Phương pháp điều khiển

Biến số vào điều khiển được là những biến số có thể thay đổi để điều chỉnh quá trình. Trong gia công kim loại, đó là vận tốc và lượng ăn dao. Trong quá trình hoá học, đó là tốc độ dòng chảy, nhiệt độ,… Biến số vào không điều khiển được là những biến số thay đổi trong quá trình nhưng không điểu khiển được, thí dụ độ sắc của dao cắt, độ cứng của vật liệu, hình dạng của phôi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp điều khiển CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH  3.1. Mô hình cấu trúc của quá trình sản xuất  3.2. Các chiến lược điều khiển quá trình  3.3. Các cấu hình điều khiển  3.4. Điều khiển số trực tiếp và giám sát Biến số không đổi Biến số vào không Biến số ra đo được Biến số đánh giá điều khiển được việc thực hiện Quá trrình sản xuất Biến số vào điều khiển được Biến số vào điều khiển được là những biến số có thể thay đổi để điều chỉnh quá trình. Trong gia công kim loại, đó là vận tốc và lượng ăn dao. Trong quá trình hoá học, đó là tốc độ dòng chảy, nhiệt độ,… Biến số vào không điều khiển được là những biến số thay đổi trong quá trình nhưng không điểu khiển được, thí dụ độ sắc của dao cắt, độ cứng của vật liệu, hình dạng của phôi. Biến số cố định: thí dụ như hình học dao cắt và đồ gá. Chúng có thể thay đổi giữa các nguyên công nhưng không thể thay đổi khi thực hiện nguyên công. Biến số ra đo được: là những biến số có thể đo trực tuyến trong quá trình gia công, thí dụ tốc độ dòng chảy, nhiệt độ, rung động, điện áp, công suất. Biến số đánh giá việc thực hiện: là những biến số được đo trong quá trình thực hiện và thường liên quan tới kinh tế hay chất lượng sản phẩm. Thí dụ giá thành sản phẩm, tốc độ sản xuất, lợi nhuận hàng hoá và cấp chất lượng. là điều khiển các biến số ra đo được để đạt được những kết quả mong muốn của các biến đánh giá việc thực hiện (chất lượng và giá thành). Việc này được thực hiện nhờ thay đổi các biến số vào điều khiển được của qúa trình. Tìn hiệu tương tự 1 Tìn hiệu nhị phân Tìn hiệu xung 0 Có 6 cách biểu diễn dữ liệu nhập xuất giữa máy tính và qúa trình. Đó là: 1. Chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. 2. Tín hiệu nhập kiểu công tắc Nhập 3. Đếm xung 4. Chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự 5. Tín hiệu xuất kiểu công tắc Xuất 6. Thiết bị phát xung. Bộ biến đổi tín hiệu tương tự-số Thiết bị nhập kiểu công tắc Máy tính số Thiết bị đếm xung Quá trình Bộ biến đổi sản xuất tín hiệu số- và thiết tương tự bị Thiết bị Thiết bị xuất ngoại vi kiểu công tắc xử lý dữ liệu Bộ phát xung Thiết bị chuyển đổi tín hiệu và cảm biến. Thiết bị chuyển đổi dùng chuyển đổi một đại lượng vật lý này sang đại lượng vật lý khác để cho dễ sử dụng và dễ đánh giá hơn. Khi thiết bị chuyển đổi dùng dể đo giá trị của một đại lượng vật lý chúng được coi như những cảm biến (sensor). Có hai dạng thiết bị chuyển đổi là tương tự và số. Thiết bị chuyển đổi tương tự phát ra tín hiệu liên tục, như kiểu dòng điện hoặc điện thế đặc trưng cho biến của quá trình. Chúng có hai loại: mức thấp (vài milivolts) và mức cao (cỡ lớn hơn 1 volt). Thiết bị chuyển đổi kiểu số phát ra tín hiệu số biểu diễn đại lượng đo được ở dạng một bộ các bít song song hoặc một loạt các xung đếm được. Nhờ tương thích và dễ dùng với máy tính số chúng ngày càng được sử dụng rộng rãi. Quá trình chuyển đổi gồm 3 giai đoạn: 1. Tín hiệu liên tục chuyển thành một loạt các tín hiệu tương tự ở dạng rời rạc theo thời gian. 2. Mỗi giá trị tương tự rời rạc biến thành một số hữu hạn các mức điện thế rời rạc với biên độ cho trước. 3. Các mức với biên độ cho trước được biến thành dạng số. Giai đoạn này đôi khi được gọi là mã hoá (encoding). Khi chọn bộ chuyển đổi tương tự – số dùng trong công nghiệp phải lưu ý đến đặc tính của nó: tốc độ chuyển đổi, thời gian chuyển đổi, độ phân giải. Nhận tín hiệu từ máy tính và phát ra tín hiệu tương tự ở dạng điện thế dùng cho việc điểu khiển các thiết bị tương tự như bộ ghi dữ liệu và máy in. Đây là thiết bị phản hồi của máy tính về quá trình mà nó đo đạc. Quá trình chuyển đổi chia làm hai giai đoạn: 1. Tín hiệu số chuyển đổi thành tín hiệu tương tự tương đương. Giai đoạn này gọi là giải mã (decoding). Việc giải mã được thực hiện bởi thanh ghi nhị phân. 2. Chuyển đổi tín hiệu từ thanh ghi nhị phân thành tín hiệu tương tự liên tục gần đúng. Điện thế ra được xác định bằng công thức: trong đó V0 = đầu ra của hoạt động giải mã Vref = nguồn điện thế tham chiếu, bằng đại lượng lớn nhất của đầu ra. B1, B2, …, Bn = trạng thái (0 hoặc 1) của các bít nối tiếp nhau trong thanh ghi. Thí dụ: Tín hiệu số: 101000 cho mức điện thế 10V sẽ là 6.25V Thí dụ: V0 = 10[0.5(1) + 0.25 (0) + 0.125(1) + 0.0625(0) +0.03125(0) + 0.0156(0)] = 6.25 V Là một thiết bị đóng ngắt nhiều đầu vào với một đầu ra Nó chia sẻ thời gian sử dụng với các bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Nó cũng có thể có những bộ chuyển đổi tính hiệu tương tự – số riêng biệt. Ưu điểm là rẻ tiền. Dừng hệ thống Mức độ ưu tiên ngắt như sau: Mức 1 (thấp nhất): Việc ngắt hệ thống bởi người vận hành Mức 2: Việc ngắt sinh ra bởi hệ thống Mức 3: Việc ngắt do rơ-le thời gian Mức 4: Việc ngắt do thực hiện xong lệnh điều khiển Mức 5 (cao nhất):Việc ngắt được sinh ra bởi qúa trình Lập trình điều khiển Phần lớn được thực hiện bằng ngôn ngữ assembly hoặc một ngôn ngữ cấp cao như FORTRAN. - Assemly: thích hợp cho những công việc đơn giản. Ưu điểm là hiệu qủa hơn và thực hiện nhanh chóng hơn, đặc biệt khi việc tính toán phải lặp lại nhiều lần. - Ngôn ngữ cấp cao định hướng đối tượng có ưu điểm là giảm được thời gian viết, quen thuộc với nhiều kỹ sư và bác học. Có nhiều phương pháp điều khiển hoạt động sản xuất nhờ máy tính, kể cả cấu hình phần cứng lẫn chương trình phần mềm. Việc xem xét cấu hình phần cứng gồm số lượng và chủng loại máy tính và cách nối mạng giữa chúng. Chương trình phần mềm liên quan đến việc chọn chiến lược điều khiển để điều chỉnh hoặc tối ưu hoá việc thực hiện qúa trình. Trước tiên chúng ta hãy xem xét chiến lượ ...