AFM023P Thiết bị thực hành điều khiển quá trình cơ bản — Thiết bị giáo dục và giảng dạy về điều khiển quá trình1 Tổng quan về sản phẩm
1.1 Tổng quan chung
Điều khiển quá trình (Process control) là tên viết tắt của việc điều khiển tự động các quy trình sản xuất, vốn là một bộ phận quan trọng trong công nghệ tự động hóa. Thuật ngữ này thường dùng để chỉ việc điều khiển liên tục hoặc tự động các quy trình sản xuất trong các ngành công nghiệp như dầu khí, hóa chất, điện lực, luyện kim, công nghiệp nhẹ, vật liệu xây dựng, năng lượng hạt nhân, v.v. Trong các quy trình sản xuất công nghiệp hiện đại, công nghệ điều khiển quá trình đang đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc hiện thực hóa các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế tối ưu, nâng cao hiệu quả kinh tế và năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc, cũng như bảo vệ môi trường sinh thái.
Lấy các công nghệ trọng yếu và hệ thống thiết bị—vốn là hiện thân của các hệ thống tự động hóa và thông tin trong các doanh nghiệp sản xuất theo quy trình—làm trục chính, chúng tôi đã thiết kế và chế tạo thiết bị giảng dạy thực hành tổng hợp chuyên ngành điều khiển quá trình tiên tiến; đồng thời thiết lập cơ sở thực hành kỹ thuật cho các phòng thí nghiệm chuyên ngành.
Thiết bị đào tạo này được thiết kế một cách hợp lý và sở hữu tính đa năng cao. Nó không chỉ đáp ứng được các yêu cầu giảng dạy thực nghiệm cho các môn học liên quan thuộc các chuyên ngành như Tự động hóa công nghiệp, Điều khiển tự động và các chuyên ngành khác ở bậc đại học và cao đẳng, mà còn phù hợp cho việc nghiên cứu và phát triển các đề tài của sinh viên sau đại học.
1.2 Các tính năng nổi bật
1. Thiết bị sử dụng khung sườn bằng biên dạng nhôm công nghiệp, có thiết kế cấu trúc trong suốt và giao diện mở.
2. Sản phẩm áp dụng cấu trúc để bàn, thiết kế khung hoàn toàn bằng hợp kim nhôm, với thiết kế tách biệt giữa đối tượng điều khiển và hệ thống điều khiển. Thiết bị có thể được đặt kết hợp trên bàn thao tác hoặc đặt riêng lẻ tùy theo nhu cầu sử dụng.
3. Các giao diện đầu vào và đầu ra của thiết bị có tính tương thích cao. Bộ phận truyền động và bộ điều khiển chính (PLC) có thể dễ dàng được thay thế; thiết bị có thể được sử dụng như một cơ cấu tải cho các mạch điện tử, đóng vai trò là đối tượng thực thi cho hệ thống điều khiển PLC, và có thể được mở rộng hoặc nâng cấp khi cần thiết.
4. Thiết bị tích hợp năm loại cảm biến và thiết bị phát hiện nhiệt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, bao gồm cảm biến nhiệt độ, lưu lượng, mức chất lỏng, áp suất và thành phần vật chất; nhờ đó, người dùng có thể đa dạng hóa các bài thực hành và thiết kế các thí nghiệm liên quan.
5. Dựa trên nguyên lý điều khiển chia sẻ thời gian (time-sharing control), thiết bị có khả năng thu thập đồng thời hai hoặc ba thông số cùng lúc—ví dụ: một bộ đo lưu lượng kết hợp với một bộ đo nhiệt độ. Hệ thống đối tượng điều khiển được chế tạo hoàn toàn bằng hợp kim nhôm. Dưới góc độ thẩm mỹ và vẫn đảm bảo trọn vẹn các nguyên lý kỹ thuật, hệ thống thiết bị của phòng thí nghiệm chuyên ngành thiết bị công nghệ sẽ được rà soát và xây dựng lại, nhằm kiến tạo nên một phòng thí nghiệm kiểu mẫu mang đậm hơi thở của thời đại.
