Nhập môn điều khiển và tự động hóa

I. Yêu cầu, ý nghĩa thực tiễn của môn học “Nhập mơn điều khiển và
tự động hóa”
Điều khiền và tự động hóa là một ngành quan trọng trong nền kinh tế hiện
nay. Là nhóm ngành điện tử dựa trên kỹ thuật điều khiển máy móc để giảm chi
phí, sức người. Vì thế, muốn hiểu rõ được ngành thì cần phải có một mơn học
“Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa” để cho sinh viên mới vào làm quen bước
đầu với ngành học có thêm kiến thức hiểu rõ hơn về ngành học, vai trị chức
năng của ngành. Từ đó điều chỉnh hướng học sao cho phù hợp, hướng nghiên
cứu chính xác cụ thể để tiếp cận với ngành học, tránh bỡ ngỡ khi bước vào
nghiên cứu.
Môn học “Nhập môn điều khiển và tự động hóa” đã khái quát được cho
sinh viên những thông tin khá đầy đủ của ngành Điều khiển và tự động hóa, tạo
cho sinh viên lượng thơng tin khá lớn được ví như “những viên gạch” đặt nền
móng để xây nhà (tức là biết được các thông tin tiền đề để nghiên cứu tốt ngành
Điều khiển và tự động hóa). Mơn học “Nhập mơn điều khiển và tự động hóa” đã
cung cấp cho sinh viên hành trang khá lớn, kiến thức đó đã cho sinh viên nhận
thức khá toàn diện về ngành Điều khiển và tự động hóa, tự tin đặt hy vọng vào
ngành. Từ đó hình thành nên hướng học, hướng nghiên cứu tiếp cận với ngành
tốt nhất.
Môn học “Nhập môn điều khiển và tự động hóa” đã đề ra yêu cầu sinh
viên phải nắm được các thông tin sơ khai tức các thông tin tiền đề nhất định phải
tìm hiểu khi muốn đi sâu vào nghiên cứu ngành Điều khiển và tự động hóa. Làm
quen được cách thức vận hành, tác phong nghề nghiệp, vai trị của ngành Điều
khiển và tự động hóa trong hoạt động công nghiệp sản xuất của nên kinh tế.
II. Lịch sử phát triển của ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
a, Trên thế giới
Phải cảm ơn nhà khoa học người Nga Polzunow (là người thiết kế thành
công bộ chế tạo điều chỉnh mưc Kiểu phao vào năm 1975).

1

- Vào năm 1784, nhà cơ học người Anh được cấp bằng sáng chế về bộ
điều khiển Li tâm tốc độ máy hơi nước.
Trên cơ sở phát minh của các nhà khoa học Ngành KTĐK và TĐH liên
tục phát triển với tốc độ ngày càng cao, khơng những nó đưa lại hiệu quả về
kinh tế kỹ thuật cho loài người mà nó cịn giúp ta chinh phục vũ trụ và đại
dương bao la.
- Ngày 4/10/1957, Liên Xơ phóng thành cơng vệ tinh đầu tiên bay vào vũ
trụ (Vệ tinh Sputnhic)
- Ngày 12/04/1961 : Gagarin bay vào vũ trụ
- Ngày 17/11/1970 : Vệ tinh LuNaKhot 1 bay lên Mặt trăng
- Xioncovsskii : Là người đầu tiên có ý chinh phục vũ trụ
Cơng nghệ Tự động hóa được coi là ngành cơng nghiệp mũi nhọn của thế
giới. Ngày nay, Tự động hóa là một nhu cầu tất yếu để tăng năng suất, bảo vệ
mơi trường
Do kinh tế khó khăn hiện nay, các ngành cơng nghiệp Tự động hóa cũng
phát triển tạo điều kiện cho các ngành cơng nghiệp.
Để có cái nhìn tổng quát và hệ thống, sự phát triển hệ thống điều khiển tự
động và lý thuyết điều khiển tự động có thể phân chia thành những giai đoạn
như sau:
Giai đoạn 1: thời kỳ cổ đại đến 1900 (máy cơ khí, thiết bị nhiệt, máy điều
tốc ly tâm của James Watt)
Giai đoạn 2: từ 1900 đến 1940 (điều khiển PID, lý thuyết điều khiển tự
động: Maxwell, Routh, Hurwitz, và Lyaponov)
Giai đoạn 3: Giai đoạn 1940-1960 (điện tử, bán dẫn, các bộ lọc, lý thuyết
ổn định, điều khiển tối ưu, sáng lập Hiệp hội Điều khiển Tự động Quốc Tế IFAC)
Giai đoạn 4: Giai đoạn 1960-1995 (bộ lọc Kalman, điều khiển hiện đại
tối ưu và thích nghi, hệ thống định vị tồn cầu GPS và hệ thống dẫn đường vệ

