1. Các nguyên tắc cơ bản của quá trình điều khiển
1.1.Điều khiển đóng mởĐiều khiển đóng mở là hệ thống điều khiển tự động thường được sử dụng cho các nhà máy lắp ráp. Trong ngành công nghiêp hoá học nói chung cũng như trong ngành công nghệ lọc dầu và chế biến khí nói riêng, điều khiển đóng mở tuy không phổ biến nhưng cũng là không thể thiếu và có vai trò quan trọng, đặc biệt trong các ứng dụng start up, shutdown, an toàn nhà máy.Những đầu vào, đầu ra của loại điều khiển này chỉ ở một trong hai trạng thái đóng hay mở (on hay off). Phương pháp điều khiển của loại này là logic, với cổng OR, AND, NAND vv....Cách đây 40 năm bộ điều khiển của loại này là một hệ thống rơle và rơle thời gian đặt trong tủ bảng. Với sự phát triển của ngành điện tử, bộ điều khiển có khả năng lập trình PLC (Programmable Logic Control) ra đời làm cho hệ thống rơle trở nên lỗi thời. 1.2. Điều khiển quá trìnhTrong các nhà máy lọc dầu, hoá dầu, chế biến khí, người ta sử dụng chủ yếu loại điều khiển này. Quá trình sản xuất là liên tục, các thông số điều khiển bao gồm nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng, lưu lượng, độ pH, nồng độ vv...Thiết bị đầu vào thường là từ các bộ chuyển đổi tín hiệu cho ra tín hiệu tương tự dạng chuẩn như 4-20 mA hoặc 3-15 psig. Thiết bị đầu ra thông thường là các van điều khiển. Phương pháp điều khiển thường là thuật toán điều khiển tỉ lệ (Proportional), tích phân (Integral) và vi phân (Differential) viết tắt là PID. [3]2. Hệ thống điều khiển phân tán DCS trong nhà máy lọc dầu hiện đạiDo đặt thù có nhiều phân xưởng nằm phân tán trong một diện tích lớn và có rất nhiều đầu vào và đầu ra ứng với từng phân xưởng nên hầu hết các nhà máy lọc dầu hiện nay đều sử dụng hệ thống điều khiển phân tán DCS (Distributed Control System). Hệ thống được cấu thành bởi nhiều hệ thống nhỏ hơn nằm phân tán ở mỗi phân xưởng, mỗi hệ thống nhỏ này có nhiệm vụ đảm bảo quá trình điều khiển ở phân xưởng mà nó đảm nhiệm, nó chịu sự quản lý của các hệ thống chủ bên trên, có thể nhận hoặc cung cấp tín hiệu với các hệ thống chủ. Bản thân các hệ thống phân tán này sẽ quản lý trực tiếp các thiết bị tại hiện trường như van, cảm biến, mô tơ... Tập hợp tất cả các dữ liệu từ các hệ thống phân tán ở từng phân xưởng sẽ được gởi lên các hệ thống cấp cao hơn, các hệ thống này thường được tập trung ở phòng điều khiển trung tâm của nhà máy, nơi mà các kỹ sư vận hành và nhà quản lý trực tiếp đưa ra những quyết định về chế độ hoạt động của nhà máy.Ra đời từ giữa những năm 70, hệ thống điều khiển phân tán DCS đã mang đến một cuộc cách mạng thực sự cho phòng điều khiển trung tâm của các nhà máy lọc dầu bằng cách số hoá những vòng điều khiển và biểu diễn thông tin của quá trình lên màn hình điều khiển.Hình 1.1. Mô hình hệ thống điều khiển DCSNhững lợi thế mà DCS mang lại có thể kể ra nhưĐảm bảo an toàn cao trong quá trình hoạt động. Lưu trữ các thông tin trong quá trình hoạt động phục vụ cho công tác thống kê, nghiên cứu, hoạch định chiến lược. Cung cấp cái nhìn tổng quát nhất về hoạt động của nhà máy. Các module tính toán cho phép triển khai các chiến lược điều khiển nhằm mục đích tối ưu hiệu quả công nghệ và hiệu quả kinh tế. Giao diện thân thiện với người vận hành bằng ngôn ngữ và hình ảnh... [3] Một số kỹ thuật điều khiển thường dùng trong nhà máy 2.1. Điều khiển hồi tiếp Feed back controlĐây là phương pháp truyền thống để điều khiển một quá trình. Nội dung của phương pháp là đo biến quá trình cần điều khiển PV (Process Variable) và so sánh với giá trị đặt SP (Setpoint), căn cứ vào độ sai lệch e = SP - PV, bộ điều khiển sẽ cho ra tín hiệu điều khiển tương ứng làm thay đổi độ mở của van.Hình 1.2. Sơ đồ điều khiển kiểu Feed backĐa số các vòng điều khiển đơn giản trong công nghiệp đều sử dụng vòng điều khiển này. - Ưu điểm§ Thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư rẻ.Nhược điểm§ Nhược điểm lớn nhất của vòng điều khiển này là bộ điều khiển chỉ can thiệp vào quá trình sau khi đã có tác động nhiễu ảnh hưởng đến quá trình.§ Chất lượng của quá trình điều khiển không cao. 2.2. Điều khiển nối tiếp Cascade controlĐiều khiển nối tiếp là kỹ thuật điều khiển sử dụng hai bộ điều khiển bên trong một vòng điều khiển. Một bộ điều khiển được lồng vào trong một bộ điều khiển khác, đầu ra của bộ điều khiển thứ nhất là giá trị đặt SP (Set point) của bộ điều khiển thứ hai. Điều này có nghĩa rằng hai bộ điều khiển là không độc lập nhau mà liên kết cùng nhau nhằm mục đích điều khiển cho biến quá trình PV (Process Variable) đạt đến giá trị mong muốn SP.