Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất quá trình công nghệ - Hoàng Minh Trí

BÀI GIẢNG
TỰ ĐỘNG HÓA
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG I
HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG SẢN XUẤT CỨNG
Trong chương này chúng ta xem xét các thiết bị tự động được dùng để gia công các chi tiết rời rạc với sản lượng lớn. Thiết bị trong dây chuyền sản xuất cơ khí thường bao gồm một số máy để thực hiện việc gia công trên dây chuyền. Các dây chuyền này được gọi là máy vận chuyển hay băng chuyền. 
CÁC DÂY CHUYỀN GIA CÔNG TỰ ĐỘNG
 Dây chuyền tự động bao gồm một số máy được nối với nhau bởi thiết bị vận chuyển phôi giữa các nguyên công. Việc vận chuyển phôi được thực hiện tự động và các máy gia công thực hiện chức năng chuyên môn của chúng một cách tự động. 
 Đường dây tự động thường có ý nghĩa thích đáng trong trường hợp đời sống sản phẩm tương đối ổn định ,nhu cầu sản phẩm cao địi hỏi tốc độ sản xuất cao và nếu phương pháp sản xuất khác thì chi phí nhn cơng rất lớn. Mục đích của việc sử dụng đường dây tự động là:
- Giảm chi phí nhân công.
- Tăng tốc độ sản xuất.
- Giảm phôi trong quá trình.
- Giảm khoảng cách di chuyển giữa các nguyên công.
- Tích hợp các nguyên công.
Phôi vào
Proc
Aut
Trạm 1
Proc
Aut
Trạm
2
Proc
Aut
Trạm 3
Proc
Aut
Trạm 4
Proc
Aut
Trạm 5
Proc
Aut
Trạm 6
Proc
Aut
Trạm 7
Cấu hình của một dây chuyền tự động
Sản phẩm ra
Các kí hiệu thường dùng:
	Trạm gia công: XXXX:
 PROC=Vị trí gia công
	 ASBY=Vị trí lắp ráp
XXXX
YYY
Đầu máy
Máy công cụ
	 INSP=Vị trí kiểm tra
	 SORT=Vị trí phân loại
	 YYY:
	 AUT = Automated
Phôi thô
Bán thành phẩm
Thành phẩm
	 MAN= Manual
Phôi : 
Ổ phôi trung gian
Dây chuyền tự động bố trí theo đường thẳng
 Trong cấu hình bố trí theo đường thẳng các máy được bố trí ít nhiều theo đường thẳng. Dòng phôi có thể quay 90o, hoặc là để định hướng lại phôi, do không gian hẹp hoặc những nguyên nhân khác, nhưng đặc tính cấu trúc kiểu đường thẳng thì vẫn giữ nguyên.
Dây chuyền tự động bố trí theo đường tròn
 Trong cấu trúc xoay tròn, chi tiết được xoay quanh một bàn tròn .Các vị trí gia công là cố định và thường bố trí xung quanh bàn tròn. Chi tiết di chuyển trên bàn quay và được định vị tại mỗi vị trí để gia công hoặc lắp ráp. Kiểu thiết bị này thường gọi là máy nhiều vị trí theo đường tròn. CẤu hình của máy được vẽ trên hình 4.3
Chi tiết
Phôi
 Hệ thống máy bố trí theo đường tròn
1
2
3
4
Cách chọn kiểu bố trí dây chuyền
 Việc chọn lựa giữa hai kiểu máy phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng. Kiểu máy xoay tròn thường bị hạn chế bởi kích thước phôi nhỏ và số vị trí ít. Việc thiết kế cấu trúc xoay vòng thường không được linh hoạt lắm.
CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬN CHUYỂN PHÔI
 Cơ cấu vận chuyển của đường dây tự động không chỉ vận chuyển bán thành phẩm hoặc đơn vị lắp ráp giữa các vị trí kề cận nhau, mà còn định hướng và đặt chi tiết vào vị trí chính xác để gia công trên mỗi máy. Các phương pháp vận chuyển phôi có thể chia thành 3 loại:
 1. Vận chuyển liên tục .
2. Vận chuyển đồng bộ gián đoạn.
3. Vận chuyển theo kiểu đẩy tự do.
 Ba loại trên được phân biệt bởi kiểu chuyển động .Cơ cấu vận chuyển đối với một ứng dụng cho trước phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Kiểu nguyên công cần phải được thực hiện,
- Số lương vị trí trên dây chuyền,
- Trọng lượng và kích thuớc của phôi,
- Có bố trí vị trí bằng tay trên đường dây hay không ,
- Tốc độ sản xuất yêu cầu,
- Cân đối thời gian gia công khác nhau trên dây chuyền.