2

tinh tồn cầu GLONASS, máy tính, bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển, mở đầu thời
kỳ Internet và mạng máy tính)
Giai đoạn 5: Giai đoạn 1995-nay (máy tính, Internet, kỹ thuật mạng
không dây, kỹ thuật dải băng thông rộng, phần mềm, điều khiển bền vững, điều
khiển phân tán, điều khiển lơ gíc mờ và mạng nơ ron)
b, Ở Việt Nam
Việt Nam là một đất nước đang phát triển, đang thực hiện q trình Cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đi tắt đón đầu cơng nghệ. Cơng nghiệp hóa là
vấn đề quan trọng mà chính phủ nước CHXHCN Việt Nam đặt ra nhiệm vụ phải
thực hiện đến năm 2020.
Nhưng muốn thực hiện Cơng nghiệp hóa với một đất nước xuất phát từ
điểm thấp, chiến tranh tàn phá, nền nông nghiệp lạc hậu, cơ sở hạ tầng kém là vơ
cùng khó. Thế nhưng bằng sự nỗ lực của người dân và sự điều chỉnh của nhà
nước để tiếp thu học hỏi các nước trên thế giới, tiếp thu các thành tựu của cuộc
cách mạng công nghiệp khoa học kĩ thuật cuối thế kỉ 20. Nhưng các nước tiên
tiến trên thế giới điểm xuất phát cao, có điều kiện phát triển trước và tố hơn nên
đã vượt xa chúng ta hàng chục năm, trăm năm về trình độ khoa học công nghệ.
Nền sản xuất của các nước trên thế giởi rất tiên tiến đã áp dụng từ lâu
các tiến bộ khoa học kĩ thuật, sử dụng máy móc kĩ thuật cao thay thế con người
trong sản xuất. Vì thế mà sức lao động của con người được thu giảm, năng suất
chất lượng sản phẩm cao, hiện đại. Với một nước xuất phát thấp, đang bắt đầu
phát triển hội nhập vào nền kinh tế thế giới như Việt Nam, học hỏi kinh nghiệm
sản xuất, cách thức tổ chức sản xuất, áp dụng máy móc là khơng thể nào tránh
khỏi. Vì thế mà các hoạt động sản xuất cơng nghiệp địi hỏi kĩ thuật cao đã xuất
hiện sự có mặt của máy móc, trang thiết bị hiện đại. Các hoạt động cơng nghiệp
sản xuất, dây chuyền tự động ngày càng tiên tiến, sức lao động của con người
trong công nghiệp dần được thay thế bằng máy móc. Mặt khác muốn đi tắt đón
đầu cơng nghệ, thực hiện nhanh q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất

nước thì phải đổi mới phương thức sản xuất, hạn chế sức lao động của con
3


người mà thay vào đó bằng máy móc để rút ngắn thời gian sản xuất, tăng năng
suất chất lượng sản phẩm. Vì những yếu tố đó đặt ra vấn đề bức thiết cần phải có
sự tham gia càng lớn của máy móc, dây chuyền cơng nghệ “điều khiển và tự
động hóa” vào hoạt động sản xuất cơng nghiệp của nền kinh tế, tránh các nước
tiên tiến trên thế giới bỏ xa về khoa học cơng nghệ kĩ thuật.
c, Sự hình thành ngành học Điều khiển và Tự động hóa tại Đại học
Vinh
Hiện nay nền kinh tế đang phát triển, hội nhập vào nên kinh tế Thế giới
nên đòi hỏi sự đi lên của kĩ thuật. Một trong những ngành đóng vị trí then chốt
trong hoạt động sản xuất là các hoạt động dây chuyền công nghệ gọi là “Điều
khiển và tự động hóa”.
Ngành Điều khiển và tự động hóa là một ngành đã có mặt lâu đời trên
thế giới mà tại Việt Nam thì nó mới du nhập cách đây khơng lâu, nhưng khơng
vì thế mà nó kém phát triển; là một ngành quan trọng trong sản xuất cơng nghiệp
vì thế mà nó được nhà nước chú trọng đầu tư phát triển. Các cơng ty, tập đồn,
doanh nghiệp ngày càng chú trọng ngành Điều khiển và tự động hóa bằng việc
áp dụng ngày càng nhiều máy móc, dây chuyền tự động vào sản xuất. Kết quả
đem lại không hề nhỏ, khối lượng công việc lớn nhưng lại được rút ngắn thời
gian sản xuất, sức người bỏ ra đã ít hơn, chất lượng sản phẩm lại cao. Vì thế,
ngành được hứa hẹn sẽ có một tương lại sáng lạng, mà như thế lại địi hỏi phải
có một số lượng lớn lao động tay nghề cao, ở đây là các kỹ sư được đào tạo
chuyên sâu.
Với thực tiễn đó mà trên đất nước Việt Nam các trường Đại học đã mở ra
ngành “Điều khiển và tự động hóa” để đào tạo nguồn nhân lực có trình độ kỹ
thuật cao chun sâu phục vụ đáp ứng nhu cầu của các tập đoạn, công ty, doanh
nghiệp hoạt động sản xuất công nghiệp.

