دانلود مقاله بررسی سیستم های کنترل گسترده DCS

Word 7 MB 11695 146
مشخص نشده مشخص نشده مهندسی صنایع - مهندسی معدن
قیمت: ۱۴,۶۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • معرفی سیستم PROCONTROL P

       سیستم PROCONTROL P ساخت شرکت[1] ABB یکی از سیستم ها کنترل گسترده است که برای کنترل نیروگاه ها استفاده می شود. در این سیستم با استفاده از حافظه در ریزپردازنده سعی شده است که تا حد ممکن از نرم افزار به جای سخت افزار استفاده گردد. همچنین به جای استفاده از روش سیم کشی معمول از سیستم باس[2] استفاده شده است. باس حاوی تمامی سیگنال ها و اطلاعات کامل سیستم است. این سیستم به گونه ای طراحی شده است که تمام وظایف کنترل ‏فرآیند و نمایش آن را انجام دهد. این وظایف عبارتند از:

    تبدیلات سیگنالها[3]

    انتقال اطلاعات

    نظارت

    کنترل دیجیتال

    کنترل آنالوگ

    حفاظت

    مدیریت فرآیند

    بهره برداری و مراقبت فرآیند

    PROCONTROL P دارای یک شاهراه ارتباطی[4] است که انتقال اطلاعات با این وسایل و اجزای کنترلی را برقرار می سازد.

     

    انتقال اطلاعات به صورت  سریال و پیوسته برای کنترل سیستم از طریق یک شاهراه ارتباطی صورت می گیرد. این شاهراه غالباً دارای یک ساختار دو کاناله و به خاطر افزونگی است. ایستگاهها[5] به شاهراه ارتباطی متصل می شوند. از این ایستگاه ها به منظور انجام اعمال تبدیل سیگنال ها و کنترل دیجیتال و آنالوگ استفاده می شود.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      عملکرد اپراتور- نظارت- ثبت

    کنترل و نظارت اپراتور بر فرآیند به وسیله دستگاه ارتباط با اپراتور[6] POS انجام می‌پذیرد. Pos برای این نمایش فرایند از تصویرهای رنگی و برای دریافت پیام از صفحه کلیدها و یا Mouse استفاده می کند. به وسیله سیستم عیب یاب[7] CDS علاوه بر عیب یابی خودکار سیستم و تجهیزات، قابلیت مشاهده و دسترسی به تمامی اطلاعات سیستم فراهم گشته است.

        رابطهای استاندارد امکان ارتباط ببین Procontrol P و کامپیوتر و یا سایر سیستم های کنترل را برقرار می سازند. Procontrol P وظایف کنترل و حفاظت قسمت های مهم و حساس مثل کنترل و حفاظت توربین و یا حفاظت دیگ بخار را نیز به عهده می گیرد.

        سیستم ها و اجزاء منحصر به فرد و غیر متمرکز با ترکیب شدن با یکدیگر گروه های پردازشی جامع و کاملی را در سطوح مختلف سیستم کنترلی، به صورت سلسله مراتبی به وجود می آورند.

      ساختار عملیاتی سیستم کنترل

     

    یک مدول الکترونیک عمل کنترل یک یا چندمحرک وابسته به هم را انجام می دهد. این کار در سطح کنترل محرک صورت می گیرد. در سطح بالون کنترل محرک، چندین مدول کنترل  محرک که مربوط به یک قسمت از فرآیند هستند، با استفاده از یک مدول در سطح کنترل گروهی، هدایت و هماهنگ می شوند.

        در سیستم های پیشرفته کنترل خودکار، کنترل تمام سیستم توسط یک واحد کنترل، از سطح واحد صورت می گیرد. به خاطر ساختار غیر متمرکز و قابلیت پیشتیبانی، سیستم POS می تواند تمام نیازها برای دسترسی به سیستم را پاسخ دهد. سطح مدیریت، وظیفه مدیریت و نظارت روی چندین واحد مختلف، برای انجام عملیاتی معین (از قبیل بهینه کردن قیمت و …) را بر عهده دارد.

