پروژه بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی – مقاله بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی 

در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد که این بهبود هم در کمیت ومیزان تولید موثر است و هم در کیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است که بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودکار واگذار گردد. در یک سیستم اتوماتیک عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط کنترل کننده سیستم انجام می گیرد.

هر سیستم کنترل دارای سه بخش است:  ورودی ، پردازش و خروجی .

پروژه بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی,مقاله بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی,کنترل صنعتی,سیستم های کنترل صنعتی,ساختار سیستم های کنترل صنعتی,پایان نامه کنترل صنعتی,مقالات برق,پروژه برق,پروژه های برق,دانلود پروژه های برق,پروژه سیستم های کنترل صنعتی

انواع استراتژی های کنترل: ۱-کنترل حلقه باز   ۲-کنترل پیشرو   ۳-کنترل حلقه بسته

کنترلر مغز متفکر یک پردازش صنعتی است و تمامی فرامینی راکه یک متخصص در نظر دارد اعمال کند تا پروسه، جریان استاندارد خود را در پیش گیرد و نهایتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طریق کنترلر به سیستم فهمانده می شود.

برای توضیحات بیشتر به ادامه مطلب بروید

 

پیشگفتار

 اصطلاح اتو ماسیون صنعتی به طور عام مربوط به علوم و تکنولوژی کنترل پروسه است و شامل کنترل فرایند های متفاوتی در صنعت است. این بحث امروزه در مجامع صنعتی بصورت خیلی عادی رایج است و در بسیاری از اماکن صنعتی به مرحله اجرا در آمده است.

توسعه در کنترل و صنعتی سازی امکان پیشرفت بیشتر و گسترده تر پروسه های پیچیده و دخالت دادن تکنولوژیهای جدید و استفاده از مزایای اقتصادی آنها را فراهم ساخته است .

و لازم است به این نکته مهم متذکر شویم که اقتصادی کردن سیستمها زیر ساخت پیشرفتهای آن بوده و هست وهمین پیشرفت ها منجر به این شد که اقبال عمومی نظر به سیستمهای تمام توماتیک داشته باشد.

یکی از قایلیتهای مهم خودکار سازی وجود تجهیزات قابل انعطاف یا به عبارتی انعطاف پذیری است که به اختصار می توان به شکل زیر تعریف کرد:

سازگاری آرام و پیوسته در تغییر یک کارخانه با رعایت استفاده بهینه از امکانات موجود و گام برداشتن به سوی پیشرفت با رعایت انطباق با سیستمهای قدیمی و بالا بردن قابلیتها و کیفیت تولید و بهینه سازی در مواد اولیه مصرفی و انرژی.

این خواسته سیستمها را به سوی طراحی و ساخت مجتمعهای تمام کامپیوتری CIM هدایت کرد.

این مقوله روی نمایش پروسه ها در زمان کنترل تولید و قابلیت تقسیم کار بین قسمتها و طراحی فراورده ها با مواد اولیه و انرژی مصرفی و زمان کم و کیفیت بالا تمرکز دارد.در بحث توسعه تکنولوژی و اتوماسیون مدرن عوامل متفاوتی دخالت داشته اند،

 

 

که از جمله آنها عبارتند از:

  • پیشرفت میکرو پروسسور ها، حافظه ها و توسعه تکنولوژی VLSI مربوط به سنسورها و تکنولوژی فیبر نوری
  • عملی شدن کنترلر های قابل برنامه ریزی(PLC)
  • استاندارد کردن سخت افزارهای ماژولار و نرم افزار های کنترل پروسه
  • پیشرفت در تکنولوژی کامپیوتر
  • ضرورت ایجاد قابلیتهای نمایش فرایندها به صورت on-line و به شکلی جذاب برای ارتباط کاربر به صورت استاندارد
  • استاندارد شدن ارتباط و خطوط مخابره داده در کامپیوترها
  • سازگار بودن با روشهای متفاوت سیستم . کنترل جدید مانند تخمین پارامتر ، کارهای وفقی بهینه و خود تنظیمی
  • توسعه روشهای هوشمند علمی و عملی