Trong xu thế đó ở trường Đại học Vinh cũng khơng ngoại lệ. Đóng ở một
vị trí trọng điểm của khu vực Bắc Trung Bộ nằm trong thành phố Vinh – trung
tâm hạt nhân của nền kinh tế Bắc Trung Bộ, các hoạt động sản xuất công nghiệp
4


của các doanh nghiệp, tập đoàn ngày càng nhiều, khối lượng sản phẩm ngày
càng lớn, sự có mặt ngày càng nhiều của máy móc, hệ thống dây chuyền tự
động. Nhu cầu lao động có kỹ thuật vì thế cũng khơng ngừng tăng. Nắm bắt
được thực tiễn đó, các thầy giáo trong khoa Điện tử viễn thông - trường Đại học
Vinh đã rất nhanh ý, nhận thấy các hoạt động sản xuất công nghiệp mọc lên
ngày càng nhiều, nhưng lực lượng lao động có tay nghề ở khu vực lại đang rất ít
phần lớn là từ các tỉnh khác. Vì thế mà các thầy đã họp, nghiên cứu, đấu tranh,
trong quá trình đó nhiều ý kiến trái chiều, nhiều khó khăn xảy ra nhưng bằng sự
kiên trì của mình qua các thơng tin tìm hiểu về tương lai của ngành Điều khiển
và tự động hóa rất rộng mở nên đã thống nhất ý kiến trình lên ban thường vụ
Đảng ủy trường Đại học Vinh mở ra ngành Điều khiển và tự động hóa để đào
tạo nhân lực có tay nghề phục vụ cho các doanh nghiệp sản xuất trong vùng.
III. Trách nhiệm, nghĩa vụ và quyền lợi của người kỹ sư Kỹ thuật
điều khiển và tự động hóa
-Với những ứng dụng to lớn của lĩnh vực điều khiển tự động trong tất cả
các ngành sản xuất công nghiệp, từ các hệ thống điều khiển DCS q trình sản
xuất như hóa chất, thực phẩm ; ví dụ như các nhà máy sản xuất nước ngọt, chế
biến; các hệ thống điều khiển sản xuất, lắp ráp ví dụ như sản xuất ván dăm, sản
xuất kính, gạch men, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, các hệ thống điều
khiển chuyển động, giao
thông vận tải, điện lực, chinh phục không gian, robot, cơ điện tử, hàng
hải, thủy lực, khí nén, y tế; một hướng mới hiện nay là kỹ sư điều khiển tự động
có thể làm việc trong các hệ thống bảo vệ môi trường như các hệ thống SCAD
tự động xử lý các chất thải trong các nhà máy công nghiệp v.v hay nói chung bất

cứ lĩnh vực nào có máy móc hoạt động. Một trong những những nơi làm việc
hiện nay rất thu hút đó là trở thành giáo viên giảng dạy trong các trường trung
cấp, cao đẳng, đại học kỹ thuật trong toàn quốc.

5


Ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa là ngành một học tiềm năng,
cơ hội việc làm là rất lớn, vị trí làm việc có thu nhập cao, nhiều cơ hội thăng
tiến.
Tuy nhiên quyền lợi luôn đi đôi với trách nhiệm, người kĩ sư Kỹ thuật
điều khiển và tự động hóa phải chịu áp lực lớn, địi hỏi kinh nghiệm và sức khỏe
tốt. Cần có kỹ năng ngoại ngữ, tư duy và khả năng làm việc nhóm.
IV. Hiểu biết của bản thân qua đợt tham quan thực tế tại các cơ sở
Đợt tham quan thực tế vừa qua đã:
Giúp sinh viên chuyên ngành có dịp làm quen, gắn kết với tập thể lớp
thông qua các họat động vừa học vừa chơi mang tính tập thể; giúp sinh viên làm
quen với việc đi thực tập thực tế phần chuyên ngành, gợi ý cho các bạn những
mãng kiến thức cần quan tâm và đánh thức kỹ năng quan sát, đánh giá.
Giúp sinh viên làm quen với môi trường làm việc tương lai và hiểu rõ cơ hội
việc làm.
Chuyến đi yêu cầu:


Nắm vững lý thuyết chung



Tham quan tại cơ sở thực tế:



Nhà máy xi măng Hoàng Mai ( Quỳnh Thiện, Quỳnh

Lưu, tỉnh Nghệ An)


Viễn thông Nghệ An( TP Vinh)
Biểu đồ hệ thống điều khiển tự động trong 1 nhà máy:

6


1. Nhà máy Xi măng Hoàng Mai
Đặc điểm dây chuyền cơng nghệ:
Cơng ty Cổ Phần Xi Măng Hồng Mai là công ty sản xuất xi măng lớn, với
các trang thiết bị hiện đại nhập khẩu từ nước ngoài.
Dây chuyền sản xuất của nhà máy xi măng cơng nghệ lị quang phương
pháp khơ có hệ thống XYCLON 5 tầng trao đổi nhiệt và luồng đốt
CANCINER đầu lò loại NOX thấp với cơng suất 4.000T CLINKER/ngày đây là
một nhà máy có cơng nghệ sản xuất tiên tiến do hãng FCB (cộng hoà Pháp) thiết kế
và cung cấp các thiết bị chủ yếu dây chuyền sản xuất chính cũng như các cơng
đoạn phụ trợ đến được cơ khí hố và tự động hố cao.

7


Sơ đồ dây chuyền sản xuất công nghệ.

Nguyên liệu sản xuất:

-Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vơi và đất sét, ngồi ra
người ta cịn dùng quặng sắt và Bơxít để làm ngun liệu điều chỉnh.
Máy nghiền nguyên liệu:
-Máy

nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền đứng do hãng Pfeiffer AG

cung cấp dạng MPS 5000B có năng suất 320T/h
Lị nung:
-Lị nung của nhà máy xi măng Hồng Mai với hệ thống Cyclon trao đổi
nhiệt 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống Canciner kiểu đặc trưng dễ vận hành và dễ
hiệu chỉnh nhiệt, lò được thiết kế sử dụng vòi phun than đa kênh ROTAELAM
của hãng PILAR

8


Nghiền xi măng:
-Máy nghiền sơ bộ xi măng là loại máy nghiền đứng của hãng TECHNIP.
Đóng bao và xuất hàng:
-Hệ thống máy đóng bao gồm 4 máy đóng bao BMH kiểu quay 8 vòi với
cân định lượng tự động, năng suất 120T/h.
- Cơng ty xi măng Hồng Mai đã và đang cần tuyển dụng những kỹ sư Kỹ
thuật điều khiển và tự động hóa, vì vậy đây là cơ hội việc làm lớn cho các kỹ sư
tương lai đang được đào tại tại Trường Đại Học Vinh.
2. Viên thông Nghệ An
Đặc điểm dây chuyền công nghệ:
-Các sơ đồ mạng và các bộ phận khác, hệ thống:
+Sơ đồ đấu nối mạng truyền dẫn
+Sơ đồ đấu nối mạng điện

+Sơ đồ truyền dẫn trạm BTS
+Bộ điều khiển trạm gốc BCS(Base station controller)
+Tủ BTS
+Giá phối dây sế(Dgital Distribution Frame)
+Giá phối dây và ghép luồng
+Ghép các luồng SDH
+Hệ thống cảnh báo
2.1. Sơ đồ khối đơn giản về HTTT:

-Hệ thống thu-phát: Truyền thanh, truyền hình, thoại, di động, viba, vệ
tinh.
-Kênh truyền: vô tuyến, hữu tuyến.
2.2. Phương thức truyền tin:

9


Thiết bị mạng viễn thông:
-Thiết bị đầu cuối
-Thiết bị chuyển mạch
-Thiết bị truyền dẫn
a, Thiết bị đầu cuối:
-Định nghĩa: Là thiết bị giao tiếp giữa người sử dụng với mạng.
-Chức năng: Dùng để biến đối tin tức.
b, Thiết bị chuyển mạch:
-Khái niệm: Mỗi trung tâm chuyển mạch là một hệ thống hoàn chỉnh và là
sự phối kết hợp của nhiều lĩnh vực kĩ thuật.
-Chức năng: Định hướng thông tin từ nguồn đến đích 1 cách chính xác,
hiệu quả đảm bảo chất lượng dịch vụ.
-Phân loại: Kỹ thuật chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch

ATM, nhãn đa giác thức, IP,...
-Cấu trúc mạng chuyển mạch:

10


Cấu trúc chuyển mạch
c, Thiết bị truyền dẫn:
-Tạo liên kết mạng giữa các trung tâm chuyển mạch bằng các tuyến thông
tin nhiều kênh, sử dụng kỹ thuật ghép kênh, các giải pháp xử lý tín hiệu phù hợp
cho việc truyền tin đi xa.
-Phân loại: +, Hữu tuyến: Cáp đồng trục, cáp quang
+, Vô tuyển: Viba, vệ tinh, di động
2.3. Các mạng truyền thông:
-Mạng thoại

-Mạng di động

-Mạng internet

-Mạng băng rộng

-Mạng truyền số liệu

-Mạng truyền hình

11


V. Một số hình ảnh tham quan

Tại nhà máy xi măng Hồng Mai

Tại viễn thơng Nghệ An

Tủ BSC

Tủ BTS

12


VI. Ý kiến, kiến nghị với Khoa về chuyến tham quan thực tế
Trước hết, chúng em xin cảm ơn khoa đã tạo điều kiện cho chúng em
được tham quan thực tế tại hai cơ sở: Xi măng Hoàng Mai và Viễn thơng Nghệ
An. Từ chuyến tham quan đó chúng em đã có cái nhìn khách quan hơn, khái
qt hơn về ngành học, nhận thức rõ được vai trị, sự đóng góp của ngành trong
hoạt động sản xuất cơng nghiệp. Chuyến đi đã được thầy cô giáo trong khoa
chuẩn bị tận tình, lên lịch trình, lo về phương tiện đi lại, ăn uống sinh hoạt đầy
đủ. Chuyến đi tuy rất ngắn về thời gian nhưng đã cho chúng em thêm hiểu về
nhau hơn. Qua chuyến đi tham quan thực tế đầu tiên đã giúp cho chúng em rút ra
được những bài học bổ ích cho những chuyến tham quan lần sau. Em kính mong
các thầy cơ giáo trong khoa tạo điều kiện để chúng em đi tham quan thực tế
nhiều hơn tại các cơ sở địa phương và cũng mong thầy cơ hồn thiện hơn ở
những lần sau.
VII. Phần kết
a, Kết quả đạt được
Sau khi hồn thành mơn học “Nhập mơn điều khiển và tự động hóa” thu
được một lượng lớn thơng tin về nhà máy Xi măng Hồng Mai và Viễn thơng
Nghệ An. Có cái nhìn khách quan, tổng qt về ngành học Điều khiển và tự
động hóa. Có được những tư liệu, thơng tin về máy móc, dây chuyền tự động

của hai địa điểm tham quan. Sưu tập được một loạt hình ảnh về nhà máy, về dây
chuyền tự động. Thấy rõ được vai trò của ngành Tự động hóa trong hoạt động
sản xuất cơng nghiệp.
b, Ý nghĩa thực tiễn
Từ lượng lớn thơng tin, hình ảnh, tư liệu tìm được qua hai chuyến tham
quan đã giúp em có cái nhìn tổng quan, khái quát về ngành Điều khiển và tự
động hóa. Từ đó có cái nhìn sâu sắc về ngành, giúp em định hướng được phương
pháp học tập, cách nghiên cứu phù hợp. Môn học đã cho em thấy được vai trò
của ngành hết sức quan trọng trong hoạt động sản xuất cơng nghiệp, nhìn thấy
được tương lai phát triển của ngành Điều khiển và tự động hóa.
13


c, Cảm nghĩ của bản thân
Sau khi học xong môn học “Nhập mơn điều khiển và tự động hóa”, nó
cho tơi có cái nhìn sâu sắc hơn về ngành. Tơi nhận thấy rằng đây là một ngành
quan trọng trong hoạt động sản xuất công nghiệp, đang được nhà nước đầu tư và
phát triển. Các tập đoàn, doanh nghiệp đã và đang tiếp tục đưa ngành Điều khiển
và tự động hóa vào q trình sản xuất. Tơi thấy đó là động lực để tôi phấn đấu
trở thành kỹ sư giỏi, được làm việc trong mơi trường hiện đại đó. Tơi cảm thấy
quyết định của mình đúng đắn khi lựa chọn vào ngành học này. Tự hứa với bản
thân mình sẽ cố gắng học tập, rèn luyện để trở thành một kỹ sư giỏi.

14