    نیازها و ملزومات مختلف قابل دسترسی و یا پشتیبانی برای سیستم های نیروگاهی عبارتند از:

    دسترسی سریع برای سیستم هایی که تاثیر مستقیم بر روی تولید دارند.

    دسترسی متوسط به قسمت هایی که یک اشکال یا خطای کوتاه مدت در آنها باعث تاثیر بر روی تولید نشود.

    امکان دسترسی به قسمت هایی که تاثیرات اندکی روی تولید دارند.

    نیازهای دسترسی در هر یک از موارد بالا به وسیله یک طراحی مناسب با ایجاد سیستم پشتیبانی صورت می گیرد.

    خصوصیات این سیتسم در ضمیمه الف ارائه شده است.

     

    سیستم عیب یاب

    سیتسم کنترل Procontrol P به طور خودکار اشکالات سیستم را نشان می دهد. مبدلها، اندازه گیرها، مدولها سیستم انتقال و کنترل کننده ها به طور کامل بررسی و کنترل می شوند. تمام مدولها دارای قابلیت خود عیب یابی هستند.

    تجهیزات عیب یابی کاملا از وسایل و تجهیزات عملیاتی مستقل هستند. علائم هشدار دهنده، علاوه بر اینکه بر روی مدولهای مختلف مشخص هستند، همراه با جزئیات در قسمت اطاق کنترل نیز نمایش داده می شوند. عملکرد خودکار تشخیص عیب برای تجهیزات کنترلی، عیب یابی سریع  کاهش زمان تعمیرات و در نتیجه، بالارفتن قابلیت اعتماد را در خواهد داشت.

    2.دستگاه POS

    این قسمت با بهره گیری از واحد نمایش رنگی ویدیوئی VDU[8] و صفحه کلید ها، Mouse امکان نمایش و زمان در تنظیم و هدایت فرآیند را مهیا می سازد. سیستم ارتباط با اپراتور طراحی شده برای اتاق کنترل، pos 20 و یا pos 25 است، که هر کدام دارای خصوصیاتی می باشند. Pos 20 نسخه قدیمی تر این سیستم است که بر مبنای کامپیوتر های VAX کار می کند و از نظر عملیاتی از pos 25 (که جدیدتر است) ضعیفتر می باشد. Pos 25 براساس کامپیوتر های شخصی کار می کند. این کامپیوتر ها باید دارای قابلیت هایی همچون حافظه زیاد و پردازشگر قوی باشند. در هر حال، هر دو سیستم با توجه به تفاوت هایی که دارند قابلیت ارتباط وسیعی را مابین اپراتور و فرایند فراهم می کنند.

    مشترکات این دو سیستم در اینجا بحث می شود و خصوصیات آنها در ضمایم ب و ج در آخر گزارش ارائه شده است.

     

     
    با توجه به خصوصیات سیستم سلسله مراتبی،در اتاق فرمان نیز برای نمایش اطلاعات از این روش استفاده شده است. دستگاه pos دارای ساختار غیر متمرکز است که در شکل 3 نشان داده شده است.

     

     

    شکل 3- ساختار غیر متمرکز Pos

    دستگاه pos برتری های زیر را نسبت به اتاق فرمان های معمولی دارد.

    بنا به نیاز اپراتور، اطلاعات را روی صفحه تصویر، نمایش می دهد. نمایش اطلاعات در هر تصویر به اندازه کافی و لازم با درج جزئیات در هر زمان می باشد.

    هماهنگی بهتر با ساختار غیر متمرکز برای هدایت فرایند، نسبت به کنترل فرایند از اتاق فرمان های معمولی با حجم اطلاعات زیاد احتیاج به فضای کمتری دارد.

    قابلیت تطبیق ساده و انعطاف پذیر نسبت به وظایف متغیر

    قابل برنامه ریزی

    نمایش با کیفیت عالی

    نگاهداری ساده

    قابل توسعه (سادگی)

     مشخصه ویژه دستگاه POS امکان نمایش گرافیکی و چند جانبه در سطوح مختلف است. این نمایش ها عبارتند از:

    نمایش کل فرایند: نمایش بخش های مختلف فرایند و اعلام اشکالات آنها

    نمایش ناحیه: نمایش جامع گروه های عملیاتی بخشی از فرایند (ناحیه) و اعلام اشکالات انها

    نمایش گروه: نمایش جامع عملیات حلقه های کنترل یک گروه مشخص یا مقادیر اندازه گیری شده

    نمایش حلقه: مسیر کامل عملیات یک حلقه کنترل و مقادیر اندازه گیری شده را نمایش می دهد.

    تصور Mimic: نمایش عمومی و شبیه سازی شده فرایند و نمایش اطلاعات جاری فرایند

    نمایش منحنی: نمایش کمیت ها نسبت به زمان «امکان ثبت و نمایش 6 محنی روی صفحه تصویر با دقت و درجه بالای گرافیکی وجود دارد.»

    تصویر مشخصه[9]: نمایش منحنی مشخصه د رمحورهای X – Y که نشان دهنده نقاط کار جاری اجزا مهم فرایند

    نمایش نمودار[10]: نمایش گروهی از کمیت ها، (مثل درجه حرارت) که دارای یک واحد یکسان می باشند.

    نمایش اخطار یا هشدار: تمام اشکالات و هشدارهای سیستم نمایش داده می شود و در صورت بروز اشکال با فشردن یک کلید بدون توجه به هر سطح می توان به نمایش هشدار رجوع کرد.

    یکی از قابلیت های پیشرفته این سیتسم استفاده از چند VDU برای نمایش اطلاعات فرایند و صفحه کلیدهایشان برای انتخاب نوع تصویر می باشد. این وسایل می توانند باکامپیوترهای موجود در شبکه ارتباط داشته باشند. کامپیوترها به یک باس مرکزی متصل هستند و از طریق اطلاعات کل فرایند رامنتقل می کند. یک قابلیت مهم  دیگر این سیستم طراحی اتاق کنترل بدون در نظر گرفتن اندازه کل فرایند است. این مسئله در جایی اهمیت خود را نشان می دهدکه فرایند به تدریج و به مرور زمان تکمیل گردد. چرا که مقدار اطلاعات که نمایش داده می شود، فقط به تعداد کامپیوترهای غیر متمرکز که مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی دارد. بنابراین احتیاج به تغییر سیستم نداریم. برای هر کدام از کامپیوترهای موجود می توان یک کامپیوتر به عنوان افزونه در نظر گرفت تا قابلیت اطمینان افزایش یابد.

    اجزا سخت افزار سیستم POS عبارتند از:

    رابط برای اتصال به شاهراه ارتباطی دوگانه (دوبل)

    سرویس دهنده[11] و وسایل جانبی (چاپگر، صفحه کلید، کامپیوتر و ….)

    شبکه استفاده شده در این سیستم Ethernet می باشد. این شبکه معمولا دارای افزونگی است.

    به وسیله شبکه LAN چندین واحد پردازشگر با صفحه کلیدها، چاپگرها، و … می توانند با هم در ارتباط باشند. ارتباط با شاهراه ارتباطی دوگانه به وسیله مدولهای رابط که هوشمند هستند انجام می گیرد. بدین وسیله انتقال اطلاعات در مسیر سیستم کنترل به pos و بالعکس، از مسیر pos به سیستم کنترل جریان می یابد. واحد پردازنده مرکزی یک کامپیوتر پر قدرت 32 پیتی با حافظه زیاد است.

    تجهیزات کنترل و ابزار دقیق[12]

    ایستگاه ها از مجموعه مدولهایی که وظیفه ارتباط سیگنالها، کنترل دیجیتال و آنالوگ و همچنین نظارت بر ارتباطات بین مدولها و تشخیص عیب را بر عهده دارند، تشکیل شده اند.

