Giáo trình kỹ thuật điều khiển 2

Tự động hóa được định nghĩa như một công nghệ trong đó các mệnh lệnh đã được lập trình được sử dụng để vận hành một quá trình nhất định, và được kết hợp với sự phản hồi thông tin để xác định xem các mệnh lệnh đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật điều khiển 2mức chất lỏng trong bể. Một ví dụ nữa rất quen thuộc với cuộc sống của chúng talà chiếc tủ lạnh. Người sử dụng có thể đặt một mức nhiệt độ mong muốn, mộtnhiệt kế sẽ đo nhiệt độ thực sự trong tủ lạnh và độ sai lệch của nhiệt độ thực sựvới nhiệt độ mong muốn, còn động cơ nén khí của tủ lạnh đóng vai trò của bộkhuyếch đại công suất. Tín hiệu + Tín Khuyếch Cơ cấu vào hay Quá trình hiệu ra đại chấp hành _ đối sánh Hệ đo Hình 1.7. Một hệ thống điều khiển vòng kín cơ bản Tự động hóa được định nghĩa như một công nghệ trong đó các mệnh lệnh đãđược lập trình được sử dụng để vận hành một quá trình nhất định, và được kếthợp với sự phản hồi thông tin để xác định xem các mệnh lệnh đó có được thựchiện một cách đúng đắn hay không. Tự động hóa thường được áp dụng cho cácquá trình vốn đã được vận hành bởi con người. Khi được tự động hóa, quá trìnhcó thể vận hành mà không cần tới sự trợ giúp hay can thiệp của con người. Trongthực tế, phần lớn các hệ thống tự động có khả năng thực hiện các chức năng củachúng với độ chính xác cao hơn và tốn ít thời gian hơn so với khả năng conngười có thể làm được. Một trong những lĩnh vực đặc biệt của tự động hóa là robotics. Robot lànhững thiết bị tự động được điều khiển bằng máy tính. Robot công nghiệp là mộtlĩnh vực đặc biệt của tự động hóa, trong đó các thiết bị tự động (robot) được thiếtkế để thay thế lao động của con người. Để làm được điều đó, robot cần phảimang một số những đặc tính tương tự như con người. Một trong những thiết bịcó đặc tính tương tự con người được sử dụng phổ biến nhất là các cánh tay máy,thiết bị chấp hành cơ khí có cấu trúc phỏng theo cánh tay và cổ tay của conngười. Một ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điều khiển là các bộ phận điềukhiển trong ô tô hiện đại: các hệ thống điều khiển cho giảm xóc, trợ lái, điềukhiển hiệu suất làm việc của động cơ, hay các hệ thống lái bốn bánh, điều khiểnchống trượt... Người ta hay nói đến khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn trong kỹ thuậtđiều khiển. Cũng giống như nhiều ngành khác, trong nhiều lĩnh vực của kỹ thuậtđiều khiển lý thuyết đã đi trước ứng dụng khá xa. Tuy nhiên, có một lĩnh vực màkhoảng cách này là không đáng kể, đó là trong công nghiệp năng lượng điện.Ngành năng lượng điện chủ yếu bao gồm các lĩnh vực chuyển hóa năng lượngthành điện năng, kiểm soát và phân phối. Các hệ thống điều khiển bằng máy tínhđã được sử dụng để tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng các nguồn năng lượng.Ngoài ra, việc kiểm soát lượng chất thải của các nhà máy điện để giảm thiểu ônhiễm đã trở thành một vấn đề vô cùng quan trọng. Các nhà máy điện hiện đạivới công suất lớn tới hàng trăm megawatts cần những hệ thống điều khiển tự 12động chịu trách nhiệm về các mối quan hệ giữa các biến của toàn bộ quá trình vàthực hiện việc tối ưu hóa quá trình sản xuất điện năng. Một quá trình như vậy cóthể có tới hơn 90 biến đặt dưới một sự điều khiển thống nhất. Ví dụ, để điềukhiển hoạt động của lò hơi, hệ thống cần đo các giá trị biến thiên như nhiệt độ, ápsuất, nồng độ ôxy... và cung cấp cho máy tính thực hiện việc tính toán. Sơ đồkhối của một hệ thống điều khiển bằng máy tính được biểu diễn trong Hình 1.8.Ngành công nghiệp năng lượng điện đã sử dụng được nhiều khía cạnh hiện đạicủa kỹ thuật điều khiển vào những ứng dụng có ý nghĩa quan trọng. Bài học củangành công nghiệp năng lượng điện cho thấy, yếu tố làm duy trì khoảng cánhgiữa lý thuyết và ứng dụng của kỹ thuật điều khiển trong nhiều lĩnh vực là việcthiếu những thiết bị dùng để đo đạc tất cả các biến quan trọng của các quá trình,bao gồm cả chất lượng và thành phần của sản phẩm. Khi những thiết bị này trởnên sẵn có, các ứng dụng của lý thuyết điều khiển hiện đại vào các hệ thống côngnghiệp sẽ tăng lên nhanh chóng. + Tín hiệu Tín hiệu Cơ cấu Máy tính Quá trình đối sánh ra chấp hành _ Hệ đo Hình 1.8. Một hệ thống điều khiển bằng máy tính Ứng dụng của khái niệm điều khiển phản hồi đã và đang xuất hiện trong rấtnhiều lĩnh vực như điều khiển tự động việc tàng trữ hàng hóa, các hệ thống tựđộng hóa trong nông nghiệp, các hệ thống sưởi ấm và làm lạnh sử dụng nănglượng mặt trời, các ứng dụng của lý thuyết đi ...