 Trước khi bàn về 3 loại hệ thống vận chuyển phôi, chúng ta phải giải thích rõ sự nhầm lẫn có thể. Các hệ thống vận chuyển này được dùng cho cả gia công và lắp ráp. Trong trường hợp máy lắp ráp tự động, chúng ta nói tới các cơ cấu vận chuyển bán thành phẩm giữa các vị trí ,chứ không phải cơ cấu nạp phôi dùng để nạp các chi tiết lắp ráp tại một vị trí cụ thể. Các thiết bị nạp và định hướng các thành phần thường là một phần tích hợp của máy gia công. 
 Vận chuyển liên tục
Với phương pháp vận chuyển liên tục, phôi được di chuyển liên tục với vận tốc không đổi. Việc này đòi hỏi các đầu công tác phải chuyển động trong quá trình gia công để theo chi tiết gia công. Thí dụ : Khó có thể dùng hệ thống vận chuyển này trên dây chuyền gia công vì vấn đề quán tính do trọng lượng và kích thước của đầu công tác. 
Trong những trường hợp khác , việc vận chuyển liên tục thường rất được ưa dùng .
Hệ thống vận chuyển liên tục tương đối dễ thiết kế và chế tạo và có thể đạt tốc độ sản xuất cao.
 Vận chuyển gián đoạn
Như tên gọi, trong phương pháp này chi tiết được vận chuyển một cách gián đoạn hoặc không liên tục. Các trạm gia công được cố định tại các vị trí ,còn chi tiết được vận chuyển giữa các trạm sau đó được gá đặt tại vị trí cần thiết để gia công. Tất cả các chi tiết được vận chuyển đồng thời và do đó thuật ngữ hệ thống vận chuyển đồng bộ được dùng để mô tả phương pháp vận chuyển phôi này. 
 Vận chuyển phôi không đồng bộ
Hệ thống vận chuyển này gọi là hệ thống đẩy - tự do, cho phép phôi di chuyển tới trạm tiếp theo sau khi gia công tại vị trí hiện tại. Mỗi chi tiết chuyển động độc lập đối với các chi tiết khác. Vì thế một số chi tiết có thể đang gia công trên dây chuyền trong khi những chi tiết khác lại được vận chuyển giữa các trạm. 
 Hệ thống vận chuyển không đồng bộ mềm dẻo hơn so với hai hệ thống trên và tính mềm dẻo này có thể là một ưu điểm lớn trong một số trường hợp. Trong hệ thống 
không đồng bộ tương đối dễ bố trí cơ cấu trữ phôi trong quá trình. Hệ thống đẩy tự do cũng có thể bù trừ vấn đề cân đối dây chuyền khi mà thời gian gia công giữa các trạm 
tương đối khác nhau. Các trạm song song hoặc một số trạm nối tiếp có thể được dùng cho các nguyên công dài và các trạm đơn lẻ có thể được dùng cho các nguyên công ngắn hơn. Nhờ đó , tốc độ sản xuất trung bình có thể sấp xỉ như nhau. 
Dây chuyền không đồng bộ thường được sử dụng ở nơi có một hoặc nhiều trạm vận hành bằng tay và khi mà sự dao động thời gian chu kỳ thường là một vấn đề trên hệ thống không đồng bộ .Nhược điểm của hệ thống đẩy tự do là năng suất chu kỳ thường thấp hơn so với các dạng khác.
 Đồ gá vệ tinh
Đồ gá vệ tinh được thiết kế sao cho nó có thể được di chuyển định vị, kẹp chặt tại vị trí trạm kế tiếp. Nhờ chi tiết được định vị, kẹp chặt chính xác nên nó có vị trí đúng cho mỗi nguyên công. Ưu điểm nữa là có thể dùng cho nhiều chi tiết tương tự nhau.
Phương pháp khác không cần dùng đến đồ gá vệ tinh mà bản thân chi tiết được dịch chuyển từ trạm này đến trạm kia. Khi tới một vị trí, chi tiết sẽ được kẹp chặt tự động để gia công.
1.3 CÁC CƠ CẤU VẬN CHUYỂN
Chia làm 2 nhóm: dịch chuyển thẳng và xoay tròn.
Cơ cấu dịch chuyển thẳng: gồm 3 loại :
- Hệ thống dịch chuyển kiểu thanh gạt: chi tíêt gia công được nâng lên khỏi vị trí gia công bởi thanh nâng và dịch chuyển đến vị trí tiếp theo, rồi hạ chi tiết xuống và định vị một cách chính xác để gia công.
- Hệ thống băng tải có chốt đẩy: dùng trong vận chuyển phôi. Các con lăn được truyền động bởi 1 trong 2 cơ cấu. Thứ nhất là cơ cấu dẫn động bằng dây đai trong đó dây đai dẹt nằm dưới các con lăn chuyển động làm cho các con lăn quay nhờ ma sát. Cơ cấu xích là cơ cấu thông dụng thứ hai dùng để quay con lăn.
- Hệ thống xích tải : dùng vận chuyển các cơ cấu mang phôi. Băng xích được dẫn động bởi puli nằm ngang hoặc đứng.
