HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 2

CẤU TRÚC CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT2.1 Cấu trúc và các thành phần cơ bảnCác thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển và giám sát quá trình được minh họa trên Hình 2-1. Các cảm biến và cơ cấu chấp hành đóng vai trò là giao diện giữa các thiết bị điều khiển với quá trình kỹ thuật. Trong khi đó, hệ thống điều khiển giám sát đóng vai trò giao diện giữa người vận hành và máy. Các thiết bị có thể được ghép nối trực tiếp điểm-điểm, hoặc thông qua mạng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 2 82 CẤU TRÚC CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT2.1 Cấu trúc và các thành phần cơ bản Các thành phần cơ bản của một hệ thống điều khiển và giám sát quá trìnhđược minh họa trên Hình 2-1. Các cảm biến và cơ cấu chấp hành đóng vai tròlà giao diện giữa các thiết bị điều khiển với quá trình kỹ thuật. Trong khi đó,hệ thống điều khiển giám sát đóng vai trò giao diện giữa người vận hành vàmáy. Các thiết bị có thể được ghép nối trực tiếp điểm-điểm, hoặc thông quamạng truyền thông. Hệ thống điều khiển giám sát NI NI Thiết bị điều khiển tự động NI I/O NI nối trực tiếp nối qua mạng NI I/O NI network interface (giao diện mạng) NI Cảm biến và chấp hành I/O input/output (vào/ra) Quá trình kỹ thuật Hình 2-1: Các thành phần cơ bản của một hệ thống ₫iều khiển và giám sát Tùy theo loại cảm biến, tín hiệu của chúng đưa ra có thể là tín hiệu nhịphân, tín hiệu số hay tín hiệu tương tự theo các chuẩn điện học thông dụngkhác nhau (1..10V, 0..5V, 4..20mA, 0..20mA, v.v...). Trước khi có thể xử lýtrong máy tính số, các tín hiệu đo cần được chuyển đổi, thích ứng với chuẩngiao diện vào/ra của máy tính. Bên cạnh đó, ta cũng cần các biện pháp cáchly điện học để tránh sự ảnh hưởng xấu lẫn nhau giữa các thiết bị. Đó chính làcác chức năng của các module vào/ra (I/O). Tóm lại, một hệ thống điều khiển và giám sát bao gồm các thành phần chứcnăng chính sau đây: • Giao diện quá trình: Các cảm biến và cơ cấu chấp hành, ghép nối vào/ra, chuyển đổi tín hiệu. © 2005, Hoàng Minh Sơn 9 • Thiết bị điều khiển tự động: Các thiết bị điều khiển như các bộ điều khiển chuyên dụng, bộ điều khiển khả trình PLC (programmable logic controller), thiết bị điều chỉnh số đơn lẻ (compact digital controller) và máy tính cá nhân cùng với các phần mềm điều khiển tương ứng. • Hệ thống điều khiển giám sát: Các thiết bị và phần mềm giao diện người máy, các trạm kỹ thuật, các trạm vận hành, giám sát và điều khiển cao cấp. • Hệ thống truyền thông: Ghép nối điểm-điểm, bus cảm biến/chấp hành, bus trường, bus hệ thống. • Hệ thống bảo vệ, cơ chế thực hiện chức năng an toàn.2.2 Mô hình phân cấp Càng ở những cấp dưới thì các chức năng càng mang tính chất cơ bản hơnvà đòi hỏi yêu cầu cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một chứcnăng ở cấp trên được thực hiện dựa trên các chức năng cấp dưới, tuy khôngđòi hỏi thời gian phản ứng nhanh như ở cấp dưới, nhưng ngược lại lượngthông tin cần trao đổi và xử lý lại lớn hơn nhiều. Thông thường, người ta chỉcoi ba cấp dưới thuộc phạm vi của một hệ thống điều khiển và giám sát. Tuynhiên, biểu thị hai cấp trên cùng (quản lý công ty và điều hành sản xuất) trêngiúp ta hiểu thêm một mô hình lý tưởng cho cấu trúc chức năng tổng thể chocác công ty sản xuất công nghiệp.Tính toán giá thành, lãi suấtthống kê số liệu sản xuất, kinh doanh, QLxử lý đơn đặt hàng, kế hoạch tài nguyên công tyĐánh giá kết quả, lập kế hoạch sản Điều hànhxuất, bảo dưỡng máy móc, sản xuấttính toán tối ưu hoá sản xuấtGiám sát, vận hành, Điều khiển giám sátĐiều khiển cao cấp, Cấp điềuLập báo cáo khiển quáĐiều khiển, điều chỉnh, trìnhbảo vệ, an toàn Điều khiểnghi chép tường trìnhĐo lường, truyền động, Cấp trường Chấp hànhchuyển đổi tín hiệu Quá trình kỹ thuật Hình 2-2: Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống ₫iều khiển và giám sát © 2005, ...