دانلود پایان نامه

4-4-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش اول
معمولا در فرآیند های صنعتی جهت کنترل روند افزایش دما و نگهداری آن یک منحنی دما بر حسب زمان در نظر گرفته می شود و عمل گرمایش بر طبق این منحنی صورت می گیرد جهت انجام فرآیند آزمایشی موضوع این تحقیق یک سیکل گرمایشی تعریف می شود که مطابق با شکل 4-9- می باشد .
شکل 4-9-نمودار فرآیند حرارتی آزمایشی
در این فرآیند در مرحله اول دما در مدت زمان 2 ساعت از 40 به 300درجه سانتی گراد می رسد.وسپس در دمای 300 درجه به مدت 1 ساعت توقف می نماید سپس دما در مدت زمان 2 ساعت به 600 درجه سانتی گراد می رسد و بعد از آن به مدت 1 ساعت در این دما توقف می نماید.هدف از انجام آزمایشات در این قسمت مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در طول این سیکل گرمایشی می باشد این سیکل گرمایشی انتخابی است و در صورت لزوم می توان منحنی های متفاوتی را تعریف نمود .
جهت انجام این فرآیند باید یک پروگرامر در سیستم نرم افزاری SCADA طراحی شود تا نرم افزار امکان کنترل فرآیند بر اساس منحنی تعریف شده را داشته باشد .در فرآیند آزمایشی از یک پروگرامر 30 مرحله ای در محیط نرم افزار SpecViewکه توسط اینجانب جهت یک پروژه عملیات حرارتی طراحی شده است استفاده شد که صفحه نمایش آن مطابق شکل 7 می باشد.در این پروگرامر که به وسیله Strategy Controller در محیط نرم افزار SpecView طراحی شده مقادیر دما و روند افزایش و یا کاهش و نگهداری دما به ترتیب در segment ها پروگرامر وارد می شود .پروگرامر ابتدا مقدار شیب گرمایش را برای هر مرحله به طور جداگانه محاسبه می نماید در شروع مرحله اول با قراردادن شیب مرحله اول در حافظه در هر ثانیه مقدار Setpoint را افزایش می دهد بعداز پایان هر مرحله با توجه به شیب گرمایش جدید شیب گرمایش قبلی را جایگزین می نماید.این پروگرامر در کنترل سیکل حرارتی دارای دقت 1/0 درجه سانتی گراد می باشد و در صورت نیاز برنامه آن جهت اجرای سیکل های بعدی قابل ذخیره سازی است .
شکل 4-10-پروگرامر طراحی شده در محیط نرم افزاری SpecView
در این فرآیند حرارتی SETPOINT (SP) بر مبنای برنامه داده شده به تدریج افزایش پیدا می کندو به صورت مستمر دمای فرآیند که در اینجا دمای اتمسفر داخل کوره یا AT است با آن مقایسه می شود .برای این منظور متغیری به نام ER تعریف می شود که برابر است با ER=SP-AT که مقدار اختلاف درجه حرارت واقعی از SETPOINT است مقدار ER مبنای طراحی الگوریتم برای کنترل دما می باشد
در این تحقیق جهت بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترلیON/OFF در محیط Strategy Controller نرم افزار SpecView یک کنترولر بر مبنای الگوریتم زیر طراحی گردید .
ON Situation:
IF ER>2 THEN DAC=4095
OFF Situation :
IF ER=0 OR ER<0 then dac (4-6) در این الگوریتم کنترلی با بیشتر شدن sp از at به مقدار 2 درجه سانتی گراد 4095 حافظه ذخیره شده و سیگنال 10 ولت واحد کنترل توان scr ارسال می گردد اعمال خروجی 5100 وات خواهد بود که البته ممکن است توجه نوسانات ولتاژ شبکه مقداری نوسان داشته باشد.با بالا رفتن حرارت صفر خطا er 2048 متناظر درحافظه شود بعد برابر .
جهت بررسی متغیر های دما و انرژی و بررسی تاثیر این مقادیر بر یکدیگر نمودار های مختلفی در سیستم نرم افزاری ایجاد و پارامترهایی که در هرنمودار منحنی آنها قابل مشاهده است تعیین می گردد. در آزمایش نخست مربوط مربوط به این تحقیق پارامترهای زیر توسط نرم افزار SCADA پایش و نمودار آن جهت تحلیل های بعدی رسم می گردد .
پارامترهای دما SP,AT,MT,UBT, ENT بر حسب درجه سانتی گراد
پارامتر مربوط به توان مصرفی لحظه ای POWER بر حسب وات
انرژی مصرف کل ENERGY بر اساس kWh کیلووات ساعت
چون طول سیکل گرمایشی 6 ساعت می باشد محدوده رسم نمودار 8 ساعت در نظر گرفته می شود تا کل نمودار مورد نیاز را در بر گیرد . اضافه کردن نمودار ها در نرم افزار SCADA مطابق با شکل انجام می شود .
شکل 4-11- اضافه کردن نمودار ها در نرم افزار SpecView
4-5-2-بررسی و تحلیل نمودار های مرتبط با مصرف انرژی در آزمایش اول
بعد از START پروگرامر فرآیند حرارتی بر اساس الگوریتم کنترلی تعریف شده در نرم افزار انجام و نمودارهای تعریف شده توسط نرم افزار رسم گردید. نمودار پارامترهای مرتبط با دما مطابق شکل 4-12- می باشد .
شکل 4-12- نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان درآزمایش اول
همانطور که در نمودار مشاهده می شود منحنی AT نسبت به SETPOINT دارای نوسان زیادی است .علت این نوسان شدید اعمال حداکثر توان در هر سیکل گرمایشی است با توجه به اینکه مدت زمانی به طول می انجامد که ترموکوپل تغییر دما راحس کند و سیستم کنترل با توجه به این دما خروجی را قطع یا وصل نماید بنابراین اعمال حداکثر توان به سیستم و مدت زمانی که طول می کشد تا این اعمال توان اثر خود را را نشان دهد باعث نوسان شدید در منحنی AT می شود در هنگام پایین آمدن دما تا روشن شدن مجدد نیز همین اتفاق اتفاق رخ می دهد .