صفحه اصلی پیگیری سفارش قوانین و مقررات پیگیری شکایات درباره ما تماس با ما
جستجو
تحقیق و مقالات رایگان مشاهده دسته بندی ها
  2. مهندسی صنایع - مهندسی معدن
  3. مقاله بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

مقاله بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

Word 3 MB 34616 221
مشخص نشده مشخص نشده الکترونیک - برق - مخابرات
قیمت قدیم:۳۰,۰۰۰ تومان
قیمت: ۲۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع

  • چکیده »

     

    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 .

    انواع استراتژی های کنترل:

     کنترل حلقه باز

     کنترل پیشرو

    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.

    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:

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

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

    3.کنترل با کامپیو تر شخصی

    4.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 1000تا 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.

     

     

    « 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

    کنترل و اتوماسیون

    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.بسیاری از کارخانه ها کارگران خود را برای کنترل تجهیزات می گمارند و کارهای اصلی را به عهده ماشین می گذارند. کارگران برای اینکه کنترل ماشینها را به نحو مناسب انجام دهند لازم است که شناخت کافی از فرایند کارخانه و ورودیهای لازم برای عملکرد صحیح ماشینها داشته باشند.یک سیستم کنترل باید قادر باشد فرایند را با دخالت اندک یا حتی بدون دخالت اپراتورها کنترل نماید.در یک سیستم اتوماتیک عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط کنترل کننده سیستم انجام می گیرد.

    مشخصات سیستم های کنترل

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

     بخش ورودی وضعیت فرایندو ورودیهای کنترلی اپراتور را تعیین کرده ومی خواند بخش پردازش با توجه به ورودیها، پاسخهاو خروجیهای لازم را می سازدو بخش خروجی فرمانهای تولید شده را به فرایند اعمال می کند.در کارخانه غیر اتوماتیک بخش پردازش رااپراتورها انجام می دهند. اپراتور با مشاهده وضعیت فرایند، به طور دستی فرامین لازم را به فرایند اعمال می کند.

    ورودیها

    در قسمت ورودیها،مبدلهای موجود در سیستم، کمیتهای فیزیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کند.در صنعت مبدلهای زیادی نظیر دما، فشار،مکان، سرعت، شتاب و غیره وجود دارند.خروجی یک مبدل ممکن است گسسته یا پیوسته باشد.

    خروجیها

    در یک کارخانه عملگرهایی وجود دارند که فرامین داده شده به آنها را به فرایند منتقل می کنند.پمپها، موتورهاو رله ها از جمله این عملگرها هستند.این وسایل فرامینی را که از بخش پردازش آمده است (این فرامین معمولا الکتریکی هستند) به کمیتهای فیزیکی دیگر تبدیل می کنند.مثلایک موتور،سیگنال الکتریکی را به حرکت دوار تبدیل می کند.ادوات خروجی نیز می توانند عملکرد گسسته ویا پیوسته داشته باشند.

     

    پردازش

    در یک فرایند غیر اتوماتیک اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خودوبا توجه به سیگنالهای ورودی،فرامین لازم را به فرایند اعمال می کنند.اما در یک سیستم اتوماتیک،قسمت پردازش کنترل که طراحان در آن قرار داده اند، فرامین کنترل را تولید می کنند.طرح کنترل به دو صورت ممکن است ایجاد شود.یکی کنترل سخت افزاری و دوم کنترل برنامه پذیر.

    در یک سیستم با کنترل سخت افزاری،بعد ازنصب سیستم، طرح کنترل ثابت و غیر قابل تغییر است. اما در سیستمهای کنترل برنامه پذیر.طرح کنترلی در یک حافظه قرار داده می شود و هر گاه لازم باشد،بدون تغییر سخت افزار و فقط برنامه درون حافظه، طرح کنترل را می توان تغییر داد.

    انواع فرایندهای صنعتی

    در صنایع امروز طیف متنوعی از فرایندهای تولید وجود دارند.از نظر نوع عملیاتی که در فرایند انجام می شود،فرایند ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

    • تولید پیوسته

    • تولید انبوه

    • تولید اجزای جدا

    سیستم کنترلی که برای یک فرایند بکار گرفته می شودباید با توجه به نوع آن باشد.

