دانلود پایان نامه

شکل 4-18- پیاده سازی الگوریتم کنترلی PID در نرم افزار SpecView
در کنترولر طراحی شده در صفحه کنترلر PID مقادیر پارامترهای PID قابل مشاهد و تنظیم است همچنین مقدار خروجی لحظه ای بر حسب درصد و مقدار عددی DAC و پارامترهای مرتبط با مصرف انرژی قابل مشاهده است دراین کنترولر مقدار حداکثر مجاز خروجی قابل تنظیم است که در این آزمایش حداکثر مقدار خروجی 100 درصد تنظیم شده است در صفحه کنترولر مقدار دمای AT با رنگ قرمز و مقدار SP با رنگ سبز نمایش داده می شود .همچنین جستار به نمودار های مختلف که در نرم افزار مورد نیاز است و برنامه پروگرامر از این صفحه قابل دسترسی است .در هنگام طراحی نرم افزار جهت انجام فرآیند آزمایشی مانند مراحل قبل نمودار های لازم جهت امکان بررسی و تحلیل نتایج پس از آزمایش در نرم افزار تعریف گردید .
شکل 4-19-کنترولر PID طراحی شده در محیط نرم افزاری SpecView
4-7-2-بررسی و تحلیل نمودار های مرتبط با مصرف انرژی در آزمایش سوم
در آزمایش سوم یک فر آیند گرمایشی با استفاده از الگوریتم PID بدون اعمال محدودیت در حداکثر توان اجرا گردید و مانند آزمایشهای قبلی نمودار های لازم رسم گردید .
شکل 4-20-نمودار پارامترهای دما سیستم کنترل PID بدون محدودیت توان
همانطور که در شکل 4-4 مشاهده می گردد با به کاری روش کنترل PID با ثابت های P=1.0 I=60S D=1S و مقدار نوسان دما نسبت به آزمایش اول تا حد زیادی کاهش یافته است و دقت کنترل منحنی هم تا حدود زیادی بهبود یافته و از نوسانات دمای قطعه کاسته شده است .حال به بررسی نمودار پارامترهای مصرف انرژی می پردازیم .
شکل 4-21- نمودار پارامترهای انرژی در سیستم کنترل PID بدون اعمال محدودیت توان
همانطور که در شکل 17 مشاهده می شود با به کارگیری الگوریتم کنترلی PID مقدار مصرف انرژی در طول سیکل برابر با 7/3 کیلووات و مقدار حدااکثر اوج بار 5100 وات می باشد .با به کاری گیری روش PID مقدار مصرف انرژی نسبت به آزمایش اول 2/0 کیلوات ساعت یعنی به میزان 5 درصد کاهش پیدا می کند با اینکه مقدار حداکثر اوج بار کاهش پیدا نکرده در مقایسه با نمودار آزمایش اول مدت زمانی که سیستم در اوج بار بوده است کاهش پیدا کرد ه است .بنابراین نتیجه گیری می شود که بهبود روش کنترل فرآیند بر کاهش مصرف انرژی تاثیر زیادی داشته است .در مرحله بعدی نمودار پارامترهای دما و مصرف انرژی به صورت توام مورد بررسی قرار می گیرد.
در بررسی نمودار توام پارامترهای دما و انرژی و مقایسه آن با نمودار متناظر در آزمایش اول مشاهده می گردد که بعد از افزایش اوج بار تا حداکثر مقدار با یک افزایش سریع در دما مواجه هستیم که مقدار مطلق خطا را افزایش می دهد و با کاهش اوج بار میزان خطا در سیستم کاهش پیدا می کند.
شکل4-22-نمودار مربوط به پارامترهای دما و مصرف انرژی در سیستم کنترل PID به طور توام
با توجه به اینکه در آزمایش سوم مانند آزمایش اول مقدار اوج بار محدود نشده و مقدار اوج با تا 5100 وات افزایش پیدا کرده است بنابراین با اعمال محدودیت در اوج بار مصرفی فرآیند را در آزمایش چهرم مجددا تکرار می گردد.
4-8-آزمایش چهارم بررسی روند مصرف انرژی در روش PID همراه با اعمال محدودیت توان
4-8-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش چهارم
با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایش سوم همانند آنچه در آزمایش دوم انجام شد در هر Segment با استفاده از مقدار پارامترهای جدول 4-5- حداکثر مقدار توان در هر مرحله محدود گردید و فرآیند گرمایشی را با در نظر گرفتن شرایط جدید و محدودیت توان تکرار شد.
4-8-2-بررسی و تحلیل نمودار های مرتبط با مصرف انرژی در آزمایش چهارم
بعداز اعمال محدودیت توان در هریک از مراحل فرآیند آزمایشی مجددا روش کنترلی PID در آزمایش چهارم اجراء گردید منحنی پارامترهای دما مطابق شکل زیر می باشد .
4-23- نمودار پارامترهای دما نسبت به زمان در روش کنترلی PID و محدودیت توان
با اعمال محدودیت بر حداکثر توان عملکرد سیستم به نحو چشمگیری بهبود می یابد و مقدار مطلق خطا تا حد زیادی کاهش یافته و منحنی SP تقریبا بر منحنی PV منطبق می گردد. در مقایسه با نمودار متناظر دما با آزمایش اول تا سوم مشخص می گردد که پیاده سازی روش کنترلی PID به همراه اعمال محدودیت در حداکثر مقدار توان عملکرد فرآیند تا حد بسیار زیادی بهبود بخشیده است و مقدار نوسانات درجه حرارت تا حد بسیار زیادی کاهش یافته است .نمودار بعدی منحنی پارامترهای مرتبط با مصرف انرژی است . با اعمال محدودیت توان در سیستم کنترل PID مقدار کل مصرف انرژی به 6/3 کیلووات ساعت کاهش پیدا می کند که در مقایسه با آزمایش اول که مقدار مصرف 9/3 کیلووات ساعت بود مقدار مصرف انرژی به میزان 3/0 کیلووات ساعت که معادل 7/7 درصد است کاهش پیدا کرد است وبا توجه به محدودیت های اعمال شده در سیستم نرم افزاری مقدار اوج بار مصرفی 1500 وات می باشد .
4-24-نمودار پارامترهای مربوط به انرژی در سیستم کنترل PID با در نظر گرفتن محدودیت توان
در مرحله بعد نمودار مربوط به پارامترهای دما و پارامترهای مصرف انرژی به صورت توام بررسی می گردد.
در بررسی نمودار توام پارامترهای دما و انرژی و مقایسه آن با نمودارهای متناظر در آزمایشهای اول و دوم مشاهده می گردد که با توجه به کارگیری الگوریتم PID دقت عملکرد فرآیند به نحو چشمگیری افزایش پیدا کرده است .همچنین در مقایسه نمودار آزمایش مشاهده می گردد که به کار گیری روش محدودیت توان باعث بهبود عملکرد سیستم و کاهش مصرف انرژی شد ه است .بنابراین به کارگیری الگوریتم PID و محدودیت توان هردو در بهبود عملکرد فرآیند موثر بوده اند .در بررسی منحنی مربوط به توان لحظه ای مشاهده می گردد که با وجود اعمال محدودیت در مقدار توان هنوز این منحنی دارای نوسان است ود بسیاری موارد توان خروجی برابر با صفر می گردد .این مسئله موید این مطلب که عمل پیش بینی مقدار توان در هر مرحله دقت لازم را ندارد .بنا براین با اصلاح فرآیند در طراحی آزمایش پنجم سعی می شود تا بازه زمانی پیش بینی تا حد ممکن کاهش یابد .