فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:54
مقدمه :
در صورت قطعی فاز در مدار تغذیه موتورهای سه فاز یا در اتصالات سیم پیچی استاتور موجب نامتعادلی جریان خط و ایجاد مولفه منفی جیان در سیم پیچی موتور می گردد که بدترین نوع این حالت از نظر نامتعادلی نامتعادل شدن ولتاژ تغذیه موتور می باشد که منجر به ایجاد مولفه منفی جریان و در نتیجه بالا رفتن جریان در سیم پیچی موتور و تولیدات حرارت در سطح روتور می گردد که در صورت ازدیاد این جریان از میزان مجاز آن منجر به صدمه دیدن روتور می گردد لذا در موتورهای با قدرت زیاد که از نظر اقتصادی نیز حائز اهمیت می باشد می بایست حتی المقدرو در هنگام وقوع قطعی فاز در موتور آنرا از مدار خارج تا از صدمات احتمالی بعدی که ناشی از افزایش حرارت در اثر عبور جریان نامتعادل می باشد جلوگیری نمود لذا این فصل در ابتدا سعی نموده است قطعی فاز در موتورها را هم از نظر قطعی فاز در منبع تغذیه و هم در سیم پیچی (فاز) موتورها مورد بررسی قرار دهد و سپس با ارائه نحوه حفاظتهای مختلف مناسبترین رله جهت تشخیص (Phase fauure ) قطعی فاز را با توجه به شرایط فنی واقتصادی معرفی نماید .
هنگامیکه قطعی فازی در موتورهای اندوکسیونی یاسنکرون در منعب تغذیه با سیم پیچی موتور اتفاق می یافتد یک جریان شامل مولفه منفی در ماشین جاری خواهد شد که این جریان مولفه منفی در داخل ماشین میدانی ایجاد خواهد نمود که در جهت عکس چرخش ماشین عمل نموه و یک جریان زیاد فوکو در سطح روتور بوجود می آورد این جریان مولفه منفی موجب دوبرابر شدن فرکاس جریان روتور می گردد و در اثر جاری شدن جریان در سطح روتور و لبه های غیر مغناطیسی آن بعلت افت RI2 به سرعت باعث افزایش حرارت در ماشین می شود و اگر درجه حرارت از میزان حد مجاز ماشین فراتر رود و یا بیش از حد مجاز جریان مولفه منفی جاری شود هسته آهن روترو ذوب خواهد شد و به ساختمان آن خسارت وارد می شود ساده ترین قطعی فاز در موتور ها قطع یکی از فیوزهای موتور در اثر جریان ضربه ای ناشی از راه اندازی ممکن است باشد که موجب نامتعادلی ولتاژ خواهد شد و در این نامتعادلی ولتاژ هیچگونه ارتباطی بین مولفه مثبت جریان و مولفه منفی جریان نمی توان بین نمود و در اصل بستگی به میزان نامتعادل بودن ولتاژ همچنین نسبت مولفه های منفی به مولفه های مثبت ولتاژ در ماشین دارد این نسبت می تواند از مدار معادل موتورهای اندوکسیونی بدست آید که در شکل زیر مدار متعادل مولفه مثبت و منفی در یک موتور اندوکسیونی سه فاز را هنگامیکه موتور دو فاز شده است را نشان می دهد .
لازم به یادآویست که میزان مولفه منفی جریان بستگی به میزان نامتعادلی ولتاژ با نسبت مولفه منفی امپدانس به مولفه مثبت امپدانس دارد که جهت میزان مولفه مثبت امپدانس ماشینها در لغزشهای مختلف و درحالت ایستاده و همچنین مولفه منفی امپدانس در لغزشهای مختلف و حتی درحالت سرعت نامی هنگامیکه لغزش کم باشد می توان از فرمولهای ذیل تعیین نمود :
مولفه مثبت امپدانس در لغزشهای مختلف :
مولفه مثبت امپدانس در حالت
توقف (S= 1)
مولفه منفی امپدانس در لغزشهای مختلف :
مولفه منفی امپدانس در سرعت نامی هنگامیکه لغزش کوچک می باشد .
از آنجائیکه در موتورهای اندوکسیونی میزان مقاومت تقریبا در مقابل راکتاس کوچک می باشد . منفی امپدانس در سرعت نامی تقریبا برابر مولفه مثبت امپدانس در حالت ایستاده می باشد Z 20 = Z10 و نسبت مولفه مثبت به مولفه منفی امپدانس ماشین در حالت سرعت نامی می تواند تقریبا برابر جریان راه اندازی به جریان نامی باشد :
به عنوان مثال در ماشینهایی که جریان راه اندازی آنها تقریبا 6 برابر جریان نامی روتور می باشد در 5% مولفه منفی ولتاژ تغذیه تقریبا به اندازه ( 6) به میزان 30% مولفه منفی جریان خواهیم داشت بنابراین جریان منفی در روتور ایجاد می کند که فرکانس موثر آن تقریبا دو برابر فرکانس نامی خواهد شد (100H Z )
از آنجاییکه نسبت مقاومت AC روتور در فرکانس به مولفه dc آن تحت گردش نامی معمولا بین 3 تا 6 برابر خواهد بود بنابراین مولفه منفی جریان بیشتری از مولفه مثبت ایجاد می نماید این نابرابری حرارت در طراحی رله ها می بایست به حساب آید که در آن جهت حفاظت مطمئنی را در مقابل نامتعادی داشته باشیم که از فرمول زیر بدست می آید:
I1 : مولفه مثبت جریان تغذیه
I2 : مولفه منفی جریان تغذیه
Ieq : جریان عملکرد
ضریب 6 در فرمول فوق برای جریان I2 به علت انتخاب ستینک مناسب برای رله می باشد که برای تماس موتور های می توان در نظر گرفت .
قطعی فاز در موتورهای اندوکسیونی :
مولفه منفی امپدان در موتورهای اندوکسیونی متاثر از میزان مولفه مثبت جریان در هنگام قطیع فاز می باشند بنابراین در هنگام وقوع خطا مولفه مثبت جریان کاهش یافته و در نتیجه موجب پایین آمدن گشتاور قدرت خروجی خواهد شد و همچنین لغزش افزایش ناچیزی می باید در نتیجه ضریب کاهش و مولفه مثبت جریان افزایش می یابد و این تا جایی ادامه دارد که موتور بتوان گشتاور مورد نیاز بار را تامین نماید در چنین حالتی ممکن است لغزش 50% تغییر نموده و در حالیکه سرعت 0.5 % تغییر یافته باشد برای تمام لغزشهای محدود بین 0 تا 1 مولفه منفی امپدانس بر اساس فاکتور تغییرات ناچیزی می یابد یک روش قابل تخمین منظور نمودن قطعی فاز در هنگام وقوع خطا و قبل از وقوع خطا می باشد که در آنصورت ماکزیمم خطا ی جریان حدودا 10% بار کامل می باشد جهت بررسی دقیقتر لازمست قطعی فاز در تغذیه ورودی موتوری با اتصال مثلث را مورد بررسی قرار دهیم هنگام وقوع قطعی فاز در فاز c منبع تغذیه درصد افزایش جریان سیم پیچی سالم A افزایش و میزان آن بیشتر از افزایش جریان در خط می باشد و در نتیجه رله ازدیاد جریان O/C مطابق دیاگرام ذیل قادر به تشیص تکفازه شدن موتور نمی باشد لذا حفاظت مطمئنی را ارائه نخواهد داد وضعیت جریان خط و فاز برای اتصال موتورهای بصورت مثلث و هنگامیکه قطعی فاز در منبع تغذیه یا در سیم پیجی فاز رخ دهد بصورت ذیل می باشد .
چنانچه ملاحظه می شود جریان در فازها نامتعادل شده و یا نامتعادل شدن جریان در خطوط سه فاز زاویه فازها بعلت این قطعی به اندازه 60 درجه جابجا می شوند و موجب افزایش جریان فازهای سالم به میزان 50% می گردد در این حالت رله جریان زاید تکفازه می تواند جریان در دو خط سیم پیچی استاتور را حفاظت نماید و همچنین رله جریان زیاد در خط سوم حفاظت کمکی را بعهده داشته باشد .
لازم به یادآوریست مولفه منفی جریان نمی تواند سهمی در گشتاور داشته باشد و در حقیقت یک گشتاور منفی را بوجود خوهد آورد میزان این گشتاور مولفه منفی جریان حدوداد کمتر از 0.5 گشتاور با ر می باشد هنگامیکه یک ولتاژ نامعادلی در حدود 10% وجود داشته باشد ) اثرات مولفه منفی بیشتر در افزایش تلفات موتور نقش دارد (تلفات مس ) بنابراین منجر به کاهش قدرت خروجی موتور می گردد که از ایجاد این حرارت در سیم پیچی بعلت مسائل اشاره شده در فوق دقیقا می بایست خود داری نمود .
بررسی حالت تکفازه شدن موتورها در وضعیت های مختلف
هنگامیکه موتورهای سه فاز تکفازه یم شوند مسائل الکتریکی و مکانیکی مختلفی بروز خواهند نمود که در سه حالت بارکامل بدون بار حالت و راه اندازی به شرح ذیل می باشد :
1- حالت بار کامل :
- جریان در یکی از فازها مشخصا به صفر می رسد
- سرعت افزایش ناچیزی می یابد .
- ضریب قدرت کاهش می یابد
- مولفه مثبت امپدانس کاهش قابل ملاحظه ای می یابد
- مولفه منفی امپدانس در سرعت نامی ثابت می ماند
- جریانی با فرکانس دوبل (100 HZ ) در روتور ظاهر می گردد
- مقاومت مولفه منفی افزایش و اثرات پوستی ظاهر می گردد .
- جریان فازها بیشتر از جریان فازها در حالیکه موتور تکفازه شده است خواهد شد
- مولفه منفی ولتاژ در موتور ایجاد می گرد د
- جریان مولفه منفی از صفر تا جریان نامی یا حتی بیشتر افزایش می یابد
- گشتاور FULL OUT ایجاد شده وکمتر از گشتاور FULL OUT هنگام بار کامل می باشد .
- تلفات روتور در حدود 5 الی 6 برابر حالت نرمال خود می گردد
- تلفاس مس استاتور بیش از 3 برابر از موتور و فازه ای می باشد که بصورت ستاره بسته شده است.
2- حالت بار ناچیز
- قطعی فاز در موتورهایسه فاز با بار ناچیز تقریبا مطابق با حالت بار کامل اشاره شده در فوق می باشد .
3- در حالت استارت
- جریان راه اندازی 86% جریان راه اندازی حالت نرمال در فازهای سالم خواهد بود .
- مولفه منفی امپدانس برابر مولفه مثبت امپدانس موتور می باشد .
-گشتاور مولفه مثبت براب گشتاور مولفه منفی می باشد .
- مجموع تلفات مس 50 تا 70% تلفات هنگام راه اندازی می باشد .
- مولفه منفی جریان 50% جریان راه اندازی در حالت نرمال خواهد بود .
- مولفه منفی ولتاژ برابر مولفه مثبت ولتاژ می گردد .
مقایسه قطع شدن فاز در موتورهای بار تورسیم پیچی شده و قفسه ای
جهت حفاظت موتورها با روتورسیم پیچی شده در برابر قطعی فاز می بایست توجه بیشتری به آنها نسبت به موتورهای روتورقفه ای مبذول داشت زیرا که نسبت جریان راه اندازی به جریان بار کامل ارتباطی با مولفه صنفی امپدانس نداشته و میزان مولفه مثبت جریان تخمین زده شده در هنگام وقوع قطع شدگی فاز معمولا ثابت می باشد و تنها عاملی که در این مقایسه حائز اهمیت می باشد این است که تمرکز حرارت در موتورهای باروتور سیم پیچی شده در مقایسه با روتور قفه ای به میزانی می باشد که موجب وقوع شکست عایقی در روتور و صدمه دیدن آن خواهد شد و این زمان در موتورهای اندوکسیونی نصف زمان موتور مشابه خود باروتور قفسه ای می باشد لذا این زمان در اینگونه موتورها از اهمیت خاصی در هنگام حفاظت برخوردار می باشد.
روشهای مختلف حفاظت :
جهت حفاظت موتورهای اندوکسیونی و سنکرون در مقابل قطعی فاز شرح ذیل می باشد:
1- رله تعادل فاز ها Phase blanc relay
رله تعادل فازها جهت تشخیص قطعی فاز در یک موتور یا گروهی از موتورها بکار می رود و این رله هنگامی عمل می نماید که نامتعادلی جریان خط بیشتر از جریانی که موتور تحت گردش نامی یا نامتعادلی در ولتاژ تغذیه خود می تواند کار نماید بدون آنکه آسیبی به آن برسد معایب این رله به شرح ذیل می باشد :
- این رله بر اسا س اختلاف جریان در خط عمل نموده ومیزان اختلاف جریان در فازهای موتور را نمی بیند .
- رله فوق بدون توجه به در نظر گرفتن جریان مولفه منفی که عامل اصلی حرارت در سطح روتور موتوری که تحت این نامتعادلی کار می کند عمل نمود .
- بازاء کوچکترین نامتعادلی در جریان خط یا بعلت قطع شدگی فاز عمل می نماید .
2- رله مولفه منفی جریان زیاد لحظه ای instantaonus neqative sequencc over current این رله با فیلتر نمودن مولفه های منفی جریان و در صورت افزایش این مولفه از مقدار تنظیم شده عمل می نماید این رله محدودیت در مقابل حفاظت موتورها در برابر قطع شدگی فاز دار دو بیشتر برای حفاظت ژنراتورها در مقابل اتصالهایی که منجر به متعادل شدن جریان و یا بههر علتی که منجر به جاری شدن مولفه منفی جریان که بیشتر از جریان نمی باشد بکار برده می شود .
3- رله جریان زیاد ovcr current relay with the delay
این رله برای حفاظت موتورهای در مقابل ازدیاد جریان ناشی از بار زیاد و یا در صورت وقوع اتصالهای مختلف در موتورها بکار برده ی می شود و بر طبق استاندارد NEC می بایست این رله اضافه بار را برای هر فاز موتور یا حداقل برای دو فاز از موتور بکار برده شود زیرا در صورت قطع شدن یکی از فازهای منبع تغذیه موتوری که متصل به ترانس قدرت یا اتصال مثلث – ستاره پدید آید جریان سه فاز موتور بصورت 1: 1: 2 خواهد بود که در یکی از فازها ممکن است جریان دو برابر شود و در آنصورت موتور بدون حفاظت خواهد ماند لذا بکار بردن حداقل دو رله اضافه بار برای موتورهای پرقدرت ضروری می باشد .
همانطور که در صفحات قبل مطرح گردید در صورتیکه یکی از فازهای منبع تغذیه موتوری یا اتصال مثلث قطع گردد و درصد افزایش جریان در سیم پیچی مربوط به دو سیم پیچ سالم بیشتر از افزایش جریان در خط می باشد و در نتیجه رله جریان زیاد o/c برای تکفازه شدن نمی تواند حفاظت کاملا مطمئنی را برای موتورهای پرقدرت انجام دهد .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:15
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول – شرح کلی قواعد تحویل گیری
فصل دوم – کنترل مواد و قطعات خریداری شده
فصل سوم – کنترل کیفیت قطعات و اجزای مکانیزمها
فصل چهارم – مونتاژ آزمایشی
فصل پنجم- آزمایش تطابق
فصل ششم – آزمایش بار
فصل هفتم –بسته بندی
مقدمه:
دستورالعمل حاضر بیان کننده نحوه آزمایش جرثقیلهای سقفی در کارخانه می باشد.جهت انجام آزمایش در کارخانه لازمست مدارک کنترل کیفی دال بر آمادگی جرثقیل به دستگاه آزمایش کننده ارائه گردد که شرح کلی این مدارک در فصول یک تا چهار این دستورالعمل بیان خواهد گردید.در فصل پنجم روش مونتاژ آزمایشی و چگونگی عمکلرد مکانیزمها و در فصل ششم روشهای آزمایش مکانیزم بالابری بیان خواهد گردید.در فصل آخر کلیات نحوه بسته بندی تشریح خواهد گردید.
فصل اول – شرح کلی قواعد تحویل گیری
فصل دوم – کنترل مواد و قطعات خریداری شده
2-1- مقررات کلی
کلیه بندهائیکه در این فصل بدان اشاره می گردد بایستی در حین خرید مواد کنترل شده و به تایید دستگاه نظارت و برگه های تائید،هنگام انجام آزمایش در کارخانه توسط سازمان ناظر بازرسی کردند.
2-2- فرآورده های فولاد نورد شده
در کنترل اولیه باید دقت نمود که سطح فرآورده نورد شده تمیز بوده وفاقد حباب،ترک و هرگونه ناخالصی باشد.لپه های ورق های فولادی نباید لایه لایه باشد.در صورتیکه آزمایش اولتراسونیک در کارخانه سازنده انجام نشده باشد ورقهای با ضخامت بیشتر از 15 میلیمتر،بایستی آزمایش گردند.
2-3- فرآورده های فولاد ریخته گری شده
فرآورده های ریخته گری شده که با پرداخت حرارتی تحویل می گردند باید خواص مکانیکی فولاد را مطابق خواست نقشه ها تامین نمایند.قطعات ریخته گری باید بدون آثار باقیمانده از مجرای ریخته گری،ترک،خلل و فرج باشند.در سطوحی اصطکاکی پرداخت شدهخ هیچگونه عیبی نباید وجود داشته باشد،در سطوحی که پرداخت مکانیکی شده اند و تحت اصطکاک قرار ندارند وجود نقاط خالی با عمق حداکثر 20% ضخامت جدار و مساحت کلی حداکثر 10% سطح قطعه مجاز است در سطوحی که پرداخت مکانیکی نمی شوند وجود عیبهایی (بدون نیاز به تصحیح)به شرح زیر مجاز است:
2-4- قطعات آهنکاری و پرسی
قطعات آهنکاری و پرسی را،برای تامین خواص مکانیکی و نیز برای رفع تنش های داخلی بایستی عملیات تنش زدایی حرارتی نمود.همچنین بایستی نمونه قطعات آهنگری مورد آزمایشات مکانیکی واقع شوند.
2-5- مواد جوشکاری
مواد جوشکاری باید شرایط فنی مورد نظر و مندرجات شناسنا مه های مربوطه را تامین کرده و دارای گواهینامه مشخصات باشند.
الکترودها،پودر جوشکاری و مفتولها را پیش از استفاده باید متناسب با رژیم کاری تعیین شده،با حرارت خشک نمود.مفتول جوشکاری را پیش از جوشکاری باید تمیز کرده روغن،زنگ زدگی و مواد آلاینده را از سطح آن پاک نمود.توصیه می گردد در ساخت سازه های فلزی از جوشکاری اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک استفاده شود.
2-6 نگهداری
نگهداری مواد،فرآورده ها و قطعات مختلف را به گونه ای بایستی سازمان داد که امکان تداخل گونه های مختلف مواد(براساس مشخصات فنی آنها)وجود نداشته باشد.مواد جوشکاری شده بایستی جداگانه در مکانهای خشک و در دمای C0 18 در رطوبت نسبی حداکثر 50% نگهداری شوند.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:52
فهرست مطالب:
مقدمه....................................................................................................................5
فصل اول
اجرای سقف ساختمانهای بتنی...................................................................................6
اجزای تشکیلدهنده سقف تیرچه...............................................................................8
تیرچه پیشساخته خرپایی.........................................................................................11
میلگردهای عرضی..................................................................................................13
میلگرد بالایی.........................................................................................................13
تیرچة پیشساخته پیش تنیده....................................................................................14
محدودیتها و ویژگیهای فنی سقف تیرچه و بلوک و اجزای آن.....................................16
ویژگیها و مشخصات فنی تیرچه پیش ساخته خرپایی.....................................................17
جزئیات اجرای سقفهای تیرچه و بلوک......................................................................19
تیرچه و بلوک.......................................................................................................24
نصب تیرچهها .......................................................................................................32
نصب تکیهگاههای موقت.........................................................................................34
فصل دوم
شناخت زلزله و چگونگی اثر آن بر ساختمانها:............................................................37
اثر زلزله بر ساختمانهای سنتی خشتی آجری و سنگی غیرمهندسیساز............................40
نحوه خرابشدن دیوارها......................................................................................45
نحوه اثر زلزله بر دیوارهای باربر.............................................................................47
نحوه خرابشدن سقفها..........................................................................................49
فصل سوم
نتیجه کار.............................................................................................................51
منابع و ماخذ........................................................................................................52
همراه با تصاویر
مقدمه:
بدرستی قدمت استفاده بشر از سر پناه و یا به طور کلی به مفهوم امروزی قدمت استفاده بشر از سر پناه
معلوم نیست ولی تقریباًآنرا می توان همزمان با پیدایش بشریت دانست زیرا چنین گمان می رود که بشر از همان
ابتدا برای مصون ماندن از برف و بارآن و سرما و گرما و حمله حیوانات و همچنین حکله سایر اقوام .
به غار پناه بر ده و این غارها را می توان اولین محل سکونت برای بشر دانست و از آن زمان تا کنون انسانها
همیشه بفکرآن بو ده اند که مسکنی راحت تر و بهتر برای خود تهیه نما یند .درقرن اخیر که رشد جمعیت در
دنیا و به طور چشم گیری رو به ازدیاد نها د و بشر از لحا ظ علمی و فنی مشکلات بسیا ری را حل نمود در
سا ختن مسکن نیزمانند سایر امور تحولا ت عمده ای به وجود آورد ودیگر ساختن خانه های تک واحدی
جوابگو ی احتیاجات جوا مع بشری نبوده وبه همین علت سیستم خانه سازی به کلی دگرگون شده واستفاده
ازمصا لح مقا وم نیز مانند فولاد وسیمان در ساختمان رایج گردید ودر اثر دسترسی به این مصالح وامکانات
دیگرگستر ش شهر ها از افقی به عمودی تبدیل شد و امر آپا رتمان سازی در ساختمان های چندین طبقه
متداول گردید .با وجود اینکه هر سال به مقدار زیادی به تعداد مسکن اضافه می شود ودر بیشتر مما لک
پیشر فته تخریب ساختمان های قدیمی نیز در شرایط معمو لی مجاز نمی باشد.به عبارت دیگر به جای چند
واحد مسکن جدید یک واحد مسکن قدیمی را خراب نمی کنند .هنوز در هیچ یک از ممالک دنیا مشکل
مسکن حل نشده بلکه هر روزه به تعداد متقاضیان مسکن اضافه می شود و هنوز حتی در پیشرفته ترین ممالک
دنیا قسمت عمده ای از درامد خانواده صرف سکونت میگردد .بدین لحاظ در تمام دنیا خصو صادر مملکت
ما می یابد به امر ساختن مسکن واستفا ده ی هر چه بهتر و بیشتر از مصا لح سا ختمانی تو جه مخصوص بشود
و برای رسیدن به این هدف ابتدا باید به طور دقیق سا ختمان و انواع آن و اجزا ی تشکیل دهنده ی آنرا
بشنا سیم .
فصل اول
اجرای سقف ساختمانهای بتنی
ساختمانهای بتنی
ساختمان بتنی ساختمانی است که برای اسکلت آنها از بتن آرمه ( سیمان ، شن ، ماسه وفو لاد بصورت میلگرد
ساده وآجدار )استفاده شده باشد . در ساختمانهای بتنی سقفها به وسیله تا وه ( دال) های بتنی پو شیده می شوند
و یا از سقفهای تیرچه و بلوک ویا از سایر سقفها پیش ساخته استفاده می شود و برای دیوارهای جداکننده
( پارتیشن ها )ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغای ، آجر ماشینی سو راخ دآر، آجر معمولی کوره ای
ویا تیغه گچی و یا چوب استفاده شده و ممکن است از دیوار بتن آرمه هم استفاده می شود .در هر حال در این
ساختمانها شاه تیر ها از بتن آرمه ( بتن مسلح ) ساخته می شود .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:12
فهرست مطاب:
مقدمه
شکل2:قرار دادن گره های storage در شبکه شکل1: تپولوژی گره های شبکه های سنسوری
استراتژی شناسایی ( Exploration )
هزینه جواب دادن به Query
ساختن درخت پاسخ به پرس و جو : متد انتخاب پدر
انتخاب Data Storage :
انتخاب Data Storage برای نود فورواردینگ fn :
منابع و مراجع
مقدمه:
شبکه های سنسور بی سیم شامل نودهای کوچکی با توانایی حس کردن، محاسبه و ارتباط به زودی در همه جا خود را می گسترانند. چنین شبکه هایی محدودیت منابع روی ارتباطات، محاسبه و مصرف انرژی دارند. اول اینکه پهنای باند لینکهایی که گرههای سنسور را به هم متصل می کنند محدود می باشد و شبکه های بیسیم ای که سنسورها را به هم متصل می کنند کیفیت سرویس محدودی دارند و میزان بسته های گم شده در این شبکه ها بسیار متغیر می باشد. دوم اینکه گره های سنسور قدرت محاسبه محدودی دارند و اندازه حافظه کم نوع الگوریتمهای پردازش داده ای که می تواند استفاده شود را محدود می کند. سوم اینکه سنسورهای بی سیم باطری کمی دارند و تبدیل انرژی یکی از مسائل عمده در طراحی سیستم می باشد.
داده جمع آوری شده می تواند در شبکه های سنسور ذخیره شود و یا به سینک منتقل شود وقتی داده در شبکه های سنسور ذخیره می شود مشکلات عدیده ای به وجود می آید:
• سنسورها میزان حافظه محدودی دارند که این باعث می شود نتوانیم میزان زیادی داده که در طول ماه یا سال جمع آوری شده را ذخیره کنیم
• چون منبع تغذیه سنسورها باطری می باشد با تمام شدن باطری داده ذخیره شده در آن از بین می رود.
• جستجو در شبکه گسترده و پراکنده آن بسیار مشکل می باشد.
داده ها می توانند به سینک منتقل شوند و در آنجا برای بازیابی های بعدی ذخیره شوند این شما ایده آل می باشد چون داده ها در یک محل مرکزی برای دسترسی دائمی ذخیره می شوند. با این حال، ظرفیت انتقال به ازای هر نود در شبکه سنسور که به صورت تعداد بسته هایی که سنسور می تواند در هر واحد زمانی به سینک منتقل کند تعریف می شود، محدود می باشد. حجم زیادی از داده نمی تواند به صورت موثر از شبکه سنسور به سینک منتقل شود علاوه بر اینها انتقال داده از شبکه سنسور به سینک ممکن است انرژی زیادی مصرف کند و این باعث مصرف انرژی باطری شود.
بخصوص سنسورهای اطراف سینک به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند وممکن است سریع خراب شوند و این باعث پارتیشن شدن شبکه می شود. این امکان وجود دارد که با افزایش هزینه برخی از نودها با ظرفیت حافظه بیشتر و قدرت باطری بیشتر در شبکه های سنسور استفاده شود این سنسور ها از اطلاعات موجود در سنسورهای نزدیک Backup می گیرند و به Query ها جواب می دهند. داده جمع آوری شده در هر نود می تواند به صورت پریودیک توسط رباتها به Data ware house منتقل شود چون نودهای ذخیره داده را فقط از نودهای همسایه جمع آوری می کنند و از طریق فیزیکی منتقل می کنند، مشکل ظرفیت محدود حافظه، ظرفیت انتقال و باطری تا حدودی بهبود می یابد.
پرس و جوی کاربر ممکن است فرم های مختلفی داشته باشد برای مثال پرس و جوی کاربر ممکن است این باشد که چه تعداد نود رخداد های انتقال را تشخیص می دهند، میانگین دمای فیلدهای حسگر و یا ... ، در این سناریو هر سنسور علاوه بر حس کردن درگیر مسیریابی داده در دو زمینه می باشد: داده خامی که به نودهای ذخیره منتقل می شود و انتقال برای Query Diffusion و جواب به پرس و جو ، هر کدام از دو مورد ممکن است داده را به سینک منتقل کند و یا به صورت محلی در نود سنسور ذخیره کند، از طرف دیگر داده ای که منحصراً در سینک ذخیره شده است برای جواب به پرس و جو با صرفه تر است چون هیچ هزینه انتقال ندارد ولی تجمع داده در سینک هزینه زیادی دارد در طرف مقابل داده ای که به صورت محلی در سنسور ذخیره شده است هیچ هزینه ای برای تجمع داده ندارد ولی هزینه پرس و جو بسیار بالا می باشد نودهای ذخیره نه تنها یک محل ذخیره سازی دائمی فراهم می کنند یک بافر بین سینک و نودهای سنسور می باشند.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:39
چکیده:
اصول و نحوه طراحی یک سیستم کنترلی با استفاده از یک PLC
اتوماسیون صنعتی
با توجه به پیشرفت بسیار سریع تکنولوژی و وجود رقابتهای شدید در بین صنعتگران دو مقولة دقت و زمان در انجام کارهای تولیدی و خدماتی بسیار مهم و سرنوشت ساز شده است. دیگر سیستمهای قدیمی جوابگوی نیازهای صنعت توسعه یافتة 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 پایین و وابسته به نیروی کاربر است. بنابراین ماشینهای هوشمند و نیمههوشمند وارد بازار صنعت شدند. و بعد از مدتی آنچنان جای خود را پیدا کردند که علاوه بر زمینههای صنعتی در کارهای خدماتی نیز جایگاه ویژهای یافتند. کنترل سیستمهای بسیار پیچیدهای که قبلاً غیرممکن بود براحتی انجام میگرفت . مکانیزه کردن سیستمها و ماشین آلات (اتوماسیون صنعتی ) مقوله بسیار مهم و پرطرفداری شده و نیاز به آن هر روز بیشتر و بیشتر مشهود میشود . اتوماسیون صنعتی در زمینههای بسیار گستردهای کاربرد دارد از مکانیزه کردن یک ماشین بسیار سادة کنترل سطح گرفته تا مکانیزه نمودن چندین خط تولید و شبکه کردن آنها با هم . با نگاهی به محیط اطرافمان میتوانیم نمونههای بسیار زیادی از کاربرد اتوماسیون ا را در اغلب زمینهها پیدا کنیم.. در اتوماسیون واحدهای مسکونی جدید ، در شبکههای مخابراتی ، در سیستمهای دفع فاضلاب ، سیستم توزیع برق ، کارخانجات مختلف و ...
در یک سیستم اتوماسیون شده کنترل پروسه توسط ماشین انجام میشود و در این سیستمها دخالت انسان به حداقل و در برخی موارد به صفر رسیده است. سیستم با گرفتن سیگنالهای ورودی از قطعاتی نظیر سنسورهای تشخیص فشار ، رنگ ، سطح مایعات ، قطعات فلزی ، سنسورهای دما ، میکرو سوییچها ، کلیدها و شستیها ، واسط های کاربر با ماشین و... وضعیت موجود را حس کرده و بررسی میکند و سپس در مورد عکسالعمل ماشین تصمیمگیری کرده و فرمانهای لازمه را به قطعات خروجی که تحت کنترل ماشین هستند اعمال میکند. با توجه به مواردی که ذکر شد میتوان ساختار یک سیستم اتوماسیون را بدین صورت لیست نمود:
قطعات ورودی شامل سنسورها ، سوییچها ، ...
قطعات خروجی مثل موتور ، پمپ ، شیربرقی ، نشانگرها ...
یک کنترلر داخلی با CPU برای پردازش دادهها و اجرای برنامة کنترلی سیستم و حافظه برای ذخیره نمودن برنامة کنترلی و اطلاعات دریافتی از قطعات ورودی
یک واسط بین کاربر و ماشین Human Machine Interface ( در مواردی که نیاز به انجام تنظیمات توسط کاربر داریم و یا میخواهیم یکسری اطلاعات و آلارمها را به اطلاع کاربر برسانیم .)
توجه داشته باشید با بالا بردن سرعت و دقت کنترلر مورد استفاده در سیستم اتوماسیون شده و انتخاب درست ٱن بر طبق کاربردی که از آن انتظار داریم میتوانیم امکانات و قابلیتهای سیستم را بالاتر ببریم . بعنوان مثال در یک سیستم سادة کنترل سطح مخزن سرعت پاسخگویی سیستم در حد چند ثانیه هم برای این کار کافی خواهد بود. اما در سیستمهای پیچیدة موقعیتیاب یا پردازش تصویر به سیستمهای بسیار سریعتر و دقیقتر احتیاج داریم و سرعت پاسخگویی در حد میکرو ثانیه برای ما لازم است.
بعنوان مثال در مواردی که نیاز به کنترل در یک محیط نامساعد داریم و استفاده از نیروی انسانی بسیار مشکل و یا غیرممکن است چهکار باید کرد. در محیطهایی با شرایط آب و هوایی بسیار بد و با مناطق جغرافیایی صعبالعبور و یا در محیطهایی که آلودگی صوتی و یا آلودگیهای شدید تنفسی دارند ...
در این موارد ایمنترین و با صرفهترین گزینه اتوماسیون کردن سیستمها و استفاده از ماشین بجای انسان است. اجرای کامل سیکل کنترلی ، گرفتن گزارشات لازم در حین انجام عملیات کنترلی ، قابلیت تغییر سیکل کاری و تعریف نمودن پارامترهای کنترلی ، امکان انجام کنترل دستی در موارد اضطراری و....
حال به مثال دیگری میپردازیم. حساب کنید در یک سیستم بسیار سادة بستهبندی محصولات غذایی برای بستهبندی هزار کیلو شکر در بستههای یک کیلویی به چند نفر و چقدر زمان احتیاج داریم. چند نفر برای وزن کردن محصول ، چند نفر برای آمادهسازی پکت ها ، چند نفر برای پرکردن پکت ها و بستهبندی آن ، زدن تاریخ مصرف و ... در این گونه سیستمها مشکلات زیادی وجود دارد که به برخی از آنها در زیر اشاره شده است:
نقش PLC در اتوماسیون صنعتی
مقدمه
امروزه در بین کشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهکارهایی برای کنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد که مدیران و مسئولان صنایع در این کشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند که سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستمهای استوار بر کنترلرهای قابل برنامهریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد که لازم باشد میتوان PLCها را با هم شبکه کرده و با یک کامپیوتر مرکزی مدیریت نمود تا بتوان کار کنترل سیستمهای بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.
قابلیتهایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودیها (دیجیتال ، آنالوگ ، فرکانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستمها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیربرقی ، ... ) و همچنین امکانات اتصال به شبکه ، ابعاد بسیار کوچک ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستمها باعث شده که بتوان کنترل سیستمها را در محدوده وسیعی انجام داد.
مفهوم کنترلرهای قابل برنامهریزی PLC
در سیستمهای اتوماسیون وظیفه اصلی کنترل بر عهده PLC است که با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس کرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم میکند. امکان تعریف مدهای مختلف برای ترمینالهای ورودی/خروجی یک PLC، این امکان را فراهم کرده تا بتوان PLC را مستقیما به المانهای دیگر وصل کرد. علاوه بر این PLC شامل یک واحد پردازشگر مرکزی( CPU) نیز هست، که برنامه کنترلی مورد نظر را اجرا میکند. این کنترلر آنقدر قدرتمند است که میتواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ کانتر را کنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم کنترل ماشینهایی با چند I/O که کار سادهای مثل تکرار یک سیکل کاری کوچک انجام میدهند گرفته تا سیستمهای بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مکانیابی را کنترل نمود. این سیستم میتواند بدون نیاز به سیمبندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد کنترل و استفاده نماید.
زمان پاسخگویی Scan Time
این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه کاربر دارد. از یک میکروثانیه تا ده میلی ثانیه میباشد. مثلا در مواقعی که I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسکن زیاد میشود. همچنین مانیتور کردن برنامه کنترلی اغلب به زمان اسکن میافزاید چرا که CPU کنترلر مجبور است وضعیت کنتاکتها، رلهها ، تایمرها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.
قطعات ورودی
هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودیها، دستی، اتوماتیک و حسگرهای خودکار میباشد. قطعات ورودی نظیر شستیهای استارت/ استوپ ، سوییچها، میکروسوییچها، سنسورهای فتوالکتریک، proximity ، level sensor ، ترموکوپل، PT100 و... PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مکانیزم حرکت و موقعیت جسم، تست کردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده میکند.
سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، که در هر صورت ورودیهای PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.
نقش کنترلرهای قابل برنامهریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی
در یک سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم کنترلی عمل میکند. هنگام اجرای یک برنامه کنترلی که در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی میکند. این کار را با گرفتن فیدبک از قطعات ورودی و سنسورها انجام میدهد. سپس این اطلاعات را به برنامه کنترلی خود منتقل میکند و نسبت به آن در مورد نحوه عملکرد ماشین تصمیمگیری میکند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال میکند.
مقایسه تابلوهای کنترل معمولی با تابلوهای کنترلی مبتنی بر PLC
امروزه تابلوهای کنترل معمولی ( رلهای ) خیلی کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. چرا که معایب زیادی دارند. از آنجا که این نوع تابلوها با رلههای الکترومکانیکی کنترل میشوند، وزن بیشتری پیدا میکنند، سیمکشی تابلو کار بسیار زیادی میطلبد و سیستم را بسیار پیچیده میکند. در نتیجه عیبیابی و رفع مشکل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز کردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.
با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستمهای کنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلرها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارد در زیر اشاره کردهایم. که با مطالعه آن میتوان به وجه تمایز PLC با سایر سیستمهای کنترلی پی برد:
سیم بندی سیستمهای جدید در مقایسه با سیستمهای کنترل رلهای تا 80٪ کاهش مییابد.
از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف میکند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد.
توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیبیابی سیستم را بسیار سریع و راحت میکند.
برعکس سیستمهای قدیمی در سیستمهای کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیمبندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام میدهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد.
در مقایسه با تابلوهای قدیمی در سیستمهای مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدلهای A/D و D/A و... بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستمهای جدید از سیمبندی، پیچیدگی و وزن تابلوها به نحو چشمگیری کاسته شود.
از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخدهی PLC در حدود میکروثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظهای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه میشود.
ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستمها بسیار بالا تر از ماشینهای رلهای است.
وقتی توابع کنترل پیچیدهتر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم هزینهتر و راحتتر خواهد بود.
اصول و نحوه طراحی یک سیستم کنترلی با استفاده از یک PLC
مفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را میطلبد:
مشخص کردن ترتیب کار ماشین
عملیات سیستم کنترلی توسط المانهای ورودی تعیین میشود، بسته به شرایط موجود یک سیگنال به PLC فرستاده میشود. در پاسخ، کنترلر بر طبق برنامه کنترلی که در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، که کار دستگاه را کنترل میکنند، میفرستد و به این ترتیب عمل کنترلی خواسته شده، انجام میشود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم کنید.
انتخاب مدل PLC
با بررسی سیکل کاری پروسهای که میخواهیم کنترل کنیم، مشخص کردن تعداد و نوع Input/Output های سیستم و با توجه به دقت مورد نیاز، PLC مناسب را انتخاب میکنیم. در مورد انتخاب یک PLC بایستی مشخصههای زیر را تعیین کنیم:
تعداد ورودیها
کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر (PLC)
کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر عبارتند از: یک سیستم الکترونیکی دیجیتال که با استفاده از حافظه های برنامه پذیر می تواند دستورات مشخصی را ضبط نمایند. PLC به منظور پیاده سازی دستورات و توابع مشخصی بر روی ماشینها و فرآیند های صنعتی استفاده می شود. سیستم های PLC با توجه به نیاز به کنترل کننده های ارزان قیمت و انعطاف پذیر بوجود آمدند. درابتدا PLC ها به منظور جایگزینی کنترل کننده های رله ای طراحی و ساخته شدند . در PLC کنترل فرایندها با نوشتن برنامه های مناسب انجام می گیرد. PLC ها مبتنی بر میکروپروسسور هستند و با داشتن اجزایی مانند زمان سنج، شمارندهو ثبات انتقالی کنترل فرایند های پیچیده را اسان می سازند این کنترل کننده ها مدارهای واسطه استانداری دارند،(ورودی و خروجی) به طوری که اتصال مستقیم آنها به فرایند تولید میسر است با استفاده از PLC می توان بدون جدا کردن کنترل کننده از فرایند ،برنامه کنترلی آن را تغییر دهد. نصب و راه اندازی سیستماهی PLC در مقایسه با کنترل کننده های رله ای به زمان بسیار کمتری نیاز دارد. اختلاف اصلی PLC با یک میکرو کامپیوتر عبارت است از:
در PLC برنامه های استفاده شده در فرآیندها و ماشین آلات بیشتر به صورت اجرای منطق مشخصی از یک سری فرامین که به صورت قطع و وصل و سوئیچ می باشد . مدارات ارتباطی با سنسورها و عملگرهای سخت افزاری خارجی در داخل خود کنترل کننده و به صورت یکپارچه ساخته شده است. PLC به صورت کاملا صنعتی و قابل اطمینان جهت استفاده در محیطهای صنعتی با شرایط محیطی دارای ارتعاش ، نویز، حرارت و رطوبت ساخته شده است.
مهمترین مزایای استفاده از PLC :
ü استفاده از PLC حجم تابلوهای فرمان را کاهش میدهد.
ü استفاده از PLC مخصوصا در فرایندهای پیچیده موجب صرفه جویی در وقت و هزینه می گردد.
ü PLC استهلاک مکانیکی ندارد، بنابر این علاوه بر طول عمر بیشتر نیازی به سرویس و تعمیرات دوره ای ندارد.