 

 

یک کنترلر چگونه عمل می کند؟

در ابتدا سیگنال خروجی از سنسور وارد کنترلر می شود و با مقدار مبنا مقایسه می گردد و نتیجه مقایسه که همان سیگنال خطا می باشد، معمولا در داخل کنترلر هم تقویت شده و هم بسته به نوع کنترلر و پارامترهای مورد نظر، عملیاتی خاص روی ان انجام می گیرد سپس حاصل این عملیات به عنوان سیگنال خروجی کنترل کننده به بلوک بعدی وارد می شود. مقایسه سیگنالها و تقویت اولیه در همه کنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام می گیرد ،در واقع این عملیات بعدی است که نوع کنترلر را مشخص می کند.

 PLCاز عبارت Programmable Logic Controller به معنای کنترل کننده قابل برنامه ریزی گرفته شده است.PLC کنترل کننده ای است نرم افزاری که در قسمت ورودی، اطلاعات را بصورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه ای که در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمانهایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان ، ارسال می کند.

بطور کلی می توان زبانها برنامه نویس  PLCرا به پنج دسته تقسیم کرد:

  • زبان SFC یا Sequential Function Chart Language
  • زبان FBD یا Function Block Diagram Language
  • زبان LD یا Ladder Diagram Language
  • زبان ST یا Structured Text Language
  • زبان IL یا Instruction List Language

به طور کلی چهار سیستم کنترلی وجود دارد:

۱٫سیستمهای رله ای از قدیمی ترین سیستم کنترلی هستند. در این سیستمها کلیه عملیات کنترلی با استفاده از رله ها انجام می پذیرد.

۲٫سیستمهای کنترلی مبنی بر مدارهای منطقی. در این سیستم ها از دروازه های منطقی و تراشه های کوچک برای پیاده سازی عملیات منطقی استفاده می شود.

۳٫کنترل با کامپیو تر شخصی

۴٫کنترل مبنی بر PLC.

سیستم SCADAعلاوه بر کاربرد در فرایندهای صنعتی مانند تولید و توزیع برق ( به شیوه های مرسوم یا هسته ای) ،ساخت فولاد، صنایع شیمیایی،صنایع آب ،گاز و نفت در بعضی از امکانات آزمایشی مانند فوزیون هسته ایی نیز کاربرد دارد.

اندازه اینچنین تاسیساتی از ۱۰۰۰تا چندین ده هزار کانال I/O می باشد. و با کمک شبکه ها و سیستمهای مخابراتی منطقه وسیعی را تحت بازرسی ونظارت قرار می دهد.

سیستمهای SCADA بر روی سیستم عاملهای DOS، VMSو  UNIXقابل اجرا هستند در سالهای اخیر همه سیستم های  SCADAبه سمت سیستم عامل NT و بعضی هم بسمت Linuxگرایش پیدا کرده اند.

 

 

برخی از معایب یا توجهات خاص در بکارگیری سیستمهای PLC

۱٫کاربردهایی با برنامه ثابت: شاید استفاده از PLC که قابلیت های برنامه ریزی زیادی دارد، در صورت نیاز نداشتن به آنهامقرون بصرفه نباشد مانند کنترل کننده های غلتکی/دنبالگر.برخی از سازندگان تجهیزات برای کاهش هزینه ها، هنوز از سیستمهای غلتکی مکانیکی استفاده می کنند.تغییر کارها غلتک ها بندرت تغییر می کند بنابراین قابلیت تغییر برنامه ریزی PLCها در اینجا چندان اهمیت ندارد.

۲٫ملاحظات محل کار: برخی پارامترهای محیط مانند: دمای بالا،ارتعاشات، تداخلات الکترو مغناطیسی ، عواملی هستند که کاربرد PLCها را محدود می کنند.

 

۳٫عملکرد ایمن در برابر اشتباه : در سیستمهای رله ای فشردن کلید توقف، برق مدار را قطع می کند و همینطور قطع منبع برق، باعث خاموش شدن سیستم می شود. بعلاوه سیستهای رله ای هنگام وصل مجدد برق بطور خودکار روشن نمی شوند. البته این موضوع از طریق برنامه نویسی در مورد PLC نیز قابل اعمال است.

اما در بعضی از برنامه های  PLCممکن است برای متوقف ساختن یک وسیله نیاز به اعمال ولتاژ ورودی باشد ، این گونه سیستمها درمقابل اشتباه ایمن نیستند البته این نقص با افزودن رله های حفاظتی به سیستم PLC رفع می شود.

۴٫عملکرد مدار ثابت: اگر سیستم مورد نظر هرگز نیاز به تغییر نداشته باشد ، یک سیستم کنترل ثابت (مانند غلتک مکانیکی) هزینه کمتری نسبت به  PLCخواهد داشت. PLC ها در جاییکه بطور دوره ایی در عملیات تغییر ایجاد می شود، از کارایی بیشتری بر خوردارند.

برخی ازشرکت های سازنده  PLC:

Siemens, AEG, Smar, ABB, Allen Bradly, Bosch, General Electric, Mitsubishi…

۳-۳ سخت افزار PLC

قسمتهای تشکیل دهنده یک سیستم  PLCبه صورت زیر تقسیم می شود:

  • واحد منبع تغذیه PS(Power Supply)
  • واحد پردازش مرکزی CPU
  • حافظه
  • ماژولهای ورودی
  • ماژولهای خروجی
  • ماژولهای تغییر شکل سیگنال
  • ماژول ارتباط پروسسوری (Communication Processor)(CP)
  • ماژول رابط (Interface Modul )(IM)
  • بدنه و قفسه ها (Racks and Chassis)

 

انتقال اطلاعات در صنعت

مقدمه

در سالهای اخیر مسئله بر قراری ارتباط در پروسه های صنعتی رشد چشمگیری داشته است. پیش از این ارتباط درصنعت و پروسه های کنترل صنعتی به فرستادن سیگنال از جانب یک مرکز کنترل به مرکز فرماندهی خلاصه می شد. اما امروزه تمام کنترل کننده های کوچک و بزرگ (PLCs) در هر نقطه ای از فیلد که باشند باید با یکدیگر و در نهایت بامرکزکنترل مربوط به خود ارتباط بر قرار کنند و همین امر باعث پیچیده شدن هرچه بیشتر سیستمهای ارتباطی خواهد شد.

PLCها امروزه طوری طراحی و سا خته می شوند که بجز وظیفه اصلی و مهم خود که همان اجرای فرامین کنترلی تعریف شده و کنترل اتو ماتیک یک پروسه صنعتی است، بتوانند موارد مهم دیگری از قبیل برقراری ارتباط با مرکز کنترل و دیگر کنترل کننده های داخل فیلد را نیز بر عهده بگیرند. بنابراین در ساختار داخلی آنها پیش بینی های لازم جهت استفاده از ابزار ها و لوازم خاص ارتباطی صورت گر فته است.

به عنوان مثال می توانیم یک سیستم PLC که در محل خط تولید قرار دارد و توسط ترمینال مخصوص شبکه محلیLAN(Local area network) به ماشینهای مرکز کنترل که در محل اتاق کنترل کار خانه قرار دارند، متصل کنیم و از همانجا ،  PLCرا کنترل کنیم.

مثلا می توانیم بهPLC فرمان دهیم تا رو تین کنترلی مربوط به تولید قطعه ای خاص را اجرا کرده، فرامین آنرا صادر کندو همچنین بر روند کل پروسه نظارت کامل داشته باشد. سپس نفر بعدی که در شیفت بعدی فعالیت می کند ، می تواند یک گزارش کامل از چگونگی کنترل پروسه توسط PLC مورد نظر را تهیه کرده و از روی آن تعداد قطعات سالم و خراب و حتی زمانهای از دست رفته و تلف شده در حین تولید را محاسبه کند. مرکز تعمیرات کارخانه نیز می تواند با استفاده ازروشهای ارتباطی و مخابراتی، از بروزاشکال در هریک از ماشینهای کارخانه اطلاع حاصل کرده و پرسنل تعمیرکاری را جهت رفع اشکال اعزام دارد،مرکز تعمیرات حتی می تواند با اطلاع داشتن از وضعیت کلیه ماشینهای خراب، اولویت تعمیر را به هر کدام از آنها واگذار کند.

 

 

 

 

 

  فهرست مطالب

 

 چکیده   

پیشگفتار

 

فصل اول 
مقدمه ای بر سیستم های کنترل

  •  کنترل و اتوماسیون
  • مشخصات سیستم های کنترل
  • ورودی ها
  • خروجی ها
  • پردازش
  • انواع فرایندهای صنعتی
  • فرایند تولید پیوسته
  • فرایند تولید انبوه
  • فرایند تولید اقلام مجاز
  • استراتژی کنترل
  • کنترل حلقه باز
  • کنترل پیشرو
  • کنترل حلقه بسته
  • انواع کنترلرها
  • کنترلرهای ناپیوسته
  • کنترلرهای پیوسته
  • کنترلر تناسبی
  • کنترلر انتگرالی
  • کنترلر تناسبی-انتگرالی
  • کنترلر تناسبی-مشتق گیر
  • کنترلر PID
  • کنترلر نیوماتیکی
  • کنترلر هیدرولیکی
  • کنترلر الکترونیکی
  • سیر تکاملی کنترل کننده ها

فصل دوم

انتقال اطلاعات در صنعت

  • معماری شبکه
  • لایه فیزیکی
  • لایه دیتا لینک
  • لایه شبکه
  • لایه انتقال
  • لایه session
  • لایه Application
  • استانداردهای معروف لایه فیزیکی شبکه های صنعتی
  • Rs232
  • RS449
  • RS530
  • RS423
  • RS422
  • RS485
  • گذرگاه H1
  • گذرگاه H2
  • HART
  • معرفی واسط های انتقال و عوامل موثر در انتقال
  • کابل کواکسیال
  • زوج سیم به هم تابیده
  • فیبر نوری
  • پروتکل ها و استانداردها
  • استانداردهای اترنت
  • پروتکل MAP
  •  پروتکل TOP
  • پروتکل TCP/IP
  • پروتکل SNA
  • پروتکل MM
  • استاندارد Bus   Field
  • استاندارد Profi Bus

 فصل سوم 

کنترل کننده های برنامه پذیر PLC

  • مقدمه
  • مقایسه سیستم های کنترلی مختلف
  • توجهات خاص در بکار گیری سیستم های PLC
  • سخت افزار PLC
  • ماژول منبع تغذیه
  • واحد پردازش مرکزی
  • حافظه
  • ماژول های ورودی
  • ماژول های خروجی
  • ماژول تغییر شکل سیگنال
  • ماژول ارتباط پروسسوری
  • ماژول رابط IM
  • انواع محیط های برنامه نویسی و امکانات نرم افزاری در PLC
  • زبان های برنامه نویسی PLC
  • زبان SFC
  • حالت های مختلف برای اتصال Step و Transition
  • ماکرو Step
  • زبان FBD
  • زبان LD
  • زبان ST
  • زبان IL
  • توابع کنترل پیوسته در PLCها
  • ماژول های PID
  • برنامه ریزی ماژول های PID
  • کاربرد ماژول های PID
  • ارتباط در PLCها
  • ارتباط سریال
  • فاصله انتقال
  • حلقه جریان ۲۰ mA
  • ۴۲۳/۴۲۲ RS
  • ارتباط PLCها ، ماژول ها و برنامه ریزی
  • ارتباط بین چندین PLC
  • شبکه های محلی
  • کنترل گسترده

 

فصل چهارم 

سیستم های کنترل گسترده DCS

  • مقدمه
  • ایجاد سیستم های کنترل کسترده DCS
  • ساختار سیستم های DCS
  • اعمال کمپیوتر مرکزی
  • سطوح کاری
  • سطح کنترل مستقیم پروسه
  • سطح کنترل مدیریتی
  • سطح کنترل ترتیبی تولید
  • سطح کنترل مدیریت پلانت
  • برخی از مزایای DCS
  • Data Base Organization
  • اصول کاری سیستم های DCS
  • المان های سیستم
  • ارتباط ماشین با انسان
  • سطح صفر(حوزه میدان)
  • A500 & Procontrol I
  • ایستگاه واسطه
  • ایستگاه کامپیوتر مرکزی
  • قسمت نمایشگر
  • ساختار و چگونگی نمایش دادن
  • نمایش میله ی استاندارد
  • صفحه کلید
  • کاربردها

فصل پنجم 

سیستم های اتوماسیون APACS

  • مقدمه
  • Controller Configuration Software
  • بسته های نرم افزاری APACS
  • Configuration Software
  • امکانات Mation 4
  • واسط اپراتوری (Operator Interface)
  • Internet Based viewer
  • Historian Open
  • Industry specific Options
  • Unix-Based operator Interface
  • سایر ویژگی های APACS
  • سخت افزار سیستم APACS
  • افزونگی (Redundancy)
  • معماری سخت افزاری APACS
  • سیستم محلی
  • Plantwide System
  • QUADLOG
  • بسته های سخت افزاری APACS
  • انواع پیکربندی MODULPAC 1000
  • MODULPAC 2000
  •  RACKs(قفسه ها) سیستم APACS
  • I/O RACK Remote
  • I/O Bus
  • Power Bus
  • نصب I/O RACK Remote
  • شناسایی سخت افزار
  • آماده سازی
  • ملاحظات محیطی
  • مونتاژ I/O RACK Remote
  • کابل I/OBUS   و اتصالات موازی/ جامپر
  •  MODULRAC
  • SIXRAC
  • UNIRAC
  • RIS
  • ویژگی های سخت افزاری RIS
  • قابلیت های RIS
  • ماژول های کنترل
  • پیکربندی (Configuration)
  • شرح مدار ماژول کنترل +ACM
  • WATCHDOG/RESET
  • Time Out & Bus Arbitration Bus
  • RAM and ROM
  • Serial ports
  • MODULBUS
  • I/O BUS
  • SCSI REDUNDANCY
  • ماژول های I/O
  • توصیف مدار SDM

 

فصل ششم 

 سیستم های SCADA

  • SCADA  چیست؟
  • معماری   SCADA
  • ارتباطات
  • واسط ها
  • REDUNDANCY
  • MMI
  • Handing Alarm
  • Logging / Archiving
  • ایجاد گزارش

 فصل هفتم 

سیستم های FIELD BUS و مقایسه آنها با سیستم های DCS

  • مقدمه
  • نحوه عملکرد سیستم های  FCSدر مقایسه با DCS
  • مدل مرجع OSI
  • انواع لایه های فیلد باس
  • لایه فیزیکی
  • لایه پشته ارتباطات
  • لایه کاربردی
  • دسته بندی  فیلد باس
  • توپولوژی های فیلد باس
  •   Chain daisy Topology
  •  Tree Topology
  • Spur Topology
  • Point to Point Topology
  •  مقایسهFCS  و DCS و مزایا و معایب آنها نسبت به یکدیگر
  •  سایر مزایایFCS
  •  خاصیتInteroperability   ادوات FCS
  •  معایب فیلد باس
  •  انواع بلوک های استاندارد

منابع

 

 

تصاویر فایل پروژه :

  

  

 

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۱۶۰ صفحه
  • حجم فایل : ۲٫۳ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش کنترل اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com