     

     

     

    شکل 4- ساختار یک ایستگاه با مدلهای مختلف

    شاهراه ارتباطی به طریق دو خط مجزا و ایزوله وارد ایستگاه می شود. یک مدول تزویج[13] رابطه مخابراتی بین شاهراه ارتباطی و باس ایستگاه[14] را فراهم می سازد. خطوط ارتباطی برای قابلیت اطمینان بیشتر دارای ساختار دوتایی (دوکاناله) هستند. جریان اطلاعات در داخل ایستگاه به وسیله کنترل کننده باس ایستگاه که کاملا خودکار و مجزا از شاهراه کار می کند، تنظیم و کنترل می شود. بنابراین عملکرد مستقل یک ایستگاه نیز امکان پذیر است. ایستگاه ها دارای خواص زیر هستند:

    ساختار مدولور

    در جاهایی که سیستم کنترل باید از لحاظ حجم کار محدود باشد، توابع کنترلی در یک ایستگاه قرار می گیرند.

    امکان ارتباط هر نقطه اطلاعاتی را هر نقطه دیگر در سیستم از طریق شاهراه ارتباطی وجود دارد.

    برحسب کاربرد (اندازه گیری آنالوگ یا دیجیتال) می توان مدول ها را در ایستگاه های مختلف توزیع نمود.

    رابطهای سیگنال های ورودی به سیستم که کار اتصال فرآیند به باس سیستم و همچنین تبدیل سیگنال ها را به عهده دارند. همانند مدولهای ورودی سیگنال، مدولهائی برای خروج سیگنال‌ها نیز موجود می باشد که سیگنال روی باس را به سیگنال ولتاژ یا شدت جریان تبدیل می کند.

    الف- مدول ورودی آنالوگ

    این مدول ها برای سیگنال های آنالوگ با جریان صفر یا 4 تا mA20، ولتاژ 0 تا 10 ولت، ترمومترهای مقاومتی و ترموکوپل ها مورد استفاده قرار می گیرند.

    مدولهای ورودی آنالوگ دارای قابلیت های زیر هستند:

    منبع تغذیه برای ترانسمتیوها

    ایزوله بودن ونداشتن تداخل با سیستم

    آزمایش سیگنال برای بررسی خارج از محدوده بودن[15]

    دامنه عملکرد از %50 تا %150 دامنه اندازه گیری

    خطی کردن منحنی مشخصه RTD و ترموکوپلها

    نظارت و اعلام حدود مقدار فرایند تا 4 حد، روی یک مقدار اندازه گیری (خیلی کم، کم، زیاد، خیلی زیاد)[16]

    تصحیح اندازه گیری وبی سیالوت[17] و سطح[18] (مانند جذرگیری…)

    فیلتر کردن مقدرا اندازه گیری با خاصیت حذف اغتشاش ولتاژ برای فرکانس 50Hz و هارمونیکهای آن.

    به عنوان یک انتخاب، مدول های ورودی می توانند با فیلتر غیر خطی تطبیقی مجهز شوند که برای سیگنال های فرایند با اغتشاشات زیاد، بهبودی عالی در کیفیت تنظیم کننده ها بوجود آورد.

    فیلتر کردن به وسیله فیلتر درجه 1 (تمامی این فیلترها به صورت نرم افزارای روی مدولها نصب می شوند)

    شکل 5- ساختار عملیاتی مدول های ورودی آنالوگ

    ب: مدول ورودی دیجیتال

    مدول های ورودی دیجیتال برای سوئیچ های دیجیتال با اتصال دو سیمه و برای سیگنال 24 ولت مستقیم در دسترس هستند. این مدول ها دارای قابلیت ها و خواص زیر هستند:

    منبع تغذیه برای اتصال کنتاکتها[19]

    فیلتر کردن ارتعاشات قطع و وصل شدن کنتاکت

    نظارت بر قطع سیم ارتباط با کنتاکت

    نظارت بر قطع شدن تغذیه

    نظارت بر اتصال کوتاه به بدنه

    صفر شدن خروجی وقتی ورودی دیجیتال اشکال داشته باشد

  • فهرست:

    فصل اول:
    1- معرفی سیستم PROCONT ROL P 2
    1-1- سیستم عیب یابی 7
    2-1- دستگاه POS 7
    2- تجهیزات کنترل و ابزار دقیق 11
    الف- مدول ورودی آنالوگ 13
    ب- مدول ورودی دیجیتال 15
    ج- مدول ورودی سپکنال آنالوگ 17
    د- مدول خروجی دیجیتال 17
    ه – مدول کنترل آنالوگ و دیجیتال 17
    3- رابط های استاندارد 20
    4- سیستم انتقال اطلاعات 21
    1-4- شاهراه ارتباطی 21
    2-4- باس ایستگاه 22
    3-4- ساختار تلگرام 23
    5- سیستم ایمنی و حفاظتی قابلبرنامه ریزی 25
    6- سیستم مهندسی، طراحی و سرویس EDS 26
    فصل دوم:
    معیارهای ارزیابی و اولویت بندی 29
    اتاق کنترل مرکزی 29
    پانل کنترل واحد (UCB) 30
    سیستم انتقال اطلاعات و مدارهای واسط (باس و شبکه) 31
    سیستم های جنبی و پشتیبان DES 31
    مشخصه های سازندگان 31
    مشخصه های ساختار سیستم های بررسی شده 32
    اختصاص امتیاز برای معیارهای ذکر شده 32
    بررسی سیستم های بررسی شده از نظر فنی 33
    مزایای ABB 33
    فصل سوم
    سیستم های کنترل گسترده Des 37
    1-3- با مقدمه، تعریف و تاریخچه 37
    2-3- کنترل گسترده 46
    سیستم های کامپیوتر مرکزی دوگانه 50
    الزامات اساسی در سیستم کنترل گسترده 52
    طراحی ورودی و خروجی 55
    1- الزامات ورودی و خروجی 55
    2- روش های ورودی و خروجی 55
    واحد کنترل محلی 55
    زبان های برنامه نویسی کنترلی 59
    واسطه های اپراتور 62
    نظارت پروسه 64
    کشف موارد غیر عادی 65
    کنترل فرایند 66
    ثبت نتایج فرایند 68
    عملیات معمول در واحد LCU در ایستگاه های جدید 70
    اعلام کننده های هوشمند 71
    انتخاب مولفه های ایستگاه 72
    فصل چهارم:
    معرف نرم افزار شبیه سازی DCS 74
    برنامه نویسی به روش شیء گرا 74
    الف- اشیاء 76
    ب- کلاسها 78
    ج- وراثت 79
    دلایل استفاده از روش شیء گرا 80
    تسهیل و نگهداری 81
    بهره گیری از حالت های عمومی 81
    کم کردن پیچیدگی 82
    طراحی نرم افزار 83
    شرح نرم افزار 83
    چگونگی استفاده از برنامه 84
    محاسبات و کنترل فرایند سیستم 87
    صفحه های نمایشی اپراتور 93
    صفحات نمایشی برنامه 93
    گرایش های آماری 95
    شرح بعضی جزئیات 105
    تعریفل توابع عملیاتی مورد استفاده در برنامه 108
    توابع ایجاد کننده خروجی های Plant 112


    منبع:

     

     

    M. Jamshidi. “Large Scale System. Modeling. Control”. 1983 J.R Leight. “Aplied Digital Control, Theory, Design & Implementaion”, Second Edition- 1985, 1992.

    Morris Sloman and Jeff Krammer, “Distributed System. Control by Distributed Intelligence”. Scientution Press.Washington D.C., 19871

    Bela G.Liptak, “ Instrument Engineer’s Handbook”, Process Control, Honeywell, “TDC 2000. System Overview. System”. Van Nosand Peinhold Co., New York, 1986.

    William L. Schvebi. “ Data Communications”. McGraw Hill lnc, 1988.

    ]10[ شرکت نرم افزاری مینا، مدیریت شبکه های کامپیوتری، مرکز نشر سحر، اسفند 1370.

    Williams. T.J. “Two Decay of Change- A Review of 20 Year History of Computer Control”. Control Engineering. Vol. 24.

    No.9. 1977, pp. 71-76.

    Williams, T.J.. “Computer Control” , Control Tecnology- Past, Present and Probable Future”. Trans. Inst Meas and Control. Vol 5. No.l. 1983, pp. 7-19.