Điều khiển nối tiếp có thể cải thiện được tính phản hồi và đạt đến tính dễ điều khiển cho quá trình, đặt biệt là đối với những quá trình mà có thời gian trễ đáng kể, hoặc thời gian đáp ứng của bộ điều khiển thứ nhất rất lớn. Hình bên là một ví dụ về hệ thống điều hòa với TRC trên đĩa nhạy cảm và hệ thống khống chế chất lượng sản phẩm.Hình 1.3. Ví dụ về điều khiển Cascade [2]Các trường hợp sử dụng Cascade control§ Cải thiện đáp ứng của hệ thống và tăng tính dễ điều khiển.§ Thời gian chết (deadtime) của vòng điều khiển thứ nhất phải lớn. Nếu điều này không đáp ứng thì điều khiển cascade sẽ không hiệu quả. § Đồng thời, động lực học toàn bộ của vòng thứ nhì phải nhanh hơn so với vòng thứ nhất.Ứng dụng của điều khiển cascade trong lĩnh vực công nghiệp hoá học có thể kể đến như sau§ Điều khiển mức chất lỏng LC thông qua việc điều khiển lưu lượng qua van FC.§ Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm). hoặc nhiệt độ đỉnh tháp TC thông qua việc điều khiển dòng hồi lưu FC. § Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong khu vực đáy tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm) TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt cung cấp FC. § Điều khiển nhiệt độ trong thiết bị phản ứng TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt đun nóng hoặc làm lạnh... 2.3. Điều khiển sớm Feed forward control:Điều khiển Feed forward còn gọi là kỹ thuật điều khiển sớm, với kỹ thuật này, thiết bị điều khiển sẽ đo sự nhiễu loạn ảnh hưởng đến quá trình và phản ứng lại tương ứng. Điều này có nghĩa là chất lượng của quá trình điều khiển sẽ được cải thiện đáng kể vì biến nhiễu sẽ không gây tác động đến hệ thống, nó đã được đo và điều khiển trước bởi bộ điều khiển. Trường hợp sử dụng được Feed forwardMặc dầu có những lợi thế đáng kể là khử được tác động của nhiễu ảnh hưởng đến quá trình, tuy nhiên không phải tất cả các quá trình đều có thể triển khai được kỹ thuật điều khiển Feed forward này. Do bản chất của điều khiển này là phản ứng chống lại nhiễu trước khi nó tác động đến quá trình nên ta cần phải biết được những thông tin về nhiễu, đó lৠĐộ lớn của biến nhiễu, nghĩa là biến nhiễu trong trường hợp này phải đo được, biến nhiễu thường gặp nhất là nhiễu nhiệt độ và nhiễu lưu lượng.§ Cách thức mà nhiễu tác động đến quá trình, nghĩa là ta phải biết được mô hình toán học của nó, điều này sẽ giúp bộ điều khiển thiết lập nên thuật toán điều khiển để khử được nhiễu này.Nếu không có được hai thông tin trên thì kỹ thuật điều khiển Feed forward sẽ không có tác dụng. Ví dụ dưới đây là hệ thống điều khiển feed forward để điều hòa hoạt động của tháp chưng cất 2 sản phẩm sử dụng TRC trên đĩa nhạy cảm, tác động lên công suất của thiết bị đun sôi lại khi nguyên liệu thay đổi.Hình 1.4. Ví dụ về điều khiển Feed forward2.4. Sự kết hợp giữa Feed back và Feed forwardĐây là phương pháp sử dụng phổ biến nhất trong các vòng điều khiển công nghiệp. Để giải thích lợi ích của sự kết hợp này, ta nghiên cứu sơ đồ điều khiển sau cho mục đích điều khiển nồng độ sản phẩm ra.Hình 1.5. Mô hình điều kiển kết hợp Feed back và Feed forwardSo sánh với sơ đồ Hình 1.4 khi mà không có khâu phản hồi, ta nhận thấy rằng khi có các biến nhiễu như nhiệt độ hoặc nồng độ của dòng nguyên liệu thì chất lượng điều khiển cũng sẽ không cao.Trong trường hợp này, với sự kết hợp của vòng điều khiển Feed back thì chất lượng của việc điều khiển được cải thiện đáng kể, kể cả trong trường hợp có các tác động nhiễu của nhiệt độ hoặc nồng độ dòng nguyên liệu. 2.5. Kỹ thuật điều khiển bằng computerĐây là một kỹ thuật điều khiển hiện đại nhờ vào sự phát triển của các kỹ thuật tính toán. Với máy tính, một mô hình mô phỏng toàn bộ quá trình điều khiển có thể được thực hiện. Mô hình này có thể tính toán đầu ra cho các van điều khiển và các thiết bị chấp hành khác. 2.6. Kỹ thuật điều khiển có lựa chọn Override control:Điều khiển có lựa chọn là kỹ thuật điều khiển mà trong đó biến điều chỉnh có thể được điều khiển bởi một trong nhiều biến quá trình khác nhau.Ví dụ minh hoạ dưới đây cho thấy biến điều chỉnh chính là lưu lượng dòng nhiệt đi qua Reboiler có thể được điều khiển thông qua mức chất lỏng hoặc là nhiệt độ của đáy tháp. Ở đây ta sẽ phân tích kỹ điều này.Trong thực tế có nhiều trường hợp mà vòng điều khiển tiếp nhận dữ liệu của nhiều biến quá trình.Ứng dụng phổ biến nhất của kỹ thuật điều khiển này là trong việc startup hoặc shut down nhà máy.Hiện nay công nghệ điều khiển hiện đại sử dụng để điều khiển quá trình là kỹ thuật APC (Advance Processec Control), tuy nhiên trong phần mềm mô phỏng động Dynsim không sử dụng nên ta không nghiên cứu sâu. [1], [3]
Điều khiển đóng mở là hệ thống điều khiển tự động thường được sử dụng cho các nhà máy lắp ráp. Trong ngành công nghiêp hoá học nói chung cũng như trong ngành công nghệ lọc dầu và chế biến khí nói riêng, điều khiển đóng mở tuy không phổ biến nhưng cũng là không thể thiếu và có vai trò quan trọng, đặc biệt trong các ứng dụng start up, shutdown, an toàn nhà máy.