6. Thiết bị có khả năng đáp ứng các nội dung thực hành cơ bản về điều khiển quá trình; thực hiện các chức năng điều khiển và điều chỉnh PID đối với năm thông số chính bao gồm lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng và thành phần; đồng thời đáp ứng đa dạng các mục tiêu giảng dạy và đào tạo.
2 Các thông số hiệu năng
1. Nguồn điện cung cấp: 3 pha 5 dây, 380V±5%, 50Hz;
2. Tín hiệu điều khiển: điện áp 0～10V / 4-20mA;
4. Môi trường làm việc: -10℃～40℃; độ ẩm tương đối: 20%～90% (không đọng sương);
5. Điều kiện vận hành: nhiệt độ môi trường -10℃～+40℃; độ ẩm tương đối <85% (tại 25℃).
3 Cấu tạo sản phẩm
(1) Phần điều khiển
1. Rơ-le trung gian
2. Bộ cấp nguồn cho thiết bị đo
3. PLC
4. Bộ ngắt mạch (Circuit breaker)
5. Công-tắc-tơ AC
6. Cảm biến nhiệt độ
7. Công tắc
8. Màn hình cảm ứng
9. Bộ cấp nguồn 24V
10. Biến tần
11. Bộ cấp nguồn điều chỉnh được
12. Cầu đấu dây
13. Các nút nhấn và đèn báo
(2)
1. Bồn nước Acrylic
2. Hộp cấp nguồn
3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động
4. Bồn nước gia nhiệt
5. Ống xoắn
6. Bồn chứa nước
4 Nội dung thực hành
1. Thực hành tìm hiểu cấu trúc hệ thống điều khiển quá trình
(1) Tìm hiểu cấu trúc phần cứng của thiết bị điều khiển và kiểm tra quá trình; thực hành lắp ráp và kết nối sơ đồ điều khiển
(2) Thực hành vận hành và cài đặt tham số cho các thiết bị đo thông minh (như bộ truyền tín hiệu thông minh)
(3) Hiệu chuẩn cảm biến (điều chỉnh điểm 0 và dải đo)
2. Thực hành kiểm tra đặc tính đối tượng điều khiển
(1) Thực hành kiểm tra đặc tính bồn nước đơn
(2) Thực hành kiểm tra đặc tính bồn nước kép
3. Thực hành hệ thống điều khiển vòng đơn
(1) Thực hành vận hành hệ thống điều khiển vòng đơn
(2) Thực hành điều khiển giữ mức nước không đổi tại bồn trên (hoặc bồn giữa, hoặc bồn dưới)
(3) Thực hành điều khiển giữ mức nước không đổi tại bồn nước kép
(4) Thực hành điều khiển giữ nhiệt độ nước tĩnh tại bồn nồi hơi
(5) Thực hành điều khiển giữ nhiệt độ nước động tại bồn nồi hơi
(6) Thực hành điều khiển giữ nhiệt độ nước tại áo nước nồi hơi
(7) Thực hành điều khiển giữ lưu lượng nhánh van điện
4. Thực hành hệ thống điều khiển xếp tầng (Cascade)
(1) Thực hành kết nối hệ thống điều khiển xếp tầng
(2) Thực hành điều khiển xếp tầng mức nước bồn
(3) Thực hành điều khiển xếp tầng giữa mức nước bồn dưới và lưu lượng qua van điều khiển điện
5. Thực hành hệ thống điều khiển tỷ lệ
(1) Thực hành điều khiển tỷ lệ lưu lượng vòng kín đơn
(2) Thực hành điều khiển tỷ lệ lưu lượng vòng kín kép
6. Thực hành điều khiển cấu hình trên phần mềm giám sát công nghiệp (SCADA)
(1) Nhiệt độ nước Thí nghiệm điều khiển trễ thuần
(2) Thí nghiệm điều khiển lưu lượng trễ thuần
7. Thí nghiệm điều khiển áp suất
