دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند کاپل کاگ ناور

 

فایل مورد نظردر قالب pdf  با حجم 1.9 مگابایت می باشد. دوستان گرامی و دانشجویان ارجمند و عزیز در صورت تمایل می توانید این فایل بسیار با ارزش را به صورت مستقیم از سایت بیست میشم تهیه بفرمائید.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

کنترل فرایند

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم بیان دارد کنترل فرایند (Process Control) نقش بسیار مهمی در چگونگی انجام یک فرایند ایفا می کند.

یک مهندس فرایند برای اینکه طراحی درستی داشته باشد،باید به خوبی با این موضوع آشنا باشد.

کنترل فرایند (process control) یک رشتهٔ مهندسی است که برای حفظ خروجی یک فرایند خاص در محدودهٔ مورد نظر معماری‌هایی را شکل می‌دهد و مکانیزم‌ها و الگوریتم‌هایی ایجاد می‌کند.

کنترل فرایند به‌طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد و قادر به تولید انبوه فرایندهای مستمر مانند پالایش نفت، تولید کاغذ، مواد شیمیایی، نیروگاه‌های برق و بسیاری از صنایع دیگر است.

کنترل فرایند به وسیلهٔ یک هیئت کوچک از پرسنل عامل فرایند اتوماسیون را انجام می‌دهد که می‌تواند یک فرایند پیچیده را از یک اتاق کنترل مرکزی تحت نظر داشته باشد.

 

کنترل فرایند می‌تواند از بازخوردها استفاده کند یا ممکن است به صورت حلقه‌های باز باشد.

کنترل همچنین می‌تواند به صورت پیوسته (مانند کروز “پایش” کنترل خودرو) یا به صورت ترتیبی از رویدادهای گسسته (مانند یک تایمر در آب پاش چمن “روشن / خاموش” یا اعمال کنترل بر یک آسانسور “توالی منطقی”) باشد.

ترموستات در بخاری یک نمونه از کنترل است که روشن یا خاموش می‌شود.

سنسور دما، منبع حرارت را در صورتی که درجه حرارت زیر نقطه تعیین‌شده باشد، روشن می‌کند و در هنگامی که درجهٔ حرارت به نقطه تعیین‌شده رسیده باشد، منبع حرارت را خاموش می‌کند.

هیچ سنجشی برای تفاوت بین نقطه تعیین‌شده و درجه حرارت اندازه‌گیری‌شده وجود ندارد (به عنوان مثال هیچ سنجش خطایی وجود ندارد) و هیچ تنظیمی برای نرخی که گرما اضافه می‌شود، وجود ندارد.

یک مثال از کنترل‌های بازخوردی، کنترل پایشی یک خودرو است.

در این مثال، سرعت، یک متغیر سنجشی است. اپراتور (راننده) نقطهٔ تعیین‌شده را برای سرعت تنظیم می‌کند (برای مثال ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت) و کنترل‌کننده سنسور سرعت را پایش می‌کند و سرعت سنجیده‌شده را با نقطهٔ مرجع مقایسه می-کند.

هر انحراف مانند تغییر شیب، اصطکاک، سرعت باد یا حتی انحرافی که به دلیل استفاده از انواع مختلف سوخت است (به عنوان مثال یک ترکیب اتانول) توسط کنترل‌کننده به وسیلهٔ تنظیم سوپاپ سوخت که یک متغیر دستکاری‌شده است، اصلاح می‌شود.

اگرچه تنظیمات به عنوان متغیر تنظیمی‌ای شناخته می‌شوند که برای رسیدن به کنترل پایدار است، ولی کنترل‌کننده فقط بر اساس اطلاعاتی که در مورد خطا (اندازه، میزان تغییر یا خطای تجمعی) دارد، قضاوت می‌کند.

عملیات یک چنین کنترل‌کننده-هایی موضوع نظریهٔ کنترل است.

دستگاه کنترل مورد استفاده، کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی یا PLC نامیده می‌شود.

این دستگاه مجموعه‌ای از ورودی‌های دیجیتال و آنالوگی که مجموعه‌ای از گزاره‌های منطقی را پیاده‌سازی می‌کنند، می-خواند و در پایان این دستگاه مجموعه‌ای از خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ را تولید می‌کند.