Những đầu vào, đầu ra của loại điều khiển này chỉ ở một trong hai trạng thái đóng hay mở (on hay off). Phương pháp điều khiển của loại này là logic, với cổng OR, AND, NAND vv....Cách đây 40 năm bộ điều khiển của loại này là một hệ thống rơle và rơle thời gian đặt trong tủ bảng. Với sự phát triển của ngành điện tử, bộ điều khiển có khả năng lập trình PLC (Programmable Logic Control) ra đời làm cho hệ thống rơle trở nên lỗi thời.
1.2. Điều khiển quá trình
Trong các nhà máy lọc dầu, hoá dầu, chế biến khí, người ta sử dụng chủ yếu loại điều khiển này. Quá trình sản xuất là liên tục, các thông số điều khiển bao gồm nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng, lưu lượng, độ pH, nồng độ vv...
Thiết bị đầu vào thường là từ các bộ chuyển đổi tín hiệu cho ra tín hiệu tương tự dạng chuẩn như 4-20 mA hoặc 3-15 psig. Thiết bị đầu ra thông thường là các van điều khiển. Phương pháp điều khiển thường là thuật toán điều khiển tỉ lệ (Proportional), tích phân (Integral) và vi phân (Differential) viết tắt là PID. [3]
2. Hệ thống điều khiển phân tán DCS trong nhà máy lọc dầu hiện đại
Do đặt thù có nhiều phân xưởng nằm phân tán trong một diện tích lớn và có rất nhiều đầu vào và đầu ra ứng với từng phân xưởng nên hầu hết các nhà máy lọc dầu hiện nay đều sử dụng hệ thống điều khiển phân tán DCS (Distributed Control System). Hệ thống được cấu thành bởi nhiều hệ thống nhỏ hơn nằm phân tán ở mỗi phân xưởng, mỗi hệ thống nhỏ này có nhiệm vụ đảm bảo quá trình điều khiển ở phân xưởng mà nó đảm nhiệm, nó chịu sự quản lý của các hệ thống chủ bên trên, có thể nhận hoặc cung cấp tín hiệu với các hệ thống chủ. Bản thân các hệ thống phân tán này sẽ quản lý trực tiếp các thiết bị tại hiện trường như van, cảm biến, mô tơ...
Tập hợp tất cả các dữ liệu từ các hệ thống phân tán ở từng phân xưởng sẽ được gởi lên các hệ thống cấp cao hơn, các hệ thống này thường được tập trung ở phòng điều khiển trung tâm của nhà máy, nơi mà các kỹ sư vận hành và nhà quản lý trực tiếp đưa ra những quyết định về chế độ hoạt động của nhà máy.
Ra đời từ giữa những năm 70, hệ thống điều khiển phân tán DCS đã mang đến một cuộc cách mạng thực sự cho phòng điều khiển trung tâm của các nhà máy lọc dầu bằng cách số hoá những vòng điều khiển và biểu diễn thông tin của quá trình lên màn hình điều khiển.
Hình 1.1. Mô hình hệ thống điều khiển DCS
Những lợi thế mà DCS mang lại có thể kể ra như
Một số kỹ thuật điều khiển thường dùng trong nhà máy
2.1. Điều khiển hồi tiếp Feed back controlĐây là phương pháp truyền thống để điều khiển một quá trình. Nội dung của phương pháp là đo biến quá trình cần điều khiển PV (Process Variable) và so sánh với giá trị đặt SP (Setpoint), căn cứ vào độ sai lệch e = SP - PV, bộ điều khiển sẽ cho ra tín hiệu điều khiển tương ứng làm thay đổi độ mở của van.Hình 1.2. Sơ đồ điều khiển kiểu Feed backĐa số các vòng điều khiển đơn giản trong công nghiệp đều sử dụng vòng điều khiển này. - Ưu điểm§ Thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư rẻ.Nhược điểm§ Nhược điểm lớn nhất của vòng điều khiển này là bộ điều khiển chỉ can thiệp vào quá trình sau khi đã có tác động nhiễu ảnh hưởng đến quá trình.§ Chất lượng của quá trình điều khiển không cao. 2.2. Điều khiển nối tiếp Cascade controlĐiều khiển nối tiếp là kỹ thuật điều khiển sử dụng hai bộ điều khiển bên trong một vòng điều khiển. Một bộ điều khiển được lồng vào trong một bộ điều khiển khác, đầu ra của bộ điều khiển thứ nhất là giá trị đặt SP (Set point) của bộ điều khiển thứ hai. Điều này có nghĩa rằng hai bộ điều khiển là không độc lập nhau mà liên kết cùng nhau nhằm mục đích điều khiển cho biến quá trình PV (Process Variable) đạt đến giá trị mong muốn SP.Điều khiển nối tiếp có thể cải thiện được tính phản hồi và đạt đến tính dễ điều khiển cho quá trình, đặt biệt là đối với những quá trình mà có thời gian trễ đáng kể, hoặc thời gian đáp ứng của bộ điều khiển thứ nhất rất lớn. Hình bên là một ví dụ về hệ thống điều hòa với TRC trên đĩa nhạy cảm và hệ thống khống chế chất lượng sản phẩm.Hình 1.3. Ví dụ về điều khiển Cascade [2]Các trường hợp sử dụng Cascade control§ Cải thiện đáp ứng của hệ thống và tăng tính dễ điều khiển.§ Thời gian chết (deadtime) của vòng điều khiển thứ nhất phải lớn. Nếu điều này không đáp ứng thì điều khiển cascade sẽ không hiệu quả. § Đồng thời, động lực học toàn bộ của vòng thứ nhì phải nhanh hơn so với vòng thứ nhất.Ứng dụng của điều khiển cascade trong lĩnh vực công nghiệp hoá học có thể kể đến như sau§ Điều khiển mức chất lỏng LC thông qua việc điều khiển lưu lượng qua van FC.§ Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm). hoặc nhiệt độ đỉnh tháp TC thông qua việc điều khiển dòng hồi lưu FC. § Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong khu vực đáy tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm) TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt cung cấp FC. § Điều khiển nhiệt độ trong thiết bị phản ứng TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt đun nóng hoặc làm lạnh... 2.3. Điều khiển sớm Feed forward control:Điều khiển Feed forward còn gọi là kỹ thuật điều khiển sớm, với kỹ thuật này, thiết bị điều khiển sẽ đo sự nhiễu loạn ảnh hưởng đến quá trình và phản ứng lại tương ứng. Điều này có nghĩa là chất lượng của quá trình điều khiển sẽ được cải thiện đáng kể vì biến nhiễu sẽ không gây tác động đến hệ thống, nó đã được đo và điều khiển trước bởi bộ điều khiển. Trường hợp sử dụng được Feed forwardMặc dầu có những lợi thế đáng kể là khử được tác động của nhiễu ảnh hưởng đến quá trình, tuy nhiên không phải tất cả các quá trình đều có thể triển khai được kỹ thuật điều khiển Feed forward này. Do bản chất của điều khiển này là phản ứng chống lại nhiễu trước khi nó tác động đến quá trình nên ta cần phải biết được những thông tin về nhiễu, đó lৠĐộ lớn của biến nhiễu, nghĩa là biến nhiễu trong trường hợp này phải đo được, biến nhiễu thường gặp nhất là nhiễu nhiệt độ và nhiễu lưu lượng.§ Cách thức mà nhiễu tác động đến quá trình, nghĩa là ta phải biết được mô hình toán học của nó, điều này sẽ giúp bộ điều khiển thiết lập nên thuật toán điều khiển để khử được nhiễu này.Nếu không có được hai thông tin trên thì kỹ thuật điều khiển Feed forward sẽ không có tác dụng. Ví dụ dưới đây là hệ thống điều khiển feed forward để điều hòa hoạt động của tháp chưng cất 2 sản phẩm sử dụng TRC trên đĩa nhạy cảm, tác động lên công suất của thiết bị đun sôi lại khi nguyên liệu thay đổi.Hình 1.4. Ví dụ về điều khiển Feed forward2.4. Sự kết hợp giữa Feed back và Feed forwardĐây là phương pháp sử dụng phổ biến nhất trong các vòng điều khiển công nghiệp. Để giải thích lợi ích của sự kết hợp này, ta nghiên cứu sơ đồ điều khiển sau cho mục đích điều khiển nồng độ sản phẩm ra.Hình 1.5. Mô hình điều kiển kết hợp Feed back và Feed forwardSo sánh với sơ đồ Hình 1.4 khi mà không có khâu phản hồi, ta nhận thấy rằng khi có các biến nhiễu như nhiệt độ hoặc nồng độ của dòng nguyên liệu thì chất lượng điều khiển cũng sẽ không cao.Trong trường hợp này, với sự kết hợp của vòng điều khiển Feed back thì chất lượng của việc điều khiển được cải thiện đáng kể, kể cả trong trường hợp có các tác động nhiễu của nhiệt độ hoặc nồng độ dòng nguyên liệu. 2.5. Kỹ thuật điều khiển bằng computerĐây là một kỹ thuật điều khiển hiện đại nhờ vào sự phát triển của các kỹ thuật tính toán. Với máy tính, một mô hình mô phỏng toàn bộ quá trình điều khiển có thể được thực hiện. Mô hình này có thể tính toán đầu ra cho các van điều khiển và các thiết bị chấp hành khác. 2.6. Kỹ thuật điều khiển có lựa chọn Override control:Điều khiển có lựa chọn là kỹ thuật điều khiển mà trong đó biến điều chỉnh có thể được điều khiển bởi một trong nhiều biến quá trình khác nhau.Ví dụ minh hoạ dưới đây cho thấy biến điều chỉnh chính là lưu lượng dòng nhiệt đi qua Reboiler có thể được điều khiển thông qua mức chất lỏng hoặc là nhiệt độ của đáy tháp. Ở đây ta sẽ phân tích kỹ điều này.Trong thực tế có nhiều trường hợp mà vòng điều khiển tiếp nhận dữ liệu của nhiều biến quá trình.Ứng dụng phổ biến nhất của kỹ thuật điều khiển này là trong việc startup hoặc shut down nhà máy.Hiện nay công nghệ điều khiển hiện đại sử dụng để điều khiển quá trình là kỹ thuật APC (Advance Processec Control), tuy nhiên trong phần mềm mô phỏng động Dynsim không sử dụng nên ta không nghiên cứu sâu. [1], [3]
Đây là phương pháp truyền thống để điều khiển một quá trình. Nội dung của phương pháp là đo biến quá trình cần điều khiển PV (Process Variable) và so sánh với giá trị đặt SP (Setpoint), căn cứ vào độ sai lệch e = SP - PV, bộ điều khiển sẽ cho ra tín hiệu điều khiển tương ứng làm thay đổi độ mở của van.
Hình 1.2. Sơ đồ điều khiển kiểu Feed back
Đa số các vòng điều khiển đơn giản trong công nghiệp đều sử dụng vòng điều khiển này.
- Ưu điểm
§ Thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư rẻ.
Nhược điểm
§ Nhược điểm lớn nhất của vòng điều khiển này là bộ điều khiển chỉ can thiệp vào quá trình sau khi đã có tác động nhiễu ảnh hưởng đến quá trình.
