مدار فرمان

پست فشار قوی

 

کنتاکتور

 

---

توان پتانسیل توربین

FACTS در سیستم های قدرت

 

---

 سیستم های انتقال AC انعطاف پذیر که به FACTS معروف می باشند مفهوم و ایده جدیدی است که برای تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه ها، بکارگیری و استفاده از کنترل کننده ها و ادوات الکترونیک قدرت را توصیه و تشویق می نمایند. در واقع سیستم های FACTS قادر هستند که پارامترها و مشخصه های خطوط انتقال مانند امپدانس سری، امپدانس شانت، زاویه فاز که بعنوان محدودیت اصلی بر سر راه افزایش ظرفیت شبکه عمل می نمایند، کنترل کنند. 

ایده اساسی که پشت مفهوم FACTS وجود دارد توانا نمودن سیستم انتقال از طریق فعال نمودن عناصر و اجزاء آن می باشد. در واقع FACTS دارای نقش اساسی در افزایش انعطاف پذیری انتقال توان و امنیت پایداری دینامیک سیستم های قدرت می باشد.
کنترل کننده های FACTS با بکارگیری کنترل کننده های پر سرعت الکترونیک قدرت امکانات و قابلیت های زیر را برای سیستم قدرت ایجاد می نمایند.
کنترل فلوی توان اکتیو بقسمی که بتواند انتقال و مقدار آن را در مسیرهای دلخواهی کنترل نماید.
کنترل بارگیری خطوط انتقال تا نزدیکی های ظرفیت حرارتی آنها بقسمی که در عین اینکه از حداکثر ظرفیت خطوط استفاده میگردد اما مانع از اضافه بار آنها میشود. این امر باعث میشود که بواسطه افزایش توانائی انتقال توان بین نواحی، بتوان حاشیه رزرو تولید در سیستم را کاهش داد.
میرائی نوسانات توان که در صورت عدم میرائی میتوانند باعث صدمه دیدن تجهیزات و محدود نمودن ظرفیت انتقال خطوط گردند.
جلوگیری از توسعه و گسترش حوادث و خروج پی در پی تجهیزات از طریق محدود نمودن اثر خطاها و معیوب شدن تجهیزات
تحت مدیریت و هدایت موسسه RPRI کاربرد FACTS در دست مطالعه می باشد و تعداد زیادی از کنترل کننده های FACTS هم اکنون ارزیابی و آزمایش شده اند در حالیکه تعداد دیگری از نظر مفهومی بررسی و مطالعه گردیده ولیکن هنوز طراحی و ساخته نشده اند.
کنترل کننده های FACTS که هم اکنون ساخته شده و بکار گرفته شده اند، موارد کاربرد آنها بشرح زیر می باشند
TCSC&ASC با کاربردهای زیر
کنترل امپدانس خطوط با جبران سازی سری آنها
کنترل توان عبوری خطوط
میرائی نوسانات توان و پدیده SSR
SVC & ASVC با کاربردهای زیر
کنترل راکتور و یا خازنهای شانت با استفاده از جبران سازی شانت
کنترل ولتاژ
بهبود پایداری دینامیکی

کنترل کننده های FACTS که هنوز ساخته نشده و بکار گرفته نشده اند بهمراه موارد کاربرد آنها بشرح زیر می باشند
STATCON
جبران سازهای جدید توان راکتیو براساس کاربرد تریستورهای GTO
جبران سازی شانت
کنترل ولتاژ
بهبود پایداری دینامیکی
قرار است در سیستم قدرت TVA و در پست Sullivan نصب گردد.
UPFC
مجهز به عملکرد تعداد زیادی از انواع FACTS می باشد
جبران سازی سری و شانت
کنترل ولتاژ شینها و فلوی توان خطوط
بهبود پایداری دینامیک
موسسه های EPRI و WAPA در تحقیقات UPFC همکاری دارند
PAR
جبران سازی سری و کنترل زاویه فاز خطوط
کنترل فلوی توان خطوط
بهبود پایداری دینامیکی
مؤسسه های EPRI و WAPA نیز بر روی PAR فعالیت و تحقیقات می نمایند.
SMES
جبران سازی شانت
کنترل ولتاژ شین
بهبود پایداری دینامیک
Dynamic Brake
جبران سازی سری
بهبود پایداری دینامیکی
ASI
جبران سازی سری
بهبود پایداری دینامیکی
باید توجه داشت که فناوری FACTS یک کنترل کننده الکترونیک قدرت تکی نمی باشد بلکه مجموعه ای از کنترل کننده ها است که میتوانند بصورت تکی و یا مجتمع با یکدیگر برای کنترل پارامترهای سیستم قدرت استفاده شوند. چون کنترل کننده های FACTS همگی دارای یک فناوری ساخت مشابه می باشند بنابراین تولید آنها صرفا" تفاوت فناوری در اندازه و بزرگی آنها می باشد.

ترانسفورماتور 1000 کیلوولت

 

نقش plc در اتوماسیون قدرت

 

PLC چیست ؟

با عرض سلام نکاتی مختصر درباره پی ال سی در این تایپک قرار دادم شاید بدردتون بخوره.

PLC مخفProgramable logic contorerl به معنی برنامه کنترل منطقی می باشد که برنامه نوشته شده توسط کامپیوتر را از کامپیوتر به کنتاکتور ها یا رله ها توسط مدار رابط یا اینتر فیس انتقال میدهد و طبق برنامه ذکر شده دستگاه ها را راه اندازی و کنترل می نمایید.

امروزه استفاده از PLC در صنایع و کارخانه ها رو به افزایش است و بایستی برقکاران صنعتی طرز استفاده از آن را بدانند.

PLC هایی مورد آموزش مربوط به شرکت زیمنس می باشند.

