Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình

Tác giả	Hoàng Minh Sơn
Số trang	527
Tải về	Mega

Điều khiển quá trình là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của kỹ thuật điều khiển trong các ngành công nghiệp năng lượng và hóa chất (gọi chung là công nghiệp chế biến, process industry). Nội dung của lĩnh vực điều khiển quá trình kết nối chặc chẽ nền tảng của lý thuyết điều khiển tự động với các bài toán của quá trình công nghệ. Phạm vi đề cập cụ thể ở đây là các bài toán mô hình hóa, phân tích, thiết kế và thực thi hệ thống điều khiển cho các đối tượng là quá trình công nghệ.

Điều khiển quá trình không phải là một lĩnh vực mới, nhưng luôn chiếm vị trí quan trọng hàng đầu trong tự động hóa công nghiệp. Khác với những ngành công nghiệp chế tạo, ngày nay bất cứ một nhà máy xi măng, một nhà máy điện hay một nhà máy lọc dầu nào cũng không thể vận hành được nếu thiếu hệ thống điều khiển tự động. Quá trình toàn cầu hóa gần đây tạo ra nhiều thị trường tiêu dùng mới, đồng thời gia tăng sự cạnh tranh mạnh mẽ giữa nhiều tập đoàn sản xuất. Các doanh nghiệp buộc phải nâng cao mức độ tự động hóa dây chuyền sản xuất để tăng năng suất, chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản xuất. Sức ép giảm sử dụng nguyên liệu thô (yêu cầu tái chế), giảm tiêu thụ thiên nhiên va khả năng thích ứng nhanh với yêu cầu thị trường buộc các kỹ sư phải đưa ra những thiết kế quá trình công nghệ mới thích hợp hơn, nhưng đồng thời cũng đặt ra những yêu cầu cao hơn cho hệ thống điều khiển tự động và cho những người kỹ sư thiết kế điều khiển. Nhìn từ một góc độ khác, những tiến bộ về công nghệ thiết bị điều khiển (DCS, PLC/HMI, IPC, bus trường,...) ngày càng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc cài đặt các sách lượt và thuật toán điều khiển tiên tiến. Một điều đáng nói là trong khi công nghệ sản xuất hoặc công nghệ thiết bị điều khiển đã có thể lạc hậu chỉ sau 10-15 năm, cơ sở phương pháp luận cho thiết kế hệ thống điều khiển quá trình vẫn giữ nguyên giá trị sau hàng nữa thế kỷ - tất nhiên được bổ sung và phát triển lên một tầm cao mới.

Cuốn sách Cơ sở hệ thống Điều khiển quá trình là giáo trình môn học "Điều khiển quá trình" cho sinh viên đại học ngành Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa của trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Nội dung chính của cuốn sách cũng có thể sử dụng làm tài liệu học tập cho sinh viên các ngành công nghệ liên quan (Nhiệt, Hóa, Sinh học - Thực phẩm, Môi trường,...). Để làm việc hiệu quả với cuốn sách, các sinh viên cần được trang bị kiến thức cơ sở của lý thuyết điều khiển tự động. Đặc biệt, cuốn sách được trình bày theo một phong cách diễn giải kết hợp nhiều ví dụ minh họa cụ thể, phù hợp cho mục đích tự nghiên cứu của một số nhóm bạn đọc.

Tác giả cũng hy vọng nhiều đồng nghiệp trong các trường đại học và viện nghiên cứ tìm thấy trong cuốn sách những tư liệu tham khảo bổ ích.

Cuốn sách được biên soạn dựa trên kinh nghiệm từ nhiều năm giảng dạy môn học "Điều khiển quá trình" và một số môn liên quan trong trường đại học, cũng như các khóa đào tạo nâng cao cho kỹ sư bên ngoài. Ngoài chương mở đầu, nội dung cuốn sách bao gồm hai chương chính là Cơ sở mô hình hóa (chương 2 đến chương 4) và Thiết kế điều khiển (chương 5 đến chương 9). Hầu hết các ví dụ minh họa được thực hiện với sự hỗ trợ của công cụ Matlab.

Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp và các bạn sinh viên - những người đã giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt tình cho sự ra đời của cuốn sách.

PGS.TS Phan Xuân Minh đã cho nhiều lời khuyên cho thiết kế nội dung cuốn sách. PGS.TS Nguyễn Doãn Phước là người đã đọc phần lớn các chương và đưa ra nhiều bình luận, góp ý quý báu. TS Trần Trung Kiên đã đọc và góp ý rất chi tiết cho chương 3. Ths nguyễn Thu Hà đã đọc kỹ lưỡng và sửa nhiều lỗi nhiều chương của bản thảo. Nhóm sinh viên làm đồ án tốt nghiệp khóa K46 đã đóng góp một số tư liệu và ví dụ cho nội dung chương 8. Những ý kiến phản hồi từ phía sinh viên qua nhiều khóa học cũng đã tác động quan trọng tới việc lựa chọn và hiệu chỉnh các nội dung trình bày.

Để có thể hoàn thành cuốn sách, tác giả đã nhận được sự cảm thông sâu sắc từ người thân trong gia đình, đặc biệt là từ người vợ và con gái yêu quý. Họ là những người chịu thiệt thòi nhiều nhất, khi mà trong nhiều tháng không được chia sử những "cuối tuần" và "buổi tối". Cuốn sách này tác giả muốn dành tặng trước tiên cho hai người thân yêu của mình, dù biết là không thể bù đắp được sự hy sinh của họ.

Trong quá trình chỉnh sửa, bổ sung cho lần tái bản này, tác giả đã nhận được nhiều góp ý, bình luận quý báo từ đồng nghiệp và bạn đọc, đặc biệt những chỉ dẫn sai sót từ các bạn sinh viên. Tác giả chân thành cảm ơn.