• بازدید : 39 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:
امروزه با توجه به اينكه رشد سريع و نياز مبرم آن و كاربرد وسيع دستگاههاي تراش و يا فلز اندازه گيري دقيق اسپاركها و ديگر دستگاههاي ساخت كه خطوط توليد كارخانجات را تشكيل مي دهند و با توجه به اينكه امروزه به انواع سيستمهاي كنترول مجهز شده و فرايندهاي ساهت با دقت و سرعتي بالا انجام مي پذيرد.
امروزه با پيشرفت در علم كامپيوترها دستگاههاي CNC متولد شده اند و در پيشرفت بيشتر صنايع قابل بهره برداري هستند ماشينهاي ابزار كنترل عددي به طور فزاينده اي در صنايع براده برداري وارد مي شوند دقت تكراري بالا كوتاه شدن مدت زمان كار و نياز كم به ابزارها از ديگر دلايل با ماشين هاي ابزار كنترل عددي است.
امروزه همه سازندگان ماشينهاي ابزار CN خود را كاملاً مقيد به رعايت كامل استاندارد Din (ساختمان برنامه) و Din (موقعيت سيستم مختصات) نمي كنند. گاهي براي ساده تر شدن موارد ويژه كاربرد از علائم خاصي استفاده مي كنند كه فقط براي محدوده ويژه كاربرد اعتبار دارد
N حرف اول كلمه انگليسي Numerical (عددي) و C حرف اول كلمه انگليسي Control (كنترل)
NC يك مفهوم عمومي براي كنترل عددي است و به دستگاههائي اطلاق مي شود كه با نوار سوراخ شده كار مي كنند.
CNC به كنترل عددي توسط كاكپيوتر اطلاق مي شود. پس همه CNCها يك NC نيز هستند ولي به عكس خير.
هدف استفاده از ماشينهاي NCNC در صنعت عبارتست:
۱- خوكارسازي ۲- حركت ابزار را كنترل كنيم ۳- كنترل برروي سرعت دوران قطعه كار 
همچنين يكي از نكات مهم استفاده از ماشينهاي كنترل عددي اين است كه تنها ماشيني در صنعت مي باشد كه توليد ارتباط با ماشينهاي ديگر برقرار كند ماشينهاي كنترل عددي است.
بدليل اينكه اين ماشينها با اعداد و حروف كار مي كنند مي توانند با رباط و كامپيوترها و غيره ارتباط داشته باشند كه آنها هم با اعداد و حروف كار مي كنند.
با توجه به گراني قيمت دستگاه و نياز به متخصص و ديگر هزينه هاي بالا اين دستگاههاي كنترل عددي داراي ارزش ويژه اي مي باشند.
ولي امروزه بهترين راه استنفاده از اين نوع دستگاهها نسبت به ساير دستگاهها مي باشد به عنوان مثال:
ماشينهاي ابزار كامپيوتري نسبت به انواع اينورسال داراي محسنات زير مي باشد.
۱- دقت بالاي تولدي قطعات
۲- ماشين ابزار با كنترل كامپيوتري در يك زمان مي تواند به جاي چند دستگاه ماشين ابزار معمولي بكار گرفته شود.
۳- امكان توليد قطعات كه داراي پيچيدگي زياد است با ماشين كنترل عددي بيشتر است.
۴- مصرف ابزار در ماشين ها كنترل عددي كمتر از ماشين هاي معمولي مي باشد.
فصل يكم
مقدمه
يكدستگاه با كنترل عددي دستگاهي است كه توسط يك كد ساختاربافتب و در مسير و هدفي كه برنامهب رايش تعيين كرده است حركت مي كند لازم آن برنامه ريزي قبلي و طبقه بندي اطلاعات و داده هاي مورد نظر دستگاه
اختلاف اساسي در بكارگيري و در فرآيند كار يك دستي و يك ماشين با كنترل برنامه اي در حركت پيشروي است.
در ماشين دستي هركدام از مراحل كار پشت سرهم با دست تنظيم مي شود. و در ماشينهاي با كنترل برنامه اي مراحل كار در يك برنامه ذخيره مي شود.
ماشينهاي ابزار كنترل برنامه اي قبلاً به طور مكانيكي كنترل مي شد.
اما امروزه طور كلي كنترل عددي استفاده مي شود.
نمونه اي از كنترل مكانيكي پيشروي توسط بادامك مطابق شكل است.
وقتي بادامك در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد موقعيت رنده تراشكاري تغيير مي كند. سرعت پيشروي به شكل بادامك بستگي دارد. در اينجا برنامه براده برداري به شكل يك بادامك ذخيره مي شود. برنامه ريزي دستگاه با روش دستي را برنامه نويسي جزء به جزء دستي، توسط صفحه كليد كنترل كننده است.
برنامه ريزي عملياتي كه توسط كامپيوتر انجام مي شود برنامه نويسي با يك كامپيوتر نام دارد.
امروزه كامپيوترها جاي نوارخوان را در دستگاههاي NC ابتدائي گرفت.
در واقع به جاي خواندن و اجراي برنامه از روي نوارهاي سوراخ شده برنامه توسط كامپيوتر دستگاهها اجرا مي شود.
اين دستگاهها بنام دستگاههاي كنترل شونده عددي توسط CNC ناميده مي شوند.
NC يك مفهوم عمومي براي كنترل هاي عددي است و به دستگاههاي اطلاق مي شود كه با نوارهاي سوراخ شده كار مي كنند.
CNC بر كنترل عددي توسط كامپيوتر اطلاق مي شو.د. پس هر CNC ها يك NC نيز هستند ولي برعكس خير.
هدف استفاده از ماشينهاي CNC در صنعت عبارتست.
۱- خودكارسازي ۲- حركت ابزار را كنترل كنيم ۳- كنترل برروي سرعت دوران قطعي كار
همچنين يكي از نكات مهم استفاده از ماشينهاي كنترل عددي اين است كه تنها ماشيني كه در صنهت توليد ارتباط با ماشيم هاي ديگر برقرار كند ماشينهاي كنترل عددي است.
به دليل اينكه ماشينها با اعداد و حروف كار مي كنند مي توانند با رابط و كامپيوترها و غيره ارتباط داشته باشند كه آنها هم با اعداد و حروف كار مي كنند با توجه به گراني قيمت دستگاه و نياز به متخصص ئ ديگر هزينه هاي بالا اين دستگاههاي كنترل عددي «ولي امروزه بهترين راه استفاده از اين نوع» دستگاهها است نسبت به دستگاهها به عنوان مثال:
ماشينهاي ابزار كامپيوتري نسبت به انواع اينورسال داراي محاسن زير مي باشد.
۱- دقت بالاي توليد قطعات
۲- ماشين ابزار با كنترل كامپيوتري در يك زمان مي تواند بجاي چند دستگاه ماشين ابزار معمولي بكار گرفته شود.
۳- امكان توليد قطعات داراي پيچيدگي زياد است با ماشين هاي كنترل عددي بيشتر است.
۴- مصرف ابزار در ماشين هاي كنترل عددي كمتر از ماشينهاي معمولي مي باشد.
تاريخچه NC
در ساتل ۱۹۴۷ John Parsons از شركت پارسونز تحقيقاتي راجع به اطلاعات سه بعدي جهت كنترل دستگاههائي براي ساخت اجزاء جديد هواپيما استفاده مي شوند درست كرد.
در سال ۱۹۴۹ پارسيمز اولين قرارداد خود را با نيروي هوائي امريكا جهت ساخت اولين دستگاه با كنترل عددي منعقد كرد.
در سال ۱۹۵۲ دانشگاه MIT با استفاده از يك كنترل كننده ساختار يافته توانست حركت همزمان سي محوره را ايجاد نمايد. بدين ترتيب روياي كنترل عددي به تحقق پيوست در سال ۱۹۵۵ با اعمال تغييراتي كنترل عددي در صنعت قابل استفاده شد.
دستگاههاي CNC
يك دستگاه CNC كنترل كننده نرم افزاري است كه وقتي برنامه اي به حافظه كامپيوتر آن وارد شد براي انتقال كدهاي آن نياز به سخت افزاري نيست.
در دستگاههاي CNC برنامه هاي اجرائي در حافظه ROM مستقر مي شوند و كدهاي NC در حافظه RAM.
ROM به معني حافظه اي است كه فقط خوانده مي شود. اين حافظه در قطعات و مغزهاي الكترونيكي نوشته مي شوند و فط توسط دستگاههاي خاصي از بين مي روند.
پس برنامه هاي اجرائي تا هنگام روشن بودن دستگاه فعال هستند.
RAM به معناي حافظه متغير در دسترس مي باشد كه توسط كامپيوتر ايجاد مي شود. كدهاي CNC در درون آنها نوشته مي شوند محتويات RAM با خاموش شدن كنترل كننذه از بين مي رود…
برخي از CNC ها از نمونه هاي RAM بنام حافظه CMOS استفاده مي كنند كه در صورت قطع برق كامپيوتر اطلاعات را در خود نگهداري مي كنند.
درك نحوه پردازش اطلاعات در كنترل كننده ها در يادگيري برنامه نويسي دستگاههاي كنترل عددي با كامپيوتر بسيار مفيد است.
تمام پردازنده هاي داخلي با اعداد باينري (اعداد دودوئي) انجام مي شود. اين اعداد از دو عدد صفر و يك تشكيل شده اند.
درون كنترل كننده CNC يك به معناي بار مثبت و عدد صفر به معناي بار منفي است كه نحوه استفاده از آنها بستگي به نوع كنترل كننده دارد.
فرق بين NC و CNC
در شكل ۰۰۱
سيستمهاي NC داراي سيستم كنترل بررزوي ماشين ابزار هستند كه اجازه مي دهند تا برنامه اي خارج از ماشين تهيه شده، وارد گردد.
برنامه هاي NC مي توانند (برروي ماشين)
۱- شروع و نگهداشته شوند.
۲- اما نمي توانند بوسيله ماشينكاري تصحيح شوند.
ابعاد ابزارها و نگهدارنده هيا آنها از قبل در برنامه ها منظور مي گردد و ماشينكاري بايد به صول بسيار دقيق ابزارها و ابزارهاي قيد و بستي را طبق اطلاعات داده شده نصب نمايد…
سيستمهاي CNC
در شكل ۰۰۲
در اينگونهئ سيستمها ماشين ابزار مجهز به يك كامپيوتر است و اين ماشينكار را نه فقط قادر مي سازد تا برنامه هاي NC را اجراء نمايد بلكه به او اجازه مي دهد تا خود برنامه را نوشته و پس از وارد نمودن آن ادقام به تصحيح آن نمايند.
*** سيستم مختصات***
سيستم مختصات كارتزين (متعامد)
اساس حركت تمامي دستگاههاي سيستم مختصات كاتزين است.
عالباً ماشينهاي NC داراي سه سپورت عمود بر هم مي باشند. حركات پيشروي در راستاي اين سه محور (سه سپورت) به طور ساده روي سيستم مختصات با محورهاي موازي است با محورهاي سپورت 
به عنوان مثال يك شعب را درنظر ني گيريم كه گوشه هاي آن يك سيستم مختصات كاتزين را تشكيل مي دهد. نقطه صفر مختصات محل تلاقي گوشه ها كه دراينجا روي گوشه زيرين چپ قرار دارد.
كه محور X ها محور افقي، محور Yها راستاي عمق قطعي كار محور Zها راستاي عمود است. هر نقطه اي در روي اين مكعب داراي X و Y و Z مي باشد.
اين سيستم مختصات يك سيستم مختصات فضائي و سه بعدي با محورهاي عمود بر هم مي باشند. سيستم مختصات در بعضي از دستگاهها نمايانگر دو بعدي و در بعضي ديگر سه بعدي است.
سيستم مختصات سه بعدي
اگر بخواهيم يه قطعه سه بعدي را نشان دهيم نياز به سيستم مختصات سه بعدي داريم. طريق نامگذاري محورها بترتيب در جهت گردش دست راست يا (قانون سه انگشت دست راست). هر محور داراي جهت و مقادير مثبت و منفي است.
سيستم مختصات دو بعدي
اين سيستم مختصات داراي محورهاي X و Y است و با اين سيستم مختصات مي توانيم محل دقيق نقاط به طور كلي در قطعه را مشخص كنيم.
سيستم مختصات قطبي ۲
اگر يك صفحه افقي را درنظر بگيريم هر نقطه از اين صفحه داراي فاصله قابل اندازه گيري ق از نقطه قطب مختصات مي باشد.
مثلاً اگر مطاتبق شكل روبرو فاصله P و نقطه مركز را درنظر بگيريم اين نقطه P با محور ثابت مثلاً محور Xها را ويران مي سازد در اين زاويه را قابل اندازه گيري است بنام  C مي باشد.
زاويه C در خلاف جهت حركت عقربه هاي ساعت اندازه گيري مي شود. مختصات قطبي براي سوراخهايي كه روي دايره تقسيم قرار دارد بيشترين كاربرد دارد
  • بازدید : 67 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل مواردز یر است:

مشخصات يك سيستم كنترل كننده :                                                   
سيستم كنترل داراي سه بخش است :                           
۱- ورودي / ۲- پردازش / ۳- خروجي
ورودي: وضعيت فرايند و ورديهاي كنترلي اپراتور را تعيين كرده و مي خواند.
پردازش :با توجه به وروديها ‏‏‎‎؛پاسخها وخروجيهاي لازم را مي سازد .             
خروجي :فرمانهاي توليد شده را به فرايند اعمال مي كند .                       
ورودي ها :در قسمت وروديها ؛مبدل هاي موجود در سيستم ؛كميت هاي فيزيكي را به سيگنالهاي الكتريكي تبديل ميكند ،سيگنالهاي الكتريكي كه توليد مي شوند معمولاً  دامنه ‎ُُُُُُُ بسيار كمتري دارند و بايد تقويت شوند تا در سيستم كنترل مورد استفاده قرار    گيرند ،در صنعت مبدل هاي زيادي نظير دما ؛ فشار ؛ مكان ؛ سرعت ؛شتاب ؛ و ….. وجود دارند و خروجي يك مبدل ممكن است گسسته (باز يا بسته بودن كليد )يا پيوسته (تغييرات پيوسته دما و سرعت ) باشند 
خروجيها :عمل گرهايي وجود دارند كه فرامين داده شده به انها را به فرايند منتقل مي كنند  ،پمپها ؛موتورها ؛و رله ها از جمله اين عملگرها هستند . اين وسايل فراميني  كه از پردازش مي ايند  (معمولا الكتريكي هستند ) را به كميتهاي فيزيكي ديگر تبديل   مي كنند .مثلا موتورها ؛سيگنال الكتريكي راد به حركت دوار تبديل مي كنند . ادوات خروجي نيز ميتوانند مانند ادوات ورودي گسسته يا پيوسته باشند  .                           
انواع سنسور هاي ورودي :                                                             
چندين نوع سنسور دما در صنعت وجود دارد كه هر يك دقت و محدودة كار خاص خود را دارند كه در زير به بعضي از اين نوع سنسور ها اشاره مي كنيم :         