§ Chất lượng của quá trình điều khiển không cao.
2.2. Điều khiển nối tiếp Cascade control
Điều khiển nối tiếp là kỹ thuật điều khiển sử dụng hai bộ điều khiển bên trong một vòng điều khiển. Một bộ điều khiển được lồng vào trong một bộ điều khiển khác, đầu ra của bộ điều khiển thứ nhất là giá trị đặt SP (Set point) của bộ điều khiển thứ hai. Điều này có nghĩa rằng hai bộ điều khiển là không độc lập nhau mà liên kết cùng nhau nhằm mục đích điều khiển cho biến quá trình PV (Process Variable) đạt đến giá trị mong muốn SP.
Điều khiển nối tiếp có thể cải thiện được tính phản hồi và đạt đến tính dễ điều khiển cho quá trình, đặt biệt là đối với những quá trình mà có thời gian trễ đáng kể, hoặc thời gian đáp ứng của bộ điều khiển thứ nhất rất lớn. Hình bên là một ví dụ về hệ thống điều hòa với TRC trên đĩa nhạy cảm và hệ thống khống chế chất lượng sản phẩm.
Hình 1.3. Ví dụ về điều khiển Cascade [2]
Các trường hợp sử dụng Cascade control
§ Cải thiện đáp ứng của hệ thống và tăng tính dễ điều khiển.
§ Thời gian chết (deadtime) của vòng điều khiển thứ nhất phải lớn. Nếu điều này không đáp ứng thì điều khiển cascade sẽ không hiệu quả.
§ Đồng thời, động lực học toàn bộ của vòng thứ nhì phải nhanh hơn so với vòng thứ nhất.
Ứng dụng của điều khiển cascade trong lĩnh vực công nghiệp hoá học có thể kể đến như sau
§ Điều khiển mức chất lỏng LC thông qua việc điều khiển lưu lượng qua van FC.
§ Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm). hoặc nhiệt độ đỉnh tháp TC thông qua việc điều khiển dòng hồi lưu FC.
§ Điều khiển nhiệt độ tại một đĩa trong khu vực đáy tháp (thông thường là đĩa nhạy cảm) TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt cung cấp FC.
§ Điều khiển nhiệt độ trong thiết bị phản ứng TC thông qua việc điều khiển dòng nhiệt đun nóng hoặc làm lạnh...
2.3. Điều khiển sớm Feed forward control:
Điều khiển Feed forward còn gọi là kỹ thuật điều khiển sớm, với kỹ thuật này, thiết bị điều khiển sẽ đo sự nhiễu loạn ảnh hưởng đến quá trình và phản ứng lại tương ứng. Điều này có nghĩa là chất lượng của quá trình điều khiển sẽ được cải thiện đáng kể vì biến nhiễu sẽ không gây tác động đến hệ thống, nó đã được đo và điều khiển trước bởi bộ điều khiển.
Trường hợp sử dụng được Feed forward
Mặc dầu có những lợi thế đáng kể là khử được tác động của nhiễu ảnh hưởng đến quá trình, tuy nhiên không phải tất cả các quá trình đều có thể triển khai được kỹ thuật điều khiển Feed forward này.
Do bản chất của điều khiển này là phản ứng chống lại nhiễu trước khi nó tác động đến quá trình nên ta cần phải biết được những thông tin về nhiễu, đó là
§ Độ lớn của biến nhiễu, nghĩa là biến nhiễu trong trường hợp này phải đo được, biến nhiễu thường gặp nhất là nhiễu nhiệt độ và nhiễu lưu lượng.
§ Cách thức mà nhiễu tác động đến quá trình, nghĩa là ta phải biết được mô hình toán học của nó, điều này sẽ giúp bộ điều khiển thiết lập nên thuật toán điều khiển để khử được nhiễu này.
Nếu không có được hai thông tin trên thì kỹ thuật điều khiển Feed forward sẽ không có tác dụng.
Ví dụ dưới đây là hệ thống điều khiển feed forward để điều hòa hoạt động của tháp chưng cất 2 sản phẩm sử dụng TRC trên đĩa nhạy cảm, tác động lên công suất của thiết bị đun sôi lại khi nguyên liệu thay đổi.
Hình 1.4. Ví dụ về điều khiển Feed forward
2.4. Sự kết hợp giữa Feed back và Feed forward
Đây là phương pháp sử dụng phổ biến nhất trong các vòng điều khiển công nghiệp. Để giải thích lợi ích của sự kết hợp này, ta nghiên cứu sơ đồ điều khiển sau cho mục đích điều khiển nồng độ sản phẩm ra.
Hình 1.5. Mô hình điều kiển kết hợp Feed back và Feed forward
So sánh với sơ đồ Hình 1.4 khi mà không có khâu phản hồi, ta nhận thấy rằng khi có các biến nhiễu như nhiệt độ hoặc nồng độ của dòng nguyên liệu thì chất lượng điều khiển cũng sẽ không cao.Trong trường hợp này, với sự kết hợp của vòng điều khiển Feed back thì chất lượng của việc điều khiển được cải thiện đáng kể, kể cả trong trường hợp có các tác động nhiễu của nhiệt độ hoặc nồng độ dòng nguyên liệu.
2.5. Kỹ thuật điều khiển bằng computer
Đây là một kỹ thuật điều khiển hiện đại nhờ vào sự phát triển của các kỹ thuật tính toán.
Với máy tính, một mô hình mô phỏng toàn bộ quá trình điều khiển có thể được thực hiện. Mô hình này có thể tính toán đầu ra cho các van điều khiển và các thiết bị chấp hành khác.
2.6. Kỹ thuật điều khiển có lựa chọn Override control:
Điều khiển có lựa chọn là kỹ thuật điều khiển mà trong đó biến điều chỉnh có thể được điều khiển bởi một trong nhiều biến quá trình khác nhau.
