN1
YN2
YN1
C1
YM2
A2
YN1
Y2
C2
C
B
Y2
A2
YM1
YM2
YM2
Y1
YM1
Y1
Y1
YM1
A1

YM1
YM1



Thực hiện chương trình sau:


GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-7


GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-8
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

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

Trang-10
STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-11
Thí dụ 2 : thực hiện chương trình sau:


A
B
MA,MAo
A

B
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.
MB
,
MBo
VB
MT là máy trộn, phải trộn
thêm ít nhất một thời gian
T sau khi nguyên liệu xả
xuống hết bồn trộn.
VA
MT
T
Mo
V
X
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.
X0
GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-12

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

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-14


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

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ

Trang-16
“M”“Start”
“M”
“ys” “V” “M0”
“D3”
“D1”
“A”
“M1.1” “V”
“D1”
“MB” “VA”
“VB”
“B”
“D2”
“D2”
P
“M1.0” “M1.1”
“X”
“M”
“D3”
“D3”
“MA” “VA”
“VB”
“A”
“VA” “MA0”
“Start”
“B”
“VB” “MB0”
“D2”

“D1”
“ys”
“A”
“Start”
“ys”
“B”
“ys”
“ys”
“Stop”“Start”

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng
STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ

Trang-17
“VA”
“D2” “M0”“D1”
“D4”
“MA0” “D6”
“D4”
“VA”
“VA”
“D4”
“VB”
“D4”
“VB”
“D1” “D2” “M0”
“D5”
“MB0” “D6”“VB”
“D5”
“D5”

“D5”
“V”
“D4”
“VB”
“T.3s”
“V”
“T”
“M”
“D3”
“V”
“VA”
“VB”
“D4”
“D5”
“V”
“MT”

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng
STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-18

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
B1
Xp=1
Xbk

Bk
Xp=0
Xb1 B2 Xb2 Xbk-2 Bk-1 Xbk-1

Thuật toán cho auá trình tuần tự có chọn lựa
Ya1
.
Ya1
Yi-1
Ya2
Ybk
Yaj
Xi-1
Ybk
Xaj
Yi
Yb1
.
Yaj
Yb1
Ya1
.
Ybk Yi+2
Xaj-1
Yi

Xbk-1
.
Yi+1
Yi+1
Ybk-1
Xp
Xp
Yb2
.
Yaj-1
Xi
Yi+1
Xbk
.
Xb1
Yi+1
Yi
Yi
Yaj
Xi

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển q trình cơng nghệ
Trang-19
Thí dụ về thực hiện quá trình tuần tự có chọn lựa:


GVHD:Ts. Hồng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-20
Chương trình thực hiện yêu cầu trên:
ym1
yk1
yk2
yn2
B
C
a2
yk1
y1
a1Yn2
y1
y1 yk2
yn1
y1
Xp
c2
a2
yn2
ym2
y1Yn1
ym1
A
c1
b2
Start
Y2
b1

y2
yk1
yn1
a2
b2
y1
yn2
b1
yn1
c1
yk2
yk2
yn2
Xp
Yk1
ym2
ym1
Y2
y2Xp
Ym2
Yk2
yn1
ym1
yk1
yk1
yn1
Ym1
yk1
y2
y2

a1
c2
ym2
Y2

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-21
Thí dụ 2a : thực hiện chương trình sau:







QT
QP
X
M
X3
X2
X1


Xe có thể qua trái hoặc qua phải (QT,QP)
Giả sử ban đầu xe ở vị trí như hình
Khi nhấn Start xe sẽ QT , nếu gặp vật cản trước
khi gặp X2 thì xe dừng luôn, nếu gặp vật cản sau

khi gặp X2 thì xe dừng lại 3s rồi QP để dừng lại
ở X2, nếu không gặp vật cản thì xe sẽ gặp X1
10s rồi QP, nếu gặp vật cản trước khi gặp X2
thì xe dừng lại 4s rồi QT để dừng lại ở X1, nếu
gặp vật cản sau khi gặp X2 thì xe dừng luôn, nếu
không gặp vật cản xe sẽ dừng luôn ở X3

Sơ đồ trạng thái :

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-22


Thiết lập ngõ vào ra PLC Step S7 semenis:



Chương trinh PLC thực hiện yêu cầu trên:
GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ
Trang-23

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng

STU - Bài giảng : Điều khiển quá trình công nghệ

Trang-24

GVHD:Ts. Hoàng Minh Trí #" SVTH: Vương Văn Hùng