۹۱

۱-۲-۲-۲نگاهی بر ریاضیات فازی۰۲۲-۲-۲-۲مدلسازی سیستمهای فازی از روی داده های ورودی-خروجی۳۲۲-۲-۲-۳-کنترل پیش بین غیرخطی مبتنی بر مدلهای فازی۵۲۲-۲-۲-۴-مدلسازی سیستم غیرخطی توسط منطق فازی۵۲۲-۲-۳مدلسازی سیستم غیر خطی توسط شبکه های فازی-عصبی۱۳۲-۲-۳-۱سیستم فازی-عصبی شبه ARMAX۳۳۲-۲-۳-۲سیستم فازی-عصبی تطبیقی۳۳۲-۳-بهینه سازی۵۳

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان مطالب	شماره
	صفحه
۲-۳-۱بهینه سازی به روش گرادیان کاهشی	۵۳
۲-۳-۱-۱-روش گرادیان کاهشی با باقیمانده	۶۳
۲-۳-۱-۲-روش گرادیان نزولی بدون باقیمانده	۸۳
۲-۳-۲تأثیر η بر سرعت همگرایی وناپایداری سیستم	۸۳
۲-۳-۳-عیب روش گرادیان کاهشی	۹۳
۲-۳-۴-راه حلهای پیشنهادی برای خروج از مینیمم های محلی	۹۳
۲-۳-۵-حل مسأله بهینه سازی توسط شبکه های عصبی	۳۴
فصل سوم:شبیه سازی کنترل پیش بین مبتنی بر مدل فازی-عصبی بر روی یک فرآیند سه
تانکه تنظیم ارتفاع مایع
۳-۱-مقدمه	۶۴
۳-۲-توصیف فرآیند	۶۴
۳-۳تعیین مدلی برای سیستم تحت کنترل،جهت کنترل پیش بین خروجیهای آینده سیستم و استفاده	۷۴
از آنها در کمینه سازی تابعی
۳-۳-۱-مدلسازی سیستم با استفاده از شبکه عصبی	۷۴
۳-۳-۱-۱-ایجاد داده های آموزش،داده های درستی وداده های امتحان	۹۴
۳-۳-۲-مدلسازی سیستم با استفاده از شبکه فازی-عصبی	۴۵
۳-۴-طراحی کنترل پیش بین مبتنی بر مدل عصبی-فازی برای فرآیند تنظیم ارتفاع مایع در سه تانک	۴۵
۳-۴-۱-بررسی اثر افقهای پیش بین و کنترل در عملکرد ردیابی مسیرمرجع NMPC	۹۵
۳-۴-۲-بررسی اثر ضرایب وزنی در عملکرد ردیابی مسیرمرجع NMPC	۰۶
۳-۵- طراحی کنترل پیش بین مبتنی بر مدل عصبی-فازی برروی فرآیند دوم	۵۶
فصل چهارم:نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
۴-۱-جمع بندی و نتیجه گیری	۲۷
۴-۲-پیشنهادات برای کارهای آینده	۳۷
منابع و مآخذ	۵۷
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین	۶۷
چکیده انگلیسی	۸۷

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان	شماره صفحه
شکل ۱-۱:اصل کنترل پیش بین مبتنی بر مدل-تعیین ورودی مناسب با توجه به ورودی ها و	۸
خروجیهای قبلی و خروجیهای پیش بینی شده سیستم به منظور حفظ خروجیها در محدوده
مسیرمرجع
شکل۱-۲-نمودار بلوکی ساختارMPC	۰۱
شکل۲-۱- ساختار کنترل کننده پیش بین عصبی	۷۱
شکل ۲-۲-مدل NARMAX عصبی	۷۱
شکل ۲-۳-ساختار شبکه عصبی تأخیرزمان	۷۱
شکل ۲-۴-روشهای شناسایی سری-موازی و موازی	۸۱
شکل۲-۵-شبکه عصبی پیش خورد FNN	۹۱
شکل ۲-۶-شبکه عصبی بازگشتی RNN	۹۱
شکل۲-۷-ساختار یک کنترل کننده فازی	۰۲
شکل۲-۸-دی فازی ساز میانگین مراکز	۳۲
شکل ۲-۹-نمایش تبدیل دانش خبره به سیستمهای فازی	۳۲
شکل۲-۰۱-نمایش مدلسازی فازی به روش تاکاگی-سوگنو	۶۲
شکل۲-۱۱-رفتار یک سیستم غیر خطی و تفکیک آن به چند زیر سیستم	۰۳
شکل ۲-۲۱- ساختار مدل ANFIS	۴۳
شکل ۲-۳۱- نمایش نحوه عملکرد روش گرادیان کاهشی	۶۳
شکل ۲-۴۱-نمایش اثرات ضریب یادگیری η در رسیدن به نقطه مینیمم کلی	۹۳
شکل۲-۵۱- تابع هزینه برحسب ورودیهای v1,v2ونمایش مینیمم های محلی و کلی	۰۴
شکل۲-۶۱- نمایش استفاده از مدل وارونه برای تخمین نقطه شروع	۱۴
شکل۲-۷۱- تاثیر روش اندازه حرکت بر عبور از مینیمم های محلی	۲۴
شکل۲-۸۱-تاثیر روش ηخود تنظیم بر عبور از مینیمم های محلی	۳۴
شکل۲-۹۱- بلوک دیاگرام حل مسأله بهینه سازی به وسیله شبکه های عصبی	۳۴
شکل۳-۱- ساختار سیتم سه تانکه	۷۴
شکل۳-۲- توپولوﮊی شبکه المان	۸۴
شکل ۳-۳-:شبکه المان اصلاح شده با اضافه شدن فیدبک با گین a	۸۴
شکل ۳-۴: استفاده از شبکه mlp برای مدل کردن شبکه المان	۹۴
شکل ۳-۵- داده های ورودی v1,v2 برای آموزش	۰۵
شکل ۳-۶-داده های ورودی اول و دوم برای تعیین درستی آموزش	۱۵
شکل۳-۷-داده های ورودی اول و دوم برای امتحان آموزش	۱۵

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان	شماره
	صفحه
شکل۳-۸-نمودارعملکردشبکه عصبی برای ۰۰۰۰۲نقطه در روی هرورودی به همراه خروجی حالـت	۲۵
قبل و مشتق خروجی ها وورودی حالت قبل تر
شکل۳-۹- نمودارورودیها و خروجیهای سیستم((h1,h2 و خروجیهای مدل عصبی سیستم	۳۵
شکل ۳-۰۱-تطبیق خروجی اول (خروجی h1 )و خروجی مدل عصبی	۳۵
شکل۳-۱۱-تطبیق خروجی دوم(خروجی h2 )و خروجی مدل عصبی	۴۵
شکل۳-۲۱- تطبیق خروجی اول(خروجیh1 )و خروجی مدل عصبی-فازی	۴۵
شکل۳-۳۱- تطبیق خروجی دوم(خروجی h2 )و خروجی مدل عصبی-فازی	۵۵
شکل۳-۴۱-نمایش سطح سه بعدی تغییرات v1,v2,h1در مدلسازی عصبی-فازی	۵۵
شکل۳-۵۱-نمایش سطح سه بعدی تغییرات v1,v2,h2 در مدلسازی عصبی-فازی	۶۵
شکل۳-۶۱- سطر اول نمودار ردیابی مسیر مرجع توسط خروجیهای سیستم کنترل شده –سطر	۷۵
دوم تلاش کنترلی ورودی( (η = 0.05
شکل۳-۷۱- سطر اول نموداراثرافزایش ضریب یادگیری( (η = 0.3بر ناپایداری سیستم کنترل شده-	۸۵
سطر دوم ناپایداری تلاش کنترلیu
شکل۳-۸۱- سطر اول نمودار ردیابی مسیر مرجع توسط خروجیهای سیستم کنترل شده-سـطر دوم	۸۵
تلاش کنترلی ورودی( (η = 0.1شرط پایان محاسبه ورودی:uالف) ∆u = 0.001 ب)- ∆u = 0.0001
شکل۳-۹۱- عملکرد تعقیب نقطه تنظیم اول(خروجی NMPC (h1 به ازای افق های پیش بین	۹۵
مختلف
شکل۳-۰۲- عملکرد تعقیب نقطه تنظیم دوم(خروجی NMPC (h2 به ازای افق های پیش بین	۰۶
مختلف
شکل۳-۱۲- عملکرد ردیابی نقطه تنظیم اول(خروجی NMPC (h1 به ازای تغییرات ضرایب وزنی R	۱۶
شکل۳-۲۲- عملکرد ردیابی نقطه تنظیم دوم(خروجی NMPC (h2 به ازای تغییرات ضرایب وزنیR	۱۶
شکل۳-۳۲- سیگنالهای کنترلی ورودیNMPC) v1 )به ازای تغییرات R	۲۶
شکل۳-۴۲- سیگنالهای کنترلی ورودیNMPC) v2 )به ازای تغییرات R	۲۶
شکل۳-۵۲- عملکرد ردیابی نقطه تنظیم اول(خروجی NMPC (h1 به ازای تغییرات ضرایب وزن Q	۳۶
شکل ۳-۶۲-عملکرد ردیابی نقطه تنظیم دوم(خروجی NMPC (h2 به ازای تغییرات ضرایب وزن Q	۳۶
شکل۳-۷۲- سیگنالهای کنترلی ورودیNMPC) v1 )به ازای تغییرات Q	۴۶

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان	شماره
	صفحه
شکل۳-۸۲- سیگنالهای کنترلی ورودیNMPC) v2 )به ازای تغییرات Q	۴۶
شکل ۳-۹۲-سطر اول نمونه ای از گیر کردن سیستم در مینیمم های محلی(عدم ردیابی خروجی)	۵۶
شکل۳-۰۳- نمودار ورودیها و خروجیها((h1,h2 و خروجیهای مدل عصبی سیستم دوم	۶۶
شکل ۳-۱۳- تطبیق خروجی اول(خروجیh1 )و خروجی مدل عصبی سیستم دوم	۷۶
شکل۳-۲۳- تطبیق خروجی دوم(خروجی h2 )و خروجی مدل عصبی سیستم دوم	۷۶
شکل ۳-۳۳- تطبیق خروجی اول و دوم و خروجی مدل فازی سیستم دوم- مرجع ]۶۳[	۸۶
شکل۳-۴۳- تطبیق خروجی اول(خروجیh1 )و خروجی مدل فازی-عصبی سیستم دوم	۸۶
شکل۳-۵۳- تطبیق خروجی دوم(خروجی h2 )و خروجی مدل فازی-عصبی سیستم دوم	۸۶
شکل۳-۶۳-ردیابی مسیرمرجع و خروجی اول کنترل پیش بین بر مدل فازی-عصبی وروش گرادیان	۹۶
کاهشی
شکل۳-۷۳-ردیابی مسیرمرجع و خروجی دوم کنترل پیش بین بر مدل فازی-عصبی وروش گرادیان	۹۶
کاهشی
شکل۳-۸۳-ردیابی مسیرمرجع و خروجی اول کنترل پیش بین مبتنی بر مدل فازی وروش	۰۷
فانکشنال-مرجع ]۶۳[
شکل۳-۹۳-ردیابی مسیرمرجع و خروجی دوم کنترل پیش بین مبتنی بر مدل فازی وروش	۰۷
فانکشنال-مرجع ]۶۳[

چکیده:

در این پروﮊه،کنترل پیش بین غیرخطی بر پایه مدل عصبی-فازی جهت کنترل فرآیندهای چند ورودی-

چندخروجی ارائه شده است .بخش عصبی از شبکه المان بازگشتی اصلاح شده و بخش فازی-عصبی از مدل فازی-عصبی تطبیقی ANFIS برای مدلسازی استفاده کرده است.بـرای جمـع آوری داده هـا جهـت شناسـایی مدل،۰۰۰۰۲ داده از دستورrandgen نرم افزار MATLAB به دست آمده است.این روش شـامل خـصوصیات جالب کنترل پیش بین کلاسیک است .به علت اینکه از روش گرادیان کاهشی ،که یـک الگـوریتم روشـن و ساده است؛ برای حل مسأله بهینه سازی استفاده می کند، با همگرایی بیشتری به نقطه بهینه تلاش کنترلـی مـی رســیم.مــشکلات ایــن روش بهینــه ســازی را بــا الگوریتمهــای اثبــات شــده(مــدل وارونه،انــدازه حرکــت و

ηخودتنظیم) به میزان قابل توجهی برطرف نمـوده ایـم. جهـت بررسـی عملکـرد ایـن روش کنترلـی بـرروی فرآیندهای چند ورودی-چند خروجی ازفرآیند تنظیم ارتفاع مایع در سه تانک که به مخزن جمع آوری مایع متصل اند،استفاده شده است.نتایج شبیه سازیها نشان می دهندکه مدل فـازی-عـصبی ارائـه شـده در شناسـایی فرآیندهای غیرخطی بسیار توانا بوده و یک مدل مناسب از فرآیندرا شناسایی می کنـد.همچنـین کنتـرل پـیش بین مبتنی بر این مدل (فازی-عصبی) در میزان فراجهش و زمان نشست،دارای عملکرد بهتری است.

کلیــد واﮊه:کنتــرل پــیش بــین غیرخطــی چندمتغیره،مــدل فــازی-عــصبی،بهینه ســازی بــه روش گرادیــان کاهشی،فرآیند تنظیم ارتفاع مایع در تانک.

مقدمه:

امروزه لزوم کنترل بهینه سیستمهای غیر خطی چند متغیره به منظور رسیدن به پایداری و پاسخ مطلوب بیشتر احساس می شود. با توجه به گـسترش روز افـزون و پیـشرفت تکنولـوﮊی در زمینـه پیـاده سازی محاسبات حجیم و پیچیـده,امکـان اسـتفاده از الگوریتمهـای غیـر خطـی مربـوط بـه سیـستمهای چندورودی/چند خروجی ایجاد شده است.این امر باعث شده است که در سالهای اخیر محققـین بـسیاری در این زمینه تحقیقات زیادی انجام داده و الگوریتمهای مناسب تری ارائه دهند.تکنیکهای طراحی بـسیار کمی وجود دارند که می توانند پایداری پروسه را در حضور مشخصات غیـر خطـی و محـدودیتها تـضمین کنند.کنترل پـیش بـین مبتنـی بـر مـدل^١ (MPC) یکـی از ایـن تکنیکهاسـت]۶MPC . [بـه دسـته ای ازالگوریتمهای کامپیوتری اشاره دارد که رفتار آینده پروسه را از طریق استفاده از یـک مـدل صـریح از آن فرآیند کنترل می کند.الگوریتم MPC در هر بازه کنترلی یک دنبالـه حلقـه بـاز از تنظیمـات متغیرهـای دستکاری شونده (MV)² را جهت بهینه سازی رفتار آینده پروسه محاسبه می کنـد.اولـین ورودی دنبالـه بهینه به پروسه اعمال گردیده و عملیات بهینه سازی در بازه های کنترلی دیگـر تکـرار مـی شـود]۶. [ بـا توجه به خواص بسیار مطلوب کنترل کننده های پیش بین مبتنی بـر مـدل ،ایـن کنتـرل کننـده هـا بـه سرعت در محدوده وسیعی از صنایع مختلف به کار گرفته شدند.طوری که تا سـال ۶۹۹۱ بـیش از ۰۰۲۲ مورد پیاده سازی عملی از این کنترل کننده ها که مدل خطی را به کار برده اند،گزارش شده است.این در حالیست که حدود ۰۸ درصد این پیاده سازی ها در صنایع پتروشیمی مـی باشـد]۷و۸.[ امـروزه ،کـاربرد کنترل کننده های MPC بر اساس مدلهای دینامیک خطی ،محدوده وسیعی از کاربردهـا را پوشـش مـی دهدو MPC خطی به حد کمال رسیده اسـت ]۹[ .بـا ایـن وجـود ،تعـدادی از فرآینـدهای تولیـدی ذاتـاﹰ غیرخطی هستندو حالتهایی وجود دارند که در آنها اثرات غیر خطی اهمیت زیادی می یابد و قابـل چـشم پوشی نیست.اینها حداقل دو دسته وسیع از کاربردها را در بر می گیرند]۶: [

یک مطلب دیگر :

۱-مسائل کنترل تنظیمی که فرایند به شدت غیرخطی بوده و به طور متوالی در معرض اغتشاشات بزرگ قرار دارد(کنترل pHو….).
۲-مسائل کنترل تعقیبی که نقاط کار عملیاتی به تناوب تغییر می کندو محدوده وسـیعی از دینامیکهـای فرایند غیر خطی را پوشش می دهد(صنایع پلیمری،سنتز آمونیاک و…..).

در اینگونه مسائل اغلب مدلهای خطی برای توصیف دینامیکهای فراینـد نامناسـب اسـت و مـدلهای غیـر خطی بایستی مورد استفاده قرار گیرند.کنترل پیش بـین غیرخطـی (NMPC)³ توسـعه خـوبی از کنتـرل پیش بین خطی به جهان غیرخطی است.NMPC از نظر مفهومی شبیه همتای خطی خـود اسـت بـا ایـن تفاوت که برای بهینه سازی و پیش بینی فرایند از مدلهای دینامیک غیر خطی استفاده می گردد]۹.[

مدلسازی سیستمهای غیر خطی از سه راه عمـده قابـل انجـام اسـت.راه اول اسـتفاده از مـدلهای مختلف برای نقطه های گوناگون کار سیستم است.راه دوم استفاده از معادلات پایه ای مانند تبدیلات جرم و انرﮊی است که در اکثر کاربردها به علت پیچیدگی فرآیند این کار مـشکل اسـت.راه سـوم و بهتـرین راه
استفاده از مدلهای جعبه سیاه و تنها براساس داده های ورودی-خروجی یا به عبارتی شناسایی فرایند می باشد.در واقع مدلسازی تجربی پروسه ، تبدیل داده های ورودی وخروجی موجود بـه یـک رابطـه ورودی-

خروجی است که می توان برای پیش بینی رفتار آینده سیستم از آن استفاده کرد]۹.[مدلهای مختلفی بـر اساس مدلسازی تجربی ارائه شده اند.مدلهای ارائه شده را می توان به ۲ دسته کلاسیک و هوشمند تقسیم بندی کرد.از مدلهای کلاسـیک مـی تـوان بـه مـدلهای ولتـرا^١ ، چنـد جملـه ای NARMAX ، مـدلهای همرشتاین و وینر^٢ اشاره کردو برای مدلهای هوشمند می توان مدلهای عصبی،عصبی-فازی و فازی را نـام برد]۰۱.[

به طور خاص مدلهای عصبی و فازی دارای ساختار ساده ای هستند که کاربردشان را در NMPC

آسان می کند.شبکه های عـصبی مـصنوعی ابزارهـای مناسـبی جهـت سـاختن مـدل فرآینـد غیرخطـی هستند.زیرا نسبت به روشهای کلاسیک،توسعه آسانتری یافته اند،پیچیدگی معادلات دیفرانـسیل معمـولی را ندارنـد،حجم محاسـبات NMPCدر آنهـا کـم و قابلیـت تقریـب پروسـه هـا را بـا هـر دقـت دلخـواهی دارند]۷و۸.[مدل عصبی برای مسائل کنترل به خصوص سیستمهای پیچیده که مدلـسازی آنهـا یـا میـسر نیست و یا به سختی انجام می شود،بسیار مناسب می باشد.

مدلهای فازی را می توان بـه عنـوان یـک سیـستم دینـامیکی غیرخطـی در نظـر گرفـت کـه قادرنـد سیستمهای واقعی را هر چقدر پیچیده ،از روی داده های تجربی و براساس محاسبات عددی با دقت خاص تقریب بزنند. همچنین مدلهای فازی بدلیل سازگاری بـا منطـق بـشری و اسـتفاده از آنهـا در ترکیـب بـا الگوریتم های MPC خطی،جزﺀ روشهای مناسب مدلسازی غیر خطی می باشند]۹و۰۱.[

دومین بخش در کنترل پیش بین غیر خطی ، بخش بهینه سازی و کنترل است.کنترل پیش بین غیر خطی یک استراتژی کنترلی است که کاربرد روشهای بهینه سازی در آن ضروری است.بهینـه سـازی درNMPC نسبت به حالتهای خطی نیازمند محاسبات طولانی و وقت گیرتری اسـت]۹۱.[در حالـت کلـی ودر اغلب حالات ،مسائل کنترل بهینهNMPC به یک مسأله برنامه ریزی غیر خطی^٣ (NLP) ابعاد محدود منجر می گردند.این مسأله برنامه ریزی غیر خطی ، با استفاده از برنامه ریزی مربعی ترتیبی^٤ (SQP) قابل حل است]۰۲و۱۲.[با توجه به مقالات و منابع موجود، بیشتر مسائل بهینه سازی توسط روشهای کلاسیک مانند روش SQP،QP حل می شوند]۲۲و۳۲.[ همچنین روشهای هوشمند ماننـد الگـوریتم هـای ﮊنتیـک

]۴۲[ و شبکه های عصبی ]۵۲[و منطق فازی وعصبی- فازی]۶۲[ نیز در حل مسأله مـورد اسـتفاده قـرار گرفته اند.

در این پایان نامه،کنترل پیش بـین مبتنـی بـر مـدل عـصبی- فـازی جهـت کنتـرل فراینـدهای چندورودی-چند خروجی ارائه شده است.دربخش مدلسازی از مدلسازی عصبی-فازی استفاده می شودکه بر روی سیستمهای MIMO تعمیم زده شده است.سیستم ابتدا با این روش مدلـسازی و سـپس بـا روش پیش بین جهت رسیدن به خروجیهای مطلوب،ورودی کنترلی تعیین وبدین ترتیب سیـستم کنتـرل مـی شود. ثابت می شودکه مدل فازی به دلیل سـازگاری بـا منطـق انـسان،جزﺀ روشـهای مناسـب مدلـسازی

سیستمهای غیرخطی می باشد.در نرم افزارMATLAB،روش پیش بین عصبی- فازی به منظور مقایـسه و نتیجه گیری بهترنسبت به روش پیش بین عصبی انجام شده است و نتایج حاصـل از هـردو روش بـا هـم مقایسه شده است.پس از این مقدمه،مباحث اصلی پایان نامه با ساختاربندی زیر ارائه خواهدشد.

در فصل اول،کنترل پیش بین مبتنی بر مدل و مفاهیم آن مورد بررسـی قـرار مـی گیـرد.بخـشهای مختلف این کنترل کننده ها،مزایا، معایب و همچنین مفاهیم کنترل پیش بـین غیرخطـی در ایـن فـصل ارائه خواهدشد.در فصل دوم،کنترل پیش بین مبتنی بر مدلهای هوشمند(مدل عصبی،مدل فـازی و مـدل عصبی- فازی)ارائه می گردد]۷۳.[بخشهای مدلسازی سیستمهای غیرخطی توسط شـبکه هـای عـصبی و منطق فازی و مدل عصبی- فازی و نحوه کار هر یک در این فصل خواهد آمـد.در ادامـه ،روشـهای بهینـه سازی در کنترل پیش بین ارائه مـی شـود.در فـصل بعـد شـبیه سـازی حاصـل از اعمـال ایـن روشـهای کنترلی(پیش بین مبتنی بر شبکه های عصبی و پـیش بـین مبتنـی بـر مـدل عـصبی- فـازی و مقایـسه روشهای بهینه سازی گرادیان کاهشی و فانکشنال) بر روی دو سیستم )MIMO۲ ورودی/۲ خروجی)،اولی شامل یک فرایند با ۳ تانک مایع،که هدف رسـیدن ارتفـاع مـایع در ایـن تانکهـا بـه مقـدار مطلـوب مـی باشد]۷۳[،ودومی شامل یک سیستم دو ورودی دو خروجی که معادلات حالت آن موجود مـی باشـد و در مرجع شماره ]۶۳[ معرفی گردیده،انجام شده است و نتایج با یکدیگر مقایـسه شـده انـد.نتیجـه گیـری و پیشنهادات برای کارهای بعدی نیز در قسمت پایانی پایان نامه ارائه خواهدشد.

فصل اول:

-6-3 ردگیری برد………………………………………………………………………………….. 37

فصل چهارم: طراحی گیرنده دیجیتال………………………………………………………… ₄₁

-1-4 معرفی………………………………………………………. ………………………………. 42

-2-4 محل نمونهبرداری……………………………………………………………………………. 46

-3-4 طرح کلی گیرنده دیجیتال………………………………………………………………….. 48

-4-4 مشخصات مبدل آنالوگ به دیجیتال……………………………………………………….. 49

-1-4-4 نحوه تبدیل آنالوگ به دیجیتال…………………………………………………… 49

-2-4-4 اثرات دیجیتال کردن سیگنال…………………………………………………….. 51

-3-4-4 تعداد بیت خروجی 54…………………………………………………………. A/D

-4-4-4 فرکانس نمونهبرداری………………………………………………………………. 55

-5-4 نمونهبرداری…………………………………………………………………………………. 57

-1-5-4 طیف سیگنال گسسته…………………………………………………………….. 57

-2-5-4 نمونهبرداری از سیگنال 58…………… …………………………………………. IF

-6-4 آمادهسازی سیگنال برای نمونهبرداری و بلوکهای قبل از 60………………………….. A/D

-1-6-4 تقویت کننده………… ……………………………………………….. …………. 60

62………… …………………………………………………………………… AGC -2-6-4

-3-6-4 فیلتر ضد آلیاس……………………………………………………………………. 65

-7-4 آشکارساز… …………………………………………………………………………………… 69

-8-4 فیلترهای پایینگذر دیجیتال……………………………. ……. ……………………………. 75

-9-4 خلاصه پردازشهای بخش زاویه و برد……………… ……………………………………….. 80

فهرست مراجع………………………………………………………………………………………. 82

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………….. 84

فهرست شکلها

عنوان مطالب                                                                                               شماره صفحه

شکل -1-1  اندازهگیری برد در رادار…………………………………………………………………. 5

شکل -2-1 پالسهای رفت و برگشت در رادار………………………………………………………… 6

شکل -3-1 دیاگرام بلوکی رادار……………………………………………………………………….. 6

شکل -4-1 نمایشگر 8…………………………………………………………………………… PPI

شکل -1-2 مسیرهای معمول جستجو در مرحله اکتساب هدف…………………………………… 12

شکل -2-2 سیستم کنترلی ساده شده رادار ردگیر…………………………………………………. 12

شکل -3-2 تکنیک ردگیری لوبینگ متوالی………………………………………………………… 13

شکل -4-2 ردگیری اسکن کانونی………………………………………………………………….. 14

شکل -5-2 اکوی دریافتی از هدف در رادار اسکن کانونی………………………………………….. 15

شکل -6-2 دیاگرام بلوکی یک رادار اسکن کانونی………………………………………………….. 16

شکل -1-3 دیاگرام کلی عملکرد رادار تکپالس……………………………………………………… 20

شکل -2-3 نمای فیدهای رادار تکپالس مقایسه دامنه…………………………………………….. 21

شکل -3-3 فید یک رادار تکپالس…………………………………………………………………… 21

شکل -4-3 حالتهای مختلف دریافت انرژی با توجه به موقعیت هدف………………….. .           22

شکل -5-3 نحوه تشکیل سیگنالهای ∑، el  و 23………………………………………………….. az

شکل -6-3 بیم آنتن رادار تکپالس………………………………………………………………….. 23

شکل -7-3 نماد آنتن رادار تکپالس…………………………………………………………………. 24

شکل -8-3 نمودار ولتاژ خطا بر حسب زاویه انحراف……………………………………………….. 24

شکل -9-3 نمودار عملکرد رادار تکپالس……………………………………………………………. 26

شکل -10-3 پردازنده سرراست……………………………………………………………………… 30

شکل -11-3 پردازنده I و 31……………………………………………………………………….. Q

شکل -12-3 تقویتکننده لگاریتمی 31……………………………………………………………. IF

شکل -13-3 پردازش با استفاده از اندازه و فاز لگاریتمی…………………………………………… 32

شکل -14-3 پردازنده بکارگیرنده ضربکننده نقطهای و 33…………………………………… AGC

شکل -15-3 پردازنده بکارگیرنده 34…………………………………………………………… s  jd

شکل -16-3 اختلاف فاز s و 34…………………………………………………………………….. d

شکل -17-3 مقایسه خروجی پردازنده دقیق و پردازنده 35…………………………………… s  jd

شکل -18-3 سیستم ردگیری برد………………………………………………………………….. 38

شکل -19-3 آشکارسازی خطای ردگیری برد و گیتهای زود و دیر……………………………….. 39

شکل -20-3 ردگیری برد با استفاده از شمارنده…………………………………………………… 40

شکل -1-4 گیرنده همدوس معمول رادار…………………………………………………………… 46

شکل -2-4 طیف سیگنال میانگذر………………………………………………………………….. 47

شکل -3-4 طرح کلی گیرنده……………………………………………………………………….. 49

 

شکل -4-4 بخشهای مختلف یک 50……………………………………………………………. A/D

شکل -5-4 نمودار ورودی و خروجی یک 50……………………………………………………. A/D

شکل -6-4 خطای جبرانسازی……………………………………………………………………… 52

شکل -7-4 خطای بهره……………………………………………………………………………… 52

شکل -8-4 خطای غیرخطی بودن………………………………………………………………….. 53

شکل -9-4 تابع توزیع احتمال نویز چندیکردن……………………………………………………. 53

شکل -10-4 چگالی طیفی توان نویز چندیکردن………………………………………………….. 55

شکل -11-4 توان نویز چندیکردن در دو فرکانس نمونهبرداری…………………………………… 56

شکل -12-4 نمونهبرداری…………………………………………………………………………… 57

شکل -13-4 طیف سیگنال نمونهبرداری شده…………………………………………………….. 58

شکل -14-4 طیف سیگنال آنالوگ 58……………………………………………………………. IF

شکل -15-4 نمونهبرداری از سیگنال 59………………………………………………………….. IF

شکل -16-4 یک زنجیره تقویتکننده……………………………………………………………….. 61

شکل -17-4 نقطه برخورد درجه 61………………………………………………………………… 3

شکل -18-4 پاسخ پله فیلترهای چبیشف، باترورث و بسل……………………………………….. 67

شکل -19-4 طیف سیگنال میانگذر نمونهبرداری شده……………………………………………. 69

شکل -20-4 آشکارساز همدوس دیجیتال………………………………………………………….. 69

شکل -21-4 آشکارساز همدوس رادار………………………………………………………………. 70

شکل -22-4 آشکارساز همدوس دیجیتال…………………………………………………………. 71

شکل -23-4 تبدیل دوخطی……………………………………………………………………….. 73

شکل -24-4 طیف خروجی ضربکنندهها…………………………………………………………… 75

شکل -25-4 ساختار فیلتر پیشنهادی………………………………………………………………. 76

شکل -26-4 ساختار یک فیلتر 77……………………………………………………………… CIC

شکل -27-4 انتگرالگیر و فیلتر شانهای در فیلتر 77……………………………………………. CIC

شکل -28-4 سری کردن فیلترهای 78…………………………………………………………. CIC

شکل -29-4 پاسخ فرکانسی فیلتر CIC به ازای N=3، R=4 و 79………………………. M=4

شکل -30-4 جداسازی مولفههای I و Q به طور مستقیم………………………………………… 79

شکل -31-4 طرح کلی گیرنده در هر کدام از جهات سمت و ارتفاع…………………………….. 80

فهرست جدولها

عنوان مطالب                                                               شماره صفحه

جدول -1-3 مقایسه پردازندههای تکپالس………………. ………………………………………… 37

جدول -1-4 مقایسه مشخصههای فیلترهای سهگانه……………………………………. .           66

چکیده:

رادارهای ردگیر در سناریوی دفاعی پدافند هوایی نقشی کلیدی بر عهده دارند. روشهای مختلفی برای ردگیری اهداف مهاجم وجود دارد که از میان آنها روش تکپالس¹ به علت دقت بالا، استخراج اطلاعات مکانی هدف به وسیلهی یک پالس واحد و برخی ویژگیهای منحصر به فرد دیگر، بهطور خاص مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.

از طرف دیگر، گیرندههای دیجیتال که با نمونهبرداری از میان سیگنال دریافتی آنتن و پردازش نمونهها، آشکارسازی را انجام میدهند، به خاطر مزایای خاص مدارهای دیجیتال بر آنالوگ، مانند دقت و پایداری بالا، عدم تغییر پارامترها در اثر شرایط محیطی، انعطافپذیری و حجم و وزن کمتر و …، به سرعت در حال جایگزینی گیرندههای آنالوگ میباشد. در این پروژه، طراحی یک گیرندهی دیجیتال برای یک رادار ردگیر تکپالس که از سیگنال IF نمونهبرداری میکند، مورد بررسی قرار میگیرد و پارامترهای لازم برای ردگیری را استخراج میشود.

مقدمه:

اهمیت رادار ردگیر در سیستمهای دفاعی و نیز در کاربردهای فراوان غیرنظامی امروزه بر کسی پوشیده نیست. رادارهای ردگیر با استخراج پیوسته دقیق مکان هدف، امکان تعیین خط سیر هدف، سرعت آن و پیشبینی مکان بعدی آن را نیز فراهم میکنند.
از میان روشهای ردگیری راداری، روش تکپالس به دلیل قابلیت ویژه که در متن این رساله تفصیل بحث شدهاند و از همه مهمتر دقت بالای ردگیری، جایگزین روشهای دیگر گردیده است و تقریباً همهی سیستمهای ردگیری راداری جدید مجهز به این تکنیک میباشند.