Ví dụ minh hoạ dưới đây cho thấy biến điều chỉnh chính là lưu lượng dòng nhiệt đi qua Reboiler có thể được điều khiển thông qua mức chất lỏng hoặc là nhiệt độ của đáy tháp. Ở đây ta sẽ phân tích kỹ điều này.
Trong thực tế có nhiều trường hợp mà vòng điều khiển tiếp nhận dữ liệu của nhiều biến quá trình.
Ứng dụng phổ biến nhất của kỹ thuật điều khiển này là trong việc startup hoặc shut down nhà máy.
Hiện nay công nghệ điều khiển hiện đại sử dụng để điều khiển quá trình là kỹ thuật APC (Advance Processec Control), tuy nhiên trong phần mềm mô phỏng động Dynsim không sử dụng nên ta không nghiên cứu sâu. [1], [3]
Lê Hồng Nguyên - Phạm V
Nhận bản tin hằng ngày qua email: Hãy nhập địa chỉ email của bạn (Sau đó kích hoạt qua email)
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất sẽ chạy 100% công suất vào ngày 21/1Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam cho biết, sau hơn 20 ngày tạm ngừng hoạt động để khắc phục các vấn đề kỹ thuật, hầu hết các phân xưởng công nghệ của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đã vận hành trở lại với 60% công suất từ chiều 13/1 và sẽ đạt 100% công suất vào ngày 21/1 tới.
OPEC sẽ không thay đổi sản lượng (07/12/2009)Bộ trưởng Dầu mỏ Saudi Arabia, ông Ali Naimi hôm 5.12 cho rằng, thị trường đang rất ổn định và giá dầu thế giới hiện nay là "hoàn hảo".Nhiều thành viên của Tổ chức các nước XK dầu (OPEC) cho biết, rất ít khả năng OPEC sẽ thay đổi sản lượng, tại cuộc họp chính sách vào cuối tháng này. OPEC, cung cấp 35% sản lượng dầu thô thế giới, đã giữ sản lượng không đổi kể từ tháng 10 năm ngoái. Tổng sản lượng của OPEC hiện là 26,5 triệu thùng/ngày. Giá dầu thô thế giới tại phiên cuối cùng tuần trước giữ ở mức 75,47 USD/thùng.
Dự trữ dầu thô giảm 3,8 triệu thùng (09/12/2009)Theo công bố tối nay, Tồn kho dầu thô giảm 3,8 triệu thùng, hay 1,1%, giảm còn 336.100.000 thùng, cao hơn 4,4 % so với cùng kỳ năm ngoái.Tồn kho xăng tăng hơn 2,2 triệu thùng, hoặc 1%, lên đến 216.3 triệu thùng. Điều này vượt quá mong đợi của nhà phân tích và được trên 5,7 phần trăm năm trước các cấp.Tồn kho distillate, trong đó bao gồm dầu diesel và FO, tăng 1,6 triệu thùng, lên đến 167.300.000 thùng trong tuần kết thúc vào tháng 4/12
Cố gắng khai thác 24 triệu tấn dầu thô“Từ nay đến cuối năm, Tập đoàn Dầu khí VN cố gắng đạt chỉ tiêu khai thác 24 triệu tấn dầu thô, vượt kế hoạch 101%” – lãnh đạo Tập đoàn Dầu khí VN phát biểu như vậy tại buổi báo cáo trực tuyến kế hoạch SXKD 9 tháng đầu năm 2009 và nhiệm vụ 3 tháng cuối năm tại hai đầu cầu là TPHCM và Hà Nội, tổ chức sáng 7/10.
Hạ thuỷ tàu chở khí hoá lỏng ethyleneSáng ngày 28.8, Tổng Cty CNTT Bạch Đằng đã tổ chức lễ hạ thuỷ con tàu chở khí hoá lỏng ethylene số 1 mang tên King Arthur xuất khẩu cho Italia. Serie tàu ethylene có chiều dài 104m, rộng 16,4m, cao 8,4m, mớn nước 7,2m. Trọng tải của tàu tương ứng 4.900 tấn với máy chính có công suất 4.000kW, được giám sát và phân cấp kiểm tra bởi đăng kiểm Rina của Italia.
Nga hy vọng kiếm 1,8 tỷ USD mỗi năm nhờ bán dầu mỏ cho Trung QuốcBộ trưởng Năng lượng Nga Sergei Shmatko hôm thứ Sáu (3/07) có phát biểu Nga hy vọng sẽ kiếm được 57 tỷ rúp (1,8 tỷ USD) hàng năm từ việc xuất khẩu dầu mỏ sang Trung Quốc.
Xuất xưởng 5.000 m3 dầu hỏa đầu tiên của NMLD Dung Quất 7h30 sáng nay (26/5), 5.000 m3 dầu hỏa đầu tiên tại nhà máy Lọc dầu (NMLD) Dung Quất đã được tàu chở dầu thành phẩm thuộc PV Oil Shipping đưa đi tiêu thụ tại thị trường phía Nam. Đây là mẻ sản phẩm thứ hai sau khi nhà máy này cho xuất xưởng dòng sản phẩm đầu tiên (ngày 22/2) với hơn 2.000 tấn dầu DO đưa ra tiêu thụ ở miền Trung và hơn 7.000 tấn dầu diesel tiêu thụ trên cả nước. Ngày 28/5, tàu dầu sản phẩm sẽ tiếp tục vận chuyển dầu hỏa về tổng kho xăng dầu của PV Oil tại Vũng Tàu. Vào đầu tháng 6, nhà máy dự kiến sẽ cho ra đời xăng A90, A92 và A95
Techcombank và PVFC cho công ty cổ phần Điện lực dầu khí Nhơn Trạch 2 vay tối đa 1.500 tỉ đồngNgân hàng Techcombank và tổng công ty Tài chính dầu khí Việt Nam (PVFC) hôm qua vừa ký kết thoả thuận thu cho vay tối đa lên tới 1.500 tỉ đồng cho công ty cổ phần Điện lực dầu khí Nhơn Trạch 2 để thực hiện dự án nhà máy điện Nhơn Trạch 2. Dự án điện này có cổ đông lớn nhất là tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
Dự trữ dầu của Mỹ giảm 2,1 triệu thùng trong một tuần Blooberg dẫn tin từ Bộ Năng lương Mỹ cho biết, trong tuần tính đến 15/5/2009, dự trữ thương mại dầu thô của Mỹ giảm 2,1 triệu thùng; dự trữ xăng giảm 4,3 triệu thùng, nhưng dự trữ sản phẩm dầu chưng cất lại tăng 600.000 thùng. Giá dầu WTI tại Nymex hôm qua (20/5/2009), giao tháng 7 đã tăng lên 61,62 USD/thùng./.