Cơ cấu vận chuyển kiểu xoay tròn:
 - Phương pháp dùng kiểu thanh răng và bánh răng : piston được dùng để đẩy thanh răng làm cho bánh răng quay và bàn máy quay.
 - Cơ cấu xoay bàn kiểu bánh cóc : đơn giản nhưng hoạt động không tin cậy do chóng mòn và liên kết nhiều thành phần.
 - Cơ cấu Geneva: dùng chuyển động xoay tròn liên tục để định vị bàn máy. Nếu bàn máy có 6 rảnh cho 6 vị trí định vị thì mỗi khi cơ cấu định vị xoay 1 vòng, bàn máy sẽ quay 1/6 vòng. Cam dẫn động chỉ làm cho bàn quay đi một góc. Đối với cơ cấu bị dẫn có 6 rảnh thì để xoay bàn đi 1 góc 600 cam dẫn động sẽ xoay đi 1200, 2400 còn lại nó chạy không. Lúc này bàn máy đứng yên. Đối với đĩa bị dẫn có 4 rảnh góc xoay sẽ là 900 để định vị và 2700 còn lại là chạy không. Thông thường số vị trí xoay của bàn là 4,5,6 và 8.
 - Cơ cấu cam: có nhiều dạng cơ cấu cam xoay bàn máy đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao, được dùng rộng rải trong công nghiệp dù giá thành tương đối cao.
CƠ CẤU TRỮ PHÔI TRUNG GIAN
 Đường dây tự động thường được trang bị thêm những cơ cấu khác, thí dụ cơ cấu trữ phôi trung gian mà chúng ta đã giới thiệu trong mục 4.1. Đối với dây chuyền tự động , việc bố trí một ổ trữ phôi ở giữa đường dây là chuyện thường. một ví dụ về việc sử dụng ổ trữ phôi là 2 hệ thống vận chuyển gián đoán nối với nhau bởi một vùng tích trữ các chi tiết gia công. Có thể nối 3,4 hoặc thậm chí nhiều đường dây theo kiểu này. Một ví dụ khác về ổ trữ phôi là dây chuyền không đồng bộ. Với hệ thống này có thể bố trí ổ trữ phôi tại mỗi vị trí gia công. Có 2 lí do chính để sử dụng ổ chứa phôi:
 - Lí do thứ nhất: Giảm ảnh hưởng của việc dừng nhà máy nào đó. Hệ thống vận chuyển liên tục hoặc gián đoạn hoạt động như một máy tích hợp khi một vị trí bị hỏng hoặc khi tiến hành bảo trì dự phòng phải ngừng sản xuất.
 + Dụng cụ bị hỏng hoặc điều chỉnh dụng cụ tại vị trí gia công riêng biệt.
 + Đổi dụng cụ định kì.
 + Phôi hoặc thành phần không đạt chất lượng. Yêu cầu phải làm sạch lại cơ cấu nạp phôi.
 + Nạp phôi thêm vào cơ cấu cấp phôi tại vị trí lắp ráp.
 + Công tắc điện bị hỏng.
 + Cơ cấu vận chuyển hoặc trạm gia công bị hỏng.
Mỗi khi bị hỏng trên dây chuyền tự động ,cơ cấu trữ phôi trung gian cho phép một phần đường dây tiếp tục hoạt động trong khi phần còn lại dừng hoặc sửa chữa.
Ví dụ: Cho rằng một đường dây có 20 vị trí được chia ra 2 phần và được nối với nhau bằng một ổ chứa phôi trung gian. Ổ này tự động nhận chi tiết từ phần thứ nhất và nạp cho phần thứ hai. Nếu có một vị trí bị tắc, làm cho nửa đầu tiên bị dừng thì nửa thứ hai vẫn tiếp tục cho đến khi hết phôi. Tương tự, nếu phần thứ 2 bị dừng thì phần thứ nhất tiếp tục làm việc cho đến khi ổ chứa phôi bị đầy.
PROC
Aut
PROC
Aut
PROC
Aut
PROC
Aut
 Ổ phôi trung gian nằm giữa 2 giai đoạn
Ổ phôi trung gian
Dây chuyền 1
Dây chuyền 2
 - Lí do thứ hai của việc dùng cơ cấu trữ phôi trung gian là giảm ảnh hưởng sự dao dộng của chu kì gia công. Những dao động này xảy ra hoặc giữa các trạm gia công, hoặc trong trường hợp đường dây có một hoặc vài nguyên công gia công bằng tay.
 Thí dụ :
 Cho rằng chúng ta đã thu được thông tin về nguyên công và xác định được sự phân tán thời gian nguyên công đối với tất cả 100 chu kì như sau:
Thời gian s
7
8
9
10
11
12
Khoảng phân tán 
2
10
18
38
20
12
 Vậy thời gian trung bình của nguyên công này là 10s. Nguyên công bằng tay này đã dùng trên dây chuyền đồng bộ và dây chuyền phải thiết lập một thời gian chu kì là 12s để người vận hành có thời gian hoàn thành toàn bộ công việc lắp ráp. Việc này cho công suất là 300ch/h từ dây chuyền. Nếu thời gian được điều chỉnh xuống 11s thì năng suất sẽ tăng lên được 327ch/h nhưng người thợ lại không có khả năng hoàn thành 12% sản phẩm lắp ráp. Vì vậy năng suất thực tế chỉ là 288ch/h. Nếu thời gian chu kỳ giảm xuống 10s thì năng suất sẽ là 360ch/h. Năng suất thực tế sẽ giảm xuống còn 245ch/h.
