بخشی از مقاله
چکیده -مهمترین بخش مهندسی صنعت جهان اعم از نیروگاه، شرکت نفت، صنایع پتروشیمی، صنایع فولاد و ... را واحد کنترل ابزاردقیق بر عهده دارد که کنترل پروسه های مختلف، نیازمند ادوات ابزاردقیق می باشند تا بتوان فرآیندها را تحت کنترل در آورد، به گونه ای که واژه کنترل و ابزاردقیق معنی پیدا می کند. از جمله مهمترین کمیت های مورد اندازه گیری در واحد های صنعتی، کمیت فشار می باشد که نیازمند تجهیزاتی است که با توجه به شرایط محیطی و استانداردهای مربوطه بتوانند فشار سیستم را به درستی و بدون خطا اعلام کنند و به آن عمل نمایند.
محیطهای پر ارتعاش همیشه باعث انحراف عقربه گیج های فشار - گیج فشار کنتاکدار و ساده - می گردید و مقدار کاذب نشان می داد و حتی ممکن بود سیگنال ممنوعیت استارت تجهیزی بفرستد و همچنین الکتروموتوری از مدار خارج گردد که وضعیت بحرانی را ایجاد می کرد. در چنین شرایطی تزریق روغن گلیسیرین در گیج های فشار ابزاردقیق در محیط های پر ارتعاش جهت قابلیت اطمینان سیستم انجام پذیرفت که پس از اتمام این پژوهش نتایج ارزنده ای بدست آمد که با توجه به ویبره شدید و حرارت بالا و شرایط نامساعد محیط، عقربه فشارسنج ثابت باقی ماند و مشکلات برطرف گردید.
-1 مقدمه
خواندن دقیق مقادیر محلی فشار توسط اپراتورها در نیروگاه ها و صنایع مختلف، امری واجب و غیر قابل اجتناب می باشد که باید به درستی و با دقت هر چه بیشتر و صحیح ثبت گردد. در محیط های صنعتی و در جاهایی که ارتعاش ها زیاد میباشد، انحراف زیادی در عقربه گیج های فشار ابزاردقیق رخ دهد و نوسان شدیدی ایجاد می گردد که بسیار مشکل ساز است. با بررسی های به عمل آمده و مراحل تحقیق مشاهده شد که افزودن مقادیر قابل ملاحضه ای روغن گلیسیرین در این گیج ها - گیج کنتاکدار و معمولی - باعث قطع شدن نوسان و ثابت شدن عقربه فشارسنج می گردد که نتایج قابل قبولی به دست آمده است که در ادامه بیان می شود.
در واقع ابزاردقیق موضوعی است که امروزه در کلیه علوم دارای اهمیت ویژه ای جهت کنترل یا مدیریت بهره برداری هر فرآیند می باشد. در یک واحد صنعتی به منظور کنترل دقیق و مستمر فرآیند تولید، نیاز است که به طور دایم کارکرد و صحت قسمتهای مختلف کنترل شوند و در صورت بروز اختلال در یک قسمت بلافاصله به رفع مشکل آن پرداخته شود که از بروز مشکل در سایر قسمت ها و در نهایت پایین آمدن کیفیت و کمیت تولید جلوگیری شود. اهمیت این فن وقتی آشکار میشود که با صدها عنصر کنترلی که به طور 24 ساعته تحت کنترل سیستم می باشد، از خستگی و خطای نیروی انسانی کاسته و با وجود کمترین خطا، کنترل کننده واحد را به طور اتوماتیک اداره می کند .[1]
-2 ادبیات پژوهش
-1-2ابزاردقیق1
3. ابزاردقیق و کنترل صنعتی در تمامی صنایع از جمله صنایع نیروگاهی و پتروشیمی و شرکت نفت و ... کاربرد فراوانی دارد، در نتیجه با اندازه گیری و کنترل پارامترهای بسیار متعددی مانند فشار، فلو، سطح و ... در این صنایع رو به رو می شوند که نیاز به استفاده و به کارگیری از تجهیزات ابزاردقیق گسترده ای دیدهخواهد شد.
4. مهندسی ابزار دقیق 2علمی میان رشتهای است که با اندازهگیری کمیتهای فیزیکی فشار،دما، سطح مواد در مخارن æ فلو و … و کنترل آنها سرو کار دارد. در ابزاردقیق به دلیل وجود سنسورهای الکتریکی با رشته برق و الکترونیک ارتباط بسیار نزدیکی دارد، اما موضوع اصلی کنترل وابستگی شدیدی به حسگرها دارد. این گرایش بطور گسترده به طراحی و کنترل سیستم های صنعتی می پردازد. سنسورها، ترانسمیتر ها، دستگا-های اندازه گیری و کنترل کننده های نوین نقش بسیار پر-اهمیتی در این گرایش دارند. ابزار دقیق از سه قسمت اساسی تشکیل شده است: .1اندازگیری.2کنترل.3محرکها - ادواتخروجی - این سه مجموعه در کنار یکدیگر مکمل یک سیستمی به نام سیستم های کنترل اتوماتیک می باشند که این سیستم کنترل اتوماتیک وظیفه انجام کنترل فرایندی را در یک مجموعه عملیاتی بر عهده دارد .[2]
.1-1-2اندازه گیرها
.2-1-2کنترل کننده ها
.7 بخش دیگر ابزار دقیق بخش کنترل می باشد در ابتدای شروع صنعت که کنترل بصورت امروزی نبود کنترل به وسیله عوامل انسانی انجام می شد، سپس با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با به وجود آمدن ادوات نیوماتیکی - بادی - وارد مرحله جدیدی شد. بعد از مدتی با اختراع ترانزیستور استفاده از کارت های الکترونیکی برای کنترل آغاز شد. با به وجود آمدن این قطعات کنترلی استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کمتر می شد. در ادامه پیشرفت علم کامپوترهای صنعتی با نام 3 PLC وارد صنعت شدند. به وسیله این سیستم ها واحدها به آسانی کنترل می شدند و تغییرات نیز به آسانی در واحدها انجام میگرفت. امروزه کنترل کنندهای جدید تری بنام - - DCS4 سیستم کنترل کننده توزیع پذیر - - FCS5 و کنترل کننده های فازی وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.
.8.3-1-2محرکها - ادوات خروجی -
.9 محرکها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می گیرد و متناسب با این سیگنال ها عمل میکند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده و مقدار مطلوب و مورد نظر را عبور می دهند. این ادوات گستره تنوع زیادی دارند. .10
.5 قسمت اندازه گیر مقدار واقعی عنصر مورد نظر را -2-2ارتعاش گیری می کند. پارامترهای مختلفی در صنایع برای کنترل ارتعاش، نوسان مکانیکی حول یک نقطه تعادل است. ارتعاش اندازه گیری می شود.
.6 ممکن است مانند حرکت آونگ متناوب - تکرار شونده - باشد یا مانند حرکت چرخ خودرو روی مسیر ناهموار تصادفی باشد. ارتعاشات مکانیکی6 حرکت نوسانی اجسام و نیروهای وابسته به آنها گفته می شود. تمام اجسامی که جرم و کشسانی دارند می- حوزه ی اندازه گیری - Range - : محدوده ای ازدامنه ی تغییرات کمیت مورد اندازه گیری است ، که اندازه گیر قادر به اندازهگیری آن می باشد.
توانند نوسان کنند. از این رو، اغلب ماشین ها و سازه های صنعتی تا اندازه ای ارتعاش می کنند، و در طراحی معمولا باید رفتار نوسانی آنها در نظر گرفته شود. سیستم های نوسانی را به دو رده وسیع خطی و غیر خطی می توان تقسیم بندی کرد.کلیه اجسامی که دارای جرم بوده وخاصیت کشسان داشته باشند می توانند ارتعاش ایجاد کنند، بنابرین کلیه ماشین آلات و ابزارهایی که این خاصیت را داشته باشند میتوانند عامل ارتعاش را ایجاد کنند. منابع تولید ارتعاش ممکن است، ضربات و اصطکاک ناشی از مکانیزم دستگاه باشد یا عدم تقارن یا تعادل توده های گردنده باشد و همچنین جنبش ناگهانی در اثر فشار هوا و غیره باشد، حتی مجموع سه عامل فوق هم احتمال دارد به وقوع بپیوندد .[3]
-3-2اندازه گیری
اولین قدم برای کنترل یک فرایند ، شناخت و درک دینامیک و رفتارهای آن فرآیند است. برای کنترل یک کمیت باید در هر لحظه اطلاعات دقیقی از آن داشته باشیم. پس بایدکمیت مورد نظر را همواره اندازه گیری نماییم. معمولا دستگاه های اندازه گیری از سه بخش حس گر یا سنسور - Sensor - ، مبدل یا ترانسدیوسر - Transducer - ، انتقال دهنده یاترانسمیتر - Transmitter - تشکیل شده اند که گاهی این بخش ها با هم ادغام می باشند. یک اندازه گیر خوب باید دارای ویژگی های متعددی باشد. صفر اندازه گیری - Zero - : معمولا نقطه ی مشخصی را در حوزه ی اندازه گیری به عنوان نقطه ی صفر در نظر می گیرند. در نقطهی صفر ، لزوما خروجی اندازه گیر صفر نمی باشد و ممکن است دارای مقدار می باشد.
انحراف صفر - Zero Drift - : اندازه ی خروجی در نقطه ی صفر ممکن است با گذشت زمان یا دیگر عوامل تغییر کند ، این پدیده را پدیده ی انحراف صفر می گویند. حساسیت - Sensitivity - : حساسیت یک اندازه گیر عبارت است از تغییرات خروجی اندازه گیر به واحد تغییرات در کمیت مورد اندازه گیری می گویند. حد تفکیک - Resolution - : حد تفکیک عبارت است از کوچکترین اندازه تغییرات کمیت مورد اندازه گیر ، اندازه گیری شود. پاسخ دهی - Response - : در عمل اندازه گیر ها دارای ثابت زمانی وبعضا تاخیر خالص می باشند. ثابت زمانی عنصر اندازه گیر باید از کوچکترین ثابت زمانی موجود در حلقه ی کنترل بسیار کوچکتر باشد.
خطی بودن - Linearity - : اگرشیب مشخصه ی ورودیBخروجی اندازه گیر ثابت باشد ، یک اندازه گیر مطلوب می باشد. گاهی اوقات بهترین خطی که مشخصه ی اندازه گیر را بیان می کند ، به عنوان مشخصه ی اندازه گیر در نظر گرفته می شود. هیسترزیس پسماند - Hysteresis - : نوعی رفتار غیر خطی در اندازه گیر ها می باشد که مشخصه ی اندازه گیر در مسیر افزایش ورودی با مشخصه ی اندازه گیر در مسیر کاهش ورودی تفاوت دارد. دقت - Accuracy - : تطابق مقدار اندازه گیری شده با مقدار واقعی کمیت مورد اندازه گیری است.
