Chúng tôi hình dung việc thiết kế một hệ thống đo lường và điều khiển hoàn chỉnh cho dây chuyền sản xuất nghiền ống thép tự động. Do quy trình sản xuất phức tạp, nhiều thông số đo lường và điều khiển, cùng với độ chính xác điều khiển cao, khối lượng công việc thiết kế hệ thống là rất lớn. Hiện nay, các hệ thống như vậy rất phổ biến trong sản xuất công nghiệp, vì vậy phương pháp thiết kế được trình bày ở đây mang lại những hiểu biết quý giá. Những cân nhắc chính sau đây cần được xem xét trong quá trình thiết kế:
1. Tính toán thiết kế nguồn điện và lựa chọn thiết bị điện hạ thế.
Dây chuyền sản xuất nghiền có ba động cơ nghiền, bốn động cơ con lăn ép, bốn con lăn ép trục và nhiều động cơ con lăn truyền động. Cần tính toán dòng điện tải tối đa và lựa chọn thiết bị điện hạ thế, biến tần và cuộn kháng dòng phù hợp.
2. Tính toán thiết kế nguồn điện điều khiển và lựa chọn thiết bị điện hạ thế :
Do hệ thống có nhiều điểm vào ra và vòng điều khiển phức tạp , nên cần sử dụng nhiều loại nguồn điện và nhiều cấp điện áp khác nhau. Cần tính toán chi tiết trong quá trình thiết kế và lựa chọn linh kiện điện hạ thế phù hợp.
3. Thiết kế lựa chọn thiết bị và cấu trúc phần cứng hệ thống điều khiển. Đối với dây chuyền sản xuất thủ công liên tục , thiết bị quy trình thường được lắp đặt rải rác , tầng dưới sử dụng hệ thống đo lường và điều khiển phân tán dựa trên bus trường , tầng trên sử dụng mạng truyền thông công nghiệp dựa trên mạng lớn. Đây là hướng phát triển hiện tại của công nghệ đo lường và điều khiển dây chuyền sản xuất công nghiệp.
4.
Sau khi xác định được cấu trúc phần cứng và lựa chọn thiết bị cho nền tảng phát triển phần mềm hệ thống đo lường và điều khiển và thiết kế hệ thống truyền thông lưới , hiệu suất hệ thống chủ yếu phụ thuộc vào việc phát triển các chức năng phần mềm. Nhìn chung , khi lựa chọn nền tảng phát triển phần mềm ứng dụng và hệ thống truyền thông đồng bộ, cần chú trọng đến tính phổ biến, khả năng tương thích và độ tin cậy.
5.
Sau khi xác định được cấu trúc phần cứng và lựa chọn thiết bị , nhà sản xuất thường cung cấp hỗ trợ phần mềm và có quy định rõ ràng về ngôn ngữ lập trình của phần mềm . Điều quan trọng là phải hiểu và phân tích chính xác quy trình và yêu cầu hiệu suất của hệ thống đo lường và điều khiển , đồng thời phải có số liệu thống kê và phân tích chính xác về bản chất và số lượng các tham số của hệ thống đo lường và điều khiển. Thông thường, quy trình này đòi hỏi phải được xem xét và hoàn thiện nhiều lần.
6. Việc thiết kế và thực hiện phương pháp điều khiển van tỷ lệ khí nén và các bộ phận để đạt được
chất lượng mài bề mặt ống thép phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều khiển áp suất trong quá trình mài, công nghệ mài, phân tích lực mài, truyền động điện, van tỷ lệ khí nén , v.v. Đây là một vấn đề điều khiển phức tạp với nhiều biến và phi tuyến tính , cần phải lựa chọn một thuật toán điều khiển hợp lý.
7. Thiết lập mô hình đo lường mềm cho lực mài và triển khai phần mềm
Trong quá trình mài, rất khó để đo lực mài trực tiếp. Thiết lập mô hình đo lường mềm thông qua dòng điện động cơ là một phương pháp và hướng phát triển phổ biến. Có nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và phân tích.
(1) Phân tích, tính toán và thiết kế hệ thống cung cấp và truyền tải điện của dây chuyền mài ống thép
(2) Thiết kế phần cứng của hệ thống đo lường và điều khiển phân tán của dây chuyền mài ống thép
(3) Thiết kế phần mềm của hệ thống đo lường và điều khiển phân tán của dây chuyền mài ống thép
(4) Nghiên cứu và triển khai phần mềm thuật toán điều khiển quá trình mài bề mặt ống thép
(5) Thiết lập mô hình đo lường mềm cho lực mài và triển khai phần mềm
