Chương 7: Điều khiển các quá trình công nghệ

Chia sẻ: Nguyễn Anh Tuấn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

195
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình sản xuất là quá trình sử dụng năng lượng (điện, hóa, cơ, sinh ) kết hợp với cơ sở vật chất ( máy móc, TB, nhà xưởng) tác động lên nguyên liệu để nâng cao chất lượng sản phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 7: Điều khiển các quá trình công nghệ

CHƯƠNG 7 ĐIÊU KHIÊN CAC QUÁ TRINH CÔNG NGHỆ ̀ ̉ ́ ̀ 7.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT: Quá trình SX là QT sử dụng năng lượng (điện, hóa, cơ, sinh ) kết hợp với CSVC( máy móc, TB, nhà xưởng) tác động lên nguyên liệu để nâng cao CLSP. Năng lượng Sản phẩm Nguyên liệu Quá trình Sản Phế phẩm xuất Cơ sở Phế liệu vật chất QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Bao gồm các giai đoạn và các phương thúc tác động lên QTSX trong các giai đoạn đó dể hình thành nên SP. QTCN chính là cách thức sản xuất. Quá trinh công nghệ được hiêu đó là cac phương thức san xuât và cac giai đoan hinh ̀ ̉ ́ ̉ ́ ́ ̣ ̀ thanh nên quá trinh san xuât. ̀ ̀ ̉ ́ Cac quá trinh điêu khiên gôm co: quá trinh tuân tự và quá trinh ngâu nhiên. ́ ̀ ̀ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ̀ ̃ GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 1
GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 2
7.2 QUÁ TRINH TUÂN TỰ: ̀ ̀ 7.2.1 QUÁ TRINH TUÂN TỰ NÔI TIÊP: ̀ ̀ ́ ́ Quá trinh tuân tự nôi tiêp đó là quá trinh nhiêu giai đoan xay ra liên tiêp nhau, ̀ ̀ ́ ́ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ không đè lên nhau và kêt hợp với cac phương thức tac đông ta có môt quá trinh công nghệ ́ ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ ̉ ̀ hoan chinh. (Hinh 8.1a) ̀ Hinh 8.1a Thuât toan giai quyêt bai toan điêu khiên quá trinh tuân tự nôi tiêp. Hinh 8.1b: ̣ ́ ̉ ́ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ́ ̀ S ta rt Y2 Y1 Y1 Y1 X1 Y3 Y2 Y2 Y2 X2 Y4 Y3 Y3 . . . Y n -1 X n -1 Xn Yn Yn Hình 8.1b Thí dụ thực hiên môt chu trinh lam viêc cua may giăt như sau: ̣ ̣ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ ̣ Bôm 1 Giaët 1 Xaõ 1 Vaét +Xaõ 1 Start x T T y1 y2 y3 y4 T 2 3 4 Bôm 2 y5 X End Giặt+Saáy Vaét +Xaõ 2 Xaõ 2 Giaët 2 X: Cam biên phat hiên mực nước đây. T1→T9 thời gian delay cho môi khâu lam viêc. Ta ̉ ́ ́ ̣ ̀ ̃ ̀ ̣ T phân chia cac giai đoan lam viêc Y1→Y9. Chy8 ng trinhT ược y7 ́ như sau: y6 ́ 9 ̣ y9 ̀ ̣ T ươ ̀ đ viêt T 8 7 6 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 3
S ta r t Y2 Y1 T7 Y9 Y8 Y1 Y8 T8 Y1 X Y3 Y2 T8 T9 Y9 Y2 T2 Y9 T9 T2 Y4 Y3 Bô m y1 Y3 T3 y5 G ia ë t T3 Y5 Y4 y2 y6 Y4 T4 y9 T4 Y6 Y5 Xa û y3 Y5 y4 Y5 X Y7 Y6 y7 y8 Y6 T6 Vaé t y4 T6 Y8 Y7 y8 Y7 T7 Sa á y y9 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 4
7.2.2 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ SONG SONG: Quá trinh tuân tự song song đó là quá trinh nhiêu giai đoan xay ra đông thời cung ̀ ̀ ̀ ̀ ̣ ̉ ̀ ̀ nhau băt đâu và chờ đợi nhau kêt thuc. Kêt hợp với cac phương thức tac đông ta có môt ́ ̀ ́ ́ ́ ́ ́ ̣ ̣ quá trinh công nghệ hoan chinh. ̀ ̀ ̉ Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xbk B1 Bk ̣ ́ ̉ Xb1 B2 Xb2 Xk2 Bk1 Xbk1 Thuât toan giai quyêt bai toan điêu khiên quá trinh tuân tự song song ́ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi Yi Yb1 Yi Xi Ya2 Ya1 Ya1 . . . Yaj-1 Xaj-1 Yi+1 Yaj Yaj Yi Xi Yb2 Yb1 Yb1 . . . Ybk-1 Xbk-1 Yi+1 Ybk Ybk Ybk Xbk Yaj Xaj Yi+2 Yi+1 Yi+1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 5
Thí dụ thực hiên chương trinh sau: ̣ ̀ B + B −  Start A +  A − C + C −  ̣ Phân chia giai đoan �Y 2 / B 3 �Y 6 Y Y1 �+ −� B Start A + �Y 4 Y 5 �A − � + / C −� �C Chương trinh thực hiên yêu câu trên: ̀ ̣ ̀ Start Y2 Y1 Y1 Y4 Y1 A2 Y3 Y2 Y2 Y1 A Y2 Y2 B2 Y6 Y3 Y3 Y3 Y2 B Y1 A2 Y5 Y4 Y4 C Y4 Y4 C2 Y6 Y5 Y5 Y3 B1 Y5 C1 A1 Y6 Y6 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 6
7.2.3 QUÁ TRINH TUÂN TỰ CÓ CHON LỰA: ̀ ̀ ̣ Quá trinh tuân tự có chọ lựa là quá trinh có rẻ nhanh gôm nhiêu giai đoan xay ra ̀ ̀ ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ̉ không đông thời nhau , kêt hợp với phương thức tac đông ta có 1 QTCN. ̀ ́ ́ ̣ Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xp=0 Xbk B1 Xp=1 Bk Xb1 B2 Xb2 Xbk2 Bk1 Xbk1 Thuât toan cho quá trinh tuân tự có chon lựa ̣ ́ ̀ ̀ ̣ Yi-1 Xi-1 Ya1 Yb1 Yi Yi Yi Xi Xp Ya2 Ya1 Ya1 . . Yaj-1 . Xaj-1 Yi+1 Yaj Yaj Yi Xi Xp Yb2 Yb1 Yb1 . . Ybk Ybk-1 . Xbk-1 Yi+1 Ybk Ybk Xbk Yi+2 Yi+1 Yaj Xaj Yi+1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 7
Thí dụ về thực hiện quá trình tuần tự có chọn lựa: Ví dụ 1:  B + B −    0 →  Xp =   Start A+ →  C + C −   → A −   B +   B −   1→   Xp =    C +  C −  Phân chia giai đoạn: Y2 Y3  B + B −    0 →   Xp =    C + C −  Start A + →  Y4 Y5 →A− !   Y   →   B +   B −  Y8  1 Xp =1   8 2   C +  C −   Y6 Sinh viên tự viết chương trình theo giải thuật trên Y7 Ví dụ 2: X QT QP M GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 8 X1 X2 X3
M Xe có thể qua trái hoặc qua phải (QT,QP) QT Giả sử ban đầu xe ở vị trí như hình QP Khi nhấn Start xe sẽ QT , nếu gặp vật cản trước khi gặp X2 thì xe dừng luôn, nếu gặp vật cản sau khi gặp X2 thì xe dừng lại 3s rồi QP để dừng lại ở X2, nếu không gặp vật cản thì xe sẽ gặp X1 10s QP QT rồi QP, nếu gặp vật cản trước khi gặp X2 thì xe dừng lại 4s rồi QT để dừng lại ở X1, nếu gặp vật cản sau khi gặp X2 thì xe dừng 3s rồi qua trái để dừng lại ở X2, nếu không gặp vật cản xe sẽ dừng luôn ở X3 X X3 X X2 X X1 T 2(10 S ) QP 3 T 4(3 S ) X2 X X X2 D2 QP 2 D4 QT 4 QT 2 T 3(4 S ) X1 StartQT 1 X D3 QT 3 X T 1(3 S ) X2 D1 QP1 X QT = QT 1 + QT 2 + QT 3 + QT 4 QP = QP1 + QP 2 + QP 3 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 9
7.2.4 QUÁ TRINH TUÂN TỰ CÓ LĂP VONG: ̀ ̀ ̣ ̀ Quá trinh tuân tự có lăp vong là quá trinh thực hiên lăp lai môt chu trinh khi môt điêu kiên ̀ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ̣ ̀ ̣ nao đó thoa man. Quá trinh lăp vong kêt thuc khi điêu kiên đó hêt thoa man vong lăp. ̀ ̉ ̃ ̀ ̣ ̀ ́ ́ ̀ ̣ ́ ̉ ̃ ̀ ̣ Xi1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj2 Aj1 Xaj1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 Xq=1 Xq=0 Lưu đồ thuât giai cho quá trinh tuân tự có lăp vong như hinh: ̣ ̉ ̀ ̀ ̣ ̀ ̀ Yi-1 Xi-1 Ya1 Yi Yi Yi Xi Ya2 Ya1 Yaj Xaj Xq Ya1 Ya1 Xa1 Ya3 Ya2 Ya2 . . Yaj-1 . Xaj-1 Ya1 Yi+1 Yaj Yaj Yaj Xaj Xq Yi+2 Yi+1 Yi+1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 10
Thí dụ cho quá trình tuần tự có lặp vòng: Thí dụ 1: Thực hiện quá trình sau: y1 y2 y3 Start A + A− B + B − y1 y2 y1 y2 y3 Start A + Sto A− Start A + A− p Stop Stop Thí dụ 2: Thực hiện quá trình sau: y1 y2 y3 Start A + B + B − A − Nlầ n GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 11
Bài tập: Bài 1: Cho hệ thống cân định lượng như hình bên. A,B,VA,VB,V là các van A B điện từ. MA,MA0,MB,MBo,Mo là các mức cân khi đủ hoặc hết khối lượng. A B MT là máy trộn, phải trộn thêm ít nhất một thời gian T sau khi nguyên liệu xả xuống hết bồn trộn. MA,MAo MB,MBo Van V chỉ được mở ra khi nguyên liệu đã được VA VB trộn xong và có thùng MT bên dưới. Hãy thiết lập giản đồ quá trình cho hệ thống. T 3+2.5+2+2 Mo X V � MA � 0 � MA0 � � T� � A D1 � �VA D 3 � M M � D5 � M 0 � MB � � MB 0 � � � �� Start � B D 2 VB D 4 �V �� X � � �M D6 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 12
Bài 2: Cho băng chuyền hình sau: Khi ynhấn Start Băng chuyền thùng M1 chạy, khi thùng tới X1 C X1 tác động M1 dừng lại, M2 chạy, táo rơi xuống, cảm biến X2 tác động vào bộ đếm C khi đủ số quả C tác động, M2 dừng lại, M1 chạy tiếp. Start M 1 M2 M3 X2 C Stop M2 X2 C X1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 13 M1
Bài 3: Cho hệ thống phân loại bi đen và trắng như hình. Hãy vẽ giản đồ quá trình và viết chương trình điều khiển cho hệ thống trên a2 a1 CB phat hien vat X1, mau X b2 b1 c2 c1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 14
XC1 A+ A− XC1 � + A −� � A � � C2 � X1 T � 2 � QC � X1 Start D1 D 2 B + B − D3 XC2 A+ A− XC2 � + A −� � A � � C1 � � 1 QC � � GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 15
Bài tập 4: Cho hệ thống như hình, khi nhấn start V1 mở ra, nguyên liệu 1 được chiết vào bồn trộn, đến khi HSW1 tác động thì V1 đóng lại, V2 mỏ ra nguyên liệu 2 được đưa vào bồn trộn khi bồn trộn đầy HSW2 tác động, máy trộn MT trộn thêm tối thiểu thời gian T, M sẽ kéo băng chuyền thùng, nếu ở dưới có thùng thì X tác động, Vo mở ra cho đến khi XX tác động, quá trình chiết này được lặp lại cho tới khi LSW tác động, mẻ nguyên liệu mới sẽ được trộn lại nếu không nhấn stop. V1 V2 MT T HSW2 HSW1 LSW Vo X XX M Stop � HSW 1 HSW 2 T � LSW � 1 V2 V D1 � Start � X V �0 LSW XX X �M 1 D 2 D3 � M2 M3 � GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 16 Stop
7.3 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ NGẪU NHIÊN 7.3.1 PHƯƠNG PHÁP HUFFMAN TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ Ví dụ: Xét giản đồ trạng thái sau: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + A - + B - ab ab ab ab ab ab ab a1b2 a1b1 2 1 2 2 Lập b1ảng chuyển đ1 i1trạng thái, khoanh tròn các trạng thái từ nó chuyển đến các 1 2 1 ổ 1 2 1 1 trạng thái khác. TTa1b1a2b1a2b2a1b2A+A-B+B- 12100X 23010X340X10 4540X0156100X 67X010 7801X0 810X01 1 2 3 5 6 7 Để giảm bớt các trạng thái, ta kết hợp các trạng thái mà ở đó trên một cột có 8 cùng trạng thái hay trạng thái X (Don’t care) 1 y 1y2TTa1b1a2b1a2b2a1b2101,7,82112,37A40 1 4 , 5 , 8 2 1 70 0 7B 6 7 8 3 2 7 3 5 6 4 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 17 6 4 5
Lập bảng chuyển đổi trạng thái. Dựa trên nguyên lý hoạt động của RS-FF ta xây dựng bảng trạng thái. (y1 cho R1S1, y2 cho R2S2) Nhắc lại nguyên lý hoạt động RS-FF: S R Q n+1 RSQn+100Qn010 QnQn+1RnSn00X001 Q n+1 101110* 011010110X S R \ Q n+1 Q n+1 Ví dụ: Hàng y1y2=10 có a1b1 ở trạng thái 1 bền do đó R1S1 là 0X, tương tự cho a2b1 từ trạng thái 2 không bền sẻ chuyển sang trạng thái 2 bền tương ứng y 1 chuyển từ 11 do đó R1S1 là 0X; Hàng y1y2=11 ta có a1b1 ở trạng thái 3 bền do đó R1S1 là 0X, tương tự cho a1b2 từ trạng thái 4 không bền sẽ chuyển sang trạng thái 4 bền tương ứng y1 chuyển từ 10 do đó R1S1 là 10; (Lưu ý Từ 77A7). R y 1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S 10 0 0 0 0 x x x x 11 0 0 0 1 x x x 0 R1 S1 01 x x 0 X 0 0 1 0 00 10 x 0 X X 0 1 0 0 11 0 0 1 0 x x 0 x R2 S2 01 0 0 0 0 x x x x 00 Rút gọn R1S1 và R2S2 ta được: S ta r t y2 y1 R1=y2a1b2 a2 b2 S1=a2b2 a1 R2=y1a2b2 y1 b2 1 S2=a2b1 a2 b1 y1 y2 Chương trình như hình bên. y2 a2 b2 1 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 18
R y 1y2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 a1b1 a2b1 a2b2 a1b2 S 00 X 0 X X 0 1 0 0 10 0 0 1 0 X X 0 X R1 S1 11 0 0 0 0 X X X X 01 00 X X X X 0 0 0 0 10 X X X 0 0 0 0 1 R2 S2 11 0 0 1 0 X X X X 01 00 1 X 0 0 0 X 1 X 10 0 0 X 0 X 1 X X A+ A- 11 1 X X 0 0 0 X X 01 00 0 0 X 0 X X 0 1 10 1 0 X X 0 X 0 X B+ 11 0 1 X 0 X 0 0 1 B- 01 S ta rt y2 Ruùt goïn ta ñöôïc: y1 R1=y2\a2b2 a2 b1 a2 S1=a2b1 y1 R2=a2b2 b2 S2=y1a1b2 y1 a1 b2 a2 A+=y1\b1+y2b1 y2 y2 A-=y2\a2 b2 B+=y2a2+y1y2\a1 y1 b1 B-=a1b2 A+ y2 y2 a2 A- y2 a2 B+ y1 y2 a1 a1 b2 Rút gọn R1S1 v R2S2 ta được: B- R1=y2a1b2 S1=a2b2 R2=y1a2b2 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 19
2 S2=a2b1 Chương trình như hình sau. S ta r t y2 y1 a2 b2 a1 y1 b2 a2 b1 y1 y2 y2 a2 b2 7.3.2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CÓ NGỎ VÀO NGẪU NHIÊN: Quá trình công nghệ có ngỏ vàọ ngẫu nhiên là quá trình mà có đầu vào thay đổi ngẫu nhiên bất kỳ thời điểm nào nên không thể chia thành các giai đoạn được. Để KS QTNN người ta khảo sát hệ thống thông qua các trạng thái. Trạng thái là một tổ hợp của các ngỏ vào với các ngỏ ra của hệ thống vào một thời điểm nào đó. Hai trạng thái có ngỏ vào giống hệt nhau, ngỏ ra giống hệt nhau vẫn có thể là hai trạng thái khác nhau vì tình huống dẫn đến chúng là khác nhau hoặc đơn giản là vì chúng ở những thời 2 GVC TS. Hoàng Minh Trí Trang 20