🔰Hệ thống kiểm soát quy trình không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, xử lý hóa chất, dầu khí và sản xuất điện. Các hệ thống này nhằm mục đích giám sát và điều chỉnh các quy trình công nghiệp để đảm bảo hiệu quả, an toàn và chất lượng sản phẩm. Dưới đây là một số khái niệm và thành phần cơ bản của hệ thống kiểm soát quá trình:
1️⃣ Các biến của quy trình: Hệ thống kiểm soát quy trình đo lường và kiểm soát các biến quy trình khác nhau ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống. Các biến quy trình phổ biến bao gồm nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng chảy, mức độ, pH, nồng độ và tốc độ. Các biến này cung cấp thông tin cần thiết để theo dõi và kiểm soát quá trình.
2️⃣ Vòng điều khiển: Vòng điều khiển là thành phần cốt lõi của hệ thống điều khiển quy trình. Chúng bao gồm các cảm biến hoặc bộ truyền tín hiệu đo biến số của quá trình, bộ điều khiển so sánh giá trị đo được với điểm đặt mong muốn và bộ truyền động hoặc bộ phận điều khiển điều chỉnh quy trình để duy trì điểm đặt mong muốn. Các vòng điều khiển có thể là hệ thống vòng mở (không có phản hồi) hoặc hệ thống vòng kín (có phản hồi).
3️⃣ Kiểm soát phản hồi: Kiểm soát phản hồi là nguyên tắc cơ bản trong các hệ thống kiểm soát quá trình. Nó liên quan đến việc liên tục so sánh biến quy trình được đo với điểm đặt mong muốn và điều chỉnh phần tử điều khiển cho phù hợp. Bằng cách sử dụng phản hồi, hệ thống có thể tự động sửa bất kỳ sai lệch nào so với điều kiện vận hành mong muốn, đảm bảo tính ổn định và chính xác.
4️⃣ Chế độ điều khiển: Hệ thống điều khiển quá trình có thể hoạt động ở nhiều chế độ điều khiển khác nhau, bao gồm tỷ lệ (P), tích phân (I), đạo hàm (D) và kết hợp của chúng (điều khiển PID). Điều khiển tỷ lệ điều chỉnh phần tử điều khiển tỷ lệ với sai số giữa biến quá trình và điểm đặt. Kiểm soát tích phân loại bỏ các lỗi ở trạng thái ổn định bằng cách tích phân lỗi theo thời gian. Kiểm soát đạo hàm dự đoán những thay đổi trong biến quá trình bằng cách xem xét tốc độ thay đổi của nó.
5️⃣ Chiến lược kiểm soát: Các chiến lược kiểm soát khác nhau được sử dụng dựa trên bản chất của quy trình và mục tiêu kiểm soát mong muốn. Các chiến lược phổ biến bao gồm điều khiển bật-tắt, trong đó phần tử điều khiển bật hoặc tắt hoàn toàn dựa trên ngưỡng; điều khiển theo tầng, sử dụng nhiều vòng điều khiển theo cách phân cấp; và điều khiển dự đoán mô hình, sử dụng các mô hình toán học để dự đoán và tối ưu hóa phản ứng của quá trình.
6️⃣ Giao diện người-máy (HMI): HMI cung cấp giao diện trực quan để người vận hành giám sát và tương tác với hệ thống điều khiển quá trình. Nó hiển thị thông tin quy trình theo thời gian thực, cảnh báo, xu hướng và cài đặt điều khiển. HMI cho phép người vận hành thực hiện các điều chỉnh điều khiển, xác nhận cảnh báo và truy cập dữ liệu lịch sử để phân tích và khắc phục sự cố.
7️⃣ Hệ thống an toàn: Hệ thống kiểm soát quy trình thường kết hợp hệ thống an toàn để bảo vệ con người, thiết bị và môi trường. Các hệ thống an toàn bao gồm hệ thống tắt khẩn cấp (ESD), hệ thống thiết bị an toàn (SIS) và hệ thống (SIS) và khóa liên động khởi động các hành động bảo vệ nhằm ứng phó với các điều kiện bất thường hoặc sự kiện quan trọng.
8️⃣ Thu thập và phân tích dữ liệu: Hệ thống kiểm soát quy trình thu thập và lưu trữ một lượng lớn dữ liệu. Các hệ thống tiên tiến sử dụng các công cụ phân tích và thu thập dữ liệu để xử lý và phân tích dữ liệu này nhằm theo dõi hiệu suất, tối ưu hóa, bảo trì dự đoán và cải tiến quy trình.
9️⃣ Cơ sở hạ tầng mạng và truyền thông: Các hệ thống điều khiển quá trình dựa vào mạng truyền thông để kết nối các thành phần, thiết bị và hệ thống con khác nhau. Các mạng này cho phép trao đổi dữ liệu, tín hiệu điều khiển và giám sát từ xa. Các giao thức phổ biến được sử dụng bao gồm Ethernet, Profibus, Modbus và OPC (OLE cho Kiểm soát quy trình).
🔰Hiểu được những nguyên tắc cơ bản này là điều cần thiết để thiết kế, triển khai và duy trì các hệ thống kiểm soát quy trình hiệu quả. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là độ phức tạp và các yêu cầu cụ thể của hệ thống kiểm soát quy trình có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào ngành, độ phức tạp của quy trình và các tiêu chuẩn quy định áp dụng cho ứng dụng cụ thể.
(St.)
Ý kiến bạn đọc (0)