TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ

GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
NGHỀ: VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
Trang 2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm
LỜI GIỚI THIỆU
Tài liệu này thuộc giáo trình biên soạn theo chương trình đào tạo được lưu hành
trong trường Cao đẳng Dầu khí; các nguồn thông tin được sử dụng để tham khảo biên
soạn/hiệu chỉnh giáo trình có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các
mục đích đào tạo.
Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, quá trình hiện đại hóa góp phần đưa
các quá trình sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp ngày càng hiện đại với mức độ tự động
hóa ngày càng cao. Các giải pháp điều khiển hiện đại góp phần nâng cao mức độ tự động
hóa của các dây chuyển sản xuất để tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, hạ giá
thành sản xuất, tăng sức cạnh tranh trên thị trường, nhưng đồng thời cũng đặt ra những
yêu cầu cao hơn cho các hệ thống điều khiển tự động và cho những người kỹ sư thiết kế
điều khiển quá trình. Vì vậy, điều khiển quá trình là một lĩnh vực ứng dụng rất quan
trọng trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp và việc trang bị các kiến thức về điều khiển
quá trình là vấn đề cốt lõi đối với học sinh, sinh viên các trường thuộc khối kỹ thuật như
ngành vận hành thiết bị chế biến dầu khí, ngành sửa chữa thiết bị tự động hóa.
Giáo trình Cơ sở điều khiển quá trình được biên soạn để làm tài liệu cho đối tượng
là học sinh, sinh viên trình độ trung cấp, cao đẳng nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu
khí, Vận hành thiết bị khoan khai thác dầu khí, Khoan khai thác dầu khí.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp Trường Cao Đẳng Dầu khí,
đặc biệt là giáo viên TBM Tự động hóa. Giáo trình biên soạn dựa trên tài liệu từ nhiều
nguồn giáo trình và tham khảo từ thực tế các nhà máy trong ngành Dầu khí nên không
tránh khỏi một số sai sót về sự phù hợp và phát triển công nghệ. Chúng tôi rất mong
nhận được sự góp ý, xây dựng của bạn đọc để cuốn sách ngày càng hoàn thiện hơn.
Chân thành cảm ơn.
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: ThS. Phạm Thị Thu Hường
2. ThS. Phan Đúng
3. ThS. Nguyễn Xuân Thịnh
Trang 2
MỤC LỤC
1.1 QUÁ TRÌNH LÀ GÌ ........................................................................................... 9
1.2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ............................................................................ 10
1.3 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ........................... 11
2.1 SƠ ĐỒ CỦA MỘT VÒNG ĐIỀU KHIỂN ....................................................... 5
2.2 Ba nhiệm vụ của một vòng điều khiển .............................................................. 6
2.2.1 Nhiệm vụ của thiết bị đo: .................................................................................... 6
2.2.2 Nhiệm vụ thiết bị điều khiển: .............................................................................. 7
2.2.3 Nhiệm vụ của thiết bị chấp hành: ........................................................................ 7
2.3 CÁC THUẬT NGỮ ............................................................................................ 8
2.4 CÁC LOẠI ĐIỀU KHIỂN ............................................................................... 10
2.4.1 Điều khiển bằng tay (Manual Control).............................................................. 10
2.4.2 Điều khiển tự động (Automatic control) ....................................................... 10
2.4.3 Điều khiển tầng (Cascade control) .................................................................... 11
2.4.4 Điều khiển vòng hở .......................................................................................... 13
2.4.5 Điều khiển vòng kín ......................................................................................... 14
2.5 BẢN VẼ P&ID .................................................................................................. 15
2.5.1 Các biểu tượng thiết bị đo ................................................................................. 15
2.5.2 Đường liên kết ................................................................................................... 16
2.5.3 Số thẻ thiết bị và nhận dạng chữ cái viết tắt ...................................................... 17
3.1 ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG Ở CHẾ ĐỘ BẰNG TAY (MANUAL
CONTROL) ......................................................................................................... 6
3.2 Điều khiển lưu lượng ở chế độ tự động (AUT) ................................................ 8
3.3 Điều khiển lưu lượng ở chế độ tầng (Cascade) ................................................ 9
3.3.1 Dò tìm PID bằng phương pháp dao động vòng kín-tận cùng: ............................. 9
3.3.2 Quy trình dò tìm PID .......................................................................................... 10
3.3.3 Chuẩn bị .............................................................................................................. 10
3.4 Quy trình thực tập ............................................................................................ 15
Trang 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Quá trình và các biến quá trình ....................................................................... 9
Hình 2-1: Sơ đồ khối của một vòng điều khiển ............................................................... 5
Hình 2-2: Ví dụ hệ thống điều khiển nhiệt độ ................................................................. 6
Hình 2-3: Sơ đồ cấu trúc của thiết bị đo .......................................................................... 7
Hình 2-4: Sơ đồ khối thiết bị điều khiển ......................................................................... 7
Hình 2-5: Sơ đồ khối thiết bị chấp hành .......................................................................... 8
Hình 2-6: Ký hiệu các thuật ngữ sử dụng trong một vòng điều khiển quá trình ............. 8
Hình 2-7: Điều khiển nhiệt độ bằng phương pháp thủ công ......................................... 10
Hình 2-8: Điều khiển nhiệt độ tự động .......................................................................... 11
Hình 2-9: Điều khiển tầng cho thiết bị gia nhiệt hơi nước ............................................ 12
Hình 2-10: Sơ hệ thống điều khiển vòng hở ................................................................. 13
Hình 2-11: Ví dụ về điều khiển nhiệt độ bằng vòng hở ................................................ 14
Hình 2-12: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển kín ............................................................ 15
Hình 2-13: Ví dụ điều khiển nhiệt độ bằng vòng kín .................................................... 15
Hình 2-14: Biểu tượng thiết bị đo ................................................................................. 16
Hình 2-15: Kí hiệu các đường liên kết .......................................................................... 17
Hình 2-16: Ký hiệu khu vực trong thẻ thiết bị .............................................................. 18
Hình 2-17: Ký hiệu chữ cái đầu tiên trong thẻ thiết bị .................................................. 18
Hình 3-1: Sơ đồ P&ID của hệ thống điều khiển lưu lượng. ............................................ 6
Hình 3-2: Xác định PID sử dụng đường phản ứng với luật Ziegler & Nichols. ............. 8
Hình 3-3: Bảng tính thông số P, I, D ............................................................................... 8
Hình 3-4: Ví dụ về điều khiển tỉ số cho quá trình dòng .................................................. 9
Hình 3-5: Đáp ứng PV từ phương pháp tận cùng Zigler Nichol ................................... 10
Hình 3-6: Dao động của điều khiển vòng kín ............................................................... 10
Hình 3-7: Sơ đồ P&ID và độ mở van ............................................................................ 11
Hình 3-8: Bản vẽ điều khiển của điều khiển theo tỷ số ................................................. 12
Hình 3-9: Tổng quan của phòng thực hành. .................................................................. 13
Hình 3-10: LAB2; điều khiển dòng theo tỷ số .............................................................. 13
Hình 3-11: Mẫu của độ mở van ..................................................................................... 14
Hình 3-12: Cửa sổ Tuning của FIC021 ......................................................................... 16