این رادارها در زمان گذشته بهطور کامل با قطعات آنالوگ ساخته می شدهاند. با پیشرفت فنآوری مدارهای دیجیتال خصوصاً ورود مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و دقیق و نیز پردازشگرهای سیگنال دیجیتال بلادرنگ¹ و پیشرفت تئوری پردازش دیجیتال، رویکرد به سیستمهای دیجیتال به ویژه پردازشگرهای دیجیتال روزافزون شده است. دلیل عمدهی این امر، دقت، پایداری، انعطافپذیری و ساختار فشردهی مدارهای دیجیتال در مقایسه با مدارهای آنالوگ میباشد.

یک مطلب دیگر :

در این رساله، یک رادار ردگیر تکپالس با پارامترهای واقعی توصیف شده و سپس یک گیرندهی دیجیتال با نمونهبرداری از سیگنال دریافتی در مرحلهی فرکانس میانی و پردازش نمونهها، طراحی گردیده است.

این رساله شامل چهار فصل میباشد. در فصل اول، سیستمهای راداری بهطور کلی معرفی شدهاند و طرز کار یک رادار عمومی توضیح داده شده است.

در فصل دوم، انواع روشهای ردگیری به ترتیب تکامل توضیح داده شده و طرز کار هر سیستم و مزایا و معایب آن مشخص گردیده است.

در فصل سوم، روش ردگیری تکپالس به عنوان روش برتر توصیف شده و گیرندهی آن و انواع مختلف پردازشگرهای آن بررسی گردیده و در نهایت یک روش برای پردازش سیگنالهای دیجیتال انتخاب شده است.

در فصل چهارم روش طراحی یک گیرندهی دیجیتال و بلوكهای قبل از مبدل آنالوگ به دیجیتال، مانند تقویت کننده، فیلتر و AGC، توضیح داده شده و با توجه به ویژگیهای سیگنال IF، تعداد بیت، فرکانس نمونهبرداری و سایر پارامترهای مبدل انتخاب گردیده است. در ضمن روش پردازش سیگنال به منظور استخراج پارامترهای لازم برای ردگیری بحث شده است.

انجام این پروژه گرچه با تلاش فراوان و در مدت زمان نسبتاً زیاد و با مطالعات گستردهای انجام گرفته، اما قطعاً دارای نقایص و محدودیتهایی است و میتوان آن را به عنوان قدم اول از یک راه طولانی تلقی نمود. به امید گام های آینده و آیندهای درخشان برای کشور اسلامیمان.

فصل اول
سیستمهای رادار

فصل اول: سیستمهای رادار¹

(1-1 معرفی

رادار سیستمی برای کشف و تعیین موقعیت اهداف میباشد. رادار با فرستادن امواج الکترومغناطیس با شکل موجی خاص مثلاً یک موج سینوسی مدوله پالسی² به سمت اهداف و دریافت بازگشتی آنها، به کشف موقعیت و تعیین برخی پارامترهای دیگر اهداف میپردازد.

خصوصیاتی مثل قابلیت کشف اهداف در تاریکی و شرایط جوی مختلف و نیز در فاصله های زیاد و از همه مهمتر تعیین فاصله (برد(³ و موقعیت زاویهای و سرعت اهداف و ردگیری اهداف متحرك باعث کاربردهای وسیع و روزافزون رادار گردیده است.

(2-1 کاربردهای رادار

رادار در همهی مکانها (زمین، هوا، دریا و فضا) مورد استفاده قرار میگیرد. رادارهای زمینی⁴ بهطور عمده برای کشف، تعیین موقعیت و ردگیری هواپیماها یا اهداف فضایی استفاده میشوند. رادارهای دریایی⁵ به عنوان وسایل کمک ناوبری⁶ و نیز به عنوان وسایل ایمنی برای پیدا کردن خط ساحلی، عوارض دریایی و دیگر کشتی ها و همچنین برای کشف هواپیماها بکار برده میشوند.
رادارهای هوایی برای کشف سایر هواپیماها، کشتیها و وسایل نقلیهی زمینی و یا برای نقشهبرداری زمینی، پیشبینی توفان و ناوبری استفاده میشوند. از رادارها برای هدایت فضاپیماها و نیز برای تشخیص خشکی و دریا از فواصل بسیار دور نیز استفاده میشود.

کاربرد عمدهی رادار که باعث پیشرفت و گسترش کاربرد آن شده است را باید کاربردهای نظامی دانست. اما در کنار کاربردهای نظامی استفاده های فراوان غیرنظامی که مهمترین آن کنترل ترافیک دریایی و هوایی میباشد را نباید از یاد برد. کاربردهای عمدهی رادار، صرف نظر از اهمیت و گسترهی کاربرد را میتوان به صورت زیر فهرست کرد:

• کنترل ترافیک هوایی

 

• ناوبری هوایی

 

• کنترل ترافیک دریایی و ایمنی کشتیها

 

• کاربردهای فضایی (رادارهای زمینی برای کشف و کنترل ماهواره و رادارهای نصب شده روی ماهواره و فضا پیما برای هدایت آنها)

 

ﭼﻜﻴﺪه	………………………………………………………………………………………………………………………………….	1
ﻣﻘﺪﻣﻪ ………………………………………………………………….	………………………………………………………………..	2
ﻓﺼﻞ اول: ﻛﻠﻴﺎت
(1-1	ﻫﺪف…………………………………………………………………………………………………………………………..	4
(2-1	ﭘﻴﺸﻴﻨﻪ ﺗﺤﻘﻴﻖ …………………………………………………………………………………………………………	4
(3-1   روش ﻛﺎر و ﺗﺤﻘﻴﻖ ……………………………………………………………………………………………………		4
ﻓﺼﻞ دوم : ﻣﻌﺮﻓﻲ ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ ﻳﺎ ﻳﻜﺴﻮﺳﺎز
(1-2 ﻣﻌﺮﻓﻲ ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ ﻳﺎ ﻳﻜﺴﻮﺳﺎز…………………………………………………………………………		5
(2-2 ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﻮزﻳﻊ در ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ……………………………………………….		8
(1-2-2 ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی …………………………………………………………………………………………………………..DC		8
( 2-2- 2 ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ………………………………………………………………………………DC		10
( 3-2- 2 ﺳﻮﺋﻴﭽﻬﺎی ﺟﺪاﺳﺎز و ﺗﻐﻴﻴﺮدﻫﻨﺪه ………………………………………………………………………….		12
( 4-2- 2 ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺣﻔﺎﻇﺘﻲ و ﻛﻨﺘﺮل ﺟﺎﻧﺒﻲ…………………………………………………………………………		13
ﻓﺼﻞ ﺳﻮم : ﺑﺮرﺳﻲ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی DC
( 1- 3 ﻣﺸﺨﺼﺎت و وﻳﮋﮔﻴﻬﺎی ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ………………………………………………………………………..DC		16
( 2- 3 ﻛﺎرﺑﺮد……………………………………………………………………………………………………………………………		17
( 3- 3 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻨﻲ …………………………………………………………………………………………………………….		18
( 1-3- 3 ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻓﻨﻲ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی …………………………………………………………………………….. DC		18
( 2-3- 3 ﻣﻘﺪار ﺟﺮﻳﺎن ﺣﺮارﺗﻲ و اﺿﺎﻓﻪ ﺑﺎر ﺣﺎﻟﺖ ﮔﺬار………………………………………………………….		19
(3-3-3 ﻗﻄﻊ وﺑﺎز ﺷﺪن ﻛﻠﻴﺪ ﺑﺼﻮرت ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ در اﺛﺮ اﺿﺎﻓﻪ ﺟﺮﻳﺎن………………………………………		20

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻣﻄﺎﻟﺐ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                                                                 ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

( 4-3- 3 ﻣﻘﺪار وﻟﺘﺎژ 20…………………………………………………………………………………. Ve

( 5-3- 3 اﺿﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ در ﻫﻨﮕﺎم ﻗﻄﻊ ﺷﺪن ﻛﻠﻴﺪ…………………………………………………….. 21

( 6-3- 3 زﻣﺎن ﻋﻤﻠﻜﺮد و واﻛﻨﺶ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﻠﻴﺪ……………………………………………………… 21

( 7-3- 3 ﻛﻞ زﻣﺎن ﻗﻄﻊ و ﺑﺎز ﺷﺪن ﻛﻠﻴﺪ……………………………………………………………… 21

( 8-3- 3 ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻗﻄﻊ ﻛﻨﻨﺪﮔﻲ…………………………………………………………………………. 24

( 9-3- 3 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻗﻄﻊ…………………………………………………………………………………. 24

( 10-3- 3 ﻗﻄﻊ ﻛﻠﻴﺪ در ﺟﺮﻳﺎﻧﻬﺎی ﭘﺎﺋﻴﻦ………………………………………………………………. 26

( 11-3- 3 وﻟﺘﺎژﻫﺎی ﺗﺴﺖ ﺟﻬﺖ ﻗﺪرت ﻋﺎﻳﻘﻲ……………………………………………………….. 26

( 12-3- 3 ﭘﺎﻳﺪاری ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ……………………………………………………………………………… 27

( 13-3- 3 ﻣﺪار و دﺳﺘﮕﺎه وﺻﻞ ﻛﻨﻨﺪه………………………………………………………………… 27

( 4- 3 ﺑﺨﺸﻬﺎی اﺻﻠﻲ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻛﻠﻴﺪ………………………………………………………………….. 28

( 5- 3 ﺑﻬﺮه ﺑﺮداری و ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻛﻠﻴﺪ……………………………………………………………………… 31

( 1-5- 3 وﺻﻞ ﻛﺮدن ﻛﻠﻴﺪ ( 31…………………………………………………………….. ( Closing

( 2-5- 3 ﻗﻄﻊ ﻛﺮدن ﻛﻠﻴﺪ ( 34……………………………………………………………. ( Tripping

( 3-5- 3 ﺧﺎﻣﻮش ﻛﺮدن ﺟﺮﻗﻪ…………………………………………………………………………… 35

( 4-5- 3 ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺟﺎﻧﺒﻲ و اﺧﺘﻴﺎری…………………………………………………………………… 36

( 6- 3 ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ﺗﻐﻴﻴﺮ دﻫﻨﺪه ﺟﺮﻳﺎن و ﺳﻜﻴﺴﻮﻧﺮﻫﺎ………………………………………………….. 36

( 7- 3 اﻧﻮاع ﻛﺎﺑﻴﻦ و ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی 41……………………………………………………….. DC

( 1-7 – 3 ﻛﺎﺑﻴﻦ و ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی DC ﻧﻮع 41……………………………………………… MB

( 2-7- 3 ﻛﺎﺑﻴﻦ و ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی DC ﻧﻮع 45…………………………………………… KMB

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻣﻄﺎﻟﺐ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                                                                 ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

ﻓﺼﻞ ﭼﻬﺎرم : ﺗﻮاﺑﻊ و ﻋﻤﻠﻜﺮدﻫﺎی ﻗﺎﺑﻞ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ رﻳﺰی

( 1- 4 ﺗﻮاﺑﻊ و ﻋﻤﻠﻜﺮدﻫﺎی ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ……………………………………………………………………… 51

(1-1-4 ﻓﺮﻣﺎن ON/OFF ﺑﺮای ﻛﻨﺘﺮل اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻴﺪ…………………………………………….. 51

( 2-1- 4 ﻓﺮﻣﺎن ON/OFF ﺑﺮای ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﻛﻠﻴﺪ………………………………………… 51

( 3-1- 4 اﻳﻨﺘﺮ ﺗﺮﻳﭗ ( 52……………………………………………………………. ( Inter tripping

(4-1-4 وﺻﻞ ﻣﺠﺪد ﺑﻄﻮر اﺗﻮﻣﺎﺗﻴﻚ( 54    ( Anti- Pumping / Automatic Reclosing

( 5-1- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺧﻂ ﺗﺴﺖ ( 55……………………………. ( Protection line test = EDL

( 6-1- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺧﺎرﺟﻲ ﺧﻂ ﺗﺴﺖ………………………………………………………………….. 58

( 2- 4 ﺗﻮاﺑﻊ و ﻋﻤﻠﻜﺮدﻫﺎی ﺣﻔﺎﻇﺘﻲ……………………………………………………………………. 59

(1-2-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﺮ اﺳﺎس اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی ﺟﺮﻳﺎن………………………………………………………… 59

( 1-1-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 59…………………………………………………………………………. I max +

( 2-1-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 60…………………………………………………………………………. I max –

( 3-1-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ 61…………………………………………….. ( ∆ I and T) DDL +

( 4-1-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ – 66……………………………………………… ( ∆ I and T) DDL

( 5-1-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺣﺮارﺗﻲ……………………………………………………………………………… 67

( 6-1-2- 4 ﻗﻄﻊ ﻗﻮس اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻳﺎ ﺟﺮﻗﻪ ( 68…………………………… ( Inter Rupted Arc

(2-2-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﺮ اﺳﺎس اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی وﻟﺘﺎژ…………………………………………………………… 69

( 1-2-2- 4 ﺧﻂ ﺑﺮق دار اﺳﺖ ( ﻣﺎﻧﺘﻴﻮرﻳﻨﮓ وﻟﺘﺎژ ﻓﻴﺪر 69………………………………….. ( UF

(2-2-2-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 70……………………………………………………………………………………. ∆u

(3-2-2-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﻴﻨﻴﻢ وﻟﺘﺎژ ﻓﻴﺪر ( 70………………………………………. ( U feeder Low

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻣﻄﺎﻟﺐ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                                                                 ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

( 3-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﺮ اﺳﺎس اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن…………………………………………….. 71

( 1-3-2- 4 اﻓﺖ وﻟﺘﺎژ ( 71………………………………………………………. (  falling voltage

( 4-2- 4 ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﺮ اﺳﺎس اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی ﻛﻤﻜﻲ و ﺟﺎﻧﺒﻲ…………………………………………… 72

( 1-4-2- 4 ﺟﺒﺮان ﺳﺎزی ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺑﺎر………………………………………………………………… 73

( 2-4-2- 4 ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻓﺎﻟﺖ و ﻋﻴﺐ ﻋﺎﻳﻘﻲ ﻓﻴﺪر ( 73…………………………………………. ( DDI

ﻓﺼﻞ ﭘﻨﺠﻢ : ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻧﻈﺎرﺗﻲ و ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺑﺮای ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ

( 1- 5 ﻣﻘﺪﻣﻪ ای ﺑﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﻧﻈﺎرﺗﻲ و ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺑﺮای ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ…………………. 75

( 2- 5 ﻣﻌﺮﻓﻲ رﻟﻪ 79……….. ( Remote control and protection system = sepcos)

( 1-2- 5 ﺷﺮح ﻛﻠﻲ 79…………………………………………………………………………… Sepcos

( 2-2- 5 ﻋﻤﻠﻜﺮد 80………………………………………………………………………………. Sepcos

( 3-2- 5 ﻋﻤﻠﻜﺮدﻫﺎی ﺛﺒﺖ ﻛﻨﻨﺪه………………………………………………………………………. 80

( 4-2- 5 اﻣﻜﺎﻧﺎت ارﺗﺒﺎﻃﻲ و ﻣﺨﺎﺑﺮاﺗﻲ…………………………………………………………………. 82

( 5-2- 5 ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺳﺨﺖ اﻓﺰاری و ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻨﻲ…………………………………………………… 83

( 1-5-2- 5 ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺳﺨﺖ اﻓﺰاری……………………………………………………………………… 83

(2-5-2-5 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻨﻲ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن 85……………………………………………………….. Sepcos

( 6-2- 5 ﻣﻌﺮﻓﻲ ﻧﺮم اﻓﺰار………………………………………………………………………………… 97

( 1-6-2- 5 ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﻜﺮد و ﻛﺎرﺑﺮد ﻧﺮم اﻓﺰار………………………………………………………….. 98

( 3- 5 دﺳﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن ( 104……………………………………………… ( MIU

( 1-3- 5 ﻣﻌﺮﻓﻲ 105………………………………………………………………………………….. MIU

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻣﻄﺎﻟﺐ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                                                                 ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

( 2-3- 5 ﻣﺸﺨﺼﺎت اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ 106…………………………………………………………………. MIU

ﻓﺼﻞ ﺷﺸﻢ : ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮی و ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدات

ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮی و ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدات………………………………………………………………………………… 110

ﺿﻤﻴﻤﻪ ا ﻟﻒ : واژه ﻧﺎﻣﻪ اﻧﮕﻠﻴﺴﻲ ﺑﻪ ﻓﺎرﺳﻲ…………………………………………………………… 111

ﺿﻤﻴﻤﻪ ب : ﭼﻜﻴﺪه ﻣﻘﺎﻟﻪ…………………………………………………………………………………. 114

ﻣﻨﺎﺑﻊ و ﻣﺎﺧﺬ

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻻﺗﻴﻦ……………………………………………………………………………………….. 115

ﭼﻜﻴﺪه اﻧﮕﻠﻴﺴﻲ…………………………………………………………………………………………….. 116

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﺟﺪول ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                         ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

:1-2 ﻣﺸﺨﺼﺎت وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ) DC ﻧﻮع UR و 9…………… ( HPB

:2-2 ﻣﺸﺨﺼﺎت وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ DC ﻧﻮع 10……………………………………. K

:3-2 ﻣﺸﺨﺼﺎت وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ DC ﻧﻮع 11………………………………… MB

:4-2 ﻣﺸﺨﺼﺎت وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ DC ﻧﻮع 12……………………………… KMB

:5-2 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻨﻲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻬﺎی ﺟﺪاﺳﺎز و ﺗﻐﻴﻴﺮ دﻫﻨﺪه…………………………………………. 13

:1-3 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻨﻲ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻗﻄﻊ ﻛﻨﻨﺪﮔﻲ ﻛﻠﻴﺪ 24………………………………………. DC

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﺷﻜﻞ ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                    ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

:1-2 ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ) DC ﻧﻮع UR و 9     …………………………………………………….. ( HPB

:2-2 ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 10…………………………………………………………………… K

:3-2 ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 11……………………………………………………………….. MB

:4-2 ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی ﻧﻮع 12……………………………………………………….. KMB

:5-2 ﺳﻮﺋﻴﭽﻬﺎی ﺟﺪاﺳﺎز و ﺗﻐﻴﻴﺮ دﻫﻨﺪه…………………………………………………………….. 13

:6-2 رﻟﻪ 13     ………………………………………………………………………………… Sepcos

:7-2 دﺳﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی 14…………………………………………………………………….. MIU

:1-3 ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻛﻠﻴﺪ 18…………………………………………………………………………….. DC

 

:2-3 ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻓﻨﻲ ﻛﻠﻴﺪ 19    …………………………………………………………………. DC

:3-3 زﻣﺎن ﻋﻤﻠﻜﺮد واﻛﻨﺶ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﻠﻴﺪ 22………………………………………………… UR26

:3-4 زﻣﺎن ﻋﻤﻠﻜﺮد واﻛﻨﺶ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﻠﻴﺪ 22     …………………………………….. UR36,40

:5-3 ﻛﻞ زﻣﺎن ﻗﻄﻊ و ﺑﺎز ﺷﺪن ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 23    ……………………………………………. UR26

:6 -3  ﻛﻞ زﻣﺎن ﻗﻄﻊ و ﺑﺎز ﺷﺪن ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 23     …………………………………… UR36,40

:7-3 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻗﻄﻊ 42    ……………………………………….. UR26…82 , UR26…81

:8-3 ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻗﻄﻊ 42     ……………………………………… UR36…64 , UR26…64

:9-3 ﺷﻜﻞ ﻧﻮﺳﺎن وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن در ﻫﻨﮕﺎم ﻗﻄﻊ اﺗﺼﺎل ﻛﻮﺗﺎه. 26……………… UR26…82S

:10-3 ﺷﻜﻞ ﻧﻮﺳﺎن وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن در ﻫﻨﮕﺎم ﻗﻄﻊ اﺗﺼﺎل ﻛﻮﺗﺎه 26     ………. UR36…81S

:11-3 ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻛﻠﻴﺪ DC ﻧﻮع 28……………………………………………………………… HPB

:12-3 ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﻜﺮد دﺳﺘﮕﺎه وﺻﻞ ﻛﻨﻨﺪه ( 30…………………………….. ( Closing device

:13-3 اﺟﺰاء ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻛﻠﻴﺪ 30………………………………………………………….. DC

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﺷﻜﻞ ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                             ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

:14-3 ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻛﻠﻴﺪ DC ﻧﻮع 32………………………………………………………………….. UR

:15-3 ﻣﺮاﺣﻞ ﺧﺎﻣﻮش ﻛﺮدن ﺟﺮﻗﻪ…………………………………………………………………….. 35

:16-3 ﻛﻠﻴﺪﻫﺎی 37………………………………………………………………………….. SWS,SWI

:17-3 ﻧﺤﻮه ﻛﺎرﺑﺮد SWS,SWI و ﻣﺪار ﻓﺮﻣﺎن………………………………………………………. 40

:18-3 ﻧﻤﺎی ﺟﻠﻮی ﺗﺎﺑﻠﻮی 41………………………………………………………………………… MB

:19-3 ﺗﺎﺑﻠﻮی MB ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه اراﺋﻪ ﻛﻠﻴﺪ………………………………………………………………… 42

:20-3 ﺑﺨﺸﻬﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺪار ﻓﺮﻣﺎن ﺗﺎﺑﻠﻮی 43……………………………………………………. MB

:21-3 ﺑﺨﺸﻬﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺎﺑﻠﻮی 45…………………………………………………………………… MB

:22-3 ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻳﺎ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻛﻠﻴﺪ DC ﻧﻮع 46……………………………………………………… KMB

:1-4 ﺗﻮاﻟﻲ وﺻﻞ و ﻗﻄﻊ ﻛﻠﻴﺪ ﺑﻄﻮر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ………………………………………………………… 51

:2-4 ﺗﻮاﻟﻲ وﺻﻞ و ﻗﻄﻊ ﻛﻠﻴﺪ ﺑﻄﻮر ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ…………………………………………… .            52

:3-4 ﻳﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﺗﻮاﻟﻲ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺳﻴﮕﻨﺎل اﻳﻨﺘﺮﺗﺮﻳﭗ………………………………………………… 54

:4-4 ﻧﺤﻮه ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎی 56………… …………………………………. U feeder , U busbar

:5-4 ﻣﺪار ﻗﺪرت اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﻂ 57       ………………………………………….. EDL

:6-4 ﻣﺮاﺣﻞ اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖ 58…………………………………………………………………………. EDL

:7-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 60…………………………………………………………………………………. I max +

:8-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 61………………………………………………………………………………….. I max –

: 9-4 ﺣﻔﺎﻇﺖ 62       …………………………………………………………………………. DDL +

:10-4 ﻣﺜﺎﻟﻲ از ﺗﻨﻈﻴﻢ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﺣﻔﺎﻇﺖ66………………………………………………… DDL+

:11-4 ﻛﺎرﺑﺮد ﺣﻔﺎﻇﺖ 66………………………………………………………………………… DDL –

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﺷﻜﻞ ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                    ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

:12-4 ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺣﺮارﺗﻲ……………………………………………………………….. 68

:13-4 اﻓﺖ وﻟﺘﺎژ……………………………………………………………………………………………. 71

:1-5 ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻧﻈﺎرﺗﻲ و ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺗﺠﻬﻴﺰات ﭘﺴﺖ……………………………………………………… 75

:2-5 دﻳﺎﮔﺮام ﺗﻚ ﺧﻄﻲ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﭘﺴﺖ………………………………………………………………. 76

:3-5 دﻳﺎﮔﺮام ﺗﻚ ﺧﻄﻲ ﻫﺮ ﻳﻚ از ﺗﺠﻬﻴﺰات………………………………………………………….. 77

:4-5 ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ ﺧﻄﺎﻫﺎ و ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﺎ……………………………………………………………………….. 8

:5-5 ارﺗﺒﺎط Sepcos ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ و ﻣﺮﻛﺰ 78       ……………………………………….. SCADA

:6-5 ﻣﻌﺮﻓﻲ رﻟﻪ 79……………………………………………………………………………….. Sepcos

یک مطلب دیگر :

:7-5 رﻟﻪ Sepcos ﻧﻮع 84…………………………………………………………………….. 19 Rack

:8-5 رﻟﻪ Sepcos ﻧﻮع 85…………………………………………………………………. small case

:9-5 ﺑﺮدﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ 86…………………………………………………………………………. Sepcos

:10-5 ﺑﺮد 88……………………………………………………………………………. Power supply

:11-5 ﺑﺮد VIUC و ﻧﺤﻮه ارﺗﺒﺎط آن………………………………………………………………….. 90

:12-5 ﺑﺨﺸﻬﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮد 90…………………………………………………………………… VIUC

:13-5 ﺑﺮد 91………………………………………………………………………………… CXM SI06

:14-5 ﺑﺮد 92………………………………………………………………………………………….. VPC

:15-5 ﻣﺤﻞ ﺗﺴﺖ ﺑﺮد 94……………………………………………………………………………. VPC

:16-5 ﺑﺮد 95……………………………………………………………………………………… VMI 12

:17-5 ﺑﺮد 96……………………………………………………………………………………. VMO 12

:18-5 ﺻﻔﺤﻪ اﺻﻠﻲ ﻧﺮم اﻓﺰار……………………………………………………………………………. 100

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﺷﻜﻞ ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                             ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

Menu/toolbar :19-5 ﻧﺮم اﻓﺰار…………………………………………………………………….. 100

tree view :20-5 ﻧﺮم اﻓﺰار……………………………………………………………………………. 101

:21-5 دﺳﺘﺮﺳﻲ ﺑﻪ ﺻﻔﺤﻪ main frame ﻧﺮم اﻓﺰار………………………………………………. 102

status bar :22-5 ﻧﺮم اﻓﺰار…………………………………………………………………………… 102

:23-5 ﻣﺤﻞ ذﺧﻴﺮه ﺧﻄﺎﻫﺎ………………………………………………………………………………. 103

:24-5 دﺳﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی 104……………………………………………………………………. MIU

:25-5 دﺳﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﻴﺮی وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن……………………………………………………………. 108

ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻧﻘﺸﻪ ﻫﺎ

ﻋﻨﻮان ﻣﻄﺎﻟﺐ                                                          ﺷﻤﺎره ﺻﻔﺤﻪ

:1-2 دﻳﺎﮔﺮام ﺗﻚ ﺧﻄﻲ ﭘﺴﺖ ﻫﺎی ﻳﻜﺴﻮﺳﺎز7      ……………………… 20KV/750VDC

:2-2 ﻧﻘﺸﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ 8………………………………………………………………………. 750VDC

:1-3 دﻳﺎﮔﺮام ﻣﺪار وﺻﻞ ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 33……………………………………………………….. E

:2-3 دﻳﺎﮔﺮام ﻣﺪار وﺻﻞ ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻠﻴﺪ ﻧﻮع 33………………………………………………………. M

:1-5 دﻳﺎﮔﺮام ﻛﻠﻲ ارﺗﺒﺎﻃﻲ رﻟﻪ 87…………………………………………………………… Sepcos

ﭼﻜﻴﺪه :

در ﻣﻴﺎن اﻧﻮاع ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺣﻤﻞ و ﻧﻘﻞ ( درﻳﺎﻳﻲ ، ﻫﻮاﻳﻲ ، رﻳﻠﻲ و ﺟﺎده ای ) ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺣﻤـﻞ و ﻧﻘـﻞ رﻳﻠﻲ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻛﻤﻴﺖ ﺑﺎﻻ و ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﭘﺎﺋﻴﻦ و اﻋﻤﺎل آن در ﺷﺮاﻳﻂ ﺧﺎص ﺑﺴﻴﺎر ﻣـﻮرد ﺗﻮﺟـﻪ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ و ﺷﺒﻜﻪ ﻣﺘﺮو در ﻛﺎﻫﺶ ﺗﺮاﻓﻴـﻚ ، ﺑﺨـﺼﻮص ﺷـﻬﺮﻫﺎی ﺷـﻠﻮغ و ﭘﺮﺟﻤﻌﻴـﺖ ﺑـﺴﻴﺎر دارا ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.

ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﺑﺨﺸﻬﺎی ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻣﺘﺮو ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪ ﺑﺮق رﺳﺎﻧﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺪﻟﻴﻞ اﻳﻨﻜﻪ ﺣﺮﻛـﺖ ﻗﻄﺎرﻫﺎ در داﺧﻞ ﺗﻮﻧﻞ و اﻳﺴﺘﮕﺎﻫﻬﺎی ﻣﺴﺎﻓﺮی زﻳﺮزﻣﻴﻨﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﺑﺮق ﻣﻄﻤﺌﻦ و اﻳﻤﻦ ﺑـﺴﻴﺎر ﻣﻬﻢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﺑﻪ ﻧﺤﻮی ﻛﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺑﺮق رﺳﺎﻧﻲ ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﻃﻮری ﺑﺎﺷـﺪ ﻛـﻪ ﺷـﺒﻜﻪ ﺑـﺮق ﻣﺘـﺮو ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺑﺴﻴﺎر ﺑﺎﻻﻳﻲ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ . ﻳﻜﻲ از ﺑﺨﺸﻬﺎی ﻣﻬﻢ در ﺷﺒﻜﻪ ﺑﺮق رﺳﺎﻧﻲ ﻣﺘﺮو ﭘﺴﺘﻬﺎی

ﺗﺮاﻛﺸﻦ ﻳﺎ ﻳﻜﺴﻮﺳﺎز ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ وﻇﻴﻔﻪ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﺑﺮق DC ﺟﻬﺖ ﺣﺮﻛﺖ ﻗﻄﺎرﻫﺎ را ﺑﺮ ﻋﻬﺪه دارد. اﻳـﻦ

ﭘﺴﺘﻬﺎ ﻋﻤﻮﻣﺎً دارای ورودی AC در ﺳﻄﺢ 20KV ﺑﻮد و ﺧﺮوﺟﻲ آﻧﻬﺎ 750 و ﻳـﺎ 1500 وﻟـﺖ DC

ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ . در ﭘﺴﺘﻬﺎی ﺗﺮاﻛﺸﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ 750 وﻟﺖ DC ﺟﺎﻳﮕـﺎه وﻳـﮋه و ﺗﻜﻨﻮﻟـﻮژی ﺧـﺎص

-1-7-3 فرکانس نمونه برداری 47……………………………………………………… …………………………..

-2-7-3 مدت زمان نمونه برداری 48…………………………………………………… …………………………..

-3-7-3 تبدیل آنالوگ به دیجیتال 50……………………………………………………. …………………………..

-4  انواع روشهای مدلسازی ترانسفورماتورها………………………………………………………….. 51

-1-4 روشهای مدلسازی جعبه سیاه…………………………………………………………………………….. 52

-2-4 بررسی روشهای مدلسازی فیزیکی……………………………………………………………………… 53

-1-2-4 مدل خط انتقال چند فازه……………………………………………………………………………. 54

-2-2-4 مدل مشروح 55…………………………………………………………………. …………………………..

-1-2-2-4 مدلسازی براساس اندوکتانسهای خودی و متقابل 56………………………. …………………………..

-3-4 مدل هایبرید 62………………………………………………………………………… …………………………..

-4-4 انتخاب مدل مناسب برای مانیتورینگ…………………………………………………………………… 63

-5 مدل فرکانس بالای سیم پیچ ترانسفور ماتور………………………………………………………… 65

-1-5 مدل ترانسفور ماتوربر پایه ساختار فیزیکی سیم پیچ 66……………………………. …………………………..

-2-5 مدل مشروح ترانسفور ماتور…………………………………………………………………………….. 68

-1-2-5 محاسبه ظرفیتهای الکتریکی 69……………………………………………….. …………………………..

-1-1-2-5 تخمین ظرفیت طولی یک سیمپیچ بشقابی واژگون…………………………………………….. 71

-2-1-2-5 تخمین ظرفیت الکتریکی بین دو سیمپیچ و یا بین یک سیمپیچ و زمین 74.. …………………………..

-2-2-5 محاسبه اندوکتانسهای خودی و متقابل…………………………………………………………….. 75

-1-2-2-5 محاسبه اندوکتانس متقابل 76……………………………………………….. …………………………..

-2-2-2-5 محاسبه اندوکتانس خودی……………………………………………………………………….. 77

-3-2-5 محاسبه مقاومتهای عایقی موازی………………………………………………………………….. 78

-4-2-5 محاسبه مقاومتهای اهمی سری……………………………………………………………………… 79

فهرست مطالب
عنوان مطالب                                                                                       شماره صفحه

-6 نتایج شبیه سازی انواع عیوب ترانسفور ماتور…………………………………………………….. 81

-1-6 بررسی جابجائی محوری سیم پیچها نسبت بهم………………………………………………………….. 83

-2-6 نتایج آنالیز حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل شعاعی 88………………….. …………………………..

-3-6 تاثیر اتصال کوتاه بین حلقه ها روی پارمترهای مدل مشروح…………………………………………. 92

-7 تشخیص نوع عیوب ترانسفورماتوربه کمک شبکه عصبی…………………………………….. 95

-1-7 استخراج ویژگیها…………………………………………………………………………………………. 97

-2-7 شبکه های عصبی مصنوعی…………………………………………………………………………….. 98

-1-2-7 ساختار شبکه های عصبی 99…………………………………………………. …………………………..

-2-2-7 شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه………………………………………………………….. 100

-3-7 بکار گیری شبکه عصبی جهت شناسائی نوع عیب ترانسفور ماتور…………………………………. 102

-8 نتیجهگیری و پیشنهادات………………………………………………………………………………… 108

منابع………………………………………………………………………………………………………………. 111

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………. 116

فهرست جداول
عنوان                                                                                                      شماره صفحه

جدول -1-3 فرکانس f_max که در آن طیف یک ولتاژ ضربه صاعقه استاندارد در نویز لبریز میشود، به

صورت تابعی از تفکیکپذیری مبدل 50……………………………………………………………… (A/D)

جدول -1-6 تغییرات فرکانسهای تشدید در اثر جابجائی محوری سیمپیچ………………………… 87

جدول -2-6 تغییرات فرکانسهای تشدید در اثر تغییر شکل شعاعی سیمپیچ………………………. 91

جدول -1-7 انواع حالتهای خطا و کد خروجی شبکه برای آن نوع خطا 103         …………………………..

جدول -2-7 بردار ورودی متناسب با نوع خطای مربوطه جهت آزمایش……………………… 103

جدول -3-7 داده های خروجی شبکه و کد خطای مربوطه……………………………………….. 103

جدول 4-7 بردار ورودی 3 ×16 متناظر بانوع خطای مربوطه جهت آزمایش 105.          …………………………..

جدول -5-7 بردار خروجی شبکه ونوع خطای مربوطه 106…………………. …………………………..

فهرست شکلها
عنوان                                                                                                    شماره صفحه

شکل -1-2 ارتباط بخشهای مختلف یک سیستم پایش…………………………………………………. 18

شکل -2-2 ساختار مدیریت بهربرداری…………………………………………………………………. 19

شکل -3-2 نتایج آماری از انواع عیبهای مرسوم در ترانسفورماتور……………………………… 23

شکل -1-3 ترانسفورماتور بصورت شبکه دو قطبی خطی…………………………………………. 27

شکل -2-3 اندازه گیری تابع انتقال در حوزة فرکانس……………………………………………….. 29

شکل -3-3 اندازه گیری تابع انتقال در حوزة زمان…………………………………………………… 29

شکل -4-3 مدار اندازه گیری تابع انتقال در روش جاروی فرکانس………………………………. 30

شکل -5-3 روشهای مختلف مقایسه توابع انتقال………………………………………………………. 33

شکل -6-3 مقایسه بین فازها برای ترانسفورماتور……………………………………………………. 34

شکل -7-3 مقایسه بین فازها برای ترانسفورماتور با ثانویه زیگزاگ…………………………….. 35

شکل -8-3 اثر مقاومت شنت روی پاسخ فرکانسی تا 42…………………………………….. 10MHZ

شکل -9-3 اندازه گیریهای FRAدر بالا وپایین بوشینگ………………………………………………. 44

شکل -10-3 اثر وضعیت نقطه خنثی در اندازه گیریها( دردو حالت شناور و زمین شده)…… 45

شکل -11-3 مقایسه اثرسیمهای رابط کوتاه و بلند در اندازه گیریها تا 46………………… 10MHZ

شکل -1-4 نمایش ترانسفورماتور به صورت یک چهار قطبی……………………………………. 52

شکل -2-4 مدل یک ترانسفورماتور تشکیل شده از یک سیمپیچ بشقابی و یک سیمپیچ لایهای

براساس اندوکتانسهای خودی و متقابل……………………………………………………………… 58

شکل -1-5 ساختار فیزیکی سیم پیچی دیسکی ترانسفورماتور ومدل هر دیسک از آن……….. 67

شکل -2-5 مدل مداری معادل هر دیسک RLC) معادل)…………………………………………. .. 68

شکل (a -3-5 زوج دیسک واژگون، (b زوج دیسک درهم………………………………………. 70

شکل -4-5 نمایش ظرفیتهای بین بشقابها و پتانسیل زمین و یا سیمپیچ مجاور……………………. 71

شکل -5-5 توزیع ظرفیتهای الکتریکی در یک سیمپیچ بشقابی واژگون………………………….. 71

شکل -6-5 لایه های مختلف عایقی بین دو سیمپیچ……………………………………………………. 75

 

شکل -7-5 دو حلقه موازی………………………………………………………………………………… 76

شکل -8-5 تعریف پارامترهای یک حلقه……………………………………………………………….. 77

فهرست شکلها
عنوان                                                                                                    شماره صفحه

شکل -1-6 مدار بررسی شده با شرایط پایانههای سیمپیچ فشارقوی و سیمپیچ فشارضعیف….. 84

شکل -2-6 تأثیرات تغییرات جابجائی محوری سیمپیچها روی پارامترهای مدل مشروح…….. 84

شکل -3-6 مقایسه نتایج شبیه سازی حالت سالم و معیوب توابع تبدیل ولتاژ خروجی نسبت به ولتاژ

ورودی در حوزه زمان ، به منظور بررسی توابع تبدیل نسبت به جابجائی محوری……… 85

شکل -4-6  مقایسه نتایج شبیه سازی حالت سالم و معیوب توابع تبدیل ولتاژخروجی نسبت به ولتاژ

ورودی در حوزه فرکانس ، به منظور بررسی حساسیت نسبت به جابجائی محوری……. 86

شکل -5-6 نما از بالای سیمپیچ فشارقوی (HV) تغییر شکل یافته و سیمپیچ فشارضعیف((LV در اثر

نیروی مکانیکی شعاعی در چهار جهت……………………………………………………………. 88

شکل -6-6  تأثیرات تغییرات مکانیکی سیمپیچها روی پارامترهای مدل مشروح دررابطه با تغییر شکل

مکانیکی…………………………………………………………………………………………………… 89

شکل -7-6 اثر ماتریس اندوکتانس روی توابع تبدیل جریان زمین نسبت به ولتاژ ورودی در خصوص

تغییر شکل شعاعی……………………………………………………………………………………… 89

شکل -8-6 مقایسه نتایج محاسبات توابع تبدیل ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی در حوزه زمان، به

منظور بررسی حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل مکانیکی شعاعی سیم پیچ…….. 90

شکل -9-6 مقایسه نتایج محاسبات توابع تبدیل ولتاژ انتقالی حوزه فرکانس در ، به منظور بررسی

حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل مکانیکی شعاعی سیم پیچ…………………………. 90

شکل -10-6 درنظرگرفتن اتصال کوتاه بین حلقهها در مدل مشروح……………………………… 93

شکل -11-6 تابع تبدیل ولتاژ انتقالی برای یک اتصال کوتاه بین انشعابهای 22و93………….. 23

شکل -12-6 تأثیر اتصال کوتاه بین حلقههای73 و 74 سیمپیچ روی تابع تبدیل ولتاژ انتقالی.. 94

شکل -1-7 مراحل عیب یابی ترانسفورماتور…………………………………………………………. 96

شکل -2-7 مراحل محاسبه ویژگی زمانی……………………………………………………………… 98

شکل -3-7 ساختار و ارتباطات نرون…………………………………………………………………… 99

شکل -4-7 فرم ساده شبکه پرسپترون با دو لایه میانی 101………………….. …………………………..

شکل -5-7 نمودار دو بعدی کلاسهای تشخیص داده شده توسط شبکه 104.. …………………………..

شکل -6-7 متوسط مجذور خطا برای داده های آموزشی…………………………………………. 106

چکیده

ترانسفورماتورها به تعداد زیاد در شبکههـای بـرق بـرای انتقـال و توزیـع انـرژی الکتریکـی در

مسافتهای طولانی مورد استفادهقرارمیگیرند.قابلیت اطمینان ترانسفوماتورها در این میان نقشی اساسی

در تغذیه مطمئن انرژی برق بازی میکند. بنابراین شناسائی هر چه سریعترعیبهای رخ داده در داخـل

یک ترانسفورماتورضروری به نظر می رسد.یکیازچنین عیبهائی که به سختی قابـل تـشخیص اسـت،

تغییرات مکانیکی در ساختار سیمپیچهای ترانسفورماتور است. اندازهگیـری تـابع تبـدیل تنهـا روش

کارامدی است که در حال حاضـر بـرای شناسـائی ایـن عیـب معرفـی شـده و بحـث روز محققـین

میباشد.استفاده روش مذکور با محدودیتها و مشکلاتی روبرو می باشـد کـه تـشخیص انـواع عیـوب

مختلف را به روشهای متداول و مرسوم محدود ساخته اسـت.از ایـن رو امـروزه تحقیقـات بـر روی

استفاده از الگوریتمها و روشهای هوشمندی متمرکز شده است که بتواند یـک تفکیـک پـذیری نـسبتا

خوبی بین انـواع عیـوب و صـدمات وارده بـه ترانـسفورماتور را فـراهم سـازد. در ایـن پایـان نامـه

سیمپیچهای ترانسفورماتور به منظورپایش با روش تابع تبدیل مطالعه و شبیهسازی شدهاند. برای ایـن

کار مدل مشروح سیمپیچها مورد استفاده قرار گرفته و نشان داده شده که این مدل قادر به شبیهسـازی

عیبهائی (اتصال کوتاه بین حلقهها، جابجائی محوری وتغییر شکل شعاعی) است که توسط روش تابع

تبدیل قابل شناسائی میباشند. شبیهسازیهای مربوطه توسط مدل مشروح نشان میدهند که بـه کمـک

این مدل میتوان به طور رضایتبخش توابع تبدیل محاسبه شده در محدودة از چند کیلـوهرتز تـا یـک

مگاهرتز را ارائه نمود. این مدل مشخصههای اساسی توابع تبدیل (فرکانسهای تـشدید و دامنـههـا در

فرکانسهای تشدید) را به طور صحیح نتیجه میدهد. مقادیر عناصر مدار معادل از روی ابعـاد هندسـی

یک مطلب دیگر :

سیمپیچها و ساختار عایقی مجموعه محاسبه میشوند. با محاسبه و تخمین این مقادیر در حالتهائی که

تغییراتی در ساختار سیمپیچ بوجود آمده اند، اثرات عیبهای مکانیکی در مـدل درنظرگرفتـه شـدهانـد.

دقت مدل مشروح علاوه بر تعداد عناصر آن به دقت محاسبات پارامترهای آن نیز بستگی دارد. ارتباط

بین عیبهای بررسی شده (اتصال کوتاه بین حلقـههـا، جابجـائی محـوری و تغییـر شـکل شـعاعی) و

تغییرات ناشی از آنها در توابع تبدیل به خوبی توسـط مـدل نتیجـه مـیشـوند. تغییـر نـسبی مقـادیر

فرکانسهای تشدید در حوزه فرکانس وزمان فرونشست¹ درحوزه زمان در یک تابع تبـدیل بـه عنـوان

معیار تغییرات در تابع تبدیل در اثر یک عیب مورد اسـتفاده قـرار گرفتـهانـد. ارزیـابی توابـع تبـدیل

محاسبه شده برای شناسایی عیب، به کمک توابع تبدیل گوناگون تعریف شـده درمقـالات مختلـف ،

منجر به حصول نتایج زیر شدهاند:

• نتایج محاسبات تغییرات یکسانی را در توابع تبدیل در اثر هر کدام از عیبهای فوقالذکر نشان

میدهند.

• نتایج محاسبات در خصوص آنالیز حساسیت جابجائی محوری نشان میدهد که اثـر جابجـائی

محوری روی تابع تبدیل در محدودة فرکانسی بالاتر از 100 کیلوهرتز به طورواضح بیشتر ازمحـدودة

کمتر از 100 کیلوهرتز میباشد.

• نتایج محاسبات برای آنالیز تغییر شکل شعاعی سیم پیچ نشان می دهد که تغییر شکل شعاعی روی کل محدودة فرکانسی تابع تبدیل تأثیر تقریباً یکسانی می گذارد.

 

• بعضی از فرکانسهای تشدید در یک تابع تبدیل درمقایسه با سایر فرکانـسهای تـشدید در اثـر

بروز یک عیب حساستر میباشند.

برای بدست آوردن نتایج بیشتر در مورد وابستگیهای بین مدل مشروح و تغییرات محاسـبه شـده

در توابع در اثریک عیب، اثرات پارامترهای مدل روی توابع تبدیل بـه طـور مجـزا بررسـی و تحلیـل

شدهاند. این تحلیلها نشان میدهند که:

• تغییرات ظرفیتهای خازنی بـین دو سـیمپـیچ در اثـر جابجـائی محـوری قابـل چـشم پوشـی میباشند.
• تغییرات توابع تبدیل در اثر تغییر شکل شعاعی عمدتاً از تغییرات ظرفیتهـا ناشـی مـیشـوند. درنظرگرفتن تغییرات اندوکتانسها در اینحالت ضروری نمیباشند.

چشم پوشیهای فوق باعث کاهش قابل ملاحظهای در زمان محاسـباتی مـیشـوند و اعمـال آنهـا

درپایش ترانسفورماتورها مفید است.

مقدمه

از آنجائیکه قدرت شبکههای برق همواره در حال افزایش بوده و بایـستی تاحـد ممکـن تغذیـه

انرژی برق مطمئن انجام شود، بالا بودن قابلیت اطمینان، طول عمروکیفیت تکتک عناصر وتجهیزات

موجود در شبکه ضروری است. ترانسفورماتورهای مـرتبط کننـدة سـطوح ولتـاژمختلف درشـبکه از

مهمترین عناصر شبکهاند که خروج از مدار آنها به قابلیت اطمینان توزیـع انـرژی آسـیب جـدی وارد

کردهو باعثهدررفتن هزینه زیادی میشود. برای افزایش قابلیت اطمینان تغذیه انرژی برق، شناسـایی

سریع عیبهای رخ داده در ترانسفورماتورها الزامی میباشد. بر این اساس در پا یان نامـه مـذکور ابتـدا

مقدمه ای بر روشهای مختلف عیب یابی وپایش ترانسفورماتورهای قدرت بیان شده است.در ادامه در

فصل سوم،روش آنالیز پاسخ فرکانسی به عنوان روش جدید در عیبیابی ترانسفورماتورهـا معرفـی و

اصول و مبانی آن تشریح میگردد.به منظور تحلیل انواع عیوب متداول وارده به ترانسفور مـاتور (کـه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-2 مقدمه				36
(2-2 انواع پروتکل				36
(3-2 استاندارد لایه بندی				38
(4-2 نتیجه گیری				40
فصل سوم : سیستمهای کنترل گسترده				41
(1-3 اجزاء سیستم کنترل ترتیبی				42
(2-3 اجزاء سیستم کنترل آنالوگ				43
(3-3 سخت افزارسیستم DCS				44
(4-3 نرم افزار سیستم DCS				48
(5-3	سیستم اتوماسیون TELEPERMXP			50
PCS7 (6-3				53
(7-3	استفاده از DCS در کنترل ٨٠٠SGT-			68
(8-3	تریپ های اضطراری			69
(9-3	راه اندازی			70
(10-3	کنترل سرعت			72
(11-3	کنترل بار			72
(12-3	کنترل کننده IGV			73
(13-3	شتاب فشار هوای خروجی کمپرسور			73
				74
(14-3	نتیجه گیری
				75
	SGT	و معرفی نرم افزار	WinCC
فصل چهارم: سیستم کنترلی -800
(1-4 مقدمه				76
(2-4 سیستم کنترلی توربینهای گازی				76
(3-4 شکل کلی سیستم کنترلی توربین و اجزاء آن				77
(4-4 بازیافت و انبار کردن				78
(5-4 پیکربندی سیستم کنترلی توربین گازی				79
HMI (Human Machine Interface) (6-4				80
PLC (7-4 مورد استفاده در سیستم کنترلی توربین گازی				81
(8-4 نتیجه گیری				93
فصل پنجم : PDCS				94
(1-5 مقدمه				95
(2-5	توضیحات سیستم برق			95
(3-5 سیستم تقسیم بندی بار برای GTG ها				99
(4-5	سیستم بارزدایی			103
(5-5 ژنراتورهای دیزل اضطرار				107
(6-5  سیستم نظارتی سیستم PDCS				107
(7-5 حفاظت رله				108
(8-5 نتیجه گیری				109
نتیجهگیری				110

 

 

 

 

 

	فهرست مطالب
عنوان مطالب	شماره صفحه
منابع و ماخذ	112
اختصارات	113

فهرست جدول ها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان		شماره صفحه
1-1  طبقه بندی توربینهای گازی شرکت زیمنس		5
2-1	اطلاعات مربوط به توربین های گازی زیمنس	11
1-2	مقادیر نمونه برای ژنراتور و تحریک	39
1-5	مقدار پارامترهای حالت فرضی	101
2-5	محاسبه پارامترهای تقسیم بندی بار	101

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

یک مطلب دیگر :

۷ نکته طلایی در سئو عنوان صفحه

 

عنوان	شماره صفحه
1-1 نمای کلی از P&ID مربوط به SGT-800	6
2-1 محور توربین گازی SGT-800	12
1-3 بخشهای سیستم اتوماسیون TELEPERMXP	55
2-3 ساختار سیستم اتوماسیون AS620	57
3-3 طریقه اتصال Profibus به یکدیگر و به AP	58
4-3 اتصال ماژولهای FUM	59
5-3 ساختارسیستم اتوماسیون AS620T	60
6-3 سیستم مدیریت و عملیاتOM650	61
1-4 سیستم کنترلی SGT – 800	75
2-4 شکل کلی سیستم کنترلی SGT-800 و اجزاء آن	75
3-4 سیستم Back up و Pumps	79
4-4 پیکربندی سیستم کنترلی توربین گازی	79
5-4 نمایی از صفحه اصلی نرم افزارWinCC	81
6-4 صفحه ثبت و نمایش اطلاعات نرم افزار WinCC	82
7-4 منحنی و روند مصرف بار	83
9-4 نمایش سیستم روغنکاری توربین گازی	84
10-4 نمایش سیستم سوخت رسانی توربین گازی	85
11-4 پنجره عنوان نرم افزار WinCC	86
12-4 نمایی از PLC های سری S7-300	87
13-4 ماژول های PLC های سری S7-300	89
1-5 معماری PDCS و اتصالات آن به قسمت های کنترل شونده	97

چکیده :

در فصل اول پس از آشنایی با نیروگاههای توربین گازی به صورت نوعی توربین گـازی SGT-800 سـاخته شرکت زیمنس، مورد بررسی قرار میگیرد و قسمتها و پارامترهای قابل اندازهگیری این تـوربینهـا بررسـی میشوند. در فصل دوم تعاریفی همچون شبکه، پروتکل مطرح میشـود و همچنـین اسـتانداردهای لایـهبنـدی سیستمهای کنترلی به طور خلاصه مورد بررسی و در فصل سوم سیستم کنترل DCS بررسی میشوند.

در فصل چهارم سیستم کنترلی تـوربین هـای گـازی SGT-800 بررسـی و بـه معرفـی نـرم افـزار WinCC

تشریح میشود و در فصل پنجم به تشریح سیستمهای کنترلی PDCS میپردازیم در این فصل به بررسـی دو تکنیک از تکنیکهای مدیریت بار که در سیستمهای PDCS استفاده می شود اشاره می شود این دو تکنیـک شامل بارزدایی (load shedding) و تقسیم بار (load sharing) بین ژنراتورها میشود.

در پایان انواع PLC های استفاده شده در سیستمهای کنترلی SGT-800 و PDCS اشاره میشود.

مقدمه

در فصل اول پس از آشنایی با نیروگاههای توربین گازی به صورت نوعی توربین گازی ٨٠٠SGT- ساخته

شرکت زیمنس، مورد بررسی قرار میگیرد و قسمتها و پارامترهای قابل اندازهگیری این توربینها بررسی

میشوند. در فصل دوم تعاریفی همچون شبکه، پروتکل مطرح میشود و همچنین استانداردهای لایهبندی

سیستمهای کنترلی به طور خلاصه مورد بررسی و در فصل سوم سیستم کنترل DCS بررسی میشوند.

در فصل چهارم سیستم کنترلی توربین های گازی SGT-800 بررسـی و بـه معرفـی نـرم افـزار WinCC

تشریح میشود و در فصل پنجم به تشریح سیستمهای کنترلی PDCS میپردازیم در این فصل به بررسی

دو تکنیک از تکنیکهای مدیریت بار که در سیستمهای PDCS استفاده می شود اشاره مـی شـود ایـن دو

تکنیک شامل بارزدایی (load shedding) و تقسیم بار (load sharing) بین ژنراتورها  میشود.

در پایان انواع PLC های استفاده شده در سیستمهای کنترلی ٨٠٠SGT- و PDCS اشاره میشود.

فصل :1

توربینهای گازی

(1-1 مقدمه

گاز طبیعی یکی از منابع طبیعی است که موارد استفاده فراوانی در مصارف خانگی و صنعتی دارد. تولید انرژی برق نیز یکی از مصارف مهم گاز طبیعی است. از آنجا که کشور عزیزمان ایران نیز از این گنجینه ارزشمند بیبهره نیست، از اینرو بستر استفاده از این نعمت برای تولید انرژی برق فراهم آمده است.

توربینهای گازی، ابزاری برای رسیدن به این مهم هستند از اینرو شرکتهای مهم دنیا، برای به انحصار در

آوردن این صنعت شروع به رقابت کردند. شرکت زیمنس یکی از شرکتهای موفق، در این زمینه   می-

باشد، از این رو توربینهای گازی مختلفی که با تنوع در میزان مصرف و تولید برای انجام کار خاصی طراحی و ساخته میشوند.

SGT-800، یکی از محصولات این شرکت میباشد، و به علت اینکه قسمت زیادی از سوخت این توربین گاز طبیعی میباشد، از اینرو مطالعه و بررسی عملکرد و کنترل آن نیز از اهمیت خاصی برخوردار است. از اینرو، در این فصل، ابتدا به مقدمهای راجع به توربین های گازی و اجزای تشکیلدهنده آن پرداخته و

سپس به مطالعه و معرفیSGT-800 میپردازیم و پارامترهای مختلف آن را که میبایست کنترل شوند، بررسی میکنیم.

(2-1 هدف اصلی نیروگاه

نیروگاه باید در هر لحظه مقدار بار مورد نیاز مصرفکننده را تامین کند، بعبارت دیگر هدف اصلی از کنترل نیروگاه، هماهنگ نمودن انرژی تولید شده و انرژی مصرفی میباشد. در ضمن انرژی تولید شده باید کیفیت مطلوب را داشته باشد، یعنی خروجی ژنراتور باید دارای ولتاژ و فرکانس مطلوب باشد. هر گونه تغییر در مصرف انرژی الکتریکی، باعث تغییر در ولتاژ و فرکانس میگردد. کنترل نیروگاه گازی با استفاده از عناصر کنترلی، برای ایجاد توازن بین تولید و مصرف، به وسیله کنترل ولتاژ و فرکانس مناسب انجام میشود.

(3-1 مقدمهای بر توربین گاز

توربین گازی، هوا را به عنوان سیال، بکار میبرد و توسط یک کمپرسور آن را متراکم مینماید. سوخت در

محفظه احتراق به هوای داغ افزوده و سپس محترق میگردد. هر یک از محفظه ها شامل   مشعل-