سنسورها و کنترلهای صنعتی 82 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 38

فصل دوم

سنسورها و کنترلهای صنعتی

مقدمه

استراتژی تولید فعلی سیستمهای ساخت را بر حسب سنسورها ،محرکها ، افکتورها ، کنترلی ها و حلقه های کنترلی تعریف می کند . سنسورها وسیله برای جمع آوری اطلاعات از عملیات تولید و فرایند های در حال انجام هستند .

دراکثر موارد، سنسورها برای تبدیل یک تحریک فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی مورداستفاده قرار می گیرند که این سیگنال توسط سیستم تولیدآنالیز شده وتصمیماتی برای هدایت عملیات گرفته می شود .

محرکها ، یک سیگنال الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند . یک محرک از طریق یک افکتور برروی محصول یا تجهیزات عمل می کند . افکتورها به عنوان یک بازو هسته که عمل مکانیکی مطلوب را انجام می دهند. کنترلی ها نوعی کامپیوترهسته که اطلاعات را از سنسورها و برای ریزی داخلی نشان دریافت کرده و برای اعمال روی تجهیزات تولید به کار می گیرند کنترلی ها و فرمانهای الکترونیکی ایجاد می کنند که یک سیگنال الکتریکی را به یک عمل مکانیکی تبدیل کند

محرکها ، افکتورها و کنترلها به یک حلقه کنترلی وصل می شوند. در حلقه های کنترلی با قابلیت محدود ، اطلاعات کمی جمع آوری شده .

تصمیمات کمی گرفته می شود وعمل محدودی را نتیجه می دهد . در موارد دیگر تجهیزا ت تولید هوشمند با تعداد زیادی ازانواع سنسورها وبه کار گیری افکتورها ومحرکهای متعدد ، برای نائل آمدن به بازه وسیعی از عملکرد خود کار استفاده می شوند.

هدف سنسورها ، بازرسی کار در حال انجام ، مانیتور کردن تداخل کاربا تجهیزات تولید ، و بازید خود به خودی تولید توسط کامپیوتر های سیستم تولید است هدف محرک و افکتور ، انتقال کار مطابق فرایند های تعریف شده سیستم تولید است.

عمل کنترلی ، اعمال کنترل کاملا خودکار، نیم خودکار و دستی با درجات متغیر بر روی فرایند ها است .

در یک نمونه کاملا خودکار مثل تولید به کمک کامپیوتر ، کنترلی کاملا سازگار است و به صورت حلقه بسته برای فراهم آوردن عملیات خودکار عمل می کند .

در موارد دیگر ، فعالیت انسانی نیز در گیر حلقه کنترل می شود .

برای اینکه روشهایی را که خواص فیزیکی سیستم تولید از طریق آن بر پارامترهای مرتبط با سیستم تولید اثر می کنند بشناسیم ، برای اینکه انواع خواص سیستم تولید فیزیکی که برای بیان پارامترهای عملی مطلوب مورد نیاز است.

را تعیین کنیم ، باید تکنولوزیهای موجود برای سیستمهای تولید را که ازاتوماسیون و تجمع تا درجات گوناگون استفاده می کنند ، بدانیم .

دستگاهای با کمترین میزان اتوماتیک بودن برای همه کارها از کنترل اپراتور بهره می گیرد . هر عملی که توسط دستگاه انجام می شود به طور انفرادی توسط اپراتور هدایت می شود . تجهیزات دستی ، بیشترین استفاده را زا قابلیت انسانی می برند . مشاهدات چشمی با استفاده از دوربینهای و میکروسکوپها بهتر می شوند و عملی که در حال انجام است نیز با افکتورها بهینه تر می شود .

اتصال بین اطلاعات سنسوری ( از دوربینها و میکروسکوپها ) وملکردهای نتیجه با قرار دادن یک اپراتور در حلقه کامل می شود.

این نوع سیستمهای به طور واضح با نوع سنسورهای مورد استفاده ،ارتباط آنها با اپراتورانسانی ، نوع افکتورهایی که می توانند همراه با اپراتور انسانی استفاده شوند ، و قابلیتهای اپراتور محدود می شوند تجهیزات تولید که برای استراتزی دستی طراحی می شوند باید با قابلیتهای انسانی مطابقت داشته باشند در کار برد های صنعتی تداخل کاری تجهیزات با انسان ، به شدت مهم است.

متاسفانه اغلب طراحی تجهیزات به صورت حلقه کنترلی سنسور – اپراتور – محرک افکتور بهینه نمی شود .

یک سیستم تولید می تواند با جایگزینی قسمتی از حلقه کنترل با کامپیوتر به صورت نیمه اتوماتیک در آید . این نوع نیازی های جدید سیستم تولید را براورد می کند به خصوص امروز سنسور ها باید اطلاعات ورود پیوسته ای برای هر دو کامپیوتر و اپراتور فراهم کنند .

انواع مناسبی از اطلاعات باید برای هر کدام از این حلقه های کنترل فراهم شوند .

سیستمهای تولید نیمه اتوماتیک باید درجه کمی از قابلیت کنترل توسط کامپیوتر را داشته باشند .

مشکل واضح در طراحی چنین سیستمهایی ، مدیریت بهینه فعالیتهایی است که توسط کامپیوتر و اپراتور کنترل می شوند . کامپیوتر باید تشخیص دهید که چه موقع به کمک اپراتور نیاز است و اپراتور نیز باید بداند که چه عملکردهایی مناسب است تا با کامپیوتر کنترل شوند . تعامل اپراتور ماشین جزئی از

سنسور ها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

ادوات ورودی ( سنسورها ، ترانسدیوسرها و ترانسمیترها )سنسورها ، ترانسدیوسرها و ترانسمیترها اجزای یک پروسه صنعتی هستند که کاربردهای فراوانی در پروسه های متنوع دارند.

ادوات ورودی ( سنسورها ، ترانسدیوسرها و ترانسمیترها )سنسورها ، ترانسدیوسرها و ترانسمیترها اجزای یک پروسه صنعتی هستند که کاربردهای فراوانی در پروسه های متنوع دارند. کاربرد عمده این قطعات در ارزیابی عملکرد سیستم و ارائه یک فیدبک با مقدار و وضعیت مناسب است که بدین ترتیب کنترلر سیستم متوجه وضعیت کارکرد آن و چگونگی حالت خروجی خواهد شد . تعریف سنسوریک سنسور بنا به تعریف ، قطعه ای است که به پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت ، حرارت ، نور ، فشار ، الکتریسیته ، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می دهد . تعریف ترانسدیوسریک ترانسدیوسر بنا به تعریف ، قطعه ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد ، بدین معنی که اگر یک سنسور فشار همراه یک ترانسدیوسر باشد ، سنسور فشار پارمتر را اندازه می گیرد و مقدار تعیین شده را به ترانسدیوسر تحویل می دهد ، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل درک برای کنترلر و صد البته قابل ارسال توسط سیم های فلزی ، تبدیل می کند .بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر ، سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می تواند مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ ، جریان و فرکانس را تغییر دهد ، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند مثلأ دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند که در مرحله بعدی وارد ترانسدیوسر شده و سپس به مدارهای الکترونیکی تحویل داده خواهد شد .برای درک این مطلب به تفاوتهای میان دو سنسور انداره گیر دما می پردازیم : ترموکوپل و درجه حرارت جیوه ای ، دو نوع سنسور دما هستند که هر دو یک عمل را انجام می دهند ، اما ترموکوپل در سمت خروجی سیگنال الکتریکی ارائه می دهد ، در حالی که درجه حرارت جیوه ای خروجی خود را به شکل تغییرات ارتفاع در جیوه داخلش نشان می دهد . تعریف ترانسمیترترانسمیتر وسیله ای است که یک سیگنال الکتریکی ضعیف را دریافت کرده و به سطوح قابل قبول برای کنترلرها و مدارهای الکترونیکی تبدیل می کند ، مثلأ یک حلقه فیدبک سیگنالی در سطح ماکروولت یا میلی ولت یا میلی آمپرتولید می کند و این سیگنال ضعیف می تواند با عبور از ترانسمیتر به سیگنالی در سطوح صفر تا ده ولت و یا 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل شود. ترانسمیترها عمومأ از قطعاتی مثلop-amp برای تقویت و خطی کردن این سطوح ضعیف سیگنال استفاده می کند . سنسورها و ملحقات آنها مثل ترانسدیوسرها را در گروه های بزرگی تحت عنوان ابزار دقیق قرار داده و آنها را بر اساس نوع انرژی قابل استفاده و روشهای تبدیل ، دسته بندی می کنند .

سنسورها ، ترانسمیترها و ترانسمیترها اجزای یک پروسه صنعتی هستند که کاربردهای فراوانی در پروسه های متنوع دارند.

سنسورها و سیستمهای اندازه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

سنسورها و سیستمهای اندازه‌گیری صنعتی

Moduloc Control Systems انگلستان با بیش از 20 سال تجربه‌، از جمله سازندگان درجه‌ی یک آشکارسازهای فلز داغ (HMD)، تجهیزات لیزری اندازه‌گیری فاصله و ابعاد، و دیگر سنسورهای نوری پیشرفته برای صنایع فلزی از جمله صنایع فولاد، آلومینیم و مس  است. رمز موفقیت Moduloc بهره‌گیری از تازه‌ترین تکنولوژی برای رفع نیازهای متنوع و متغیر صنعت است.

Moduloc عرضه‌کننده‌ی راه‌حل کامل آشکارسازی و اندازه‌گیری برای اتوماسیون خط نورد و فرایند و نیز جابه‌جایی مواد و تولیدات در کارخانه است.

/

Pathfinder Digital Scanner HMDجدیدترین تکنولوژی برای مانیتورینگ پرسرعت فراورده‌های داغ، فارغ از اندازه، پروفیل یا دما. بی‌تاثیر از تغییرات در IR زمینه به‌دلیل گنجاندن آنالیز خودکار زمینه در سیستم اندازه‌گیری. ایده‌ال برای رفع نیازهای آشکارسازی دشوار یا حاد مانند خروجی کوره، قفسه‌های نورد، و برش.

Series 8100 Hot Metal Detectorطراحی متکی‌به‌خود "All-in-One". تغذیه‌ی متنوع، سطوح قطع IR و زمانهای پاسخ گزینش‌پذیر برای کسب اطمینان از عملکرد دقیق در همه‌ی نواحی، خروجی رله و ترانزیستوری PNP یا NPN گزینش‌پذیر.

Series 9100 Hot Metal Detectorبا همان ویژگیهای سری 8100 ولی متشکل از کنترلر نصب‌شده در دور همراه با سر فایبر اپتیک و لنزهای با حفاظ SS برای محیطهای 400ºC.

Trailfinder Optical Position Scannerاسکنر دیجیتال با حذف زمینه برای مانیتورینگ دقیق و پیوسته‌ی مکان دقیق میلگرد داغ.

Series 4000 Mill Duty Photo-Switchesایده‌ال برای مانیتورینگ فراورده‌ی داغ یا خنک. نصب‌شده در دور همراه با سر فایبر اپتیک و لنزهای مقاوم برای محیطهای 400ºC.

Series 2000 Long Range Inductive Proximity Sensorsمخصوص نصب در خشن‌ترین محیطهای صنعتی با گستره‌های از 20mm تا 200mm. در انواع شکلها و اندازه‌های گوناگون برای انطباق با کاربردهای متنوع.

Duoprox Inductive Proximity Sensorsبدنه‌ی پرشده از شیشه‌ی مقاوم Rynite. پایه‌ی نصب بی‌‍‌‌‌همتای EURO-NORM/DIN برای تنظیم دو محوری.

Series 300 Industrial Metal Detectorایده‌ال برای تعیین نخاله‌های فلزی در مواد روی تسمه نقاله و میلگرد و تیرآهن پروفیل متغیر روی نقاله‌ی غلتکی.

Model 8207 Weld Hole Detectorsسنسور مستحکم با حذف زمینه برای آشکارسازی سوراخهای جوش در نوار ورق عبوری.

/

/

سنسورها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 54

خازن :

خازن‌ عبارتست از دو صفحهٔ موازی فلزی که در میان آن لایه‌ای از هوا یا عایق قرار دارد. خازن‌ها انرژی الکتریکی را نگهداری می‌کنند و به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوان فیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می‌‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می‌شوند .

خازن ها انرژی الکتریکی را نگهداری می کنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تایمینگ استفاده می شوند . همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فیلتر هم استفاده می شود . زیرا خازن ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC  می شوند .

ظرفیت :

ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانائی نگهداری انرژی الکتریکی است . ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است . واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می باشد . بنابراین استفاده  از واحدهای کوچکتر نیز در خازنها مرسوم است . میکروفاراد µF  ، نانوفاراد nF  و پیکوفاراد pF  واحدهای کوچکتر فاراد هستند .

انواع مختلفی از خازن ها وجود دارند که میتوان از دو نوع اصلی آنها ، با پلاریته ( قطب دار ) و بدون پلاریته ( بدون قطب ) نام برد .

خازنهای قطب دار :

الف - خازن های الکترولیت

در خازنهای الکترولیت قطب مثبت و منفی بر روی بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار می گیرند . دو نوع طراحی برای شکل این خازن ها وجود دارد . یکی شکل اَکسیل که در این نوع پایه های یکی در طرف راست و دیگری در طرف چپ قرار دارد و دیگری رادیال که در این نوع هر دو پایه خازن در یک طرف آن قرار دارد . در شکل نمونه ای از خازن اکسیل و رادیال نشان داده شده است .

/

/

در خازن های الکترولیت ظرفیت آنها بصورت یک عدد بر روی بدنه شان نوشته شده است . همچنین ولتاژ تحمل خازن ها نیز بر روی بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب یک خازن باید این ولتاژ مد نظر قرار گیرد . این خازن ها آسیبی نمی بینند مگر اینکه با هویه داغ شوند .

ب - خازن های تانتالیوم

خازن های تانتالیم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهای الکترولیت معمولاً ولتاژ کمی دارند . این خازن ها معمولاً در سایز های کوچک و البته گران تهیه می شوند و بنابراین یک ظرفیت بالا را  در سایزی کوچک را ارائه می دهند .

در خازنهای تانتالیوم جدید ، ولتاژ و ظرفیت بر روی بدنه آنها نوشته شده ولی در انواع قدیمی از یک نوار رنگی استفاده می شود که مثلا دو خط دارد ( برای دو رقم ) و یک نقطه رنگی برای تعداد صفرها وجود دارد که ظرفیت بر حست میکروفاراد را مشخص می کنند . برای دو رقم اول کدهای استاندارد رنگی استفاده می شود ولی برای تعداد صفرها و محل رنگی ، رنگ خاکستری به معنی × 0.01  و رنگ سفید به معنی × 0.1  است . نوار رنگی سوم نزدیک به انتها ، ولتاژ را مشخص می کند بطوری که  اگر این خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشکی 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبی 20 ولت ، خاکستری 25 ولت و سفید 30 ولت را نشان می دهد .

برای مثال رنگهای آبی - خاکستری و نقطه سیاه به معنی 68 میکروفاراد است .

آبی - خاکستری و نقطه سفید  به معنی 8/6 میکروفاراد است .

خازنهای بدون قطب :

خازن های بدون قطب معمولا خازنهای با ظرفیت کم هستند و میتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . این خازنها در برابر گرما تحمل بیشتری دارند و در ولتاژهای بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه می شوند .

/

/

پیدا کردن ظرفیت این خازنها کمی مشکل است چون انواع زیادی از این نوع خازنها وجود دارد و سیستم های کد گذاری مختلفی برای آنها وجود دارد . در بسیاری از خازن ها با ظرفیت کم ، ظرفیت بر روی خازن نوشته شده ولی هیچ واحد یا مضربی برای آن چاپ نشده و برای دانستن واحد باید به دانش خودتان رجوع کنید . برای مثال بر 1/0  به معنی 0.1µF یا 100 نانوفاراد است . گاهی اوقات بر روی این خازنها چنین نوشته می شود  ( 4n7  ) به معنی 7/4 نانوفاراد . در خازن های کوچک چنانچه نوشتن بر روی آنها مشکل باشد از شماره های کد دار بر روی خازن ها استفاده می شود . در این موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهید تا ظرفیت بر حسب پیکوفاراد بدست اید . بطور مثال اگر بر روی خازنی عدد  102 چاپ شده باشد ، ظرفیت برابر خواهد بود با 1000 پیکوفاراد یا 1 نانوفاراد .

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:

کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگاری ( Seismic ) صنایع بالادستی نفت

خلاصه

نانوتکنولوژی به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان می‌دهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزه‌ای بین اثرات کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها و خواص توده قرار می‌گیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانوذرات می‌توان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد. امروزه تاثیرگذاری نانوتکنولوژی بر همه صنایع همچنین صنعت نفت پوشیده نیست. در این مجال بررسی تاثیرگذاری نانوسنسورها برروی بخش لرزه نگاری در صنایع بالادستی نفت ارایه می شود.

مقدمه

یکی از تکنیکهای رایج در اکتشاف نفت و گاز ، لرزه نگاری است .لرزه نگاری عبارتست از ایجاد انفجار در نقاط مختلف روی زمین و ثبت لرزه‌های ایجاد شده، ساختار کلی لایه‌های زمین و مخزن بدست آورده می‌شود. این فرآیند بر اساس تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه‌های مختلف انجام می‌گیرد. لرزه‌نگاری به صورت یک بعدی، دو بعدی، و سه بعدی انجام می‌شود. از این طریق می‌توان تشخیص داد که لایه‌های مختلف حاوی گاز، نفت یا آب هستند. لرزه‌نگاری چهاربعدی همان لرزه‌نگاری سه‌بعدی است که در زمان‌های مختلف انجام می‌شود و از طریق آن میتوان نحوه پیشروی سیالات مختلف را تشخیص داد.

کاربرد نانوسنسورها در این بخش

به نظر می‌رسد با کاربرد نانوتکنولوژی در ایجاد سنسورهای جدید می توان ثبت لرزه‌ها را به صورت دقیق‌تر انجام داد زیرا امکان وارد کردن نانوسنسورها در لایه‌های مختلف زمین و ثبت لرزه‌ها از موقعیت‌های متنوع‌تر وجود دارد.

در این بخش یک نوع سنسورهای صوتی مورد استفاده قرار میگیرد، که ژئوفون نام دارد. این سنسورها با ثبت اطلاعات به صورت صوتی و بازیابی آنها پس از عملیات لرزه نگاری مورد استفاده قرار می گیرند. نانوتکنولوژی می تواند علاوه بر پیشرفت فوق با نانوساختار کردن ژئوفونها به عملکرد سریع و ثبت اطلاعات صوتی دقیق تر منجر گردد.

ونگ و مادو (Wang and Madau) نشان دادند که یکی از انواع سنسورهای میکرو الکترومکانیکی کربنی کارآیی مناسبی در گستره وسیعی از بیومواد و مواد شیمیایی دارد. با استفاده از روش تولید این سنسورها میتوان ساختارهای کربنی میکروالکترومکانیکی با "ضریب طول"[ نسبت طول به عرض جسم] بزرگتر از10 تولید کرد.

باتکنیک تولید [Carbon Microelectro Mechanical Systems]C – MEMS میتوان گستره وسیعی از MEMS ها و NEMS  ها با "ضریب طول" بالا که قابلیت شارژ / دشارژ شدن توسط یون Li را دارند، تولید کرد. این سیستمها پتانسیل تولید آرایه باتریهایی از مواد هوشمند قابل سوئیچ را خواهند داشت. تکنیک تولید C – NEMS ها با استفاده از Nano Fabrication و با کنترل روش پیرولیز میباشد.

نیاز به مینیاتوری کردن ساختارها، سرعتهای بالاتر، اتلاف حرارت بهتر، مصرف توان کمتر وسازگاری بیشتر بامحیط زیست در تولید این سنسورها باعث اقبال عمومی زیاد آنها شده است.