Lịch sử đo lường tự động hoá (P1)

Ngày nay, các công nghệ đo lường và hệ thống tự động đã tiến hoá rất nhanh so với vài thập kỷ trước đây, một số thiết bị đo hay điều khiển thậm chí đã biến mất vì lỗi thời thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, có độ chính xác cao hơn, hiệu quả hơn, thân thiện với môi trường hơn nhờ vào sự thay đổi không ngừng của các bộ vi xử lý và hệ thống công nghệ thông tin. Kỹ sư tự động hoá ngoài hiểu biết về hệ thống đo lường và các ngôn ngữ lập trình tự động, họ còn phải tự trang bị các kỹ năng và hiểu biết về mạng truyền thông, về các ngôn ngữ lập trình cấp cao để có thể tích hợp hệ thống tự động vào hạ tầng công nghệ thông tin.

Ở cấp đo đo lường, hiểu biết sâu sắc về các thông tin của quá trình điều khiển, của các đặc tính lý hoá các lưu chất đo, sẽ giúp ích cho các nhân viên vận hành, nhân viên bán hàng, kỹ sư lựa chọn được thiết bị đo phù hợp nhất với yêu cầu của ứng dụng đo.

Đo lường và điều khiển quá trình có một cuộc cách mạng dài từ điều khiển bằng tay (manual) các thiết bị cơ khí thành điều khiển khí nén (pneumatic), điều khiển bằng các mạch điện tử tương tự analog và hiện tại là các công nghệ điều khiển kỹ thuật số. Sự lớn mạnh theo cấp độ luỹ thừa này diễn ra từ sau thế chiến thứ 2 và vẫn không ngừng thay đổi mạnh mẽ trong thời đại kỹ thuật số ngày nay.

Điều khiển và đo lường bắt nguồn từ khi nào thì không ai rõ. Khoảng năm 2600 TCN, người Hy Lạp đã biết sử dụng các thiết bị đo chiều dài để cắt các khối đá theo hình dạng đồng nhất để xây dựng các kim tự tháp. Họ còn biết sử dụng các gờ chắn đập (weir) trong việc phân phối nước tưới tiêu trong nông nghiệp. Một vài thế kỷ sau, người La Mã đã biết xây dựng các kênh dẫn nước và phân phối nước dựa trên các thiết bị đo lưu lượng cơ bản.

Vào những năm của thế kỷ 17, ống pitot (pitot tube) được phát minh. Sau đó bộ điều tốc ly tâm (Flyball Governor) đầu tiên được chế tạo vào năm 1788 bởi James Watt. Bộ điều tốc ly tâm được sử dụng phổ biến nhất trong động cơ hơi nước ngày trước vì nó quyết định lượng hơi nước được nạp vào xi lanh. Bộ điều tốc ly tâm được xem như là ứng dụng/ khái niệm đầu tiên của một vòng điều khiển có phản hồi (feedback control loop).

https://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BB%99_%C4%91i%E1%BB%81u_t%E1%BB%91c_ly_t%C3%A2m

Nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Bản vẽ quy trình công nghệ và đo lường P&ID

P&ID có 2 cách diễn giải, chữ P đầu tiên có thể là Process hay Piping tùy vào mục đích sử dụng. Vì vậy, Bản vẽ quy trình công nghệ (hay đường ống) và các thiết bị đo lường là bản vẽ thể hiện thông tin cơ bản về công nghệ, đường ống và các thiết bị đo lường. Bản vẽ này được sử dụng nhiều nhất trong quá trình thiết kế, vận hành và bảo trì. Nó giúp cho các kỹ sư hiểu một cách tổng quát nhất toàn bộ quy trình công nghệ sản xuất trong nhà máy với mức độ chi tiết đáng ngạc nhiên về công nghệ, về đường ống, về đo lường bằng cách sử dụng các quy ước ký hiệu theo tiêu chuẩn ISA5.1-1992 (Instrumentation Symbols and Identification) và tiêu chuẩn ISA5.3-1983 (Graphic Ssymbols for Distributed Conttrol/ Shared Display Instrumentation,…). Về công nghệ, P&ID thể hiện được với từng công nghệ trong chu trình xử lý hay sản xuất của nhà máy, các thiết bị chính nào được sử dụng, công suất vận hành thiết kế ra sao, các thiết bị này có thông tin về công nghệ như áp suất, nhiệt độ như thế nào? ...

Độ lặp lại (Repeatability) và Độ tái lập (Reproducibility) theo ISA51.1

Với kỹ sư đo lường thì độ lặp lại và độ tái lập ít khi gặp trong thực tế, tuy nhiên khi làm với các thiết bị phân tích, độ lặp lại và độ tái lập được quan tâm nhiều hơn. Theo tiêu chuẩn ISA51.1-1979, thì: Độ lặp lại, repeatability : là sự thống nhất về mức độ gần nhau giữa các giá trị đo được liên tiếp nhau với cùng giá trị đầu vào giống nhau trong cùng một điều kiện vận hành, tiếp cận cùng một hướng (hướng lên hoặc hướng xuống) và trong cùng toàn dải đo. Người viết: vậy hiểu thế nào cho đúng? trong định nghĩa này độ lặp lại thực chất là mức độ sai khác của các giá trị đo với nhau, mà không có để cập đến đường chuẩn hay đường chính xác. Vì thế, độ lặp lại chỉ là để kiểm tra tính lặp lại, tính thống nhất của thiết bị với cùng 1 đầu vào. Lưu ý: độ lặp lại không bao gồm tính chất trễ (hysteresis) (Người viết: người đọc tham khảo thêm về khái niệm hysteresis, hoặc tham khảo hình cuối bài để phân biệt khái niệm hysteresis và deadband - khoảng chết) Người viết: Em làm y như vậy liê...

Độ không đảm bảo (Uncertainty)

Khi nhắc đến độ chính xác và độ lặp lại, ta không thể nhắc đến một khái niệm khác đó là độ không đảm bảo hay độ không chắc chắn (uncertainty). Giả sử nói một thiết bị đo áp suất có độ chính xác là 0.5% giá trị đọc được, vậy có phải trong tất cả 100% các lần đo, độ chính xác đều nằm trong sai số cho phép là 0.5%. Điều này không thể xảy ra trong điều kiện thử nghiệm, cũng như chắc chắn sẽ không xảy ra trên thực tế. Trong đo lường, giá trị đo tùy vào mục đích mà dùng để giám sát, điều khiển nhưng đều dùng để ra một quyết định nào đó. Giá trị đo này, phải có chất lượng đủ "tốt" có nghĩa là có thể tin tưởng được để ra một hành động quyết định nào đó. Vì vậy, khi đề ra một phương pháp thử nghiệm để ra một kết luận, người ta hay nói đến độ chắc chắn của dữ liệu là bao nhiêu phần trăm. Vì vậy, độ không đảm bảo trong đo lường xác định được giới hạn của một tập các sai số cụ thể hay sai số hệ thống với độ tin cậy nhất định. Độ tin cậy phổ biến nhất trong việc phân tích độ k...

Instrument and Control

Tìm kiếm Blog này