مقاله کامل در مورد بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

آموزشکده فنی شماره 2 ساری
(شهيد هاشمی نژاد)
موضوع: بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی
درس: کارآفرینی و پروژه
رشته: الکترونیک
مقطع: کاردانی پیوسته
ترم: 4
استاد مربوطه: مهندس آهنگداز
تهيه و تدوین: مجتبی غفّاری
سال: دی 1386
بسم الله الرّحمن الرّحيم
« عنوان بندی »
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 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 سيستم های FCSدر مقايسه با DCS
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

فایل : 160 صفحه

فرمت : Word