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

Đo lường và điều khiển là gì?

Đo lường và điều khiển được ví như là bộ não và hệ thống thần kinh của một nhà máy hiện đại. Như bộ não của một vận động viên chạy bộ vận hành tay và chân cùng nhịp thở sao cho người đó có thể chạy nhanh và xa nhất. Tương tự như vậy, hệ thống đo lường và điều khiển có chức năng giám sát và điều khiển các quá trình trong nhà máy vận hành một cách mượt mà hiệu quả, tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, với chi phí vận hành rẻ nhất và an toàn cho người vận hành cũng như môi trường. Đo lường và điều khiển quá trình (Process measurement and Control) hay còn gọi là tự động hoá quy trình công nghệ (Process Automation, Process Instrumentation and control, Instrumentation) là yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất trong môi trường cạnh tranh hiện đại, sản xuất số lượng lớn với chất lượng đồng đều. Tự động hoá quy trình công nghệ giúp kiểm soát và tăng cường chất lượng sản phẩm, giảm thiểu phát thải các chất độc hại ra môi trường, giảm thiểu lỗi con người (human error) và tối ưu hoá ...

Độ lặp lại (Repeatability)

Mục đích cuối cùng của đo lường vẫn là làm sao giá trị đo gần với giá trị chính xác nhất (true value) của đại lượng được đo, trong đó sai số được hiểu là độ sai khác giữa giá trị đo và giá trị chính xác. Trên thực tế, sai số là không thể tránh khỏi vì môi trường đo lường luôn có nhiều biến đổi và không tuyến tính, và bản chất của việc sai số cũng rất khó xác định. Thực tế, nhà sản xuất chỉ xác định khoảng sai số mà thiết bị hoạt động trong điều kiện thử nghiệm và điều kiện thực tế. Hình dung đô chính xác được ví von như tập hợp các viên đạn được vận động viên bắn vào bia. Nhìn vào kết quả bắn như hình trong bài viết, ta có thể nói rằng vận động viên bắn súng có phong độ rất ổn định, các phát bắn đều lệch nhau rất nhỏ, có độ lặp lại (repeatability) rất tốt. Tuy vậy, nhìn vào tâm của bia bắn, thì rõ ràng là vận động viên này không ghi được nhiều điểm, vì các điểm này không nằm gần tâm vòng tròn. Vậy kết quả bắn súng ở đây chỉ thể hiện khả năng bắn súng của vận động viên này c...

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...

Instrument and Control

Tìm kiếm Blog này