بخشهای تشکیل دهنده یک سیستم کنترلی

بخشهای تشکیل دهنده یک سیستم کنترلی:

اتوماسیون (یا کنترل) از سه قسمت اساسی تشکیل شده است که عبارتند از:

1. اندازه گیرها

2. کنترل کننده

3. محرک ها

 

1- اندازه گیرها:

اندازه گیرها در واقع چشم سیستم های کنترل محسوب می شوند و با کمی سازی مقادیر فرایندی کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرایند و رسیدن به نقطه ی تنظیم مورد نظر ارسال می نماید. هر دستگاه اندازه گیری شامل سه جزء اساسی سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر می باشد.:

 

(Sensor) الف ) سنسور

سنسور قطعه ای است که به پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت، حرارت، نور، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.

 

(Transducer) ب) ترانسدیوسر

ترانسدیوسر قطعه ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، سنسور پارامتر مورد اندازه گیری را به ترانسدیوسر تحویل می دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد. :

 

(Transmitter) ج) ترانسمیتر

ترانسمیتر وسیله ای است که یک سیگنال خروجی ترانسدیوسر را به سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می نماید. از معروفترین استانداردهای ترانسمیترها می توان به استاندارد 4 تا 20 میلی آمپر و 0 تا 10 ولت اشاره نمود.

 

2- کنترل کننده:

قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد. کنترل عبارتست از سوق و نگهداری یک یا چند فرآیند به وضعیت یا وضعیت های مطلوب یا مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده ی کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می باشد که اهداف اساسی کنترل می باشند.

 

3- محرک ها:

محرک ها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده گرفته و متناسب با این سیگنال ها عمل می کنند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می شوند.

سیستم کنترل مدار باز

سیستم کنترل مدار باز :

سیستم کنترل مدار باز به سیستمی گفته می شود که کنترل کننده از وضعیت نهایی فرآیند اطلاعی ندارد . در اینگونه سیستم ها ، بر اساس یک سری تنظیمات اولیه و در زمان معین اقداماتی( از پیش تعیین شده ) توسط کنترل کننده صورت می پذیرد و کنترل کننده نگاه به شرایط فرآیند تحت کنترل خود نمی کند . بعنوان مثال می توان کنترل در یک ماشین لباسشویی را در نظر گرفت ، بطوریکه کاربر تایمر ماشین را روی یک وضعیت دلخواه تنظیم می کند . بعد از سپری شدن زمان تنظیم شده و انجام عمل شستشو مطابق با این دستور ، کار شستشو متوقف و مراحل بعدی ( آبکشی و خشک کردن ) انجام می شود . توجه به این نکته ضروری است که ماشین هرگز نگاه به کیفیت شسته شدن لباسها نمی کند . چه بسا ممکن است زودتر از زمان تنظیم شده لباسها شسته شده باشد و یا اینکه بعلت کثیفی بیش از حد و وجود لکه های روغن بعد از توقف ماشین همچنان لباسها کثیف باشد . هر کدام از ایندو حالت ممکن می تواند در کم یا زیاد کردن زمان تنظیم ( زمان شستشو ) نقش داشته باشد ، اما چون سیستم کنترل مدار باز است و وضعیت لباسها که همان خروجی فرآیند ما است نقشی در روند کنترل ندارد . ملاحظه می شود در این سیستم کنترل همیشه نمی توانیم از خروجی فرآیند نتیجه مطلوب را انتظار داشته باشیم . شاید گفته شود به روش سعی و خطا می توان مثلا بجای یک بار شستن ، دو بار ماشین را بکار بگیریم تا لباسها وضعیت مطلوب پیدا کنند . بدیهی است در این حالت اتلاف انرژی و زمان را خواهیم داشت که در فرآیندهای پیچیده تر مطلوب و مقرون به صرفه نیست .

سیستم کنترل مدار بسته

  سیستم کنترل مدار بسته :

در سیستم کنترل مدار بسته ، کنترل کننده همواره از آخرین وضعیت خروجی فرآیند آگاهی دارد و کنترل فرآیند بر اساس این اطلاعات می باشد ، یعنی یک سیستم اندازه گیری داریم که خروجی فرآیند یا همان کمیت تحت کنترل خود را اندازه گیری کرده و بعنوان عنصر تغییر پذیر فرآیند به را با مقدار مطلوب ( یا نقطه تنظیم ) که PV کنترل کننده می دهد . کنترل کننده هم مقدار اپراتور به آن داده است مقایسه کرده و چنانچه اختلافی وجود داشته باشد بعنوان خطا در نظر می گیرد و بر اساس مقدار خطا و تابعی که کنترل کننده دارد ، خروجی می سازد . خروجی کنترل کننده هر چه باشد بعنوان سیگنال ورودی محرک بوده که در نهایت محرک یا عنصر نهایی برسیم . ( PV = SP ) کنترل شرایط فرآیند را بگونه ای تغییر می دهد تا به وضعیت مطلوب چنانچه خروجی فرآیند اصلاح نشود یعنی هنوز مقدار خطا مخالف صفر باشد ، مراحل بالا آنقدر تکرار می شود تا خطا به حداقل برسد .

ادوات فکتس

- نحوه کار سیستم SMES

سیم‌پیچ ابررسانا توسط یک یکسوسازAC ‌بهDC که درمنبع تغذیه‌سیم‌پیچ ابررسانا قراردارد شارژ می‌شود. شارژکننده سیم‌پیچ به منظور غلبه بر تلفات اهمی آن قسمت ازمدارکه دردمای محیط قرار دارد، ولتاژکوچکی در دو سر سیم‌پیچ ایجاد می کند.‌این مساله باعث می‌شود که جریان ثابتی در سیم پیچ ابر رسانا جاری شود. در‌حالت‌ ‌آماده به کار یعنی زمانیکه هیچ تبادل توانی با سیم پیچ انجام نمی شود جریان ذخیره شده سیم پیچ توسط یک سوئیچ که دو سر سیم پیچ را اتصال کوتاه می کند دوباره به خود سیم پیچ ابررسانا بازگردانده شده و حالت گردشی پیدا می کند .

در نتیجه انرژی سیم‌پیچ ابررسانا حفظ می شود.در بعضی از مدلهای SMES این سوئیچ به داخل مخزن حاوی سیم‌پیچ انتقال پیدا کرده که با طرق مختلف از بیرون مخزن به آن فرمان داده می شود. بدون قرار دادن این سوئیچ اتصال کوتاه کننده میزان تلفات سیم‌پیچ در حالت آماده بکارزیاد خواهد بود. مانند قبل منبع سیم پیچ به منظور جبران تلفات اهمی قسمتی از مدار که در گرمای محیط قرار دارد ولتاژ کوچک را در دوسر سیم‌پیچ ابر رسانا تولید می کند.اگرسیستم کنترل کننده حس کند که ولتاژ خط سیستم قدرت بخاطر تضعیف ویا خطای اتفاق افتاده در شبکه کاهش پیدا کرده،کلید اتصال‌کوتاه کننده ظرف مدت 200 تا 500 میکرو ثانیه قطع خواهد شد.به دنبال این امر ابتدا جریان سیم پیچ ابر رسانا به یک بانک خازنی قوی منتقل شده و سطح ولتاژ آن را بالا می‌برد.سپس سوئیچ دوباره بسته می شود.بانک خازنی یک اینورتر12پالسه را که تامین کننده توان AC مورد نیاز بار است تغذیه می کند.

ادامه نوشته