تماس با ما

فید خبر خوان

نقشه سایت

همه چی ارزونه !!!

تمامی فایل ها با تخفیف ویژه در سایت قرار میگیرد. در ضمن برخی محصولات سایت در جمعه با تخفیف 80 درصدی ارائه میشود ...


دسته بندی سایت

پیوند ها

نظرسنجی سایت

بنظر شما دوستان گرامی چه مطالبی در سایت قرار داده شود ؟

اشتراک در خبرنامه

جهت عضویت در خبرنامه لطفا ایمیل خود را ثبت نمائید

Captcha

آمار بازدید

  • بازدید امروز : 253
  • بازدید دیروز : 228
  • بازدید کل : 148668

بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی 160 ص


بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی 160 ص

مقدمه

فصل اول :
« مقدمه اي بر سيستم هاي كنترل »

کنترل و اتوماسیون

انواع فرایندهای صنعتی

استراتژی کنترل

انواع کنترلرها

سیر تکاملی کنترل کننده ها

فصل دوم :

« انتقال اطلاعات در صنعت »

معماری شبکه

استانداردهای معروف لایه فیزیکی شبکه های صنعتی

معرفی واسط های انتقال و عوامل موثر در انتقال

پروتکل ها و استانداردها

فصل سوم :

« کنترل کننده های برنامه پذیر PLC »

سخت افزار PLC

زبان های برنامه نویسی PLC

ارتباط بین چندین PLC

فصل چهارم :

« سیستم های کنترل گسترده DCS »

ساختار سیستم هایDCS

سطوح کاری

اصول کاری سیستم های DCS

کاربردها

فصل پنجم :

« سیستم های اتوماسیون APACS »

Controller Configuration Software

سخت افزار سیستم APACS

بسته های نرم افزاری APACS

بسته های سخت افزاری APACS

شرح مدار ماژول کنترل +ACM

فصل ششم :

« سیستم های SCADA »

SCADA چیست؟

ارتباطات

واسط ها

فصل هفتم :

« سیستم های FIELD BUS و مقایسه آنها با سیستم های DCS »

نحوه عملکرد سيستم های FCSدر مقايسه باDCS

دسته بندی فيلد باس

توپولوژی های فيلد باس

مقايسهFCS و DCS و مزايا و معايب آنها نسبت به يکديگر

« چکیده »

 

در هر صنعتي اتوماسيون سبب بهبود توليد مي گردد كه اين بهبود هم در كميت وميزان توليد موثر است و هم در كيفيت محصولات.هدف از اتوماسيون اين است كه بخشي از وظايف انسان در صنعت به تجهيزات خودكار واگذار گردد.در يك سيستم اتوماتيك عمليات شروع،تنظيم و توقف فرايندبا توجه به متغير هاي موجود توسط كنترل كننده سيستم انجام مي گيرد. هر سيستم كنترل داراي سه بخش است: ورودي ، پردازش و خروجي .

انواع استراتژي های كنترل:

كنترل حلقه باز

كنترل پيشرو

كنترل حلقه بسته

كنترلر مغز متفكر يك پردازش صنعتي است و تمامي فراميني راكه يك متخصص در نظر دارد اعمال كند تا پروسه، جريان استاندارد خود را در پيش گيرد و نهايتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طريق كنترلر به سيستم فهمانده مي شود.

يك كنترلر چگونه عمل مي كند؟

در ابتدا سيگنال خروجي از سنسور وارد كنترلر مي شود و با مقدار مبنا مقايسه مي گردد و نتيجه مقايسه كه همان سيگنال خطا مي باشد، معمولا در داخل كنترلر هم تقويت شده و هم بسته به نوع كنترلر و پارامترهاي مورد نظر، عملياتي خاص روي ان انجام مي گيرد سپس حاصل اين عمليات به عنوان سيگنال خروجي كنترل كننده به بلوك بعدي وارد مي شود.مقايسه سيگنالها و تقويت اوليه در همه كنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام مي گيرد ،در واقع اين عمليات بعدي است كه نوع كنترلر را مشخص مي كند.

PLCاز عبارت Programmable Logic Controller به معناي كنترل كننده قابل برنامه ريزي گرفته شده است.PLC كنترل كننده اي است نرم افزاري كه در قسمت ورودي، اطلاعات را بصورت باينري دريافت و آنها را طبق برنامه اي كه در حافظه اش ذخيره شده پردازش مي نمايد و نتيجه عمليات را نيز از قسمت خروجي به صورت فرمانهايي به گيرنده ها و اجرا كننده هاي فرمان ، ارسال مي كند.

بطور كلي مي توان زبانها برنامه نويس PLCرا به پنج دسته تقسيم كرد:

• زبان SFC يا Sequential Function Chart Language

• زبان FBD يا Function Block Diagram Language

• زبان LD يا Ladder Diagram Language

• زبان ST يا Structured Text Language

• زبان IL يا Instruction List Language

به طور كلي چهار سيستم كنترلي وجود دارد:

1.سيستمهاي رله اي از قديمي ترين سيستم كنترلي هستند. در اين سيستمها كليه عمليات كنترلي با استفاده از رله ها انجام مي پذيرد.

2.سيستمهاي كنترلي مبني بر مدارهاي منطقي. در اين سيستم ها از دروازه هاي منطقي و تراشه هاي كوچك براي پياده سازي عمليات منطقي استفاده مي شود.

3.كنترل با كامپيو تر شخصي

4.كنترل مبني بر PLC.

سيستم SCADAعلاوه بر كاربرد در فرايندهاي صنعتي مانند توليد و توزيع برق ( به شيوه هاي مرسوم يا هسته اي) ،ساخت فولاد، صنايع شيميايي،صنايع آب ،گاز و نفت در بعضي از امكانات آزمايشي مانند فوزيون هسته ايي نيز كاربرد دارد.

اندازه اينچنين تاسيساتي از 1000تا چندين ده هزار كانال I/O مي باشد. و با كمك شبكه ها و سيستمهاي مخابراتي منطقه وسيعي را تحت بازرسي ونظارت قرار مي دهد.

سيستمهاي SCADA بر روي سيستم عاملهاي DOS، VMSو UNIXقابل اجرا هستند در سالهاي اخير همه سيستم هاي SCADAبه سمت سيستم عامل NT و بعضي هم بسمت Linuxگرايش پيدا كرده اند.

 

 

« پیشگفتار»

 

 

اصطلاح اتو ماسيون صنعتي به طور عام مربوط به علوم و تكنولوژي كنترل پروسه است و شامل كنترل فرايند هاي متفاوتي در صنعت است. اين بحث امروزه در مجامع صنعتي بصورت خيلي عادي رايج است و در بسياري از اماكن صنعتي به مرحله اجرا در آمده است.

توسعه در كنترل و صنعتي سازي امكان پيشرفت بيشتر و گسترده تر پروسه هاي پيچيده و دخالت دادن تكنولوژيهاي جديد و استفاده از مزاياي اقتصادي آنها را فراهم ساخته است .

و لازم است به اين نكته مهم متذكر شويم كه اقتصادي كردن سيستمها زير ساخت پيشرفتهاي آن بوده و هست وهمين پيشرفت ها منجر به اين شد كه اقبال عمومي نظر به سيستمهاي تمام توماتيك داشته باشد.

يكي از قايليتهاي مهم خودكار سازي وجود تجهيزات قابل انعطاف يا به عبارتي انعطاف پذيري است كه به اختصار مي توان به شكل زير تعريف كرد:

سازگاري آرام و پيوسته در تغيير يك كارخانه با رعايت استفاده بهينه از امكانات موجود و گام برداشتن به سوي پيشرفت با رعايت انطباق با سيستمهاي قديمي و بالا بردن قابليتها و كيفيت توليد و بهينه سازي در مواد اوليه مصرفي و انرژي.

اين خواسته سيستمها را به سوي طراحي و ساخت مجتمعهاي تمام كامپيوتري CIM هدايت كرد.

اين مقوله روي نمايش پروسه ها در زمان كنترل توليد و قابليت تقسيم كار بين قسمتها و طراحي فراورده ها با مواد اوليه و انرژي مصرفي و زمان كم و كيفيت بالا تمركز دارد.در بحث توسعه تكنولوژي و اتوماسيون مدرن عوامل متفاوتي دخالت داشته اند،

 

 

 

 

 

كه از جمله آنها عبارتند از:

  • پيشرفت ميكرو پروسسور ها، حافظه ها و توسعه تكنولوژي VLSI مربوط به سنسورها و تكنولوژي فيبر نوري
  • عملي شدن كنترلر هاي قابل برنامه ريزي(PLC)
  • استاندارد كردن سخت افزارهاي ماژولار و نرم افزار هاي كنترل پروسه
  • پيشرفت در تكنولوژي كامپيوتر
  • ضرورت ايجاد قابليتهاي نمايش فرايندها به صورت on-line و به شكلي جذاب براي ارتباط كاربر به صورت استاندارد
  • استاندارد شدن ارتباط و خطوط مخابره داده در كامپيوترها
  • سازگار بودن با روشهاي متفاوت سيستم . كنترل جديد مانند تخمين پارامتر ، كارهاي وفقي بهينه و خود تنظيمي
  • توسعه روشهاي هوشمند علمي و عملي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« سپاسگزاری »

 

پس از حمد و سپاس خدایی که به هستی و وجود من کرامت عطا فرمود ، به وجود خسته اما سرافراز پدرم درود

بی پایان می فرستم و دستان گرم مادرم را به نشان قدردانی می بوسم .

و تلاش خستگی نا پذیرو صادقانه استادانم را ارج می نهم.سرورانی که در زندگی تحصیلی ، مرا یاری

داده اند ، آنان که دلسوزانه بستر را برای تحقیقات علمی من فراهم آورده اند و تجربیات گران سنگ خود را در اختیارم نهادند ، دست عقل و اندیشه ام را گرفتند تا به شاهراه تکامل و پیشرفت های عملی رهنمونم سازند.

در اینجا تقدیر خالصانه خود را نثار آن عزیزان می نمایم ، به ویزه استاد گران قدر جناب آقای مهندس آهنگداز

مفتخر خواهم شد اگر آنها مراتب سپاس مرا که بی ریا تقدیم می گردد بپذیرند ، بلکه تشکر ویژه من تسکینی بر خدمات ارزنده ایشان باشد.

به پاس همه خوبی ها یشان ، خدا یارشان باد و عزت پایدارشان .

 

 

 

« والسلام »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تقدیم به :

 

 

همه ی عزیزانی که از آغاز تا انجام با محبت های بی بدیعشان مرا در دستیابی به این مهم یاری نمودند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« فهرست مطالب »

 

 

 

عنوان صفحه

 

 

مطالب مقدماتی

 

 

به نام او----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2

بسم الله الرحمنالرحیم------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

عنوان بندی----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4

چکیده------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5

پیشگفتار---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7

سپاس گزاری----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9

تقدیم به----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10

 

 

فصل اول :
« مقدمه اي بر سيستم هاي كنترل »
---------------------------------------------------------- 18

 

کنترل و اتوماسیون---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18

مشخصات سیستم های کنترل---------------------------------------------------------------------------------------------- 19

ورودی ها--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19

خروجی ها--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19

پردازش --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20

انواع فرایندهای صنعتی ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20

فرایند تولید پیوسته---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20

فرایند تولید انبوه--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

فرایند تولید اقلام مجاز ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

استراتژی کنترل ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

کنترل حلقه باز -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

کنترل پیشرو ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22

کنترل حلقه بسته --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22

انواع کنترلرها -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

کنترلرهای ناپیوسته -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24

کنترلرهای پیوسته -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24

کنترلر تناسبی --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------24

عنوان صفحه

 

کنترلر انتگرالی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25

کنترلر تناسبی-انتگرالی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------25

کنترلر تناسبی-مشتق گیر -------------------------------------------------------------------------------------------------------26

کنترلر PID----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------26

کنترلر نیوماتیکی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------27

کنترلر هیدرولیکی ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------27

کنترلر الکترونیکی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------27

سیر تکاملی کنترل کننده ها ----------------------------------------------------------------------------------------------------27

 

 

فصل دوم :

« انتقال اطلاعات در صنعت »--------------------------------------------------------------------------- 29

 

 

مقدمه ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29

معماری شبکه --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31

لایه فیزیکی ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32

لایه دیتا لینک ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 32

لایه شبکه---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32

لایه انتقال ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32

لایه session------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 33

لایه Application----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33

استانداردهای معروف لایه فیزیکی شبکه های صنعتی ------------------------------------------------------------- 34

Rs232---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34

RS449---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35

RS530----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35

RS423-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35

RS422---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35

RS485--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36

گذرگاه H1------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 36

گذرگاه H2------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

HART-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

معرفی واسط های انتقال و عوامل موثر در انتقال ------------------------------------------------------------------- 37

کابل کواکسیال --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

زوج سیم به هم تابیده ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38

فیبر نوری -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38

پروتکل ها و استانداردها ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 40

استانداردهای اترنت ---------------------------------------------------------------------------------------------------------40

پروتکل MAP---------------------------------------------------------------------------------------------------------------40

عنوان صفحه

 

پروتکل TOP------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41

پروتکل TCP/IP-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41

پروتکل SNA-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42

پروتکل MM--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42

استاندارد Bus Field------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 42

استاندارد Profi Bus-------------------------------------------------------------------------------------------------------43

 

فصل سوم :

« کنترل کننده های برنامه پذیر PLC »----------------------------------------------------43

 

 

مقدمه------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 43

مقایسه سیستم های کنترلی مختلف -------------------------------------------------------------------------------------------44

توجهات خاص در بکار گیری سیستم های PLC --------------------------------------------------------------------------45

سخت افزار PLC -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------46

ماژول منبع تغذیه ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------47

واحد پردازش مرکزی --------------------------------------------------------------------------------------------------------------47

حافظه -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------48

ماژول های ورودی ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------48

ماژول های خروجی -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------49

ماژول تغییر شکل سیگنال ---------------------------------------------------------------------------------------------------------49

ماژول ارتباط پروسسوری ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 50

ماژول رابط IM ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------50

انواع محیط های برنامه نویسی و امکانات نرم افزاری در PLC --------------------------------------------------- 50

زبان های برنامه نویسی PLC ----------------------------------------------------------------------------------------------- 51

زبان SFC ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 51

حالت های مختلف برای اتصال Step و Transition ------------------------------------------------------- --------- 55

ماکرو Step -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 56

زبان FBD --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 57

زبان LD --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 58

زبان ST ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 59

زبان IL -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 59

توابع کنترل پیوسته در PLCها ------------------------------------------------------------------------------------------------60

ماژول های PID -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------60

برنامه ریزی ماژول های PID ------------------------------------------------------------------------------------------------- 61

کاربرد ماژول های PID -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 61

ارتباط در PLCها ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 62

ارتباط سریال ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 62

فاصله انتقال ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 63

عنوان صفحه

 

حلقه جریان 20 mA -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 63

423/422 RS ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 63

ارتباط PLCها ، ماژول ها و برنامه ریزی -------------------------------------------------------------------------------- 64

ارتباط بین چندین PLC ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 65

شبکه های محلی -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 65

کنترل گسترده ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------66

 

 

فصل چهارم :

« سیستم های کنترل گسترده DCS »------------------------------------------------------ 67

 

مقدمه ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 68

ایجاد سیستمهای کنترل کسترده DCS ------------------------------------------------------------------------------------- 68

ساختار سیستم هایDCS ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 70

اعمال کمپیوتر مرکزی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72

سطوح کاری --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 74

سطح کنترل مستقیم پروسه ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 75

سطح کنترل مدیریتی --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 76

سطح کنترل ترتیبی تولید ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 76

سطح کنترل مدیریت پلانت ----------------------------------------------------------------------------------------------------------76

برخی از مزایایDCS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------79

Data BaseOrganization --------------------------------------------------------------------------------------------------79

اصول کاری سیستم های DCS ---------------------------------------------------------------------------------------------------84

المان های سیستم ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------87

ارتباط ماشین باانسان --------------------------------------------------------------------------------------------------------------87

سطح صفر(حوزه میدان) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------88

A500 & Procontrol I -------------------------------------------------------------------------------------------------------90

ایستگاه واسطه ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------90

ایستگاه کامپیوتر مرکزی -----------------------------------------------------------------------------------------------------------91

قسمت نمایشگر ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------92

ساختار و چگونگی نمایش دادن --------------------------------------------------------------------------------------------------93

نمایش میله ی استاندارد ------------------------------------------------------------------------------------------------------------94

صفحه کلید ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------95

کاربردها ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------96

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه

 

 

 

فصل پنجم :

« سیستم های اتوماسیون APACS »------------------------------------------------------------ 96

 

 

مقدمه ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 97

Controller Configuration Software------------------------------------------------------------------------------- 97

بسته های نرم افزاری APACS ------------------------------------------------------------------------------------------------98

Configuration Software --------------------------------------------------------------------------------------------------98

امکانات Mation 4 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------99

واسط اپراتوری (Operator Interface) ------------------------------------------------------------------------------99

Internet Based viewer ----------------------------------------------------------------------------------------------------101

Historian Open -------------------------------------------------------------------------------------------------------------101

Industry specific Options --------------------------------------------------------------------------------------------102

Unix-Based operator Interface -----------------------------------------------------------------------------------102

سایر ویژگی های APACS ----------------------------------------------------------------------------------------------------103

سخت افزار سیستم APACS ---------------------------------------------------------------------------------------------------103

افزونگی (Redundancy) ----------------------------------------------------------------------------------------------------104

معماری سخت افزاری APACS ----------------------------------------------------------------------------------------------105

سیستم محلی -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------106

Plantwide System --------------------------------------------------------------------------------------------------------106

QUADLOG ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------107

بسته های سخت افزاری APACS ------------------------------------------------------------------------------------------108

انواع پیکربندی MODULPAC 1000 --------------------------------------------------------------------------------110

MODULPAC 2000 -----------------------------------------------------------------------------------------------------112

RACKs(قفسه ها) سیستم APACS -----------------------------------------------------------------------------------115

I/O RACK Remote-------------------------------------------------------------------------------------------------------116

I/O Bus -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------117

Power Bus -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------117

نصبI/O RACK Remote ----------------------------------------------------------------------------------------------118

شناسایی سخت افزار --------------------------------------------------------------------------------------------------------------118

آماده سازی -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------119

ملاحظات محیطی ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------121

مونتاژ I/O RACK Remote --------------------------------------------------------------------------------------------122

کابل I/OBUS و اتصالات موازی/ جامپر ------------------------------------------------------------------------------123

MODULRAC ----------------------------------------------------------------------------------------------------------124

SIXRAC ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------125

UNIRAC ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------125

عنوان صفحه

 

RIS -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------126

ویژگی های سخت افزاریRIS --------------------------------------------------------------------------------------------126

قابلیت هایRIS -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------127

ماژول های کنترل -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------128

پیکربندی (Configuration) -----------------------------------------------------------------------------------------------130

شرح مدار ماژول کنترل +ACM -------------------------------------------------------------------------------------------130 WATCHDOG/RESET---------------------------------------------------------------------------------------------------131

Time Out & Bus Arbitration Bus -----------------------------------------------------------------------------131

RAM and ROM ------------------------------------------------------------------------------------------------------------131

Serial ports ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------132

MODULBUS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------132

I/O BUS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------133

SCSI REDUNDANCY ------------------------------------------------------------------------------------------------133

ماژول های I/O ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------134

توصیف مدارSDM ------------------------------------------------------------------------------------------------------------136

 

 

فصل ششم :

« سیستم های SCADA »---------------------------------------------------------------------------------137

 

 

SCADA چیست؟ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------137

معماری SCADA---------------------------------------------------------------------------------------------------------------138

ارتباطات ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------139

واسط ها ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------139

REDUNDANCY ---------------------------------------------------------------------------------------------------------140

MMI ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------141

Handing Alarm ----------------------------------------------------------------------------------------------------------141

Logging / Archiving ---------------------------------------------------------------------------------------------------142

ایجاد گزارش ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------142

 

 

فصل هفتم :

« سیستم های FIELD BUS و مقایسه آنها با سیستم های DCS »

 

 

مقدمه -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------143

نحوه عملکرد سيستم های FCSدر مقايسه باDCS -----------------------------------------------------------145

مدل مرجعOSI ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------147

عنوان صفحه

 

انواع لايه های فيلد باس -----------------------------------------------------------------------------------------------------147

لايه فيزيکی ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------147

لايه پشته ارتبطات -----------------------------------------------------------------------------------------------------------148

لايه کاربردی --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------148

دسته بندی فيلد باس --------------------------------------------------------------------------------------------------------148

توپولوژی های فيلد باس ----------------------------------------------------------------------------------------------------149

Chain daisy Topology-------------------------------------------------------------------------------------------------149

Tree Topology -------------------------------------------------------------------------------------------------------------150

Spur Topology ------------------------------------------------------------------------------------------------------------151

Point to Point Topology---------------------------------------------------------------------------------------151

مقايسهFCS و DCS و مزايا و معايب آنها نسبت به يکديگر ----------------------------------------------153

ساير مزايایFCS -----------------------------------------------------------------------------------------------------------156

خاصيتInteroperability ادواتFCS -------------------------------------------------------------------------157

معايب فيلد باس ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------159

انواع بلوک های استاندارد -------------------------------------------------------------------------------------------------159

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول :

مقدمه اي بر سيستم هاي كنترل

كنترل و اتوماسيون

در هر صنعتي اتوماسيون سبب بهبود توليد مي گردد كه اين بهبود هم در كميت وميزان توليد موثر است و هم در كيفيت محصولات.هدف از اتوماسيون اين است كه بخشي از وظايف انسان در صنعت به تجهيزات خودكار واگذار گردد.بسياري از كارخانه ها كارگران خود را براي كنترل تجهيزات مي گمارند و كارهاي اصلي را به عهده ماشين مي گذارند. كارگران براي اينكه كنترل ماشينها را به نحو مناسب انجام دهند لازم است كه شناخت كافي از فرايند كارخانه و وروديهاي لازم براي عملكرد صحيح ماشينها داشته باشند.يك سيستم كنترل بايد قادر باشد فرايند را با دخالت اندك يا حتي بدون دخالت اپراتورها كنترل نمايد.در يك سيستم اتوماتيك عمليات شروع،تنظيم و توقف فرايندبا توجه به متغير هاي موجود توسط كنترل كننده سيستم انجام مي گيرد.

مشخصات سيستمهاي كنترل

هر سيستم كنترل داراي سه بخش است: ورودي ، پردازش و خروجي .

بخش ورودي وضعيت فرايندو وروديهاي كنترلي اپراتور را تعيين كرده ومي خواند بخش پردازش با توجه به وروديها، پاسخهاو خروجيهاي لازم را مي سازدو بخش خروجي فرمانهاي توليد شده را به فرايند اعمال مي كند.در كارخانه غير اتوماتيك بخش پردازش رااپراتورها انجام مي دهند.اپراتور با مشاهده وضعيت فرايند، به طور دستي فرامين لازم را به فرايند اعمال مي كند.

وروديها

در قسمت وروديها،مبدلهاي موجود در سيستم، كميتهاي فيزيكي را به سيگنالهاي الكتريكي تبديل مي كند.در صنعت مبدلهاي زيادي نظير دما، فشار،مكان، سرعت، شتاب و غيره وجود دارند.خروجي يك مبدل ممكن است گسسته يا پيوسته باشد.

خروجيها

در يك كارخانه عملگرهايي وجود دارند كه فرامين داده شده به آنها را به فرايند منتقل مي كنند.پمپها، موتورهاو رله ها از جمله اين عملگرها هستند.اين وسايل فراميني را كه از بخش پردازش آمده است (اين فرامين معمولا الكتريكي هستند) به كميتهاي فيزيكي ديگر تبديل مي كنند.مثلايك موتور،سيگنال الكتريكي را به حركت دوار تبديل مي كند.ادوات خروجي نيز مي توانند عملكرد گسسته ويا پيوسته داشته باشند.

 

پردازش

در يك فرايند غير اتوماتيك اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خودوبا توجه به سيگنالهاي ورودي،فرامين لازم را به فرايند اعمال مي كنند.اما در يك سيستم اتوماتيك،قسمت پردازش كنترل كه طراحان در آن قرار داده اند، فرامين كنترل را توليد مي كنند.طرح كنترل به دو صورت ممكن است ايجاد شود.يكي كنترل سخت افزاري و دوم كنترل برنامه پذير.

در يك سيستم با كنترل سخت افزاري،بعد ازنصب سيستم، طرح كنترل ثابت و غير قابل تغيير است. اما در سيستمهاي كنترل برنامه پذير.طرح كنترلي در يك حافظه قرار داده مي شود و هر گاه لازم باشد،بدون تغيير سخت افزار و فقط برنامه درون حافظه، طرح كنترل را مي توان تغيير داد.

انواع فرايندهاي صنعتي

در صنايع امروز طيف متنوعي از فرايندهاي توليد وجود دارند.از نظر نوع عملياتي كه در فرايند انجام مي شود،فرايند ها را مي توان به سه گروه تقسيم كرد:

• توليد پيوسته

• توليد انبوه

• توليد اجزاي جدا

سيستم كنترلي كه براي يك فرايند بكار گرفته مي شودبايد با توجه به نوع آن باشد.

فرايند توليد پيوسته

در يك توليد پيوسته مواد در يك رديف و بطور پيوسته وارد فرايند شده و در سمت ديگر،محصول توليدي خارج مي گردد. فرايند توليد، ممكن است در يك مدت طولاني به طور پيوسته در حال انجام باشد.توليد ورق فولاد نمونه اي از فرايند است. در خط توليد ورقه فولاد.بلوكهاي گداخته فولاد ازبين چندين غلتك عبور مي كند و تحت فشار قرار مي گيرد.در اثر فشار ضخامت قطعه فولاد رفته رفته كم شده و در انتهاي خط توليد ورقه فولاد توليد مي گردد. بسته به طول فولاد چندين دقيقه طول مي كشد تا توليد يك ورقه،كامل گردد.

فرايند توليد انبوه

در چنين فرايندي ميزان مشخصي از مواد اوليه وارد خط شده و پس ازطي مراحل توليد مقدار مشخصي محصول به وجود مي آيد.

فرايند توليد اقلام مجزا

در اين نوع فرايند،هر محصول در طول خط توليد از قسمتهاي مختلفي مي گذردو در هر بخش، عمليات مختلفي روي آن انجام مي گيرد. در هر قسمت ممكن است اجزايي به محصول اضافه شود تا در انتهاي خط توليد، محصول كامل ساخته شود.

استراتژي كنترل

كنترل حلقه باز

ايده اصلي در اين كنترل اين است كه سيستم تا حد ممكن دقيق طراحي شود. به طوري كه خروجيهاي دلخواه را توليد كند و هيچ اطلاعاتي را از خروجي فرايند بهكنترل كننده برگردانده نشود تا كنترل كننده تشخيص دهد آيا خروجي در حد مطلوب است يا خير.بدين خاطر ممكن است خطاي خروجي در بعضي مواقع خيلي زياد باشد. در يك سيستم با كنترل حلقه باز تا وقتي كه اختلال و جود نداشته باشد فرايند به خوبي عمل مي كند، اما اگر اختلال نا خواسته اي باعث شود،خروجيها از حد مطلوب خارج شونددر اين صورت ممكن است سيستم كلي از كنترل خارج شود.

كنترل پيشرو

درموقعي كه اختلالات خارجي كه بر عملكرد سيستم تاثير مي گذارد شناخته شده باشند مي توان با مشاهده و اندازه گيري ميزان اختلال تا حد امكان اثر اختلال را جبران نمود. اين نوع كنترل را كنترل پيشرو مي گويند. اين نحوه كنترل هنگامي كه ميزان اختلال كم باشد و بتوان به طور دقيق آن را اندازه گرفت مناسب است. اما اگر اختلال خيلي زياد باشد شيوه مناسبي نيست. همچنين در مواقعي كه اندازه گيري خروجي به طور مستقيم امكان پذير نباشد،اين نوع كنترل مناسب نيست.

كنترل حلقه بسته (Field back) :

در اين كنترل براي جبران اثر اختلال ، خروجي سيستم اندازه گيري مي شودو در صورتي كه خروجي از مقدار مطلوب فاصله داشته باشد،تدابير كنترلي مناسب براي جبران آن اعمال مي شود.به اين صورت كه خروجي سيستم اندازه گيري شده و تفاوت آن با مقدار مطلوب محاسبه مي گردد. تفاوت بين اين دو كميت به كنترل كننده داده شده و كنترل كننده با توجه به ميزان اين خطا فرايندرا كنترل مي نمايد.

سيگنال خطا = نقطه تنظيم - ميزان اندازه گيري شده E=SP-MV

بايد توجه كرد كه صفر نمودن خطا در عمل امكان پذير نيست ودر هر سيستم كنترلي هميشه تفاوت ناچيزي بين خروجي مطلوب و خروجي واقعي وجود خواهد داشت، اما تا وقتي كه اين خطا تا حد قابل قبول باشد از آن چشم پوشي مي گردد.

انواع كنترلرها

كنترلر مغز متفكر يك پردازش صنعتي است و تمامي فراميني راكه يك متخصص در نظر دارد اعمال كند تا پروسه، جريان استاندارد خود را در پيش گيرد و نهايتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طريق كنترلر به سيستم فهمانده مي شود. در واقع هرگاه پروسه هاي صنعتي به تنهايي و بدون استفاده از كنترل كننده در حلقه كنترل قرار گيرند معمولا پاسخهاي مطلوبي را به لحاظ ويژگيهاي گذرا يا ماندگار نخواهند داشت.بنابراين انتخاب و برنامه ريزي يك كنترلر مناسب از مهمترين مراحل يك پروسه صنعتي است.انتخاب كنترلر با توجه به درجه اهميت پاسخ گذرا يا ماندگار و يا هردو و همچنين ملاحظات اقتصادي ويژه صورت مي پذيرد.

يك كنترلر چگونه عمل مي كند؟

در ابتدا سيگنال خروجي از سنسور وارد كنترلر مي شود و با مقدار مبنا مقايسه مي گردد و نتيجه مقايسه كه همان سيگنال خطا مي باشد، معمولا در داخل كنترلر هم تقويت شده و هم بسته به نوع كنترلر و پارامترهاي مورد نظر، عملياتي خاص روي ان انجام مي گيرد سپس حاصل اين عمليات به عنوان سيگنال خروجي كنترل كننده به بلوك بعدي وارد مي شود.

مقايسه سيگنالها و تقويت اوليه در همه كنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام مي گيرد ،در واقع اين عمليات بعدي است كه نوع كنترلر را مشخص مي كند.

 

كنترلرها از نظر نوع عملكرد به انواع زير تقسيم بندي مي شوند:

كنترلرهاي ناپيوسته (گسسته):

• كنترلر هاي دو وضعيتي:اين نوع كنترلر ها ساختماني ساده و كم حجم دارند و به نسبت ارزنتر از ديگر كنترلرهاي پيچيده هستند به همين خاطر كاربردهاي فرواني در صنعت ودر مكانهايي كه كنترل تركيبي ،پيوسته و پيچيده مورد نظر نيست دارند.

• كنترلر هاي سه وضعيتي

• كنترلرهاي چند وضعيتي

شكل1-5 : انواع كنترلر ها

كنترلرهاي پيوسته:

كنترلر تناسبي: (Proportional)

دراين نوع كنترلربين خروجي و ورودي يك نسبت مستقيم وجود دارد با يك ضريب مشخص كه آنرا گين يا بهره كنترل كننده مي نامند.

سيگنال خطا *Kp = خروجي

 

البته كنترلر تناسبي به تنهايي كافي نيست. زيرا وقتي خروجي سيستم بسمت مقدار مطلوب پيش مي رود، خطا كاهش يافته و در نتيجه خروجي كنترلي نيز كم مي گردد.

بنابراين همواره يك خطاي ماندگار بين مقدار مطلوب و خروجي واقعي وجود دارد.

اين خطا را مي توان با افزايش بهره كنترل كننده كاهش داد اما باعث ناپايداري سيستم و نوسان خروجي مي شود. براي حل اين مشكلات معمولا كنترلرتناسبي را همراه كنترلرهاي مشتق و انتگرال بكار مي برند.

كنترلر انتگرالي(Integral):

همانطور كه از نامش پيداست بين ورودي و خروجي يك رابطه انتگرالي برقراراست

اين كنترلر براي جبران خطاي ماندگار به كار مي رود،زيرا تا وقتي كه خطايي در خروجي وجود داشته باشد،جمله انتگرال تغيير پيدا مي كند و در نتيجه خطاي خروجي رفته رفته كاهش مي يابد.

كنترلر تناسبي – انتگرالي (PI) :

كنترلر PIتركيبي از كنترلر انتگرالي و تناسبي است كه به صورت موازي بهم وصل شده اند.(شكل2-5) اين كنترلر اگر بطور صحيح طراحي شود مزاياي هردونوع كنترل انتگرالي و تناسبي را خواهد داشت .پايداري ، سرعت و نداشتن خطاي حالت ماندگار از ويژگيهاي اين كنترلر است.

شكل 2-5 : كنترلر PI

كنترلر تناسبي – مشتق گير(PD):

كنترلر PDاز تركيب موازي دونوع كنترلر مشتق گير و انتگرالي ايجاد مي شود.

كنترلرمشتق گيرداراي اين مشخصه است كه خود را سريعا با تغييرات ورودي هماهنگ مي كنند

لذا در مواردي كه پاسخ سريع خروجي مد نظر است مي توان از اين نوع كنترلر ها استفاده كردامااز انجايي كه عمل مشتق گيري باعث تقويت نويزهاي موجود در محيط پروسهمي شوندو به علاوه مشتق گيرها تنها نسبت به تغييرات ورودي حساسيت نشان مي دهند

بنابراين مشتق گيرها به تنهايي مورد استفاده قرار نمي گيرند بلكه هرگاه نياز به خاصيت مشتق گيري در يك پروسه باشد ، كنترلرآان را به صورت مشتق گير-تناسبي يا مشتق گير-انتگرالي يا مشتق گير-تناسبي – انتگرالي مي سازند.

كنترلرPID:

اين نوع كنترلر از تركيب موازي سه كنترلر تناسبي ،انتگرالي و مشتق گير ايجاد مي شود و متداولترين نوع كنترلر در صنايع مي باشد.

شكل3-5 : كنترلرPID

انواع ديگري از كنترلرها كه از نظر منبع تغذيه مورد استفاده ،ساختمان داخلي و انواع كاربردها با كنترلر هاي ذكرشده در بالا اندكي متفاوت هستند.

 

  • كنترلرهاي نيوماتيكي (Pneumatic):

اين نوع كنترلر از باد و هواي فشرده بعنوان منبع تغذيه استفاده مي كند.بدليل ساختمان ساده،راحتي تعمير و نگهداري ، ايمني در برابر انفجار و اتش سوزي و ارزاني انها كاربردهاي فراواني در صنعت داشته اند و امروزه بدليل جايگزين شدن سيستمهاي پيچيده الكترونيكي و نرم افزارهاي كنترلي قابل تغيير و پياده سازي بر روي سيستمهاي الكترونيكي ،كمتراز كنترلر هاينيو ماتيكي استفاده مي شود.

  • كنترلر هاي هيدروليكي (Hydraulic):

اين نوع كنترل كننده ها از نيروي روغن هيدروليك تحت فشار به عنوان منبع تغذيه استفاده مي كنند، مزاياي زيادي كه اينگونه سيستمها دارند، باعث شده تا جاي خوبي براي خودشان در صنعت باز كنندو در جاهايي كه حركات تحت فشار و وزن بالا انجام مي پذيرد سيستمهاي هيدروليك بهترين و دقيق ترين عملكرد را از خود نشان مي دهند كنترلر هاي هيدروليك علاوه برقابليت انجام حركت سنگين بطور پيوسته داراي دقت و سرعت عمل بسيار خوبي نيز مي باشند.امروزه باوجود جايگزيني مدلهاي الكترونيكي پيچيده تر و كارامدتر هنوز هم نمي توان كارايي هاي بالا و منحصر بفرد سيستمهاي هيدروليكي را ناديده گرفت.

  • كنترلرهاي الكترونيكي (Electronic):

كنترلرهاي الكترونيكي ، كنترلرهايي هستند كه از نيروي الكتريسيته جهت كنترل، هدايت و فرمان دادن استفاده مي كنند .

سير تكاملي كنترل كننده ها

در سال 1940 براي نماسازي دستگاههاي كنترلي از سيگنال فشار 3psi تا 15psi استفاده مي شده است .

در سال 1960سيگنالهاي استاندارد انالوگ 4mA-20mA براي كنترل ابزار دقيق مورد استفاده قرار گرفته است در همان زمان برخي از استانداردهاي ديگر نيز بوجود آمد.

توسعه پردازنده ديجيتال در دهه 70ميلادي ، استفاده از كامپيوترهاي رابراي نماسازي و كنترل يك سيستم ابزار دقيق از يك نقطه مركزي توسعه داد.

در دهه 90 براي بهينه سازي اجراي سيستم هاي كنترل و فشردگي بيشتر سيستها فيلدباس ايجاد گرديد كه به تدريج استاندارد شد.انچه تصويرزيربيان مي كند اين است كه سير پيشرفت علم كنترل از اتوماسيون مكانيكي اغاز گرديده و سپس با اتوماسيون پنوماتيك ادامه يافته و پس ازآن بسمت الكتريكي شدن پيش رفته است .

پس از ايجاد كنترل كننده هاي قابل برنامه ريزي ، انفور ماتيك و الكترونيك رشد كرده و به شيوه الكترونيكي در حجم گسترده تري بوجود آمده است.


مبلغ واقعی 6,000 تومان    50% تخفیف    مبلغ قابل پرداخت 3,000 تومان

توجه: پس از خرید فایل، لینک دانلود بصورت خودکار در اختیار شما قرار می گیرد و همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال می شود. درصورت وجود مشکل می توانید از بخش تماس با ما ی همین فروشگاه اطلاع رسانی نمایید.

Captcha
پشتیبانی خرید

برای مشاهده ضمانت خرید روی آن کلیک نمایید

  انتشار : ۱۸ خرداد ۱۳۹۷               تعداد بازدید : 30

مطالب تصادفی

  • دانلود سوالات استخدامی آموزش و پرورش (به همراه پاسخ نامه کامل
  • مزایا و معایب استفاده از روش قالب لغزنده عمودی
  • مروری بر ریشه‌های مسئله‌ی فلسطین 30 ص
  • سمينار كارشناسي ارشد (عمران) 197 ص
  • تزینات سنگی 187 ص

خراسان جنوبی شهرستان قاینات

تمامی محصولات ما با قیمت بسیار مناسب در سایت قرار میگیرد.