HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 9

MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN Mô tả hệ thống là một công việc không thể thiếu được trong thiết kế, xây dựng và phát triển một hệ thống điều khiển. Mô tả hệ thống yêu cầu xây dựng các mô hình và tài liệu kỹ thuật đi kèm. Các mô hình có thể dưới dạng toán học hoặc đồ họa. Nội dung trong phần này chỉ đề cập tới việc mô tả hệ thống ở mức vĩ mô bằng các phương pháp đồ họa, không đi vào mô tả toán học chi tiết từng mạch vòng điều...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 9 70 9 MÔ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN Mô tả hệ thống là một công việc không thể thiếu được trong thiết kế, xây dựng và phát triển một hệ thống điều khiển. Mô tả hệ thống yêu cầu xây dựng các mô hình và tài liệu kỹ thuật đi kèm. Các mô hình có thể dưới dạng toán học hoặc đồ họa. Nội dung trong phần này chỉ đề cập tới việc mô tả hệ thống ở mức vĩ mô bằng các phương pháp đồ họa, không đi vào mô tả toán học chi tiết từng mạch vòng điều khiển. Qua các tài liệu mô tả hệ thống, các kỹ sư điều khiển và các nhà công nghệ có một ngôn ngữ chung để bàn bạc, trao đổi trước khi tiến hành triển khai một dự án. Cũng qua việc mô tả hệ thống, bản thân các kỹ sư điều khiển cũng đã xây dựng được các mô hình chi tiết cho việc thiết kế cấu hình phần cứng, phát triển ứng dụng điều khiển và giao diện người máy. 9.1 Các phương pháp mô tả đồ họa Các phương pháp mô tả đồ họa sau đây được xem như chuẩn trong công nghiệp: • Lưu đồ công nghệ (process flow diagram) miêu tả quá trình công nghệ không có các thiết bị đo lường và điều khiển. Hiện nay có nhiều công cụ phần mềm khác nhau hỗ trợ xây dựng lưu đồ công nghệ, ví dụ Microsoft’s Visio. • Lưu đồ ống dẫn và thiết bị (piping and instrumentation diagram, P&ID) miêu tả chi tiết quá trình công nghệ kèm theo các thiết bị đo lường và điều khiển cùng các đường liên hệ giữa các thành phần. Tài liệu hình thành phục vụ thực hiện chức năng điều khiển quá trình. Hai chuẩn quan trọng liên quan tới các biểu tượng lưu đồ P&ID là ANSI/ISA S5.1 và ANSI/ISA S5.3. Microsoft’s Visio cũng là một công cụ thích hợp để xây dựng các lưu đồ P&ID. • Biểu đồ trình tự chức năng (sequential function chart, SFC) biểu diễn các bước thực hiện chức năng của qui trình công nghệ. Tài liệu hình thành phục vụ bài toán điều khiển trình tự và điều khiển logic. Chính vì sự gần gũi với việc mô tả thuật toán điều khiển, SFC cũng được coi là một ngôn ngữ lập trình. SFC được giới thiệu chi tiết trong bài 10. Gần đây, phương pháp mô hình hóa hướng đối tượng cũng được sử dụng để mô tả toàn bộ hệ thống, sự tương tác giữa các thành phần phần cứng và phần mềm trong hệ thống. Các mô hình hướng đối tượng cũng giúp ích cho việc phát triển các phần mềm ứng dụng. Ngôn ngữ mô hình hóa được sử dụng thống nhất hiện nay là UML. © 2005, Hoàng Minh Sơn 71 9.2 Lưu đồ P&ID Các biểu tượng lưu đồ P&ID được sử dụng tương đối thống nhất trên toàn thế giới. Hai chuẩn do ISA (Instrument Society of America) phát hành được chấp nhận rộng rãi trên toàn thế giới là: • ANSI/ISA S5.1: Instrumentation Symbols and Identification. • ANSI/ISA S5.3: Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems. 9.2.1 Chuẩn ISA S5.1 Biểu tượng thiết bị Bảng 9.1 liệt kê các biểu tượng thiết bị trên lưu đồ P&ID. Cần lưu ý một biểu tượng có thể biểu diễn một thiết bị hoặc một chức năng trong một thiết bị chia sẻ (ví dụ một bộ điều khiển hoặc một màn hình chia sẻ). Ý nghĩa của khái niệm “chia sẻ” ở đây là nhằm phân biệt với các thiết bị đơn lẻ (discrete instrument), chuyên dụng cho một mục đích duy nhất, ví dụ một bộ điều chỉnh số đơn lẻ, một đèn hiển thị đơn lẻ. Tùy theo mục đích mô tả mà lưu đồ có thể chứa chi tiết biểu tượng cho từng thiết bị/chức năng, hoặc bỏ qua một số trong trường hợp tương đối hiển nhiên. Các biểu tượng trên bảng 9.1 mô tả các thiết bị cũng như chức năng mà người vận hành có thể trực tiếp thao tác, sử dụng (accessible). Trong trường hợp các thiết bị/chức năng được đặt sau bảng, hoặc người vận hành không được phép can thiệp, đường gạch giữa các biểu tượng cần được vẽ bằng nét đứt. Biểu tượng các ₫ường tín hiệu và ₫ường nối Để phân biệt rõ ràng với các đường ống dẫn, tất cả các đường tín hiệu và đường nối khác cần được vẽ nét thanh. Các đường nối được thể hiện bằng các biểu tượng trong bảng 9.2. Bảng 9.1: Biểu diễn các thiết bị trên lưu ₫ồ P&ID Phòng điều khiển Vị trí mở rộng Hiện trường trung tâm (Auxilary (Local) (Remote) Location) Thiết bị phần cứng đơn lẻ Phần cứng chia sẻ - Hiển thị chia sẻ - Điều khiển chia sẻ Phần mềm Chức năng máy tính Logic chia sẻ Điều khiển logic khả trình © 2005, Hoàng Minh Sơn 72 Thiết bị cho hai biến hoặc một biến với hai hoặc nhiều chức năng Bảng 9.2: Biểu diễn các thiết bị trên lưu ₫ ...