    Kompass. E.J. The Choices in Distributed Control”.

    Control Engincering. Vol. 26. No.6. Jume 1979. Pp. 57-61.

    Technol

معرفي سيستم PROCONTROL P سيستم PROCONTROL P ساخت شرکت ABB يکي از سيستم ها کنترل گسترده است که براي کنترل نيروگاه ها استفاده مي شود. در اين سيستم با استفاده از حافظه در ريزپردازنده سعي شده است که تا حد ممکن از نرم افزار به جاي سخت افزار استفاده گرد

کنترل غير شيميايي علفهاي هرز در سيستمهاي کشاورزي طبيعي خلاصه نگراني در مورد افزايشهاي بالقوه د رجمعيتهاي علفهاي هرز بدون استفاده از علکش ها به بالا گيري کشاورزي طبيعي محدود شده است. با اين وجود در سالهاي اخير همه خواستهاي عموم براي توليد طبيعي و

پروژه دوره کارشناسي رشته برق- قدرت مقدمه بشر همواره به فکر استفاده از ابزارها و روشهايي است که نقايص فيزيکي و ذهني خود را مرتفع ساخته و به يک تکامل نسبي در اين خصوص نايل گردد و حداکثر بهره جويي را در مقاطع زماني مشخ

گزینش کارمند به عنوان یک سیستم کنترل خلاصه: تئوری های بر گرفته از علم اقتصاد، کنترل مدیریت، و ادبیات رفتار سازمانی پیش بینی می کند که هنگامی که رده بندی انگیزه ها بوسیلۀ قرار داد بستن بر بازده، سخت تر است، رده بندی اولویت ها توسط گزینش کارمند می تواند یک پیشنهاد مفید فراهم می کند.این مطالعه این عقیده را به طور تجربی با استفاده از پرسنل و معطوف کردن اطلاعات از خدمات مالی بررسی ...

اول دوره دبيرستان چکيده: هدف اصلي پژوهش حاضر، بررسي تاثير آموزش مهارت هاي زندگي بر عزت نفس، سازگاري اجتماعي، پيشرفت تحصيلي، اضطراب حالت و اضطراب صفت دانش آموزان دختر سال اول دوره دبيرستان است. فرضيات پژوهش عبارتند از: گذراندن درس

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

1-1 مقدمه: کنترل خودکار پيشرفت علوم مهندسي نقشي حياتي داشته است. کنترل خودکار علاوه بر نقش بسيار مهمي که در سيستم هاي فضا پيما، هدايت موشک، روبات ها و سيستم هاي مشابه داشته است. بخش مهم ناگسستني از فرآيندهاي صنعتي امروزي است. کنترل خودکار در کن

حوادث ناشي از اينکه شبکه‌ها از دو نظر قابل بحث مي‌باشد 1 خسارت سنگين که به تأسيسات بر اثر حوادث وارد مي‌شود 2 خسارات نيروي انساني مثل فوت، نقص عضو، معلوليت و سوختگي فصل مشترک بين اين دو دسته خسارات خطاي اپراتور مي‌باشد.اگر بخواهيم انسانها را در برا

مقدمه در جهان صنعتی امروز، به تولید به عنوان یک سلاح رقابتی نگریسته می شود و سازمانهای تولیدی در محیطی قرار گرفته اند که از ویژگیهای آن می توان به افزایش فشارهای رقابتی، تنوع در محصولات، تغییر در انتظارات اجتماعی و افزایش سطح توقع مشتریان اشاره کرد. محصولات در حالی که باید بسیار کیفی باشند، تنها زمان کوتاهی در بازار می مانند و باید جای خود را به محصولاتی بدهند که با آخرین ذائقه، ...

در هر کامپيوتر، حداقل يک سيستم عامل وجود دارد. سيستم عامل مهمترين برنامه نصب‌شده در کامپيوتر است که وظايف اصلي ذيل را برعهده دارد : • مديريت و سازماندهي برنامه‌ها، پرونده‌ها و نرم‌افزارها • راه‌اندازي، مديريت و بکارگيري سخت‌افزار • برقراري ارتباط

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول