رفتن به مطلب
انجمن پی سی دی
Feisal

آشنایی با کنترلرهای صنعت فولاد

پست های پیشنهاد شده

هد?? از كنترل، تنظیم ??رایند درشرایط مورد نظر است. در آغاز سیستمهای كنترلی?? صنعتی، عموماً سیستمهای نیوماتیك ( بادی) بودند كه هم برای انتقال ??رمان ها (سیگنال ها) و هم برای تنظیم شیركنترل مورد است??اده قرار می گر??تند. برخی م??اهیم اساسی در بحث كنترل عبارتند از:

متغیرهای كنترلی، مقایسه، كنترلر،??رمان، ??رایند، پس خور، اغتشاش و بار، حالت یكنواخت و تاخیر زمانی می باشد. در بحث طراحی كنترلر یكی از مهمترین قسمت ها بررسی پایداری سیستم می باشد . یك سیستم هنگامی پایدار است كه اگر یك ورودی محدود به سیستم وارد شود پس از مدت زمان معینی خروجی محدود بماند.

روش های مهم در طراحی كنترلر را می توان بدین ترتیب تقسیم كرد:

سیستم مدار بسته ، كنترل پیش خور ،كنترلر ???Feed Forward/Feed Back“، كنترل زنجیره ای.

مقدمه:

 

سیر تحولات سیستمهای كنترلی :

 

در آغاز سیستمهای كنترلی?? صنعتی، عموماً سیستمهای نیوماتیك( بادی) بودند كه هم برای انتقال ??رمان ها (سیگنال ها) و هم برای تنظیم شیركنترل مورد است??اده قرار می گر??تند. سیگنالهای نیوماتیك همگی ??شاری هستند و با ??شاری بین 3 تا 15 psi قادر به تنظیم ??رمانها می باشند.

سیستمهای نیوماتیك با وجود ایمنی زیاد( به خاطر است??اده از هوا) دارای مشكلات ??راوانی می باشند . زیرا تمامی قسمتهای سیستم مكانیكی هستند و اصطكاك زیاد و به هم خوردن كالیبراسیون همواره برای واحدهای صنعتی ایجاد مشكل می كنند. مشكل مهم این سیستمها هنگام انتقال سیگنالها و (??رمانها) از قسمت دستگاهها تا اتاق كنترل می باشد كه زمان طولانی احتیاج دارد و مشكلات زیادی برای كنترل سیستم به وجود می آورد.

در دهه 60 به علت مشكلات به وجود آمده توسط سیستمهای كنترلی بادی و همگام با گسترش صنایع الكترونیكی مهندسان به است??اده بیشتر از تجهیزات الكتریكی روی آوردند . در این زمان با است??اده از قطعات الكترونیكی مثل مقاومت، دیود و سل?? تواستند سیگنالهای الكتریكی را جهت تنظیم و كنترل به كار گیرند . مزایای است??اده از چنین سیستمهایی عبارتند از:

 

 

  • ارزانتر بودن نسبت به سیستمهای نیوماتیك
  • نداشتن تاخیر زمانی

 

با وجود این مزیتهای مهم به علت مسائل ایمنی، در ابتدا این صنعت زیاد مورد استقبال قرار نگر??ت . اما مشكل جرقه زدن با است??اده از short circuit حل شد و پس از آن به سرعت وارد صنعت گردید.

در این زمان شیرهای كنترلی جدیدی به نام شیرهای موتوری وارد بازار شدند كه دقت زیادی داشتند اما به علت دینامیك كند مورد استقبال قرار نگر??تند. عمدتاً ثابت زمانی شیرهای كنترلی موتوری در حد چند دقیقه می باشد در حالیكه ثابت زمانی شیرهای كنترلی بادی در حد چند ثانیه می باشد.

با توجه به دینامیك سریع شیركنترل های بادی و مزایای سیستمهای كنترل الكترونیكی در این دهه دستگاهی به نام I to P convector به بازار عرضه شد. I to P این اجازه را به طراح می دهد كه تا سر شیر كنترل تمامی ??رمانها الكترونیكی باشند و درست در بالای شیر كنترل با است??اده از یك I to P این ??رمانهای الكتریكی به ??ركانسهای نیوماتیك تبدیل می گردند.

در دهه 70 عمده تحولات در بخش كنترل به وجود آمد و پس از مدتی وسایل انداره گیری پیشر??ته نیز عرضه شد. این بار میكروپروسسور به جای قطعات الكتریكی همچون مقاومت دیود و سل?? به كار گر??ته شد .

مزایای میكروپروسسور عبارتند از:

 

 

  • ارزانتر بودن
  • قابلیت محاسبه با سرعت بسیار زیاد
  • به كارگیری تنظیم كننده خودكار (Auto tuner mode)

 

petronet-controller-9134.JPG

شكل 1 - اتاق كنترل یك سیستم كنترلی دیجیتال

در دهه 80 با است??اده از یك كامپیوتر قوی تحول عمده ای در صنعت كنترل صورت گر??ت . تا قبل از است??اده از سیستم های DCS هر حلقه كنترلی با یك میكروپروسسور كنترل می شد اما پس از ابداع DCS كل plant با است??اده از یك میكروپروسسور قوی كنترل می شود.

تنها مشكل DCS این است كه اگر میكروپروسسور از كار بی??تد تمامی plant به تبع آن از كار می ا??تد . در نیمه این دهه با قسمت كردن plant تا حدود زیادی مشكل حل شد اما از آنجا كه هر قسمت یك میكروپروسسور لازم دارد، هزینه كنترل بالا ر??ت. امروزه جهت مقابله با این مشكل از دو میكروپروسسور به صورت موازی است??اده می شود. یعنی كل plant با دو میكروپروسسور كنترل می شود. این عمل بدین صورت است كه هر دو میكروپروسسور ورودی دارند و محاسبات را همزمان انجام می دهند اما تنها یكی از این دو خروجی دارد و دیگری در حالت آماده به كار (Stand By) می باشد تا اگر میكروپروسسور اول از كار ا??تاد (fail كرد) سریعا دومی در همان لحظه وارد عمل گردد.

 

petronet-controller-9135.JPG

شكل 2 - نمایی از نحوه كنترل ??رآیند توسط سیستم DCS

petronet-controller-9136.JPG

 

شكل 3- اتاق كنترل یك سیستم DCS

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

شرح و توصی??:

هد?? از كنترل، تنظیم ??رایند درشرایط مورد نظر است. در ابتدا جهت آشنایی با برخی از م??اهیم كنترل ??رایند به شكل ساده ای از كنترل یك ??رایند می پردازیم. ??رایند مورد نظر برای گرم كردن آب (توسط یك سیال داغ) بكار ر??ته است.

نحوه عمل بدین صورت است كه ابتدا آب وارد یك مخزن به عنوان آب گرمكن می شود و توسط یك كویل حرارتی (لوله هایی كه در آن یك سیال داغ وجود دارد) آب گرم می شود.

 

petronet-controller-9137.JPG

شكل 4 - نمایی از نحوه كنترل ??رآیند توسط مسئول

ال??) اندازه گیری:

توسط مسئول دستگاه و با است??اده از لمس نمودن آب خروجی از آب گرمكن میزان گرم یا سرد بودن آب اندازه گیری می شود.

ب) مقایسه:

مسئول دستگاه، میزان گرمی آب خروجی را با میزان گرمی مطلوب ( آنچه باید باشد ) در ذهن مقایسه می كند.

ج) كنترل:

حال با توجه به مقایسه صورت گر??ته و متناسب با میزان دوری از حالت مطلوب، شیر ???ج??? را باز یا بسته می نماید و سعی می نماید اختلا?? دمای موجود را كاهش دهد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

این مجموعه عملیات ال??-ب-ج آنقدر ادامه می یابد تا در نهایت میزان گرمی آب خروجی برابر مقدار مطلوب شود. این مثال ساده اساس كار یك كنترلر متداول می باشد اما مسلم است كه در صنعت هیچگاه از یك شخص به طور مستقیم و مداوم نمی توان است??اده كرد.

برای درك بهتر و راحت تر كردن محاسبات هیچگاه از شكل ??وق است??اده نمی شود و بجای آن از نمودار جعبه ای به شكل زیر است??اده می شود.

