›
›

Bài giảng Điều khiển quá trình - Phạm Văn Tâm

pdf 51 trang Gia Huy 20/05/2022 1590
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Điều khiển quá trình - Phạm Văn Tâm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_dieu_khien_qua_trinh_pham_van_tam.pdf

Nội dung text: Bài giảng Điều khiển quá trình - Phạm Văn Tâm

  1. BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 1
  2. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 1.1 Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển quá trình 1.2 Tính cấp thiết của điều khiển quá trình Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 2
  3. 1.3 Khái niệm chung về điều khiển quá trình Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 3
  4. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 4
  5. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 5
  6. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 6
  7. 1.4 Phân loại điều khiển quá trình 1.5 Các thành phần cơ bản của hệ thống Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 7
  8. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 8
  9. 1.6 Thời gian chết của quá trình Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 9
  10. 1.7 Mạch vịng phản hồi Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 10
  11. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 11
  12. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 12
  13. 1.8 Chọn chế độ hoạt động cho bộ điều khiển Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 13
  14. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 14
  15. CHƢƠNG 2 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ P&ID 2.1 Ý nghĩa chữ viết tắt No Ký hiệu Ý nghĩa Ý nghĩa 1 A/S Air supply Nguồn khí nuơi 2 BDV Blowdown valve Van xả áp suất 3 DPI Difference Pressure Indicator hiển thị chênh áp 4 ESD Emergency Shutdown Dừng/ngắt khẩn cấp 5 FC Flow controler bộ điều khiển lưu lượng 6 FCV Flow controler valve van điều khiển lưu lượng 7 FE Flow element Cảm bến lưu lượng 8 FIC Flow indicating cotroller bộ chỉ thị điều khiển lưu lượng 9 FIT Flow indicating transmitter Chuyển phát chỉ thị l,lượng FQIR Flow Turboquant Idicator bộ đo llượng Turboquant 10 Record 11 FY Flow convert transducer chuyển đổi lưu lượng dịng-áp 12 HS Hand Operated pneumatic Vận hành khí nén bằng tay 13 PI pressure indicator Đồng hồ áp suất 14 IP current pressure Bộ chuyển đổi dịng-áp 15 LAH level alarm high báo cảnh mức cao 16 LAHH Level Alarm High High báo động mức rất cao 17 LAL level alarm low báo cảnh mức thấp 18 LALL Level Alarm Low Low báo động mức rất thấp 19 LC Level controller bộ điều khiển mức 20 LCV Level controller valve Van điều khiển mức 21 LG Level Gauge Đồng hồ mức 22 LIC Level Indicator controller Đ.khiển hiển thị mức lên SCADA 23 LIR Level Indicator/Recoder Ghi,hiển thị mức lên SCADA 24 LSH Level Switch high Tín hiệu mức cao 25 LSHH Level Switch High High Tín hiệu mức rất cao 26 LSL Level Switch low Tín hiệu mức thấp 27 LSLL Level Switch Low Low_relay Tín hiệu mức rất thâp 28 LT Level Transmitter Chuyển đổi phát cảm biến mức 29 LXY Solenoid XY van solenoid XY 30 LY Level convert transducer relay chuyển đổi mức dịng-áp Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 15
  16. 31 MCC Motor Control Center trung tâm điều khiển motor 32 OP Operator Panel màn hình điều khiển 33 PAH Pressure alarm high báo cảnh áp suất cao 34 PAHH Pressure Alarm High High báo động áp suất rất cao 35 PAL Pressure alarm low báo cảnh áp suất thấp 36 PALL Pressure Alarm Low Low báo động áp suất rất thấp 37 PC Pressure controller Bộ điều khiển áp suất 38 PCV Pressure controller valve Van điều khiển áp suất 39 DPAH Differential pressure alarm high Báo động chênh áp cao 40 DPI Differential pressure Indicator Chỉ thị chênh áp 41 DPT Differential pressure transmitter Chuyển đổi phát chênh áp 42 PI Pressure indicator bộ hiển thị áp suất tại chỗ 43 PIC Pressure Indicator Controller Đ.khiển hiển thị áp suất lên SCADA 44 PIR Pressure Indicator/Recode Ghi, hiển thị áp suất lên SCADA 45 PS Pressure switch Chuyển mạch áp suất 46 PSD Process Shutdown Dừng cơng nghệ hệ thống 47 PSH Pressure switch high Tín hiệu áp suất cao 48 PSHH Pressure Switch High High Tín hiệu áp suất rất cao 49 PSL Pressure switch low Tín hiệu áp suất thấp 50 PSLL Pressure Switch Low Low Tín hiệu áp suất rât thấp 51 PSV Pressure switch valve Van an tồn áp suất 52 PT Pressure transmitter Chuyển đổi phát c.biến áp suất 53 PY Pressure Transducer Relay chuyển đổi dịng-áp 54 SDV Shutdown Valve Shutdown Valve 55 TE Temperature Element Cảm biến nghiệt độ 56 TI Temperature Indicator bộ hiển thị nhiệt độ tại chỗ Temperature Indicator 57 TIC Controller Đ.khiển h.thị nhiệt độ lên SCADA 58 TIR Temperature Indicator/Recoder Ghi,hiển thị nhiệt độ lên SCADA 59 TT Temperature Transmitter Chuyển đổi phát c.biến nhiệt độ 60 ZAH Alarm hight Báo động mức lưu lượng cao 61 ZAL Alarm low Báo động mức lưu lượng thấp 62 ZIC Position indicator close Hiển thị vị trí đĩng 63 ZIO Position indicator open Hiển thị vị trí mở 64 ZSH Level swich hight báo trạng tháicao 65 ZSL Position switch low mức lưu lượng thấp 66 P&ID Process & Instrument Diagram Sơ đồ xử lý cơng nghệ và thiết bị Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 16
  17. 2.2 Các biểu tƣợng No Ý nghĩa Biểu tƣợng 1 Đường chính. Main lines 2 Đường thứ cấp/phụ. Secondary Lines 3 Đường giới hạn khơng được vượt qua. Skid package limit. 4 Kết nối cơ khí. Mechanical Link 5 Kết nối cơ khí, cơ học 6 Đường tín hiệu đo lường, điều khiển. Measurement, Control signal lines, 4÷20 mA analog 7 Đường cấp điện nguồn hoặc nối tới quá trình kỹ thuật. Electric Power Lines. 8 Đường khơng định nghĩa 9 0 low to 100 psi hight, binary (on/off) 10 Đường tín hiệu thuỷ lực. Hydraulic signal lines. 0÷3000psi analog 11 Đường tín hiệu khí nén. Pneumatic signal lines, 3÷15psi analog 12 Đường tín hiệu điện từ, âm thanh cĩ dẫn định 13 Đường tín hiệu điện từ, âm thanh khơng dẫn định 14 Kết nối hệ thống truyền thơng, dữ liệu, phần mềm kiểu nối tiếp. Serial signal lines. Low voltage DC punse , Diagital 15 Electric binary signal, Hight-Low voltage. Binary On/Off Tín hiệu điện Binary. 16 Ống mao dẫn. Instrument capiliary lines. Variuos Pressures, analog 17 Phần cứng, thiết bị đơn lẻ ngồi hiện trường. Discrete instruments, Field mounted. 18 Phần cứng, thiết bị đơn lẻ vùng sơ cấp cĩ thể nối vào trung tâm điều khiển. Discrete instruments, Primary location normaly accessible to operator. 19 xxxx trong trung tâm điều khiển Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 17