Chuẩn bị khai thác hai mỏ dầuNgày 22-4, Công ty điều hành chung Thăng Long (liên doanh VN-Canada) đã tổ chức lễ công bố thương mại hai mỏ dầu Hải Sư Trắng, Hải Sư Đen và ký các hợp đồng dịch vụ phát triển hai mỏ này để chuẩn bị đưa vào khai thác chính thức. Dự kiến hai mỏ trên sẽ chính thức khai thác dòng dầu thương mại đầu tiên vào tháng 9-2011, góp phần bổ sung và duy trì sản lượng khai thác dầu khí của Tập đoàn Dầu khí quốc gia VN sau năm 2011.
Khởi công xây dựng Nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học tại Dung QuấtTại Khu kinh tế Dung Quất (Quảng Ngãi) sáng 25-4, Công ty cổ phần nhiên liệu sinh học dầu khí miền trung tổ chức khởi công xây dựng Nhà máy sản xuất Bio-Ethanol-nhiên liệu Dung Quất. Ðây là nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học đầu tiên tại Quảng Ngãi sẽ góp phần phát triển nguồn năng lượng sạch cho đất nước và thay thế năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt...
PVN đề nghị tăng thẩm quyền phê duyệt các dự án dầu khíHội đồng quản trị Tập đoàn Dầu khí VN (PVN) vừa có văn bản trình Thủ tướng Chính phủ kiến nghị về việc uỷ quyền cho Hội đồng quản trị Tập đoàn được phê duyệt các dự án tự đầu tư thăm dò, khai thác dầu khí trong nước có tổng mức đầu tư dưới 3.000 tỉ đồng (tương đương mức đang áp dụng đối với dự án đầu tư ra nước ngoài). Theo PVN, việc phân cấp sẽ giúp rút ngắn thời gian thẩm định và phê duyệt dự án, tạo sự chủ động trong việc triển khai các dự án thăm dò, khai thác.
Năm 2009: Lào bắt đầu khoan thăm dò dầu khíDự án thăm dò dầu khí do các nhà đầu tư Anh thực hiện năm 2009 này sẽ bắt đầu khoan 2 giếng tại tỉnh Savannakhet và Saravan. Giếng đầu tiên sẽ được khoan vào quý II hoặc quý III/2009 và giếng thứ hai sẽ được khoan vào quý IV hoặc vào đầu mùa khô. Dự án thăm dò dầu khí này nằm trên diện tích 19.708 km2 và sẽ tiến hành trong 3 năm. Nếu tìm thấy dầu và khí gas, Salamander Energy sẽ bán tại thị trường Lào và xuất khẩu, đồng thời có thể sẽ xây dựng các nhà máy lọc dầu tại Lào.
PVD lãi 926,8 tỉ đồngTCty CP Khoan và dịch vụ khoan dầu khí (mã CK: PVD) cho biết, quý IV/2008 Cty đạt 1.088,904 tỉ đồng doanh thu thuần từ bán hàng và cung cấp dịch vụ, tăng 21,04% (tăng 189,287 tỉ đồng) so với cùng kỳ năm 2007. Lũy kế năm 2008 theo đó đạt 3.720 tỉ đồng, tăng 35,84% (tăng 981,435 tỉ đồng) so với năm 2007. Quý này, PVD đạt 175,066 tỉ đồng lợi nhuận sau thuế, tăng 3,14% so với cùng kỳ năm 2007, lũy kế năm 2008 đạt 926,833 tỉ đồng, tăng 62,06% so với năm 2007.
Năm 2009 tiêu thụ xăng dầu sẽ tăng 1 triệu tấnTheo Bộ Công thương, dự kiến mức tiêu dùng xăng dầu trong năm 2009 khoảng 14 triệu tấn, tăng 1 triệu tấn so với năm trước. Theo kế hoạch, tháng 2-2009 khi Nhà máy lọc dầu Dung Quất đi vào hoạt động, mức nhập khẩu xăng dầu cả năm sẽ khoảng 12,2 triệu tấn, trong đó có 1 triệu tấn tái xuất, tiêu dùng trong nước khoảng 11,2 triệu tấn.
Tổ chức các nước xuất khẩu khí đốt GECFDiễn đàn các nước xuất khẩu khí đốt (GECF) nhất trí được các quy tắc về cơ cấu tương tự như OPEC và địa điểm đặt trụ sở tại Doha, thủ đô Qatar. GECF gồm Nga, nước sản xuất khí đốt lớn nhất thế giới, và khoảng hơn 10 nước xuất khẩu khí đốt chủ yếu khác như Iran, Qatar. H.X. (ITAR-TASS)
Giàn khoan West Ariel trên đường đến Việt Nam Giàn khoan tự nâng West Ariel của công ty Seadrill đã hoàn thành công việc cho công ty PTTEP và đang trên đường từ Myảnmar đến Việt Nam. Giàn khoan này dự kiến sẽ đến Việt Nam trong vài ngày tới để thực hiện khoan 10 giếng cho công ty Vietsopetro. Thời gian dự kiến sẽ kéo dài khoảng 18 tháng cho đến quí 2 năm 2010.