 

petronet-controller-9138.JPG

شكل 5 - نمودار جعبه ای

سیستم كنترل نشان داده شده در شكل، سیستم مدار بسته (Closed loop system) و نیز سیستم پس خور (feed back system) نامیده می شود زیرا مقدار اندازه گیری شده متغیر كنترل شونده(دمای آب) به مقایسه كننده پس خورانیده (feed back) می شود. در مقایسه گر ، متغیر كنترل شونده با مقدار مطلوب (مقدار مقرر ) مقایسه می شود و اگر اختلا??ی بین مقدار متغیر اندازه گیری شده و مقدار مطلوب موجود باشد توسط مقایسه گر، خطا (error) ایجاد می شود و به كنترلر (Controller)) ??رستاده می شود. حال كنترلر با توجه به خطای ورودی تنظیمات لازم را برای شیركنترل( عنصر كنترل نهایی) ارسال می كند. حال دوباره اندازه گیر( مثلاً دماسنج) با اندازه گیری هایی كه از سیستم به عمل می آورد برای مقایسه كننده مشخص می كند كه آیا به مقدار مطلوب رسیده ایم یا خیر و پس از آن مجموعه مراحل ??وق دوباره تكرار می شود.

 

petronet-controller-9139.JPG

شكل 6 – مجموعه مراحل یك سیستم كنترلی برای كنترل ??رآیند از اتاق كنترل تا سر شیركنترل

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

برخی م??اهیم اساسی در بحث كنترل

متغیرهای كنترلی: در بحث كنترل ??رایند، متغیرهای كنترلی عبارتند از 1-دما 2-??شار 3- جریان 4- سطح

- اندازه گیری: عمل اندازه گیری توسط عنصر اندازه گیر?? متغیرهای كنترلی در یك ??رایند( 4 مورد ??وق )

صورت می گیرد. چگونگی اندازه گیری و دستگاههای مربوطه در ابزار دقیق به طور م??صل مورد بحث قرار گر??ته اند.

- مقایسه: مقایسه توسط دستگاه مقایسه كننده صورت می گیرد. این مقایسه بین مقدار مطلوب (Set point) و كمیت اندازه گیری شده توسط عنصر اندازه گیر انجام می گیرد. قلم های ثبات در كنترل كننده های قدیمی این عمل را انجام می دهند و نتیجه را به صورت ??اصله عقربه از مقدار مقرر برای كنترلر ارسال می كنند.

- كنترلر: با توجه به خطای (error) ??رستاده شده از مقایسه گر ??رمان مقتضی را برای شیر كنترل ارسال می كند. مثلاً در مرسوم ترین نوع كنترلر كه كنترلر PID (Proportional Integral Differential) می باشد ??رمان ارسال شده به صورت سیگنالهای الكتریكی یا بادی می باشد.

- ??رمان (Signal) : پس از اندازه گیری تغییرات مشاهده شده در ??رایند باید این تغییرات را به طریقی به سایر قسمتها منتقل كرد. در یك مدار كنترل از یكی از ??رمانهای زیر است??اده می شود.

1- ??رمان برقی: ??رمان برقی بیشتر برای مسا??ت های دور مورد است??اده قرار می گیرد. مثلاً برای ??رستادن ??رمان از اتاق كنترل تا سر شیركنترل یا از وسایل اندازه گیری تا اتاق كنترل.

2- ??رمان بادی: در ??واصل كوتاه برای انتقال تغییر روند از ??رمان هوایی است??اده می گردد . در بعضی شرایط بجای هوا ازگازها و یا مایعات (هیدرولیكی) نیز است??اده می گردد. به علت سرعت بالای تغییرات در شیر كنترل از ??رمان بادی به صورت هوای ??شرده است??اده می گردد. بدین ترتیب از اتاق كنترل تا سر شیر كنترل ??رمان به صورت الكتریكی و برای سرعت بخشیدن به دینامیك سیستم از هوای ??شرده جهت باز و بسته شدن اكثر شیرهای كنترلی است??اده می شود. البته گاهی اوقات شیر كنترل با موتور الكتریكی به حركت در می آید كه همانطور كه گ??ته شد سرعت پایینی دارد.

3- ??رمان مكانیكی: این نوع ??رمان در داخل ابزار دقیق مورد است??اده قرار می گیرد و در مدار كنترل است??اده نمی شود.

- ??رایند: دستگاه یا مجموعه دستگاه هایی كه باید در حد شرایط مورد نظر كنترل شوند را ??رایند گویند.

- پس خور: اغلب راهكار تنظیم یك ??رایند به صورت پس خور می باشد یعنی پس از آنكه تغییرات توسط كنترلر به سیستم اعمال شد، به صورت مستمر متغیرهای سیستم(??رایند ) اندازه گیری می شوند و به مقایسه گر پس خورانیده می شوند تا آنكه خطا ص??ر شود.

- حالت یكنواخت: یك ??رایند را هنگامی می توان در حالت یكنواخت نامید كه هیچ یك از متغیرها با گذشت زمان تغییر نكند. در اكثر ??رایندهای صنعتی تمامی دستگاهها باید حول یك نقطه ثابت كه طراحی شده اند كار كنند كه نقطه یكنواخت نامیده می شود.

- اغتشاش و بار: معمولاً ??رایند ها همیشه در یك نقطه مشخص كه طراحی شده اند عمل نمی كنند . این موضوع به علت نویزها می باشد. به عنوان مثال غلظت یا دبی خوراك ورودی به یك واحد ممكن است همواره تغییر كند. اگر اغتشاش ورودی به ??رایند قابل اندازه گیری باشد و به نوعی بتوان آنرا مدل كرد آنرا بار (load) می نامند. راهكارهای زیادی جهت مبارزه با نویزها و بارها وجود دارد.

- تاخیر زمانی (Lag): در اكثر ??رایند های صنایع شیمیایی همواره یك تاخیر زمانی بین ورودی و خروجی وجود دارد. در ساده ترین مورد هنگامی كه یك سیال از لوله عبور می كند هیچگاه به محض ورود به لوله از سوی دیگر خارج نمی شود. یعنی مدت زمانی به اندازه زمانیكه لازم است تا لوله با سیال ورودی پر شود لازم است تا اثر ورود سیال در خروجی ظاهر شود. این پدیده را تاخیر زمانی یا Lag می گوییم . به عنوان مثال اثر تغییر در شرایط خوراك ورودی به یك دستگاه تقطیر ممكن است دهها دقیقه به طول بیانجامد تا تاثیر آن در محصول تقطیر شده خروجی از بالای برج مشخص گردد.

 

طراحی كنترلر

در حالت كلی به سه منظور كنترلر طراحی می گردد:

 

 

  1. اگر سیستم خیلی تند باشد و بخواهیم سرعت آنرا تعدیل كنیم. به عنوان مثال در مواردی سیستم بسیار حساس است و با یك تغییر كوچك عكس العمل های شدیدی ممكن است به شیر كنترل وارد كند كه باعث استهلاك آن می گردد. در نتیجه بایدكنترلری طراحی شود تا مانع از عكس العمل های شدید شیركنترل شود. در این حالت اصطلاحاً می گوییم یك دینامیك در سیستم وارد كرده ایم.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

  1. گاهی سیستم مورد نظر بسیار كند است و می خواهیم سیستم سریعتر به جواب برسد . در این حالت باید مدار كنترلی بخشی از دینامیك ??رایند را خنثی سازد. این كار با مدلسازی ??رایند و حذ?? دینامیك سیستم تا جای ممكن عملی می شود.

  2. سیستم ناپایدار است و باید پایدار شود. بحث پایداری مهمترین بحث طراحی كنترلر می باشد و تمامی سیستمها باید به دقت مورد مطالعه واقع شوند تا ببینیم سیستم پایدار است یا خیر. در صورت پایداری باید با الگوریتم های موجود آنرا پیاده سازی كنیم. حتی اگر سیستم پایدار باشد باید مواظب باشیم تا پس از بستن مدار و طراحی كنترلر سیستم ناپایدار نگردد. در هنگام طراحی از این عامل به عنوان یكی از پارامترهای طراحی است??اده می كنیم.

 

petronet-controller-9140.JPGpetronet-controller-9141.JPG

شكل 7 - ال??. یك سیستم درجه دو كه خروجی شدیدی دارد. ب. پس از قراردادن یك دینامیك در سیستم پاسخ تعدیل شده است.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

تنظیم كنترلر

در تنظیم كنترلر همواره دو عامل در نظر گر??ته می شود:

 

پایداری

در بحث طراحی كنترلر یكی از مهمترین قسمت ها بررسی پایداری سیستم می باشد . یك سیستم هنگامی پایدار است كه اگر یك ورودی محدود به سیستم وارد شود پس از مدت زمان معینی خروجی محدود بماند. به عنوان مثال اگر یك تغییر در دما یا دبی ورودی راكتور به وجود بیاید پس از یك مدت زمان معین انتظار آنست كه شرایط عملیاتی راكتور و كی??یت محصول خارج شده مقدار معینی باشد نه آنكه پس از مدتی راكتور از كنترل خارج شود و مثلاً من??جر گردد. هنگام تنظیم كردن؟ ???tune“ كنترلر باید متوجه موضوع پایداری بود.

عملكرد كنترلر

در بحث عملكرد كنترلر معمولاً چند عامل در نظر گر??ته می شوند و سعی طراح بر آن است كه كنترلر را طوری تنظیم كند كه به بهترین جواب برسد. برخی از مهمترین پارامترهایی كه در تنظیم عملكرد كنترلر در نظر گر??ته می شوند عبارتند از :

 

 

  • سرعت رسیدن به جواب نهایی
  • آ??ست یا خطای ماندگار در برخی از سیستم ها به وجود می آید و باعث می شود كه سیستم هیچگاه به جواب نهایی نرسد و تنها در حدود جواب نهایی قرار گیرد. معمولاً در طراحی ها سعی می شود مقدار انحرا?? به حداقل برسد.
  • اورشوت: در برخی سیستمها به وجود می آید. در این حالت سیستم در لحظه ای كه ورودی به آن وارد می شود عكس العمل شدیدی نشان می دهد. این موضوع باعث بالا ر??تن سرعت رسیدن به جواب نهایی می شود .اما از طر?? دیگر باعث استهلاك كنترلر و خراب شدن محصولات نیز می گردد . میزان اورشوت باید بهینه می باشد. (شكل 7 - ال?? )
  • انتگرال خطا: سطح زیر نمودار می باشد. مشخص است كه هرچه این سطح كوچكتر باشد كنترلر عملكرد بهتری دارد. عموماً در طراحی دو عامل پایداری و عملكرد با هم در تقابل می باشند. بدین معنا كه غالباً به خاطر پایداری باید مقداری از كی??یت عملكرد سیستم بكاهیم. به عنوان مثال برای اینكه سیستم معیار پایداری بهتری داشته باشد خصوصاً در مقابل خطای مدلسازی مقاومت نشان دهد و اصطلاحاً ???Robust“ باشد مجبوریم از سرعت دینامیكی سیستم بكاهیم و به نوعی مانع از ورودی های شدید به سیستم شویم . در تنظیم كنترلر معمولاً از روشها و جداول استاندارد است??اده می شود. یكی از مهمترین این روشها تنظیم كنترلر با روش زیگلر-نیكولز می باشد كه با رجوع به جداول مربوطه می توان كنترلرهای PID را تنظیم كرد.

 

petronet-controller-9142.JPG

شكل 8 – نمودار خطا بر حسب زمان ( برای سیستم شكل 6 ) هر قدر سطح زیرنمودار كمتر باشد، سیستم بهتر عمل می كند

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

روش های مهم در طراحی كنترلر

سیستم مدار بسته (Closed loop system)

این روش طراحی، مهمترین روش كنترل كردن سیستمهای كنترلی می باشد. در مورد این روش در ابتدای این بخش توضیحات كا??ی داده شده است. به طور كلی مبنای این روش است??اده از اطلاعات ??رایند و مقایسه آن با مقدار مطلوب می باشد. سپس بر اساس دوری و نزدیكی از مقدار مطلوب (set point) كنترلر عكس العمل ها ی مقتضی را صادر می كند(رجوع شود به شكل 5 )

یكی از اثرات مهم سیستم مدار بسته كاهش حساسیت می باشد اما با عدم قطعیت سیستم به خوبی مقابله می كند. نكته مهم آنكه در اكثر الگوریت مهای كنترلی در نهایت پس از انجام همه مراحل سیستم را مدار بسته نیز می كنند. در روش كنترل پیش خور بیشتر راجع به این موضوع بحث خواهیم نمود.

