nx دارای 116 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
بررسی سیستم های كنترل گسترده DCS
فصل اولمعرفی سیستم PROCONTROL
معرفی سیستم PROCONTROL P سیستم PROCONTROL P ساخت شركت ABB یكی از سیستم ها كنترل گسترده است كه برای كنترل نیروگاه ها استفاده می شود. در این سیستم با استفاده از حافظه در ریزپردازنده سعی شده است كه تا حد ممكن از نرم افزار به جای سخت افزار استفاده گردد. همچنین به جای استفاده از روش سیم كشی معمول از سیستم باس استفاده شده است. باس حاوی تمامی سیگنال ها و اطلاعات كامل سیستم است. این سیستم به گونه ای طراحی شده است كه تمام وظایف كنترل فرآیند و نمایش آن را انجام دهد. این وظایف عبارتند از:
تبدیلات سیگنالها انتقال اطلاعاتنظارتكنترل دیجیتالكنترل آنالوگحفاظت مدیریت فرآیندبهره برداری و مراقبت فرآیند PROCONTROL P دارای یك شاهراه ارتباطی است كه انتقال اطلاعات با این وسایل و اجزای كنترلی را برقرار می سازد.
انتقال اطلاعات به صورت سریال و پیوسته برای كنترل سیستم از طریق یك شاهراه ارتباطی صورت می گیرد. این شاهراه غالباً دارای یك ساختار دو كاناله و به خاطر افزونگی است. ایستگاهها به شاهراه ارتباطی متصل می شوند. از این ایتسگاه ها به منظور انجام اعمال تبدیل سیگنال ها و كنترل دیجیتال و آنالوگ استفاده می شود.
شكل 1- عملكرد اپراتور- نظارت- ثبتكنترل و نظارت اپراتور بر فرآیند به وسیله دستگاه ارتباط با اپراتور POS انجام می‌پذیرد. Pos برای این نمایش فرایند از تصویرهای رنگی و برای دریافت پیام از صفحه كلیدها و یا Mouse استفادهمی كند. به وسیله سیستم عیب یاب CDS علاوه بر عیب یابی خودكار سیستم و تجهیزات، قابلیت مشاهده و دسترسی به تمامی اطلاعات سیستم فراهم گشته است.
رابطهای استاندارد امكان ارتباط ببین Procontrol P و كامپیوتر و یا سایر سیستم های كنترل را برقرار می سازند. Procontrol P وظایف كنترل و حفاظت قسمت های مهم و حساس مثل كنترل و حفاظت توربین و یا حفاظت دیگ بخار را نیز به عهده می گیرد. سیستم ها و اجزاء منحصر به فرد و غیر متمركز با تركیب شدن با یكدیگر گروه های پردازشی جامع و كاملی را در سطوح مختلف سیستم كنترلی، به صورت سلسله مراتبی به وجود می آورند.
شكل 2- ساختار عملیاتی سیستم كنترلیك مدول الكترونیك عمل كنترل یك یا چندمحرك وابسته به هم را انجام می دهد. این كار در سطح كنترل محرك صورت می گیرد. در سطح بالون كنترل محرك، چندین مدول كنترل محرك كه مربوط به یك قسمت از فرآیند هستند، با استفاده از یك مدول در سطح كنترل گروهی، هدایت و هماهنگ می شوند.
در سیستم های پیشرفته كنترل خودكار، كنترل تمام سیستم توسط یك واحد كنترل، از سطح واحد صورت می گیرد. به خاطر ساختار غیر متمركز 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 كردن 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 كه تاثیر مستقیم بر روی تولید دارند.– دسترسی متوسط به قسمت هایی كه یك اشكال یا خطای كوتاه مدت در آنها باعث تاثیر بر روی تولید نشود.
– امكان دسترسی به قسمت هایی كه تاثیرات اندكی روی تولید دارند.نیازهای دسترسی در هر یك از موارد بالا به وسیله یك طراحی مناسب با ایجاد سیستم پشتیبانی صورت می گیرد.خصوصیات این سیتسم در ضمیمه الف ارائه شده است.1 سیستم عیب یاب
سیتسم كنترل Procontrol P به طور خودكار اشكالات سیستم را نشان می دهد. مبدلها، اندازه گیرها، مدولها سیستم انتقال و كنترل كننده ها به طور كامل بررسی و كنترل می شوند. تمام مدولها دارای قابلیت خود عیب یابی هستند.تجهیزات عیب یابی كاملا از وسایل و تجهیزات عملیاتی مستقل هستند. علائم هشدار دهنده، علاوه بر اینكه بر روی مدولهای مختلف مشخص هستند، همراه با جزئیات در قسمت اطاق كنترل نیز نمایش داده می شوند. عملكرد خودكار تشخیص عیب برای تجهیزات كنترلی، عیب یابی سریع كاهش زمان تعمیرات و در نتیجه، بالارفتن قابلیت اعتماد را در خواهد داشت.