 Với hệ thống vận chuyển không đồng bộ ,dây chuyền có thể sắp xếp để nhận hàng loạt các chi tiết trước và sau nguyên công bằng tay. Như vậy người thợ có thể sắp xếp thời gian để thực hiện việc tuỳ theo quá trình. Vì thời gian trung bình của người thợ tương ứng với thời gian của chu kỳ làm việc trên dây chuyền cho nên dây chuyền sẽ hoạt động một cách đều đặn. Thời gian chu kỳ có thể thiết lập 10s và năng suất dây chuyền sẽ đạt 360ch/h. 
 Nhược điểm của vùng đệm trữ phôi là tốn không gian xưởng, tốn nhiều phôi hơn, nhiều thiết bị vận chuyển phôi ,làm cho hệ thống dây chuyền phức tạp hơn. Nhưng ưu điểm của nó thì thường là đủ lớn để có thể bù trừ nhược điểm mà nó có.
1.5 CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN 
 Việc điều khiển dây chuyền là một vấn đề phức tạp, có hàng loạt các bước tuần tự cần phải thực hiện. Có 3 chức năng chính được dùng để điều khiển hoạt động của dây chuyền tự động. Thứ nhất là đảm bảo hoạt động, thứ hai là yêu cầu an toàn, thứ ba là yêu cầu chất lượng.
Điều khiển trình tự
Mục đích của chức năng này là phối hợp hoạt động của băng tải và các trạm gia công . Các hoạt động khác nhau của dây chuyền tự động phải được thực hiện một cách chính xác và trôi chảy.
Đảm bảo an toàn
Chức năng này đảm bảo là dây chuyền vận chuyển sẽ không hoạt động trong trường hợp không an toàn hoặc điều kiện nguy hiểmCác cảm biến phải được gắn thêm vào hệ thống để dụng cụ tiến tục gia công trên dây chuyền. Trong chức năng điều khiển tuần tự cũng bao gồm cả việc kiểm tra các bước tới hạn để đảm bảo các bước này được thực hiện theo thứ tự cần thiết.
Đảm bảo chất lượng
Chức năng thứ ba là giám sát chất lượng của chi tiết gia công .Chức năng này là kiểm tra để loại các chi tiết và bộ phận lắp ráp không đạt chất lượng . 
PROC
Aut
PROC
Aut
PROC
Aut
INSP
Aut
Trạm kiểm tra có liên hệ ngược với các trạm phía trước
Vị trí kiểm tra
Phương tiện truyền thống để điều khiển trình tự hoạt động của đường dây tự động là các rơle điện từ. Các rơle đựoc dùng để điều khiển hoạt động của đầu công tác, băng tải và các thiết bị ngoại vi khác trên dây chuyền. Nhưng do kích thước lớn và hoạt động không tin cậy rơle dần bị thay thế bởi các bộ phận điều khiển lập trình đươc5 và máy tính.
 Suy nghĩ truyền thống trong việc điều khiển đường dây tự động là phải dừng hệ thống khi có sự cố.
Việc quyết định dừng máy hay không còn phải dựa trên cơ sở kinh tế và độ tin cậy. Về điểm này có hai chiến lược điều khiển có thể được chọn: điều khiển tức thì và điều khiển ghi nhớ.
 1. Điều khiển tức thì
Kiểu điều khiển này là dừng tức thì dây chuyền khi có sự cố. Việc này tương đối đơn giản ,rẻ tiền và không lo lắng gì. Một số đặc tính dự báo có thể được thêm vào hệ thống để xác định vị trí và nguyên nhân để báo cho thợ sửa chữa nhanh chóng.
 2. Điều khiển theo kiểu ghi nhớ
Ngược lại với phương pháp điều khiển tức thì, hệ thống điều khiển ghi nhớ được thiết kế để cho máy tiếp tục hoạt động. Nó kiểm tra chất lượng và bảo vệ máy bằng cách ngăn ngừa các trạm gia công kế tiếp khỏi phải gia công các chi tiết không đạt chất lượng.
1.6 TỰ ĐỘNG HOÁ CÁC NGUYÊN GIA CÔNG 
	Các nguyên công điển hình là phay, khoan, khoét, doa và làm ren. Cũng có thể có thêm các nguyên công tiện, mài trên dây chuyền loại này.
Máy một vị trí
Máy này thực hiện những nguyên công khác nhau trên một chi tiết duy nhất gá đặt trên một vị trí trong suốt chu kỳ. Các nguyên công được thực hiện trên những bề mặt khác nhau bởi các đầu dao bố trí quanh chi tiết gia công.