ترموكوپل :                                                                         
ترموكوپل نوعي سنسور دما است كه از اتصال دو فلز غير هم جنس در يك انتخاب بدست مي ايد اصول كار اين وسيله بر مبناي سيبك است كه به اين صورت بيان مي شود :وقتي دو فلز غير هم جنس از يك سمت به هم وصل مي شوند اگر محل پيوند اين دو فلز حرارت داده شود در سمت ديگر اختلاف پتانسيل كوچكي به وجود مي ايد . مقدار اين ولتاژ در حدود چند ده ميلي وات است بنابراين براي استفاده بايد ان را تقويت نمود . ترموكوبل محدوده كار وسيعي دارد و براي اندازه گيري دماهاي بالا (تا ۱۲۰۰ درجه سانتيگراد استفاده مي شوند )                                                                               
                                           
 
مقاومتهاي حساس به دما RTD :
نيز گفته مي شود مقاومتهايي هستند كه با افزايش RTDمقاومتهاي حساس به دما دما مقاومت انها بيشتر ميشود اين مقاومت ها از عناصري مانند پلاتين /مس / نيكل و غيره ساخته ميشوند .                                                                                     
با توجه به اينكه تغييرات اين نوع مقاومت كمتر است يك مدار مناسب براي استفاده از ان پل وتستون است .                                                                                     
اغلب استفاده از اين نوع مقاومتها نياز به جبران حرارتي دارد زيرا جريان درون سيمها اندكي انها را گرم مي كند بنابراين دمايي كه اين نوع مقاومتها نشان ميدهد اندكي با دماي داخلي تفاوت دارد در صورتي كه دقت زياد مورد نظر باشد استفاده از مداهاي جبران كننده كه با افزايش دماي ناخواسته , اين نوع مقاومت را جبران كند الزامي است.

ترميستور :                                                                      
ترميستور شبيه مقاومت هاي حرارتي است با اين تفاوت كه ضريب حرارتي ان صفر است يعني با افزايش دما مقاومت ان كاهش مي يابد هوچنين معمولا تغييرات مقاومت ترميستور با حرارت بيشتر از مقاومت هاي حرارتي است .                                         
ترميستور ها از مواد نيمه هادي ساخته مي شوند و در دو نوع وجود دارند :           
 1- روكش فلزي                                                                                        
۲- روكش شيشه اي                                                                                          
نوع روكش فلزي را مستقيما ميتوان روي اجسام مختلف قرار داد .                           
    از ترميستور به شيوه هاي مختلف در پل ويتستون ميتوان استفاده كرد:                       مثلا از ترميستور براي جبران حرارتي يك اندازه گير دقيق  استفاده ميشود  و يا همچنين از ترميستور براي سنجش تفاوت دماي دو نقطه مختلف استفاده ميشود.                                                           

ايسي هاي سنسور حرارت:                                          
ايسي هاي سنسور دما در اندازه يك ترانزيستور معمولا ساخته مي شود و عموما سه پايه دارد . استفاده از اين سنسور ها بسيار ساده است  و همچنين محدوده كار اين  نوع ايسي ها معمولا بين ۵۵ درجه سانتي گراد تا ۱۵۰ درجه سانتي گراد است . وخروجي انها خطي  است كه ممكن است متناسب با درجه بندي دماي مطلق  يا درجه بندي سانتي گراد باشد .                                                                                                       


اندازه گيري دما با امواج مادون قرمز :                        
اندازه گيري در مواقعي كه دماي مورد نظر خيلي زياد باشد از ابزار هاي اندازه‌گيري دما با امواج مادون قرمز استفاده مي گردد اين ابزار بدون قرار گرفتن در محل داغ دماي ان را اندازه مي گيرد . اساس كار اين دستگاهها تابش از اجسام است.                               
هر جسمي در هر دمايي باشد از خود نوري منتشر مي كند با افزايش دما ميزان تابش ؛ بيشتر مي شود  كه با اندازه گيري شدت موج و طول موج دماي جسم بد ست مي ايد.
دماسنج هاي مادون قرمز اندازه گيري دما را بدون اتصال به جسم گرم انجام ميدهند و به اين ترتيب در صنعت كاربرد زيادي دارند .                                                         
موارد استفاده از اين وسيله عبارت است از اندازه گيري دماي فلزات مذاب ؛ دماي شيشه در حالت ساخت و همچنين در خط توليد كنترل كيفي برد هاي الكترونيكي براي تشخيص نقاطي از برد كه بيش از حد گرم شده اند از اين نوع سنسور  مي توان استفاده كرد .

سنسور هاي غير الكتريكي  :                                       
اتصال دو نوار فلز غير هم جنس به هم يك سنسور دماي غير الكتريكي مي‌سازد .فلزات ضريب انبساط حرارتي متفاوتي دارند بنا بر اين با تغيير دما ؛دو فلز ؛ انبساط طولي متفاوتي پيدا مي كنند و چون به هم وصل شده اند كل ميله خم مي گردد .        
اين نوع سنسور ها دقت كمي دارند ولي ارزان و در وسايل خانگي از انها استفاده مي گردد 

 
انواع سنسور فشار:                                                   
فشار سنجهاي مكانيكي:                                            
اين فشار سنجها در انواع مختلفي ساخته مي شود در يك نوع از اين فشار سنج ها يك لوله خميده وجود دارد كه يك جهت ان مسدود است و به عقربه اي متصل است سمت ديگر لوله باز است و به مخزن گاز يا مايعي كه مي خواهيم فشار ان را اندازه بگيريم وصل مي گردد. فشار باعث مي گردد لوله خميده اندكي باز گردد و سپس عقربه حركت كند .                                                                                                            
اين فشار سنج ها دقت كمي دارندو براي فشارهاي بالاي يك اتمسفر و تا چند هزار اتمسفر استفاده مي شوند نوع ديافراگمي اين فشار سنج ها وجود دارد كه دقت و حساسيت بيشتري داشته وبراي فشار هاي كمتر استفاده مي گردد.                   
 