Đài Loan vừa khởi động lại CDU số 8 và phân xưởng RDS của NMLD KaohsiungĐài Loan vừa khởi động lại CDU số 8 với công suất 100.000 thùng/ngày và phân xưởng RDS với công suất 220.000 thùng/ngày của NMLD Kaohsiung sau một thời gian bảo hành.
Singapore giảm giá xăng và dầu DO từ 4 - 5 cent/litCông ty dầu quốc gia Singapore Petroleum vừa ra thông báo giảm giá xăng từ 4 -5 cent/lit. Như vậy giá xăng mới ở thị trường Singapore sau ngày 5.12 là 18.016 VNĐ/ lít đối với xăng premium RON 98, 17193 VNĐ đối với xăng RON 95; 16700VNĐ/lit đối với xăng RON 92.
Singapore tăng công suất chế biến dầu lên 7,4%Tổng công suất chế biến dầu mỏ ở Singapore vào ngày 5. 12. 2008 đạt 1.176.350 thùng/ngày, tăng 7,4 % so với tuần trước. Tổng hiệu suất lọc của các NMLD ở Singapore hiện nay đạt 85.20% vào ngày 5.12, tăng 5.8% so với tuần trước. Như vậy đây là dấu hiệu của sự hồi phục giá các sản phẩm dầu mỏ tại thị trường Đông Nam Á.
NMLD Kikuma của Taiyo Oil vừa bắt đầu xây dựng các phân xưởng thứ haiNMLD Kikuma(công suất 120.000 thùng/ngày) của Taiyo Oil vừa bắt đầu xây dựng các phân xưởng thứ hai đó là 1 phân xưởng cracking cặn (RFCC - 25.000 thùng/ngày), 1 phân xưởng khử lưu huỳnh cho gasoline (13.300 thùng/ngày), 1 phân xưởng xử lý propylene (5400 thùng/ngày) và 1 phân xưởng Alkyl hóa (6000 thùng/ngày). Công ty này dự định vận hành các phân xưởng này vào tháng 9 năm 2010.
NMLD Hàn Quốc cắt giảm sản lượng Công ty Hyundai Oilbank của Hàn Quốc vừa cắt giảm 1,5% công suất của Nhà máy lọc dầu Daesan từ 390.000 thùng/ngày còn 335.000 thùng/ngày. Nguyên nhân do thị trường sản phẩm dầu mỏ hết sức ảm đạm
OPEC dời việc cắt giảm sản lượng cho đến cuộc họp ngày 17 tháng 12. Tổ chức OPEC đã dời quyết định cắt giảm sản lượng (1,5 triệu thùng/ngày) khi tổ chức này họp cuộc họp bất thường vào hôm 29/11 tại Cairo. Bộ trưởng OPEC đồng ý cho việc thảo luận thêm về việc cắt giảm, và dời quyết định cắt giảm cho đến cuộc họp của tổ chức này tại Algeria ngày 17 tháng 12. Trong cuộc họp hồi tháng 10 tại Vienna, tổ chức này đã đồng ý cắt giảm sản lượng của 11 nước thành viên, ngoại trừ Irắc, với mức 1,5 triệu thùng/ngày từ sản lượng hiện tại của nhóm này là 28,808 triệu thùng/ngày.
Braxin* Tập đoàn dầu mỏ quốc gia Braxin PETROBRAS sẽ xuất khẩu 605 triệu lít ethanol trong năm nay, tăng 5 lần so với năm 2007, trong đó xuất sang Mỹ khoảng 500 triệu lít và phần còn lại được xuất sang thị trường châu Á, đặc biệt là Nhật Bản. Braxin là nước sản xuất và xuất khẩu ethanol được điều chế từ mía lớn nhất thế giới.
Trung Quốc/UAETập đoàn dầu khí quốc gia Trung Quốc đã trúng thầu dự án xây dựng một tuyến đường ống dẫn dầu tại Các Tiểu vương quốc Arập thống nhất (UAE), trị giá 3,29 tỷ USD. Dự kiến bắt đầu hoạt động vào năm 2010, tuyến đường ống dẫn dầu xuyên biển lớn nhất cho đến nay này có độ dài 400 km và công suất vận chuyển tối đa 1,8 triệu thùng dầu/ngày.
Forum Home Search Help Trao đổi kiến thức |-- Chất xúc tác |-- Kinh tế Dầu |-- Lọc tách - chế biến |-- Quá trình khai thác |-- QT chế biến khí |-- Nhiên liệu mới |-- Thiết bị dầu khí |-- ATLĐ & BVMT Liên kết nhân tài |-- Hóa dầu Đà Nẵng |-- Bách Khoa Hà Nội |-- Bách Khoa Tp H.C.M |-- Mỏ địa chất |-- Trường khác trong nước |-- Học ở nước ngoài Sách và Tài liệu |-- Hóa học cơ bản |-- Phần mềm Hóa học |-- Liên kết hay |-- Sách - Báo yêu cầu |-- Hóa dầu - Dầu khí Thông tin dầu khí |-- Bộ sưu tập Học ngoại ngữ |-- English Study |-- Français Étudier Khu giải trí |-- Tiếu lâm quán |-- Ý kiến đóng góp |-- Âm nhạc |-- Thùng rác |-- Giải đáp thắc mắc |-- Quán tin học |-- Trò chuyện linh tinh Khu vực chung |-- Thông tin mới |-- Thông tin việc làm |-- Tin Dầu khí trong nước |-- Tin Dầu khí thế giới |-- Câu chuyện dầu khí Về chúng tôi |-- 02h5 Forever
.gif)
.gif)
In bản tin
Lưu bản tin
Gửi cho bạn
Xem thảo luận
(0.0)
Diễn đàn
