Bài giảng Đo lường và tự động hóa - Chương 3: Giới thiệu tự động hóa và kỹ thuật điều khiển

Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Chương 4: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA
PHẦN 2: TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Chương 5: ĐIỀU KHIỂN SỐ
Chương 6: NGƯỜI MÁY CÔNG NGHIỆP 
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
3.2 Chức năng của một hệ thống tự động hóa hiện đại
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.3 Các cấp độ tự động hóa
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
Hệ thống tự động hóa gồm 3 yếu tố cơ bản:

 Năng lượng

 Chương trình

 Hệ thống điều khiển
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
3.1.2 Năng lượng thực hiện quá trình sản xuất tự động hóa
 Năng lượng điện:

 Sử dụng rộng rãi nhất.

 Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác Cơ học; khí nén;
thủy lực; ánh sáng; âm học
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

 Truyền tín hiệu; xử lý thông tin; lưu trữ dữ liệu và truyền thông tin

 Khả năng tích trữ được.
 Năng lượng mặt trời, hóa thạch, nước, gió.
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
a) Năng lượng thực hiện quá trình gia công sản phẩm
3.1.2 Năng lượng thực hiện quá trình tự động hóa
5
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
b) Năng lượng thực hiện quá trình tự động hóa
3.1.2 Năng lượng thực hiện quá trình tự động hóa

 Bộ xử lý, điều khiển

 Tín hiệu điều khiển

 Nhận dữ liệu và xử lý thông tin
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
b) Năng lượng thực hiện quá trình tự động hóa
3.1.2 Năng lượng thực hiện quá trình tự động hóa
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
Chương trình làm việc theo chu kỳ
2.3.2 Chương trình điều khiển
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
8
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
3.1.3 Hệ thống điều khiển
Hình : Hệ thống điều khiển vòng hở
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Hình : Hệ thống điều khiển vòng kín (phản hồi)
3.1 Các phần tử cơ bản của hệ thống sản xuất tự động
3.1.3 Hệ thống điều khiển
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
Hình : Hệ thống điều khiển vị trí
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.1 Kiểm soát an toàn

 Bảo vệ cho người vận hành

 Bảo vệ thiết bị, dây chuyền sản xuất
Mục đích:
Đáp ứng của hệ thống khi có sự bất an toàn:
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

 Dừng hệ thống.

 Âm thanh cảnh báo.

 Giảm tốc độ dây chuyền.

 Phục hồi
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.1 Kiểm soát an toàn

 Công tắc hành trình

 Bảo vệ thiết bị, dây chuyền sản xuất

 Cảm quang
Thực hiện:
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

 Dò tìm khói

 Cảm biến áp suất

 Hệ thống giám sát bằng hình ảnh
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.2 Chẩn đoán hư hỏng và bảo dưỡng

 Giám sát tình trạng

 Chẩn đoán hư hỏng
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

 Thực hiện quy trình bảo dưỡng hiệu chỉnh
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.2 Dò tìm lỗi và phục hồi
Dò lỗi hệ thống:
- Hư hỏng ngẫu nhiên
- Hư hỏng hệ thống
- Sự khác thường
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
14
Ví dụ: Dò lỗi hệ thống trong tế bào sản xuất tự động
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.3 Dò tìm lỗi và phục hồi
Dò lỗi hệ thống:
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.3 Dò tìm lỗi và phục hồi
Phục hồi hệ thống:
Kế hoạch và quy trình phục hồi hệ thống cần cụ thể cho mỗi hư hỏng. Một
số cách hiệu chỉnh hệ thống khi có hư hỏng xảy ra:

 Hiệu chỉnh tại cuối chu kỳ sản xuất
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
16

 Hiệu chỉnh trong quá trình sản xuất

 Dừng hệ thống và hiệu chỉnh khẩn cấp

 Dừng quy trình và hiệu chỉnh dứt điểm
Ví dụ: Hiệu chỉnh hư hỏng của tế bào sản xuất tự động
3.2 Các chức năng của tự động hóa hiện đại
3.2.3 Dò tìm lỗi và phục hồi
Phục hồi hệ thống:
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
17
3.3 Các mức độ tự động hóa
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.3 Các mức độ tự động hóa

 Mức tự động hóa thấp nhất trong hệ thống cấp bậc tự động hóa.

 Các bộ phận: cảm biến, cơ cấu chấp hành, tập hợp lại thành
cụm chức năng trong thiết bị gia công.

 Cụm chức năng điều khiển một trục của máy CNC hay điều khiển
1. Bộ phận chức năng (device level)
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
một khớp nối của người máy công nghiệp.
3.3 Các mức độ tự động hóa

 Tập hợp các cụm chức năng thành một thiết bị gia công độc lập.

 Thiết bị có nhiệm vụ thực hiện trình tự của chương trình điều khiển
và giám sát quá trình thực hiện theo từng bước.

 Người máy công nghiệp; băng tải; thiết bị vận chuyển được dẫn
2. Thiết bị gia công (Machine level)
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
hướng tự động.
3.3 Các mức độ tự động hóa

 Hoạt động dưới sự điều phối của nhà máy sản xuất.

 Gồm tập hợp các thiết bị; trạm gia công; máy tính; các hệ thống cấp
liệu, cấp phôi và các thiết bị khác phù hợp với quy trình sản xuất.

 Có nhiệm vụ tập hợp và sắp xếp các thiết bị gia công, hệ thống cấp
3. Dây chuyền sản xuất (Cell or system level)
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
liệu phù hợp; thu nhận và đánh giá dữ liệu kiểm tra sản phẩm.
3.3 Các mức độ tự động hóa

 Hoạt động dưới sự điều phối của công ty và thực hiện triển khai kế
hoạch sản xuất.

 Nhiệm vụ cụ thể gồm: triển khai đơn đặt hàng; lập kế hoạch gia
công; lập đơn mua nguyên liệu; hoạch định nhu cầu nguyên vật liệu;
4. Nhà máy (plant level)
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
quản lý vận hành xưởng sản xuất; quản lý chất lượng.
3.3 Các mức độ tự động hóa

 Mức tự động hóa cao nhất.

 Mức độ này bao gồm tất cả các nhiệm vụ để quản lý công ty: tiếp
thị; bán hàng; kế toán; thiết kế; nghiên cứu; kế hoạch tổng hợp;
chương trình sản xuất.
5. Công ty (Enterprise level)
Chương 3: GIỚI THIỆU TỰ ĐỘNG HÓA VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN