Bài giảng Điều khiển quá trình nâng cao: Bài 1 - ThS.NguyễnThịLan

Bài giảng Điều khiển quá trình nâng cao: Chương 1 Các khái niệm về hiệu chuẩn vòng điều khiển được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được tầm quan trọng và chức năng của việc hiệu chuẩn vòng điều khiển; nhận biết được tầm quan trọng của việc hiệu chỉnh vòng điều khiển trong các nhà máy sử dụng hệ thống điều khiển tự động hóa. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điều khiển quá trình nâng cao: Bài 1 - ThS. Nguyễn Thị Lan TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  PVMTC ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ HIỆU CHUẨN  VÒNG ĐIỀU KHIỂN Giảng viên: ThS. Nguyễn Thị Lan Email: lannt@pvmtc.edu.vn Mobile: 098.917.5925 ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO Bài 1: Các khái niệm về hiệu chuẩn VĐK 2 MỤC TIÊU CỦA BÀI 1: Sau khi học xong bài 1, người học có khả năng: Trình bày được tầm quan trọng và chức năng của việc hiệu Ø chuẩn vòng điều khiển; Nhận biết được tầm quan trọng của việc hiệu chỉnh vòng Ø điều khiển trong các nhà máy sử dụng hệ thống điều khiển tự động hóa. THỜI LƯỢNG: 06 giờ, LT: 06 giờ, TH: 0 giờ, KT: 0 ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO NỘI DUNG BÀI 1 3 1.1 Mục đích hiệu chuẩn VĐK 1.2 Các thuật ngữ về hiệu chuẩn VĐK 1.3 Các loại quá trình chính ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.1 Mục đích của việc hiệu chuẩn vòng ĐK 4 1.1.1 Lý do cần hiệu chỉnh vòng điều khiển: - Đáp ứng nhanh với các nhiễu và đưa biến được điều khiển nhanh chóng quay trở về giá trị đặt. - Thực chất là điều chỉnh hệ số khuếch đại của vòng ĐK để hệ số này nhỏ hơn 1 ở tần số giới hạn. - Tần số giới hạn – Critical Frequency: là tần số làm cho vòng ĐK dao động với biên độ ổn định (dao động hình sin). Để kiểm chứng đáp ứng của VĐK, vận hành viên thực hiện như sau: 1. Cài đặt bộ điều khiển ở chế độ AUTOMATIC. 2. Tăng SV thêm 5% 3. Theo dõi đáp ứng của PV và MV. Sau đó đưa ra quyêt định hiệu chuẩn vòng ĐK hay không. ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.1 Mục đích của việc hiệu chuẩn vòng ĐK 5 v 1.1.1 Lý do cần hiệu chỉnh vòng điều khiển PV SV ∆SV = 5% Hình 1-1: Đáp ứng của PV đối với thay đổi bước ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.1 Mục đích của việc hiệu chuẩn vòng ĐK 6 1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của VĐK: - Một hệ thống ổn định là một hệ thống có dao động mà dao động này hoặc là ổn định (với biên độ là hằng số) hoặc là biên độ dao động giảm dần theo thời gian. - Một vòng điều khiển dao động ở một tần số nhất định và được gọi là tần số tới hạn – Critical frequency. Để sự dao động này ổn định thì hệ số khuếch đại của vòng ĐK phải bằng 1. - Nếu điều chỉnh được ????P 1.1 Mục đích của việc hiệu chuẩn vòng ĐK 7 v Trò chơi xích đu chính là một minh hoạ rõ nét về sự dao động ổn định của một vòng ĐK. Hình 1-2: Dao động ở trò chơi xích đu ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.2 Các thuật ngữ chuyên ngành 8 1.2.1 Chế độ điều khiển tỉ lệ (Proportional mode – P mode) Đối với DCS Centum VP, bộ điều khiển PID được cài đặt ở chế độ P khi: P = X% (với ????>0%), I = 9999 s (I→∞), D = 0 s Nhược điểm: luôn luôn tồn tại offset. Chỉ thực sự cần thiết để thực hiện điều chỉnh nhỏ bằng tay (manual mode) để đem biến quá trình (PV) về với giá trị đặt (SV) lúc khởi động hệ thống (initial startup). ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.2 Các thuật ngữ chuyên ngành 9 Hình 1-3: Đáp ứng PV đối với bộ điều khiển kiểu P ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.2 Các thuật ngữ về vòng điều khiển 10 1.2.2 Chế độ điều khiển PI (Proportional + Integral mode) Đối với DCS Centum VP, bộ điều khiển PID được cài đặt ở chế độ PI khi: P = X% (với ????>0%), I = Y s (????>0 ????), D = 0 s I-mode còn được gọi là Reset mode. Đơn vị RPM hoặc MPR Ưu điểm: loại bỏ được offset tồn tại ở chế độ P. Nhược điểm: ­ Nếu tác động tích phân nhanh hơn đáp ứng của quá trình sẽ gây ra bão hoà tích phân – reset windup. ­ Tác động tích phân làm vòng ĐK kém ổn định. ThS. Nguyễn Thị Lan ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH NÂNG CAO 1.2 Các thuật ngữ về vòng điều khiển 11 1.2.2 Chế độ điều khiển PI (Proportional + Integral mode) ...