سمینار برق ارزیابی و ممیزی عملکرد حلقه های کنترلی

سمینار برق ارزیابی و ممیزی عملکرد حلقه های کنترلی

لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.

چکیده: 

بسیاری از حلقه های کنترلی در صنایع مختلف از عملکرد ضعیفی برخوردار می باشند. علل این پدیده شامل عیوب سنسورها، حالت چسبندگی در شیرهای کنترل و یا تنظیم نادرست کنترل کننده ها می باشد. وقوع عیب در سنسور موجب عدم دقت اطلاعات و در نتیجه قضاوت و تصمیم گیری نادرست کنترل کننده از وضعیت عملکرد واقعی را به دنبال دارد. از طرف دیگر اکثر حلقه های کنترلی به دلایل عدم قطعیت های موجود به صورت محافظه کارانه تنظیم شده که این امر موجب پاسخ کند به ورودی های اغتشاشی و تغییرات شدید و طولانی در مواقع تغییر نقطه کار می شود. 

در این پروژه ابتدا عوامل تأثیرگذار بر عملکرد سیستم های کنترلی مورد بررسی قرار گرفته و سپس معیارهای ارزیابی عملکرد آنها در محیط های موجود در واحدهای صنعتی ارائه شده است. در نهایت شبیه سازی و ارزیابی عملکرد سیستم های کنترلی با استفاده از نرم افزارهای تخصصی Hysys و Matlab انجام شده. این تحقیق گامی بزرگ در راستای آماده سازی نرم افزاری جامع که نیاز صنعت ایران را جهت ارزیابی عملکرد سیستم های کنترلی در مقیاس حرفه ای برطرف نمایید، می باشد. 

مقدمه: 

مهمترین بخش های سیستم کنترلی را حلقه های کنترلی تشکیل می دهند. نقش حلقه های کنترلی در صنایع فرآیندی تنظیم متغیر خروجی پروسه (process variable) به مقدار خروجی مطلوب (set point) در حضور اغتشاشات و نوسانات می باشد. مقدار خروجی مطلوب مقداری است که فرآیند بیشترین بازده را در آن نقاط خواهد داشت. در فصل اول کلیات پروژه ارائه شده است. فصل دوم به ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی اختصاص یافته است در این فصل ابتدا مشکلات حلقه ها مطرح شده و سپس معیارهای ارزیابی عملکرد حلقه ها مورد بررسی قرار گرفته است. فصل سوم حلقه های واحد نمونه در محیط HYSYS شبیه سازی شده و سپس با استفاده از واسط بین نرم افزار HYSYS و MATLAB حلقه های واحد نمونه صنعتی در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرند. فصل چهارم به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات اختصاص یافته است. 

فصل اول: کلیات 

1-1- هدف 

این پروژه سعی نموده است جهت آماده سازی نرم افزاری جامع که ارزیابی و مونیتورینگ عملکرد حلقه های کنترلی را انجام دهد مقدمات زیر را فراهم آورد: 

1- مطالعه و جمع آوری روش های تشخیص حلقه های معیوب و مشکل دار 

2- مطالعه و بررسی روش های آشکارسازی ریشه مشکلات به وجود آمده در حلقه ها

3- شبیه سازی ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی بر روی واحد نمونه صنعتی 

2-1- پیشینه تحقیق 

ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی در صنعت در چند سال اخیر مورد توجه فراوانی قرار گرفته است تعداد مقالات ارائه شده در کنفرانس های بین المللی در این زمینه گواه این مطلب می باشد. علاوه بر تحقیقات آکادمیک در دانشگاه ها، شرکت های مختلفی اعم از سازندگان سیستم های پیشرفته نظیر DCS و دیگر شرکت ها اقدام به ارائه نرم افزارهای تخصصی جهت این امر نموده اند. بر مبنای اطلاعات موجود فعالیت های ثبت شده قابل توجه ای در کشور وجود ندارد در حالی که این موضوع به عنوان یکی از محورهای مهم تحقیقاتی در مجامع علمی و کاربردی در گستره بین المللی مطرح می باشد. به دلیل اهمیت کاربردی این موضع نتایج حاصل عمدتا به صورت نرم افزارهای تخصصی به شیوه تجاری مطرح شده است. 

فعالیت های انجام شده در این پروژه در چهار فاز کاری صورت گرفته است فاز اول شامل گردآوری منابع می باشد در یک نگاه کلی منابع شامل موارد زیر می باشند: 

1- مقالات ارائه شده در کنفرانس های بین المللی 

2- کتب انتشار یافته 

3- سایت های تولیدکنندگان محصولات صنعتی از جمله سیستم های کنترلی توزیع یافته DCS

4- تجربه افراد شاغل در صنعت نفت و گاز از جمله تجربه 5 ساله اینجانب در پالایشگاه گاز 

در فاز دوم ابتدا با استفاده از تجربه افراد شاغل در صنعت، مشکلات موجود در صنایع فرآیندی که به حلقه های کنترل ارتباط داشته مورد شناسایی قرار گرفته سپس با مطالعه منابع موجود روش های شناسایی این مشکلات و راهکارهای رفع آنها جمع آوری گردید. شبیه سازی واحد نمونه صنعتی در محیط HYSYS و کدنویسی معیارها ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی در محیط Matlab به طور موازی در فاز سوم اجرا شده است. نرم افزار HYSYS یک نرم افزار قوی و شناخته شده جهت شبیه سازی فرآیندهای صنعتی در حالت استاتیک و دینامیک می باشد نرم افزار Matlab دارای یک محیط قوی و مناسب جهت محاسبات پیچیده می باشد.