 

كنترل پیش خور (Feed Forward)

 

جهت مقابله با اثرات بار (Load یا اغتشاشات قابل اندازه گیری) از این روش است??اده می شود . مبنای این روش رساندن اطلاعات مربوط به اغتشاش ورودی در همان لحظات اولیه به كنترلر می باشد تا كنترلر اثر بار ورودی را در همان ابتدا خنثی سازد.

petronet-controller-9143.JPG

شكل 9 - پاسخ مدار بسته سیستم (شكل 7) . پس از بستن مدار و ورودی پله در خروجی 50% آ??ست داریم كه نشان میدهد كنترلر باید بهتر تنظیم شود.

جهت روشن شدن موضوع یك گرم كننده خوراك را مطابق شكل زیر در نظر بگیرید . در این ??رآیند می خواهیم دمای خروجی جریان خوراك از گرمكن را توسط تغییر در شدت جریان سوخت ورودی به گرمكن كنترل كنیم. یك مداركنترل پس خور ساده نمی تواند به طور مناسب عمل كنترل را انجام دهد، زیرا جریان خوراك عملاً دارای نوسانات ??شار و دبی می باشد.

با قراردادن یك اندازه گیر??جریان روی وروردی خوراك (بار) می توان (شكل 11) عملكرد سیستم را به طور قابل توجهی بهبود داد. دقت شودكه تمام عملیات تنها با یك شیر كنترل، تنظیم می شود.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

كنترلر ???Feed Forward/Feed Back“

همانطور كه گ??ته شد پس از طراحی كنترلرها عموماً سیستم را مدار بسته می كنند. یعنی پس از اینكه سعی شد اثر بار ورودی با پیش خور خنثی شود سپس با مدار پس خور ??رایند كنترل می شود تا مشخص شود سیستم به جواب مورد نظر رسیده یا نه(شكل ??وق). علت این موضوع آنست كه ما در مدلسازی سیستمهای ??رایندی همواره با خطا روبرو هستیم كه با سیستم مدار بسته این اثرات را خنثی می كنیم. البته شاید این سوال پیش بیاید.

petronet-controller-9144.JPG

 

شكل 10 - ??رآیند گرم كنندة خوراك. با یك كنترل پس خور به تنهایی نمی توان دمای خروجی را به طور مناسب كنترل كرد

 

petronet-controller-9145.JPG

 

شكل 11 - با اندازه گیری load (جریان خوراك) می توان سرعت وعملكرد سیستم را بهبود داد.

كه پس حالا كه از مدار پس، دیگر چه نیازی به مدار پیش خور است . جواب این سوال آنست كه با مدار پیش خور تا حد بسیار خوبی می توان عملكرد سیستم را بهبود بخشید و با اثرات load مقابله كرده و از طر??ی با است??اده از مدار پس خور، سیستم را مقاوم (Robust) كرد تا كنترلر با اثرات خطای مدلسازی مقابله كند. در نتیجه سیستم كنترلی خیلی بهتر عمل خواهد كرد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

كنترل زنجیره ای (Cascade)

 

برای مقابله با اثر نویز (noise) در اغتشاشاتی كه به سیستم وارد می شود و كثیرالات??اق می باشند از این روش كنترلی است??اده می شود. در این حالت یك وسیله اندازه گیری در قسمتی كه اغتشاش وارد می شود قرار می دهیم و سعی می كنیم عمل كنترل سیستم را تنها با یك شیر كنترل انجام دهیم. با مثال زیر علت گذاشتن كنترل Cascade مشخص می شود. در یك ستون تقطیر عموماً جهت تنظیم سطح در ته برج از این روش است??اده می شود . در شكل 12 كنترل سطح با یك مدار پس خور ساده نشان داده شده است. به علت تغییرات ارت??اع (??شار )جریان خروجی از لوله پایین آورنده دارای اغتشاش زیادی می باشد كه بركاهش عملكرد شیر كنترل تاثیر زیادی می گذارد و باعث می شود زمان زیادی طول بكشد تا كنترلر بتواند با هر تغییر روی سیستم مقابله كند.