Nhược điểm: không gian hạn chế không thể bố trí nhiều dao; năng suất gia công từ thấp đến trung bình.
Máy nhiều vị trí xoay vòng
Máy thực hiện việc gia công trên nhiều chi tiết đồng thời, các chi tiết được gá trên bàn tròn nằm ngang và trải ra nhiều vị trí liên tiếp.
Máy nhiều trục chính nằm ngang
Máy gồm nhiều trục chính bố trí xung quanh một trục nằm ngang, các chi tiết được gá trên trục chính. Loại máy này dung để gia công các chi tiết nhỏ.
Máy tiện đứng nhiều trục chính
Các đầu mang dụng cụ không chỉ bố trí xung quanh bàn máy mà còn xung quanh trục giữa, giúp tăng số lượng nguyên công thực hiện trên máy so với máy nhiều trục chính xoay vòng bình thường. Máy dung trong sản xuất hàng khối và hiệu quả vì không gian ch ... t để chế tạo một loại sản phẩm ( các chi tiết của một họ, các hệ thống con và những thứ cùng loại, )
CÁC PHƯƠNG TIỆN TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT LINH HOẠT
1/ Đồ gá vệ tinh
Trên các máy gia công trong sản xuất linh hoạt thường có trang bị đồ gá vệ tinh ( bàn gá vạn năng ) trên đó gá đặt chi tiết gia công. Trên các đồ gá này có bố trí những phần tử gá đặt dùng để đỡ và kẹp chi tiết chuyên dùng hay tiêu chuẩn, đặc điểm của chúng là tháo lắp rất nhanh, thời gian thay chi tiết khi gá đặt rất ngắn.
2/ Robots
Định nghĩa theo ISO & AFROR 
Là một thiết bị lập trình được có nhiều bậc tự do dùng để di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ và các vật chuyên biệt khác theo những quỹ đạo khác nhau và có thể lập trình để thực hiện những công việc khác nhau. Robots có các cấu hình cơ bản như sau:
tọa độ trụ, tọa độ vuông góc, tọa độ cầu, khớp tay.
Các dạng Robot: Phân loại theo JIRA
-Tay máy: thiết bị được điều khiển trực tiếp bởi người vận hành
-Robot tuần tự: Tay máy hoạt động theo trình tự và điều kiện định trước
-Robot dạy học: lập trình bằng cách dạy học bởi người vận hành
-Robot điều khiển số: hoạt động theo trình tự và điều kiện làm việc theo chương trình số
-Robot thông minh: có thể tự mình thực hiện nhiều chức năng nhờ khả năng hành động và các giác quan
Đặc điểm của Robot:
Là một cấu trúc cơ khí có khả năng di chuyển vật thể trong không gian và định hướng tại vị trí gá đặt, tốc độ và gia tốc của Robot bị hạn chế bởi lực quán tính của các cơ cấu
Độ chính xác của Robot là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà nó di chuyển tới khi lặp lại việc mang dụng cụ với cùng một lệnh
Hai đặc điểm trên phụ thuộc vào chất lượng của các cơ cấu chấp hành và sự hoàn thiện của các cơ cấu điều khiển
Lập trình điều khiển Robot
Có thể lập trình bằng cách:
Manual: bật tắt công tắc – dùng cho Robot đơn giản
Dạy học cho Robot: trong trường hợp này các chuyển động được thực hiện bằng cách điều khiển bằng tay thông qua bảng nút nhấn hay bộ celsin cho Robot di chuyển từ điểm này tới điểm kia sau đó được tối ưu hóa.
Dạy học bằng cách dắt mũi: người vận hành cầm tay Robot cho di chuyển và nó sẽ copy toàn bộ các chuyển động vào trong bộ nhớ. Như vậy việc lập trình có thể hoàn toàn được tin học hóa. Logic điều khiển cho phép tính toán các chuyển động, tối ưu hóa các quỹ đạo từ các thông số đơn giản như tọa độ của các điểm cần đạt tới và tốc độ mong muốn.
Lập trình ngoài máy: Giống như lập trình NC bằng ngôn ngữ lập trình riêng. 
CHƯƠNG 7
ĐIỀU KHIỂN CÁC QUÁ TRÌNH 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.
Sản phẩm
Phế phẩm
Phế liệu
Năng lượng
Nguyên liệu
Cơ sở 
vật chất
Quá trình Sản xuất
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 trình công nghệ được hiểu đó là các phương thức sản xuất và các giai đoạn hình thành nên quá trình sản xuất. 
Các quá trình điều khiển gồm có: quá trình tuần tự và quá trình ngẫu nhiên.
7.2 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ:
7.2.1 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ NỐI TIẾP:
Quá trình tuần tự nối tiếp đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra liên tiếp nhau, không đè lên nhau và kết hợp với các phương thức tác động ta có một quá trình công nghệ hoàn chỉnh. (Hình 8.1a)
Hình 8.1a
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá trình tuần tự nối tiếp. Hình 8.1b:
Hình 8.1b
Thí dụ thực hiện một chu trình làm việc của máy giặt như sau:
Start
Bôm 1
Giaët 1
Xaõ 1
Vaét + Xaõ 1
Giaët 2
Vaét + Xaõ 2
Giặt+ Saáy
Xaõ 2
Bôm 2
End
x
T2
T3
T4
X
T6
T7
T8
T9
y1
y2
y3
y4
y5
y6
y7
y8
y9
X: Cảm biến phát hiện mực nước đầy. T1®T9 thời gian delay cho mỗi khâu làm việc. Ta phân chia các giai đoạn làm việc Y1®Y9. Chương trình được viết như sau:
7.2.2 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ SONG SONG:
Quá trình tuần tự song song đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra đồng thời cùng nhau bắt đầu và chờ đợi nhau kết thúc. Kết hợp với các phương thức tác động ta có một quá trình công nghệ hoàn chỉnh. 
Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 
Xb1 B2 Xb2 Xk-2 Bk-1 Xbk-1 
B1
Xbk
Bk
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá trình tuần tự song song
Yi-1
Yi
Ybk-1
.
Xbk
Yb1
Xbk-1
Yi+1
Ya1
Yaj
.
.
.
Yi+2
Yi+1
Yb1
Yi
Xaj
Ya1
Yi
Yb2
Yaj
Yi
Xi
Ybk
Xi-1
Xi
Ybk
Xaj-1
Ya2
Yi+1
Ya1
Yi+1
.
Ybk
Yb1
.
Yaj-1
Yaj
 Thí dụ thực hiện chương trình sau: 
Phân chia giai đoạn
Chương trình thực hiện yêu cầu trên:
Y3
Y5
Start
Y5
B2
B1
Y3
Y4
Y1
A
Y4
Y2
Y1
Y5
Y6
Y6
Y4
Y5
Y4
C1
Y3
A2
Y4
Y6
C2
C
B
Y6
A2
Y2
Y3
Y3
Y1
Y2
Y1
Y1
Y2
A1
Y2
Y2
7.2.3 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ CÓ CHỌN LỰA:
Quá trình tuần tự có chọ lựa là quá trình có rẻ nhánh gồm nhiều giai đoạn xảy ra không đồng thời nhau , kết hợp với phương thức tác động ta có 1 QTCN.
Xb1 B2 Xb2 Xbk-2 Bk-1 Xbk-1 
B1
Xp=1
Xbk
Bk
Xp=0
Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 
Thuật toán cho quá trình tuần tự có chọn lựa
Ya1
.
Ya1
Yi-1
Ya2
Ybk
Yaj
Xi-1
Ybk
Xaj
Yi
Yb1
.
Yaj
Yb1
Ya1
.
Ybk
Yi+2
Xaj-1
Yi
Xbk-1
.
Yi+1
Yi+1
Ybk-1
Xp
Xp
Yb2
.
Yaj-1
Xi
Yi+1
Xbk
.
Yb1
Yi+1
Yi
Yi
Yaj
Xi
Thí dụ về thực hiện quá trình tuần tự có chọn lựa:
Ví dụ 1:
Y1
Y882
Y2
Y3
Y4!
Y5
Y6
Y7
Phân chia giai đoạn:
Sinh viên tự viết chương trình theo giải thuật trên
Ví dụ 2:
X1
X2
X3
QT
QP
X
M
M
Xe có thể qua trái hoặc qua phải (QT,QP)
Giả sử ban đầu xe ở vị trí như hình
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 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
QT
QT
QP
QP
7.2.4 QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ CÓ LẶP VÒNG:
Quá trình tuần tự có lặp vòng là quá trình thực hiện lặp lại một chu trình khi một điều kiện nào đó thỏa mãn. Quá trình lặp vòng kết thúc khi điều kiện đó hết thỏa mãn vòng lặp. 
Xq=0
Xq=1
Xi-1 Yi Xi A1 Xa1 A2 Xa2 Xj-2 Aj-1 Xaj-1 Aj Xaj Yi+1 Xi+1 
Lưu đồ thuật giải cho quá trình tuần tự có lặp vòng như hình:
Xi
Yaj-1
Ya1
Yi+2
Ya1
Xaj-1
Yi-1
Xa1
Xq
.
Yi
.
Xi-1
Yi
Yaj
Yi+1
.
Yaj
Yaj
Yi
Ya2
Ya1
Xaj
Ya3
Ya2
Yaj
Xq
Ya1
Yi+1
Ya1
Xaj
Yi+1
Ya2
Thí dụ cho quá trình tuần tự có lặp vòng:
Thí dụ 1: Thực hiện quá trình sau:
Stop
Stop
Stop
Thí dụ 2: Thực hiện quá trình sau:
Nlần
Bài tập:
Bài 1:
Cho hệ thống cân định lượng như hình bên.
A,B,VA,VB,V là các van điện từ.
MA,MA0,MB,MBo,Mo là các mức cân khi đủ hoặc hết khối lượng.
MT là máy trộn, phải trộn thêm ít nhất một thời gian T sau khi nguyên liệu xả xuống hết bồn trộn.
Van V chỉ được mở ra khi nguyên liệu đã được trộn xong và có thùng bên dưới.
Hãy thiết lập giản đồ quá trình cho hệ thống.
3+2.5+2+2
MA,MAo
M
A
A
B
B
VA
MT
T
V
Mo
X
MB,MBo
VB
Bài 2:
Cho băng chuyền hình sau: Khi ynhấn Start Băng chuyền thùng M1 chạy, khi thùng tới 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.
Stop
X1
X2
M1
M2
C
Bài tập 4:
MT
T
HSW2
X
XX
LSW
V1
Vo
M
V2
HSW1
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.
Stop
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:
A
+
-
B
+
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a1b1
a2b1
a2b1
a2b2
a1b1
a1b2
a1b1
a1b2
a1b1
Lập bảng chuyển đổi trạng thái, khoanh tròn các trạng thái từ nó chuyển đến các trạng thái khác.
1
2
3
5
6
7
8
TT
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
A+
A-
B+
B-
1
2
1
0
0
X
2
3
0
1
0
X
3
4
0
X
1
0
4
5
4
0
X
0
1
5
6
1
0
0
X
6
7
X
0
1
0
7
8
0
1
X
0
8
1
0
X
0
1
Để giảm bớt các trạng thái, ta kết hợp các trạng thái mà ở đó trên một cột có cùng trạng thái hay trạng thái X (Don’t care)
y1y2
TT
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
10
1,7,8
2
11
2,3
7A
4
01
4,5,6
7
00
7B
1
3
5
2
6
7
8
4
1
4
5
6
7
2
3
8
Qn
Qn+1
Rn
Sn
0
0
X
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
X
R
S
Qn+1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
1
1
0*
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:
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 y1 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
y1y2
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
S
R1
10
0
0
0
0
x
x
x
x
S1
11
0
0
0
1
x
x
x
0
01
x
x
0
X
0
0
1
0
00
R2
10
x
0
X
X
0
1
0
0
S2
11
0
0
1
0
x
x
0
x
01
0
0
0
0
x
x
x
x
00
Rút gọn R1S1 và R2S2 ta được: 
R1=y2a1b2
S1=a2b2
R2=y1a2b2
S2=a2b1
Chương trình như hình bên. 
R
y1y2
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
a1b1
a2b1
a2b2
a1b2
S
R1
00
X
0
X
X
0
1
0
0
S1
10
0
0
1
0
X
X
0
X
11
0
0
0
0
X
X
X
X
01
R2
00
X
X
X
X
0
0
0
0
S2
10
X
X
X
0
0
0
0
1
11
0
0
1
0
X
X
X
X
01
A+
00
1
X
0
0
0
X
1
X
A-
10
0
0
X
0
X
1
X
X
11
1
X
X
0
0
0
X
X
01
B+
00
0
0
X
0
X
X
0
1
B-
10
1
0
X
X
0
X
0
X
11
0
1
X
0
X
0
0
1
01
Ruùt goïn ta ñöôïc:
R1=y2\a2b2
S1=a2b1
R2=a2b2
S2=y1a1b2
A+=y1\b1+y2b1
A-=y2\a2
B+=y2a2+y1y2\a1
B-=a1b2
Rút gọn R1S1 v R2S2 ta được: 
R1=y2a1b2
S1=a2b2
R2=y1a2b2
S2=a2b1
Chương trình như hình sau. 
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 điểm khác nhau. Hệ thống sẽ được diễn tả bẳng giản đồ trạng thái là tập các trạng thái và các cung có hướng liên kết các trạng thái đó với nhau.
Thí dụ khảo sát hệ thống báo động:
HEÄ THOÁNG BAÙO ÑOÄNG
Söï coá: X1
Xaùc nhaän söï coá :X2
Z1: Coøi
Z2: Ñeøn
Khi có sự cố xảy ra: Còi kêu, đèn sáng.
Nếu có xác nhận sự cố: Còi sẽ hết kêu nhưng đèn vẫn sáng nếu sự cố còn và đèn tắt khi hết sự cố.
Nếu không nhấn xác nhận sự cố thì Còi vẫn kêu , đèn vẫn sáng cho dù sự cố đã hết.