برای مثال، اگر یک دریچهٔ قابل تنظیم برای نگه‌داشتن سطح مخزن استفاده شود. حکم منطقی، فشار معادل نقطهٔ تعیین‌شده را با نقطهٔ خوانده‌شده توسط سنسور مقایسه می‌کند و میزان باز¬ یا بسته بودن دریچه را برای ثابت نگه‌داشتن سطح مخزن تعیین می‌کند.

خروجی PLC میزان افزایشی تغییر در موقعیت دریچه را محاسبه می‌کند. سیستم‌های پیچیده‌تر را می‌توان توسط سیستم توزیع کنترل (DCS) یا سیستم SCADA کنترل کرد.

 

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

متغیر کنترل

اغلب دونوع سیگنال بسیار مهم در کنترل فرایند مورد استفاده قرار می گیرند:

1. متغیرهای فرایند یا PV
2. متغیر تحت کنترل یا MV

یاد آوری:متغیر (variable) هر عامل، خصیصه یا شرطی است که با مقادیر یا انواع مختلف در گروهی از افراد یا اشیاء وجود دارد.

معمولا یک آزمایش یا تحقیق دارای سه نوع متغیر اصلی است که شامل متغیرهای مستقل، وابسته و متغیرهای کنترل شده می باشند. بنابراین در یک تعریف ساده می توان متغیر را هر ویژگی قابل اندازه گیری دانست که تغییر می کند.

در کنترل فرایند صنعتی ،متغیر های فرایند یا PV توسط یک ابزاری که در قسمت فیلد فرایند قرار دارد اندازه گیری می شود.

و سپس این متغیر اندازه گیری شده به عنوان ورودی یک کنترلر اتوماتیک که بر اساس ارزش این متغیر ورودی اقدام می کند اعمال می گردد.

وهمچنین می توان PV را به عنوان یک ورودی صفحه ی نمایش داده در نظر گرفت که در این صورت اپراتور می تواند با خواند مقدار متغیر فرایند ورودی به صفحه نمایش به صورت دستی فرایند رو کنترل بکند و بر روی فرایند نظارت داشته باشد.

متغیری که به منظور کنترل متغیر فرایند مورد استفاده قرار می گیرد متغیر  Manipulated Variable یا متغیر کنترل شده ویا به اختصار MV نامیده می شود.

برای مثال اگر ما یک قسمت خاصی از فلو را کنترل کنیم به این معنی است که یک ولو که برای کنترل فلو است را دستکاری و یا کنترل می کنیم.در این حالت موقعیت ولو ، متغیر کنترل شده (MV)نامیده می شود .

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

ضرورت کنترل فرایند و اندازه گیری

یک واحد شیمیایی از تجهیزات مختلفی تشکیل شده که این تجهیزات بوسیله خطوط لوله بهم مرتبط شده اند که
درون این خطوط لوله،مواد شیمیایی جریان دارند.

برای آنکه این واحد ها در شرایط مناسب عملیاتی کار کنند،
باید پارامتر های فرایندی مثل دما، فشار، دبی و سطح آنها در محدوده های خاصی تحت کنترل قرار گیرد.

به عنوان مثال در یک راکتور، مواد اولیه باید با یک نسبت مشخصی وارد راکتور شوند و
دما و فشار راکتور نیز باید در یک مقدار بهینه نگه داشته شود تا محصول مطلوب با بازده بالایی تولید شود.

عدم توجه به این موضوع می تواند باعث خسارات مالی شده و یا ایمنی واحد را به خطر بیندازد.

در چنین حالتی باید سیستمی وجود داشته باشد که در صورت کم شدن دبی خوراک شیر مربوطه را باز کند تا خوراک بیشتری وارد شود و
یا در حالت عکس شیر را کمی ببندد تا خوراک کمتری وارد راکتور شود.

این سیستم می تواند یک اپراتور باشد که شیر راکتور را باز و بسته می کند اما
طبیعی است که عملکرد یک اپراتور دقت کافی را برای کنترل یک فرایند نخواهد داشت.

علاوه بر آن تغییرات برخی پارامتر ها در یک فرایند بطور دستی سخت و گاها غیر ممکن است،
از این رو در فرایند ها برای افزایش دقت و سرعت در کنترل از سیستم های کنترلی استفاده می شود.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

سنسور

دستگاه های اندازه گیری دارای سنسور یا حسگر هایی هستند که کمیت هایی مثل دما، فشار، دبی و سطح را اندازه گیری می کنند.