  18. 20 Phần cứng, thiết bị đơn lẻ vùng mở rộng cĩ thể nối vào trung tâm điều khiển. Discrete instruments, Auxiliary location normaly accessible to operator. 21 xxxx vùng mở rộng 22 Thiết bị hai biến hoặc một biến đa chức năng 23 Phần cứng, Thiết bị chia sẻ hiển thị & điều khiển ngồi hiện trường. Share display, share control Field mounted. 24 Thiết bị chia sẻ hiển thị & điều khiển vùng sơ cấp cĩ thể nối vào tr.tâm đ.khiển. Share display & control, Primary location normaly accessible to operator. 25 xxxx trong trung tâm điều khiển 26 Th.bị chia sẻ hiển thị & điều khiển vùng mở rộng cĩ thể nối vào tr.tâm đ.khiển. Auxiliary location normaly accessible to operator. Share display, share control. 27 xxxx vùng mở rộng 28 PLC ngồi hiện trường. Programmable logic control Field mounted. 29 PLC vùng sơ cấp cĩ thể nối vào trung tâm điều khiển. Programmable logic control, Primary location normaly accessible to operator. 30 PLC xxxx trong trung tâm điều khiển 31 PLC vùng mở rộng cĩ thể nối vào trung tâm điều khiển. Programmable logic control Auxiliary location normaly accessible to operator. 32 PLC xxxx vùng mở rộng 33 Phần mềm chức năng ngồi field 34 Phần mềm chức năng điều khiển trong trung tâm điều khiển 35 Phần mềm xxxx trong trung tâm điều khiển Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 18
  19. 36 Phần mềm chức năng điều khiển vùng mở rộng 37 Phần mềm chức năng xxxx vùng mở rộng 38 Trung tâm logic điều khiển ‘I’. Interlock Logic ‘I’. (Central Control - Tủ PLC). 39 Phần tử lưu lượng. Flow element 40 Bơm hĩa phẩm. Chemical injection Pump 41 Bình lọc khí. Air filter cartridge 42 Cột hiệu chỉnh. Calibration column 42 Đầu ống đã hàn kín. Welded cap 43 Mặt bích nối ống về hai phía. Flange 44 Mặt bích bịt đầu ống. Blind Flange 45 Giảm cỡ ống đồng tâm. Concentric Reducer 47 Mặt bích kính . Spectacle Flange 48 Van mở khố. Locked open Valve LO 49 Van đĩng khố. Locked close Valve LC 50 Chỉ dẫn ‘Từ Đến ’. From/To unit Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 19
  20. 51 Thay đổi đường/đặc tính. Line/Spec Change 52 Valve cổng. Gate Valve 53 Valve kim. Needle Valve 54 Van thường đĩng. Normal close Valve 55 Van cầu cổng giảm. Reduced port ball Valve 56 Van cầu cổng đủ. Full port ball Valve. F 57 Van kiểm tra. Check valve. 58 Van bảo vệ an tồn áp suất. Pressure safety Valve PSV 59 Van điều khiển áp suất. Pressure Control Valve 60 Van điều khiển lưu lượng. Flow Control Valve 61 Solenoid Valve S 62 Van gĩc. Angle Valve Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 20
  21. 2.3 Một số ví dụ Ví dụ 1: Mạch vịng điều khiển áp suất. Lưu đồ a là cơ sở cho phát triển hệ thống và phần mềm, b là lưu đồ đơn giản hĩa quá trình cơng nghệ. Hình 1.14 lưu đồ P&ID cho vịng điều khiển áp suất Ví dụ 2: Cho sơ đồ P&ID của bình tách C-x như hình 1.15. Hãy : a/ Thuyết minh về xử lý quá trình dầu. b/ Xác định các vịng điều khiển kín & hở xử lý dầu, chỉ rõ các thiết bị của các vịng điều khiển đĩ. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 21
  22. LSH 1875 mm H 501 1480 mm LT LG 501 501 C-x 810 mm LSLL 501 300 mm Oil Output LALL PSD 501 ESD LSH LSL 501 501 LAHH 501 LAH LIC LIR LAL 501 501 501 501 S LY 501 XY LCV 501 501 TO FLOW COMPUTER a/ Thuyết minh qua trình cơng nghệ xử lý dầu gồm : _Xử lý về cơng nghệ tách dầu Thuyết minh theo biến thiên của mức dầu từ 810 mm ÷ 1480 mm Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 22
  23. _Xử lý về an tồn về dầu Thuyết minh theo hai set point của mức dầu là 300 mm và 1875 mm b/ Vịng điều khiển cĩ hai loại : _Vịng kín : xử lý về cơng nghệ : LT501, Controller, LCV501 _Vịng hở : xử lý về an tồn : LSLL501, LSHH501, Controller 2.4 Bài tập Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 23
  24. CHƢƠNG 3 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT: Quá trình SX là QT sử dụng năng lượng (điện, hĩa, cơ, sinh ) kết hợp với CSVC( máy mĩc, TB, nhà xưởng) tác động lên nguyên liệu để nâng cao CLSP. Sản phẩm Năng lượng Nguyên liệu Quá trình Sản Phế phẩm xuất Phế liệu Cơ sở vật chất QUÁ TRÌNH CƠNG NGHỆ Bao gồm các giai đoạn và các phương thức tác động lên QTSX trong các giai đoạn đĩ dể hình thành nên SP. QTCN chính là cách thức sản xuất. Quá trình cơng nghệ được hiểu đĩ là các phương thức sản xuất và các giai đoạn hình thành nên quá trình sản xuất. Các quá trình điều khiển gồm cĩ: quá trình tuần tự và quá trình ngẫu nhiên. 3.2 3.2 Quá trình tuần tự nối tiếp đĩ là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra liên tiếp nhau, khơng đ lên nhau và kết hợp với các phương thức tác động ta cĩ một quá trình cơng nghệ hồn chỉnh. (Hình 8.1a) .1a 1 giai đoạn sẽ bắt đầu khi đang ở giai đoạn trƣớc và kết thúc giai đoạn trƣớc và nĩ sẽ kết thúc khi xảy ra giai đoạn sau nĩ. Riêng giai đoạn đầu bắt đầu khi nhấn Start. Cịn giai đoạn cuối sẽ kết thúc khi nĩ cĩ điều kiện kết thúc. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 24
  25. Thuật tốn giải quyết bài tốn điều khiển quá trình tuần tự nối tiếp. Hình .1b: Start Y2 Y1 Y1 Y1 X1 Y3 Y2 Y2 Y2 X2 Y4 Y3 Y3 . . . Yn-1 Xn-1 Xn Yn Yn Hình 8.1b Bơm 1 Giặt 1 Xã 1 Vắt + Xã 1 Start x T2 T3 T4 y1 y2 y3 y4 Bơm 2 X End y5 Giặt+ Sấy Vắt + Xã 2 Xã 2 Giặt 2 T9 T8 T7 T6 y9 y8 y7 y6 X: Cảm biến phát hiện mực nước đầy. T1 T thời gian delay cho mỗi khâu làm việc. Ta phân chia các giai đoạn làm việc Y1 Y9. Chương trình được viết như sau: Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 25
  26. Start Y2 Y1 T7 Y9 Y8 Y1 Y8 T8 Y1 X Y3 Y2 T8 T9 Y9 Y2 T2 Y9 T9 T2 Y4 Y3 Bơm y1 Y3 T3 y5 Giặt T3 Y5 Y4 y2 y6 Y4 T4 y9 T4 Y6 Y5 Xả y3 Y5 y4 Y5 X Y7 Y6 y7 y8 Y6 T6 Vắt y4 T6 Y8 Y7 y8 Y7 T7 Sấy y9 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 26
  27. 3.2.2 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ SONG SONG: Quá trình tuần tự song song đĩ là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra đồng thời cùng nhau bắt đầu và chờ đợi nhau kết th c. ết hợp với các phương thức tác động ta cĩ một quá trình cơng nghệ hồn chỉnh. Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xbk B1 Bk Xb1 B2 Xb2 Xk-2 Bk-1 Xbk-1 Thuật tốn giải quyết bài tốn điều khiển quá trình tuần tự song song Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi Yi Yb1 Yi Xi Ya2 Ya1 Ya1 . . . Yaj-1 Xaj-1 Yi+1 Yaj Yaj Yi Xi Yb2 Yb1 Yb1 . . . Ybk-1 Xbk-1 Yi+1 Ybk Ybk Ybk Xbk Yaj Xaj Yi+2 Yi+1 Yi+1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 27
  28. Thí dụ thực hiện chương trình sau: B B  Start A A C C  Phân chia giai đoạn YY23 YY16 BB / Start A A YY45  CC / Chương trình thực hiện yêu cầu trên: Star Y2 Y1 Y1 Y4 Y1 A2 Y3 Y2 Y2 Y1 A Y2 Y2 B2 Y6 Y3 Y3 Y3 Y2 B Y1 A2 Y5 Y4 Y4 C Y4 Y4 C2 Y6 Y5 Y5 Y3 B1 Y5 C1 A1 Y6 Y6 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 28
  29. 3.2.3 Quá trình tuần tự cĩ chọn lựa là quá trình cĩ rẻ nhánh gồm nhiều giai đoạn xảy ra khơng đồng thời nhau , kết hợp với phương thức tác động ta cĩ 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 Bk Xp=1 Xb1 B2 Xb2 Xbk-2 Bk-1 Xbk-1 Thuật tốn cho quá trình tuần tự cĩ chọn lựa Yi-1 Xi-1 Ya1 Yb1 Yi Yi Yi Xi Xp Ya2 Ya1 Ya1 . . Yaj-1 . Xaj-1 Yi+1 Yaj Yaj Yi Xi Xp Yb2 Yb1 Yb1 . . Ybk Ybk-1 . Xbk-1 Yi+1 Ybk Ybk Xbk Yi+2 Yi+1 Yaj Xaj Yi+1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 29
  30. Thí dụ về thực hiện quá trình tuần tự cĩ chọn lựa: Ví dụ 1: B B    Xp 0 C C Start A  A B  B  Xp 1   C  C  Phân chia giai đoạn: Y2 Y3 B B    Xp 0 C C  Y4 Y5 Start A A Y Y8 1 B  B  82 Xp 1   C  C  Y6 Y7 Sinh viên tự viết chương trình theo giải thuật trên Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 30
  31. Ví dụ 2: X M QT QP M X1 X2 X3 Xe cĩ thể qua trái hoặc qua phải (QT,QP) Giả sử ban đầu xe ở vị trí như hình QT QP hi nhấn Start xe sẽ QT , nếu gặp vật cản trước khi gặp X2 thì xe dừng luơn, nếu gặp vật cản sau khi gặp X2 thì xe dừng lại 3s rồi QP để dừng lại ở X2, nếu khơng gặp vật cản thì xe sẽ gặp X1 10s rồi QP QT 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 3s rồi qua trái để dừng lại ở X2, nếu khơng gặp vật cản xe sẽ dừng luơn ở X3 X X 3 X X 2  X X 1 TS2(10 ) QP3 X TS4(3 ) X 2 X X 2 D22  QP D44  QT  QT 2 StartQT1 X TS3(4 ) X 1 D33  QT  X TS1(3 ) X 2 D11  QP  X QT QT1 QT 2 QT 3 QT 4 QP QP1 QP 2 QP 3 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 31
  32. 3.2.4 Quá trình tuần tự cĩ lặp vịng là quá trình thực hiện lặp lại một chu trình khi một điều kiện nào đĩ th a mãn. Quá trình lặp vịng kết th c khi điều kiện đĩ hết th a mãn vịng lặp. Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj -2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xq=1 Xq=0 Quá trình tuần tự cĩ lặp vịng ít nhất phải cĩ 3 giai đoạn. Nguyên tắc chia giai đoạn: Số giai đoạn càng ít càng tốt nhƣng trong 1 giai đoạn khơng đƣợc chứa 2 trạng thái của cùng 1 phần tử. Trong vịng lặp tối thiểu 3 giai đoạn. Quá trình song song 1 giai đoạn cĩ thể xem nhƣ nối tiếp. Lưu đồ thuật giải cho quá trình tuần tự cĩ lặp vịng như hình: Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi Yi Yi Xi Ya2 Ya1 Yaj Xaj Xq Ya1 Ya1 Xa1 Ya3 Ya2 Ya2 . . Yaj-1 . Xaj-1 Ya1 Yi+1 Yaj Yaj Yaj Xaj Xq Yi+2 Yi+1 Yi+1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 32
  33. Thí dụ cho quá trình tuần tự cĩ lặp vịng: Thí dụ 1: Thực hiện quá trình sau: y1 y 2 y 3 Start A  A B  B Stop yy12p y1 y 2 y 3 Start A  A Start A  A  Stop Stop Thí dụ 2: Thực hiện quá trình sau: y1 y 2 y 3 Start A  B B  A Nlần Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 33
  34. Bài tập: Bài 1: Cho hệ thống cân định lượng như hình bên. A,B,VA,VB,V là các A B van điện từ. MA,MA0,MB,MBo,Mo là các mức cân khi đủ hoặc hết khối lượng. A B MT là máy trộn, phải trộn thêm ít nhất một thời gian T sau khi nguyên liệu xả xuống hết bồn trộn. MA,MAo MB,MBo Van V chỉ được mở ra khi nguyên liệu đã được VA VB trộn xong và cĩ thùng MT bên dưới. Hãy thiết lập giản đồ quá trình cho hệ thống. T 3+2.5+2+2 Mo X V M Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 34
  35. MA MA0    A D13MT0 VA D D5 M 0 MB  MB0  Start  B D24 VB D V    X MD 6 Bài 2: Cho băng chuyền hình sau: hi ynhấn Start Băng chuyền thùng M1 chạy, khi thùng tới X1 tác động M1 dừng lại, M2 chạy, táo rơi xuống, cảm biến X2 tác động vào bộ đếm C khi đủ số quả C tác động, M2 dừng lại, M1 chạy tiếp. XC1 Start M 1 M 2 M 3 XC2 Stop M2 X2 C X1 M1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 35
  36. Bài 3: Cho hệ thống phân loại bi đen và trắng như hình. Hãy vẽ giản đồ quá trình và viết chương trình điều khiển cho hệ thống trên a2 a1 CB phat hien vat X1, mau X b2 b1 c2 c1 XC1 AA XC1 AA C2  XTX11  QC2  Start D1 D 2  B B D3  XC2 AA XC AA 2 C1  QC1  Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 36
  37. Bài tập 4: Cho hệ thống như hình, khi nhấn start V1 mở ra, nguyên liệu 1 được chiết vào bồn trộn, đến khi HSW1 tác động thì V1 đĩng lại, V2 m ra nguyên liệu 2 được đưa vào bồn trộn khi bồn trộn đầy HSW2 tác động, máy trộn MT trộn thêm tối thiểu thời gian T, M sẽ kéo băng chuyền thùng, nếu ở dưới cĩ thùng thì X tác động, Vo mở ra cho đến khi XX tác động, quá trình chiết này được lặp lại cho tới khi LSW tác động, mẻ nguyên liệu mới sẽ được trộn lại nếu khơng nhấn stop. V1 V2 MT T HSW2 HSW1 LSW Vo X XX M Stop HSW12 HSW T LSW VVD1 2  1  Start  V0 X LSW XX X MDD1 2 3 MM23   Stop Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 37
  38. 3.3 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ NGẪU NHIÊN 3.3.1 PHƢƠNG PHÁP HUFFMAN TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ Ví dụ: Xét giản đồ trạng thái sau: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + A - + B - a b a b a b a b a b a b a b a b a b 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 2 Lập bảng chuyển đổi trạng thái, khoanh trịn các trạng thái từ nĩ chuyển đến các trạng thái khác. TT a b a b a b a b A+ A- B+ B- 1 1 2 1 2 2 1 2 2 1 0 0 X 1 1 2 3 2 0 1 0 X 3 3 4 0 X 1 0 4 5 4 0 X 0 1 6 1 0 0 X 5 5 6 6 7 X 0 1 0 7 7 8 0 1 X 0 8 1 8 0 X 0 1 Để giảm bớt các trạng thái, ta kết hợp các trạng thái mà ở đĩ trên một cột cĩ cùng trạng thái hay trạng thái X (Don’t care) 1 y1y2 TT a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 8 2 1 7 8 10 1,7,8 2 3 2 A 11 2,3 7 4 7 3 5 6 4 01 4,5,6 7 B 4 00 7 6 5 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 38
  39. Lập bảng chuyển đổi trạng thái. Dựa trên nguyên lý hoạt động của RS-FF ta xây dựng bảng trạng thái. (y1 cho R1S1, y2 cho R2S2) Nhắc lại nguyên lý hoạt động RS-FF: S R Qn+1 R S Qn+1 Qn Qn+1 Rn Sn Qn+1 0 0 Qn 0 0 X 0 0 1 0 0 1 0 1 S R\ Qn+1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0* 1 1 0 X Qn+1 Ví dụ: Hàng y1y2=10 cĩ a1b1 ở trạng thái 1 bền do đĩ R1S1 là 0X, tương tự cho a2b1 từ trạng thái 2 khơng bền sẻ chuyển sang trạng thái 2 bền tương ứng y1 chuyển từ 11 do đĩ R1S1 là 0X; Hàng y1y2=11 ta cĩ a1b1 ở trạng thái 3 bền do đĩ R1S1 là 0X, tương tự cho a1b2 từ trạng thái 4 khơng bền sẽ chuyển sang trạng thái 4 bền tương ứng y1 A chuyển từ 10 do đĩ R1S1 là 10; (Lưu ý Từ 77 7). R y1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S 10 0 0 0 0 x x x x 11 0 0 0 1 x x x 0 R1 S1 01 x x 0 X 0 0 1 0 00 10 x 0 X X 0 1 0 0 11 0 0 1 0 x x 0 x R2 S2 01 0 0 0 0 x x x x 00 R t gọn R1S1 và R2S2 ta được: Start y2 y1 R1=y2a1b2 a2 b2 S1=a2b2 a1 R =y a b y1 2 1 2 2 b2 1S =a b 2 2 1 a2 b1 y1 y2 Chương trình như hình bên. y2 a2 b2 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 39
  40. R y1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S 00 X 0 X X 0 1 0 0 10 0 0 1 0 X X 0 X R1 11 0 0 0 0 X X X X S1 01 00 X X X X 0 0 0 0 10 X X X 0 0 0 0 1 R2 11 0 0 1 0 X X X X S2 01 00 1 X 0 0 0 X 1 X 10 0 0 X 0 X 1 X X A+ 11 1 X X 0 0 0 X X A- 01 00 0 0 X 0 X X 0 1 10 1 0 X X 0 X 0 X B+ 11 0 1 X 0 X 0 0 1 B- 01 Start y2 Rút gọn ta được: y1 R =y \a b a2 b1 1 2 2 2 a2 S =a b 1 2 1 y1 b2 R =a b 2 2 2 y1 a1 b2 S =y a b a2 2 1 1 2 y2 A+=y \b +y b y2 1 1 2 1 b2 A-=y \a 2 2 y1 b1 B+=y a +y y \a 2 2 1 2 1 A+ y2 B-=a b 1 2 y2 a2 A- y2 a2 B+ y1 y2 a1 a1 b2 B- Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 40
  41. R t gọn R1S1 v R2S2 ta được: R1=y2a1b2 S1=a2b2 R2=y1a2b2 2 S2=a2b1 Chương trình như hình sau. Start y2 y1 a2 b2 a1 y1 b2 a2 b1 y1 y2 y2 a2 b2 3.3.2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH CƠNG NGHỆ CĨ NGỎ VÀO NGẪU NHIÊN: Quá trình cơng nghệ cĩ ng vàọ ngẫu nhiên là quá trình mà cĩ đầu vào thay đổi ngẫu nhiên bất kỳ thời điểm nào nên khơng thể chia thành các giai đoạn được. Để S QTNN người ta khảo sát hệ thống thơng qua các trạng thái. Trạng thái là một tổ hợp của các ng vào với các ng ra của hệ thống vào một thời điểm nào đĩ. Hai trạng thái cĩ ng vào giống hệt nhau, ng ra giống hệt nhau vẫn cĩ thể là hai X1X 2 trạng thái khác nhau vì tình huống dẫn đến ch ng là khác nhau hoặc đơn Z1Z2 giản là vì ch ng ở những thời điểm khác nhau. Hệ thống sẽ được diễn tả bẳng giản đồ trạng thái là tập các trạng thái và các cung cĩ hướng liên kết các trạng thái đĩ với nhau. Thí dụ khảo sát hệ thống báo động: Sự cố: X1 Z1: Còi HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG Xác nhận sự cố :X2 Z2: Đèn 1. hi cĩ sự cố xảy ra: Cịi kêu, đ n sáng. 2. Nếu cĩ xác nhận sự cố: Cịi sẽ hết kêu nhưng đ n vẫn sáng nếu sự cố cịn và đ n tắt khi hết sự cố. 3. Nếu khơng nhấn xác nhận sự cố thì Cịi vẫn kêu , đ n vẫn sáng cho dù sự cố đã hết. Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 41
  42. Trạng thái 1 1 2 6 6 2 00 10 00 00 11 11 5 3 Zy1 2 01 11 10 4 Z2 y23 y 00 01 01 5 3 4 TT\X1X2 00 10 11 01 Z1 Z2 1 1 2 5 0 0 2 6 2 3 1 1 3 4 3 5 0 1 4 1 4 3 0 1 5 1 3 5 0 0 6 6 2 5 1 1 1,5 1 2 3 5 y1 1 2,6 6 2 3 5 y2 2,6 3,4 1 4 3 5 y3 3,4,5 Zy1 2 Z2 y23 y S1 x12 x R1 x1 x 2 y 2 x 1 x 2 S2 x1 x 2 y 1 R2 x1 x 2 x 1 x 2 S3 x12 x R3 x1 x 2 y 1 x 1 x 2 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 42
  43. Qn Qn+1 Rn Sn 0 0 * 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 * S R Q Q Y\X 00 10 11 01 00 10 11 01 00 10 11 01 2 3 00 0 * 0 0 0 * * 0 3 5 10 1 1 * * 1 1 1 * 11 1 5 01 0 0 0 0 * 1 1 * 00 * 0 * * 0 1 0 0 10 0 0 1 1 * * 0 0 11 01 * * * * 0 0 0 0 00 * * 0 * 0 0 1 0 10 * * * * 0 0 0 0 11 01 1 0 0 1 0 * * 0 Thí dụ khảo sát hệ thống báo động khi phát hiện 2 vật ngã lien tiếp: Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 43
  44. h1 h>h1 X1 h1>d>d1 d>h2 h Khoảng cách X2 h2 xuất hiện > d1 d1 d Vật ở bên trái hoặc bên phải vùng cảm biến X1, X2: X1, X2 khơng tác động(=0) Vật đứng nằm bên trái đường thẳng qua X2: X1 tác động(=1) Vật đứng nằm trong vùng X1, X2 nhìn thấy: X1, X2 tác động(=1) Vật ngã nằm trong vùng X1, X2 nhìn thấy: X2 tác động(=1) 1 8 00 10 11 01 2 0 0 0 0 7 1 2 3 4 3 01 00 01 00 6 0 0 1 1 4 5 6 7 8 5 X1X 2 F TT\X1X2 00 10 11 01 Z 1 1 2 5 0 2 2 3 0 3 3 4 0 4 1 4 0 5 6 5 0 6 6 2 7 0 7 8 7 1 8 8 2 7 1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 44