مقدمه

PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) کنترل کننده قابل برنامه ریزی منطقی

در سال 1968 آمریکایی ها اولین PLC را ساختند و آنرا کنترل قابل برنامه ریزی نام نهادند {PROGRAMABLE CONTROLLER } آلمانی ها در سال 1973 PLC را وارد بازار کردند و اکنون شرکتهای مختلفی در جهان در زمینه ساخت و استفاده از PLC در حال فعالیت هستند.سهم شرکت زیمنس از بازار PLC جهان 26%_ شرکت آمریکایی ALAM BRADLEY 26 % _ OMRON ژاپن 11 ٪ ــ MITSUBISHI 9 ٪ و الباقی مربوط به کمپانی های AEG-BOSCH -GENRAL ELECTRIC و TELEME CANIQUE فرانسه می باشد.

شرکتهای ایرانی نظیر کنترونیک - صنعت فردا و فتسو آلمانی که همگی مدلی از زیمنس آلمان می باشند.

طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر :

هر سیستم نیاز به کنترل دارد.در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد.

1-سخت افزاری(مدارات فرمان الکتریکی) 2- سیستم های PLCسیستم های PLC خود به 2 گروه تقسیم می شوند : 1- سیستم های کنترلی گسترده DCS 2- کامپیوتر های شخصی IPC

پروسه کار یک PLC:

ورودی پردازش خروجی

ورودی می تواند سنسور ها - کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و...باشند. خروجی هم موتورها - رله یا کنتاکتورها - لامپ ها و نمایشگر ها باشند.

با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.

موارد کاربرد PLC :

1- کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی

2- کنترل هر سیستم خط تولید

3- کنترل فرمان مدار CNC (ماشین های فرز پیشرفته )

تفاوت PLC با کامپیوتر :

تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله - تریاک - ترانزیستور - تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

حافظه بکار رفته در PLC :

در PLC از حافظه های نیمه هادی و بیشتر از RAM و EEPROM استفاده می شود .یک باتری نیز برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش کردن دستگاه بکار برده می شود.یک خازن نیز موازی با باتری بک آپ قرار گرفته که بهنگام تعویض باتری می تواند برق سیستم را بمدت 30 ثانیه تامین نمایید.ولتاژ باتری3.6 ولت با جریان دهی 0.09 میلی آمپر می باشد.

در مقایسه با روشهای حل سنتی و PLC می توان نتیجه گرفت که روش کار PLC آسانتر و توانایی و قابلیت بیشتری نسبت به روش سنتی می باشد.در PLC می توان براحتی در برنامه و اجرای آن تغییرات اعمال نمود.همچنین دارای حجم کم و ارزانتری می باشد و نگهداری آن نیز آسانتر است

---

 

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی

امروزه در بین کشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهکارهایی برای کنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد که مدیران و مسئولان صنایع در این کشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند که سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد که لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبکه کرده و با یک کامپیوتر مرکزی مدیریت نمود تا بتوان کار کنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.

قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فرکانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ... ) و همچنین امکانات اتصال به شبکه ، ابعاد بسیار کوچک ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده که بتوان کنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد .

مفهوم کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC :

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی کنترل بر عهده PLC است که با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس کرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌کند. امکان تعریف مدهای مختلف برای ترمینالهای ورودی/خروجی یک PLC، این امکان را فراهم کرده تا بتوان PLC را مستقیما به المانهای دیگر وصل کرد. علاوه بر این PLC شامل یک واحد پردازشگر مرکزی( CPU) نیز هست، که برنامه کنترلی مورد نظر را اجرا می‌کند. این کنترلر آنقدر قدرتمند است که می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ کانتر را کنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم کنترل ماشین‌هایی با چند I/O که کار ساده‌ای مثل تکرار یک سیکل کاری کوچک انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مکان‌یابی را کنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد کنترل و استفاده نماید.

زمان پاسخ‌گویی Scan Time:

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه کاربر دارد. از یک میکرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی که I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسکن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور کردن برنامه کنترلی اغلب به زمان اسکن می‌افزاید چرا که CPU کنترلر مجبور است وضعیت کنتاکتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.

  قطعات ورودی :

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیک و حس‌گرهای خودکار می‌باشد. قطعات ورودی نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میکرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالکتریک، proximity ، level sensor ، ترموکوپل، PT100 و... PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مکانیزم حرکت و موقعیت جسم، تست کردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌کند.

سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، که در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

قطعات خروجی :

همانطوری که می‌دانید یک سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و ... کامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملکرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه کنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.

نقش کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :

در یک سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم کنترلی عمل می‌کند. هنگام اجرای یک برنامه کنترلی که در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی می‌کند. این کار را با گرفتن فیدبک از قطعات ورودی و سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه کنترلی خود منتقل می‌کند و نسبت به آن در مورد نحوه عملکرد ماشین تصمیم‌گیری می‌کند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌کند.

مقایسه تابلوهای کنترل معمولی با تابلوهای کنترلی مبتنی بر PLC :

امروزه تابلوهای کنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا که معایب زیادی دارند. از آنجا که این نوع تابلوها با رله‌های الکترو‌مکانیکی کنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌کنند، سیم‌کشی تابلو کار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌کند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشکل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز کردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.

با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستم‌های کنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارد در زیر اشاره کرده‌ایم. که با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLCPLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد.

توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.

برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد.

در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود.

از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.

ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.

وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود. با سایر سیستم‌های کنترلی پی برد:

سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا 80٪ کاهش می‌یابد.

از آنجاییکه

مشخصات تابلو ها

تابلو برق قدرت واستاندارهای ان