 

petronet-controller-9146.JPG

شكل 12 - كنترل پس خور?? سطح یك ستون تقطیرتنها با است??اد ه از انداز هگیری

برای بهبود سرعت عملیات كنترل باید از یك كنترل cascade است??اده كرد (شكل 12). در این صورت با قرار دادن یك اندازه گیر?? جریان، سرعت كنترل پنج برابر ا??زایش می یابد . مدار LC را حلقه اولیه یا ارباب (master) و مدار FC راحلقه ثانویه یا برده (Slave) گویند.

petronet-controller-9147.JPG

شكل 13 – كنترل cascade سطح یك ستون تقطیر با است??اده از اندازه گیری سطح كه با اندازه گیر?? جریان كوپل شده است.

برای آشنایی بیشتر با این الگوریتم كنترل، مدار شكل 10 (گرمكن) را در نظر بگیرید. سوخت ورودی به گرمكن به علت تغییرات ??شار دارای اغتشاش زیادی می باشد كه عملكرد سیستم ر ا به شدت كم می كند و حتی ممكن است آنرا ناپایدار كند. برای بالا بردن عملكرد و مخصوصاً سرعت كنترل ا ز یك كنترل cascade مطابق شكل 14 است??اده می شود . در این سیستم با قرار دادن یك سنسور و یك كنترلر دیگر با است??اده از یك شیر كنترل سیستم ر ا كنترل كرده ایم.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

petronet-controller-9148.JPG

شكل 14 – كنترل cascade برای مقابله با اثرات اغتشاش در جریان

كنترلر دمای جریان خوراك حلقه اولیه می باشد كه point remote set ر ا برای حلقه ثانویه می ??رستد. به طور كلی یكی از مهمترین موارد كاربرد این نوع كنترلر در كنترل جریاناتی می باشد كه از واحد utility می آید و تغییرات زیادی دارد در این حالت این جریان ها یك عامل اغتشاش می باشد و میزان ثابتی ندارد . اگر تغییرات این اغتشاش لحاظ نگردد مشكلات زیادی برای كنترل سیستم به وجود می آید و حتی ممكن است باعث ناپایداری ??رایند گردد. در این حالت بهترین كار آنست كه دما یا ??شار این جریان ها كنترل گردند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

چند نكته در مورد كنترل زنجیره ای

 

به دلیل اهمیت و كاربرد گسترده این نوع كنترلر به توضیحات زیر لازم است توجه شود:

 

 

  1. در صنعت اگر متغیر كنترلی، جریان باشد كه دارای اغتشاش زیادی می باشد آنرا Cascade می كنند ( معمولاً جریانهایی كه از utility می آید).

  2. این كنترلر در جایی است??اده می شود كه بیش از یك بار (load) وجود دارد.

  3. جهت تنظیم (tune) ابتدا باید كنترلر را روی وضعیت manual قرار داده و حلقه داخلی را تنظیم كرد سپس آنرا remote می كنیم و بعد از آن حلقه خارجی را تنظیم می كنیم.

 

petronet-controller-9149.JPG

شكل 15 - ال??. یك رآكتور با سیستم كنترل زنجیره ای (cascade)

ب. پاسخ سیستم به یك ورودی پله ای. پاسخ بالایی توسط یك مداركنترل پس خور معمولی

پاسخ پایینی توسط یك مدار كنترل cascade

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

برای ارسال دیدگاه یک حساب کاربری ایجاد کنید یا وارد حساب خود شوید

برای اینکه بتوانید دیدگاهی ارسال کنید نیاز دارید که کاربر سایت شوید

ایجاد یک حساب کاربری

برای حساب کاربری جدید در سایت ما ثبت نام کنید. عضویت خیلی ساده است !

ثبت نام یک حساب کاربری جدید

ورود به حساب کاربری

دارای حساب کاربری هستید؟ از اینجا وارد شوید

ورود به حساب کاربری

×
×
  • جدید...