خروجی این سنسور ها بسته به عملکردشان می تواند جریان، ولتاژ، مقاومت و یا جابجایی باشد.

درواقع سنسور در اثر تماس با سیال دچار تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی خود می شود که
با این تغییرات اندازه گیری پارامتر مورد نظر انجام می شود.

به عنوان مثال ترموکوپل که در اندازه گیری دما استفاده می شود، خروجی از نوع ولتاژ دارد و
یا لوله بوردون که برای اندازه گیری فشار مورد استفاده قرار می گیرد، خروجی از نوع جابجایی دارد.

 

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

مبدل (Transducer)

ابزاری است که خروجی های مختلف تولید شده، توسط دستگاه های اندازه گیری را به خروجی الکتریکی یا هوای فشرده تبدیل می کند.

در شکل زیر یک نمونه مبدل فشار را مشاهده می کنید که
فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

 

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای

 

 

 

ترنسمیتر (Transmitter)

وظیفه این قسمت تقویت سیگنال های خروجی از مبدل ها و انتقال آنها است.

معمولا ترنسمیتر ها سیگنال های الکتریکی را به سیگنال استاندارد 20-4 میلی آمپر و سیگنال نیوماتیک ورودی را به سیگنال استاندارد 15-3 پوند بر اینچ مربع تبدیل می کنند.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

کنترلر

کنترلر مغز متفکر سیستم های کنترلی می باشند.

خروجی ها با سیگنال های اندازه گیری توسط ترنسمیتر به کنترلر انتقال می یابند،
تا کنترلر با کمک این اطلاعات و بر اساس تابعی که برای آن تعریف شده است،
تصمیمات لازم برای عکس العمل مورد نیاز را بگیرد.

کنترلر با مقایسه سیگنال اندازه گیری با مقدار مطلوب و انجام محاسبات لازم متغیر کنترل شونده را تنظیم می کند.

 

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

عنصر نهایی کنترل

عنصر نهایی آخرین عضو یک حلقه کنترلی است، این المان در صنایع شیمایی می تواند یک شیر باشد که
توسط کنترل به آن دستور باز یا بسته شدن داده می شود.

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

محرک

زمانی که در یک سیستم کنترل، عضو کنترل نهایی یک شیر باشد، امکان انتقال مستقیم فرمان به آن وجود ندارد (چون یک شیر معمولی سیگنال را نمی فهمد).

به همین علت از دستگاهی که با آن محرک یا Actuator گفته می شود استفاده می کنند.

محرک ها فرمان ارسالی کنترلر را دریافت کرده و از راه های مختلفی شیر را باز یا بسته می کنند.

اگر شیر پنوماتیکی باشد با هوای فشرده و اگر سلونوییدی باشد از طریق یک جریان الکتریکی این کار انجام می شود.

 

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

شیر های Air To Close

این شیر ها از نوع شیر های پنوماتیکی هستند که باز و بسته شدن آنها با هوای فشرده صورت می گیرد.

اگر باز شدن شیر هوا فشرده باعث بسته شدن شیر فرآیندی شود این شیر Air To Close است.

 

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای

 

 

 شیر های Air To Open

عکس شیر های Air To Close عمل می کنند.

یعنی در این شیر ها باز شدن شیر هوا فشرده باعث باز شدن شیر فرایندی می شود.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

ثبت کننده ها و نمایشگر ها

ثبت کننده ها یا Recorders تجهیزاتی هستند که به منظور ثبت تغییرات و رفتار فرایند استفاده می شوند.
نمایشگر ها نیز برای ثبت چگونگی رفتار واحد بکار می روند.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

سیستم کنترل دبی

سنسور های مورد استفاده برای اندازه گیری دبی، انواع مختلفی دارند.

این سنسور ها معمولا با اندازه گیری یکی از خواص فیزیکی سیال، دبی آن را محاسبه می کنند.

این خواص می تواند مواردی مثل کمیت های زیر باشد:

• فشار
• میدان مغناطیسی
• میزان جذب و نشر صوت
• انتقال حرارت
• حجم قسمتی از سیال

هرکدام از این نوع سنسورها برای کاربرد خاصی استفاده می شود و بدیهی است که
دقت و شرایط عملیاتی آنها نیز متفاوت خواهد بود.

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 سیستم کنترل فشار ئر کنترل فرایند

روش های مختلفی برای اندازه گیری فشار وجود دارد که مهم ترین آنها روش های بوردون است.

استفاده از لوله بوردون یکی از متداولترین روش های اندازه گیری فشار می باشد که
از طریق اندازه گیری یک تغییر شکل مکانیکی، فشار را اندازه گیری می کند.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

سیستم کنترل دما

دما در یک سیستم می تواند معیاری از پیشرفت یک واکنش و یا معیاری از ترکیب درصد اجزا باشد.

در جایی ممکن است افزایش دما باعث غیر فعال شدن کاتالیست و یا جاذب مورد استفاده در جذب شوند.

پس دما پارامتری است که کنترل آن بسیار ضرروی می باشد، زیرا بسیاری از پارامتر ها تحت تاثیر آن قرار دارند.

سیستم های کنترل دما سرعت بسیار پایینی در پاسخ دارند، دلیل این موضوع هم آن است که
افزایش یا کاهش دما در یک جسم و یا سیال فرایندی زمان بر است.

قدیمی ترین روش اندازه گیری دما بر اساس تغییر حجم یک سیال با دما عمل می کردند که
ترمومتر جیوه ای یک مثال آشنا برای این نوع سیستم های اندازه گیری است.

سیستم های دیگر اندازه گیری دما نیز وجود دارند که
با استفاده از مقاومت الکتریکی، ولتاژ، انبساط و انقباض و فشار مقدار دما را اندازه گیری یا محاسبه می کنند.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

 

 

سیستم کنترل سطح

این سیستم ها برای مخازنی استفاده می شوند که در آن ها مایع نگه داری می شود.
البته در این مخازن علاوه بر این سیستم ها در مخازن، اگر سیال داخل مخزن خورنده نباشد (مثل HF که خورنده شیشه است)، از Side Glass نیز در آنها استفاده می شود.
که با آن اپراتور میتواند سطح مایع درون مخزن را ببیند.

در این مقاله سعی کردیم مقدماتی را در زمینه کنترل فرایند در یک واحد صنعتی مطرح کنیم،

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

اصول سیستم های کنترل

برای انجام یک کنترل موثر بر روی فرایند ،نیاز داریم بدانیم که ورودی کنترلی که ما آن را برای اعمال اثر در خروجی فرایند در نظر گرفتیم چگونه بر سیگنال خروجی تاثیر می گذارد.ما اگر بخواهیم شرایط ورودی رال تغییر دهیم نیاز داریم که موارد زیر را بدانیم:

1. آیا خروجی افزایش می یابد با کاهش می یابد؟
2.  بعد از اعمال تغییرات در شرایط اولیه ، چقدر طول می کشد تا سیستم پاسخ دهد؟
3. منحنی ویا مسیر خروجی چگونه تغییر می کند؟

برای اینکه بتوانیم به این سوالات با دقت بالاتری پاسخ دهیم ابتدا باید یک مدل ریاضی را بین ورودی و خروجی انتخاب شده درنظر بگیریم وبا بدست بیاوریم.

طراحان کنترل فرایند از یک تکنیک بسیار مفید از مدل بلوک دیاگرام برای ارائه ی فرایند وسیستم کنترل آن استفاده می کنند.

بخش زیر به توضیح شرایطی می پردازد که باید در اکثر حلقه های کنترلی عملیاتی مورد استفاده قرار بگیرد.شکل زیر فرایند یک کارخانه را نشان می دهد که توسط یک ورودی وخروجی ارائه شده است.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

حالت های کنترلی در کنترل حلقه بسته

باتوجه به دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم اکثر کنترل کننده های حلقه بسته قادر به کنترل با سه حالت کنترلی می باشند که می توانند به صورت جداگانه و یا باهم مورد استفاده قرار بگیرند.

1. کنترل تناسبی (P)
2. کنترل انتگرالی (I)
3. کنترل مشتقی (D)

به طور خلاصه کنترل فرایند و ابزار دقیق، پایه کنترل پروسه های صنعتی است.

در پروسه های صنعتی تعداد زیادی از متغیرها مانند دما، فلو، فشار، سطح مایع و … باید به صورت پیوسته اندازه گیری و کنترل شوند که وظیفه اندازی گیری این متغیرها بر عهده سنسورها قرار دارد.