  45. 1 1 2 5 Y1 2,3,4 1 2 3 4 Y2 5 6 5 Y3 6 6 2 7 Y4 7,8 8 2 7 Y5 Fy 5 S1 x1 x 2 y 3 y 4 y 5 R1 x1 x 2 x 1 x 2 y 3 S2 x12 x R2 x1 x 2 y 1 S3 x1 x 2 y 1 R3 x1 x 2 y 4 S4 x1 x 2 y 3 R4 x1 x 2 x 1 x 2 y 5 S5 x1 x 2 y 4 R5 x12 x Thí dụ khảo sát hệ thống bảo vệ máy khi cĩ sự cố: hi nhấn R nếu khơng cĩ lỗi F và khơng cĩ sự cố x thì M sẽ chạy Nếu sự cố xảy ra M tắt và F=1, n t R mất tác dụng. F chỉ trở về bằng khơng khi sự cố đã hết và nhấn S 2 lần ( trong l c nhấn khơng được cĩ sự cố). 1 2 3 00 10 00 0 1 1 01 11 01 4 0 6 1 1 7 5 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 45
  46. TT\xS 00 10 11 01 F 1 1 2 6 0 2 3 2 7 1 3 3 2 4 1 4 5 7 4 1 5 5 2 6 1 6 1 7 6 0 7 2 7 4 1 1,6 1 2 7 6 Y1 2,3,7 3 2 7 4 Y2 4 5 7 4 Y3 5 5 2 6 Y4 1,6 1 2 7 6 Y1 2,3 3 2 7 4 Y2 4.7 5 2 7 4 Y3 5 5 2 6 Y4 F y234 y y S1 xS R1 xS xS x S2 xS R2 xS xSy3 S3 xS xSy2 R3 xSy4 xS S4 xSy3 R4 xS xSy1 Thí dụ khảo sát hệ thống khĩa nhị phân: Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 46
  47. 9 11/0 1 2 3 4 5 6 7 01/0 00/0 10/0 11/0 10/0 11/0 01/0 11/1 8 10 10/0 x1x2/K Thí dụ khảo sát hệ thống phân loại vật ngắn, dài, trung bình. h h1 X1 X2 X3 d1 d d2 1 2 3 4 5 6 000 100 110 010 011 001 000 000 000 000 010 000 7 111 000 001 100 X1X 2X3 9 SMG h>h1 Nếu d d2-d1 Nếu d2 d2-d1 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 47
  48. Thí dụ khảo sát hệ thống báo bơm luân phiên: bb B2 V 1 1 B1 Giả sử ban đầu bồn cạn dưới X1 hi mực nước cao hơn X2 thì 1 bơm X4 sẽ chạy, hi mực nước r t dưới X1 thì bơm đĩ sẽ tắt, khi mực nước một X3 lần nữa cao hơn X2 thì bơm kia sẽ chạy, nếu mực nước cao hơn X3 thì X1X 2X3 cả 2 bơm chạy, nếu cao hơn X4 thì van V đĩng lại, nếu dưới X4 thì V lại B 1B2 mở ra. Nếu mực nước r t dưới X2 thì X2 bơm nào chạy trước sẽ tắt trước. X1 5 4 6 111 110 100 11 11 01 12 11 000 100 110 000 7 110 100 00 00 10 01 00 00 10 8 1 2 3 9 7 100 110 111 10 11 11 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 48
  49. Tt\X1X2X3 000 100 110 111 B1 B2 1 1 2 0 0 2 2 3 0 0 3 10 3 4 1 0 4 5 4 1 1 5 6 5 4 1 1 6 1 6 7 0 1 7 6 7 8 0 1 8 9 8 1 1 9 10 9 8 1 1 10 11 10 3 1 0 11 11 12 0 0 12 12 7 0 0 Tt\x1x2x3 000 100 110 111 1,2 1 2 3 Y1 3,10 11 10 3 4 Y2 4,5 6 5 4 Y3 6,7 1 6 7 8 Y4 8,9 10 9 8 Y5 11,12 11 12 7 Y6 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 49
  50. S1 xxxyy12326 xxxyyyyy 12323456 xyy 126 xxyyyyy 1223456 R1 x1 x 2 x 3 y 2 x 2 x 3 y 2 S2 xxxy1235 xxxyyyy 1233456 xxy 125 xxyyyy 233456 R2 xxxy1236 xxxy 1233 xy 16 xy 33 S3 x1 x 2 x 3 y 4 y 5 x 3 y 4 y 5 R3 x1 x 2 x 3 y 4 x 1 x 2 y 4 S4 x1 x 2 x 3 y 3 x 1 x 2 x3 y 6 x 1 x 2 y 3 x 2 x 3 y 6 R4 xxxy1231 xxxy 1235 xy 11 xy 35 S5 x1 x 2 x 3 y 4 x 3 y 4 R5 x1 x 2 x 3 y 2 x 1 x 2 y 2 S6 x1 x 2 x 3 y 2 x 1 y 2 R6 x1 x 2 x 3 y 4 x 2 x 3 y 4 B1 y2 y 3 y 5 B2 y3 y 4 y 5 Bảng trạng thái hệ thống phân loại xe ngắn, dài, trung bình khi khoảng cách xuất hiện 2 xe lớn hơn d2-d1 và d>2d1 như sau: TT\x1x2x3 000 100 110 010 011 111 101 001 S M G 1 1 2 0 0 0 2 2 3 0 0 0 3 3 4 7 0 0 0 4 9 4 5 0 0 0 5 5 6 0 1 0 6 1 10 6 0 0 0 7 8 7 0 0 1 8 8 6 0 0 0 9 9 17 6 1 0 0 10 2 11 10 0 0 0 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 50
  51. 11 3 12 11 0 0 0 12 4 12 13 0 0 0 13 16 14 13 1 0 0 14 17 15 14 0 0 0 15 19 15 0 0 0 16 16 17 6 0 0 0 17 17 18 10 0 0 0 18 18 19 11 0 0 0 19 19 12 0 0 0 Biên soạn: ThS. Phạm Văn Tâm Trang 51