Trạng thái 
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
TT\X!X2
00
10
11
01
Z1
Z2
1
1
2
5
0
0
2
6
2
3
1
1
3
4
3
5
0
1
4
1
4
3
0
1
5
1
3
5
0
0
6
6
2
5
1
1
1,5
1
2
3
5
y1
1
2,6
6
2
3
5
y2
2,6
3,4
1
4
3
5
y3
3,4,5
Qn
Qn+1
Rn
Sn
0
0
*
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
*
S
R
Q
Q
Y\X
00
10
11
01
00
10
11
01
00
10
11
01
00
0
*
0
0
0
*
*
0
2
3
10
1
1
*
*
1
1
1
*
3
5
11
01
0
0
0
0
*
1
1
*
1
5
00
*
0
*
*
0
1
0
0
10
0
0
1
1
*
*
0
0
11
01
*
*
*
*
0
0
0
0
00
*
*
0
*
0
0
1
0
10
*
*
*
*
0
0
0
0
11
01
1
0
0
1
0
*
*
0
Thí dụ khảo sát hệ thống báo động khi phát hiện 2 vật ngã lien tiếp:
h>h1
h1>d>d1
d>h2
Khoảng cách xuất hiện > d1
h1
X1
h
h2
X2
d1
d
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
TT\X1X2
00
10
11
01
F
1
1
2
5
0
2
2
3
0
3
3
4
0
4
1
4
0
5
6
5
0
6
6
2
7
0
7
8
7
1
8
8
2
7
1
1
1
2
5
Y1
2,3,4
1
2
3
4
Y2
5
6
5
Y3
6
6
2
7
Y4
7,8
8
2
7
Y5
Thí dụ khảo sát hệ thống bảo vệ máy khi có sự cố:
Khi nhấn R nếu klhông có lỗi F và không có sự cố x thì M sẽ chạy
Nếu sự cố xảy ra M tắt và F=1, nut R mất tác dụng. F chỉ trở về bằng không khi sự cố đã hết và nhấn S 2 lần ( trong lúc nhấn không được có sự cố).
1
2
3
4
5
6
7
TT\xS
00
10
11
01
F
1
1
2
6
0
2
3
2
7
1
3
3
2
4
1
4
5
7
4
1
5
5
2
6
1
6
1
7
6
0
7
2
7
4
1
1,6
1
2
7
6
Y1
2,3,7
3
2
7
4
Y2
4
5
7
4
Y3
5
5
2
6
Y4
1,6
1
2
7
6
Y1
2,3
3
2
7
4
Y2
4.7
5
2
7
4
Y3
5
5
2
6
Y4
Thí dụ khảo sát hệ thống khóa nhị phân:
Thí dụ khảo sát hệ thống phân loại vật ngắn, dài, trung bình
X1
X2
X3
h1
d1
h
d
d2
000
000
100
000
110
000
010
000
011
010
111
001
000
100
001
000
011
000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
h>h1 Nếu d<d1 S=1
2d≥d1 Nếu d1≤d<d2 M=1
d>d2-d1 Nếu d2<d G=1
Khoảng cách xuất hiện > d2-d1
Thí dụ khảo sát hệ thống báo bơm luân phiên:
B2
B1
1
bb1
X4
X3
X2
X1
V
Giả sử ban đầu bồn cạn dưới X1
Khi mực nước cao hơn X2 thì 1 bơm sẽ chạy, Khi mực nước rút dưới X1 thì bơm đó sẽ tắt, khi mực nước một lần nữa cao hơn X2 thì bơm kia sẽ chạy, nếu mực nước cao hơn X3 thì cả 2 bơm chạy, nếu cao hơn X4 thì van V đóng lại, nếu dưới X4 thì V lại mở ra. Nếu mực nước rút dưới X2 thì bơm nào chạy trước sẽ tắt trước.
1
2
3
4
5
6
7
7
8
9
10
11
12
Tt\X1X2X3
000
100
110
111
B1
B2
1
1
2
0
0
2
2
3
0
0
3
10
3
4
1
0
4
5
4
1
1
5
6
5
4
1
1
6
1
6
7
0
1
7
6
7
8
0
1
8
9
8
1
1
9
10
9
8
1
1
10
11
10
3
1
0
11
11
12
0
0
12
12
7
0
0
Tt\x1x2x3
000
100
110
111
1,2
1
2
3
Y1
3,10
11
10
3
4
Y2
4,5
6
5
4
Y3
6,7
1
6
7
8
Y4
8,9
10
9
8
Y5
11,12
11
12
7
Y6
Bảng trạng thái hệ thống phân loại xe ngắn, dài, trung bình khi khoảng cách xuất hiện 2 xe lớn hơn d2-d1 và d>2d1 như sau:
TT\x1x2x3
000
100
110
010
011
111
101
001
 S
M
G
1
1
2
0
0
0
2
2
3
0
0
0
3
3
4
7
0
0
0
4
9
4
5
0
0
0
5
5
6
0
1
0
6
1
10
6
0
0
0
7
8
7
0
0
1
8
8
6
0
0
0
9
9
17
6
1
0
0
10
2
11
10
0
0
0
11
3
12
11
0
0
0
12
4
12
13
0
0
0
13
16
14
13
1
0
0
14
17
15
14
0
0
0
15
19
15
0
0
0
16
16
17
6
0
0
0
17
17
18
10
0
0
0
18
18
19
11
0
0
0
19
19
12
0
0
0