 سنسور پيزو الكتريك  :                                             
كريستالهاي خاصي از عناصر وقتي تحت فشار قرار مي گيرند ولتاژ كوچكي در دو سر انها ايجاد مي شود با اندازه گيري اين ولتاژ ميتوان ميزان فشار را تعيين نمود .                

سنسور خازني :                                                         
در اين سنسور ها كه نوعي از سنسور هاي فشار است يك خازن متشكل از دو صفحه فلزي و ماده دي الكتريك بين انها وجود دارد ؛در اثر فشار فاصله بين صفحات تغيير كرده و اين ظرفيت خازن را تغيير مي دهد . به صورت مشابه از تغيير ادوكتانس يك سلف نيز در سنجش فشار استفاده مي گردد .

سنسور هاي چگالي و چسبندگي :                                 
در بسياي از صنايع؛ بخصوص صنايع توليدات مواد شيميايي اندازه گيري چگالي و چسبندگي محصول ضروري است .

سنسور هاي چگالي مايع :                                         
چگالي يك مايع را ميتوان هنگامي كه مايع در لوله اي جريان دارد اندازه گرفت . سنسور به گونه اي نصب مي گردد كه بخشي  از مايع از داخل ان عبور كند يك شناور در داخل سنسور وجود دارد وقتي چگالي مايع زياد شود شناور بيشتر به سمت بالا رانده مي شود يك سنسور مكان تغيير مكان شناور را تشخيص مي دهد همچنين يك سنسور دما ؛دماي مايع را اندازه گيري مي كند سپس با اندازه گيري مكان شناور و دماي مايع ؛چگالي مشخص مي شود.
  • بازدید : 40 views
  • بدون نظر
این فایل در ۳۰صفحه قاابل ویرایش تهی شده وشامل موارد زیر است:

كنترل‌كننده‌ها يكي از قسمتهاي مهم و حساس در حلقه كنترل صنعتي مي‌باشند. زيرا عملكرد حلقه كنترل، نهايتاً از طريق كنترل‌كننده تعيين و تنظيم مي‌شود.
در نمايش جعبه‌اي شكل (۱ـ۸) مقايسه كننده و كنترل‌كننده را به صورت دو بلوك مجزا نشان داده‌ايم اما در عمل، مقايسه كننده و كنترل‌كننده به طور يكجا و به صورت يك واحد ساخته مي‌شوند و عمل مقايسه رفتار خروجي با رفتار مطلوب نيز در كنترل‌كننده انجام مي‌گردد. ما نيز در اينجا كار مقايسه‌كنندگي و كنترل‌كنندگي را به طور يكجا تحت نام كنترل‌كنندگي مورد بررسي قرار مي‌دهيم، بدين ترتيب وظيفه كنترل‌كننده در يك حلقه كنترل صنعتي را به صورت زير بيان مي‌نمائيم:
‹‹كنترل‌كننده با توجه به خطاي موجود (اختلاف رفتار پروسه با رفتار مطلوب) با در نظر گرفتن قوانين كنترل (استراتژي كنترل) كه طراح به آن ياد داده است، دستوري را جهت اصلاح خطا به قسمتهاي بعدي (محرك، عنصر نهائي) ارسال مي‌دارد.››

كنترل‌كننده‌ها را از دو نظر مي‌توان دسته‌بندي نمود:
الف) از نظر نيرو يا انرژي محركه
ب) از نظر قانون كنترل يا عملياتي كه بر روي سيگنال خطا انجام مي‌دهند.

كنترل‌كننده‌ها از نظر نيرو و انرژي محركه
كنترل‌كننده‌ها را از نظر نيرو و انرژي محركه به سه دسته اصلي تقسيم‌بندي مي‌كنند:
۱٫ كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي و الكترونيكي
۲٫ كنترل‌كننده‌هاي پنوماتيكي (بادي)
۳٫ كنترل‌كننده‌هاي هيدروليكي (روغني)

تقسيم‌بندي فوق از آنجا ناشي مي‌گردد كه، اساساً سيستم‌هاي صنعتي نيز از نظر نوع نيروي محركه به سه دسته الكتريكي، پنوماتيكي و هيدروليكي تقسيم مي‌شوند، معمولاً هر سيستم كنترل‌كننده نظير خود را مورد استفاده قرار مي‌دهد. بديهي است حالتهاي تركيبي نيز مي‌توانند وجود داشته باشند، مثلاً يك كنترل‌كننده مي‌تواند الكتروپنوماتيك يا الكتروهيدروليك و … باشد.
سيستم‌هاي الكتريكي، پنوماتيكي و هيدروليكي هر يك مزايا و كاربرد مخصوص به خود را دارند. در مواردي كه به نيروهاي عظيم با نسبت نيرو به وزن بزرگ احتياج باشد، از سيستم‌هاي هيدروليك استفاده مي‌كنيم. مانند پرس‌هاي سنگين و كشتي‌هاي بزرگ. در محل‌هائي كه خطر آتش‌سوزي وجود دارد و يا در محيط‌هاي تميز و بهداشتي، معمولاً  از سيستم‌هاس پنوماتيكي استفاده مي‌كنيم، مانند صنايع نفت و گاز و صنايع غذايي. در كاربردهاي عادي و مواردي كه براي انتقال نيرو نياز به مكانيزم‌هاي پيچيده و زياد نباشد، از سيستم‌هاس الكتريكي و معمولاً موتورهاي الكتريكي استفاده مي‌كنيم. 

كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي (الكترونيكي)
طراحي كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي آسانتر از انواع ديگر مي‌باشد. به علاوه با توجه به پيشرفت‌هاي تكنولوژي حالت جامد و ارزاني قطعات نيمه‌هادي كنترل‌كننده‌هاي الكترونيكي بسيار ارزانتر از انواع ديگر مي‌باشند.
با توجه به شكل (۴ـ۱۲) در كنترل‌كنده‌هاي الكترونيكي معمولاً از تقويت‌كننده‌هاي عملياتي (op-Amp) كه داراي گين بسيار زياد مي‌باشند در مسير رفت و از عناصر مقاومت (R) و خازن (C) در مسير برگشت استفاده مي‌شود.
كنترل‌كننده‌هاي تناسبي الكتريكي
شكل (۴ـ۱۳) بكارگيري اصل كلي براي ساخت يك كنترل‌كننده تناسبي را نشان مي‌دهد. در اين شكل داريم:

ص ۱۷۸
شكل (۴ـ۱۳). طرح كلي كنترل‌كننده تناسبي الكتريكي


 

و مي‌توان نوشت:
 
(۴ـ۱۳)  
با توجه به رابطه (۴ـ۱۳) با تنظيم نسبت   مي‌توان به سادگي مقدار Kp را تنظيم نمود.

كنترل‌كننده‌هاي بادي (پنوماتيكي)
سيستم‌هاي بادي مزايا و كاربردهاي خاص خود را دارند كه از جمله مي‌توان به ايمني و در پاره‌اي موارد ارزاني آنها اشاره نمود. با توجه به اصل كلي، طرح‌هاي كنترل‌كننده‌هاي بادي شبيه به طرح‌هاي انواع الكتريكي مي‌باشد يعني براي ساخت يك كنترل‌كننده بادي نياز به يك تقويت‌كننده با گين زياد و عناصر مقاومت و ظرفيت (خازن) داريم. 

تقويت‌كننده‌هاي بادي
مطابق شكل (۴ـ۱۷) ورودي يك تقويت‌كننده بادي معمولاً جابجايي (طول) و خروجي آن فشار مي‌باشد. براي ساخت تقويت‌كننده‌هاي بادي معمولاً از طرح دهانه ـ تيغه (nozzle-flapper) استفاده مي‌شود.

ص ۱۸۲
شكل (۴ـ۱۷). نمايش جعبه‌اي تقويت‌كننده بادي در حالت كلي

تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه (nozzle-flapper)
شكل (۴ـ۱۸) يك تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه را نشان مي‌دهد. اگر فاصله تيغه (flapper) از دهانه (nozzle) زياد باشد فشار تغذيه از طريق دهانه به خارج جريان پيدا مي‌كند. جريان هوا از ميان مانع (orifice) موجب افت فشار در دو طرف آن مي‌شود به گونه‌اي كه فشار بعد از مانع يعني فشار پشتي (back-pressure) بسيار كمتر از فشار تغذيه (Ps) مي‌گردد. از طرف ديگر اگر تيغه به دهانه نزديك شود جريان هوا از دهانه كاهش مي‌يابد و اين امر به كاهش جريان از ميان مانع مي‌انجامد و بنابراين افت فشار روي مانع نيز كاهش يافته، فشار پشتي افزايش مي‌يابد.

ص ۱۸۳
شكل (۴ـ۱۸). تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه بادي

مشخصه فشار خروجي (پشتي) بر حسب فاصله تيغه از دهانه (x) در شكل (۴ـ۱۹) رسم گرديده است. حداكثر فشار خروجي هنگامي به دست مي‌آيد كه تيغه به دهانه چسبيده و آن را كاملاً مسدود كرده باشد، در اين حالت هوا صفر است و بنابراين افت فشار بر روي مانع نخواهيم داشت و فشار دو طرف مانع برابر مي‌گردند يعني فشار خروجي برابر فشار تغذيه مي‌شود.

ص ۱۸۳
شكل (۴ـ۱۹). مشخصه تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه در حالت كلي

اگر فاصله تيغه از دهانه زياد شود فشار خروجي كاهش مي‌يابد كه حداقل آن فشار اتمسفر (Pa) خواهد شد. براي آنكه مشخصه تقويت‌كننده حتي‌الامكان خطي باشد مي‌بايستي مواردي را در ساخت آن رعايت نمود از جمله قطر دهانه حتي‌الامكان كوچك (حدود ۳/۰ ميلي‌متر) انتخاب مي‌گردد و قطر مانع اندكي كمتر از قطر دهانه در نظر گرفته مي‌شود (حدود ۲۵/۰ ميلي‌متر). دامنه تغييرات سيگنال ورودي بايد به گونه‌اي باشد كه حداقل فاصله تيغه از دهانه، صفر و حداكثر آن در حدود قطر دهانه باشد.
از فشار خروجي يك تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه نمي‌توان مستقيماً براي راه‌اندازي قسمتهاي بعدي (مثلاً محرك‌ها) استفاده نمود چرا كه در صورت جريان هوا در خروجي، اين جريان مي‌بايستي از ميان مانع عبور كند كه در اين صورت موجب افت فشار خواهد شد. براي حل اين مشكل از يك مدار بافر (شبيه به تقويت‌كننده‌هاي الكترونيكي) در خروجي استفاده مي‌كنيم. در شكل (۴ـ۲۰) يك تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه همراه با مدار بافر در خروجي آن نمايش داده شده است.

ص ۱۸۴
شكل (۴ـ۲۰)
تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه با مدار بافر

مدار بافر را گاهي رله معكوس نيز مي‌گويند. مطابق شكل، افزايش فشار پشتي موجب حركت ديافراگم به سمت پائين و بسته‌تر شدن شير مي‌گردد و اين امر فشار خروجي (مصرف‌كننده) را كاهش مي‌دهد. به همين ترتيب كاهش فشار پشتي موجب حركت ديافراگم به سمت بالا و بازتر شدن شير و افزايش فشار مصرف‌كننده مي‌گردد. توجه نمائيد كه در هر حالت جريان هواي مورد نياز مصرف‌كننده توسط فشار تغذيه تأمين مي‌گردد و تأثيري بر فشار پشتي ندارد. مدار بافر علاوه بر بافر كردن فشار پشتي نسبت به فشار مصرف‌كننده، تغييرات فشار خروجي نسبت به فشار پشتي را معكوس مي‌كند يعني با افزايش فشار پشتي خروجي كاهش و با كاهش آن افزايش مي‌يابد. به همين دليل مدار بافر را رله معكوس‌كننده نيز مي‌ناميم. بنابراين مشخصه ورودي ‌ـ‌ خروجي تقويت‌كننده شكل (۴ـ۲۰) در حالت كلي مطابق شكل (۴ـ۲۱) مي‌باشد.

ص ۱۸۴
شكل (۴ـ۲۱). مشخصه تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه با بافر

تقويت‌كننده شكل (۴ـ۲۰) داراي گين بسيار زيادي است به طوري كه در اثر تغييرات در دامنه‌اي حدود چند دهم ميلي‌متر اندازه تغييرات فشار بسيار عظيم خواهد بود به گونه‌اي كه تقويت‌كننده عملاً در محدوه اشباع بالا يا اشباع پائين قرار خواهد گرفت. همچنين تنظيم گين تقويت‌كننده بر روي يك مقدار دلخواه مقدور نمي‌باشد. اين تقويت‌كننده را مي‌توان به يك تقويت‌كننده آپ امپ (op-Amp) تشبيه نمود. در اينجا نيز مشابه op-Ampها مي‌توانيم با برقراري فيدبك، گين تقويت‌كننده را كاهش و حوزه عملكرد خطي آن را افزايش دهيم.
علامتي كه معمولاً در اينگونه موارد استفاده مي‌شود مطابق شكل (۴ـ۲۲) مي‌باشد و در اين مدار با استفاده از يك دم، فيدبكي منفي بر تيغه (ورودي) اعمال مي‌كنيم.

ص ۱۸۵
شكل (۴ـ۲۲). تقويت‌كننده دهانه ـ تيغه فيدبك شده

براي روشن‌تر شدن مطلب فرض كنيد در اثر اعمال ورودي تيغه از دهانه دور شود. در اين حال فشار پشتي كاهش و فشار خروجي (p0) افزايش مي‌يابد. افزايش فشار خروجي موجب باز شدن دم فيدبك و حركت انتهاي ديگر تيغه به سمت دهانه مي‌گردد كه اين امر موجب نزديك‌تر شدن تيغه به دهانه و كاهش اثر ورودي (يعني دور شدن تيغه از دهانه) مي‌شود. بيان فوق به معني برقراري فيدبك منفي در تقويت‌كننده است.
در شكل (۴ـ۲۳) نمايش جعبه‌اي تقويت‌كننده فيدبك شده فوق براي حالتي كه فاصله دهانه از دو انتهاي تيغه يكسان مي‌باشد آمده است.

ص ۱۸۶
شكل (۴ـ۲۳). نمايش جعبه‌اي تقويت‌كننده شكل (۴ـ۲۲)

در اين شكل k، گين تقويت‌كننده بدون فيدبك است و A و KS به ترتيب سطح و ضريب فنريت دم مي‌باشند. گين تقويت‌كننده در اين حالت به دست مي‌آيد:
(۴ـ۱۷)  
رابطه (۴ـ۱۷) را با فرض زياد بودن بهره حلقه (Loop-Goin) مي‌توان به صورت زير ساده نمود:
(۴ـ۱۸)  
ضريب فنريت دم را مي‌توان با استفاده از فنرهاي كمكي كه موازي با دم به تيغه متصل مي‌شوند تنظيم نمود.

عناصر مسير برگشت در كنترل‌كننده‌هاي بادي
اصل كلي در ساخت كنترل‌كننده‌ها لازم مي‌دارد كه عناصري با تابع تبديل عكس عمليات مورد نياز، در مسير فيدبك تقويت‌كننده قرار گيرد تا عمليات دلخواه به دست آيد. در كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي از عناصر مقاومت (R) و خازن (C) در مسير برگشت استفاده نموديم. همانطور كه مي‌دانيد مقاومت يك عنصر الكتريكي تلف‌كننده انرژي و خازن يك عنصر الكتريكي ذخيره كننده انرژي است. در سيستم‌هاي بادي نيز عناصر تلف‌كننده و ذخيره انرژي داريم. به عنوان يادآوري شكل (۴ـ۲۴ـ الف) را در نظر بگيريد.

