پایان نامه سیستم های DCS و PLC کارخانه آلومینای جاجرم
مقدمه ای بر DCS
(Distributed Control System) سیستم کنترل غیر متمرکز (گسترده)
در سیستم های قدیمی اتوماسیون اطلاعات مربوط به هر واحد باید از حمل آن به اتاق کنترل توسط کابل هایی انتقال می یافت با ازدیاد این واحدها حجم کابل هایی که به اتاق کنترل متصل می شدند نیز افزایش می یافت و بزرگترین اشکالاتی که این سیستم داشت عبارت بودند از :
1- تراکم انبوه کابل های ارتباطی در اتاق کنترل که به نوبه خود در هنگام عیب یابی سیستم مشکل آفرین بودند.
2- در هنگام بروز اشکال در اتاق کنترل کل سیستم فلج می شد.
3- در صورتی که کنترل سیستم گسترده ای مد نظر بود پردازنده مرکزی باید دارای حجم حافظه و سرعت بسیار بالایی می بود تا بتواند تمام داده های ارسالی و یا دریافتی را مورد پردازش قرار دهد و بدیهی است که با افزایش تعداد Point ها در سیستم فاصله زمانی سرویس دهی دوباره به هر Point نیز افزایش می‌یابد که از نظر کنترلی عیب بزرگی محسوب می شود.
در چنین شراطی بود که مهندسین به فکر افتاندند که اولا: تراکم کابل ها را در اتاق کنترل کاهش دهند. ثانیا: از مرکزیت به یک قسمت به عنوان کنترل کننده مرکزی جلوگیری کنند بدین منظور یک سیستم بزرگ صنعتی را به بخش های کوچک تقسیم کرده و کنترل آن قسمت را نیز به کنترلر مربوط به خودشان که در همان محل قرار دارد واگذار کردند که بدین ترتیب مفهوم کنترلر محلی(Locall Controller) شکل گرفت و تنها در صورتی که اطلاعات آن قسمت مورد نیاز دیگر قسمت ها واقع می شد و یا تغییر مقدار یک point در آن قسمت از طرف سیستم های بالا مد نظر بود توسط شبکه های ارتباطی این امر صورت می گرفت.
سیستم کنترل غیر متمرکز DCS
الف- اجزاء DCS
ب- نرم افزار DCS
ج- آدرس دهی DCS و Peerway
د- عیب یابی در سیستم DCS
هـ- کپی نقشه ها و کانالوگ DCS و Peerway
سیستم کنترل غیر متمرکز (گسترده) DCS
سیستم کنترل فریاند تولید آلومینا در شرکت آلومینای ایران(جاجرم) قسمت اعظم این فرآیند توسط سیستم DCS کنترل شده از یک اتاق کنترل مرکزی CCR و چهار اتاق محل 4 و 3 و 2 و 1 LCR و توسط این چهار اتاق محل تعداد زیادی از واحد های کنترلی کوچک که در آنها PCL تله مکانیک نصب شده توسط شبکه کابل نوری تبادل اطلاعاتی نموده و کل فرایند آلومینای تحت کنترل این سیستم های می باشد که در این فصل به اختصار و به طور خلاصه به توضیح و بیان کنترل DCS می پردازیم و توضیح اینکه DCS مخفف کلمه Distributed control system می باشد. LCR مخفف Local control Room می باشد و مدل DCS سیستم R.S3 شرکت Fisher Rosmount آمریکا می باشد.
الف- اجزاء اصلی DCS :
1- Peer way 2- Consoles 3-Control file 4- Input /Out put کارت 5- Peer way inter pace
سیستم کنترل و DCS و مجموع سخت افزار این کنترل به شرح ذیل بیان می شود:
ارتباط توسط شبکه شاه راه فیبر نوری بین این اجزا انجام شده و قسمت دوم مونیتورهای اپراتوری بوده که جهت نمایش و دریافت و ارسال اطلاعات محیط خارجی به سیستم برقرار می شود. وقت چهارم سیستم های رابط می باشد که مجموع کنترل فرایند DCS به صورت خط کمک یا اضافی یا Redundancy کار می کنند یعنی به محض معیوب شدن هر کدام از اجزاء فوق خط کمکی و مسیر اضافی به صورت اتوماتیک وارد مدار می شود. و اطلاعات همیشه در دو مسیر ارتباطی ارسال و دو نقطه همزمان پردازش می‌شود.
اجزاء کل DCS مدل RS3
1- Peer way 2- console 3- Control file 4- Peer way interface Devices
1- Peer way : یک شاه راه ارتباطی بوده که تمام تجهیزات و دستگاههای کنترلی از طریق این شاه‌راه(Peer way) به هم متصل(Link) می شوند و خاصیت Red undancy این سیستم peer way این امکان را به تجهیزات می دهد تا مستقیم و خیلی راحت با هم ارتباط داشته باشند و این بزرگراه ارتباطی که حالت Redundant کار می‌کند یعنی همیشه اطلاعات از دو مسیر در حال انتقال‌بوده و کار شبکه را در مواقع‌خرابی شبکه راحت‌می‌کندو این‌شبکهPeer way در کارخانه‌آلومینا با کابل فیبرنوری‌انجام شده (Fiber optic cable) و تبادل اطلاعات شبکه به صورت سریال بوده که در تمام نقاط فرستندگی و گیرندگی(node) ها بایستی این پورت سریال نصب گردد. این کابل فیبر نوری در تمام مسیرهای ارتباطی بصورت دو خط که همزمان اطلاعات یکسان را تبادل کرده کار گذاشته شده اند و مسیرهای ارتباطی(F.O.C) کابل نوری بین PLC ها، [PLC25, PLC02, 04,05, 08, PLC23, PLC19, PLC15, PLC01,17,16,13,14] تا LCRها توسط کابل فیبر نوری انجام شده است یعنی ابتدا اطلاعات توسط یک سیگنال الکتریکی از واحد به اولین اتاق کنترل منطق PLC ها ارسال شده و از PLC به اتاق های کنترل محل (LCR1-4)DCS توسط کابل فیبر نوری ارسال می شود که این اطلاعات توسط پورت سریال RS-232 و ماژول SCm22 توسط PLC ها ارسال می شود.
اجزاء سخت افزار Peer way
1-1 کابل ارتباطی (F.O.C):
ارتباط اولیه Peer way با تمام وسایل و تجهیزات RS3 به صورت داخل متصل می شوند(Link) که اولین تجهیز این شبکه کابل ارتباطی می باشد که می تواند هر نوعی از کابل باشد نوع کابل استفاده شده در شبکه Peer way کارخانه جاجرم جهت ارتباط کنترلی کارخانه کابل فیبر نوری(Fiber Optic Cable) میباشد و انواع دیگر کابلهای ارتباطی مثل کواکسیل الکتریکی (Twinax) ، کابلهای ترکیبی نوری و الکتریکی باشد که کابل فیبر نوری یک کابل نوری (شیشه ای) دوتایی (Dual) بود که در طول تار شیشه ای نور منتقل شده و می تواند حجم زیادی را به خاطر بالا بودن سرعت نور به صورت سریال ارسال کند. تعداد Peer way 31 می توانند با کمک یک (HIAS) بهم وصل شدند.
High way interface adaptor
- HIA : دستگاهی رابط بوده که می تواند چند Peer way را به هم وصل کند.
- Peer way Tap : جهت اتصال node به شبکه کنترل و ارتباطPeer way از این دستگاه استفاده می‌شود.
- node :هر وسیله یا دستگاهی مثل کنسول، کامپیوتر شخصی، کنترل فایل را به شبکه کنترلPeer way وصل شود را node گویند.
نکته: تمام متعلقات Peer way و خود شبکه Peer way به صورت دو خطی یا Redundant می باشند (دوتایی)
و کابل استفاده شده در کارخانه جاجرم فیبر نوری و Tap های آن هم Fiber optic Peer way Tap میباشد و دوتایی می باشند.(Tap A,B)
2-1 Peer way Interface Devices :
این سیستم جهت ارتباط Peer way با اتاق های کنترل استفاده می شوند که شامل تجهیزات زیادی بوده که جهت این ارتباط مورد استفاده قرار می گیرند.
- Rosmount Network Interface : رابط بین شبکه کنترل RS3 و دیگر کامپیوترها می باشد.
Supervisery Computer Interface, SCI : یک رابط بین شبکه کنترل RS3 و واحد کامپیوتری (Host. computer) و یا بین کنترل RS3 و خود کنترل سیستم Rosemount می باشد.
- Tap Peer way : Tap: جهت ارتباط هر node (هر ورودی به شبکه فیبر نوری) Peer way از سیستم و دستگاه Peer way Tap استفاده می کند.
- node : هر سیستم کنترلی که به خط ارتباطی فیبر نوری یا هر شبکه ارتباطی وصل شود (اعم از ورودی یا خروجی) مثل کنترل فایل ها، کنسول ها، کامپیوترهای شخصی و ... خیلی دستگاههای دیگر که قابلیت ریختن اطلاعات به شبکه Peer way یا گرفتن اطلاعات از این شبکه ارتباطی شاه راه یا بزرگراه را داشته باشد node گویند.
انواع node
Control file –
Console –
Vax computer-
System resource unit (SRU)-
Vax Peer way-
RNI-SCI-
2- کنسول اپراتوری Consoles :
یک مونیتور رنگی 19 اینچ، صفحه کلید، برد و میکروپرسسور و کارت کیج های ارتباطی، هارد دیسک Video KPY board interface می باشد که به مجموع اینها کنسول اطلاق می شود که تعداد این کنسولها در کارخانه آلومینا به شرح ذیل می باشد؛ ضمنا این کنسول ها ساخت شرکت Fisher. Ros آمریکا بوده و مدل RS3 می باشد که در واحد CCR اتاق کنترل مرکزی 4 عدد کنسول وجود دارد؛ 1عدد جهت واحد مدیریت عملیات کارخانه (Dispaching) و 1 عدد جهت کنترل واحد تولید هوای فشرده واحد P422 و 2 عدد مجموعا جهت کنترل مستقیم واحد ترتیب و فیلتراسیون هیدرات (P416, 17, 17A) انجام می شود و تعداد 2 عدد کنسول در واحد LCR1 واحد انحلال، 2 عدد کنسول در واحد LCR4 (PU24) واجد بویلر و 2 عدد کنسول در LCR2 جهت کنترل واحدهای P412,13,14 (تبخیر سرد و گل قرمز) و 2 عدد کنسول در LCR3 واحد P421 تحت تکنسین نصب شده اند. در دیاگرام کنترل PLC و DCS این نمایش بخوبی معلوم می باشد.
فهرست مطالب
| عنوان | صفحه |
| فصل اول: DCS کارخانه آلومینای جاجرم |
|
| مقدمه ای بر DCS | 2 |
| سیستم های کنترل غیر متمرکز DCS | 2 |
| اجزاء اصلی DCS | 3 |
| اجزاء کلی DCS مدل RS3 | 3 |
| اجزاء سخت افزار Peer way | 4 |
| کنسول اپراتوری Consoles | 5 |
| کنترل فایل Control file | 5 |
| اجزاء تشکیل دهنده کنترل فایل Control file | 6 |
| کارتهای ورودی و خروجی سخت افزار و ترمینال های ورودی و خروجی سیستم | 7 |
| نرم افزار DCS مدل RS3 | 8 |
| آدرس دهی | 8 |
| عیب یابی در بخش کنترل و نرم افزار | 10 |
| عیب یابی در سخت افزار DCS | 10 |
| عیب یابی در سیستم های کنترل گسترده DCS | 10 |
| انواع بلاکها | 12 |
| چگونگی ارتباط یک بلاک ورودی یا خروجی با سخت افزار | 12 |
| بازه مقادیر در یک لوپ کنترلی | 13 |
| کانفیگور کردن آلارم های AIB | 15 |
| اولویت بندی آلارم | 20 |
| چگونگی ارتباط بین کنترل بلاک و I/O Block | 21 |
| آدرس دهی یک کنترل بلاک | 22 |
| کنترل بلاک | 23 |
| نحوه اتصال ورودی های آنالوگ به کنترل بلاک | 24 |
| واحد کارگاه ابزاردهی و کارگاه الکترونیک | 26 |
| فصل دوم: PLC کارخانه آلومینای جاجرم |
|
| آشنایی با PLC | 29 |
| اتصال ارتباطی کامپیوتر شخصی با PLC | 30 |
| اجزاء PLC | 30 |
| وسایل ارتباطی و رابط ها | 31 |
| PLC تله مکانیک | 32 |
| عیب یابی PLCتله مکانیک فیلد ابزار دقیق | 40 |
| شماره کانال ماژول | 41 |
| عیب یابی تغذیه PLC و کارت های ایزولاتور | 41 |
| عیب یابی CPUو دستور RESET | 42 |
| عیب یابی ارتباط PLC با DCS | 42 |
| مدارک عیب یابی و لوازم آن به ترتیب اولویت | 42 |
| نرم افزارهای اختصاصی PLC تله مکانیک | 43 |
| کپی و کاتولوگ ها پیوست | 45 |