Mạng giám sát và điều khiển

Các ứng dụng về điều khiển cục bộ ngày càng trở nên lỗi thời và lạc hậu bởi sự hạn chế về chất lượng điều khiển, chi phí nhân công... Giải pháp về đo lường và điều khiển tập trung đã và đang tỏ ra hiệu quả trong các ứng dụng vừa và nhỏ, bởi giá thành, chất lượng điều khiển, độ tin cậy,... - Trong bài này sinh viên tìm hiểu được vấn đề cơ bản về giám sát và điều khiển thiết bị từ xa theo chuẩn RS485. II. Nội dung Khi gia nhập tổ chức thương mại...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạng giám sát và điều khiển Xưởng điện tử Bài 8:Mạng giám sát và điều khiển BÀI 8 MẠNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT I. Mục đích yêu cầu. - Các ứng dụng về điều khiển cục bộ ngày càng trở nên lỗi thời và lạc hậu bởi sự hạn chế về chất lượng điều khiển, chi phí nhân công... Giải pháp về đo lường và điều khiển tập trung đã và đang tỏ ra hiệu quả trong các ứng dụng vừa và nhỏ, bởi giá thành, chất lượng điều khiển, độ tin cậy,... - Trong bài này sinh viên tìm hiểu được vấn đề cơ bản về giám sát và điều khiển thiết bị từ xa theo chuẩn RS485. II. Nội dung Khi gia nhập tổ chức thương mại Quốc tế WTO, các nhà doanh nghiệp trong nước có nhiều thuận lợi và chắc chắn cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn khi phải gia nhập vào tổ chức này. Một trong những khó khăn đó là cơ sở vật chất của ta còn sơ sài, việc làm chủ công nghệ của ta còn yếu. Do vậy sản phẩm của chúng ta làm ra tính cạnh tranh sẽ không cao, hoặc không đáp ứng được các tiêu chuẩn của các nước nhất là trong lĩnh vực dược phẩm, điện tử, thực phẩm và chế biến thực phẩm. Để có được chứng nhận này, không thể làm thủ công ghi chép bằng tay vào sổ sách. Mà tất cả quá trình này phải được thực hiện bằng máy tính được gọi là tiêu chuẩn GAMP (Good Automated Manufacturing Practices). Các doanh nghiệp cũng cần phải nâng cao hiệu suất hoạt động, tiết kiệm chi phí sản xuất để tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Một trong những lí do trên làm chúng ta phải nghĩ đến việc lắp đặt mạng công nghiệp để tăng cường sự can thiệp của máy tính và các bộ điều khiển thay thế cho con người. Có như thế các doanh nghiệp mới có thể đứng vững trong quá trình hội nhập mà không lạc hậu Mạng công nghiệp là hệ thống mạng tuyền thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để ghép nối các thiết bị công nghiệp. Các hệ thống truyền thông công nghiệp phổ biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau từ các bộ cảm biến, cơ cấu chấp hành, các bộ điều khiển, các trạm máy tính điều khiển và giám sát, cho đến các trạm máy tính điều hành và quản lý công ty. 1. Điều khiển: Sử dụng Bus trường truyền tin số để kết nối các thiết bị thuộc cấp điều khiển với nhau và thiết bị ở cấp chấp hành. Chức năng chính của cấp chấp hành là đo lường, dẫn động và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cần thiết. Bus trường chuyển dữ liệu quá trình lên cấp điều khiển để xử lý và chuyển quyết định điều khiển xuống cơ cấu chấp hành, vì vậy yêu cầu về tính thời gian thực được đặt lên hàng đầu. Thời gian phản ứng tiêu biểu nằm trong phạm vi từ 0,1 đến vài miligiây. 2. Điều khiển trung tâm. Điều khiển trung tâm là nơi tập hợp các máy tính/server nối mạng LAN với nhau và chúng được nối đến các bộ điều khiển, các thiết bị điều khiển của nhà máy qua các đường truyền thông như Ethernet, RS232, RS485… Các máy tính tại phòng điều khiển trung tâm này được cài các phần mềm để đảm nhận các chức năng sau: Thực tập công nhân Trang 49 Xưởng điện tử Bài 8:Mạng giám sát và điều khiển Chức năng giám sát và điều khiển (HMI – Human Machine Interface): chức năng này giúp các kĩ sư vận hành có thể theo dõi được trạng thái của nhà máy trên màn hình máy tính, thiết lập các thông số set-point lập lịch chạy cho từng bộ điều khiển/thiết bị mà không cần phải xuống sàn nhà máy. Chức năng cảnh báo (Alarm): cảnh báo để báo hiệu cho người vận hành cần phải thao tác khẩn cấp ở các bộ phận không an toàn, có nhiều mức cảnh báo và chúng được thể hiện trên màn hình máy tính hoặc còi. Chức năng thu thập và lưu trữ số liệu (Database): máy tính sẽ thực hiện thao tác lưu trữ lại tất cả những gì xảy ra trong hệ thống theo phương thức chu kì (cyclic) hoặc sự kiện (event) theo thời gian thực. Chức năng này rất quan trọng trong nhà máy, GAMP và ERP (Enterprise Resource Planning) sẽ khai thác từ cơ sở dữ liệu này để tạo các báo cáo, biểu đồ. Đối với các nhà máy ở Mỹ thì dữ liệu phả hệ phải được lưu trữ theo luật sau: 6 tháng đối với các các thực phẩm có hạn sử dụng là 60 ngày hoặc ít hơn, 1 năm đối với hạn sử dụng từ 60 ngày đến 6 tháng và 2 năm đối với hạn từ 6 tháng đến 1 năm. Chức năng báo cáo, truy vấn (Report & Query): các báo cáo này được tạo từ cơ sở dữ liệu của nhà máy, quan trọng hơn cả các báo cáo này phải có khả năng tìm kiếm và cập nhật kết quả theo thời gian thực, có như vậy các báo cáo này mới giúp các bộ phận, phòng ban có được kết quả trung thực để phản ứng kịp thời đối với nhà máy như chất lượng sản phẩm hiện tại, lập kế hoạch cho giai đoạn kế tiếp là cần phải làm gì? Chức năng đưa ra các đồ thị khuynh hướng (Trending): chức năng này giúp các nhà quản lý, kỹ sư vận hành biết được hiệu suất làm việc của hệ thống trong quá khứ, hiện tại để dự đoán trong tương lai. Dựa vào các trending này các kỹ sư có thể biết cần phải điều chỉnh ở khâu nào để nâng cao hiệu suất làm việc cũng như tiết kiệm năng lượng cho nhà máy. Kế hoạch bảo trì bảo dưỡng định kì. Chức năng bảo mật (Security): giúp an toàn thông tin tránh các truy cập trái phép làm mất hoặc hỏng thông tin, bảo mật sẽ được thiết lập cho từng cấp, từng ứng dụng như kỹ sư vận hành chỉ được phép điều khiển ở những khu vực nào, thay đổi các thông số nào? Phòng bảo trì, bảo dưỡng, kế toán được truy xuất các cơ sở dữ liệu gì trong nhà máy. 3. Điều hành sản xuất. Kết nối các máy tính văn phòng thuộc cấp điều hành với cấp điều khiển trung tâm. Thông tin được đưa lên trên bao gồm trạng thái làm việc của các quá trình kỹ thuật, hệ thống điều khiển tự động, các số liệu tính toán, thống kê về diễn biến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Thông tin theo chiều ngược lại là các thông số thiết kế, công thức điều khiển và mệnh lệnh điều hành. Điều hành sản xuất không yêu cầu nghiêm ngật về tính thời gian thực, nhưng ...