ص ۱۸۶
شكل (۴ـ۲۴). مدار RC الكتريكي و بادي

در اين شكل رابطه بين فشار شارژ  (PS) و فشار مخزن (P) به صورت زير به دست مي‌آيد:
 
(۴ـ۱۹)  
كه مشابه رابطه بين ولتاژهاي ES و E0 در مدار الكتريكي معادل آن (شكل ۴ـ۲۴ـ‌ ب) مي‌باشد:
 
 
بنابراين هر ظرف مسدود كه قابليت ذخيره‌سازي فشار را داشته باشد مانند يك خازن عمل مي‌نمايد و هر مانع در برابر عبور جريان هوا كه افت فشار ايجاد كند مانند يك مقاومت عمل مي‌نمايد.

مقاومت بادي
در كنترل‌كننده‌هاي بادي از شيرهاي ظريف قابل تنظيم به عنوان مانع در برابر جريان هوا يا به عبارت ديگر به عنوان مقاومت بادي استفاده مي‌كنيم. باز و بسته كردن شير قطر روزنه عبور هوا را افزايش يا كاهش مي‌دهد كه اين به معني كاهش يا افزايش مقاومت بادي مي‌باشد.

ص ۱۸۷

تنظيم مقاومت بادي به آساني تنظيم يك پتانسيومتر است و بنابراين تنظيم كنترل‌كننده‌هاي بادي معمولاً مانند كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي از طريق تنظيم مقاومت (شيرها) انجام مي‌گردد.

ظرفيت (خازن) بادي
در كنترل‌كننده‌هاي بادي سيگنال خطا با جابجائي است و خروجي كنترل‌كننده فشار است. ديديم كه هر ظرف مسدود مانند يك ظرفيت (خازن) بادي عمل مي‌كند، بنابراين عناصر مسير برگشت مي‌بايستي ضمن فيدبك (خروجي به ورودي) به گونه‌اي فشار را تبديل به جابجايي نمايند. بدين‌منظور از يك دم به عنوان ظرف مسدود (خازن) استفاده مي‌گردد. دم علاوه بر ذخيره فشار به دليل خاصيت ارتجاعي، تغيير طولي متناسب با فشار ذخيره شده توليد مي‌كند. براي روشن‌تر شدن مطلب شكل (۴ـ۲۵) را در نظر بگيريد:

ص ۱۸۸
شكل (۴ـ۲۵). بيان عملكرد دم در برابر فشار

در حالت عادي (بدون فشار) طول دم X مي‌باشد. هرگاه فشار P به داخل آن اعمال گردد و سطح مؤثر دم A باشد نيروي وارده بر آن برابر خواهد بود با:
(۴ـ۲۰)  
در رابطه (۴ـ۲۱) KS ضريب فنريت دم مي‌باشد. جابجايي X را بر حسب فشار اعمالي مي‌توان با ساتفاده از روابط (۴ـ۲۰) و (۴ـ۲۱) به دست آورد:
 
(۴ـ۲۲)         
A و KS براي يك دم، مقاديري معين اما ثابت و غيرقابل تغيير مي‌باشند. در عمل براي ايجاد تغيير و تنظيم KS يك فنر با دم موازي و يا به اهرمي كه توسط دم جابجا مي‌شود متصل مي‌كنند. شكل (۴ـ۲۶).

ص ۱۸۸
شكل (۴ـ۲۶). خارن پنوماتيك (بادي)

انواع كنترل‌كننده‌هاي بادي
همانطور كه گفتيم عناصر لازم براي ساخت يك كنترل‌كننده با هر عمليات دلخواه عبارتند از تقويت‌كننده با گين زياد و عناصري  در مسير برگشت. اكنون كه با تقويت‌كننده و عناصر بادي R و C كه در حلقه فيدبك قرار مي‌گيرند آشنا شديم، آمادگي لازم را داريم تا طرح‌هايي براي انواع عمليات كنترل‌كننده ارائه نمائيم.
  • بازدید : 37 views
  • بدون نظر

این فایل در ۲۹۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

 بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است که بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان کار را ولی با مصرف انرژی کمتر انجام بدهیم . 
صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی، بمنظور درک سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها، میتواند در کاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد. در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویکرد سیستمی داشته باشند. برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی هدف تنها کاهش هزینههای انرژی یک یا چند الکتروموتور مشخص نیست، بلکه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد. 

  • بازدید : 114 views
  • بدون نظر

قیمت : ۸۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۱۰۸    کد محصول : ۱۵۲۵۷    حجم فایل : ۵۷۳ کیلوبایت   
دانلود سمینار کارشناسی ارشد مهندسی برق بررسی حجم محاسبات الگوریتم های MPC

در ذیل مختصری از پروژه ارایه شده در فروشگا به شما عزیزان دانشجو ارایه میگردد امید است با تهیه و دانلود آن بتمانیم به شما در ارایه بهترین سمینار کمک کنیم .

کنترل پیش بین MPC  شامل تعدادی از الگوریتمهای کنترلی است که براساس مفهوم خاصی عمل میکنند . در یک کنترل کننده MPC  تعدادی از ورودی های آینده به گونه تعیین میشود که خروجی پروسه در طول فاصله زمانی معین براسا یک تابع معیاربه ورودی مرجع نزدیک باشد . و ……..

دانلود و خرید پایل پروژه در فروشگاه ما آماده میباشد .


عتیقه زیرخاکی گنج