Luận Văn Xây dựng mô hình động học cho lò hơi trong nhà máy Đạm Phú Mỹ

Xây dựng mô hình động học cho lò hơi trong nhà máy Đạm Phú Mỹ
Trong giai đoạn đổi mới đất nước ta đang chuyển mỡnh và phỏt triển mạnh mẽ. Sự gia tăng sản xuất đó làm cho cỏc nhà mỏy được xây dựng ngày càng nhiều. Theo dũng thời gian, những cụng nghệ, kỹ thuật tiờn tiến trờn thế giới đó dần được chuyển giao và ứng dụng vào trong các nhà máy sản xuất ở nước ta. Quá trỡnh sản xuất thủ cụng chủ yếu bằng sức người đó trở thành cơ giới hóa và đến nay đang trong quá trỡnh tự động hóa quá trỡnh sản xuất.
Hiện nay, trong cỏc nhà mỏy trong nước, dự nhỏ hay lớn, hầu hết cỏc dõy chuyền sản xuất đều được điều khiển bằng hệ thống PLC (Programable Logic Controller). Cỏc hóng sản xuất PLC thường gặp như Omron, Siemens, Allen Bradley hay những hóng khỏc ít gặp hơn ở nước ta như GE Fanuc, HIMA, LG, đều luôn tỡm cách mở rộng và phát triển thị trường sang Việt Nam; từ việc tăng cường tiếp thị và mở rộng mạng lưới phân phối cho tới việc hỗ trợ cho các tổ chức giáo dục, đào tạo nhằm đưa sản phẩm của mỡnh tiếp cận với lực lượng lao động tiềm năng. Bên cạnh đấy, đối với cỏc nhà mỏy cú quy mụ lớn, sử dụng hệ thống DCS (Distributed Control System) để điều khiển quỏ trỡnh sản xuất đó trở nờn phổ biến. Cụ thể, cỏc hệ thống DCS của cỏc hóng Siemens, Yokogawa, Honeywell, ABB . đó được đó được triển khai tại khắp các nhà máy phân bố đều trên nước ta.
Tuy nhiờn, do đặc điểm của hầu hết cỏc hệ DCS truyền thống mới chỉ hỗ trợ các phương pháp điều khiển đơn biến, quỏ trỡnh cụng nghệ được phân nhỏ ra thành từng quỏ trỡnh đơn lẻ (hệ SISO: single input single output) và cỏc quỏ trỡnh con này được điều chỉnh chủ yếu bằng bộ điều khiển PID. Tức là, các giải thuật điều khiển trong hệ thống DCS chủ yếu là sự phối hợp giữa các vũng PID với nhau hay với các thuật giải điều khiển khác như điều khiển tỉ lệ (ratio control), điều khiển phân vựng (split-range control), điều khiển lựa chọn (selective control) hoặc phối hợp với điều khiển logic (discrete control). Một quỏ trỡnh cụng nghệ thông thường là hệ thống nhiều đại lượng vào/ra và các đại lượng này có tác động tương hỗ lẫn nhau (hệ MIMO: multi-input multi-output) cho nên việc phân tách một hệ MIMO thành các hệ SISO sẽ làm các bộ PID không đủ khả năng điều khiển quá trỡnh cụng nghệ với chất lượng tốt nhất và từ đó làm giảm hiệu suất của quá trỡnh sản xuất.
Để khắc phục nhược điểm này của cỏc hệ DCS truyền thống, các nhà sản xuất hệ thống điều khiển đưa ra một giải pháp đó là bổ sung hệ thống APC (Advanced Process Control) phớa trờn hệ thống DCS. APC là một hệ thống phõn tớch quỏ trỡnh cụng nghệ theo quan điểm đa biến vào/ra (MIMO), từ đú tỡm ra mối quan hệ giữa cỏc biến ngừ vào và cỏc biến ngừ ra để chọn ra sỏch lược điều khiển thích hợp nhằm điều khiển tối ưu quá trỡnh cụng nghệ, nõng cao hiệu suất của quỏ trỡnh sản xuất. Tuy nhiờn, chi phí cho hệ thống APC rất cao (từ 50% đến 100% giá của hệ thống DCS) và các thuật giải tối ưu phải được thiết kế riêng cho từng quá trỡnh cụng nghệ. Mới đây, với sự ra đời của các thế hệ DCS mới hỗ trợ các thuật toán điều khiển cao cấp, việc thiết kế và cài đặt các bộ điều khiển đa biến có thể thực hiện ngay trờn trạm DCS, giảm chi phớ cho một hệ APC tỏch riờng.
Như vậy, việc xây dựng một mô hỡnh đa biến vào/ra mô tả sự tương tác (thẳng và chéo) giữa các biến ở ngừ vào và cỏc biến ở ngừ ra của một quỏ trỡnh cụng nghệ là nhu cầu cần thiết và là yờu cầu quan trọng cần phải thực hiện nếu ta muốn thực hiện tối ưu quá trỡnh cụng nghệ. Ngày nay, quỏ trỡnh xõy dựng mụ hỡnh động học của quá trỡnh được thực hiện chủ yếu dựa trên dữ liệu thực nghiệm thu thập được từ quá trỡnh, cựng với quan điểm nhận dạng là xem quỏ trỡnh như một hộp đen (black-box). Dữ liệu thực nghiệm dùng để nhận dạng này có thể được thu thập theo kiểu vũng hở hoặc vũng kớn.