تحقیق بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

« چکیده »
در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد كه این بهبود هم در كمیت ومیزان تولید موثر است و هم در كیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است كه بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودكار واگذار گردد. در یك سیستم اتوماتیك عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط كنترل كننده سیستم انجام می گیرد. هر سیستم كنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی .
انواع استراتژی های كنترل:
كنترل حلقه باز
كنترل پیشرو
كنترل حلقه بسته
كنترلر مغز متفكر یك پردازش صنعتی است و تمامی فرامینی راكه یك متخصص در نظر دارد اعمال كند تا پروسه، جریان استاندارد خود را در پیش گیرد و نهایتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طریق كنترلر به سیستم فهمانده می شود.
یك كنترلر چگونه عمل می كند؟
در ابتدا سیگنال خروجی از سنسور وارد كنترلر می شود و با مقدار مبنا مقایسه می گردد و نتیجه مقایسه كه همان سیگنال خطا می باشد، معمولا در داخل كنترلر هم تقویت شده و هم بسته به نوع كنترلر و پارامترهای مورد نظر، عملیاتی خاص روی ان انجام می گیرد سپس حاصل این عملیات به عنوان سیگنال خروجی كنترل كننده به بلوك بعدی وارد می شود. مقایسه سیگنالها و تقویت اولیه در همه كنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام می گیرد ،در واقع این عملیات بعدی است كه نوع كنترلر را مشخص می كند.
PLCاز عبارت Programmable Logic Controller به معنای كنترل كننده قابل برنامه ریزی گرفته شده است.PLC كنترل كننده ای است نرم افزاری كه در قسمت ورودی، اطلاعات را بصورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه ای كه در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمانهایی به گیرنده ها و اجرا كننده های فرمان ، ارسال می كند.
بطور كلی می توان زبانها برنامه نویس PLCرا به پنج دسته تقسیم كرد:
• 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 كلی چهار سیستم كنترلی وجود دارد:
1.سیستمهای رله ای از قدیمی ترین سیستم كنترلی هستند. در این سیستمها كلیه عملیات كنترلی با استفاده از رله ها انجام می پذیرد.
2.سیستمهای كنترلی مبنی بر مدارهای منطقی. در این سیستم ها از دروازه های منطقی و تراشه های كوچك برای پیاده سازی عملیات منطقی استفاده می شود.
3.كنترل با كامپیو تر شخصی
4.كنترل مبنی بر PLC.
سیستم SCADAعلاوه بر كاربرد 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 امكانات آزمایشی مانند فوزیون هسته ایی نیز كاربرد دارد.
اندازه اینچنین تاسیساتی از 1000تا چندین ده هزار كانال I/O می باشد. و با كمك شبكه 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 كرده اند.


فهرست:
مقدمه
فصل اول :
« مقدمه ای بر سیستم های 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 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