2دستگاه POSاین قسمت با بهره گیری از واحد نمایش رنگی ویدیوئی VDU و صفحه كلید ها، Mouse امكان نمایش و زمان در تنظیم و هدایت فرآیند را مهیا می سازد. سیستم ارتباط با اپراتور طراحی شده برای اتاق كنترل، pos 20 و یا pos 25 است، كه هر كدام دارای خصوصیاتی می باشند. Pos 20 نسخه قدیمی تر این سیستم است كه بر مبنای كامپیوترهای VAX كار می كند و از نظر عملیاتی از pos 25 (كه جدیدتر است) ضعیفتر می باشد. Pos 25 براساس كامپیوتر های شخصی كار می كند. این كامپیوتر ها باید دارای قابلیت هایی همچون حافظه زیاد و پردازشگر قوی باشند. در هر حال، هر دو سیستم با توجه به تفاوت هایی كه دارند قابلیت ارتباط وسیعی را مابین اپراتور و فرایند فراهم می كنند.مشتركات 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 متمركز است كه در شكل 3 نشان داده شده است.
شكل 3- ساختار غیر متمركز Posدستگاه 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 كافی و لازم با درج جزئیات در هر زمان می باشد.– هماهنگی بهتر با ساختار غیر متمركز برای هدایت فرایند، نسبت به كنترل فرایند از اتاق فرمان های معمولی با حجم اطلاعات زیاد احتیاج به فضای كمتری دارد.
– قابلیت تطبیق ساده و انعطاف پذیر نسبت به وظایف متغیر– قابل برنامه ریزی – نمایش با كیفیت عالی– نگاهداری ساده– قابل توسعه (سادگی) مشخصه ویژه دستگاه POS امكان نمایش گرافیكی و چند جانبه در سطوح مختلف است. این نمایش ها عبارتند از:1- نمایش كل فرایند: نمایش بخش های مختلف فرایند و اعلام اشكالات آنها2- نمایش ناحیه: نمایش جامع گروه های عملیاتی بخشی از فرایند (ناحیه) و اعلام
اشكالات انها3- نمایش گروه: نمایش جامع عملیات حلقه های كنترل یك گروه مشخص یا مقادیر اندازه گیری شده4- نمایش حلقه: مسیر كامل عملیات یك حلقه كنترل و مقادیر اندازه گیری شده را نمایش می دهد.5- تصور Mimic: نمایش عمومی و شبیه سازی شده فرایند و نمایش اطلاعات جاری فرایند6- نمایش منحنی: نمایش كمیت ها نسبت به زمان «امكان ثبت و نمایش 6 محنی
روی صفحه تصویر با دقت و درجه بالای گرافیكی وجود دارد.»7- تصویر مشخصه : نمایش منحنی مشخصه د رمحورهای X – Y كه نشان دهنده نقاط كار جاری اجزا مهم فرایند8- نمایش نمودار : نمایش گروهی از كمیت ها، (مثل درجه حرارت) كه دارای یك واحد یكسان می باشند.
9- نمایش اخطار یا هشدار: تمام اشكالات و هشدارهای سیستم نمایش داده می شود و در صورت بروز اشكال با فشردن یك كلید بدون توجه به هر سطح می توان به نمایش هشدار رجوع كرد.یكی از قابلیت های پیشرفته این سیتسم استفاده از چند VDU برای نمایش اطلاعات فرایند و صفحه كلیدهایشان برای انتخاب نوع تصویر می باشد. این وسایل می توانند باكامپیوترهای موجود در شبكه ارتباط داشته باشند. كامپیوترها به یك باس مركزی متصل هستند و از طریق اطلاعات كل فرایند رامنتقل می كند. یك قابلیت مهم دیگر این سیستم طراحی اتاق كنترل بدون در نظر گرفتن اندازه كل فرایند است. این مسئله در جایی اهمیت خود را نشان می دهدكه فرایند به تدریج و به مرور زمان تكمیل گردد. چرا كه مقدار اطلاعات كه نمایش داده می شود، فقط به تعداد كامپیوترهای غیر متمركز كه مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی دارد. بنابراین احتیاج به تغییر سیستم نداریم. برای هر كدام از كامپیوترهای موجود می توان یك كامپیوتر 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 و وسایل جانبی (چاپگر، صفحه كلید، كامپیوتر و ….)• شبكه استفاده شده در این سیستم Ethernet می باشد. این شبكه معمولا دارای افزونگی است.
به وسیله شبكه LAN چندین واحد پردازشگر با صفحه كلیدها، چاپگرها، و … می توانند با هم در ارتباط باشند. ارتباط با شاهراه ارتباطی دوگانه به وسیله مدولهای رابط كه هوشمند هستند انجام می گیرد. بدین وسیله انتقال اطلاعات در مسیر سیستم كنترل به pos و بالعكس، از مسیر pos به سیستم كنترل جریان می یابد. واحد پردازنده مركزی یك كامپیوتر پر قدرت 32 پیتی با حافظه زیاد است.تجهیزات كنترل و ابزار دقیق ایستگاه ها از مجموعه مدولهایی كه وظیفه ارتباط سیگنالها، كنترل دیجیتال و آنالوگ و همچنین نظارت بر ارتباطات بین مدولها و تشخیص عیب را بر عهده دارند، تشكیل شده اند.
شكل 4- ساختار یك ایستگاه با مدلهای مختلفشاهراه ارتباطی به طریق دو خط مجزا و ایزوله وارد ایستگاه می شود. یك مدول تزویج رابطه مخابراتی بین شاهراه ارتباطی و باس ایستگاه را فراهم می سازد. خطوط ارتباطی برای قابلیت اطمینان بیشتر دارای ساختار دوتایی (دوكاناله) هستند. جریان اطلاعات در داخل ایستگاه به وسیله كنترل كننده باس ایستگاه كه كاملا خودكار و مجزا از شاهراه كار می كند، تنظیم و كنترل می شود. بنابراین عملكرد مستقل یك ایستگاه نیز امكان پذیر است. ایستگاه ها دارای خواص زیر هستند:• ساختار مدولور
• در جاهایی كه سیستم كنترل باید از لحاظ حجم كار محدود باشد، توابع كنترلی در یك ایستگاه قرار می گیرند.• امكان ارتباط هر نقطه اطلاعاتی را هر نقطه دیگر در سیستم از طریق شاهراه ارتباطی وجود دارد.• برحسب كاربرد (اندازه گیری آنالوگ یا دیجیتال) می توان مدول ها را در ایستگاه های مختلف توزیع نمود.رابطهای سیگنال های ورودی به سیستم كه كار 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 كه سیگنال روی باس را به سیگنال ولتاژ یا شدت جریان تبدیل می كند.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 ترموكوپل ها مورد استفاده قرار می گیرند.مدولهای ورودی آنالوگ دارای قابلیت های زیر هستند:1- منبع تغذیه برای ترانسمتیوها2- ایزوله بودن ونداشتن تداخل با سیستم3- آزمایش سیگنال برای بررسی خارج از محدوده بودن 4- دامنه عملكرد از %50 تا %150 دامنه اندازه گیری
5- خطی كردن منحنی مشخصه RTD و ترموكوپلها6- نظارت و اعلام حدود مقدار فرایند تا 4 حد، روی یك مقدار اندازه گیری (خیلی كم، كم، زیاد، خیلی زیاد) 7- تصحیح اندازه گیری وبی سیالوت و سطح (مانند جذرگیری…)8- فیلتر كردن مقدرا اندازه گیری با خاصیت حذف اغتشاش ولتاژ برای فركانس 50Hz و هارمونیكهای آن.9- به عنوان یك انتخاب، مدول های ورودی می توانند با فیلتر غیر خطی تطبیقی مجهز شوند كه برای سیگنال های فرایند با اغتشاشات زیاد، بهبودی عالی در كیفیت تنظیم كننده ها بوجود آورد.10- فیلتر كردن به وسیله فیلتر درجه 1 (تمامی این فیلترها به صورت نرم افزارای روی مدولها نصب می شوند)
شكل 5- ساختار عملیاتیب: مدول ورودی دیجیتالمدول 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 كنتاكتها – فیلتر كردن ارتعاشات قطع و وصل شدن كنتا
كت– نظارت بر قطع سیم ارتباط با كنتاكت– نظارت بر قطع شدن تغذیه– نظارت بر اتصال كوتاه به بدنه– صفر شدن خروجی وقتی ورودی دیجیتال اشكال داشته باشد.– نظارت بر علامت انتقال وقتی كه ورودی دیجیتال اشكال داشته باشد.
شكل 6- ساختار و عملكرد مدول ورودی باتریج- مدول خروجی سیگنال آنالوگاین مدول سیگنال موجود بر روی باس ایستگاه را به سیگنال لازم برای عملكرد روی رله ها و لامپها تولید می كند و خروجی آن 48- یا 24+ است.د- مدول خروجی دیجیتالاین مد.ل سیگنال موجود بر روی باس ایستگاه را به سیگنال لازم برای عملكرد روی رله ها و لامپها تولید می كند. و خروجی آن –48 یا +24 ولت است.هـ- مدول كنترل آنالوگ و دیجیتالكنترل دیجیتال و آنالوگ می تواند در هر كدام از سطوح سیستم (كنترل گروهی- كنترل محرك و سطح كنترل واحد) استفاده شود. به خاطر استفاده از طراحی براساس ریزپردازنده تعداد مدول های مورد استفاده به طور قابل توجهی كاهش یافته و تن
ها یك مدول پایه نیاز است. هر مدول به یك ریزپردازنده و سه حافظه مجهز است.
شكل 7- ساختار كلی مدول كنترل گروهی1- حافظه برای مقادیر ورودی و خروجی2- حافظه برای بلوك های عملیاتی3- حافظه برای برنامه كاربربرنامه كاربر با استفاده از بلوك های عملیاتی (FB ) از مقادیر ورودی استفاده كرده و مقادیر خروجی را تهیه می كند. مقادیر ورودی/ خروجی از طریق حافظه ورودی و خروجی با سیستم انتقال اطلاعات در ارتباط است. بر روی هر سلول كنترل قابل برنامه‌ریزی یك برنامه تشخیص عیب اتوماتیكی فعال وجود دارد. كه به عنوان یك برنامه پشتیبان، صحت كار ریزپردازنده و محتویات حافظه را نظارت می نماید. حافظه ها معمولا EEPROM هستند كه در صورت قطع برق نیز محتوایشان ثابت می ماند.
شكل 8- بلوك های عملیاتی كنترل آنالوگ و باینریدر كنار این توابع اصلی مقداری توابع پیچیده تر وجود دارد. این توابع برای كاربردهای نیروگاهی تهیه شده اند كه به عنوان مثال می توان به توابع كنترل محرك و محاسبات آنتالپی اشاره نمود.مدول كنترل محرك: این مدول در اولین سطح سیتسم كنترل برای هدایت واحد نیروگاه استفاده می شود. این كنترل كننده به وسیله اتصال كابلهای مختلف به Switch gears وصل گردیده و از طرف دیگر به باس متصل است.
این سیستم نرم افزاری را ارائه كرده است كه به كمك سخت افزار، سیستم كار راه‌اندازی و خواباندن توربین ژنراتور را به صورت مطمئن و همچنین بهره برداری بهینه از توربین و ژنراتور در زیر بار را انجام می دهد.3-رابطهای استانداردرابطهای قابل برنامه ریزی و هوشمند هستند كه امكان اتصال، كامپیوتر یا اجزاء خارجی دیگر را به شاهراه ارتباطی فراهم می آورند. این مدولهای ارتباطی موارد زیر را برآورده می سازند.– دسترسی به اطلاعات فرایند– دسترسی به اطلاعات بدون تداخل و اغتشاش
– قابلیت راه اندازی اتوماتیك مدول های ارتباطی بعد از قطع برق و وصل دوباره آنرابطها با استانداردهای زیر تهیه و طراحی شده اند:– رابط سریال RS232 , RS422 بر طبق استاندارد IEC با پروتكل ارتباطی مطابق استاندارد DIN 19244 – رابط Ethernet 802.3 بر طبق استاندارد IEC با پروتكل ارتباطی Decnet Application .
شكل 9- رابط استاندارد 4-سیستم انتقال اطلاعاتسیتسم انتقال اطلاعات شامل دو مسیر اطلاعات مختلف است:1-شاهراه ارتباطی: شاهراه ارتباطی دارای یك ساختار دو كاناله است و به گونه ای طراحی شده است كه بتواند هر نوع اغتشاشات را حذف كند. برای بال بردن درجه اطیمینان دو كانال A و B قابل تعویض با یكدیگر می باشند و حالت پشتیبانی همدیگر را دارند. برای هر كانال شاهراه ارتباطی یك ایستگاه اصلی وجود دارد و به هر ایتسگاه اصلی تا 8 عدد شاهراه ارتباطی متصل می شود. درحقیقت این 8 كانال با همدیگر یك كانال را تشكیل می دهند. این كانال ها با الگوی ستاره قرار می گیرند. (شكل 10) هر اطلاعات به طور خودكار روی تمام كانال ها پخش می شود. از دید
مخابره اطلاعات، سیستم به صورت یك خط واحد می تواند در نظر گرفته شود. هر خط شاهراه ارتباطی از یك جفت كابل از نوع Twin axial شیلد دار تشكیل شده است. این كابلها مصونیت میسر را در مقابل تداخل جزئیات القایی بسیار بالا می برند. و هر خط شاهراه ارتباطی این كابل تا 15 كیلومتر می تواند طول داشته باشد. برای ساختهای بیشتر می توان از كابل نوری استفاده كرد.2- بایس ایستگاه: ارتباط داخل ایستگاه برای مدول های ورودی، خروجی و مدولهای پردازشگر به وسیله باس ایستگاه تامین می شود. كمدهای هر ایتسگاه دارای چهار طبقه هستند كه در طبقه باس ایستگاه از یك صفحه مدار چایی تشكیل شده است و مدول ها كه در طبقه قرار می گ
رند به آن متصل می شوند. برای اتصال باس بین طبقه های مختلف از كابلهای نوع مسطح استفاده می شود. وقتی باس ایستگاه به شاهراه ارتباطی متصل شود و اطلاعات شاهراه ارتباطی به صورت تلگرام فوراً روی باس ایستگاه بدون احتیاج به هرگونه حافظه واسطه قرار می گیرند.
شكل 10: ساختار سیستم انتقال اطلاعاتالف: ساختار تلگرام تمام سیگنال های دیجیتال در آنالوگی كه توسط باس انتقال داده می شوند، به صورت تلگرام و به فرم دیجیتال هستند. هر تلگرام شامل بیتهای همگام سازی كد عملیاتی، آدرس و داده می باشد. بیتهای همگام سازی، 4 بیت برای شروع تلگرام و 4 بیت برای اتمام تلگرام هستند. از 8 بیت برای كد عملیات كه نشانگر جهت انتقال، نوع داده‌ها، نوع خبر و نوع آدرس می باشد، استفاده می شود. از 24 بیت برای آدرس دهی استفاده می شود، كه از 2 بیت آن برای شماره سیستم، 8 بیت آن برای شماره ایستگاه، 8 بیت آن برای شماره مدول هر ایستگاه و 8 بیت آن برای شماره واحد
ورودی و خروجی یا محاسباتی بر روی مدول استفاده می شود. بدین ترتیب می توان حدود 15000 مدول یا 101 * 13 مقدار آنالوگ 18 * 21 مقدار دیجیتال را توسط یك آدرس شخصی تعیین نمود. 16 بیت از هر تلگرام برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. هر تلگرام می تواند محتوی یك سیگنال آنالوگ (12 بیت + بیت علامت) یا شامل تا حداكثر 16 سیگنال دیجیتال باشد. % 25اطلاعات یعنی 18 بیت از هر تلگرام به تنهایی مربوط به مصونیت و ایمنی آن می باشد.
شكل 11- ساختار تلگرامگیرنده ها می دانند كه اطلاعات مربوط به كدام فرستنده‌ای را باید دریافت كنند.Procontrol برای مخابره اطلاعات از دو روش ترتیبی و برحسب واقعه استفاده می كند. در روش ترتیبی كلیه ایستگاه ها در یك صف به نوبت اطلاعات خود را مخابره می كنند.در روش واقعه در صورت وقوع واقعه سیستم از حالت ترتیبی خارج شده و اطلاعات واقعه انتقال می یابد. واقعه برای یك ورودی آنالوگ تغییر بیش از 039% یا گذشت بیش از 200 میلی ثانیه از آخرین مخابره اطلاعات و برای ورودی دیجیتال تغییر وضعیت، تعریف می شود.5 سیستم ایمنی و حفاظتی قابل برنامه ریزیاین سیستم برای حفاظت تجهیزات عمده نیروگاه بخاری نظیر بویلر استفاده می شود. و كمر حفاظت قسمت های مختلف نظیر سیستم كنترل مشعل، نظارت بر احتراق، سیستم تخلیه دود كوره دیگ بخار و نظارت بر سوخت و هوا را انجام می دهد. از دیگر كاربردهای این سیستم می توان به سیستم ایمنی I8C در نیروگاه های اتمی اشاره كرد. ساختار این سیستم سه كاناله است كه هر سه كانال به صورت مجزا و كاملا مستقل عمل می كند، سپس با استفاده از عملگر 2 از3
فرمان خروجی انتخاب می گردد. در این سیستم برای اندازه گیری نیز از سه كانال استفاده می كنند. و هر سه كانال ورودی به هر سه قسمت سیستم حفاظتی وارد شده و خروجی آماده می گردد.این سیستم برای ایمنی بیشتر آزمایشهایی را بر روی ورودی ها و خروجی انجام می‌دهد. همچنین خود سیستم حفاظتی نیز دائماً آزمایش می شود.6 سیستم مهندسی، طراحی و سرویس EDS با به كارگیری كامپیوترهای قدرتمند افق جدیدی برای ابزار مهندسی، طراحی و سرویس به وجود آمد، كه امكانات وسیع دستگاه EDS را به وجود می آورد. EDS امكان دسترسی و برنامه سازی تمام تركیبات سیستم كنترل از طریق شبكه ارتباطی را به صورت حین كار و در داخل مدولها بر روی EEPROM را دارا است.دستگاه EDS دارای سه نوع مختلف می باشد:1- دستگاه EDS10 به عنوان ابزار طراحی، برنامه ریزی و سرویس برای تجهیزات داخلی خود سیستم كنترل استفاده می شود.2- دستگاه EDS20 توسعه یافته EDS10 است و علاوه بر وظایف EDS10 ابزار جانبی ابزار دقیق (حس كننده ها، محرك ها و كابل كشی ها) را نیز شامل می شود.3- دستگاه EDS30 وظیفه برنامه ریزی، طراحی و سرویس بدون استفاده از كاغذ را بر عهده دارد. برای بایگانی و اداره مدارك ونقشه ها به صورت اتوماتیك از حافظه های الكترومغناطیسی استفاده می شود.ساختار سخت افزار EDS مشكل از یك كامپیوتر است كه امكان تبدیل به شبكه و كارموازی چند نفره را می دهد. این كار امتیاز مهمی برای سیستم در هنگام راه اندازی ابتدائی نیروگاه در محوطه نیروگاه محسوب می شود.از برتری های دستگاه EDS می توان به موارد زیر اشاره كرد:– مدارك و نقشه های موجود با سیستم كنترل مطابقت صد در صد دارند– كل طراحی بدون صرف كاغذ انجام گیرد، لذا كل نقشه های سیستم كنترل با استفاده از كامپیوتر تولید می گردد.– ساده كردن بایگانی و یافتن نقشه و صرف دقت كمتر برای سرویس– در صورت نیاز به چاپ، نقشه های چاپ شده دارای فرم یكنواخت بوده و از كیفیت لازم و مشابه برخوردار هستند.– برتری دیگر بایگانی به وسیله ذخیره الكترونیكی درمقابل بایگانی معمولی به وسیله كاغذ این
است كه طبیعت اثری مانند كهنه یا كثیف شدن روی آن نمی گذارد.– تغییرات و سرویس را می توان بدون دیسك و با كیفیت بهتر و سریع تر انجام داد.
فصل دوم …«معیارهای ارزیابی و اولویت بندی»
فصل دوممعیارهای ارزیابی و اولویت بندی سیستم های كنترل، حفاظت و سبك اطلاعات DCS در نیروگاه های بخاری دارای دو بخش عمده سخت افزار و نرم افزار می باشند. با درنظر داشتن معیارهای تعیین كننده، سیستم DES برای نیروگاه های مذكور به قسمت های مختلف و مرتبط با یكدیگر تقسیم می گردد. برای ارزیابی دقیق تر قسمت های مشابه، محصولات چند شركت به صورت ذیل مورد بررسی قرار گرفت:اتاق كنترل مركزی (CCR) شامل:سخت افزارCOMPUTERS– CPU– RAM SISE– HARD DISK– SPEEDOPERATOR STATION– NUMBER– Computer Typef– CUP– RAM- SISE– HARD DISKPRINTER– NUMBER– EVENT L& ALARM– SPEED– HARD COPYKEBOARD & VDU– RESOLUTION– SIZE– NUMBERMIMIC PANEL
DATA LOGGERSOFT WARE ADMINISTRATION STATION– CPU– RAM SISE– HARD DISK– PRINTER– VDUپانل كنترل واحد (UCB) شامل:Panel specification – Eguipment & indtrumentation– Division of UCB (Turbine, Generator…)Modeof operation – PLC spee– Manual control– Alarm system
– Contruction requirments– Syncronizing– Spare Part– Local cooperationسیستم انتقال اطلاعات و مدارهای واسط (باس و شبكه …)– BUS redundaney– Fiber optic– IEEE standards– BUS coupler– Kequirements for SCADA– Means of interface to SCADAسیتسم های جنبی و پشتیبان PCS– Erg. Workstation– CPU– Speed– RAM– Hard Disk– VDUSaft ware1- مشخصه های سازندگاناز جمله معیارهای در نظر گرفته شده برای مشخصه سازندگان موارد زیر را می توان ذكر نمود:1- مراجع كاری در رابطه با نیروگاه ها و سیستم های DCS، از نظر تعداد ظرفیت پروژه 2- داشتن گواهینامه ها و استاندارد های بین المللی (از جمله سری ISO 9000) در تضمین كیفیت 3- استفاده از استانداردهای معتبر صنعتی درارائه پیشنهاد فنی4- استفاده از پیمانكاران داخلی و نحوه انتقال تكنولوژی به داخل كشور دخالت دادن مهندسی داخل در طراحی و نصب و راه اندازی5- نحوه ارائه مدارك فنی
6- همگونی و یكسان بردن قطعات فنی به كار رفته2-مشخصه های ساختار سیستم های بررسی شدهمعیارهای فنی مد نظر در ساختار سیتسم های مورد بررسی به شرح زیر بوده است:1- قابلیت آزمایش سیستم در مراحل راه اندازی و در حین كار وجود نقاط آزمایش و از جنبه های سخت افزاری و نرم افزاری.2- سهولت در تشخیص و تصحیح عیب در سیستم
3- سهولت بهره برداری از سیستم و آموزش سریع4- ضریب بالای دسترس پذیری ساختار سیستم (Avalability) 5- ضریب اطمینان بالای سیستم (Reliability)3-اختصاص امتیاز برای معیارهای ذكر شدهدر ادامه كلیه معیارهای ذكر شده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و اهمیت نسبی معیارها در ارزیابی در جدول زیر جمع بندی گردیده است. درصد امتیاز حاصل برای هر شركت به صورت زیر خواهد بود:Total Special feat Struct feat Compa feat Other system Data tron sintle fea UCBFacture CCRFactures مشخصه100% 5 10 10 20 15 20 20 درصد ارزیابی
لازم به ذكر است كه برای هر مشخصه در جدول فوق جداولی تنظیم شده است كه نتایج آن به جدول بالا انتقال می یابد. برای مثال مشخصه UCB كه 20 درصد از امتیاز كل را به خود تشخیص می دهد، به زیر مشخصه های جزئی تری تقسیم می شود كه از مجموع امتیازهای به دست آمده، در صدی از 20 درصد UCB حاصل می شود.4-جمع بندی سیستم های بررسی شده از نظر فنیدر ادامه جدول زیر امتیاز و ردیف سیستم های بررسی شده را نشان می دهد.ردیف سیستم امتیاز سیستم1 Procontrol P (ABB) 78.62 TELEPERM ME (Siemens) 69.53 INFI 90 (Bailey) 63.5
6- مزایای ABB:– سابقه زیاد شركت در نیروگاه های و سیستم های DCS (البته سابقه شركت فوق در كلیه جزایر نیروگاهی مطرح است)– داشتن استاندارد های تفصیل كیفیت سری ISO 9000– ارائه سیستم آموزشی مناسب– ارائه مدارك قابل قبول برای بررسی– برخورداری از استانداردهای معتبر صنعتی
با توجه به خصوصیات Procontrol P در می یابیم كه این سیتسم یكی از بهترین سیستم های كنترلی است كه می توان برای كنترل نیروگاه ها استفاده نمود. این سیستم دارای قابلیت ارتباط با اپراتور به نحوه ساده و با كیفیت بالا است. همچنین با استفاده از كنترل دیجیتال و نرم افزار، قابلیت كنترل و تغییر الگوریتم آن بسیار خوب می باشد. به دلیل استفاده از روش باس به جای سیم كشی معمولی هزینه نصب آن بسیار كاهش یافته است. و با استفاده از سیستم عیب یاب اتوماتیك و قرار دادن افزونگی سیستم دارای قابلیت اعتماد بسیار بالایی است. همچنین این سیستم قابلیت اجرای الگوریتم های سطح بالای كنترلی را دارا است.در مجموع با توجه به معیارهای مطرح شده در فصل دوم و همچنین مراجع كاری شركت ABB در ایران و سایر كشورها، محصول این شركت به عنوان یكی از محصولات برتر در زمینه سیستم های كنترلی نیروگاه های انتخاب گردیده و عملكرد و قابلیت های سیستم به تضمین مورد بررسی وتحلیل قرار گرفت كه این موضوع راهگشای شناخت DCS و قابلیتهای ارزنده آن خواهد بود.
فصل سوم …«سیستم های كنترل گسترده DCS»
سیستم های كنترل گسترده (DCS)1-3: مقدمه، تعریف و تاریخچه:كنترل سلسله مراتبی عبارت است از: استفاده از چندین سطح
كامپیوتری در یك ساختار توسعه یافته Master- slare برای انجام همه یا بخش عمده كنترل در یك plant صنعتی.لایه‌های مختلف در ساختار سلسله مراتبی:1- تمامی ارتباطات مستقیم با پروسس در سطح قرار دارند و چنانچه بیش از یك سطح باشند با IB , IA و … نشان داده می شوند.2- كنترل سرپرست (supervisory control) عموماً در لایه 2 قرار دارد.3- كنترل محدوده (Area control) و یا هماهنگی داخل محدوده‌ای (Inter- Area coordination) سطح سوم نام دارد.4- برنامه ریزی (scheduling) و مدیریت اطلاعات (Management Information) و … در سطح چهارم قرار دارند. معمولا این سطح دارای دو قسمت 4A كه ارتباط با plant را پوشش می دهد مانند: برنامه ریزی و 4B را كه با مدیریت های سطوح بالاتر و ارتباط است، مانند مدیریت اطلاعات می باشد.سیستم های كنترل كامپیوتری اولیه:قبل از ورود، كامپیوتر به كنترل صنعتی عمل كنترل توسط تعداد زیادی از حلقه های كنترلی آنالوگ به صورت نیوماتیكی و یا الكترونیكی صورت می گرفت. مانند شكل 3-1 در این شكل IB , IA هر دو در ارتباط با پروسسند. ولی متغیرهای سطح IA قابل رویت توسط اپراتور نیستند.
شكل 3-1 یك سیستم كنترل آنالوگ اولیهبا پیشرفت كامپیوتر در كاربردهای اولیه از آن برای جمع آوری اطلاعات و نمایش (Data lagger , Monitor) استفاده شد. (شكل 3-2). ولی هنوز از كامپیوتر به عنوان كنترل كننده استفاده نشده بود.
شكل 3-2: استفاده از كامپیوتر به عنوان جمع آورنده نمایشگر اطلاعات
در اوایل سال 1960 از كامپیوتر در یك ساختار سرپرست مطابق شكل 3-3 استفاده شده، كه فهرست نقاط كار حلقه های كنترل را تغییر می داد. ولی كنترل لایه پایین توسط حلقه های آنالوگ صورت گرفت.
شكل 35: یكنوع سیستم كنترل با ساختار سرپرست
اگر بخش كنترلهای آنالوگ را با كنترلهای دیجیتال جایگزین كنیم به «ساختار ك
نترلمستقیم دیجیتالی» (Direct Digital control – DDC) می رسیم. (مطابق شكل 3-4)
شگل 3-5: ساختار كنترل مستقیم دیجیتالی (DDS)
چنانچه كنترل سرپرست توسط كامپیوتر صورت گیرد به ساختار شكل 3-5 می رسیم كه یك «ساختار كنترل متمركز» است.
شكل 5-3 ساختار كنترل متمركز
شكل 6-3 نمایی از سیستم كمنترل متمركزچنین روشی دارای معایب زیر است:1- به علت آنكه عملیات طراحی برای این واحد ها پس از خریداری و سفارش صورت می گرفت مدت زمان پیاده سازی و اجرای اینگونه سیستم ها طولانی بود.2- به علت اینكه كلیه سیگنالها باید در یك مركز جمع آوری شوند و سیگنال های كنترلی لازم از آنجا اعمال شود مشكلات نویز و اغتشاش در امر انتقال اطلاعات وجود داشت.3- به علت آنكه كلیه عملكردها و كنترل كننده در یك جا قرار دارد، در صورتی كه كامپیوتر خراب شود، كل سیستم از كار می افتد. برای برطرف شدن این اشكال معمولا با یك كامپیوتر دیگر به عنوان پشتیبان (Backup) استفاده می شود كه باعث افزایش قیمت سیستم می شود.4- برای برطرف شدن مشكلات مذكور در بند 3 سعی می شود تا بیشتر كارها در كامپیوتر انجام شود و در این صورت مشكل بند 1 بوجود می آمد.
شكل 7-3: ساختار كنترلر مترمزك با پشتیبان آنالوگبه دلیل مشكلات فوق زیادی به سمت كنترل، كامپیوتری نشان داده شده ومدیریت مراكز صنعتی به ضدیت با كنترل كامپیوتری پرداخته تا اینكه در سال 1970 …
2-3- كنترل گسترده Distribated controlدر حدود سال 1970 به دو دلیل تحولی در امور كنترل و رفع نواقص كنترل متمركز به وجود آمد یكی آنكه با توجه به پیشرفت مدارهای مجتمع، میكروپروسسور ها قیمت ارزان تولید شدند. و پیشرفت زیادی در امور تكنولوژی ارتباطات به وجود آمد. علاوه بر آن كمپانی Honeywell یك ساختار غیر متمركز را برای كنترل، كامپیوتری استفاده كرد. ایده این موضوع آن بود كه جعبه های كنترل كننده متفاوت به صورت كاملا پخش شده در سطح پروسس با استفاده از میكروپروسسور های داخلی
خود كنترل تعدادی از حلقه‌های كنترلی را به عهده می گرفتند. این واحدهای مستقل از طریق یك خط انتقال به اپراتور مركزی متصل می شوند. این مجموعه كه تحت عنوان TDS2000 توسط شركت Honywell تولید شد توانست به دو روش مشكل عدم قابلیت اعتماد سیستم های قبلی را برطرف كند (شكل 8-3):
شكل 8-3: نماییی از سیستم كنترل گستردهاولا: هر واحد كنترل تعدادی از حلقه های را به عهده می گرفت.ثانیاً: ایجاد پشتیبان (Backup) برای این واحدها با سادگی بیشتر و با قیمت كمتر صورت می گرفت. پتانسیل واقعی كامپیوتر در كنترل سیستم ها فقط وقتی به وجود آمد كه پردازش اطلاعات و امكانات نمایش برای سرپرست و همچنین عمل هماهنگی برای قسمت های مختلف سیستم به وجود آمد. از لحاظ تئوری كنترل عمل سرپرستی و هماهنگی سیستم های كنترلی با تئوری های سیستم های مقیاس وسیع و چند متغیر صورت می گیرد.یك DCS مبتنی بر شبكه كامپیوتری گسترده است كه مجموعه ای از یك ساختار گرافی مجزا می باشد كه هر قسمت آن دارای تجهیزات محاسبه گر مستقل با امكانات ورودی، خروجی و قابلیت اتصال توسط خطوط ارتباطی دیجیتالی می باشند.هرچند هر كدام از این سیستم های ساختمانی منحصر به فرد و جنبه های تخصصی معینی دارند اما ساختار اكثر این سیستم ها در متن یك سیستم كلی قابل توصیف است (شكل 3-9) وسایل موجود در این ساختار به سه گروه تقسیم می شوند: آنهایی كه مستقیماً در ارتباط با فرایندی كه باید كنترل یا مونیتور شوند قرار دارند، آنهایی كه كار كردهای محاسباتی سطح بالا و كاركردهای واسطه ای بین انسان و .ماشین دارند و آنهایی كه وسایل ارتباطی بین سایر اجزا را تشكیل می دهند.تعریف مختصر هر یك از این وسایل (devices) در زیر داده شده است:1- واحد كنترل محلی (lcu): كوچكترین مجموعه سخت افزار در سیستم كه میتواند كنترل حلقه بسته را انجام دهد.
2- واسطه سطوح پایین یا انسان (LLHI): وسیله ای كه به اپراتور یا مهندس ابزار دقیق اجازه می دهد با Lcu تبادل مستقیم داشته باشد و به عنوان مثال برای تغییر مواردی چون نقاط تنظیم، حالت های كنترل، آرایش كنترل، و یا پارامترهای تنظیم كننده). LLHI همچنین می تواند مستقیماً واسطه فرآیند و سیستم باشد. سخت افزار وابسته به اپراتور د راین سطح «واسطه سطوح پایین اپراتور» نامیده می شود.
سخت افزار وابسته به مهندس ابزار دقیق «واسطه سطح پایین مهندسی» نامیده می شود.3- واحد ورودی/ خروجی داده ها (PI/ OU): وسیله ای است كه رابطه با فرایند قرار می گیرد. تنها از این جهت كه داده ها را كسب یا خارج نماید، این واحد كاركرد كنترلی ندارد.4- واسطه سطح بالا یا انسان (MLHI): مجموعه ای از سخت افزار كه كاركرد آن شبیه LLHI است اما با قابلیت توسعه یافته و مساعدت بیشتر برای استفاده كننده HIHI به وسایل دیگر تنها از طریق «وسایل ارتباطی مشترك» ربط می‌یابد. سخت افزار مربوط به اپراتور و مهندس ابزار دقیق به ترتیب با واسطه سطح بالای اپراتوری و «واسطه سطح بالای مهندسی ابزار دقیق» نامیده می شوند.
5- وسیله محاسباتی سطح بالد (HLCD): مجموعه ای از سخت افزار براساس میكروپروسسور كه كاركردهای مدیریت واحد تولیدی را انجام می دهد. (این كاركرد به طور سنتی توسط یك كامپیوتر انجام می گرفت) HLCD با سایر وسایل تنها از طریق «وسایل ارتباطی مشترك» ربط می یابد.6- وسیله واسطه یا كامپیوتر (CID):‚ مجموعه ای از سخت افزار كه به كامپیوتر عمومی (General purpose) خارجی اجازه می دهد با سایر وسایل در سیستم گسترده با استفاده از «وسایل ارتباطی مشترك» ربط یابد.
7- وسایل ارتباط مشترك: یك یا چند سطح از سخت افزار و نرم افزار ارتباطی كه امكان اشتراك داده ها بین تمام وسایل در سیستم گسترده را فراهم می آورد. وسایل ارتباطی مشترك شامل كانالهای ارتباطی اختصاصی بین وسایل خاص و پایین عناصر سخت افزاری درون وسیله نمی شود.
ادامه خواندن مقاله در مورد بررسي سيستم هاي كنترل گسترده DCS
نوشته مقاله در مورد بررسي سيستم هاي كنترل گسترده DCS اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.