    فرایند تولید پیوسته

    در یک تولید پیوسته مواد در یک ردیف و بطور پیوسته وارد فرایند شده و در سمت دیگر،محصول تولیدی خارج می گردد. فرایند تولید، ممکن است در یک مدت طولانی به طور پیوسته در حال انجام باشد.تولید ورق فولاد نمونه ای از فرایند است. در خط تولید ورقه فولاد.بلوکهای گداخته فولاد ازبین چندین غلتک عبور می کند و تحت فشار قرار می گیرد. در اثر فشار ضخامت قطعه فولاد رفته رفته کم شده و در انتهای خط تولید ورقه فولاد تولید می گردد. بسته به طول فولاد چندین دقیقه طول می کشد تا تولید یک ورقه، کامل گردد.

    فرایند تولید انبوه

    در چنین فرایندی میزان مشخصی از مواد اولیه وارد خط شده و پس ازطی مراحل تولید مقدار مشخصی محصول به وجود می آید.

    فرایند تولید اقلام مجزا

    در این نوع فرایند،هر محصول در طول خط تولید از قسمتهای مختلفی می گذردو در هر بخش، عملیات مختلفی روی آن انجام می گیرد. در هر قسمت ممکن است اجزایی به محصول اضافه شود تا در انتهای خط تولید، محصول کامل ساخته شود.

    استراتژی کنترل

     کنترل حلقه باز

    ایده اصلی در این کنترل این است که سیستم تا حد ممکن دقیق طراحی شود. به طوری که خروجیهای دلخواه را تولید کند و هیچ اطلاعاتی را از خروجی فرایند بهکنترل کننده برگردانده نشود تا کنترل کننده تشخیص دهد آیا خروجی در حد مطلوب است یا خیر.بدین خاطر ممکن است خطای خروجی در بعضی مواقع خیلی زیاد باشد. در یک سیستم با کنترل حلقه باز تا وقتی که اختلال و جود نداشته باشد فرایند به خوبی عمل می کند، اما اگر اختلال نا خواسته ای باعث شود،خروجیها از حد مطلوب خارج شونددر این صورت ممکن است سیستم کلی از کنترل خارج شود.

     کنترل پیشرو

    درموقعی که اختلالات خارجی که بر عملکرد سیستم تاثیر می گذارد شناخته شده باشند می توان با مشاهده و اندازه گیری میزان اختلال تا حد امکان اثر اختلال را جبران نمود. این نوع کنترل را کنترل پیشرو می گویند. این نحوه کنترل هنگامی که میزان اختلال کم باشد و بتوان به طور دقیق آن را اندازه گرفت مناسب است. اما اگر اختلال خیلی زیاد باشد شیوه مناسبی نیست. همچنین در مواقعی که اندازه گیری خروجی به طور مستقیم امکان پذیر نباشد،این نوع کنترل مناسب نیست.

     کنترل حلقه بسته (Field back) :

    در این کنترل برای جبران اثر اختلال ، خروجی سیستم اندازه گیری می شودو در صورتی که خروجی از مقدار مطلوب فاصله داشته باشد،تدابیر کنترلی مناسب برای جبران آن اعمال می شود.به این صورت که خروجی سیستم اندازه گیری شده و تفاوت آن با مقدار مطلوب محاسبه می گردد. تفاوت بین این دو کمیت به کنترل کننده داده شده و کنترل کننده با توجه به میزان این خطا فرایندرا کنترل می نماید.

    سیگنال خطا = نقطه تنظیم - میزان اندازه گیری شده       E=SP-MV 

    باید توجه کرد که صفر نمودن خطا در عمل امکان پذیر نیست ودر هر سیستم کنترلی همیشه تفاوت ناچیزی بین خروجی مطلوب و خروجی واقعی وجود خواهد داشت، اما تا وقتی که این خطا تا حد قابل قبول باشد از آن چشم پوشی می گردد.

    انواع کنترلرها

    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. در واقع هرگاه پروسه های صنعتی به تنهایی و بدون استفاده از کنترل کننده در حلقه کنترل قرار گیرند معمولا پاسخهای مطلوبی را به لحاظ ویژگیهای گذرا یا ماندگار نخواهند داشت.بنابراین انتخاب و برنامه ریزی یک کنترلر مناسب از مهمترین مراحل یک پروسه صنعتی است.انتخاب کنترلر با توجه به درجه اهمیت پاسخ گذرا یا ماندگار و یا هردو و همچنین ملاحظات اقتصادی ویژه صورت می پذیرد.

    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.

     

    کنترلرها از نظر نوع عملکرد به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:

    کنترلرهای ناپیوسته (گسسته):

    • کنترلر های دو وضعیتی:این نوع کنترلر ها ساختمانی ساده و کم حجم دارند و به نسبت ارزنتر از دیگر کنترلرهای پیچیده هستند به همین خاطر کاربردهای فروانی در صنعت ودر مکانهایی که کنترل ترکیبی ،پیوسته و پیچیده مورد نظر نیست دارند.

    • کنترلر های سه وضعیتی

    • کنترلرهای چند وضعیتی

    شکل1-5 : انواع کنترلر ها

    کنترلرهای پیوسته:

    کنترلر تناسبی: (Proportional)

    دراین نوع کنترلربین خروجی و ورودی یک نسبت مستقیم وجود دارد با یک ضریب مشخص که آنرا گین یا بهره کنترل کننده می نامند.

    سیگنال خطا *Kp = خروجی

     

    البته کنترلر تناسبی به تنهایی کافی نیست. زیرا وقتی خروجی سیستم بسمت مقدار مطلوب پیش می رود، خطا کاهش یافته و در نتیجه خروجی کنترلی نیز کم می گردد.

    بنابراین همواره یک خطای ماندگار بین مقدار مطلوب و خروجی واقعی وجود دارد.

    این خطا را می توان با افزایش بهره کنترل کننده کاهش داد اما باعث ناپایداری سیستم و نوسان خروجی می شود. برای حل این مشکلات معمولا کنترلرتناسبی را همراه کنترلرهای مشتق و انتگرال بکار می برند.

    کنترلر انتگرالی(Integral):

    همانطور که از نامش پیداست بین ورودی و خروجی یک رابطه انتگرالی برقراراست

    این کنترلر برای جبران خطای ماندگار به کار می رود،زیرا تا وقتی که خطایی در خروجی وجود داشته باشد،جمله انتگرال تغییر پیدا می کند و در نتیجه خطای خروجی رفته رفته کاهش می یابد.

    کنترلر تناسبی – انتگرالی (PI) :

    کنترلر  PIترکیبی از کنترلر انتگرالی و تناسبی است که به صورت موازی بهم وصل شده اند.(شکل2-5) این کنترلر اگر بطور صحیح طراحی شود مزایای هردونوع کنترل انتگرالی و تناسبی را خواهد داشت .پایداری ، سرعت و نداشتن خطای حالت ماندگار از ویژگیهای این کنترلر است.

      کنترلر PI

    کنترلر تناسبی – مشتق گیر(PD):

    کنترلر  PDاز ترکیب موازی دونوع کنترلر مشتق گیر و انتگرالی ایجاد می شود.

    کنترلرمشتق گیردارای این مشخصه است که خود را سریعا با تغییرات ورودی هماهنگ می کنند

    لذا در مواردی که پاسخ سریع خروجی مد نظر است می توان از این نوع کنترلر ها استفاده کردامااز انجایی که عمل مشتق گیری باعث تقویت نویزهای موجود در محیط پروسهمی شوندو به علاوه مشتق گیرها تنها نسبت به تغییرات ورودی حساسیت نشان می دهند

     بنابراین مشتق گیرها به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرند بلکه هرگاه نیاز به خاصیت مشتق گیری در یک پروسه باشد ، کنترلرآان را به صورت مشتق گیر-تناسبی یا مشتق گیر-انتگرالی یا مشتق گیر-تناسبی – انتگرالی می سازند.

    کنترلرPID:

    این نوع کنترلر از ترکیب موازی سه کنترلر تناسبی ،انتگرالی و مشتق گیر ایجاد می شود و متداولترین نوع کنترلر در صنایع می باشد.

    شکل3-5 : کنترلرPID

    انواع دیگری از کنترلرها که از نظر منبع تغذیه مورد استفاده ،ساختمان داخلی و انواع کاربردها با کنترلر های ذکرشده در بالا اندکی متفاوت هستند.

     

    • کنترلرهای نیوماتیکی (Pneumatic):

    این نوع کنترلر از باد و هوای فشرده بعنوان منبع تغذیه استفاده می کند.بدلیل ساختمان ساده،راحتی تعمیر و نگهداری ، ایمنی در برابر انفجار و اتش سوزی و ارزانی انها کاربردهای فراوانی در صنعت داشته اند و امروزه بدلیل جایگزین شدن سیستمهای پیچیده الکترونیکی و نرم افزارهای کنترلی قابل تغییر و پیاده سازی بر روی سیستمهای الکترونیکی ،کمتراز کنترلر هاینیو ماتیکی استفاده می شود.

    • کنترلر های هیدرولیکی (Hydraulic):

  • فهرست:

    مقدمه

    فصل اول :
    « مقدمه ای بر سیستم های کنترل »     

    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 های DCS  

    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 سیستم های  FCSدر مقایسه با DCS

    دسته بندی  فیلد باس     

    توپولوژی های فیلد باس    

    مقایسهFCS  و DCS و مزایا و معایب آنها نسبت به یکدیگر    

    مطالب مقدماتی

     

     

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

    بسم الله الرحمن الرحیم   -------------------------------------------------------------------------------------------------------  3 

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

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

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

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

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

     

        

    فصل اول :
    « مقدمه ای بر سیستم های کنترل »      ----------------------------------------------------------  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 سیستم های کنترل کسترده DCS    -------------------------------------------------------------------------------------   68

    ساختار سیستم های DCS   ------------------------------------------------------------------------------------------------------    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 مزایای DCS    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------79

    Data Base Organization    --------------------------------------------------------------------------------------------------79

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

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

    ارتباط ماشین با انسان      --------------------------------------------------------------------------------------------------------------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

    نصب I/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 افزاری RIS      --------------------------------------------------------------------------------------------126

    قابلیت های RIS     -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------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 مدار SDM     ------------------------------------------------------------------------------------------------------------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 سیستم های  FCSدر مقایسه با DCS   -----------------------------------------------------------145

    مدل مرجع OSI      ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------147

    عنوان                                                                                   صفحه

     

    انواع لایه های فیلد باس    -----------------------------------------------------------------------------------------------------147

    لایه فیزیکی       ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------147

    لایه پشته ارتبطات        -----------------------------------------------------------------------------------------------------------148

    لایه کاربردی      --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------148

    دسته بندی  فیلد باس      --------------------------------------------------------------------------------------------------------148

    توپولوژی های فیلد باس     ----------------------------------------------------------------------------------------------------149

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

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

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

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

    مقایسهFCS  و DCS و مزایا و معایب آنها نسبت به یکدیگر     ----------------------------------------------153

    سایر مزایایFCS        -----------------------------------------------------------------------------------------------------------156

    خاصیتInteroperability   ادوات FCS       -------------------------------------------------------------------------157

    معایب فیلد باس       ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------159

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

     

     

    منبع:

     عمده مطالب از سایت های

     

     WWW.EWA.IR

     

     WWW.AUTOIR.COM

     

کلمات کلیدی: اتوماسیون - پردازش - سیستم های رله - سیستم های کنترل - سیستم های کنترل صنعتی - کنترل پیشرو - کنترل حلقه باز - کنترلر - کنترلر PI - کنترلر تناسبی
مقالات مرتبط با این مطلب:

مقدمه هدف از این پروژه طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میکروکنترلر 80C196 است پس جا دارد آشنایی کلی با PLC پیدا کنیم. PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و همانطور که از این عبارت استنباط می شود، کنترل کننده نرم افزاری است که ورودی های آن اطلاعات را به صورت دیجیتال یا آنالوگ دریافت می کند و پس از پردازش فرمانهای مورد نظر به محرکها ارسال می شود. البته در نظر ...

مقدمه: آشنايي با ميکرو کنترلرهاي :AVR ميکرو کنترلر : به آي سي هايي که قابل برنامه ريزي مي باشد و عملکرد آنها از قبل تعيين شده ميکروکنترلرگويند ميکرو کنترل ها داراي ورودي - خروجي و قدرت پردازش مي باشد. بخشهاي مختلف ميکروکنترلر :

در اين پروژه سعي بر اين است که علاوه بر آشنايي با ميکروکنترلر AVRو محيط نرم افزاري (labview) سخت افزار،به گونه اي طراحي شود که با دريافت سيگنال آنالوگ ورودي (صوت) از ميکروفن ، از طريق واحدADC ميکرو اين سيگنال به ديجيتال تبديل شود و با توجه به برنامه

اتوماسیون صنعتی با توجه به پیشرفت بسیار سریع تکنولوژی و وجود رقابت‌های شدید در بین صنعتگران دو مقوله دقت و زمان در انجام کارهای تولیدی و خدماتی بسیار مهم و سرنوشت ساز شده است. دیگر سیستم‌های قدیمی جوابگوی نیازهای صنعت توسعه یافته امروز نبوده و بکار بردن سیستمهایی که با دخالت مستقیم نیروی انسانی عمل می کنند، امری نامعقول می‌نمود. چرا که در این موارد دقت و سرعت عمل سیستم بسیار ...

مقدمه: گرچه کامپیوترهای تنها چند دهه‎ای است که با ما همراهند با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما به تأثیر تلفن، اتومبیل و تلویزیون رقابت می‎کند. همگی ما حضور آنها را احساس می‎‏کنیم چه برنامه‎نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حسابهای ماهیانه که توسط سیستمهای کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می‎شود. تصور ما از کامپیوتر معمولاً «داده‎پردازی» است که محاسبات ...

سيستمهاي کنترلي و سخت افزاري مرسوم در اين فصل ما تجهيزات کنترلي، کارآيي کنترلر، تنظيم کنترلر و مفهوم طراحي سيستمهاي کنترلي عمومي را مطالعه مي کنيم. سؤالهاي بوجود آمده شامل : چگونه مي توانيم نوع شير کنترلي مورد استفاده را انتخاب کنيم؟ چه نوع سنس

مقدمه : میکروکنترلر چیست ؟ میکروکنترلر در واقع یک کامپیوتر تک تراشه ای ارزاتقیمت می­باشد. کامپیوتر تک تراشه ای بدین معنی است که کل سیستم کامپیوتر در داخل تراشه مدارمجتمع جای داده شده است.میکروکنترلری که برروی تراشه سیلیکونی ساخته میشود دارای خصوصیاتی مشابه خصوصیات کامپیوترهای شخصی استاندارد است. نخستین ویژگی میکرولنترلر دارای یک CPU (واحد پردازشگر مرکزی) حافظه RAM3 و حافظه ROM4 ...

اتوماسيون صنعتي با توجه به پيشرفت بسيار سريع تکنولوژي و وجود رقابت‌هاي شديد در بين صنعتگران دو مقوله دقت و زمان در انجام کارهاي توليدي و خدماتي بسيار مهم و سرنوشت ساز شده است. ديگر سيستم‌هاي قديمي جوابگوي نيازهاي صنعت توسعه يافته امروز نبوده و بکار

کنترل کننده های دور موتورهای الکتریکی هر چند که ادوات پیچیده ای هستند ولی چون در ساختمان آنها از مدارات الکترونیک قدرت استاتیک استفاده می شود و فاقد قطعات متحرک می باشند، از عمر مفید بالائی برخوردار هستند . مزیت دیگر کنترل کننده های دور موتور توانائی آنها در عودت دادن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت های الکتریکی به شبکه می باشد . در چنین شرائطی با استفاده از کنترل ...

کنترل کننده های دور موتور های الکتریکی هر چند که ادوات پیچیده ای هستند ولی چون در ساختمان آنها از مدارات الکترونیک قدرت استاتیک استفاده می شود و فاقد قطعات متحرک می باشند، از عمر مفید بالائی برخوردار هستند . مزیت دیگر کنترل کننده های دور موتور توانائی آنها در عودت دادن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت های الکتریکی به شبکه می باشد . در چنین شرائطی با استفاده از کنترل ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول