عنوان : مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word
قیمت : 59,700 تومان
توضیحات در پایین همین صفحه

درگاه 1

توجه : دریافت شماره تلفن همراه و آدرس ایمیل صرفا جهت پشتیبانی می باشد و برای تبلیغات استفاده نمی شود

هدف ما در این سایت کمک به دانشجویان و دانش پژوهان برای بالا بردن بار علمی آنها می باشد پس لطفا نگران نباشید و با اطمینان خاطر خرید کنید

توضیحات پروژه

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word دارای 48 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات 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 مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word :

-1كنترل و اتوماسیون
در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد كه این بهبود هم در كمیت و میزان 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. بسیاری از كارخانه ها كارگران خود را برای كنترل تجهیزات می گمارند و كارهای اصلی را به عهده ماشین می گذارند. كارگران برای اینكه كنترل ماشینها را به نحو مناسب انجام دهند لازم است كه شناخت كافی از فرآیند كارخانه و ورودیهای لازم برای عملكرد صحیح ماشینها داشته باشند. یك سیستم كنترل باید قادر باشد فرآیند را با دخالت اندك یا حتی بدون دخالت اپراتورها كنترل نماید. در یك سیستم اتوماتیك عملیات شروع، تنظیم و توقف فرآیند با توجه به متغیر های موجود توسط كنترل كننده سیستم انجام می گیرد.

2-1مشخصات سیستمهای كنترل
هر سیستم كنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی . بخش ورودی وضعیت فرآیندو ورودیهای كنترلی اپراتور را تعیین كرده و می خواند بخش پردازش با توجه به ورودیها، پاسخهاو خروجیهای لازم را می سازد و بخش خروجی فرمانهای تولید شده را به فرآیند اعمال می كند. در كارخانه غیر اتوماتیك بخش پردازش رااپراتورها انجام می دهند.
اپراتور با مشاهده وضعیت فرآیند، به طور دستی فرامین لازم را به فرآیند اعمال می كند.

ورودیها
در قسمت ورودیها، مبدلهای موجود در سیستم، كمیتهای فیزیكی را به سیگنالهای الكتریكی تبدیل می كند. در صنعت مبدلهای زیادی نظیر دما ، فشار، مكان، سرعت،
شتاب و غیره وجود دارند. خروجی یك مبدل ممكن است گسسته یا پیوسته باشد.

خروجیها
در یك كارخانه عملگرهایی وجود دارند كه فرامین داده شده به آنها را به فرآیند منتقل می كنند. پمپها، موتورها و رله ها از جمله این عملگرها هستند. این وسایل فرامینی را كه از بخش پردازش آمده است(این فرامین معمولا الكتریكی هستند)به كمیتهای فیزیكی دیگر تبدیل می كنند. مثلا یك موتور، سیگنال الكتریكی را به حركت دوار تبدیل می كند. ادوات خروجی نیز می توانند عملكرد گسسته ویا پیوسته داشته باشند.

پردازش
در یك فرآیند غیر اتوماتیك اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خود و با توجه به سیگنالهای ورودی، فرامین لازم را به فرآیند اعمال می كنند. اما در یك سیستم اتوماتیك، قسمت پردازش كنترل كه طراحان در آن قرار داده اند، فرامین كنترل را تولید می كنند. طرح كنترل به دو صورت ممكن است ایجاد شود. یكی كنترل سخت افزاری و دوم كنترل برنامه پذیر.
در یك سیستم با كنترل سخت افزاری، بعد از نصب سیستم، طرح كنترل ثابت و غیر قابل تغییر است. اما در سیستمهای كنترل برنامه پذیر. طرح كنترلی در یك حافظه قرار داده می شود و هر گاه لازم باشد، بدون تغییر سخت افزار و فقط برنامه درون حافظه، طرح كنترل را می توان تغییر داد.

3-1 انواع فرآیند های صنعتی
در صنایع امروز طیف متنوعی از فرآیندهای تولید وجود دارند. از نظر نوع عملیاتی كه در فرآیند انجام می شود، فرآیند ها را می توان به سه گروه تقسیم كرد:
• تولید پیوسته
• تولید انبوه
• تولید اجزای جدا
سیستم كنترلی كه برای یك فرآیند بكار گرفته می شود باید با توجه به نوع آن باشد.

فرآیند تولید پیوسته
در یك تولید پیوسته مواد در یك ردیف و بطور پیوسته وارد فرآیند شده و در سمت دیگر، محصول تولیدی خارج می گردد. فرآیند تولید، ممكن است در یك مدت طولانی به طور پیوسته در حال انجام باشد. تولید ورق فولاد نمونه ای از فرآیند است. در خط تولید ورقه فولاد. بلوكهای گداخته فولاد ازبین چندین غلتك عبور می كند و تحت فشار قرار می گیرد.
در اثر فشار ضخامت قطعه فولاد رفته رفته كم شده و در انتهای خط تولید ورقه فولاد تولید می گردد. بسته به طول فولاد چندین دقیقه طول می كشد تا تولید یك ورقه، كامل گردد.

فرآیند تولید انبوه
در چنین فرآیندی میزان مشخصی از مواد اولیه وارد خط شده و پس از طی مراحل تولید مقدار مشخصی محصول به وجود می آید.
فرآیند تولید اقلام مجزا
در این نوع فرآیند، هر محصول در طول خط تولید از قسمتهای مختلفی می گذرد و در هر بخش، عملیات مختلفی روی آن انجام می گیرد. در هر قسمت ممكن است اجزایی به محصول اضافه شود تا در انتهای خط تولید، محصول كامل ساخته شود.

4-1 استراتژی كنترل
كنترل حلقه باز
ایده اصلی در این كنترل این است كه سیستم تا حد ممكن دقیق طراحی شود. به طوری كه خروجیهای دلخواه را تولید كند و هیچ اطلاعاتی را از خروجی فرآیند به كنترل كننده برگردانده نشود تا كنترل كننده تشخیص دهد آیا خروجی در حد مطلوب است یا خیر. بدین خاطر ممكن است خطای خروجی در بعضی مواقع خیلی زیاد باشد. در یك سیستم با كنترل حلقه باز تا وقتی كه اختلال و جود نداشته باشد فرآیند به خوبی عمل می كند، اما اگر اختلال نا خواسته ای باعث شود، خروجیها از حد مطلوب خارج شوند در این صورت ممكن است سیستم كلی از كنترل خارج شود.

كنترل پیشرو
درموقعی كه اختلالات خارجی كه بر عملكرد سیستم تاثیر می گذارد شناخته شده باشند می توان با مشاهده و اندازه گیری میزان اختلال تا حد امكان اثر اختلال را جبران نمود. این نوع كنترل را كنترل پیشرو می گویند. این نحوه كنترل هنگامی كه میزان اختلال كم باشد و بتوان به طور دقیق آن را اندازه گرفت مناسب است. اما اگر اختلال خیلی زیاد باشد شیوه مناسبی نیست. همچنین در مواقعی كه اندازه گیری خروجی به طور مستقیم امكان پذیر نباشد، این نوع كنترل مناسب نیست.

كنترل حلقه بسته (Field back) :
در این كنترل برای جبران اثر اختلال ، خروجی سیستم اندازه گیری می شودو در صورتی كه خروجی از مقدار مطلوب فاصله داشته باشد، تدابیر كنترلی مناسب برای جبران آن اعمال می شود. به این صورت كه خروجی سیستم اندازه گیری شده و تفاوت آن با مقدار مطلوب محاسبه می گردد. تفاوت بین این دو كمیت به كنترل كننده داده شده و كنترل كننده با توجه به میزان این خطا فرآیندرا كنترل می نماید.

سیگنال خطا=نقطه تنظیم – میزان اندازه گیری شده E=SP-MV
باید توجه كرد كه صفر نمودن خطا در عمل امكان پذیر نیست ودر هر سیستم كنترلی همیشه تفاوت ناچیزی بین خروجی مطلوب و خروجی واقعی وجود خواهد داشت، اما تا وقتی كه این خطا تا حد قابل قبول باشد از آن چشم پوشی می گردد.

5-1 انواع كنترلر ها
كنترلر مغز متفكر یك پردازش صنعتی است و تمامی فرامینی را كه 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. در واقع هرگاه پروسه های صنعتی به تنهایی و بدون استفاده از كنترل كننده در حلقه كنترل قرار گیرند معمولا پاسخهای مطلوبی را به لحاظ ویژگیهای گذرا یا ماندگار نخواهند داشت. بنابراین انتخاب و برنامه ریزی یك كنترلر مناسب از مهمترین مراحل یك پروسه صنعتی است. انتخاب كنترلر با توجه به درجه اهمیت پاسخ گذرا یا ماندگار و یا هر دو و همچنین ملاحظات اقتصادی ویژه صورت می پذیرد.

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.
كنترلر ها از نظر نوع عملكرد به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:
1-5- 1كنترلر های ناپیوسته (گسسته)
• كنترلر های دو وضعیتی: این نوع كنترلرها ساختمانی ساده و كم حجم دارند و به نسبت ارزانتر از دیگر كنترلرهای پیچیده هستند به همین خاطر كاربردهای فروانی در صنعت و در مكانهایی كه كنترل تركیبی ، پیوسته و پیچیده مورد نظر نیست دارند.
• كنترلر های سه وضعیتی
• كنترلرهای چند وضعیتی

انواع كنترلرها
2-5-1 كنترلر های پیوسته:
كنترلر تناسبی: (Proportional)
در این نوع كنترلر بین خروجی و ورودی یك نسبت مستقیم وجود دارد با یك ضریب مشخص كه آنراگین یا بهره كنترل كننده می نامند.
سیگنال خطا *Kp = خروجی
البته كنترلر تناسبی به تنهایی كافی نیست . زیرا وقتی خروجی سیستم بسمت مقدار مطلوب پیش می رود، خطا كاهش یافته و در نتیجه خروجی كنترلی نیز كم می گردد.
بنابراین همواره یك خطای ماندگار بین مقدار مطلوب و خروجی واقعی وجود دارد.
این خطا را می توان با افزایش بهره كنترل كننده كاهش داد اما باعث ناپایداری سیستم و نوسان خروجی می شود. برای حل این مشكلات معمولا كنترلر تناسبی را همراه كنترلرهای مشتق و انتگرال بكار می برند.

كنترلر انتگرالی(Integral):
همانطور كه از نامش پیداست بین ورودی و خروجی یك رابطه انتگرالی برقرار است
این كنترلر برای جبران خطای ماندگار به كار می رود، زیرا تا وقتی كه خطایی در خروجی وجود داشته باشد، جمله انتگرال تغییر پیدا می كند و در نتیجه خطای خروجی رفته رفته كاهش می یابد.

كنترلر تناسبی – انتگرالی (PI) :
كنترلر PIتركیبی از كنترلر انتگرالی و تناسبی است كه به صورت موازی بهم وصل شده اند. (شكل2-5) این كنترلر اگر بطور صحیح طراحی شود مزایای هر دو نوع كنترل انتگرالی و تناسبی را خواهد داشت . پایداری ، سرعت و نداشتن خطای حالت ماندگار از ویژگیهای این كنترلر است.

شكل 2-5 : كنترلر PI

كنترلر تناسبی – مشتق گیر(PD):
كنترلر PDاز تركیب موازی دو نوع كنترلر مشتق گیر و انتگرالی ایجاد می شود.
كنترلر مشتق گیر دارای این مشخصه است كه خود را سریعا با تغییرات ورودی هماهنگ می كنند
لذا در مواردی كه پاسخ سریع خروجی مد نظر است می توان از این نوع كنترلر ها استفاده كرد اما از انحایی كه عمل مشتق گیری باعث تقویت نویزهای موجود در محیط پروسه می شوند و به علاوه مشتق گیرها تنها نسبت به تغییرات ورودی حساسیت نشان می دهند بنابراین مشتق گیرها به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرند بلكه هرگاه نیاز به خاصیت مشتق گیری در یك پروسه باشد ، كنترلر آن را به صورت مشتق گیر- تناسبی یا مشتق گیر- انتگرالی یا مشتق گیر- تناسبی – انتگرالی می سازند.
كنترلرPID:

این نوع كنترلر از تركیب موازی سه كنترلر تناسبی ، انتگرالی و مشتق گیر ایجاد می شود و متداولترین نوع كنترلر در صنایع می باشد.

شكل3-5 : كنترلرPID
انواع دیگری از كنترلرها كه از نظر منبع تغذیه مورد استفاده ، ساختمان داخلی و انواع كاربردها با كنترلر های ذكرشده در بالا اندكی متفاوت هستند.
• كنترلر های نیوماتیكی(Pneumatic): این نوع كنترلر از باد و هوای فشرده بعنوان منبع تغذیه استفاده می كند. بدلیل ساختمان ساده، راحتی تعمیر و نگهداری ، ایمنی در برابر انفجار و اتش سوزی و ارزانی انها كاربردهای فراوانی در صنعت داشته اند و امروزه بدلیل جایگزین شدن سیستمهای پیچیده الكترونیكی و نرم افزارهای كنترلی قابل تغییر و پیاده سازی بر روی سیستمهای الكترونیكی ، كمتر از كنترلر های نیوماتیكی استفاده می شود.

• كنترلر های هیدرولیكی(Hydraulic): این نوع كنترل كننده ها از نیروی روغن هیدرولیك تحت فشار به عنوان منبع تغذیه استفاده می كنند، مزایای زیادی كه اینگونه سیستمها دارند، باعث شده تا جای خوبی برای خودشان در صنعت باز كنند و در جاهایی كه حركات تحت فشار و وزن بالا انجام می پذیرد سیستمهای هیدرولیك بهترین و دقیق ترین عملكرد را از خود نشان می دهند كنترلر های هیدرولیك علاوه بر قابلیت انجام حركت سنگین بطور پیوسته دارای دقت و سرعت عمل بسیار خوبی نیز می باشند. امروزه با وجود جایگزینی مدلهای الكترونیكی پیچیده تر و كارامد تر هنوز هم نمی توان كارایی های بالا و منحصر به فرد سیستمهای هیدرولیكی را نادیده گرفت.
• كنترلرهای الكترونیكی (Electronic): كنترلرهای الكترونیكی ، كنترلرهایی هستند كه از نیروی الكتریسیته جهت كنترل، هدایت و فرمان دادن استفاده می كنند .
6-1 سیر تكاملی كنترل كننده ها

در سال 1940 برای نماسازی دستگاههای كنترلی از سیگنال فشار 3psi تا 15psi استفاده می شده است . در سال 1960سیگنالهای استاندارد انالوگ 4mA-20mA برای كنترل ابزار دقیق مورد استفاده قرار گرفته است در همان زمان برخی از استانداردهای دیگر نیز بوجود آمد. توسعه پردازنده دیجیتال در دهه 70میلادی ، استفاده از كامپیوترهای رابرای نماسازی و كنترل یك سیستم ابزار دقیق از یك نقطه مركزی توسعه داد. در دهه 90 برای بهینه سازی اجرای سیستم های كنترل و فشردگی بیشتر سیستها فیلدباس ایجاد گردید كه به تدریج استاندارد شد. انچه تصویرزیربیان می كند این است كه سیر پیشرفت علم كنترل از اتوماسیون مكانیكی اغاز گردیده و سپس با اتوماسیون پنوماتیك ادامه یافته و پس ازآن بسمت الكتریكی شدن پیش رفته است . پس از ایجاد كنترل كننده های قابل برنامه ریزی ، انفور ماتیك و الكترونیك رشد كرده و به شیوه الكترونیكی در حجم گسترده تری بوجود آمده است.

آزمایش کنترل سطح مایع
مقدمه
فرآیند های كنترل سطح و دبی مایع موارد استفاده زیادی دارد . به طور یكه می توان گفت
كلیه ی واحد های عملیاتی در صنعت ازجمله رآكتورهای شیمیایی ، مخازن نگهداری ، سیستم خطوط لوله ، مبدلهای حرارتی و بسیاری از موارد دیگر نیاز به این سیستم كنترل دارند . کنترل سطح مایع در صنایع مختلف ازجمله پالایشگاه نقش حیاتی و عمده ای دارند.
تئوری آزمایش
جهت كنترل سطح مایع روشهای كنترلی زیادی وجود دارد
1 كنترل دستی
2 كنترل ON/of
3. استفاده از كنترلر ها

كنترلر ها انواع مختلفی دارند كه ما در این آزمایش سه نوع كنترلر را مورد بحث قرار
می دهیم : 1)كنترلر تناسبی 2)كنترلر تناسبی انتگرالیPI 3) كنترلر تناسبی- انتگرالی -مشتقی كه در این آزمایش هدف ما طراحی یك كنترلر جهت كنترل سطح مایع می باشد.
كنترلر تناسبی :
در این عمل رابطه ای خطی بین خروجی و ورودی كنترل كننده وجود دارد.
كنترلر تناسبی انتگرالیPI
خروجی از این كنترل كننده ها به طور خطی متناسب با مجموع خطا و انتگرال خطاست.
كنترلر تناسبی- انتگرالی- مشتقی:

در این كنترل كننده ها خروجی به طور خطی متناسب با مجموع خطا و مشتق خطا و انتگرال خطاست.
طراحی كنترلر ها
دو روش كلاسیك جهت تنظیم كنترل كننده های PID توسط زیگلر- نیكولز در سال 1942 ارائه شده است كه هنوز به صورت گسترده در صنعت استفاده می شوند . در این روش مدل تخمین زده شده جداولی در اختیار در قرار می گیرند كه ضرایب كنترل كننده را مشخص می سازد . این ضرایب بایستی در عمل با مشاهده رفتار حلقه بسته سیستم تنظیم گردند لذا به این روشها روشهای زیگلر نیكولز گفته می شود. زیگلر نیكولز دو روش را پیشنهاد كرده اند كه این دو روش عبارتند از : 1)روش پاسخ پله2)روش پاسخ فركانسی ما در این آزمایش از روش پاسخ فركانسی استفاده می كنیم پس به بررسی روش پاسخ فركانسی می پردازیم.

روش پاسخ فركانسی:
نقطه نهایی ارتباط مستقیمی با ناپایداری سیستم دارد . به تجربه مشاهده شده است كه بسیاری از سیستم های مدار بسته با كنترل كننده تناسبی با فركانسی كه بهره كنترل كننده افزایش می یابد . ناپایدار می گردد . زمانی كه مقدار بهره به میزانی تنظیم گردد كه سیستم در مرز
ناپایداری قرار گیرد رابطه بین ورودی و خروجی فرآیند حتماً 180- اختلاف فاز خواهد داشت . زمانی كه به مرز ناپایداری برسیم مقدار حلقه بایستی به 1- رسیده باشد. یعنی : لذا اگر به حالت مرز ناپایداری نزدیك شویم مقدار نهایی در پاسخ فركانسی از رابطه زیر تعیین می شود . لذا فركانس نهایی همان فركانس نوسانات در مرز ناپایداری بوده و مقدار بهره فراید از رابطه زیر تعیین خواهد شد.

تعیین PB
میزان PB از آزمایش پاسخ فركانسی یا بر حسب میزان كنترل كننده تناسبی و یا از روی دامنه رله در فیدبك محاسبه می شود . كه در این آزمایش ما با استفاده از كنترل كننده تناسبی ضرایب را به دست آوردیم. در این روش PB های مختلف را برای سیستم امتحان می نیم تا سیستم به نوسانات منظم دست یابد در این حالت به PB مطلوب دست یافته ایم و با استفاده از جدول زیگلر نیكولز ضرایب مورد نیاز جهت طراحی كنترلر PI,PID مشخص می شوند.

شرح دستگاه:
این دستگاه متشكل از دو مخزن می باشد كه هدف ما در این آزمایش كنترل سطح مایع در مخزن بالایی می باشد . مخزن پایینی آبی را كه به واسطه ی كنترل سطح مایع از مخزن بالایی خارج میشود جمع می كند.
پمپ: كه با خاموش و روشن كردن آن می توان جریان آب را برقرار یا قطع كرد .
شیر مغناطیسی : این شیر كه به تانك بالایی متصل است اجازه می دهد كه جریان آب از تانك بالایی به تانك پایینی جریان یابد .
شیر مغناطیسی : كه اجازه می دهد آب به تانك بالایی جریان یابد با باز بودن ارتفاع از در تانك بالایی افزایش و با بسته شدن آن ارتفاع كاهش می یابد.
شیر های دستی : شیر MV3 در زیر تانك بالایی به طوری كه وقتی شیر MV2 به طور كامل بسته باشد و شیر MV1 به طور كامل باز باشد جریان از
می گذرد .
یك شمای كلی از سیستم كنترل سطح مایع در یك مخزن را می توان به صورت زیر در نظر گرفت :

شرح آزمایش
كنترل دستی سطح با استفاده از یك سیستم مدار باز
با استفاده از این روش سطح مایع داخل تانك را می توان از طریق یك سیستم مدار باز و به صورت دستی تنظیم كرد. جهت انجام این آزمایش مدار سیم كشی مربوط به آن را می بندیم. (به دستور كار آزمایشگاه كنترل فرآیند مراجعه شود. ) جهت كنترل سطح باید آنقدر با دست شدت جریان را تغییر دهیم تا به مقدار set point برسیم. اگر در این حالت اغتشاشی به سیستم وارد كنیم مثلاً مقدار دبی ورودی را به میزان مشخصی زیاد كنیم سیستم قادر به كنترل سطح نمی باشد تا وقتی كه خودمان با دست دبی را كم كنیم .

كنترل on/off سیستم
یكی از ساده ترین روشهای كنترل كردن سیستم كنترل مدار باز است این روش یك روش كنترل محسوب نمی شود زیرا سیستم بدین طریق كنترل نمی شود . اگرچه برای كنترل دستی یك سیستم باز ترتیب داده می شود ولی نمیتوان به آن كنترل مدار باز اطلاق نمود زیرا در این صورت از طرف كسی كه سیستم را on/off می كند یك فیدبك به سیستم داده می شود در صورتی كه در مدار نباید هیچ گونه فید بكی وجود داشته باشد. وقتی از روش on/off استفاده می كنیم وسایل مورد نیاز به طور كلی بسته و یا باز هستند و هیچ حد وسطی وجود ندارد. به سه طریق زیر می توان ارتفاع داخل تانك را كنترل كرد :

1 كنترل سیستم از طریق on/off كردن پمپ
2 كنترل سیستم از طریق on/off شیر مغناطیسی SV2
3. كنترل سیستم از طریق on/off نمودن شیر مغناطیسی SV1

این آزمایش از طریق on/off نمودن پمپ قابل انجام می باشد ولی از آنجا كه در این آزمایش پمپ مكرراً خاموش و روشن می شود تا مقدار آب را داخل تانك كنترل كند و بدین طریق عمر پمپ كوتاه می شود بنابر این روش ، روش مناسبی جهت كنترل نمودن ارتفاع جریان نمی باشد.
كنترل سیستم از طریق نمودن on/off شیر مغناطیسی SV2

در این مرحله جهت كنترل ارتفاع از شیر مغناطیسی استفاده می شود كه به تانك بالایی متصل است و اجازه می دهد كه جریان آب از تانك بالایی به تانك پایینی جریان پیدا می كند . در این صورت موقعی كه ارتفاع واقعی بالای مقدار مطلوب باشد شیر بایستی باز شود تا مقدار آب بیشتری بتواند خارج شود و زمانی كه مقدار واقعی زیر مقدار مطلوب باشد كلید آن بایستی خاموش شده و شیر بسته شود و در نتیجه ارتفاع آب می تواند افزایش یابد. جهت انجام این آزمایش موارد زیر را انجام می دهیم:

دیاگرام سیم كشی مربوطه را كامل می كنیم. (به دستور كار آزمایشگاه مراجعه شود). سپس شیر MV2 را به طور كامل باز كرده و شیر دستی MV3 را تا 50% باز می نماییم. وقتی hystresis را روی مقدار مینیمم قرار دیم چون حساسیت روی مینیمم است با كوچكترین تغییری باز و بسته می شود تا سطح را كنترل كند و این امر سبب كاهش عمر دستگاه می شود بنابراین سعی می كنیم hystresis را روی مقدار ی میانی قرار داده در این حالت حساسیت نسبت به تغییر ارتفاع كمتر بوده و تعداد باز وابسته شدن كاهش می یابد.
كنترل سیستم از طریق on/off نمودن شیر مغناطیسی SV1

سیم كشی مربوط به این حالت را با توجه به دستور كار آزمایشگاه بسته شیر MV3 در زیر تانك اصلی را در حدود 50% باز كرده و شیر MV2 را به طور كامل می بندیم و شیر MV1 را به طور كامل باز نموده این امر سبب می شود كه جریان ازSV1 بگذرد. چنانچه hysterises را در وضعیت مینیمم قرار دهیم سرعت خاموش و روشن شدن SV1 بسیار زیاد می باشد طوری كه به محض اینكه ارتفاع سطح در مخزن افزایش می یابد 1SV بسته شده و وقتی ارتفاع مایع كم شود شیر باز می شود.
كنترل سطح با استفاده از سیستم مدار بسته تناسبی

مدار مربوطه را با مراجعه به گزارش كار آزمایشگاه بسته و مراحل زیر را انجام می دهیم:
1 شیر MV3 را بسته و MV2 وSV2 را باز می كنیم .
2 اتصال PI را با كامپیوتر برقرار می كنیم.
هدف در این قسمت تعیین ضرایب زیگلر نیكولز برای كنترل كننده ها می باشد كه برای اینكار با توجه به آنچه در تئوری گفته شود عمل می كنیم.

PB=7. 5

PB=6. 5

PB=5. 5

مشاهده می شود كه نوسانات نامنظم است PB را كاهش می دهیم تا به نوسانات منظم دست یابیم.

PB=4. 5

PB=3. 5

نوسانات منظم است، زمان یک نوسان کامل را اندازه می گیریم. Tu=14 PB*2=7 PI: PB*2. 2=7. 7 Tr=Tu/1. 2=14/1. 2=11
PB=7

PB=8

PID: PB*1. 2=6 Tr=7 Tu=2

کنترلر P بهترین کنترلر برای کنترل سطح است.
بحث و بررسی نتایج حاصله
آنچه كه مهم است در فرآیند های شیمیایی سطح مایع نباید روی میزان دقیقی كنترل شود بلكه این میزان دارای حداقل و حداكثر می باشد . در نتیجه استفاده از یك كنترل كننده ی تناسبی با افت كنترل مناسب جوابگوی نیاز خواهد بود . این امر سبب می شود كه جریان خروجی از سیستم سطح مایع دارای نوسان شدید نباشد. با افزایش شدت جریان ورودی ارتفاع ورودی مایع سریعاً افزایش و با كاهش آن كاهش می یابد كنترل كننده ی تناسبی به آرامی تغییرات سطح مایع را كنترل كرده و مانع از فرا رفت زیاد در جریان خروجی از سیستم (كه معمولاً در فرآیند ها این جریان خروجی از سیستم كه معمولاً در فرآیند ها این جریان خروجی به سیستم بعد خواهد رفت) می گردد و معمولاً چون از مخازن سطح مایع به عنوان جزء واسطه استفاده می نماییم هدف این است كه جریان خروجی از این مخازن جریان های پیوسته و با تغییرات كم باشد و اگر كنترل كننده ای استفاده شود كه تغییرات سطح مایع یا تغییرات در شدت مایع ورودی به مخزن را خیلی سریع در شدت جریان خروجی اثر دهد دیگر استفاده از این مخازن بی معنی خواهد بود .

یعنی مثل این است كه به جای مخازن لوله ای قرار داده ایم كه تغییرات میزان جریان ورودی عیناً در خروجی ظاهر می شود. به همین علت استفاده از كنترل كننده ی PI در سیستم های كنترل سطح مایع توصیه نمی شود. زیرا عمل انتگرال برگشت دادن سریع سطح مایع در مخزن توسط تغییرات شدید شدت جریان خروجی از آن خواهد بود و این تغییرات روی عملكرد سیستم هایی كه از این مخزن به طور سری تغذیه می شوند تاثیر نامطلوبی خواهد گذارد .

در سیستم هایی كه كنترل دقیق سطح مایع مورد نیاز است مثل راكتور هایی كه زمان اقامت مواد در آن حائز اهمیت باشد استفاده از كنترل كننده ی PI اجتناب ناپذیر است.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید


دانلود مقاله آزمايشگاه كنترل فرآيند در word
قیمت : 59,700 تومان

درگاه 1

Copyright © 2014 cpro.ir
 
Clicky