Giáo Trình Đo Lường và Điều Khiển Từ Xa

Lời nói đầu

1. VÀI NÉT CƠ BẢN VỀ LÝ THUYẾT TRUYỀN TIN

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Tin tức, thông báo, tín hiệu

1.3. Tin tức, các đặc trưng, đơn vị đo cùa nó

1.3.1. Các đặc trưng của tin tức

1.3.2. Các tính chất cơ bản

1.3.3. Phương pháp thống kê định lượng tin tức

1.3.4. Giá trị của tin tức

1.3.5. Entropi - số đo lường không xác định

2. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN XA TRONG CÔNG NGHIỆP (DMCS)

2.1. Khái niệm chung về hệ thống đo lường và điều khiển xa (DMCS)

2.2. Định nghĩa hệ thống đo lường và điều khiển xa (DMCS)

2.3. Một số quá trình trong DMCS

2.4. Đặc tính chung của các quá trinh

2.5. Yêu cầu kỹ thuật

2.6. Sơ đồ cấu trúc chung cùa DMCS

2.7. Sự phát triển của hệ thống đo lường và điều khiển từ xa

2.8. Phân loại hệ thống đo lường điều khiển xa theosơ đồ cấu trúc

2.8.1. Hệ thống có các kênh song song

2.8.2. Hệ thống có các kênh nối tiếp

2.8.3. Hệ thống song song nối tiếp

2.8.4. Hệ thống kiểm tra tự động

2.9. Phân cấp hệ thống đo lường - điêu khiển trong công nghiệp hiện nay

3. CÁC ĐẶC TÍNH THÔNG TIN CỦA TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG TRONG CÔNG NGHIỆP

3.1. Tín hiệu đo lường trong công nghiệp

3.2. Phân loại tín hiệu đo

3.3. Lấy mẫu tín hiệu (rời rạc hóa tín hiệu)

3.3.1. Khái niệm về lấy mẫu tín hiệu

3.3.2. Lượng từ hoá tín hiệu

3.3.3. Cách lượng từ hóa

3.4. Sự dư thừa thông tin và phương pháp giảm

3.4.1. Hiện tượng dư thừa thông tin

3.4.2. Nguyên nhân tạo thông tin thừa

3.4.3. Cách đánh giá thông tin thừa

3.4.4. Các phương pháp giảm sự dư thừa thòng tin

4. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU

4.1. Khái niệm và phân loại

4.2. Tổng quan về tín hiệu và điều chế cao tần

4.3. Tín hiệu điều biên (AM)

4.4. Tín hiệu điều pha, điều tần (điều chế góc)

4.5. Tín hiệu điều mã xung (PCM: Pulse Code Modulation)

4.6. Các dạng điều chế số cơ bàn

4.7. Điều chế khóa dịch biên độ ASK (Amplitude Shift Keying)

4.8. Điều chế khóa dịch tần FSK (Frequency Shift Keying)

4.9. Điều chế khóa dịch pha PSK (Phase Shift Keying)

5. CÁC PHÀN TỪ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN XA

5.1. Kênh liên lạc

5.1.1. Định nghĩa và đặc tính của kênh liên lạc

5.1.2. Dây liên lạc

5.2. Bộ đổi nối

5.2.1. Khái niệm về bộ đổi nối

5.2.2. Các phương pháp đổi nối (Multiplexing)

5.2.3. Chế độ làm việc của bộ đổi nối phân chia thời gian

5.2.4. Cấu tạo các bộ đổi nối

5.3. Chuyển đổi chuẩn hỏa

5.3.1. Khái niệm và yêu cầu đối với chuyển đổi chuẩn hoá (CĐCH)

5.3.2. Nhiệm vụ và cấu tạo của các chuyển đổi chuẩn hoá

5.3.3. Tuyến tính hoá trong chuyển đồi chuẩn hoá

5.4. Bộ tạo mẫu - Cách thể hiện thông tin

5.4.1. Bộ tạo mẫu

5.4.2. Cách thể hiện thông tin

6. GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

6.1. Hệ thống tác động nối tiếp

6.2. Hệ thống tác động song song

6.3. Hệ thống song song nối tiếp

6.4. Tổ họp đo lường tính toán CAMAC

6.5. Hệ thống đo lường và truyền dữ liệu cho lò cao số 3, Công ty Gang thép Thái Nguyên

6.5.1. Giới thiệu về công nghệ luyện gang

6.5.2. Giới thiệu về hệ thống đo lường lò cao

6.5.3. Thực trạng về hệ thống đo lường hiện nay của lò cao

6.5.4. Phân tích đặc điểm và nhu cầu cải tiến hệthống đo lường lò cao

6.5.5. Xây dựng và thiết kế phần cứng cho hệ thống

6.6. Giới thiệu hệ thống tự động đọc công tơ từ xa bằng máy tính (Automated Meter Reading - AMR)

6.6.1. Kiến trúc chung của AMR

6.6.2. Các phần tử chính trong hệ thống AMR

6.6.3. Lợi ích và những khó khăn khitriển khai công nghệ AMR

6.6.4. Phân loại các hệ thống AMR theo môi trường truyền thông

6.6.5. Triển khai AMR dựa trên mạng điện thoại công cộng (PSTN)

6.6.6. Triển khai AMR thông qua truy nhập di động GS

6.6.7. AMR trên kênh vô tuyến công suất thấp (Low Power Radio)

6.6.8. AMR trên kênh vô tuyến công suất lớn (High Power Radio)

6.6.9. AMR qua kênh truyền thông điện lực (Power Line Communications)

7. CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT HỆ THỐNG THU THẬP TỪ XA

7.1. Các khái niệm cơ bàn của một hệ thống đo lường và điều khiển từ xa

7.2. Các đặc tính quan trọng nhất của hệ thống đo lường điều khiển từ xa

7.3. Sai số động. Sự cộng tín hiệu. Lựa chọn tối ưu chu kỳ rời rạc hoá trong hệ thống đo lường và điều khiền xa

7.4. Tính toán các thông số của hệ thống thu thập dữ liệu xa bằng phương pháp số

7.5. Cấu trúc của hệ thống truyền xa số. Lựa chọn tối ưu chu kỳ rời rạc hóa cùa hệ thu thập nhiều kênh

8. CHƯƠNG 8. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC TRUYỀN

8.1. Khái niệm chung

8.2. Nguồn sai - mô hình nguồn sai

8.3. Truyền tin có lặp lại trên kênh một chiều

8.4. Truyền tin lặp lại không tích lũy

8.5. Truyền tin lặp lại có tích lũy

8.6. Thuật toán truyền tin lặp lại dùng trong hệ thống có kênh ngược quyết định

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Giáo Trình Đo Lường và Điều Khiển Từ Xa

Giáo trình Đo Lường và Điều Khiển Từ Xa là tài liệu quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về các hệ thống đo lường và điều khiển từ xa, giúp người học nắm vững các khái niệm và ứng dụng thực tiễn. Đặc biệt, giáo trình này được biên soạn dựa trên kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm của tác giả và các tài liệu tham khảo quý giá.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Đo Lường Từ Xa

Đo lường từ xa là quá trình thu thập thông tin từ các thiết bị ở khoảng cách xa. Điều này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng tính chính xác trong việc giám sát.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Của Ngành Đo Lường

Ngành đo lường từ xa đã phát triển mạnh mẽ từ những năm 20-30 của thế kỷ XX, với sự ra đời của nhiều công nghệ mới giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ truyền tin.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Đo Lường Từ Xa

Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng công nghệ đo lường từ xa cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác, độ tin cậy và khả năng truyền tải thông tin là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Chính Xác Trong Đo Lường

Độ chính xác là yếu tố quan trọng trong đo lường từ xa. Các sai số có thể xảy ra trong quá trình truyền tin, ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

2.2. Độ Tin Cậy Của Hệ Thống

Độ tin cậy của hệ thống đo lường từ xa cần được đảm bảo để tránh những sự cố nghiêm trọng. Các yêu cầu về xác suất nhầm lẫn thường rất cao.

III. Phương Pháp Đo Lường Từ Xa Hiện Đại

Có nhiều phương pháp đo lường từ xa hiện đại được áp dụng trong công nghiệp. Những phương pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.1. Hệ Thống Cảm Biến Đo Lường

Cảm biến là thiết bị quan trọng trong hệ thống đo lường từ xa. Chúng giúp thu thập dữ liệu và truyền tải thông tin về trạng thái của các đối tượng điều khiển.

3.2. Công Nghệ Truyền Tin Mới

Công nghệ truyền tin mới như mạng không dây và IoT đang mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển hệ thống đo lường từ xa hiệu quả hơn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Đo Lường Từ Xa

Đo lường và điều khiển từ xa đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như năng lượng, giao thông, và sản xuất. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn cải thiện điều kiện làm việc.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Năng Lượng

Trong ngành năng lượng, đo lường từ xa giúp giám sát và điều khiển các thiết bị một cách hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và tăng cường an toàn.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Giao Thông

Hệ thống đo lường từ xa trong giao thông giúp theo dõi tình trạng giao thông, cải thiện quản lý và giảm thiểu ùn tắc.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Đo Lường Từ Xa

Tương lai của đo lường và điều khiển từ xa hứa hẹn sẽ có nhiều bước tiến mới với sự phát triển của công nghệ. Các hệ thống sẽ ngày càng thông minh hơn, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng cuộc sống.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ

Công nghệ đo lường từ xa sẽ tiếp tục phát triển với sự tích hợp của trí tuệ nhân tạo và học máy, giúp cải thiện khả năng phân tích và ra quyết định.

5.2. Tác Động Đến Kinh Tế

Việc áp dụng công nghệ đo lường từ xa sẽ có tác động tích cực đến nền kinh tế, giúp giảm chi phí và tăng năng suất lao động.

Giáo Trình Đo Lường và Điều Khiển Từ Xa Phần 1