Các khái niệm cơ bản trong hệ đo và điều khiển công nghệ

Mạng máy tính
&
Hệ thống thông tin công nghiệ
Đào Đức Thịnh
BM Kỹ thuật đo & THCN
Chơng 1: Các khái niệm cơ bản trong hệ
đo & điều khiển Công nghiệp.
1.1 Chức năng của một hệ thông đo và điều khiển trong CN
1.1.1 Chức năng điều khiển các quá trình.
1.1.2 Chức năng điều khiển logic, liên động cảnh báo.
1.1.3 Chức năng giao tiếp ngời và hệ thống.
1.1.4 Chức năng thu thập và quản lý thông tin
1.2 Các khái niệm về các hệ và các thiết bị hiện đại trong CN:
1.2.1 Smart Device.
1.2.2 PLC ( Programmable Logic Controller).
1.2.3 SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition)
1.2.4 DCS(Distributed Control System)
Chức năng điều khiển các quá trình
- Điều khiển các quá trình nhiệt độ, áp suất, lu lợng Theo
một hàm thời gian.
- Các bộ điều khiển tơng tự 4-20 mA.
- Các bộ điều khiển lai, số.
- DCS
Chức năng điều khiển Logic, liên động,
cảnh báo
- Điều khiển logic, liên động các thiết bị , điều khiển tuần tự,
cảnh báo.
- Relay cơ điện, Timer, Counter.
-IC số.
-PLC.
Chức năng giao tiếp giữa ngời và hệ thống

-Ngời vận hành có thể theo dõi quá trình, điều khiển quá trình,
thay đổi Setpoint
- Panel điều khiển, công tắc, nút ấn, chiết áp.
- Đèn báo, đồng hồ (Analog, digital)
- Giao diện bằng máy tính dựa trên phần mềm HMI
Chức năng thu thập và quản lý thông tin
- Đo, thu thập và quản lý thông tin.
- bằng tay (thủ công).
- Các đồng hồ tự ghi, relay tự rơi, recorder.
- Sử dụng máy tính.
Smart Device
- Thiết bị số trên cơ sở uP có khả năng xử lý thông tin.
- Hiển thị tại chỗ hay từ xa.
- Mềm dẻo, kinh tế.
- Có khả năng tự động kiểm tra, chuẩn đoán.
Smart Device
PLC (Programmable Logic Controller)
Thiết bị điều khiển khả trình (PLC, programmable logic
controller) là một loại máy tính điều khiển chuyên dụng, do nhà
phát minh người Mỹ Richard Morley lần đầu tiên đưa ra ý
tưởng vào năm 1968. Dựa trên yêu cầu kỹ thuật của General
Motors là xây dựng một thiết bị có khả năng lập trình mềm dẻo
thay thế cho mạch điều khiển logic cứng, hai công ty độc lập là
Allen Bradley và Bedford Associates (sau này là Modicon) đã
đưa ra trình bày các sản phẩm đầu tiên. Các thi
ết bị này chỉ xử
lý được một tập lệnh logic cơ bản, 128 điểm vào/ra (1 bit) và
1kByte bộ nhớ.
PLC (Programmable Logic Controller)
- Thiết bị số trên cơ sở uP

- Phát triển để thay thế cho Relay,Timer
- Sử dụng để điều khiển quá trình, liên động với các đầu I/O số.
-Chơng trình viết bằng ngôn ngữ Ladder Logic.
PLC (Programmable Logic Controller)
SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition)
Điều khiển giám sát (và thu thập dữ liệu)
-Hỗ trợ con ngời trong việc quan sát và điều khiển từ xa
- Có giao diện ngời-máy
- HMI (Human-Machine Interface) - Giao diện ngời-máy
+ Thành phần trong một hệ SCADA, hoặc
+ Các phơng tiện quan sát/thao tác ở cấp thấp hơn
- Các trạm điều khiển giám sát trung tâm
+ Engineering Station (ES)
+ Operator Station (OS)
+ Server Station (SS)
SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition)
- C¸c tr¹m thu thËp d÷ liÖu trung gian
+ Remote Terminal Unit (RTU )
+ Data Collection Unit (DCU): PLC, PC, I/O
- HÖ thèng truyÒn th«ng
+ M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
+ M¹ng viÔn th«ng/truyÒn d÷ liÖu ®−êng dµi (v« tuyÒn, h÷u
tuyÕn)
+ C¸c thiÕt bÞ chuyÓn ®åi, dån kªnh (Modem, Multiplexer)
SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition)
- Các công cụ phát triển ứng dụng
*Giao diện ngời-máy (HMI)

+Sơ đồ hệ thống, sơ đồ công nghệ
+ Hiển thị các biến quá trình qua các "thiết bị ảo"
+ Đồ thị thời gian thực, đồ thị dữ liệu tĩnh
+ Các phím thao tác, nút điều khiển (controls)
* Hỗ trợ trao đổi tin tức (Messaging), xử lý sự kiện (Event), sự
cố (Alarm)
* Hỗ trợ việc thống kê và lập báo cáo (Reporting)
SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition)
* PhÇn mÒm kÕt nèi víi c¸c nguån d÷ liÖu (drivers cho c¸c PLC,
c¸c module vµo/ra, cho c¸c hÖ thèng bus tr−êng)
* C¬ së d÷ liÖu qu¸ tr×nh, d÷ liÖu cÊu h×nh hÖ thèng
Hệ một người dùng
Hệ nhiều người dùng
Hệ Web Client
Hệ phân tán
Hệ chạy dự phòng
Communication
DCS ( Distributed Control System)
- Các thiết bị điều khiển số + Phần cứng phần mềm thu thập
thông tin.
-Đờng truyền tốc độ cao.
- Các module bố trí phân tán.
- Mỗi Module thực hiện một chức năng riêng.
- Có giao diện để nối các máy tính điều khiển giám sát và các
bộ điều khiển.
DCS ( Distributed Control System)
DCS ( Distributed Control System)
DCS ( Distributed Control System)