1

Chương 1. SẢN XUẤT - ĐỐI TƯỢNG TỰ ĐỘNG HOÁ
1.1. KHÁI NIỆM
1.1.1. QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quá trình công nghệ (QTCN)
là tổ hợp các phương pháp để thu nhận và xử lí nguyên liệu,
vật tư phục vụ trong các ngành kinh tế quốc dân khác nhau. Công nghệ bao gồm các bước khai
thác nguyên liệu, xử lí, chế biến, kiểm tra kỹ thuật, vận chuyển, nhập kho, lưu kho sản phẩm.
Cũng có thể hiểu theo nghĩa rộng quá trình công nghệ là tất cả các phương thức, các quy
trình được sử dụng để chuyển hoá các nguồn lực thành sản phẩm và dịch vụ.
Đối với lĩnh vực công nghệ không vật liệu có thể hiểu được là tổ hợp các loại hình dịch vụ
khác nhau.

Hình 1.1. Quá trình công nghệ
1.1.2. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
Quá trình sản xuất
(QTSX) bao gồm các quá trình công nghệ và quá trình quản lý nhằm
mục đích tạo số lượng sản phẩm theo yêu cầu với chi phí phục vụ sản xuất hợp lý nhất.
QTSX = QTCN + QTQL (Quá trình quản lý)
1.1.3. TỰ ĐỘNG HOÁ QTCN, TỰ ĐỘNG HOÁ QTSX
Tự động hoá QTCN, tự động hoá


liệu

Sản

phẩm

….

2

xuất, hoặc đối xử với nhân viên như hàng hóa, cần phải có phương pháp dựa trên tâm lý, sự tôn
trọng, sự quan tâm, khi sử dụng nguồn nhân lực.
Tài chính (Money):
Là tiền đầu tư và các khoản tín dụng của doanh nghiệp. Đó là các
khoản có thể là đầu tư cá nhân, vay ngân hàng, các khoản vay của chính phủ hay được chính
phủ trợ cấp, và các nguồn khác, cũng có thể nguồn tài chính doanh nghiệp từ việc phát hành cổ
phiếu…
Thiết bị (Machines):
Là tất cả dụng cụ máy móc, và đồ dùng cần cho việc sản xuất, đo
lường sản phẩm, bảo vệ con người, xử lý thông tin, cung cấp năng lượng, hay dùng cho các ứng
dụng khác. Có 2 điểm cần quan tâm trong vấn đề thiết bị đó là: thứ 1 thiết bị phải đáp ứng được
yêu cầu của công nghệ, thứ 2 là người vận hành phải có kỹ năng để vận hành các thiết bị đó.
Vật liệu (Materials):
Bao gồm các chi tiết lắp ráp, nguyên vật liệu (đầu vào của một quy
trình sản xuất), vật liệu tiêu hao, các loại phụ liệu khác cần cho việc sản xuất hoặc hỗ trợ con
người trong việc thực hiện công việc. Ví dụ đối với các nhà máy điện thì nguyên liệu được hiểu
là than, dầu. Nhà máy xi măng thì cần đến đá vôi, đá sét, xỉ, thạch cao, phụ gia, bao bì đóng
gói, Nhà máy đường thì cần đến mía Đối với Cty lắp ráp thì vật liệu là các chi tiết, phụ
tùng

Đối với cấu trúc tuần tự (lần lượt, thứ tự) thường là sản xuất liên tục và theo dòng sản
phẩm (ví dụ chế tạo chi tiết phải thực hiện lần lượt qua các công đoạn xử lý như nung chảy vật
liệu, đổ vào khuôn đúc, làm nguội, mài bóng, sơn, ).

Hình 1.3. Cấu trúc tuần tự
Đối với cấu trúc hội tụ mỗi công đoạn sản xuất ra 1 thành phẩm nhưng cần các dạng vật
liệu khác nhau. Đó thường là quá trình sản xuất lắp ráp máy móc và thiết bị.

Hình 1.4. Cấu trúc hội tụ
Đối với cấu trúc chia rẽ mỗi công đoạn sản xuất chỉ cần 1 dạng vật liệu nhưng có thể sản
xuất ra được nhiều sản phẩm. Cấu trúc này thường thấy trong các quá trình sản xuất liên tục (ví
dụ trong công nghệ chế biến dầu: nguyên liệu chính là dầu thô. Qua các quá trình xử lý khác
nhau thành xăng các loại, dầu hỏa, dầu diezen, ).
Hình 1.5. Cấu trúc chia rẽ
Ngoài ra còn dạng cấu trúc phản hồi, có nghĩa là 1 phần của sản phẩm của bước công nghệ
tiếp theo được sử dụng trong bước công nghệ trước. Ví dụ trong việc ép mía đường, sản xuất
kính nổi,…

Hình 1.6. Cấu trúc phản hồi
Đối với quá trình sản xuất liên tục có thể kể đến các quá trình hóa học, các quá trình chế
biến dầu, các quá trình sản xuất điện năng, các quá trình cán thép, Trong các quá trình này

quá trình phụ, kiểm tra chất lượng sản phẩm, thao tác vận chuyển và các công việc liên quan
đến vấn đề lưu, nhập kho bãi.
Thao tác công nghệ được chia thành thao tác làm việc và thao tác điều khiển. Thao tác làm
việc là các công việc trực tiếp trong việc xử lý vật liệu, năng lượng, thông tin. Thao tác điều
khiển là sự phối hợp việc thực hiện các thao tác làm việc, duy trì các chế độ làm việc của thiết
bị kỹ thuật, đảm bảo việc thực hiện của chương trình cài đã cài đặt.
1.2.3. CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
Các công đoạn là các khoảng thời gian thực hiện trong quá trình chế tạo các chi tiết, hay
các khoảng thời gian thực hiện 1 nhóm công việc nào đó liên quan chặt chẽ với nhau. Đối với
mỗi dạng sản xuất khác nhau có những công đoạn khác nhau.
Ví dụ:
1. Trong chế tạo máy được chia thành 3 công đoạn chính
- Công đoạn chuẩn bị: bao gồm chuẩn bị phôi và các dụng cụ.
-
Công đoạn xử lý: bao gồm chế tạo các chi tiết như xử lý cơ khí (cắt,
tiện,
mài, dũa), xử lý
nhiệt (gia nhiệt, nung, làm mát), xử lý lục (nên, ép, dập).
-
Công đoạn lắp ráp: bao gồm thực hiện quá trình thu thập chi tiết, lắp ráp, hiệu chỉnh dể
nhận được sản phẩm hoàn chỉnh.
2. Trong công nghệ cán thép nóng được chia thành 3 công đoạn chính
- Công đoạn nung phôi trong lò nung.
- Công đoạn cán phôi: bao gồm cán thô, cán trung và cán tinh.
- Công đoạn cắt chia: bao gồm làm mát, cắt phân đoạn thép thành phẩm, đóng bó và cân.
3. Trong công nghệ sản xuất xi măng bao gồm 4 công đoạn chính
Quá trình sản xuất
Quá trình SX chính

Quá trình SX phụ trợ Quá trình SX phục vụ

5.

Trình mày các công đoạn của QTSX.
6

CHƯƠNG 2. ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
2.1. MỞ ĐẦU
2.1.1. HỆ THỐNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ

Hình 2.1. Biểu đồ sản xuất và tiêu thụ trên thị trường
- Giai đoạn 1: Thị trường khan hiếm (cung > cầu vì vậy nhà SX quyết định giá bán)
- Giai đoạn 2: Thị trường cạnh tranh (cung < cầu vì vậy nhà SX cần giảm giá bán)
Tiếp thị – Chế tạo chi tiết mới – Cung ứng –Sản xuất – Tiêu thụ – Cung cấp sản phẩm đến
người tiêu dùng – Dịch vụ bảo dưỡng.

Hình 2.2. Vòng khép kín của thị trường
Các yếu tố ảnh hưởng đến vị thế xí nghiệp

- Mức độ công nghệ:
Thiết bị, bảo dưỡng, sửa chữa, đảm bảo vận chuyển, kho, bãi …
-
Tổ chức sản xuất:
Mức độ chuyên nghiệp hoá phân xưởng, mức độ sản xuất nhịp nhàng,
nguồn dự trữ, định mức…
-
Điều khiển xí nghiệp:
Mức độ chiến lược kế hoạch, chương trình sản xuất tối ưu, mức độ
tiếp thị, dự đoán, kiểm tra công việc sản xuất – tài chính.
2.1.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MỐI QUAN HỆ XÃ HỘI - KINH TẾ
7


1-
Dòng thông tin từ hệ thống điều khiển đến đối tượng điều khiển (mệnh lệnh, chỉ thị,
quyết định).
2-
Dòng thông tin từ đối tượng điều khiển đến hệ thống điều khiển (dữ liệu về trạng thái
đối tượng, thông tin

về việc thực hiện các tín hiệu điều khiển).
ĐTĐK- đối tượng điều khiển.
HTĐK- hệ thống điều khiển, tổ hợp các quyết định tổ chức-kinh tế và kỹ thuật để
đảm bảo chức năng hoạt động của tổ chức hay quá trình để đạt được mục đích đề ra.
Khi xây dựng hệ thống điều khiển cần thiết
- Biết mục đích điều khiển, chỉ số làm việc hiệu quả của hệ thống điều khiển, khả năng xác
định mức độ chính xác đạt được của hệ thống so với mục đích đề ra;
- Biết trạng thái của các hệ thống con, dữ liệu về nguồn điều khiển và dữ liệu về môi
trường bên ngoài;
- Có các phương tiện tác động hiệu quả trong việc điều khiển hệ thống và có sự lựa chọn
chúng một cách rộng rãi;
- Đảm bảo tối thiểu số lượng các bậc phân cấp trong hệ thống điều khiển;
HTĐK
ĐTĐK

2
1
8

- Khi điều khiển hệ thống động cần tính đến độ trễ của kết quả trong điều khiển;
cần tính đến ảnh hưởng của kết quả hiện thời đối với sự làm việc của đối tượng điều khiển trong
tương lai;

như bao gồm các cơ cấu chấp hành để thực hiện các lệnh điều khiển từ cấp trên đưa xuống. Đây
còn gọi là cấp trường thông thường cấp này được liên kết với nhau qua các mạng thiết bị như
Profilebus, Fieldbus, Modbus, Yêu cầu chính của truyền thông này là tốc độ đáp ứng phải
nhanh chóng.
Cấp 1:

là cấp điều khiển cục bộ (local control) bao gồm các thiết bị điều khiển tự động
PLC, PID được cài đặt các thông số, chương trình để điều khiển quá trình công nghệ riêng rẽ từ
trước. Ở cấp này cũng không có sự tham gia của con người. Con người chỉ khởi động, hay thay
đổi chương trình trong thiết bị đã cài đặt khi cần thiết. Các thiết bị ở Cấp 0 được nối với các
thiết bi điều khiển PLC, PID.
Cấp 2:
là cấp điều khiển các quá trình công nghệ. Ở đây bao gồm các giao diện người máy
(HMI, MMI) để người vận hành tại trung tâm điều khiển có thể theo dõi diễn biến, thông tin
trạng thái các quá trình công nghệ cũng như can thiệp vào hệ điều khiển khi cần thiết. Ở đây con
người là một phần của hệ thống, thực hiện nhiệm vụ giám sát, ghi nhận dữ liệu và điều khiển
chung của hệ thống TĐH ĐK QTCN như DCS, SCADA.
Cấp 0, 1 ,2 giải quyết các bài toán kỹ thuật: theo dõi chế độ hoạt động quá trình công nghệ,
chế độ vận hành thiết bị đúng đắn. Việc TĐH đảm bảo ổn định các thông số quá trình, đạt được
sự tối ưu về hiệu suất sử dụng các thiết bị trong điều kiện cho trước. Ở mức này sử dụng các hệ
thống cục bộ điều chỉnh thông số quá trình, sử dụng một phần các thiết bị máy tính, các tín hiệu
cảnh báo tự động, các chế độ bảo vệ, khóa chế độ hoạt động và ghi nhận.
Cấp 3:

là cấp điều hành sản xuất MES. Tại cấp này thực hiện các việc liên quan trực tiếp
đến sản xuất như phân bổ nhiệm vụ, khối lượng cho từng công đoạn sản xuất, từng ca sản xuất
phân bổ nhiệm vụ cho các trưởng nhóm các phần công việc về điện, cơ khí, công nghệ, ở cấp
này sử dụng các máy tính để xử lý các dữ liệu về sản xuất ở cấp dưới đưa lên từ đó đưa ra các
lịch làm việc một cách phù hợp, tối ưu tương ứng.
Cấp 4:

hình
Xử lý thông tin Cân đối thời
gian hoạt
động
5 OLAP Thông tin
bên ngoài
Tình hình chung
về thị trường, xu
hướng phát triển
chung của thị
trường
Đưa ra mục tiêu,
tiêu chí hoạt động,
chiến lược phát triển
của xí nghiệp trong
các giai đoạn dài,
ngắn khác nhau
6 tháng, 1
năm, 1 vài
năm
4 ERP Cơ sở dữ
liệu, các
ứng dụng
các điểm
chung
Nguồn lực của
xí nghiệp chư
sản phẩm, tài
chính, nhân sự,
nguyên vật liệu

QTCN, xử lý
các hiện
tượng bất
thường
SCADA,
DCS, các hệ
thống PC cơ
bản
Các mục tiêu
hoạt động từng
phần, khả năng
điều khiển can
thiệp đến các
cấp dưới
Khả năng điều khiển
từng phân đoạn
Từng giây tới
từng phút
1 Điều khiển
cục bộ
PLC, PID,
Controller
Chương trình
điều khiển liên
động, bảo vệ,
thuật toán điều
khiển
Khả năng tính toán
nhanh, chính xác, độ
tin cậy của dữ liệu

- Quản trị khách hàng/ nhà cung cấp (CRM)
- Quản trị kho
- Quản trị mua hàng
- Quản trị phân phối và bán hàng
- Hệ thống báo cáo và phân tích phân phối
*
Nhóm chức năng quản trị sản xuất gồm các Module sau:
- Hệ thống số liệu chuẩn hóa định mức nguồn lực doanh nghiệp (BOM, quy trình công
nghệ, định mức thời gian, định mức nguyên vật liệu, đinh mức chi phí, định mức và năng lực
thiết bị).
- Tính giá thành kế hoạch .
- Tính toán giá thành sản xuất tổng thể (MPS: Master Production Schedule)
- Tính toán nhu cầu cung ứng nguyên vật liệu (MRP)
- Tính toán lệnh sản xuất (MRP II)
- Theo dõi điều độ sản xuất (Shop floor Control)
- Tính toán giá thành thực (Actual cost)
*
Nhóm chức năng quản trị nguồn nhân lực gồm các Module sau:
- Hoạch định nguồn nhân lực
- Quản lý thông tin viên
- Quản lý quá trình tuyển dụng và đào tạo
- Quản lý giám sát và đánh giá nhân viên
- Lập công thức tính lương, theo dõi lương và bảo hiểm xã hội
- Phân tích, lập định mức nguồn nhân lực
- Báo cáo tổng hợp
- Website khai thác thông tin của công ty
*
Quản trị chương trình:
- Thiết bị môi trường cho chương trình
- Thiết bị nhóm người dùng

- Điều khiển gián tiếp
Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống
Hình: 2.5. Sơ đồ mô tả sự phát triển của hệ thống điều khiển ERP hiện đại
13

- Có khả năng điều khiển đối tượng
- Đảm bảo điều khiển đối tượng theo chỉ tiêu điều khiển
- Đảm bảo thời gian làm việc của hệ thống
Phân loại hệ thống
- 11 nhiệm vụ của hệ thống MES: ban lãnh đạo sản xuất điều hành sản xuất sản xuất của
như chỉ thị cho kỹ sư - cơ khí trưởng, kỹ sư - công nghệ trưởng,
RAS, ODS, DPU, DOC, DCA, LM, QM, PM, MM, PTG, PA
- 16 nhiệm vụ của hệ thống MRPII: liên quan đến các vấn đề khác như tài chính, kế, tổ
chức nhân sự,…
SOP: Sales and Operations Planning; DM: Demand Management; MPS:
MRP: BOM: ITS: SRP IOC: Putchsing: DRP: TPC: FP: Simulation: Performance
Measurement
Tổ hợp các phương pháp điều khiển quá trình công nghệ là thu thập, xử lý và phân tích
thông tin về quá trình công nghệ. Trên cơ sở các thông tin đó thực hiện việc kiểm tra và điều
chỉnh quá trình công nghệ nhờ các thiết bị tự động hóa. Điều khiển sản xuất được thực hiện nhờ
các phương pháp tổ chức, hoạch định dựa trên các cơ sở thông tin lưu trữ và tính toán bằng các
thiết bị kỹ thuật.
Các chỉ tiêu hiệu quả cho việc điều khiển là:
- Tăng năng suất lao động;
- Tăng chất lượng sản phẩm;
- Tiết kiệm nguyên vật liệu;
- Giảm giá thành sản phẩm;
- Cải thiện điều kiện sản xuất.
Cũng có thể sử dụng chỉ tiêu phối hợp cùng chứa 1 vài chỉ tiêu trên với các hệ số trọng
lượng khác nhau.

tờ việc mô tả điều khiển quá trình công nghệ sử dụng sơ đồ điều khiển quá trình công nghệ. Sơ
đồ đó bao gồm thông tin để điều khiển, bảng liệt kê các tình huống có thể xảy ra và bản chất của
chúng, liệt kê các quyết định cần cho nhân viên vận hành, thứ tự điều khiển quá trình và hàng
loạt dữ liệu tra cứu. Sơ đồ điều khiển quá trình cần phải ngắn gọn và chi tiết hóa với các tình
huống có thể xảy ra.

CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 2
1.

Tìm hiểu thực tế về MRP/ERP: khái niệm, chức năng, module, triển khai ứng dụng
tại Việt nam. Viết tiểu luận (< 10 trang).
2.

Trình bày mô hình tháp điều khiển xí nghiệp.
3.

Nêu hệ thống thông tin trong xí nghiệp.
4.

Trình bày các thao tác cơ bản và quy trình ĐK QTSX.
5.

Nêu các khái niệm về TĐH ĐK QTCN, TĐH ĐK QTSX, TĐH ĐK XN.

15

CHƯƠNG 3. TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
3.1. MỞ ĐẦU
Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật tạo ra tiền đề nâng cao chất lượng điều khiển nhờ việc sử
dụng các thiết bị kỹ thuật, máy tính, các phương pháp toán học, lý thuyết điều khiển tự động, tự

sử dụng
các hệ thống cục bộ điều chỉnh thông số quá trình, sử dụng một phần các thiết bị máy tính, các
tín hiệu cảnh báo tự động, các chế độ bảo vệ, khóa chế độ hoạt động và ghi nhận.
Ở mức 2 trên cơ sở kinh tế xác đinh sự phân bổ khối lượng làm việc giữa các phân xưởng
và khu vực, xác định chế độ làm việc tối ưu của quá trình công nghệ, phát tín hiệu điều khiển và
chuyển tín hiệu điều khiển cho HT TĐH ở mức dưới Để thực

hiện việc này sử dụng hệ thống
trung tâm thu thập thông tin, các thiết bị tính toán để phân tích hoạt động sản xuất và đưa ra
các bài toán cho hệ thống ở mức cao hơn.
Mức 3 để giải quyết các bài toán kỹ thuật kinh tế. Kế hoạch hóa sản xuất các phân xưởng
và các khu vực riêng biệt, thực hiện các công việc thống kê, thực hiện việc điều khiển các
phương tiện vận chuyển, kho bãi, nguồn năng lượng, xác định các thông số cho điều khiển vận
hành, mà các thông số này sẽ được chuyển xuống HT TĐH ở mức 2. Ở mức

này sử dụng các hệ
thống thu thập thông tin về sự làm việc của quá trình sản xuất chính và sản xuất phụ trơ, các
máy tính được sử dụng để phân tích sự hoạt động của toàn xí nghiệp, kế hoạch hóa, kế toán,
vận hành điều khiển, in ấn các tài liệu thống kê.
Thành phần cơ bản của hệ thống tự động hóa điều khiển
Hệ thống tự động hóa
là hệ người và máy (thiết bị tính toán kỹ thuật và thiết bị tự
động hóa) có chức năng thu thập, xử lý thông tin cần thiết để thực hiện các chức năng điều
khiển.
Chỉ tiêu điều khiển
có thể là các chỉ tiêu kỹ thuật kinh tế hay các chỉ tiêu công nghệ.
Trong thành phần của hệ thống Tự động hóa bao gồm các thành phần cơ bản sau:
Đảm bảo kỹ thuật:
16


Việc thực hiện đồng thời các thao tác khác nhau của quá trình sản xuất giảm thời gian của
chu kỳ sản xuất. Sự đồng thời được thể hiện trong cấu trúc của thao tác công nghệ trong việc
phối hợp các thao tác sản xuất chính và các thao tác sản xuất phụ trợ.
4. Nguyên tắc đường thẳng
Sản phẩm được chế tạo bởi xí nghiệp phải được thực hiện theo con đường ngắn nhất từ
dạng vật liệu đầu vào đến sản phẩm đầu ra. Có nghĩa không sử dụng các thao tác quay hồi,
ngược chiều hay đan chéo nhau. Nguyên tắc này để thực hiện việc xếp đặt vị trí các phân
xưởng, các thiết bị máy móc, xây dựng các quá trình công nghệ.
Ví dụ: cần bố trí vị trí các máy móc, thiết bị phân xưởng cho một nhà máy sản xuất đồ
chơi bằng gỗ cho trẻ em ntn?
5. Nguyên tắc liên tục
Sự ngắt đoạn trong sản xuất (sự ngắt đoạn giữa các thao tác, sự ngắt đoạn giữa các ca sản
xuất) cần phải được loại trừ hay giảm thiểu.
17

6. Nguyên tắc nhịp nhàng
Quá trình sản xuất cần được tổ chức sao cho trong các khoảng thời gian như nhau phải sản
xuất ra cùng số lượng sản phẩm.
3.2.2. CÁC NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC TỰ ĐỘNG HOÁ ĐIỀU KHIỂN
Các nguyên tắc này xác định quy trình điều khiển trong điều kiện của HT TĐH ĐK
1. Tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất:
Bằng cách tăng hiệu quả của hệ thống điều khiển xí nghiệp.
2. Sắp xếp chung
Sắp xếp các quy trình công nghệ, các quá trình điều khiển, cấu trúc và dòng thông tin, các
phương pháp điều khiển, trách nhiệm của mỗi người. Nhờ đó việc tổ chức sản xuất sẽ được
nâng lên mức chất lượng cao hơn.
3. Nguyên tắc đáp ứng
Đó là sự đáp ứng giữa yêu cầu của đối tượng TĐH và các khả năng của HT TĐH ĐK
QTCN.
4. Nguyên tắc đồng nhất

là lựa chọn chiến lược hoạt động của hệ thống. Để điều khiển hiệu quả cần tổ
hợp các phương pháp điều khiển được xây dựng với các tính toán chiến lược chung. Có hàng
loạt vấn đề liên quan đến hoạt động tin cậy của hệ con, liên quan đến trao đổi thông tin giữa
chúng với nhau và liên quan đến sự tham gia của con người trong hệ thống.
3 3. CÁC DẠNG ĐẢM BẢO CỦA HT TĐH ĐK QTSX
Có 4 dạng đảm bảo chính trong HT TĐH ĐK QTSX:
3.3.1. ĐẢM BẢO TỔ CHỨC
18

Bao gồm sự mô tả chức năng hoạt động, kỹ thuật cơ cấu tổ chức của hệ thống, chỉ dẫn và
quy chế để cho nhân viên vận hành làm việc trong HT TĐH ĐK QTCN. Đảm bảo bao gồm tổ
hợp các quy định, chỉ thị đảm bảo mối liên hệ cần thiết giữa nhân viên và với thiết bị kỹ thuật.
Ngoài ra trong đảm bảo tổ chức còn cần phải kể đến sự tổng hợp thao tác TĐH CN của kỹ
sư công nghệ để điều khiển đối tượng công nghệ và người vận hành HT TĐH ĐK QTCN để
đảm bảo hoạt động của toàn hệ thống. Nhân viên vận hành có thể làm việc trong hoặc ngoài
vòng điều khiển. Nếu trong khu vực điều khiển thì nhân viên vận hành thực hiện chức năng
điều khiển theo các chỉ dẫn kỹ thuật. Ở ngoài vòng điều khiển nhân viên vận hành đặt các chế
độ làm việc cho hệ thống, kiểm tra sự làm việc của hệ thống và khi cần thiết có thể dùng quyền
để điều khiển đối tượng công nghệ.
3.3.2. ĐẢM BẢO THÔNG TIN
Bao gồm mã hóa thông tin công nghệ và thông tin kỹ thuật kinh tế, thông tin tra cứu và
thông tin thao tác vận hành. Bao gồm mô tả tất cả các tín hiệu và mã hóa tín hiệu trong việc
truyền tin liên lạc của các thiết bị kỹ thuật. Mã tín hiệu được sử dụng cần phải có số lượng ký tự
ít nhất, có cấu trúc logic và đảm bảo với tất cả các yêu cầu mã hóa. Dạng tài liệu sử dụng và
hiển thị thông tin cần phải đơn giản trong việc sử dụng chúng.
3.3.3. ĐẢM BẢO CHƯƠNG TRÌNH
Bao gồm các chương trình phần mềm chung, được cấp kèm theo các phần cứng, các phần
mềm tổ chức, chương trình phần mềm điều phối, chương trình dịch, hệ điều hành, thư viện các
chương trình chuẩn. Các chương trình phần mềm đặc biệt được sử dụng trong hoạt động của hệ
thống đó (như driver), đảm bảo hoạt động của các thiết bị kỹ thuật.

mô hình toán học.
- Phối hợp với các chỉ tiêu riêng: Để hệ thống hoạt động tối ưu cần tối ưu hoá sự việc của
mỗi hệ con trong hệ thống và để đạt được mục đích chung cần kết hợp giữa các chỉ tiêu hiệu quả
của các hệ con với nhau.
- TĐH tối ưu: Tất cả các bài toán cần được giải quyết một cách tự động. Mức độ tự động
hóa cần được xác định trên cơ sở chỉ tiêu hiệu quả của chúng.
- Tập trung hóa thông tin: Hệ thống điều khiển và ra quyết định sẽ hiệu quả khi thông tin được thu
thập, lưu trữ và xử lý trên cơ sở dữ liệu duy nhất và có thể phân quyền được;
- Xác xuất xuất hiện nhỏ: Không đặt lại vấn đề của bài toán chính và các đặc tính cơ bản của hệ
thống không được phép thay đổi đáng kể để cho hoạt động của hệ thống chấp nhận được cả vào những
trường hợp có ít xác xuất xuất hiện.
3.4.3. NGHIÊN CỨU TỪNG BƯỚC
Các hướng nghiên cứu và thiết kế hệ thống được dựa trên các mô hình toán học và hiện tượng thực.
Phương pháp nghiên cứu từng bước phù hợp cho nghiên cứu và thiết kế tổ chức hệ thống hơn cả. Nhưng
có thể sử dụng chúng khi thiết kế hệ thống điều khiển quá trình công nghệ trong giai đoạn đặt vấn đề, xác
định chỉ số hiệu quả, phân tích mô hình toán học.
3.4.4. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG
Phân tích hệ thống chính là phương pháp nghiên cứu tính chất và mối quan hệ đối tượng khó theo
dõi và khó giải thích. Phân tích hệ thống được sừ dụng để đánh giá dự án các hệ thống TĐH phức tạp, các
hệ thống công nghiệp, các quá trình kế hoạch hóa.
Chúng ta hãy xem các bước phân tích hệ thống được sử dúng khi thiết kế hệ thống tổ chức và hệ
thống điều khiển công nghệ.
- Đặt vấn đề bài toán, xác định đối tượng nghiên cứu, đặt mục đích thực hiện, đặt chỉ tiêu để điều
khiển đối tượng tốt hơn.
Xác đinh giới hạn nghiên cứu hệ thống và câu trúc hóa của hệ thống. Các đối tượng và quá trình
được chia thành các hệ thống nghiên cứu và môi trường ngoài. Quá trình cấu trúc hóa là chỉ ra các phần
tử hợp thành của hệ thống và các tác động ngoài ảnh hưởng tới hệ thống có thể.
Thiết lập mô hình toán học của hệ thống nghiên cứu. Cần thiết mô tả các phần từ của hệ thống và
các tác động chính lên hệ thống bằng các tham số. Sau đó xác định mối liên quan giữa các tham số đó với
nhau.

QTCN, đơn giản hóa sự giao tiếp giữa người vận hành với thiết bị kỹ thuật, có khả năng thay đổi tổ hợp
thiết bị kỹ thuật khi chi phí không cao.
Hiệu quả hoạt động HT TĐH ĐK QTCN được quyết định bởi các yếu tố sau:
- Thực hiện với tốc độ cao trong việc truyền, xử lý thông tin về các thông số trạng thái của quá
trình, đưa ra các lệnh điều khiển;
- Kiểm tra nhanh chóng trạng thái QTCN, đảm bảo thời gian biểu xuất xưởng sản phẩm nhờ phân
bổ đồng đều giữa các khu vực sản xuất;
- Tác động nhanh chóng lên các tham số QTCN, lựa chọn chế độ làm việc tối ưu của thiết bị máy
móc và khu vực;
- Kiểm tra thường xuyên trạng thái kỹ thuật của thiết bị, ngăn ngừa các trường hợp hỏng hóc;
- Kiểm tra nhanh chóng chất lượng sản phẩm đầu ra.
Do đó nhờ việc ứng dụng HT TĐH ĐK QTCN mà có thể tăng hiệu quả sản xuất bởi:
- Trên công suất sản xuất hiện có tăng số lương sản phẩm đầu ra nhờ việc tối ưu hóa chương trình
sản xuất;
- Tăng năng suất lao đọng nhờ giảm bớt tổn thất về thời gian làm việc và thời gian không làm việc
của thiết bị kỹ thuật;
- Giảm thời hạn thiết kế các quá trình công nghệ mới nhờ sử dụng thiết bị kỹ thuật tính toán, máy
tính;
- Xác định mức dư trữ nguyên vật liệu tối ưu;
- Tăng chất lượng sản phẩm;
- Giảm các chi phí từ tài chính khác;
Một vài thông số cơ bản về hiệu quả kinh tế của HT TĐH ĐK QTCN:
1. Sự tiết kiệm trong năm Tc từ việc giảm giá thành sản phẩm
Được xác định theo tất cả các giai đoạn quá trình công nghệ bằng công thức sau:
Ec = Tổng(ei-ze)
21

Ei-sự tiết kiệm nhờ sử dụng các phần tử quá trình công nghệ tốt hơn;
Ze-chi phí cho việc bảo dưỡng HT TĐH ĐK QTCN.
2. Hiệu quả kinh tế trong năm Eg:

- Hoạt động không ngừng: là tính chất của đối tượng liên tục đảm bảo khả năng làm việc trong
khoảng thời nào đó.
- Có thể sửa chữa: là tính chất của đối tượng trong việc phát hiện nguyên nhân dừng hoạt động, và
được loại bỏ trong quá trình sửa chữa và bảo dưỡng kỹ thuật.
- Đảm bảo duy trì: là tính chất của đối tương vẫn giữ nguyên được khả nămg làm việc sau thời gian
vận chuyển và sau khi lưu kho.
22

- Lâu bền: là tính chất của đối tượng đảm bảo khả năng làm việc đến thời điểm trạng thái tới hạn
trong khi hệ thống duy trì chế độ bảo dưỡng.
Mỗi tính chất này của hệ thống liên quan đến giá trị ngẫu nhiên nào đó phụ thuộc vào thời gian
(thời gian làm việc không ngừng, thời gian phục hồi khả năng làm việc sau khi ngừng hoạt động, thời
gian duy trì các đặc tính kỹ thuật trong khi hoạt động và sau khi lưu kho).
HT TĐH ĐK QTCN là đối tượng cần nghiên cứu độ tin cậy có các đặc thù sau:
- Độ phức tạp (có số lượng lớn các thiết bị kỹ thuật và nhân viên);
- Đa chức năng;
- Nhiều cách sử dụng các phần từ trong hệ thống (một phần tử có thể tham gia thực hiện một vài
chức năng của hệ thống);
- Nhiều dạng ngừng hoạt động nguyên nhân xảy ra, hậu quả);
- Sự liên quan giữa độ tin cậy và hiệu quả kinh tế (tăng độ tin cậy cần các chi phí phụ làm giảm hiệu
quả kinh tế).
- Độ tin cậy phụ thuộc vào sự vận hành kỹ thuật;
- Độ tin cậy phụ thuộc vào tổ hợp các thiết bị kỹ thuật và cấu trúc thuật toán;
- Ảnh hưởng của nhân viên đến độ tin cậy của hệ thống.
Mức độ vận hành tin cậy của HT TĐH ĐK QTCN được xác định bởi các yếu tố sau:
- Thành phần và cấu trúc các thiết bị kỹ thuật được sử dụng;
- Chế độ và các tham số bảo dưỡng và phục hồi;
- Điều kiện vận hành hệ thống và các thành phần riêng của chúng;
- Thành phần, tổ chức, cấu trúc thực hiện các thuật toán điều khiển;
- Đặt vấn đề bài toán và tổ chức hoạt động của các nhân viên.

1. Dự đoán mức độ hiệu quả kinh tế có tính đến độ tin cậy.
2. Tối ưu hóa yêu câu vê độ tin cậy của HT TĐH ĐK QTCN theo chỉ tiêu lớn nhất về hiệu quả kinh
tế.
Những tình huống sau là điều kiện tiên quyết (về lý thuyết về khả năng tối ưu mức độ tin cậy của
HT TĐH ĐK QTCN theo chỉ tiêu kinh tế:
1. Tăng độ tin cậy với chi phí cố định;
2. Tăng độ tin cậy làm giảm tổn thất bởi ngừng hoạt động hệ thống.
3.7. MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT CỦA HT TĐH ĐK QTCN
Mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTSX được hiểu là mức độ phù hợp tương ứng của hệ
thống được đánh giá với bài toán đặt ra hay xu hướng phát triển tiên tiến khoa học kỹ thuật.
Mục đích chính trong việc đánh giá mức độ khoa học kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN là:
- Đón nhận dự đoán đánh giá sự phát triển HT TĐH ĐK QTCN;
- Kế hoạch hóa các mức của hệ thống đã xây dựng;
- Điều khiển quá trình xây dựng và ứng dụng HT;
- Đánh giá hiệu quả hoạt động;
- Xác định phương hướng phát triển tiếp theo của HT.
Chỉ số mức độ khoa học của hệ thống được thể hiện qua hàm số
Y=f(Xi, Ai)
Trong đó :
Xi: là giá trị riêng của chỉ số đánh giá hệ thống đạt được tại thời điểm xem xét;
Ai: hệ số quan trọng của thông số Xi; .
Có sự phân biệt giữa mức độ khoa học kỹ thuật lý tưởng, mức độ khoa học kỹ thuật dự đoán, mức
độ khoa học kỹ thuật dự án, mức độ khoa học kỹ thuật đạt được của HT TĐH ĐK QTCN
3.7.1. MỨC ĐỘ KHOA HỌC LÝ TƯỞNG
Là mức độ khi chức năng hoạt động Y đạt đến giá trị điểm cực (cực trị), Sự xác định giá trị Xi tại
điểm cực cho phép đánh giá tiềm năng phát triển của HT TĐH ĐK QTCN
3.7.2. MỨC ĐỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT DỰ ĐOÁN
Được xác định khi thiết kế HT TĐH ĐK QTCN với mức độ cao trong điều kiện và thời gian hạn
chế. Mức độ này được tính bởi việc đặt vào trong hàm số giá trị của các phương án thành phần HT TĐH
ĐK QTCN và so sánh mức độ khoa học kỹ thuật dự đoán với mức lý tưởng. Từ đó lựa chọn phương án

Mức độ kinh tế-kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN được xác định bằng tổng các thông số của các
phần HT TĐH ĐK QTCN như sau:
Y=Ye+Yo+Yi+Ym+Yt
Ye - chỉ số kinh tế của HT TĐH ĐK QTCN;
Yo - chỉ số tổ chức của HT TĐH ĐK QTCN;
Yi - chỉ số thông tin của HT TĐH ĐK QTCN;
Ym - chỉ số toán học của HT TĐH ĐK QTCN;
Yt - chỉ số kỹ thuật của HT TĐH ĐK QTCN.
Mỗi chỉ số này được xác định bởi sự so sánh các yêu cầu nhận được từ việc phân tích tham số đối
tượng TĐH và dựa vào đặc điểm của các hệ thống đã thiết kế.
CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 3
1.

Nêu các thành phần cơ bản của HT TĐH ĐK.
2.

Các nguyên tắc TĐH ĐK QTSX
3.

Hiệu quả kinh tế của HT TĐH ĐK QTSX.
4.

Độ tin cậy của hệ thống TĐH ĐK QTCN.
5.

Mức độ khoa học của HT TĐH ĐK QTCN.
25

CHƯƠNG 4. ĐẢM BẢO THÔNG TIN TRONG HT TĐH ĐK QTCN
4.1. HƯỚNG DẪN HOÁ TRONG HT TĐH ĐK QTCN

- Có khả năng thực hiện hóa về mặt kỹ thuật;
- Đảm bảo sử dụng được 1 cách kinh tế các yêu cầu về thông tin.
Ngoài ra hệ thống cần có khả năng:
- Điều chỉnh dòng thông tin;
- Có khả năng liên lạc với bên ngoài;
- Có khả năng mở rộng HT TĐH ĐK QTCN;
- Thuận tiện cho người sử dụng trong phân tích và điều khiển quá trình.
Các dòng thông tin có những đặc điểm chính sau:
- Đối tượng điều khiển (nguồn thông tin);
- Mục đích thông tin;