اغلب طراحان پروسه های صنعتی انتظاراتی مانند عملکرد ایمن پلانت و نرخ تولید بالا دارند.

که برای رسیدن به این امر نیاز داریم که با استفاده از سنسورها و عملگرهای مناسب پروسه را به صورت مناسبی توسط راههای کنترلی که در بالا ذکر شد ونیز در مطالب بعدی به روش های بیشتر وکاربردی تری اشاره خواهیم نمود در بیاوریم.

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

مقایسه نتایج عملیات با اهداف و استناداردها

دومین مرحله نظارت و کنترل، عبارت است از مقایسه نتایج عملیات انجام شده با هدف‌ها و استناداردهایی که از قبل تعیین شده است.

به طور کلی مقایسه بیشتر در جنبه‌های کمی مثل درآمد، هزینه و.. به کار گرفته می‌شود. شیوه‌های اساسی مقایسه عبارتند از:

1. روش نمونه‌گیری: زمانی که تولید زیاد باشد و نتوانیم تمام نمونه‌های محصول یا خدمت را بررسی کنیم طبق روش استقرا به انتخاب تعدادی از نمونه‌ها پرداخته و به مقایسه آن‌ها با استانداردها می‌پردازیم.
2. روش مشاهده و بحث غیررسمی: مشاهده کار کارکنان در زمان انجام فعالیت‌ها، نوعی روش اندازه‌گیری غیر کمّی می‌باشد که می‌تواند به صورت مستقیم یا غیر مستقیم انجام گیرد.
3. همچنین از طریق گفتگوهای غیررسمی با کارکنان می‌توان بر کار آنان نظارت داشت.
4. روش پیش‌بینی: پیش‌بینی، اغلب به عنوان سیستم اندازه‌گیری نتایج احتمالی به کار می‌رود.
5. مزیّت عمده این سیستم، توجه به چیزی است که احتمال وقوع آن می‌رود و به این صورت امکان پیشگیری فراهم می‌شود.
6. گزارش‌گیری: گزارش‌های کتبی، به تنهایی یا به همراه توضیح شفاهی می‌تواند به عنوان سیستم اندازه‌گیری عملکرد به کار رود.
7. البتّه این روش به تنهایی کافی نمی‌باشد و معمولا آن را با استفاده از مشاهده و جلسات غیررسمی به کار می‌گیرند.

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

تدابیر کنترل و نظارت

براساس دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم در فرآیند کنترل معمولا سرپرستان با استفاده از ابزارهایی که در اختیار دارند تدابیر گوناگونی را اتخاذ می‌کنند این تدابیر عبارتند از:

• کنترل عملیاتی: کنترل کردن عملیاتی که در یک سازمان انجام می‌شود یکی از مهمترین وظایف مدیران سازمان می‌باشد. توجه به داده‌های سازمانی می‌تواند کمک زیادی به پیشرفت امور بنماید و سطح بهره‌وری را افزایش دهد.
• بودجه: بودجه همان برنامه‌های عملیاتی یک سازمان به صورت ارقام پولی می‌باشد. بنابراین با کنترل بودجه می‌توان میزان موفقیت‌های برنامه‌های مختلف را کنترل کرد.
• گزارش‌های آماری: مقایسه گزارش‌های مستمر دوره‌ای از سنجش‌های مختلف می‌تواند یک ابزار مهم در کنترل باشد.
• گزارش‌های کنترلی: این گزارش‌ها معمولا بر روی فرآیندهای خاصی تمرکز دارند و سعی می‌کنند با تحلیل وضعیت یک بخش خاص به کنترل عملکرد بپردازند.
• ارزشیابی داخلی: رسیدگی به نحوه برنامه‌ریزی، سازماندهی، هدایت، بسیج امکانات و کنترل می‌تواند به مدیریت سازمان، اطلاعات کاملی را برای بهبود فرآیندهای کاری بدهد.
• کنترل‌های مدیریتی: مدیران با سنجش عملکرد در بخش‌های گوناگون مالی، فروش، تبلیغات و.. می‌توانند به چگونگی هدایت نیروهای خود پی ببرند و به یک ارزیابی دقیق از عملکردها دست یابند.

 

 

 

 

دانلود حل المسائل کنترل فرآیند | 20 میشم

 

 

IRT 5,000 – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد