امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاههای حرارتی که معمولاً در کنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی که در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی که ممکن است صدها و هزاران کیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف کننده ها لازم است

دسته بندی	برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	735 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	133

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

مقدمه

انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاههای حرارتی که معمولاً در کنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی که در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود . از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی که ممکن است صدها و هزاران کیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف کننده ها لازم است .

در هنگام جاری شدن جریان در طول یک خط انتقال مقداری از قدرت انتقالی به صورت حرارت در هادیهای خط انتقال تلف می شود . این تلفات با افزایش جریان و مقاومت خط افزایش می یابد .تلاش برای کاهش تلفات تنها از طریق کاهش مقاومت ، به صرفه اقتصادی نیست زیرا لازم است افزایش اساسی در سطح مقطع هادیها داده شود و این مستلزم مصرف مقدار زیادی فلزات غیر آهنی است .

ترانسفورماتور برای کاهش توان تلف شده و مصرف فلزات غیر آهنی بکار می رود . ترانسفورماتور در حالیکه توان انتقالی را تغییر نمی دهد با افزایش ولتاژ ، جریان و تلفاتی که متناسب با توان دوم جریان است را با شیب زیاد کاهش می دهد .

در ابتدای خط انتقال قدرت ، ولتاژ توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش می یابد و در انتهای خط انتقال توسط ترانسفورماتور کاهنده به مقادیر مناسب برای مصرف کننده ها پایین آورده می شود و به وسیله ترانسفورماتور های توزیع پخش می شود .

امروزه ترانسفورماتور های قدرت ، در مهندسی قدرت نقش اول را بازی می کنند . به عبارت دیگر ترانسفورماتور ها در تغذیه شبکه های قدرت که به منظور انتقال توان در فواصل زیاد به کار گرفته می شوند و توان را بین مصرف کننده ها توزیع می کنند ، ولتاژ را افزایش یا کاهش می دهند . به علاوه ترانسفورماتور های قدرت به خاطر ظرفیت و ولتاژ کاری بالایی که دارند مورد توجه قرار می گیرند .

تامین شبکه های 220 کیلو ولت و بالاتر موجب کاربرد وسیع اتو ترانسفورماتور ها شده است که دو سیم پیچ یا بیشتر از نظر هدایت الکتریکی متصلند ، به طوریکه مقداری از سیم پیچ در مدارات اولیه و ثانویه مشترک است .

در پستهای فشارقوی به دو منظور اساسی اندازه گیری و حفاظت ، به اطلاع از وضعیت کمیت های الکتریکی ولتاژ و جریان احتیاج است . ولی از آنجا که مقادیر کمیت های مذبور در پستها و خطوط فشارقوی بسیار زیاد است و دسترسی مستقیم به آنها نه اقتصادی بوده و نه عملی است ، لذا از ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ استفاده می شود . ثانویه این ترانسفورماتور ها نمونه هایی با مقیاس کم از کمیت های مزبور که تا حد بسیار بالایی تمام ویژگیهای کمیت اصلی را داراست ، در اختیار می گذارد ، و کلیه دستگاههای اندازه گیری ، حفاظت و کنترل مانند ولتمتر ، آمپرمتر ، توان سنج ، رله ها دستگاههای ثبات خطاها و وقایع و غیره که برای ولتاژ و جریان های پایین ساخته می شوند از طریق آنها به کمیت های مورد نظر در پست دست می یابند . بنابراین ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ از یک طرف یک وسیله فشار قوی بوده و بنابراین می بایستی هماهنگ با سایر تجهیزات فشار قوی انتخاب شوند و از طرف دیگر به تجهیزات فشار ضعیف پست ارتباط دارند ، لذا لازم است مشخصات فنی آنها بطور هماهنگ با تجهیزات حفاظت ، کنترل و اندازه گیری انتخاب شوند .

ترانسفورماتور جریان حفاظتی جهت بدست آوردن جریان عبوری از خط انتقال یا تجهیزات دیگر در شبکه قدرت در مقیاس پایین تر به کار می روند و سیم پیچی اولیه آن بطور سری در مدار قرار می گیرد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گیری آن است که قابلیت آن را دارد که جریانهای خیلی زیاد را به جریان کم قابل استفاده در رله ها تبدیل کند. از آنجا که در اختیار گذاشتن جریان به طور مستقیم در ولتاژ های بالا میسر نیست ، و از طرفی چنانچه امکان بدست اوردن ان نیز باشد ، ساخت وسایل حفاظتی که در جریان زیاد کارکنند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا این عمل عمدتاً توسط ترانسفورماتور های جریان انجام می شود . همچنین ترانسفورماتور جریان باید طوری انتخاب شود که هم در حالت عادی شبکه و هم در حالت اتصال کوتاه ئ ایجاد خطا بتواند جریان ثانویه لازم و مجاز برای دستگاههای حفاظتی تامین کند .

ترانسفورماتور ولتاژ حفاظتی ترانسفورماتور هایی هستند که در آن ولتاژ ثانویه متناسب و هم فاز با اولیه بوده و به منظور افزایش درجه بندی اندازه گیری ولتمتر ها ، واتمترها و نیز به منظور ایزولاسیون این وسایل از ولتاژ فشار قوی بکار برده می شود . همچنین از ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ برای رله های حفاظتی که هب ولتاژ نیاز دارند نظیر رلههای دیستانس ، واتمتری و… استفاده می شود . این ترانسفورماتور از نظر ساختمان به دو نوع تقسیم می شود که عبارتند از :

الف- ترانسفورماتور ولتاژاندکتیوی

ب- ترانسفورماتور ولتاژ خازنی

همچنین این نوع ترانسفورماتور ها سد عایقی ایجاد می کنند به طوریکه رله هایی که برای حفاظت تجهیزات فشار قوی استفاده می شود ، فقط نیاز دارند برای یک ولتاژ نامی 600 ولت عایق بندی شوند .

ترانسفورماتور های اندازه گیری : در بیشتر مدارهای قدرت ، ولتاژ و جریانها بسیار زیادتر از آنستکه بشود با دستگاههای اندازه گیری معمولی اندازه گرفت . از این رو ترانسهای اندازه گیری بین این مدارها و وسایل اندازه گیری قرار می گیرند تا ایمنی ایجاد کنند . در ضمن مقدیر اندزه گیری شده در ثانویه ، معمولاً برای سیم پیچ های جریان ^A 1یا ^A 5 و برای سیم پیچ های ولتاژ 120 ولت است . رفتار ترانسفورماتور های ولتاژ و جریان در طول مدت رخداد خطا و پس از آن در حفاظت الکتریکی ، حساس و مهم است زیرا اگر در اثر رفتار نا مناسب در سیگنال حفاظتی ، خطایی رخ دهد ، ممکن است باعث عملکرد نادرست رله هل شود . یک ترانسفورماتور حفاظتی نیاز است که در یک محدوده ای از جریان که چندین برابر جریان نامی است کار کند و اغلب در معرض شرایطی قرار دارد که بسیار سنگین تر از شرایطی است که ممکن است ترانسفورماتور جریان اندازه گیری با آن مواجهه شود . تحت چنین شرایطی چگالی شار تا وضعیت اشباع پیشرفت می کند که پاسخ، تحت این شرایط و دوره گذرای اندازه گیری اولیه جریان اتصال کوتاه مهم است ، در نتیجه به هنگام گزینش ترانسفورماتور های ولتاژ یا جریان مناسب ، مسائلی مانند دورة گذرا و اشباع نیز باید در نظر گرفته شود .

2-1 مقدمه

ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را در یک سیستم متناوب ، از یک مدار به مداری دیگر انتقال می دهد و در این میان ولتاژ کم را به ولتاژ زیاد و بالعکس ولتاژ زیاد را به ولتاژ کم تبدیل می نماید .

هر ترانسفورماتوری از دو بخش اصلی تشکیل می گردد :

1ـ هسته که از ورقه های نازک فولادی ساخته می شود.

2ـ دو یا چند سیم پیچ که با هم رابطه مغناطیسی دارند.

ترانسفورماتورها دارای انواع گوناگونی هستند که از آن جمله می توان از ترانسفورماتورهای قدرت و ترانسفورماتورهای اندازه گیری نام برد. ترانسفورماتورهای اندازه گیری از نظر تئوری عملکرد وتکنیکهای ساخت شباهت فراوانی با ترانسفورماتورهای قدرت دارند . ولی به طور کلی می توان تفاوتهای زیر را بین این دو قایل شد :

1ـ نسبت تبدیل اولیه به ثانویه در ترانسفورماتورهای اندازه گیری خیلی بیشتر از ترانسفورماتورهای قدرت است .

2ـ توان انتقالی در ترانسفورماتورهای اندازه گیری نسبت به ترانسفورماتورهای قدرت، خیلی کمتراست .

3ـ ترانسفورماتورهای قدرت عمدتاً سه فاز می باشند در حالیکه ترانسفورماتورهای اندازه گیری اصولاً تک فاز هستند .

4ـ دقت تبدیل در ترانسفورماتورهای اندازه گیری پارامتر مهمی در انتخاب آنهاست.

بدلایل فوق ترانسفورماتورهای اندازه گیری در مقایسه با ترانسفورماتورهای قدرت از دقت بالاتر و پیچیدگی بیشتری در ساخت برخوردار هستند .

در این فصل ساختمان ترانسفورماتورهای اندازه گیری وانواع آنها را بطور خلاصه شرح دهیم .

2-2- معرفی ترانسفورماتورهای اندازه گیری

ترانسفورماتورهای اندازه گیری وسایلی هستند که سطح جریان و ولتاژ شبکه را با دقت مناسب و بالایی به سطوح قابل اندازه گیری توسط رله های حفاظتی کاهش می دهند این ترانسفورماتورها در صورت تغییر در سطح جریان بنام ترانسفورماتور جریان و در صورت تغییر در سطح ولتاژ به نام ترانسفورماتور ولتاژ شناخته می شوند و به دسته های زیر تقسیم می شوند :

1ـ ترانسفورماتور جریان با علامت اختصاری CT

2ـ ترانسفورماتور ولتاژ

ـ القایی با علامت اختصاری‏PT

ـ خازنی با علامت اختصاری CVT

وظایف اصلی ترانسفورماتورهای اندازه گیری عبارتند از :

1ـ کاهش مقدار جریان یا ولتاژ فشار قوی به مقداری که قابل تحمل رله های حفاظتی و مدارهای اندازه گیری باشد

2ـ مجزا نمودن مدار اندازه گیری از ولتاژ فشار قوی اولیه

3ـ فراهم کردن امکان استاندارد نمودن رله ها و تجهیزات در چند مقدار نامی جریان و ولتاژ .

2-3 ترانسفورماتورهای ولتاژ و انواع آن

ترانسفورماتورهای ولتاژ را می توان به دو دسته مغناطیسی و خازنی تقسیم کرد .

2-3-1 ترانسفور ماتور ولتاژ القایی

ترانسفورماتوری است که در آن با استفاده از خاصیت القاء الکترومغناطیسی، ولتاژ مدار ثانویه را به مقدار مناسب برای وسایل اندازه گیری و رله ها تبدیل می کند . این نوع از ترانسفورماتورهای ولتاژ برای ولتاژهای متوسط دارای عایق خشک رزینی هستند. در ولتاژهای بالا از ترانس های ولتاژ مغناطیسی نوع غوطه ور در روغن استفاده می شود که البته معمولاً تا ولتاژ 132 کیلو ولت رایج بوده و در ولتاژهای بالاتر استفاده از آن مقرون به صرفه نمی باشد و بهتر است که از ترانسفورماتور خازنی استفاده شود .

2-3-2 ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT )

اندازه ترانسفورماتورهای ولتاژ مغناطیسی برای ولتاژهای بالا، بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد و قیمت آن نیز افزایش می یابد . لذا راه حل اقتصادی استفاده از ترانسفورماتورهای خازنی است .

CVT تشکیل شده است از یک مقسم ولتاژ خازنی(CVD[1]) و یک ترانسفورماتور میانی مغناطیسی(IVT[2]) در شکل (2-1) مدار شماتیک ترانسفورماتور ولتاژ خازنی رسم شده است . سطح ولتاژ IVT معمولاً است و ولتاژ نامی CVT، نسبت مقسم ولتاژ خازنی را مشخص می کند . استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ مغناطیسی در سطوح پایین مناسبتر است و بهتر است که از CVT در ولتاژهای بالا استفاده شود . نسبت مقسم ولتاژ خازنی برابر است با :

( 2-1 )

نسبت ترانسفورماتور ولتاژ میانی برابر است با :

( 2-2 )

بنابراین ضریب نسبت برابر است با :

( 2-3 )

معمولاً طوری انتخاب می شود که مقدار برابر^kv شود . بنابراین در ولتاژ های اولیه مختلف فقط متفاوت است و برای کلیه ولتاژهای اولیه، یک ترانسفورماتور میانی استاندارد می تواند مورد استفاده قرار گیرد . IVT همچنین دارای راکتورهایی جهت تنظیم ولتاژ خازنی است . CVT معمولاً دو وظیفه برعهده دارد ، یک وظیفه در اندازه گیری و وظیفه دیگر در مخابرات شبکه قدرت(PLC[3]) است .

شکل (2-1) : دیاگرام اصول کار ترانسفورماتور ولتاژ خازنی

2-4 مسایل جنبی ترانسفورماتورهای ولتاژ

2-4-1 ضریب ولتاژ

هر دو نوع ترانسفورماتور ولتاژ القایی و خازنی معمولاً بین فاز و زمین وصل می شوند . با وقوع اختلال در یک شبکه سه فاز، ولتاژ روی ترانسفورماتورها ممکن است در برخی موارد تا V_fبرابر ولتاژ نامی افزایش یابد . V_fضریب ولتاژ نام دارد . استاندارد IEC ضرایب ولتاژ زیر را مشخص کرده است :

ـ 9/1، برای سیستمهایی که خوب زمین نشده اند.

ـ 5/1، برای سیستمهایی با صفر خوب زمین شده

هسته ترانسفورماتور نباید در ضریب ولتاژ اشباع شود . در اندازه گیریهای دقیق، مهم است که ترانسفورماتور در دماهای مختلف درست کارکند . یک ترانسفورماتور القایی در دماهای مختلف دارای انحرافات جزیی است در حالیکه CVT های دارای عایق کاغذ تنها، تغییرات بزرگی را بخاطر تغییرات ظرفیت نشان می دهند . در یک CVT مدرن، عایق از دو نوع ماده مختلف تشکیل می شود ، کاغذ و پلی پروپیلن ، که دارای مشخصه های حرارتی متضاد هستند و ترکیبشان حداقل انحراف را بدست میدهد به این ترتیب میزان انحراف به حدود موارد مربوط به ترانسفور در القایی محدود می شود .

2-4-2 آلودگی

از مسایل دیگر مربوط به CVTها آلودگی محیط است که روی دقت آنها تاثیر منفی می گذارد به دلیل آلودگی روی مقره ها جریانهای خزش جاری شده ، می توانند دقت CVT را تحت تاثیر قرار دهند . هنگامی که یک مقره چینی به قسمتهای متعددی تقسیم شده ، جریانهای خزشی مختلفی در قسمتهای مختلف CVT جاری می شود . این جریانها بر تقسیم ولتاژ در خازن اثر گذاشته و باعث بروز خطای نسبت می گردد . تخمین میزان این خطاها کار مشکلی است همچنانکه اندازه گیری جریانهای خزشی چندان آسان نیست . خازن بزرگتر در مقسم ولتاژ از حسایت نسبی به آلودگی می کاهد .

2-4-3 ظرفیت پراکندگی

از عوامل دیگر تاثیر گذار روی دقت ، تاثیر ظرفیت پراکندگی ناشی از تجهیزاتی که نزدیک به هم نصب شده اند است . البته این تاثیر قابل چشم پوشی است مثلاً اگر دوCVT،420 کیلو ولت در فاصله 25/1 متر از هم نصب شوند خطای نسبت ایجاد شده در یکی از CVT ها ناشی از دیگری %01/0 خواهد بود . فاصله معمول فازها خیلی بیشتر از این مقدار است . خازن زیاد مقسم ولتاژ در اینجا هم تاثیر مثبتی روی دقت دارد .

3-1 مقدمه

در سالهای اخیر، مبحث نورشناسی به صف مقدم تفکر علمی وتکنولوژی راه یافته است . یک رشته کارهای قابل ملاحظه در این زمینه انجام شده و دلایلی برای امید داشتن به چیزهای شگفتی آفرین در افقهای آینده خود نمایی میکند. این علم به اعتبار و سابقه و تعبیری که بر شالوده ساختار نظریه الکترومغناطیس بنا نهاده شده است ، هرگز مرجعیت خود را از دست نداده است . در طول تاریخ فیزیک مفاهیم مربوط به نور شناسی توسعه و گسترش فراوانی یافته است به طوریکه در حال حاضر ، دستگاههای نور شناختی بطور فزایندهای در زمینه های پزشکی و بهداشت ، صنعت ، کشاورزی و موارد متعدد دیگر ، مورد استفاده قرار می گیرند . از جمله صنایعی که در سالهای اخیر ، دستگاههای نور شناختی در آن کاربرد فراوانی پیدا کرده است ، صنعت برق است . در این صنعت برای انتقال اطلاعات استفاده از فیبر نوری رایج است و استفاده از المانهای نوری برای اندازه گیری جریان و ولتاژ هم در حال گسترش است . در این فصل برای آشنایی با دستگاههای نوری ، مروری بر و ماهیت و مبانی نور می شود و به تعدادی از پدیده های مربوط به انتشار نور در محیط های مادی پرداخته می شود .

3-2 ماهیت نور

در طول تاریخ مفاهیم مربوط به ماهیت نور دچار تغییرات چند ی شده است ، تا اوایل قرن هفدهم عقیده بر این بود که نور متشکل از جریان ذرات بسیار ریزی است که ا زمنابع روشنایی انتشار می یابد . بعداً در سال 1864 ماکسول به شکل تئوری نشان داد که امواج نوری از جنس امواج الکترو مغناطیسی هستند . به علاوه مشاهده آثار پلاریزاسیون معلوم کرد که امواج نوری از نوع عرضی هستند یعنی حرکت موج عمود برجهتی است که در آن موج عبور می کند. امواج نوری زیر مجموعه ای از امواج الکترومغناطیس هستند که فرکانس آنها در محدوده 10¹⁴*9/3 تا 10¹⁴*9/7 قرار دارد به طور معادل طیف نوری در فضای آزاد با طول موج ^nm380 تا ^nm760 مشخص می شود.

هر موج الکترومغناطیسی از ترکیب دو میدان الکتریکی Eو میدان مغناطیسیB تشکیل می شود . توزیع میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در یک ردیف امواج الکترومغناطیس صفحه ای و در یک لحظه معین از زمان، در شکل (3-1) ملاحظه می شود . براساس معادلات ما کسول می توان نشان داد کهE وB هر دو بر جهت انتشار موج K عمودند به علاوه میدانهایE وB خودشان نیز بر یکدیگر عمودند . در این صورت همانطور که در شکل (3-1) هم مشخص است ، بردارهای E وB و K تشکیل بردارهای قائم را می دهند .

شکل (3-1) : توزیع میدانهای امواج الکترومغناطیسی در یک لحظه معین از زمان

3-3 بررسی نور پلاریز ه شده

همانطور که قبلاً اشاره شده نور را می توان با نوسانات میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی که بر جهت انتشار موج و نیز بر یکدیگر عمودند نشان داد . بنابر تعریف پلاریزاسیون، مشخصات زمانی و مکانی بردار الکتریکی موج نور، نوع پلاریزاسیون نور را مشخص می کند اگربردار الکتریکی یک پرتو نور همیشه در یک صفحه باشد ، به آن نور پلاریزه خطی می گویند . در این صورت بردار الکتریکی نور روی یک خط ثابت حرکت می کند و مقدار و علامت آن تغییر می کند . صفحه ای که بردار الکتریکی در آن نوسان می کند، را صفحه ارتعاش می نامند. این صفحه علاوه بر بردار الکتریکی شامل بردار انتشار نیز هست و به این صفحه ، صفحه پلاریزاسیون هم می گویند. توجه به این نکته لازم است که بدلیل آنکه در موج نور شدت میدانE بزرگتر از میدان B است حالت ، پلاریزاسیون نور با جهت میدان الکتریکیE بیان می شود.

حال فرض کنید که دو موج نوری داریم که بطور خطی پلاریزه شده اند فرکانس آنها یکسان است و همچنین در یک راستا در حال حرکت هستند اگر بردارهای الکتریکی این دو موج با هم همراستا باشند ترکیب دو موج ، موجی با پلاریزاسیون خطی است . اگر میدانهای الکتریکی دو موج برهم عمود باشند پلاریزاسیون موج برایند بستگی به اختلاف فاز نسبی دو موج و دامنه آنها دارد . برای درک بهتر این موضوع، فرض کنید که بتوان دو موج اشاره شده را بصورت زیر نوشت :

( 3-1 )

( 3-2 )

در اینجاو نشان دهنده دامنه موج وh ثابت انتشار موج است که برابر l/p2 است و l هم طول موج نور می باشد . همچنینj اختلاف فاز نسبی دو موج است وf p2=wکه f فرکانس نورمی باشد . این دو معادله نشان دهنده امواجی هستند که در جهت محورZ حرکت می کنند . در این حال موج بر آیند برابر است :

( 3-3 )

کهi و j بردارهای واحد محورهایx و y هستند . موج برآیند با توجه به حالتهای معادلات (3-1) و (3-2) می تواند دارای پلاریزاسیون خطی یا دایره یا بیضوی باشد در ادامه این حالتها را بررسی می کنیم .

---

امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولیانرژی الکتریکیترانسهای معمولیترانسفورماتورهای ولتاژ نوریطرح توجیهی امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

دانلود پاورپوینت استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگام

عنوان دانلود پاورپوینت استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگام دسته مدیریت فرمت پاورپوینت تعداد اسلاید 20 اسلاید در این فایل بصورت جامع به بررسی استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگام پرداخته ایم این فایل شامل بخشهای زیر است مقدمه استراتژی های مرحله رشد بازار خاص شرکت پیشگام استراتژی دژ یا دفاع از مو

دسته بندی	مدیریت
بازدید ها	0
فرمت فایل	pptx
حجم فایل	170 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	20

فروشنده فایل

کد کاربری 3218

تمام فایل ها

عنوان: دانلود پاورپوینت استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگام

دسته: مدیریت

فرمت: پاورپوینت

تعداد اسلاید: 20 اسلاید

در این فایل بصورت جامع به بررسی استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگام پرداخته ایم. این فایل شامل بخشهای زیر است:

مقدمه

استراتژی های مرحله رشد بازار خاص شرکت پیشگام

استراتژی دژ یا دفاع از موقعیت

عوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی دژ

استراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی دژ

استراتژی مهاجم یا هجوم کاذب

عوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی هجوم کاذب

استراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی هجوم کاذب

استراتژی مقابله

عوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی مقابله

استراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی مقابله

استراتژی توسعه بازار

عوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی توسعه بازار

استراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی توسعه بازار

استراتژی انقباضی (عقب نشینی استراتژیک)

عوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی انقباضی

استراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی انقباضی

دانلود پاورپوینت استراتژی های بازاریابی در مرحله رشد بازار ویژه شرکت پیشگاماستراتژی های مرحله رشد بازار خاص شرکت پیشگاماستراتژی دژ یا دفاع از موقعیتعوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی دژاستراتژی عوامل آمیخته بازاریابی برای استراتژی دژاستراتژی مهاجم یا هجوم کاذبعوامل تعیین کننده و شرایط مناسب برای انتخاب استراتژی هجوم

بررسی برق شرکت گمگ ماکارون

توسعه صنعتی و شکوفایی اقتصادی کشور ، جزء لاینفک یکدیگر خصوصاً در جوامع روبه رشد می باشند که در اثر تشکیل کارخانجات ، خصوصاً توسعه شبکه تعاون کشور بوجود خواهد آمد

دسته بندی	برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	52 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	53

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

بررسی برق شرکت گمگ ماکارون

فصل اول

مقدمه :

توسعه صنعتی و شکوفایی اقتصادی کشور ، جزء لاینفک یکدیگر خصوصاً در جوامع روبه رشد می باشند . که در اثر تشکیل کارخانجات ، خصوصاً توسعه شبکه تعاون کشور بوجود خواهد آمد .

جذب نقدینگی در دست مردم از طریق هدایت آن به سمت شرکتهای تعاونی تولیدی مهمترین گام در راه خود کفایی یک کشور در حال توسعه می باشد .

تاریخچه :

شرکت تعاونی و تولیدی ماکارونی ساقه با نام تجاری گمک ماکارون درسال 1376 در اداره ثبت شهرستان ایذه به ثبت رسیده است که مدیریت این شرکت پس از دو سال موفق به دریافت مجوز ساخت و ساز گردید و در ابتدای سال 79 کار ساخت و ساز را با مشارکت بانک تجارت شروع کرده و در شهریور ماه سال 1382 به صورت آزمایشی تولید خود را آغاز نموده و هم اکنون وارد چرخه تولید شده و در حال توسعه می باشد

هدف از تشکیل این واحد تولیدی ایجاد اشتغال برای جوانان در یک منطقه محروم ، توسعه صنعت کشور در جهت امر خود کفایی ، جذب سرمایه در قالب تشکیل تعاونی و برآورده کردن قسمت کوچکی از نیازهای مصرفی جامعه

شرکت تعاونی و تولیدی ساقه (گمک ماکارون ) در ابتدای تأسیس دارای یک خط تولید بوده و هم اکنون با توجه به درخواست نیاز مصرف کنندگان خط تولید به دو عدد رسیده است اکثر کارخانجات تولیدی تازه تأسیس پیشرفت آنان بستگی به گذشت زمان دارد که هر چه کارکرد کارخانه طولانی تر شود موفقیت آنان از نظر تجاری و اقتصادی بهتر خواهد شد علت آن است که مارک اجناس تولید شده باید مدت زیادی طول بکشد تا در بین مردم شناخته شود .

تعداد اعضای شرکت :

تعداد اعضای شرکت 12 نفر می باشند که شامل مدیر عامل و شامل سهامداران می باشند

تعداد پرسنل شرکت :

تعداد پرسنل شرکت 14 نفر می باشند که عبارتند از : 1 نفر مرد و 13 نفر زن

1 نفر مسئول فنی

1 نفر مسئول آزمایشگاه

3 نفر در قسمت تولید

1 نفر در قسمت برش

4 نفر در قسمت بسته بندی

2 نفر درقسمت پرس

1 نفر در قسمت انبار آرد

1 نفر نگهبان

فصل دوم

فصل دوم :

مراحل تولید ماکارانی :

مرحله اول : قسمت انبار

انبار داری ظرفیت 12 تن آرد می باشد و نیز شامل یک الک برقی می باشد که این الک برقی دارای یک موتور تک فاز با تعدادی چرخدنده می باشد که باعث لرزش الک می شود و وظیفه ان گرفتن مواد زاید موجود در ارد می باشد سپس آرد وارد سیلو می شود و از آنجا به وسیله مارپیچ هایی که روی آن قرار دارد وارد دستگاه خمیر گیر می شود .

مرحله دوم قسمت تولید :

این قسمت شامل یک خمیر گیر می باشد که رنگ مخصوص ماکارونی ( بتا کاروتن ) و آرد گرفته شده از قسمت انبار را با آبی که از طریق یک پمپ که به صورت اتوماتیک عمل می کند وارد خمیر گیر می شود مخلوط می شود و به وسیله مار پیچ داخل خمیرگیر به هم می خورد . پس از آماده شدن خمیر از طریق 3 سلیندر که توسط 3 موتور پر قدرت 3 فاز به چرخش در می آیند و خمیر تولید شده را به سمت قالب های مخصوص هدایت می کند و قبل از خارج شدن خمیر از قالب ها به وسیله پمپ واکیوم هوای خمیر گرفته می شود در نتیجه ما کارانی رنگ زرد به خود گرفته و از قالب ها خارج می شود که پس از خروج از قالب ها ماکارونی توسط یک قیچی برقی در اندازه های یکسان برش داده می شود و آنها را روی نی های مخصوص می ریزند و نی ها را روی چرخ های حامل می گذارند و وقتی چرخ ها پر شد به داخل گرمخانه می برند قسمت های زائد ماکارونی توسط یک پمپ ( مکش ) که زیر قیچی برقی قرار دارد به بیرون منتقل می شود .

مرحله سوم گرمخانه ها :

پس از انتقال ماکارونی به گرمخانه ، فن داخل گرمخانه روشن می شود و وقتی ظرفیت داخل گرمخانه ها تکمیل شد به مدت 48 ساعت ماکارونی داخل گرمخانه می ماند تا با استفاده از هوای گرم خشک شود که این هوای گرم در قسمت سوخت کد شامل یک مشعل می باشد که سوخت آن گازئیل آب مو جود در دیگ بخار گرم می شود و آب گرم شده توسط لو له های به اتاق های گرم خانه ها منتقل می شود و تبدیل به بخار می شود تو لید می شود و پس از خوشک شدن ما کارانی یک سالن منتقل می شود تا کاملأ سرد شود .

مر حله چهارم : برش و بسته بندی ماکارانی

پس از سرد شدن ما کارانی ،آنهارا به اتاق برش منتقل می کنند که درآنجا ماکارونی ها را توسط دستگاه برش به اندازهای منا سب برش می زنند و پس به سالن بسته بندی منتقل می کنند و ما کارانی هارا به مقدار تعین شدۀ استاندار درون سلفون های مخصوص می ریزند و سپس به قسمت پرسانتقال داده پرس می شوند و آنها را به صورت بسته های 10تای ویا 20 تایی آماده می کنند سپس در سالن مخصوص انبار می شوند وآماده برای انتقال به با زار و مصرف مشتری می باشد

فصل سوم

فصل سوم

سیستم برق کارخانه :

برق فشار قوی از شبکه به ترانس 3 فاز 100 کیلو وات با جریان 200 آمپر از نوع روغنی وارد می شود . که این ترانس بروی 2 پایه بتونی از نوع توپر نصب شده است . دلیل استفاده از پایه های بتنی از نوع توپر این است که این پایه نسبت به پایه های چوبی سنگین تر بوده و از نظر مکانیکی بسیار قوی بوده و عمر طولانی تری دارد . سپس از ترانس 3 فاز و یک نول خارج می شود که سیم نول آن در درون یک لوله قرار داده و زمین می شود و 3 سیم فاز آن به قسمت تابلو کنتورها داده می شود . تابلو کنتورها شامل 2 کنتور اکتیو و رآکتیو و 3 فاز می باشند و وظیفه آنها اندازه گیری توان حقیقی مشترکین بر حسب کیلو وات ساعت توسط کنتور اکتیو و اندازه گیری بار آکتیو مصرف کنندگان توسط کنتور آکتیو می باشد .

سپس برق 3 فاز از کنتورها وارد جعبه تقسیم می شود . و در جعبه تقسیم منشعب می شود سپس انشعابات آن به قسمت های مختلف کارخانه فرستاده می شود .

از جعبه تقسیم یک انشعاب وارد تابلوی برق قسمت انبار می شود . که این تابلو شامل یک کلید زبانه ای صفر و یک ( 1- 0) می باشد که برق اصلی همان قسمت را کنترل می کند و شامل 3 عدد فیوز فشنگی می باشد همراه با تعدادی تر مینال خروجی که می توان برای کاربردهای مختلف از این ترمینالها انشعاب گرفت علاوه بر این از 3 لامپ سیگنال ( رنگی ) استفاده شده که هر کدام نشان دهنده درستی یک فاز می باشند تا در صورت معیوب و یا ضعیف بودن هر فاز سریعاً وارد عمل شده رفع عیب نمایند.

یک انشعاب از جعبه تقسیم وارد 3 تابلوی اصلی برق کارخانه می شود که این انشعاب به 3 قسمت تقسیم می شده و وارد تابلوی اصلی تابلوی خازن و تابلوی کنتاکتور اصلی می شود .

1-تابلوی برق اصلی که برق ورودی را از ترانس 3 فاز می گیرد .

این تابلو شامل یک کلید 3 فاز کشویی اصلی می باشد که سر راه مدار قرار دارد . و سر راه هر کدام از سیم های فاز یک فیوز 160آمپری کشابی قرار دارد . این تابلو همچنین شامل آمپر متر ، ولت متر و 3 عدد لامپ سیکنال به رنگ های سبز و زرد و قرمز وجود دارد که هر کدام نشان دهنده یک فاز از 3 فاز برق می باشند تا درصورت معیوب بودن هر فاز به آسانی عیب را تشخیص داده و آن را رفع نمائیم .

علاوه بر این بروی تابلو کلیدهای اتاقک های گرمخانه که شمل یک کلید زبانه ای ( 1- 0) می باشد قرار دارند . کلید قسمت تولید و قیچی برش نیز در این قسمت قرار دارد .

2-تابلوی خازن :

تابلوی خازن شامل یک خازن بزرگ می باشد که وظیفه آن کمک به اصلاح ضریب قدرت مدار شبکه و جلوگیری از نوسانات برق و جلوگیری از صدمه دیدن وسایل برقی مورد استفاده در کارخانه می باشد و نیز شامل یک کنترل فاز می باشد تا زمانی که برق نوسان پیدا می کند به طور اتوماتیک برق کل مدار قطع می شود

1- تابلوی کنتاکتور اصلی :

این تابلو شامل 2 عدد کنتاکتور 3 فاز قدرت می باشد که ووظیفه آنها تغییر دادن جهت گردش موتورهای موجود در گرمخانه ها می باشد . این دو کنتاکتور از طریق یک تایمر الکترونیکی فرمان می گیرند . بروی هر موتور یک پروانه (فن ) قرار دارد . برای اینکه ماکارونی ها بهتر خشک شوند هر نیم ساعت یک بار از طریق تایمر الکترونیکی به هر کدام از این کنتاکتور فرمان داده می شود تا جهت گردش موتور عوض شود و در هر بار فرمان 3 دقیقه بین آنها برای خشک شدن موتور حالت STOP گذاشته می شود

علاوه بر این از یک وسیله دیگر به نام کنترل فاز برای حفاظت از این دو کنتاکتور استفاده می کنیم . زیرا این دو کنتاکتور هزینه زیادی داشته لذا لازم است از لحاظ حفاظتی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. کنترل فاز از لحاظ ظاهری بسیار شبیه تایمر الکترونیکی بوده ولی از لحاظ کاربرد تفاوت زیادی باهم دارند . وظیفه کنترل فاز قطع مدار در هنگام وجود هر گونه اضافه بار و اتصال کوتاه و یا هر چیزی که باعث صدمه زدن به مدار برقی می باشد سریعاً عمل کرده و کل برق مدار را قطع می کند .

برق قسمت تولید :

برق از تابلوی اصلی به وسیله یک کابل چهار سیمه ( 3 فاز و یک نول ) گرفته و وارد تابلو گوچکی که کنار دستگاه تولید قرار گرفته می شود و از تابلو کوچک وارد تابلوی تولید می شود . 3 رشته سیم فاز وارد تابلو تولید می شود که سر راه هر فاز یک فیوز 120 آمپری کشابی قرار دارد و برق هر رشته فاز تقسیم می شود و سر راه هر انشعاب یک فیوز فشنگی 60آمپری قرار دارد و بعد وارد کنتاکتورهای تابلو می شود . زیر هر کنتاکتور یک بی متا قرار دارد و از بی متال برق گرفته شده و وارد کلید هایی که روی دستگاه قرار گرفته می شود و در تابلو برق تولید می شود که قسمتی برای دستگاه قیچی قسمتی برای پمپ و قسمتی برای خمیر دادن که برق در قسمت خمیر دان به جز کلید روشن و خاموش کردن 2 عدد میکرو سوئیچ نیز قرار گرفته شده برای رعایت ایمنی و تا زمانی که درهای خمیر دان بسته نشوند خمیر دان روشن نمی شوند .

برق مدار قیچی دستگاه تولید بوسیله 3 عدد فیوز 60 آمپری و یک کنتاکتور و یک بی متال به دینام قیچی می رسد .و برای قیچی کردن ماکارونی های اضافه روی دستگاه تولید یک دینام قرار گرفته که زمانیکه روشن می شود بوسیله مارپیچی که به دینام وصل است آرد وارد دستگاه خمیر دان می شود و یک پمپ در دستگاه تولید قرار دارد به نام پمپ وواکیوم که مدار پمپ واکیوم نیز مانند مدار قیچی می باشد . کار پمپ واکیوم مکیدن هوای خمیر می باشد .

بررسی برق شرکت گمگ ماکارونطرح توجیهیبررسی برق شرکت گمگ ماکاروندانلود بررسی برق شرکت گمگ ماکارونبرقدانلود طرح توجیهیپروژه دانشجوییدانلود

اینورتر

همانطور که می دانیم وظیفه اینوتر تبدیل dc به ac می باشد که این کار هم در فرکانس ثابت و هم در فرکانس متغیر صورت می گیرد ولتاژ خروجی می تواند در یک فرکانس متغیر یا ثابت دارای دامنه متغیر یا ثابت باشد که ولتاژ خروجی متغیر می تواند با تغییر ولتاژ ورودی dc و ثابت نگهداشتن ضریب تقویت اینوتر بدست آید از سوی دیگر اگر ولتاژ ورودی dc ثابت و غیرقابل کنترل

دسته بندی	برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	4803 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	131

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

اینورتر

اینورتر

همانطور که می دانیم وظیفه اینوتر تبدیل dc به ac می باشد که این کار هم در فرکانس ثابت و هم در فرکانس متغیر صورت می گیرد . ولتاژ خروجی می تواند در یک فرکانس متغیر یا ثابت دارای دامنه متغیر یا ثابت باشد که ولتاژ خروجی متغیر می تواند با تغییر ولتاژ ورودی dc و ثابت نگهداشتن ضریب تقویت اینوتر بدست آید . از سوی دیگر اگر ولتاژ ورودی dc ثابت و غیرقابل کنترل باشد
می توان برای داشتن یک ولتاژ خروجی متغیر از تغییر ضریب تقویت اینوتر که معمولاً با کنترل مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) در اینورتر انجام می شود استفاده کرد. ضریب تقویت اینوتر عبارت است از نسبت دامنه ولتاژ ac خروجی به dc ورودی .

اینوترها به دو دسته تقسیم می شوند : 1) اینوترهای تک فاز و 2) اینورترهای سه فاز . که خود آنها نیز بسته به نوع کموتاسیون تریستورها به چهار قسمت تقسیم می شوند . الف. اینوتر با مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) ، ب. اینوتر با مدار تشدید ، پ. اینوتر با کموتاسیون کمکی ، ت. اینوتر با کموتاسیون تکمیلی . که اگر ولتاژ ورودی اینوتر ، ثابت باشد ، اینوتر با تغذیه ولتاژ ( VSI ) و اگر ورودی ثابت باشد ، آن را اینوتر با تغذیه جریان ( CSI ) می نامند .

از بین اینورترهای تکفاز دو نوع معروف به نام اینوتر تکفاز با سر وسط و اینوتر پل تکفاز می باشد که در اینجا به اختصار نوع پل تکفاز آن را بررسی کرده و سپس راجع به اینوترهای سه فاز توضیح خواهیم داد .

1-1 ) اینوترپل تکفاز

در این نوع اینوتر همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است با آتش شدن تریستور مکمل T₄ تریستور T₁ خاموش می گردد . اگر بار سلفی باشد جریان بار بلافاصله معکوس نمی شود و لذا وقتی کموتاسیون کامل شد تریستور T₄ خاموش می شود و جریان بار به دیود D₄ منتقل می شود . فرمان کموتاسیون نسبت به زمان فرکانس بار اینوتر خیلی کوتاه می باشد . در اینجا ما کموتاسیون را ایده آل فرض می کنیم .

شکل 1- مدار اینوترپل تکفاز

حال اگر بار مقاومتی خالص باشد روشن کردن متناوب T₁T₂ و T₃T₄ باعث می شود که یک شکل موج مربعی دو سر بار قرار گیرد هر چند در حالت بار سلفی شکل موج جریان تأخیر دارد ولی مربعی می باشد . این شکل موج مربعی در شکل 2- الف نشان داده شده است . تریستور با استفاده از یک قطار پالس که به صورت 180o به آن اعمال می شود روشن می شود . به وسیله انتهای نیم پریود مثبت معلوم می شود که جریان بار مثبت بوده و به صورت نمایی افزایش می یابد . وقتی که تریستور T₁ و T₂ خاموش می شوند تریستورهای T₃ و T₄ روشن شده و ولتاژ بار معکوس می گردد ولی جریان بار تغییر نمی کند و مسیر جریان بار دیودهای D₃ و D₄ می باشند که منبع dc را به دو سر بار وصل می کنند و ولتاژ معکوس شده و انرژی تا زمانی که جریان به صفر برسد از بار به منبع منتقل می شود از آنجایی که در لحظه صفر شدن بار جریان تریستورها نیاز به تحریک ( آتش شدن ) مجدد دارند لذا یک قطار پالس آتش نیاز است تا هر لحظه که جریان صفر شد بلافاصله تریستورهای بعدی را روشن کند .

می توان ولتاژ خروجی را به صورت شکل موج مربعی با پریود صفر نیز درست کرد . همانطور که در شکل 2- ب نشان داده شده این نوع شکل موج را می توان با جلو بردن زاویه آتش تریستورهای مکمل T₁T₄ نسبت به تریستورهای T₂T₃ درست کرد همانطور که از شکل دیده می شود قطار پالس آتش تریستور T₁ و T₄ به اندازه f درجه عقب تر از قطار پالس تریستور T₂ و T₃ می باشد . در شکل 2- ب فرض کنیم با خاموش شدن تریستور T₁ ، تریستور T₄ روشن شود ، جریان بار به دیود D₄ منتقل می شود اما از آنجاییکه تریستور T₂ هنوز روشن است جریان بار در مسیر D₄ و T₂ جاری می شود ، بار اتصال کوتاه شده و ولتاژ بار صفر می شود . وقتی که تریستور T₂ خاموش و تریستور T₃ روشن می شود تنها مسیر جریان بار دیود D₃ می باشد و منبع dc در جهت منفی به بار متصل می شود و تریستورهای T₃ و T₄ بلافاصله بعد از صفر شدن جریان بار هدایت می کند لذا شکل جریان تریستور و دیود متفاوت می شود .

شکل2- الف- خروجی شبه مربعی - ب - موج خروجی مربع شکل

1-2 ) اینوتر تکفاز PWM

اینوتر کنترل شده جهت تولید شکل موج مدوله شده عرض پالس دارای شکل موجی مطابق شکل 3 می باشد . همانطور که از شکل دیده می شود دراین روش سعی شده است که در نقاط نزدیک پیک پریود روشن بودن طولانی تر باشد این روش را کنترل مدولاسیون پهنای پالس ( PWM ) می نامند . دراین روش ها مونیکهای مرتبه پایین در شکل موج مدوله شده پهای پالسی خیلی کمتراز شکل موجهای دیگراست .

شکل3- اینوتر کنترل شده جهت تولید PWM

با توجه به شکل 3 ملاحظه می کنید که در برخی از فواصل ولتاژ اعمال شده به مدار مصرف باید صفر باشد که عملی کردن آن به این صورت است که در طی این فواصل یا تریستورهای T₁ و T₃ بطور همزمان روشن هستند و یا تریستورهای T₂ و T₄ . به هر حال ، خروج دیود و تریستور که به صورت سری با بار قرار می گیرند باعث اتصال کوتاه شدن بار می شوند . در این روش باید توجه شود که در هر سیکل تعداد کموتاسیون ، حداقل بوده و نیز تریستورها به صورت قرینه روشن شوند .

برای تولید یک شکل موج همانند شکل 3 نیازمند اعمال کموتاسیونهای زیادی درهر سیکل هستیم از آنجایی که در انتها و ابتدای هر سیکل ، باید دو سر بار اتصال کوتاه شده و ولتاژش صفر شود لذا باید یک تریستور در ابتدا و انتهای سیکل قطع شود که این عمل تلفات ناشی از کموتاسیون را افزایش می دهد . اما برای کاهش این تلفات باید مقدار کموتاسیون درهر سیکل کاهش یابد که این کاهش تعداد کموتاسیون به صورت زیر می باشد که در انتهای هر پالس تنها یکی از دو تریستور هادی جریان قطع گردد و هیچ تریستور دیگری به منظور اتصال کوتاه کردن دو سر بار روشن نگردد . و در شروع پالس بعدی ، آن تریستوری که در انتهای پالس قبلی خاموش شده بود بار دیگر روشن گردد .

2- اینورترهای سه فاز

در کاربردهای با توان بالا ( یا سایر جاهایی که به سه فاز نیاز باشد ) از اینورترهای سه فاز استفاده می شود . اینوتر سه فاز را می توان با اتصال موازی سه اینورتر تکفاز پل درست کرد و همچنین باید توجه داشت که جریان گیت آنها باید با هم 120o اختلاف فاز داشته باشد تا ولتاژهای سه فاز متقارن ایجاد گردد . برای حذف هارمونیکهای مضرب سه در ولتاژ خروجی می توان از یک تراشی درخروجی اینوتر استفاده کرده و اتصال ثانویه آن را ستاره می بندد و بار را نیز یا مثلث یا ستاره بست . مطابق شکل 4 که یک مدار اینوتر سه فاز را نشان می دهد شامل 6 تریستور ، 6 دیود و منبع تغذیه می باشد .

شکل 4- اینوترپل سه فاز

این اینوترها دارای ساختمان کلی مطابق شکل 4 بوده و براساس نحوه سیگنال فرمان به دو دسته تقسیم می شوند . 1- در هر لحظه دو تریستور هدایت می کند . 2- در هر لحظه سه تریستور هدایت می کند .

با وجود این دو روش سیگنال فرمان گیت ها باید به گونه ای باشد که در هر فاصله 60o ، به گیت وصل یا از آن قطع شود و همچنین اینوترها نیز به گونه ای طراحی شده اند که هر کدام بتوانند 180o هدایت کنند . و همچنین اگر باری که توسط اینورتر تغذیه می شود سلفی باشد جریان بار در هر فاز نسبت به ولتاژ پس فاز می شود .

1- روش اول : در این روش در هر لحظه دو تریستور هدایت می کند چون کلاً 6 تریستور داریم جمعاً 120*6=720o هدایت داریم و در هر 360o تعداد تریستورهایی که هدایت می کنند برابر است با :

یعنی در هر لحظه دو تریستور به صورت همزمان هدایت می کنند که یکی از تریستورها جریان را به بار می برد و دیگری نیز جریان را از بار برمی گرداند . مطابق شکل 5 ملاحظه می شود که با قطع شدن جریان گیت ig₁ ، جریا گیت ig₄ وصل می شود در عمل باید یک زمان کافی برای خاموش شدن تریستور T₁ باشد از انجا که پس از قطع ig₁ ، جریان گیت ig₄ عمل می کند لذا تریستور T₁ زمان کافی برای خاموش شدن خود ندارد و لذا هنگام اعمال تریستور T₄ و قطع شدن T₁ منبع توسط آنها اتصال کوتاه می شوند هر چند که اگر زمان کافی برای خاموش شدن تریستور T₁ در نظر گرفته شود و لیکن کموتاسیون به خوبی صورت نگیرد باز هم یک اتصال کوتاه مخرب در منبع تغذیه رخ می دهد . که این یکی از عیبهای روش دوم است . با استفاده از روش دو تریستوری خطر اتصال کوتاه شدید منبع را می توان حل کرد در این حالت یک فاصله زمانی 60o بین ابتدای پالس فرمان یک تریستور و انتهای پالس فرمان مربوط به تریستور دیگری که با آن سری شده است وجود دارد که این خود مدت زمان بیشتری را برای خاموش شدن تریستور اول فراهم می کند علاوه بر این اگر هر گونه تأخیر در قطع شدن تریستور T₁ ، به هر علت ناشی از عیبهای مختلف تنها منجر می گردد جریان بار دو مسیر جهت عبور داشته باشد که این عمل می تواند موجب نامتعادلی جریان بار شود و هرگز اتصال کوتاه شدید منبع تغذیه را در بر نخواهد داشت .

اینورترطرح توجیهی اینورتردانلود اینورتربرقاینورترهای سه فازاینورترهای سه فازاینوتر تکفاز PWMاینوترپل تکفازاینوتر تکفاز PWMدانلود طرح توجیهیپروژه دانشجوییدانلود پژوهشدانلود تحقیقپایان نامهدانلود پروژه

بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

در یک فرایند غیر اتوماتیک اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خودوبا توجه به سیگنالهای ورودی،فرامین لازم را به فرایند اعمال می کننداما در یک سیستم اتوماتیک،قسمت پردازش کنترل که طراحان در آن قرار داده اند، فرامین کنترل را تولید می کنندطرح کنترل به دو صورت ممکن است ایجاد شود

دسته بندی	برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2270 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	228

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتی

فصل اول : مقدمه ای بر سیستم های کنترل کنترل و اتوماسیون در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد که این بهبود هم در کمیت ومیزان تولید موثر است و هم در کیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است که بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودکار واگذار گردد.بسیاری از کارخانه ها کارگران خود را برای کنترل تجهیزات می گمارند و کارهای اصلی را به عهده ماشین می گذارند. کارگران برای اینکه کنترل ماشینها را به نحو مناسب انجام دهند لازم است که شناخت کافی از فرایند کارخانه و ورودیهای لازم برای عملکرد صحیح ماشینها داشته باشند.یک سیستم کنترل باید قادر باشد فرایند را با دخالت اندک یا حتی بدون دخالت اپراتورها کنترل نماید.در یک سیستم اتوماتیک عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط کنترل کننده سیستم انجام می گیرد. مشخصات سیستمهای کنترل هر سیستم کنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی . بخش ورودی وضعیت فرایندو ورودیهای کنترلی اپراتور را تعیین کرده ومی خواند بخش پردازش با توجه به ورودیها، پاسخهاو خروجیهای لازم را می سازدو بخش خروجی فرمانهای تولید شده را به فرایند اعمال می کند.در کارخانه غیر اتوماتیک بخش پردازش رااپراتورها انجام می دهند. اپراتور با مشاهده وضعیت فرایند، به طور دستی فرامین لازم را به فرایند اعمال می کند. ورودیها در قسمت ورودیها،مبدلهای موجود در سیستم، کمیتهای فیزیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کند.در صنعت مبدلهای زیادی نظیر دما، فشار،مکان، سرعت، شتاب و غیره وجود دارند.خروجی یک مبدل ممکن است گسسته یا پیوسته باشد. خروجیها در یک کارخانه عملگرهایی وجود دارند که فرامین داده شده به آنها را به فرایند منتقل می کنند.پمپها، موتورهاو رله ها از جمله این عملگرها هستند.این وسایل فرامینی را که از بخش پردازش آمده است (این فرامین معمولا الکتریکی هستند) به کمیتهای فیزیکی دیگر تبدیل می کنند.مثلایک موتور،سیگنال الکتریکی را به حرکت دوار تبدیل می کند.ادوات خروجی نیز می توانند عملکرد گسسته ویا پیوسته داشته باشند. پردازش در یک فرایند غیر اتوماتیک اپراتورها با استفاده از دانش و تجربه خودوبا توجه به سیگنالهای ورودی،فرامین لازم را به فرایند اعمال می کنند.اما در یک سیستم اتوماتیک،قسمت پردازش کنترل که طراحان در آن قرار داده اند، فرامین کنترل را تولید می کنند.طرح کنترل به دو صورت ممکن است ایجاد شود.یکی کنترل سخت افزاری و دوم کنترل برنامه پذیر. در یک سیستم با کنترل سخت افزاری،بعد ازنصب سیستم، طرح کنترل ثابت و غیر قابل تغییر است. اما در سیستمهای کنترل برنامه پذیر.طرح کنترلی در یک حافظه قرار داده می شود و هر گاه لازم باشد،بدون تغییر سخت افزار و فقط برنامه درون حافظه، طرح کنترل را می توان تغییر داد. انواع فرایندهای صنعتی در صنایع امروز طیف متنوعی از فرایندهای تولید وجود دارند.از نظر نوع عملیاتی که در فرایند انجام می شود،فرایند ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد: • تولید پیوسته • تولید انبوه • تولید اجزای جدا سیستم کنترلی که برای یک فرایند بکار گرفته می شودباید با توجه به نوع آن باشد. فرایند تولید پیوسته در یک تولید پیوسته مواد در یک ردیف و بطور پیوسته وارد فرایند شده و در سمت دیگر،محصول تولیدی خارج می گردد. فرایند تولید، ممکن است در یک مدت طولانی به طور پیوسته در حال انجام باشد.تولید ورق فولاد نمونه ای از فرایند است. در خط تولید ورقه فولاد.بلوکهای گداخته فولاد ازبین چندین غلتک عبور می کند و تحت فشار قرار می گیرد. در اثر فشار ضخامت قطعه فولاد رفته رفته کم شده و در انتهای خط تولید ورقه فولاد تولید می گردد. بسته به طول فولاد چندین دقیقه طول می کشد تا تولید یک ورقه، کامل گردد. فرایند تولید انبوه در چنین فرایندی میزان مشخصی از مواد اولیه وارد خط شده و پس ازطی مراحل تولید مقدار مشخصی محصول به وجود می آید. فرایند تولید اقلام مجزا در این نوع فرایند،هر محصول در طول خط تولید از قسمتهای مختلفی می گذردو در هر بخش، عملیات مختلفی روی آن انجام می گیرد. در هر قسمت ممکن است اجزایی به محصول اضافه شود تا در انتهای خط تولید، محصول کامل ساخته شود. استراتژی کنترل کنترل حلقه باز ایده اصلی در این کنترل این است که سیستم تا حد ممکن دقیق طراحی شود. به طوری که خروجیهای دلخواه را تولید کند و هیچ اطلاعاتی را از خروجی فرایند بهکنترل کننده برگردانده نشود تا کنترل کننده تشخیص دهد آیا خروجی در حد مطلوب است یا خیر.بدین خاطر ممکن است خطای خروجی در بعضی مواقع خیلی زیاد باشد. در یک سیستم با کنترل حلقه باز تا وقتی که اختلال و جود نداشته باشد فرایند به خوبی عمل می کند، اما اگر اختلال نا خواسته ای باعث شود،خروجیها از حد مطلوب خارج شونددر این صورت ممکن است سیستم کلی از کنترل خارج شود. کنترل پیشرو درموقعی که اختلالات خارجی که بر عملکرد سیستم تاثیر می گذارد شناخته شده باشند می توان با مشاهده و اندازه گیری میزان اختلال تا حد امکان اثر اختلال را جبران نمود. این نوع کنترل را کنترل پیشرو می گویند. این نحوه کنترل هنگامی که میزان اختلال کم باشد و بتوان به طور دقیق آن را اندازه گرفت مناسب است. اما اگر اختلال خیلی زیاد باشد شیوه مناسبی نیست. همچنین در مواقعی که اندازه گیری خروجی به طور مستقیم امکان پذیر نباشد،این نوع کنترل مناسب نیست. کنترل حلقه بسته (Field back) : در این کنترل برای جبران اثر اختلال ، خروجی سیستم اندازه گیری می شودو در صورتی که خروجی از مقدار مطلوب فاصله داشته باشد،تدابیر کنترلی مناسب برای جبران آن اعمال می شود.به این صورت که خروجی سیستم اندازه گیری شده و تفاوت آن با مقدار مطلوب محاسبه می گردد. تفاوت بین این دو کمیت به کنترل کننده داده شده و کنترل کننده با توجه به میزان این خطا فرایندرا کنترل می نماید. سیگنال خطا = نقطه تنظیم - میزان اندازه گیری شده E=SP-MV باید توجه کرد که صفر نمودن خطا در عمل امکان پذیر نیست ودر هر سیستم کنترلی همیشه تفاوت ناچیزی بین خروجی مطلوب و خروجی واقعی وجود خواهد داشت، اما تا وقتی که این خطا تا حد قابل قبول باشد از آن چشم پوشی می گردد. انواع کنترلرها کنترلر مغز متفکر یک پردازش صنعتی است و تمامی فرامینی راکه یک متخصص در نظر دارد اعمال کند تا پروسه، جریان استاندارد خود را در پیش گیرد و نهایتا پاسخ مطلوب حاصل شود از طریق کنترلر به سیستم فهمانده می شود. در واقع هرگاه پروسه های صنعتی به تنهایی و بدون استفاده از کنترل کننده در حلقه کنترل قرار گیرند معمولا پاسخهای مطلوبی را به لحاظ ویژگیهای گذرا یا ماندگار نخواهند داشت.بنابراین انتخاب و برنامه ریزی یک کنترلر مناسب از مهمترین مراحل یک پروسه صنعتی است.انتخاب کنترلر با توجه به درجه اهمیت پاسخ گذرا یا ماندگار و یا هردو و همچنین ملاحظات اقتصادی ویژه صورت می پذیرد. یک کنترلر چگونه عمل می کند؟ در ابتدا سیگنال خروجی از سنسور وارد کنترلر می شود و با مقدار مبنا مقایسه می گردد و نتیجه مقایسه که همان سیگنال خطا می باشد، معمولا در داخل کنترلر هم تقویت شده و هم بسته به نوع کنترلر و پارامترهای مورد نظر، عملیاتی خاص روی ان انجام می گیرد سپس حاصل این عملیات به عنوان سیگنال خروجی کنترل کننده به بلوک بعدی وارد می شود. مقایسه سیگنالها و تقویت اولیه در همه کنترلر ها صرف نظر از نوع انها انجام می گیرد ،در واقع این عملیات بعدی است که نوع کنترلر را مشخص می کند. کنترلرها از نظر نوع عملکرد به انواع زیر تقسیم بندی می شوند: کنترلرهای ناپیوسته (گسسته): • کنترلر های دو وضعیتی:این نوع کنترلر ها ساختمانی ساده و کم حجم دارند و به نسبت ارزنتر از دیگر کنترلرهای پیچیده هستند به همین خاطر کاربردهای فروانی در صنعت ودر مکانهایی که کنترل ترکیبی ،پیوسته و پیچیده مورد نظر نیست دارند. • کنترلر های سه وضعیتی • کنترلرهای چند وضعیتی شکل1-5 : انواع کنترلر ها کنترلرهای پیوسته: کنترلر تناسبی: (Proportional) دراین نوع کنترلربین خروجی و ورودی یک نسبت مستقیم وجود دارد با یک ضریب مشخص که آنرا گین یا بهره کنترل کننده می نامند. سیگنال خطا *Kp = خروجی البته کنترلر تناسبی به تنهایی کافی نیست. زیرا وقتی خروجی سیستم بسمت مقدار مطلوب پیش می رود، خطا کاهش یافته و در نتیجه خروجی کنترلی نیز کم می گردد. بنابراین همواره یک خطای ماندگار بین مقدار مطلوب و خروجی واقعی وجود دارد. این خطا را می توان با افزایش بهره کنترل کننده کاهش داد اما باعث ناپایداری سیستم و نوسان خروجی می شود. برای حل این مشکلات معمولا کنترلرتناسبی را همراه کنترلرهای مشتق و انتگرال بکار می برند. کنترلر انتگرالی(Integral): همانطور که از نامش پیداست بین ورودی و خروجی یک رابطه انتگرالی برقراراست این کنترلر برای جبران خطای ماندگار به کار می رود،زیرا تا وقتی که خطایی در خروجی وجود داشته باشد،جمله انتگرال تغییر پیدا می کند و در نتیجه خطای خروجی رفته رفته کاهش می یابد. کنترلر تناسبی – انتگرالی (PI) : کنترلر PIترکیبی از کنترلر انتگرالی و تناسبی است که به صورت موازی بهم وصل شده اند.(شکل2-5) این کنترلر اگر بطور صحیح طراحی شود مزایای هردونوع کنترل انتگرالی و تناسبی را خواهد داشت .پایداری ، سرعت و نداشتن خطای حالت ماندگار از ویژگیهای این کنترلر است. شکل 2-5 : کنترلر PI کنترلر تناسبی – مشتق گیر(PD): کنترلر PDاز ترکیب موازی دونوع کنترلر مشتق گیر و انتگرالی ایجاد می شود. کنترلرمشتق گیردارای این مشخصه است که خود را سریعا با تغییرات ورودی هماهنگ می کنند لذا در مواردی که پاسخ سریع خروجی مد نظر است می توان از این نوع کنترلر ها استفاده کردامااز انجایی که عمل مشتق گیری باعث تقویت نویزهای موجود در محیط پروسهمی شوندو به علاوه مشتق گیرها تنها نسبت به تغییرات ورودی حساسیت نشان می دهند بنابراین مشتق گیرها به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرند بلکه هرگاه نیاز به خاصیت مشتق گیری در یک پروسه باشد ، کنترلرآان را به صورت مشتق گیر-تناسبی یا مشتق گیر-انتگرالی یا مشتق گیر-تناسبی – انتگرالی می سازند. کنترلرPID: این نوع کنترلر از ترکیب موازی سه کنترلر تناسبی ،انتگرالی و مشتق گیر ایجاد می شود و متداولترین نوع کنترلر در صنایع می باشد. شکل3-5 : کنترلرPID انواع دیگری از کنترلرها که از نظر منبع تغذیه مورد استفاده ،ساختمان داخلی و انواع کاربردها با کنترلر های ذکرشده در بالا اندکی متفاوت هستند. • کنترلرهای نیوماتیکی (Pneumatic): این نوع کنترلر از باد و هوای فشرده بعنوان منبع تغذیه استفاده می کند.بدلیل ساختمان ساده،راحتی تعمیر و نگهداری ، ایمنی در برابر انفجار و اتش سوزی و ارزانی انها کاربردهای فراوانی در صنعت داشته اند و امروزه بدلیل جایگزین شدن سیستمهای پیچیده الکترونیکی و نرم افزارهای کنترلی قابل تغییر و پیاده سازی بر روی سیستمهای الکترونیکی ،کمتراز کنترلر هاینیو ماتیکی استفاده می شود. • کنترلر های هیدرولیکی (Hydraulic): این نوع کنترل کننده ها از نیروی روغن هیدرولیک تحت فشار به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنند، مزایای زیادی که اینگونه سیستمها دارند، باعث شده تا جای خوبی برای خودشان در صنعت باز کنندو در جاهایی که حرکات تحت فشار و وزن بالا انجام می پذیرد سیستمهای هیدرولیک بهترین و دقیق ترین عملکرد را از خود نشان می دهند کنترلر های هیدرولیک علاوه برقابلیت انجام حرکت سنگین بطور پیوسته دارای دقت و سرعت عمل بسیار خوبی نیز می باشند.امروزه باوجود جایگزینی مدلهای الکترونیکی پیچیده تر و کارامدتر هنوز هم نمی توان کارایی های بالا و منحصر بفرد سیستمهای هیدرولیکی را نادیده گرفت. • کنترلرهای الکترونیکی (Electronic): کنترلرهای الکترونیکی ، کنترلرهایی هستند که از نیروی الکتریسیته جهت کنترل، هدایت و فرمان دادن استفاده می کنند . سیر تکاملی کنترل کننده ها در سال 1940 برای نماسازی دستگاههای کنترلی از سیگنال فشار 3psi تا 15psi استفاده می شده است . در سال 1960سیگنالهای استاندارد انالوگ 4mA-20mA برای کنترل ابزار دقیق مورد استفاده قرار گرفته است در همان زمان برخی از استانداردهای دیگر نیز بوجود آمد. توسعه پردازنده دیجیتال در دهه 70میلادی ، استفاده از کامپیوترهای رابرای نماسازی و کنترل یک سیستم ابزار دقیق از یک نقطه مرکزی توسعه داد. در دهه 90 برای بهینه سازی اجرای سیستم های کنترل و فشردگی بیشتر سیستها فیلدباس ایجاد گردید که به تدریج استاندارد شد.انچه تصویرزیربیان می کند این است که سیر پیشرفت علم کنترل از اتوماسیون مکانیکی اغاز گردیده و سپس با اتوماسیون پنوماتیک ادامه یافته و پس ازآن بسمت الکتریکی شدن پیش رفته است . پس از ایجاد کنترل کننده های قابل برنامه ریزی ، انفور ماتیک و الکترونیک رشد کرده و به شیوه الکترونیکی در حجم گسترده تری بوجود آمده است.

فصل دوم انتقال اطلاعات در صنعت مقدمه: در سالهای اخیر مسئله بر قراری ارتباط در پروسه های صنعتی رشد چشمگیری داشته است. پیش از این ارتباط درصنعت و پروسه های کنترل صنعتی به فرستادن سیگنال از جانب یک مرکز کنترل به مرکز فرماندهی خلاصه می شد. اما امروزه تمام کنترل کننده های کوچک و بزرگ (PLCs) در هر نقطه ای از فیلد که باشند باید با یکدیگر و در نهایت بامرکزکنترل مربوط به خود ارتباط بر قرار کنند و همین امر باعث پیچیده شدن هرچه بیشتر سیستمهای ارتباطی خواهد شد. PLCها امروزه طوری طراحی و سا خته می شوند که بجز وظیفه اصلی و مهم خود که همان اجرای فرامین کنترلی تعریف شده و کنترل اتو ماتیک یک پروسه صنعتی است، بتوانند موارد مهم دیگری از قبیل برقراری ارتباط با مرکز کنترل و دیگر کنترل کننده های داخل فیلد را نیز بر عهده بگیرند. بنابراین در ساختار داخلی آنها پیش بینی های لازم جهت استفاده از ابزار ها و لوازم خاص ارتباطی صورت گر فته است. به عنوان مثال می توانیم یک سیستم PLC که در محل خط تولید قرار دارد و توسط ترمینال مخصوص شبکه محلیLAN(Local area network) به ماشینهای مرکز کنترل که در محل اتاق کنترل کار خانه قرار دارند، متصل کنیم و از همانجا ، PLCرا کنترل کنیم. مثلا می توانیم بهPLC فرمان دهیم تا رو تین کنترلی مربوط به تولید قطعه ای خاص را اجرا کرده، فرامین آنرا صادر کندو همچنین بر روند کل پروسه نظارت کامل داشته باشد. سپس نفر بعدی که در شیفت بعدی فعالیت می کند ، می تواند یک گزارش کامل از چگونگی کنترل پروسه توسط PLC مورد نظر را تهیه کرده و از روی آن تعداد قطعات سالم و خراب و حتی زمانهای از دست رفته و تلف شده در حین تولید را محاسبه کند. مرکز تعمیرات کارخانه نیز می تواند با استفاده ازروشهای ارتباطی و مخابراتی، از بروزاشکال در هریک از ماشینهای کارخانه اطلاع حاصل کرده و پرسنل تعمیرکاری را جهت رفع اشکال اعزام دارد، مرکز تعمیرات حتی می تواند با اطلاع داشتن از وضعیت کلیه ماشینهای خراب، اولویت تعمیر را به هر کدام از آنها واگذار کند. برای درک بهتر مطلب شکل1-1 را که بلوک دیاگرام معماری شبکه ارتباطی را در بخشی از کارخانه نشان می دهد ، ببینید. شکل 1-1: شبکه محلی PLCsو شبکه گسترده ETHENET بین کار خانه ها همانطور که در شکل مشخص شده هر ماشین یک PLCدارد که آنها توسط شبکه محلی LAN بهم مر تبط هستند و همگی روی لینک ارتباطی شبکه گسترده Ethernetبه هم مرتبط می شوند. در نگاه اول ممکن است اینطور به نظر برسد که PLCها و کنترل کننده های محلی تمامی اطلاعات در یافت کرده و جمع آوری کرده را مستقیما به کامپیوتر های اصلی در مرکز کنترل کارخانه ارسال می کنند، اما در عمل چنین چیزی غیر ممکن است ، زیرا با ارسال چنین حجم بزرگی از اطلاعات ، که در صد بسیار زیادی از آنها نیز برای مرکز کنترل بی ارزش محسوب می شوند،کامپیوتر های مرکز کنترل دچار مشکل شده و خیلی زود از کار خواهند افتاد. امروزه PLCها و کنترل کننده های محلی، خود به تنهایی قادر به آنالیز اطلاعات جمع آوری شده می باشند ، بنابراین پس از بررسی و آنالیز اطلاعات می توانند موارد سودمند و قابل استفاده برای سیستم کنترل را به مرکز کنترل ارسال کرده تا از آنها استفاده شود و در ضمن نسخه پشتیبان نیز از این اطلاعات تهیه خواهد شد. شبکه های محلی در محیط های صنعتی امروزه امکان استفاده های مختلفی را برای بخش ها و قسمت های مختلف کارخانه فراهم آورده اند، به عنوان مثال سیستم شبکه محلی کامپیوتر ها بین بخش های مختلف کارخانه که شامل امکانات پست الکترونیکی و انتقال اطلاعات بین کارمندان است،می تواند در کنار شبکه های صنعتی PLC، روی لینک شبکه محلی LAN قرار گیرد و یک سیستم ارتباطی جامع را پدید آورد. معماری شبکه: در سالهای اخیر تولید کنندگان تجهیزات الکترونیکی و خصوصا سازندگان کنترلر ها و PLCها متو جه ساخت سیستمهای ارتباطی شده اندو اغلب آنها را ههایی را برای ارتباط بین سیستم های کنترل ساخت خودشان پیشنهاد می کنند. اما با گذشت زمان و پیشرفت روز افزون صنایع و رشد چشمگیر آنها استفاده از یک نوع کنترلر و PLC در تمام سطوح کارخانه ای بزرگ امری غیر ممکن می نماید و بنابراین باید چاره ایی اندیشید تا کنترلرها وPLCهای مختلف از مارک ها و مدل های مختلف که هر کدام به کنترل سیستمی خاص می پردازند(مثل کنترلر دستگاههای CNCیا روباتهای مونتاژگر) بتوانند با یگدیگر ارتباط بر قرار کنند بنابراین مدلی جامع متشکل از هفت لایه مجزا، به نام مدل ISO برای تعریف شبکه در نظر گرفته شد، شکل1-2،مدل هفت لایه ای ISO را نشان می دهد. شکل1-2 :مدل هفت لایه ا یISO تمام تجهیزات الکترونیکی در زمینه شبکه های ارتباطی امروزه از یک یا چند لایه از این مدل استفاده می کنند و فعالیتهای ارتباطی خود را تحت پوشش این استاندارد قرار داده اند. در این بخش سعی خواهیم کرد که تو ضیح مختصری در مورد هر یک از لایه ها به شما ارائه دهیم. لایه فیزیکی(Physical Layer): ساده ترین لایه موجود لایه فیزیکی است که در موردشرایط جابجایی سیگنال های الکتریکی در طول خطوط و ما بین ابزار های مختلف شبکه به بحث می پردازد. نوع و شرایط کابل ها و سیم های ارتباطی و انواع سیگنال های مختلف مثل سیگنالهای و پالسهای on/offو شرایط انتشار آنها در این بخش مورد بحث قرار می گیرند، اما مقوله تشخیص خطا و رفع آن در محدوده کاری لایه فیزیکی نمی باشدو تنها در مورد رابطه های فیزیکی که کانال های مختلف را به هم مرتبط می کنند، صحبت می کند. لایه دیتالینک(Data link Layer): این لایه در ترکیب با لایه فیزیکی می تواند ضریب اطمینان کار با شبکه را تا حد بسیار زیادی بالا ببرد، زیرا این لایه به بحث در مورد تشخیص خطا یاError Detection می پردازد وهمچنین پس از پرداختن به مقوله تشخیص خطا در امر رفع ان خطا نیز راه حل های مناسبی را ارائه خواهد کرد. بنابراین بحث در مورد Error Detectionو Error Recovery از مباحث مربوط به این بخش می باشد.همچنین موارد دیگری نظیر کنترل جریان اطلاعات یاData Flow که شامل نکاتی از قبیل زمان شروع و پایان ارسال و دریافت اطلاعات، تعاریف مربوط به بسته بندی یاPackage اطلاعات(طول کلمه دیتا و چگونگی شروع و خاتمه ان) تعاریف مربوط به زمان بندی بر قراری ارتباط جهت ارسال و دریافت اطلاعات ، چگونگی اعلام دریافت اطلاعات(با و بدون خطا) توسط گیرنده،تعاریف مربوط به زمان لازم برای ماندن در حالت انتظار جهت دریافت و ارسال اطلاعات و مواردی دیگرشبیه به اینها هستندنیز در حوزه کار لایه دیتالینک قرار دارد. لایه شبکه(Net work Layer): کار این لایه ارائه یک مکانیزم مناسب و کارآمد برای شبکه سراسری است در واقع این لایه یک مکانیزم ارائه اطلاعات برای لایه انتقال دهنده آنها ارائه می دهد، مثل شبکه ای از چند PLC مختلف که اطلاعات کلی خودشان را به یک کامپیوتر اصلی ارائه می دهند. لایه شبکه از ترکیب سخت افزار و نرم افزار های مناسب برای ارائه پروتکل های کارامد ارتباطی نظیر X.21,X.25,X.75 استفاده کرده و مناسب ترین روش های فشرده سازی اطلاعات جهت دستیابی به سرعت های بالاتر ارتباطی را ارائه می دهد. لایه انتقال(Transport Layer): این لایه در مورد اتصال وارتباط یک شبکه با شبکه ای دیگر صحبت می کند،در واقع از این لایه به بعد،شبکه خیلی تخصصی تر و دقیق تر شده و هرکدام می توانند پیچیدگی های خاص خو دشان را داشته با شند،اما اغلب شبکه دارای نکات بسیارمشابهی در سه لایه اولیه هستند.در این لایه همچنین درمورد استفاده از لایه های بالاترجهت نظارت برکار لایه های پائین تربحث می شود. Session Layer این لایه در مورد برقراری یک جلسه ارتباطی از طریق شبکه، بین دو کاربر مختلف صحبت می کند، بحث اصلی در مورد برقراری ارتباط، نگه داشتن آن در طول زمان تعیین شده و در نهایت قطع ارتباط در موقع لازم ، می باشد.به عنوان مثال دفتر تعمیرات کارخانه می تواند از طریق ارتباط با شبکه داخلی کارخانه با قسمت تدارکات ارتباط برقرار کرده و مو قع خرید لوازم مورد نیاز را گزارش دهد، استاندارد های تعریف شده برای این لایه عبارتند از: CCITT,X212,ISO8326 Application Layer این لایه امکاناتی را جهت هماهنگ کردن تمام لایه ها با یکدیگر جهت برقراری ارتباط و ارسال و دریافت اطلاعات با لایه ها و شبکه های دیگرارائه می دهد و اگر اختلافی بین لایه های مختلف و سیستم های مختلف وجود داشته باشد، این لایه می تواند راه حلی مناسب جهت هماهنگی ارائه دهد. به عنوان مثال فرض کنید که نرم افزاری خاص روی یکی از ترمینال های کارخانه در سال 1980نصب شده و هم اکنون نیز بکار خود ادامه می دهد و نرم افزار دیگری مثل یک سیستم پست الکترونیکی در سال 1990 در شبکه دفتر کار خانه قرار گرفته،لایه application می تواند مشکلات بر قراری ارتباط بین آنها را بر قرار کند. شکل 2-2: ترمینالهای مخصوص دفتر نظارت و دفتر تعمیرات که از طریق شبکه بایکدیگر ارتباط دارند لایه session اطلاعات مربوط به هر بخش را جدا گانه نگهداری می کند. استاندارهای معروف لایه فیزیکی شبکه های صنعتی RS-232: معمولترین و همگانی ترین استاندارد لایه فیزیکی RS-232 می باشد که سیر تکاملی آن از RS-232-C تا RS-232-F است. حداکثر انتقال داده به علت دامنه و ولتاژ زیاد نسبت به پروتکل های دیگر کمتر است.(حدود 115 kbps) حداکثر فاصله دو ایستگاه 16 متر است و دو نوع سیم بندی(9و 25 رشته) در آن استاندارد شده است . ماوس ، صفحه کلید و مودم کامپیوترهای شخصی از این درگاه استفاده می کنند.محدوده ولتاژ “1” منطقی در RS 232-C از 3- تا 15- و “ 0” منطقی از3+ تا 15+ است. RS-449: این استاندارد جایگزین RS 232 در سرعتهای بالاتراز 20 kbps شده است. دو نوع اتصال 9و 37 برای آن معرفی و استاندارد شده است. این استاتدارد هم اکنون منسوخ شده است و لیکن هنوز برخی از دستگاهها برای ارتباطات از این استاندارد استفاده می کنند. RS-530: توسعه یافته RS-449 و RS- 232 است و برای سرعت های بالا تر از 20 kbps مناسب است. این استاندارد از خطوط بالانس وبرای اتصال ازDB-25 استفاده می نمایند به هر دو صورت سنکرون و آسنکرون قابل استفاده است و می تواند در دو حالت دو سویه و یک سویه کار کند. فاصله دو ایستگاه طبق استاندارد 60 متر است. RS-423: این استاندارد در حقیت توسعه یافته RS 232 است تغییرات اساسی آن افزایش تعداد ایستگاهای گیرنده ،مسافت ارسال و سرعت می باشد.این پروتکل یک فرستنده را به چند گیرنده (تا ده ایستگاه) متصل می کند و حداکثر فاصله انتقال داده برای آن 1200 متر است . یکی از عوامل محدود کننده سرعت Slew Rate است . بدین معنا که دامنه ولتاژ در RS 232بالاست و به همین علت دست یافتن به سرعت بالا با توجه به خازن خط و پیچیدگی مدار مشکل است . برای افزایش سرعت لازم است دامنه سطوح و لتاژ کاهش یابد . در همین راستا ولتاژ منطقی “1”در RS 423 برابر 3.6v- تا 6v- است و ولتاژ“0” منطقی برابر 3.6v تا 6v است . بدنبال این تغییر، سرعت انتقال داده در RS 423 چهار برابر RS 232 است . RS-422: شباهت زیادی به RS 232 دارد ولی تا 16گیرنده را پشتیبانی می کند. این پروتکل که از خطوط بالانس برای انتقال داده استفاده می کند، اثر نویز پذیری را بشدت کاهش داده است. در ورودی گیرنده ها از تقویت کننده دیفرانسیل استفاده شده است لذا به نسبت حذف مد مشترک ، نویز از بین می رود. بیشترین سرعت این پروتکل در 3 متر فاصله ، برابر 10 Mbps است حداکثر فاصله می تواند 1200 متر باشد که متناسب باآن سرعت کاهش می یابد. گیرنده و فرستنده بصورت ولتاژی کار می کند(از سیگنالهایی با جنس ولتاژی استفاده می کند)که این نوع رفتار باعث نویز پذیری بیشترنسبت به جریان می شود. RS-485: بیش از 32 فرستنده و گیرنده را پشتیبانی می کند. در این استاندارد می توان بیش از یگ گره را به عنوان رئیس (Master)معرفی نمود زیرا مدارت سه وضعیتی هستند و با کمک یک مدار جانبی حالتهای مختلف یک خط را کنترل می کنند و به این روش گره هم قابلیت دریافت و هم ارسال خواهند داشت . در این پروتکل انتقال داده به صورت جریانی انجام می گیرد و بیشترین اعوجاج را در ورودی می پذیرد. اثر نویز در انتقال جریانی کمتراز ولتاژی است زیرا میزان انرژی که بتواند جریانی را تولید کند و بر سیگنال جریان اثر بگذارد ، از معادل ولتاژی بیشتر است.بیشترین مسافت برای ارسال داده 1200 متر و رعایت حداقل طول (30m) برای سیم رابط اتصال کابل شبکه به گذرگاه الزامیست. استفاده فراگیر از RS 485باعث ساخت کارتهای کامپیوتری و انواع مبدل برای این پروتکل شده است. گذرگاه H1: این استاندارد در IEC 1158-2تعریف شده است و با سرعت 31.25 Mbps برای شبکه سازی سطوح بسیار اتوماسیون صنعتی یعنی سنسور-محرک استفاده می شود .سیم کشی بصورت زوج سیم بهم تابیده بطول 1900 متر و همچنین 32 دستگاه متصل ، که از همان دو سیم تغذیه می شود ، پیاده سازی می شوند. در صورتی که حفاظت و اطمینان واقعی مورد نیاز باشد، استاندارد، استفاده از4 دستگاه متصل به شبکه رامجاز می داند. امروزه این پروتکل در میان استانداردهای گذرگاههای صنعتی جایگاهی ویژه پیدا کرده است. گذرگاه H2: گذرگاهی با سرعت بالا (حدود 100 Mbps)است برای ایجاد شبکه در لایه میانی شبکه های صنعتی نظیر لایه سلول مناسب است. Highway Addressable Remote Transducer): HART ) یک پروتکل ارتباطی که به صورت چشمگیری در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است.HART از یک فرکانس سطح پایین سینوسی برای انتقال داده دیجیتال به مقصد استفاده می کند. این فرکانس برای صفر و یک منطقی 1200Hzو 2200Hzاست سرعت انتقال داده در ان به 1200bps محدود می شود که ضعف عمده این پروتکل ارتباطی است. مزایای این پروتکل عملکرد چند انشعابی، انتقال روی دو رشته سیم، کارکرد مناسب در محیطهای پر نویز و قابلیت برقراری ارتباط بین تجهیزات تولید کنندگان مختلف (Interoperability) می باشد. 4-2 معرفی واسطهای انتقال و عوامل موثر در انتخاب: منظور از واسط انتقال ، نوعی اتصال فیزیکی میان ایستگاهای شبکه است که به واسطه ان پیغام ها میان دو یا چند استگاه ردو بدل می شوند. معروف ترین واسطهای انتقال در شبکه ها ، کابل کواکسیال، زوج سیم بهم تابیده و فیبرنوری می باشند که در ادامه خلاصه ای از ویژگیهای انها بیان خواهد شد. واسطهایی همچون گیرنده های رادیویی و مادون قرمز و همچنین خطوط انتقال تلفن و ماهواره ها نیز در برخی مواقع مورد استفاده قرار می گیرند. 1. کابل کواکسیال: این خط انتقال از یک هادی استوانه ای پر شده از دی الکتریک و یک هادی مرکزی تشکیل شده است. این واسط انتقال فیزیکی معمولا در اشکال 50،75،91 اهم تولید می شوند. که درشبکه های 10Mbpsو 100Mbps بخوبی قابل استفاده هستند. برای مثال شبکه های محلی 10 base 5،10 base 2، 10 base T به ترتیب در فواصل 500، 200 و100متر مورد استفاده قرار می گیرند. نویز پذیری کابل کواکسیال در مقایسه با انواع مسی ( نظیر زوج سیم بهم تابیده) کمتر است. زیرا روکش مناسب تری برای آن استفاده می شود. بنابراین جهت انتقال در فواصل نسبتا طولانی نیز استفاده می شوند. این کابلها علاوه بر استفاده عمومی در انتقال دیجیتال شبکه های محلی (LAN) که آنرا base bandگویند در ارسال داده های آنالوگ آنتن تلویزیون نیز بکار گرفته می شود.این نوع انتقال در اصطلاح broad bandنامیده می شود. 2.زوج سیم بهم تابیده: همچنان که از نام آن پیداست از بهم تابیدن دو هسته مسی عایق دار تشکیل شده است و در نوع روکش دار یا STP و بدون روکش یا UTP تولید می شود.درنوع روکش دار، برروی سیم های تابیده یک عایق مخصوص پیچیده می شود که در نوع بدون روکش تنها به یک روکش از جنس PTC اکتفا شده است.ETA/TIA پنج استاندارد را برای زوج سیم بهم تابیده بدون روکش پیشنهاد می کند که عبارتند از:cotegory1 تا cotegory5. نوع اول برای خطوط تلفن در دو رشته ،پیشنهاد و استاندارد شده است. نوع دوم به منظور انتقال داده در سرعت 4 Mbps توسط جهار زوج سیم و نوع سوم تا سرعت 10 Mbps قدرت انتقال داده را دارد و گاهی در شبکه های ATM بکار می رود. 3.فیبر نوری : انتقال در خطوط فیبر نوری به روش تابش امواج نوری میان آئینه های موجود در فیبر صورت می گیرد. واضح است که برای اتصال فیبر به دستگاههای الکتریکی در ابتدا و انتهای آن ، مبدل سیگنال الکتریکی به امواج نوری و یا بر عکس آن استفاده می شودآنچه از ماهیت این واسط فیزیکی مشخص می گردد این است که تلفات انرژی در این خطوط بسیار کم است در نتیجه بدون استفاده ازتکرار کننده امکان انتقال تا مسافت طولانی (حدود 10 کیلومتر) وجود دارد. نویز الکترو مغناطیسی بر این خط بی اثر است و لیکن بیش ازسایر خطوط انتقال نیاز به محافظت فیزیکی دارد و اسیب پذیری آن بالاتر است. طراحی و پیاده سازی شبکه با استفاده از این خطوط به نسبت گرانتر وپیچیده تراز سایر واسط های انتقال است و نکته قابل توجه در مورد فیبر نوری این است که به دلیل عدم بروز خطا بر اثرتداخل امواج الکترو مغناطیسی،پروتکل های لایه پیوند در این نوع شبکه ها می تواند بسیار ساده باشد. همچنین امکان شنود در آن دشواراست و بهمین دلیل کاربرد نظامی دارد. پارامترهای موثر زوج سیم بهم تابیده کابل کواکسیال فیبر نوری قیمت عالی خوب ضعیف سرعت انتقال خوب خوب عالی سادگی نصب خوب عالی ضعیف عوامل موثردر انتخاب واسط انتقال: در انتخاب واسط انتقال موارد زیر حائز اهمیت هستند: 1) میزان نویز پذیری خط انتقال 2) تلفات خط: تلفات ACناشی از اثر پوستی و تلفات دی الکتریک و همچنین تلفات DCناشی ازهدایت خط و نیز تلفات ناشی از نشتی جریان و ولتاژ خط بدلیل وجودخازن وسلف توزیع یافته در طول خط را گویند.در کابلها باکیفیت بالا تلفات هدایتی و دی الکتریک در مرتبه هم قرار می گیرند. 3) هزینه های ساخت و نگهداری خط انتقال 4) سادگی 5) پهنای باند خط انتقال با سرعت انتقال داده 6) پشتیبانی ازپیشرفت فناوری 5-2 پروتکل ها و استانداردها: با نگاه کردن به مدل هفت لایه ای ISO، می توانید ببینید که نرم افزارها و استانداردهای بسیارزیادی برای انجام این امور به کار گرفته شده اند.در واقع بحث ایجاد استاندارد ها و قوانین، بحث بسیار وسیع و گسترده ای است،زیرا تقریبا هر گروه و سازمانی که به شکلی درارتباط با این مسائل فعالیت می کند، سعی کرده تا روشی بر مبنای روتین ها ی کاری متداول خود ارائه دهد که نهایتا به تعریف استانداردهای مختلف و متفاوتی انجامیده است. اما در سال های اخیر بحث در مورد مدل های استاندارد ارائه شده توسط سازمان های معتبری چون ISOیاInternational Standard Organization وهمچنین موسسه دیگری به نام CCITTیاConsultative Committee On International telegraphy and telephony بسیار جدی شده و مدل های قابل قبول این سازمانها به صورت وسیعی مورد استفاده قرارمی گیرند، در اینجا به شرح مختصری در مورد چند پروتکل مهم خواهیم پرداخت. استاندارد های اترنت (IEEE 802, (Ethernet در سا ل های اخیر گرو هی از تولید کنندگان و فروشندگان تجهیزات الکترونیکی شبکه تصمیم گرفتند تا استاندارد های خاصی را برای شبکه محلی LAN تصویب کرده و ثبت کنند، این گروه از شرکتها نظیر DEC,Intel,Xerox تشکیل شده بود و استاندارد تولید شده برای LANبه نام Ethernet،نام گذاری شد. Ethernet پس از آن به صورت گسترده مورد استفاده عمومی قرار گرفت تا اینکه سازمان IEEE بر آن شد تا انجمنی برای مطالعه و بررسی سیستمهای Ethernet وارائه قوانین و پرو تکل های جدید در این زمینه تشکیل دهد و نام این انجمن راIEEE 802 قرار دادند.قوانین ارایه شده توسط این سازمان ها اغلب بر لایه های دیتالینک و فیزیکی اعمال می شود و Ethernetکاربران زیادی در سطح جهان دارد. پروتکل MAP : در سال های 1980 شرکت جنرال موتورز(GM)طی یک بررسی طولانی یکی از بزرگترین مشکلات سیستم خود را نداشتن ارتباط مناسب بین ابزارها، ماشین ها و قطعات مختلف در کارخانه عنوان کرد و جهت رفع این مشکل برآن شد تا پروتکلی را بین قسمت های مختلف برقرار سازد و مشکل ارتباطی خود را بدین ترتیب حل کند. نام این پروتکل MAP است که جهت بر قراری ارتباط بین سیستم های کنترل وPLCهای مختلف سا خت شرکت های متفاوت بکار می رود و به این سیستم ها اجازه می دهد که با یکدیگر صحبت کنند. MAPپس از آن بسیار مورد توجه قرار گرفت و نسخه های جدید آن مثل: MAP2.0 MAP2.1, MAP 3.0 نیز به بازار آمدند و پروتکل MAPدر واقع بنیانگذار شبکه های محلی صنعتی بودکه امروزه در کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد. پروتکل Technical Office Protocol) TOP) در سالهای بعداز ابداع پروتکل MAP شرکتهای دیگری در مورد آن نظر دادند و به بحث و تولید استاندارد های جدید برای آن پرداختند، از جمله این شرکتها می توان به شرکت هواپیما سازی بوئینگ اشاره کرده که به دنبال راه حلی مناسب جهت ارتباط کامپیوترهای دفتر طراحی که مشغول طراحی هواپیما بودند، می گشت و از آنجایی که این ارتباط بین نرم افزا های طراحی مثل CADDیا CAM برقرار می شد و نوع کار، کاملا دفتری است این پرو تکل به نام TOPو یا Technical Office protocolشناخته شد. پروتکل Transmission Control Protocol Internet) ,TCP/IP) TCP/IP یکی دیگر از استانداردهای شبکه است که در حین مطالعه و بررسی شبکه های صنعتی در کارخانه ها با آن مواجه خواهید شد ،این پروتکل برای لایه های 3و4 از مدل ISO طراحی شده است. TCP عمدتا برای لایه انتقال یاTransport طراحی شده و پروتکل Internetبرای لایه شبکه یا Network layer طراحی شده است.بنابراین هر دو آنها به تجهیزات مختلف از سازندگان متفاوت اجازه بر قراری ارتباط وتبادل اطلاعات را می دهد. این سری از پروتکلها توسط DODیا Department of Defense طراحی و ارائه شده است. پروتکل System Network Architecture) SNA) : شرکت IBM جهت پشتیبانی از محصولات خود که فروش بسیار خوبی نیز دارد،در سالهای گذشته اقدام به طراح و ابداع گروهی از استاندارد ها وپروتکل ها نمود. پروتکل SNA تمام رویه های استاندارد مدل ISOرا بجز لایه فیزیکی در بر می گیرد. پروتکل Manufacturing Message Specification )MM): این پروتکل نیز یک پروتکل استاندارد هفت لایه ایی بر اساس مدل ISOاست که برای برقراری ارتباط بین دستگاههای مختلف در شبکه های شبیه بهم بکار گرفته می شود. از انجایی که سیستمهای مختلف دارای امکانات و ابزار مختلف و گوناگون هستندبراحتی نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.پروتکل MMSبرای رفع این اشکال و پر کردن خلأ موجود در سیستم ارتباطی کارخانه هاابداع کردند که براحتی می تواندانتظارات فوق را برآورده سازد. استاندارد Field bus : همزمان با اتفاقات فوق و پیشرفت های چشمگیر صنعت ارتباطات در آمریکا، دراروپا نیز صنعت ارتباطات دچار تغییروتحول اساسی شد و سیستمهای مشابه سیستمهای آمریکایی در اروپا به بازار آمدند. استانداردهای اروپا از یک سیستم بنام فیلدباس استفاده می کنند که بسیار شبیه به مدل هفت لایه ISO است و از یک مدل استاندارد پنج لایه ای جهت انجام امور استفاده می کند.این استاندارد با ترکیب لایه های فیزیکی و دیتالینک به استاندارد های دیگری به نام DINV 19245 TI.DINکه گروهی از استانداردهای آلمانی هستند. مدل هفت لایه ایی به شش لایه ای و سپس با ترکیب لایه های Session، Presentationو همچنین قسمت انتهایی لایه Application به یک لایه تحت عنوان APمدل خود را تکمیل کرده و شروع به کار می کند. استاندارد Profibus: یک استاندارد برای شبکه های صنعتی و ارتباط بین شبکه ها است که توسط شرکت زیمنس در اروپا طراحی شد و تحت استاندارد فیلد باس به ثبت رسید .شرکت زیمنس در سالهای اخیر تعدادی از سیستمهای کنترل شرکتهای آمریکایی مثل Texas Instrumentرا خریداری کرد و سعی در برقراری ارتباط بین سیستمهای خود و نمونه های آمریکایی داشت و از آنجایی که نیرو و دانش فنی بسیار خوبی برای انجام طراحی در زمینه سخت افزار و نرم افزار در اختیار داشت اقدام به ارائه استانداردجدیدیبه نام Profibus نمود.

بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتیطرح توجیهی بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتیدانلود بررسی ساختار و نحوه عملکرد سیستم های کنترل صنعتیبرقسیستم های کنترل صنعتیکنترل حلقه بازدانلود طرح توجیهیپروژه دانشجوییدانلود پژوهشدانلود تحقیقپایان نامهانواع کنترلرهاکنترلرهای پیوستهفرایند تولید پیوستهدانلود

اصول کار با لیزر

از زمان ابداع نخستین لیزر توسط maiman در 1960 ، کاربرد های متنوع لیزر در شاخه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است جراحی لیزری قطعا ار مهمترین این کارها و یکی از برجسته ترین تحولات در پزشکی قرن حاضر به شمار می آید در واقع می توان گفت که انواع گوناگون لیزر ها به عنوان ابزار بی رقیبی در پزشکی نوین مطرح گردیده اند

دسته بندی	بانک اطلاعات
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1302 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	144

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

اصول کار با لیزر

لیزر ... از اعجاز‌آمیز‌ترین موهبت‌های طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. پلینی، تاریخ طبیعی، جلد 22. ص 49 (قرن اول میلادی)

برداشت از نوشته‌های پلینی بزرگ:

لیزر در دوران تمدن یونان ـ روم

در دوران تمدن یونان ـ روم (تقریباً از قرن ششم پیش‌ از میلاد تا قرن دوم میلاد) لیزر بخوبی شناخته شده و مشهور بود. گیاهی خودرو بود (احتمالاً از رده گیاهان چتری) که در ناحیه وسیعی در اطراف سیرن (لیبی امروز) می‌رویید. گاهی هم «لیزر پیتیوم» نامیده می‌شد و به علت خواص اعجاز‌گرش آن را هدیه‌ای از جانب خداوند می‌دانستند. این گیاه برای درمان بسیاری از بیماری‌ها از ذات‌الریه گرفته تا بسیاری از بیماری‌های واگیر‌دار به کار می‌رفت. پادزهر مؤثری بود برای مارزدگی،‌ عقرب زدگی و نیش پیکان‌های زهر‌آلود دشمن از طعم لذیزش به عنوان چاشنی عالی در بهترین آشپزی‌ها استفاده می‌شد. این گیاه آنچنان پرارزش بود که منبع اصلی سعادت سیرنیها به حساب می‌آمد و به یونان و روم صادر می‌شد. در مدت استیلامی رومی‌ها تنها خراجی که سیرینها به روم می‌دادند این گیاه بودکه همراه با شمشهای طلا در خزانه‌ها نگهداری می‌شد. شاید بهترین گواه‌ ارزش لیزر در آن روزگار نقش بر جام مشهور آرکسیلائو (که اکنون در موزه سیرن است.) باشد که باربران را در حال بار کردن لیزر در کشتی تحت سرپرستی شاه آرکسیلائو نشان می‌دهد، هم یونانی‌‌ها و هم رومی‌ها بسیار کوشیدند که بتوانند لیزر را در نقاط مختلف «آپولیا» و «آیونا» (در قسمت جنوبی ایتالیا) به کشت بنشانند. نتیجه آن شد که لیزر بیشتر و بیشتر کمیاب شد و به نظر می‌رسد که در حوالی قرن دوم میلادی کاملاً از میان رفت. از آن زمان تا به حال علی‌رغم کوشش‌های بسیار کسی موفق نشد که لیزر را در صحرا‌های جنوبی سیرن پیدا کند و بدین ترتیب لیزر به صورت گنجینه گمشده تمدن یونان-روم درآمد.

از زمان ابداع نخستین لیزر توسط maiman در 1960 ، کاربرد های متنوع لیزر در شاخه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. جراحی لیزری قطعا ار مهمترین این کارها و یکی از برجسته ترین تحولات در پزشکی قرن حاضر به شمار می آید. در واقع می توان گفت که انواع گوناگون لیزر ها به عنوان ابزار بی رقیبی در پزشکی نوین مطرح گردیده اند . دو دهه پیش کاربرد های بالینی لیزر فقط به شاخه چشم پزشکی محمدود می شد و از جمله جالب ترین جراحی های لیزری که امروزه نیز به طور گسترده ای متداول است به کار گیری لیزر یونی ارگون در درمان جدا شدگی شبکیه چشم می باشد. اما در حال حاضر به جرت می توان گفت که لیزر به تمامی شاخه های پزشکی رسوخ کرده و گسترش چشم گیری داشته است. این امر به دلیل گوناگونی سیستم های لیزری موجود ، تنوع پارامتر های فیزیکی و نیز اشتیاق شدید برخی گروه ها پژوهشی بوده است که بدین ترتیب تقریبا تمامی شاخه های جراحی در به کار گیری لیزر ها حمت گمارده اند . البته در برخی موارد به ویژه در شاخه ی موسوم بر انگیزش بیولوژیک ، پژوهشگران سمت گیری مناسبی را اتخاذ نکرده بودند و با سعی فراوان به چاپ مقالات بیشتر اهتمام می ورزیدند و تولید کنندگان برخی از سیستم های لیزری نیز به منظور سود بیشتر به تبلیغ محصولات خود می پرداختند اما سر انجام در یافتند که برخی از این سیستم ها دارای کارایی مناسب نیستند اما از سوی دیگر بسیاری از روش های لیزری که با یاری دانشمندان توسعه یافته است در عمل نیز ثمر بخش بوده اند . در حال باید همواره توجه داشت که این روش های درمانی به وسیله ی دیگر محققان نیز تایید شد و نتایج تحقیقات با ارئه مدارک مستدل در ژورنالهای معتبر علمی انتشار یابد . علاوه بر روش ها ی متداول معالجه لیزری ، امروزه برخی تکنیک های تشخیصی جالب نیز به مجموعه کاربرد ها افزوده شده است. در اواخر دهه 60 میلادی لیزر ها در شاخه های دیگر پزشکی نیز وارد شدند و امروزه مجموعه ای بزرگ از روش های لیزری در سرتاسر جهان به کار گرفته می شود اغلب آن ها به خانواده موسوم به « جراحی با حداقل اثر تهاجمی » تعلق دارند که به معنای جراحی بدون تماس و با کمترین میزان خون ریزی است . دو ویژگی فوق ، باعث شده تا لیزر به عنوان یک تیغ جراحی منحصر به فرد و وسیله کمک در مانی ارزشمندی مطرح شود . بسیاری از بیماران و همچنین جراحان ، لیزر را به مثابه ابزاری شگفت انگیز باور داشته اند که البته این ممکن است تا حدی گمراه کننده باشد و همواره لیزر نتواند خواسته های غیر عهادی یا بلند پروازانه ما را بر آورده سازد. باید توجه داشت که همیشه به داوری دقیقی در مورد پیشرفت های نوین لیزری نیازمندیم و به صرف گزارش هایی که در مورد معالجه با لیزر منتشر می شود نمی توادن ارزش درمانی آن را تضمین کرد، مگر آن که مطالعات مستقل نیز به ارزیابی و تایید مجدد آن بپردازد. یک نوع بر همکنش لیزری ممکن است در درمان نوعی بیماری به کار آید. اما همان اثر در معالجه بیماری دیگر فاجعه آمیز باشد . به عنوان مثال گرم کردن بافت سرطانی توسط پرتو دهی لیزر می تواند به مرگ نسوج ( نگروزه شدن ) تومور سرطانی منجر گردد که مورد نظر ماست. اما به کار گیری همین پارامتر های لیزری به منظور انعقاد شبکیه ای به ایجاد سوختگی در شبکیه و نا بینایی بازگشت ناپذیر منجر می گردد . آثار حرارتی در دمای بیش از c60 درجه منجر به ایجاد صدمات بازگشت ناپذیر می گردند. سیستم های لیزری به 2 دسته لیزر های موج پیوسته و لیزر های پالسی تقسیم بندی شده اند اغلب لیزر های گازی و برخی لیزر های حالت جامد به گروه اول تعلق دارند ، حال آن که خانواده لیزر ها پالسی عمدتا ً شامل لیزر های دیگر حالت جامد، اگزایمر و لیزر های رنگینه ای است.

در جدول فهرستی از انواع لیزر های پزشکی به هموراه دو پارامتر مشخصه آن ها یعنی طول موج و عرض پالس ( یا زمان پرتو دهی در لیزر های موج پیوسته ) داده شده اند. این فهرست بر حسب عرض پالس مرتب شده است زیرا مدت پرتو دهی یک پرامتر مهم در تعیین نوع برهمکنش لیزر با بافت طول موج ، دومین پارامتر مهم لیزر است که تعیین کننده عمق نفوذ تابش لیزر درون بافت می باشد و بیانگر آن است که پارامتر های جذب و پراکندگی تا چه میزان موثر می باشند . پارامتر موسم یعنی چگالی انرژی لیزر نیز حائض اهمیت است و اندازه آن یک شرط لازم برای تعیین نوع اثر بر همکنش لیزر با بافت ومحدوده آن به شمار می آید با کاربرد های پزشگی در چگالی های انرژی بین j/cm 1 تا j/cm 1000 به و قوع می پیوندند و این گستره نسبتا باریک در مقایسه با بازه عرض پالس می باشد که در مطالعه آثار برهمکنشی لیزر با فت تا 15 مرتبه بزرگی قابل تغییر است. پارامتر چهارم یعنی شدت پرتودهی ( چگالی توان سطحی باریک لیزر ) که بنا به تعریف نسبت چگالی انرژی به عرض پالس می باشد نیز قابل توجه است.

اخیراً دو پیشرفت مهم در فناوری لیزر سهم به سزایی در متحول ساختن تحقیقات پزشکی داشته است. این دو عبارتند از لیزر های دیودی و لیزر الکترون آزاد. لیزر های دیودی می توانند به صورت موج پیوسته یا پالسی گسیل نمایند و به طور خارق العاده ای کوچک می باشند اما در عوض لیزر های الکترون آزاد که با استفاده از باریکه ها چند مگاالکترون ولتی ( mev ) شتاب دهنده های الکترونی کار می کنند قادر به تولید پالس های لیزری بسیار کوتاه می باشند ولی چون ماشین های قول پیکر و عظیمی هستند ، فقط در مکان خاصی می توانند نسب و مورد استفاده قرار گیرند .

پیشرفت کنونی در جراحی لیزری به توسعه سریع سیستم های لیزری پالسی وابسته است.

در حال حاضر بسیاری از لیزر های پزشکی یا تابش موج پوسته دارند و یا پالس های با عرض بیش یک میکرو ثانیه گسیل می کنند بنابراین آشکارا می تواند گفت که در ارتباط با این لیزر ها تحقیقات در آثار گرمایی محدود شده است. اما هنگلمی که پالس های لیزری کو تاه تری تولید شوند آنگاه امکان وقوع انواع دیگر بر همکنش های لیزر با بافت وجود خواهد داشت. این آار عمدتا از انواع غیر حرارتی بوده و بر اساس سازو کار های کندگی مانند نور کندگی ، کندگی القایی پلاسمایی و با فر آیند گسیختگی نوری می با شد که در مقیاس های نانو ثانیه و پیکو ثانیه روی می دهند .

به طور کلی می تواند چنین خلاصه نمود که توسعه و تکامل سیستم های لیزری که قادر به تولید غالب های کوتاه تری می باشند همواره کاربد های نوین و جالبی را با خود به همراه آورد.

بازه عرض پالس	طول موج (nm)	نوع لیزر
( موج پیوسته) cw Cw Cw پالسی یا cw پالسی یا cw پالسی یا cw Us250-1 Us250- ns100 Us250- ns100 Us250- ns100 Us250- ns100 Us250- ns100 Us100- ns50 Ns300-20 Ns20-10 Ns20-10 Ns20-10 Ps100-30 Ps100-30 Ps10-2 Ps100- fs10	514-488 647-568-531 633 Um6/10 900-450 900-670 694 1053 1064 2120 2780 2940 800-720 308 351 248 193 1053 1064 6000-800 1000-700	یونی آرگونی argonion یونی کریپتونkrypton ion هلیون- نئونhe-ne گاز کربنیک co لیزر رنگینه ای dye laser لیزر دیوگی diode laser یاقوت ruby نئود یمیوم وای ال افnd:ylf نئودیمیوم یاگnd:yag هولمیوم یاگ er:yag Er:ysgg اربیوم یاگer:yag الکساندر ایتalexandrite زنون- کلرایدxecl زنون – فلوراید xef کریپتون – فلورایدkrf آرگون –فلوراید arf ( به روش قفل شدگی مد)nd:ylf (به روش قفل شدگی مد )nd:yag لیزرئ الکترون آزادfel (free electron laser ) تیتانیوم – سفایرti:sapphire

نخستین لیزر یک لیزر یاقوت با دمش لامپ درخش زنون بود . خروجی این لیزر به صورت پالس بسیار تیز مشخص می شد. معمولاً مدت زمان گسیل لیزری توسط لامپ درخش تعیین می گردد که به طول عمر تراز بالایی لیزر مطابقت دارد و در مورد یاقوت حدود ms 1 است. با ابداع سوئیچ Q ، پالسهایی تا حدود ns 50 بهدست آمد . ابزار مکانیکی مانند آینه های چرخان یا دریچه های دوار و ابزار نوری همچون کریستالهای پاکلز آکوستواپتیکی یا الکتروپتیکی می توانند بعنوان ابزار سوئیچ Q به خدمت گمارده شوند. در هر دو حالت تلفات درون تشدید گر ( کاواک ) به طور مصنوعی به میزان بالایی نگهداشته شده تا آن که وارونی بسیار بزرگی در ترازهای انرژی گذار لیزری حاصل شود. آن گاه به هنگام برداشت تلفات ، تمامی انرژی انباشته شده در محیط فعال لیزر به ناگهان توسط فرآیند گسیل القایی در تشدیدگر به بارکه لیزر تبدیل می شود. تولید پالسهای زمانی کوتاه تر نیز با بکارگیری قفل شدگی مد درون کاواک لیزر قابل دستیابی است. در حین عمل قفل شدگی مد ، مدولاسیون میدان الکترومغناطیسی با بکارگیری کریستالهای مدوله ساز سریع ( قفل شدگی مد فعال ) یا با کمک جاذب های اشباع پذیر ( قفل شدگی مد غیر فعال ) انجام می پذیرد . بدینوسیله فاز های کلیه مد های طولی نوسان کننده لیزر اجباراً همپوشانیده می شوند که در نتیجه آن پالسهای پیکوثانیه ای بدست خواهند آمد. یک نمونه از چنین لیزر هایی ، لیزر nd:yag با پهنای باند اپتیکی در مرتبه nm 1 می باشد. این پهنای باند ، کوچکترین عرض پالس قابل حصول را فقط به چند پیکو ثانیه محدود خواهد ساخت .از این رو به منظور ساخت لیزر های فمتو ثانیه ای اساساً می بایست در ساخت محیطهای فعال لیزر با پهنای باند اپتیکی وسیع تر تحولی حاصل می شد که امروزه این امر با تولید کریستال هایی نظیر ti:sapphire یا cr:lisaf میسر شده که پالسهای لیزری به کوتاهی fs 5/8 تولید می کنند . این امر در مقاله zhou (1994 ) نیز بیان گردیده است. این بازه زمانی از نظر گستره مکانی ، معادل با چند طول موج است. مهمترین روشهای تولید پالس در کتاب ارزشمند siegman (1986) به نگارش در آمده است.

1ـ 1 گسیل خودبخود، گسیل القایی و جذب

الکترونیک کوانتومی رشته‌ای از الکترونیک است که پدیده‌های با طبیعت کوانتومی را بررسی می‌کند. در این جا نمونه خاصی از الکترونیک کوانتومی، یعنی اصول فیزیکی لیزر و رفتار آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم. پیش از بحث در جزییات؛ کمی درباره‌ی مبانی نظری لیزر به زبان ساده صحبت کنیم.

در لیزر از سه پدیده‌ی اساسی که نتیجه‌ی برهم کنش موج الکترومغناطیس با ماده‌اند، استفاده می‌شود. برای اینکه بتوانیم از ماهیت پرتوی لیزری آگاه شویم، به تشریح این پدیده‌ها یعنی فرایندهای گسیل خودبخود، گسیل القایی و خذب می‌پردازیم.

اگر جه ادعای پیشگویی اصول لیزر توسط اینشتین ممکن است بحث برانگیز باشد، اما او با تشریح فرایندهای جذب اتمی، گسیل خودبخودی و گسیل برانگیخته در سال 1917 اصول لیزر را بیان کرد. تقریباً 40 سال بعد چارلز تاونز، تئودور ماین تخستین لیزری را که با یاقوت مصنوعی کار می‌کرد را ساخت و این نخستین لیزری است که به جامعه علمی عرضه گردید. در سال 1916 علی جوان دانشمند ایرانی نخستین لیزر گازی را که مخلوطی از گاز هلیم و نئون کار می‌کرد را بوجود آورد. امروزه صدها نوع ماده لیزری و هزاران خط لیزری شناخته شده است که علاوه بر مسائل پژوهشی کاربردهای متنوعی دارند.

1ـ 1ـ 1 گسیل خودبخود

در نوع نخست برهم‌کنش اتم در یک حالت برانگیخته با گسیل یک فوتون به حالت پایین‌تر می‌رود.

در یک اتم مفروض، دو تراز 1 و 2 با انرژی را در نظر می‌گیریم (). این دو تراز ممکن است دو تراز منتخب از بینهایت تراز آن اتم باشند. اما برای آسانی فرض می‌کنیم تراز 1 را تراز پایه درنظر می‌گیریم. اکنون فرض می‌کنیم که اتمی یا مولکولی از ماده ابتدا در تراز 2 باشد، از آنجا که است، اتم به فروافتادن به تراز 1 گرایش پیدا می‌کند. بنابراین اختلاف انرژی باید آزاد شود. هنگامی این اختلاف انرژی به صورت موج الکترومغناطیسی گسیل می‌شود، به آن گسیل خودبخود یا تابشی می‌گویند. بسامد موج تابش شده از رابطه زیر بدست می‌آید:

(1ـ 1ـ 1)

فوتون + اتم اتم

شکل1ـ 1برهم کنش های تابش با ترازهای انرژی اتمی

که در آن h ثابت پلانک است و علامت ستاره حاکی از حالت برانگیخته است. بنابراین گسیل خودبخودی با گسیل فوتونی به انرژی ، وقتی که اتم از تراز 2 به تراز 1 فرو می‌افتد، مشخص می‌شود (شکل 1ـ 1). گسیل تابشی یکی از دو طریق ممکن در فرو افت اتم است. فروافت اتم از تراز 2 به تراز 1 بدون تابش نیز می‌تواند صورت بگیرد. در این فرایند اختلاف انرژی به صورت دیگری غیر از تابش موج الکترومغناطیسی به محیط منتقل می‌شود (مثلاً ممکن است به صورت انرژی جنبشی به مولکولهای محیط منتقل شود).

احتمال گسیل خوبخود را به طریق زیر می‌توان مشخص شود:

فرض کنیم در لحظه‌ی t تعداد اتم (در واحد حجم) در تراز 2 وجود داشته باشد. واضح است که آهنگ فروافت این اتم‌ها در اثر گسیل خودبخود یعنی ، متناسب است با . بنابراین می‌توانیم بنویسیم:

(1ـ 1ـ 2)

ضریب A را احتمال گسیل خودبخود و یا ضریب A اینشتین می‌نامند. نخستین رابطه را برای A اینشتین با قوانین ترمودینامیک به دست آورد. کمیت را طول عمر گسیل خودبخود می‌نامند. مقادیر عددی A (یا ) به نوع گذار بستگی دارد.

1ـ 1ـ 2 گسیل القایی

برهم‌کنش دوم که مسئول عملکرد لیزر به شمار می‌آید، گسیل القایی (یا تحریک شده) است. اکنون دوباره فرض می‌کنیم که اتم در ابتدا در تراز 2 (حالت برانگیخته) قرار گرفته است و موجی الکترومغناطیسی با بسامد که از رابطه‌ی (1ـ 1ـ 1) به دست می‌آید (یعنی بسامد موج فرودی با بسامد گسیل خودبخود برابر است) نیز بر اتم فرود آید. نظر به اینکه این موج دارای همان فرکانس اتمی است احتمال معینی وجود دارد که این موج، اتم را به گذار 1 2 وادارد. در این مورد اختلاف انرژی آزاد شده به صورت موج الکترومغناطیسی به موج فرودی افزوده می‌شود. این پدیده گسیل القایی است. ولی باید تفاوت اساسی میان گسیل القایی و گسیل خودبخودی را در نظر داشت: درباره‌ی گسیل القایی چون این فرایند با اعمال موج الکترومغناطیسی فرودی صورت می‌گیرد، گسیل هر اتم به صورت همفاز به موج فرودی افزوده می‌شود. علاوه بر این، موج فرودی جهت گسیل شده را تعیین می‌کند. یعنی دو فوتون خروجی درست در یک جهت با انرژی دقیقاً یکسان حرکت می‌کنند و امواج الکترومغناطیسی مربوطه کاملاً همفاز (همدوس) هستند. به زبان نمادین : 2 فوتون + اتم فوتون + اتم

در این مورد نیز می‌ـوانیم فرایند را با معادلة:

(1ـ 1ـ 3)

مشخص کنیم که آهنگ گذارهای در نتیجه گسیل القایی است و احتمال گذار القایی نامیده می‌شود. نیز مانند ضریب A که با رابطه تعریف شد دارای بعد عکس زمان است. ولی ضریب بر خلاف ضریب A نه تنها به گذار بخصوصی بستگی دارد، بلکه بطور دقیقتر، برای موج تخت الکترومغناطیسی می‌توانیم بنویسیم:

(1ـ 1ـ 4)

که در آن F شار فوتون موج فرودی است و کمیتی است که دارای ابعاد سطح است و سطح مقطع گسیل القایی نامیده می‌شود و تنها به گذار بستگی دارد.

اصول کار با لیزرطرح توجیهی اصول کار با لیزردانلود اصول کار با لیزرلیزرب رقبرقدانلود طرح توجیهیپروژه دانشجوییدانلود پژوهشدانلود تحقیقپایان نامهدانلود پروژه