پایان نامه طراحي سيستم هاي ابزار دقيق ايستگاه تقويت فشار گاز


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه طراحي سيستم هاي ابزار دقيق ايستگاه تقويت فشار گاز مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای 139  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه طراحي سيستم هاي ابزار دقيق ايستگاه تقويت فشار گاز نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

تقويت فشار گاز   1
بصورت دستي   1
بصورت خودكار شامل   1
الف)بوسيله دكمه  روي سيستم ولو   1
ب)از راه دور اتاق كنترل   1
4. جعبه دنده اصلي قسمت گردنده   2
ب) سيستم هاي اصلي توربوكمپرسور   3
سيستم روغن خنك كننده    3
سيستم نشت بند   3
سيستم استارت   3
سيستم سوخت   3
سيستمهاي توربوكمپرسور   3
الف) سيستم روغنكاري   3
سيستم استارت   5
سيستم گاز سوخت   5
2-  PDT فيلتر گاز ورودي به واحد   6
طراحي سيستم   6
ساختمان سيستم كنترل   7
فلسفه اصلي در طراحي سيستم هاي جديد كنترل كاهش توقفهاي توربين   7
2- سيستم حفاظتي   7
سيستم متوالي    8
بهره برداري از واحدها   9
اما به طور كلي مي توان گفت كه استارت شامل سه مرحله مي باشد .   9
واحد استپ نيز شامل دو مرحله مي باشد :   9
در چهار صورت سيستم از گاز تخليه مي گردد و براي راه اندازي مجدد نياز به فشار گيري دارد   9
انواع حسگرهاي مورد استفاده در واحد   9
شعله يابها ،گازيابها ،دوديابها   11
2)اندازه گيري وتبديل فشار گاز (عناصر برقي )   11
پل وستون   11
يكي از طرحهاي متداول مدار مبدل برقي فشار پل وستون مي باشد .شكل1   11
شكل1   12
1- مبدل ترانسفورماتور تفاضلي متغير خطي   13
2- مبدل برقي فشار   13
در شكل(3و2) طرح ديگري از ترانسفور ماتور تفاضلي خطي نشان داده شده است.   13
سيستم ترانسفور تفاضلي متغييرخطي   14
تغيير مي دهد.با اندازه گيري جريان خروجي ،مي توان مقدار فشار را بدست آورد .   14
مبدل پتانسيمتري   15
شكل5- مبدل پتانسيمتري   16
مبدل خازن متغيير خطي   17
شكل6- سنسور فشار ، هز نوع القاءكننده متغيير   18
سنسور فشار ، نوع القاءكننده متغيير   18
” سنسور فشار از نوع القاءكننده متغيير ”   19
Varible Inductor Pressurs   19
شكل 7   19
المانهاي الكترونيكي فشار   20
با استفاده از روش اندازه گيري اضافه طول نسبي   20
اندازه گيري فشار به روش يونيزاسيون   22
22
گيج كاتد گرم   23
گيج كاتد سرد   23
مبدل پي زو الكتريكي   24
گيج پيراني   26
3)اندازه گيري جريان سيالات بشيوه قياسي و يا استنباطي   26
دستگاههاي اندازه گيري و انتقال دهنده   27
وسيله و يا عنصر اوليه جريان سنجهاي وابسته به اختلاف فشار   27
عناصر اوليه   28
صفحه هاي سوراخ دار   28
شكل 18   29
صفحه هايي با سوراخ خارج از مركز   30
30
شكل21   30
صفحه با سوراخ قطاعي   31
اريفيس ،با لبه ربع دايره يا اريفيس لبه گرد   31
با قرار دادن عوامل مورد نياز عدد رينولدز ، نتيجه حاصل مي گردد:   33
وزن مخصوص* قطر روزنه صفحه*سرعت متوسط سيال=عدد رينولدز   33
گرانروي مطلق   33
عدد رينولدز در بيشتر واحدهاي عملياتي بين 000و10و000و1000   33
پايين بودن عدد رينولدز ، موجب تغيير جريان ، از حالت متلاطم به حالت ارام خواهد شد.   33
روزنه هاي لبه گرد براي جريانهاي بالا داراي عملكرد خوبي نمي باشد.   33
جدول شماره 1   33
لوله ونچوري نوعي ديگر از عنصر اوليه ميباشد كه در صنايع مورد استفاده قرار ميگيرد.   33
“جدول 1-گزينش عناصر اوليه براي كاربردهاي مختلف”   33
سوراخ هاي خروج گاز و يا عبور مايع   35
صفحه روزنه دار يكپارچه با جريان سنج (1)   36
1 تا 1 1  اينچ به كار مي روند .   36
گستردگي ميدان اندازه گيري جريان سيالات   37
شكل 26   38
شكلهاي 27   39
محاسن صفحه هاي سوراخ دار   39
معايب صفحه هاي سوراخ دار   40
انواع اتصالات شير اريفيس   40
1-اتصال فلنج   40
شكل29   41
2-اتصال گوشه اي   41
شكل 30   42
از معايب و اشكالات اتصال گوشه اي يا زاويه اي آن است كه :   42
3- اتصال وناكانتركتا   42
شكل 31   43
4-اتصال شعاعي   44
5- اتصال لوله (شكل 32)   44
شكل 32   44
در شكل بالا ،موقعيت چهار نوع انتقال فشار از طرفين اريفيس پليت به شرح زير تعيين گرديده است :   44
AA-انشعاب گوشه اي   44
BB- انشعاب فلنج   44
CC- انشعاب وناكانترها و شعاعي   44
DD- انشعاب لوله   44
انشعابات فشار   46
اقسام انشعابات بشرح زير است :   46
انشعاب فشار ازلوله   46
انشعاب فشار از فلنج   47
انشعاب فشار از از وناكانتركتا   47
لوله و نچوري   48
معايب لوله و نچوري   48
49
“طراحي لوله ونچوري”   49
شكل 38   49
4)عملكرد شيرهاي خودكار كنترل عددي   49
شرح  ميكروپروسسوري مدل 800و650:   49
اصول كاركرد اين سيستم براساس  عمليات متمتيز زير پايه گذاري شده است :   49
2- ديده باني فشار و اندازه گيري نرخ افت فشار   50
3-ديده باني جريان با اندازه گيري اختلاف فشار دو سر شيشه نيمه بسته   50
در شكل 41- بلوك دياگرام مربوط به سيستمهاي Accu Tect نشان داده شده است.   52
سيستم سلسله مراتب نمايش هاي VDU   53
5)سيستمهاي هشدار دهنده   53
تعاريف   54
2-ملاحظات طراحي   55
1-2 اعتبار   55
2-2 ارتباط فني   56
3-2 نيازهاي فني   56
نشاندهندهاي الارم بايد بتوانند استفاده كنندگان را در جهت نيل به اهداف زير كمك و يار دهند.   56
4-2 طبقه بندي   57
روش اختصاص هر آلارم درون سيستم داراي امتيازهاي چهارگانه زير مي باشد:   57
3-آناليز وكاهش آلارم ها   57
1-3 دسته بندي آلارمها   57
2-3 غلبه بر آلارمها   58
جدول6-روش طبقه بندي آلارمها   58
جدول7- مثالهايي از چك ليست اعمال شده بر آلارمها   59
3-3 درختهاي آلارم   60
شناسائي و الگوسازي   60
جدول8- درخت تجزيه وتحليل آلارم   61
4-3 احتمالات   61
دستگاههاي هشدار دهنده   61
جدول9-آرايه الگوي آلارم   62
6- نحوه برخورد با آلارمها   64
6) نمايشگرهاي كامپيوتري :   65
2-روشهاي طراحي،مكانهاي نمايش اطلاعات   66
كنترل ابزار دقيق   67
شكل 44-متدولوژي طراحي فورمت VCD كه نمايش دهنده ارتباط داخلي در فرآيند است   67
7) منابع تغذيه الكتريكي براي سيستم هاي IوC   68
2-منابع تغذيه AC با فركانس 50 هرتز   68
1-2 ادوات ابزار دقيق با باتري پشتيبان   68
2-2 سيستم مرسوم براي منبع تغذيه ابزار دقيق با باطري پشتيبان   69
تحت شرايط كارطبيعي ،انتقال قدرت به بارهاي متصل به كليد خانه به صورت زير مي باشد :   70
عملكرد سيستم منبع تغذيه ابزار دقيق با باطري پشتيبان   71
سيستم كلي با تمام اجزاء   71
جدل 10- دامنه و مدت اعوجاج هاي منبع تغذيه AC,DC   72
منابع تغذيه DC   73
استفاده از منابع تغذيه DC در تجهيزات كنترل و ابزار دقيق   73
جدول11-تغييرات ولتاژ سيستم باطريDC   73
2-3 باطري هاي 110و48 ولت   74
3-3 منابع DC ديگر   74
4-3 دلايل و لزوم طراحي تجهيزات الكترونيكي   74
تغييرات منبع تغذيه   74
قطعي هاي قابل تحمل   74
مي توان تدابير خاصي براي تجهيزات حساس در نظر گرفت كه عبارتند از :   75
جدول12- مشخصات نمونه منبع تغذيه سازندگان كامپيوتر   75
4 نويز ميخي شكل و حالتهاي گذرا   76
منابع تغذيه داخلي در تجهيزات كنترل و ابزار دقيق   77
نحوه ي آرايش عمومي   77
2-5 منابع تغذيه سوئيچينگ   77
شكل46 –اساس منبع تغذيه خطي ولتاژ پايين با تنظيم كننده از نوع سري   78
شكل47-اساس منبع تغذيه سوئيچينگ با تنظيم كننده ولتاژ   79
جدول13-مقايسه ي منبع تغذيه خطي با سوئيچينگ   79
مزايا   80
معايب   80
ث-نويز در خروجي هاي ثانويه به دو صورت مي باشد:   81
شكل48-  منبع تغذيه سوئيچينگ   81
نوع تركيبي  منبع تغذيه   81
سيستم منبع تغذيه نوعي براي تجهيزات كنترل و ابزار دقيق   81
منابع هواي فشرده سيستم ابزار دقيق   82
نيازهاي اوليه   82
شكل49-نماي منبع تغذيه مستقيم DC دوتائي.   83
كيفيت هوا   83
سيستم هواي فشرده   83
8) سيم كشي سيستم كنترل و ابزار دقيق ،ترمينال بندي و اتصال زمين   83
ترمينال بندي   84
شكل52-نمونه اي از ترمينالهاي كشوئي   85
شكل 53-مثالي از واحد اتصالات سيم بندي شده با جداكننده اتصالات و نقاط آزمايش   86
خصوصيات الكتريكي كابل هاي كنترل و ابزار دقيق   86
سطوح قدرت سنسورها و مبدل ها   86
شكل 54 – انتشار و حذف تداخل الكترو مغناطيسي   88
كوپلاژ مغناطيسي   88
پيچاندن كابل هاي زوجي به طوري كه ولتاژ القاء شده در هر زوج ديگر را از بين ببرد .براي سوئيچينگ   88
كوپلاژ الكترومغناطيسي   89
شكل 55- تداخل وحذف كوپلاژ مغناطيسي ،به طريق زير كاهش مي يابد .   89
شكل 56- كوپلاژ الكتراستاتيكي (خازني )بين كابل هاي تغذيه و كابل هاي سيگنال   89
شكل 57 – اصول فيلتر سازي الكتروستاتيكي به منظور كاهش تداخل ناشي از كوپلاژ خازني   90
طراحي تقويت كننده ها براي حذف تداخل   90
تداخل به شكل هاي زير به وجود ي آيد :   90
شكل 58-نوع تداخل سري و مشترك و راه هاي كاهش اثرات آنها .   91
اصول كلي بهره برداري   93
PLC   98
اشكال مختلف نمايش برنامه :   102
بلوكهاي سازماني دهي   104
به روش LAD   105
بررسي يك نمونه سنسور موقعيت زاويه اي مطلق   107
سنسورهاي مگنتورزيستيو   112
كـــــاربـــرد ها   112
كاربردهاي خطي   112
كاربرد هاي زاويه اي   116
منابع و ماخذ   120
پيوست ها   122

منابع و ماخذ

1- صفوي، دكتر سيد علي اكبر – شجاعي، حسين- عملكرد و كاربرد plc در اتوماسيون صنعتي

2- مشتاقي- رحيم- اندازه گيري جريان سيالات

3- سلطاني-  محمود- تجربيات نيروگاههاي پيشرفته جلد 16

تقويت فشار گاز

گاز پالايش شده خروجي از پالايشگاه وارد خطوط اصلي انتقال مي گردد ،اما عمدتا فاصله بين مصرف كننده تا پالايشگاه بسيار زياد است . مصرف گاز در شهرها در طول خط وجود عوارض طبيعي اعم از كوهها و گودالها و همچنين اصطحكاك ناشي از حركت گاز درون لوله باعث افت فشار آن مي گردد بنابرين ايستگاههايي در فواصل منظم در طول خط احداث شده است كه داراي چند توربوكمپرس مي باشند هدف از تاسيس اين ايستگاهها جبران اين افت فشار مي باشد .

الف ) بررسي فرآيند كمپرس گاز از شير[1] ورودي تا ولو خروجي:

بدين منظور يك انشعاب از خط اصلي گاز جهت ورود به ايستگاه گرفته شده است كه وارد ولو اصلي ورودي مي گردد .

ولوهاي اصلي ايستگاه مانند ولو ورودي و خروجي را اغلب به سه طريق باز وبسته نمود :

بصورت دستي

بصورت خودكار شامل

              الف)بوسيله دكمه[2]  روي سيستم ولو

                ب)از راه دور اتاق كنترل

فشار[3] مورد لزوم براي حركت ولو در حالت اتوماتيك توسط يك لاين يك اينچ از خود گاز داخل لوله ايجاد مي گردد براي اين كار فشار داخل لوله جهت استفاده در عملگر توسط يك فشار شكن[4] به 7 بار شكسته مي شود اين فشار به روغن داخل يك مخزن اعمال شده كه اين روغن باعث چرخش ولو مي گردد .براي بازوبسته كردن مسير محرك ها از سلونوكيد ولوها استفاده مي گردد. همچنين دو عدد ميكروسوئيچ در طرفين نشانگرمشاهده باز وبسته بودن ولو رادر اتاق كنترل ممكن مي سازد .در ادامه فشارگاز ورودي توسط فشار ورودي و خروجي ايستگاه داراي اهميت بسزايي مي باشد .

در ادامه فرآيند گاز وارد سافيها مي گردد تا ناخالصي هاي آن شامل دوده و موادنفتي و ساير آلودگيهاي از آن جدا گردد. اغلب اسكراپرها براساس قانون ساده فيزيكي اختلاف جرم حجمي كار مي كند .

ناخالصي هاي جمع شده در مخازن پايين اسكراپرها چند مدت بايد تخليه گردد اين كار توسط به ميزان آلودگيها در شرايط مختلف متفاوت است .

در اين مخازن با افزايش حجم مواد به شيرهاي خودكار واقع بر لاتيهاي تخليه فرمان مي دهد و عمل تخليه در چند ثانيه انجام مي پذيرد

پس از اين مرحله گاز جهت اندازه گيري مي گردد. اندازه گيري خلوي گازها براساس اختلاف فشار مي باشد كه مهمترن شكل آن استفاده از صفحه هاي سوراخدار[5]  مي باشد .

گاز خروجي از مرحله اندازه گيري وارد خطوط تقسيم شده و اين واحدها تقسيم مي گردد.هر واحد شامل يك توربوكمپرسور گازي است كه داراي انواع مختلف مي باشد نوع مورد استفاده در ايستگاه شماره 2 از مدلهاي 990 شركت درس رند [6] با سيستم كنترل قابل برنامه ريزي از نوع چرخش و با توربين آزاد و ددر سوخته مي باشد كه داراي چهار بخش اصلي مي باشد

1.ژنراتور گازي    2. توربين قدرت  3.جعبه دنده كمكي

4. جعبه دنده اصلي قسمت گردنده

اين توربوكمپرسور براساس سيكل باز وبا استفاده از دو محور كه ارتباط مكانيكي مستقيم فيما بين ندارند كارمي كند  بدين نحو كه محور ژنراتور گازي ميان تهي بوده و محور توربين قدرت از داخل آن عبور كرده و كمپرسور گاز متصل مي باشد .

ژنراتور گازي از سه قسمت اصلي 1- كمپرسورهوا   2-محفظه احتراق

3- توربين ساخته شده كه كمپرسورهوا از نوع گريز از مركز و داراي دو مرحله و  توربين قدرت داراي سه مرحله محوري مي باشد .

در نهايت امر گاز فشرده شده بعد از ولوهاي يكطرفه در خروجي واحد و در خروجي از هدر خروجي[7] دوباره به خط اصلي بر مي گردد.

سوخت واحدها از يك انشعاب قبل از مرحله مترنيگ تامين مي گردد .

اين لاين 6 اينچ وارد فيلتر سوخت شده و پس از تصفيه به اتاق سوخت وارد مي گردد و طي چند مرحله فشار آن توسط رگولاتورها به فشار مناسب شكسته مي شود .چون در حين شكست فشار دماي آن به شدت پايين مي آييد لذا بايدقبل از ورود به رگولاتورها گرم مي گردد براي اين منظور گاز به لانيهاي كوچكي منشعب مي گردد كه از درون يك مايع (آب مخلوط با گلايكول)مي گذرد اين آب توسط يك  ميترگازي يا برقي گرم مي شود .دماي گازخروجي  از ميتر  دماي آب و فشار گازسوخت مي گردد بنابرين حگرهاي اختلاف فشار فيلترآن را كنترل مي نمايد  فيلتر سوخت نيز مانند اسكرابرها مجهز به سيستم خودكار تخليه ناخالصيها مي باشد .

ب) سيستم هاي اصلي توربوكمپرسور

سيستم روغن خنك كننده [8]

سيستم نشت بند[9]

سيستم استارت

سيستم سوخت

سيستمهاي توربوكمپرسور[10]

الف) سيستم روغنكاري

وظيفه اين سيستم روغنكاري و خنك كاري اجزاء متحرك در كمپرسور مي باشد .

همانطور كه در شكل مي بينيم روغن ابتدا وارد پمپ اصلي شده كه با حركت ژنراتور (GG)به گردش درمي آيد. و پمپ كنار آن كه با پمپ اصلي موازي است با يك موتور (v) 24به گردش درمي آيد وظيفه خنك كاري توربوكمپرسور بعد ازتوقف آن را بر عهده دارد در حالت اضطراري يك پمپ گازي  نيز موازي با دو نصب شده است كه در صورت عملكرد نا صحيح پمپها به كار خواهد افتاد جهت اطمينان كامل يك مخزن پر فشار حاوي نيتروژن نيز در سيستم تعبيه شده كه در صورت از كار افتادن سه پمپ با پمپ اصلي روغن را به قسمتهايي مهم پمپ مي كند

TCV206[11]در صورت افزايش دماي بيش از حد روغن مسير آن را به سمت خنك كننده هدايت مي كند .فيلترها وظيفه تصفيه روغن را بر عهده دارند .

در ابتداي امر وجود در سوئيچ اندازه گيري سطح در داخل مخزن اصلي

ضروري مي باشد كه يكي آلارم كاهش سطح [12]

و ديگري فرمان توقف اضطراري[13] را براي واحد صادر مي كند .

فشار روغن در خروجي پمپهاي اصلي و ورودي به قسمت و اختلاف فشار فيلترها بايد بررسي گردد كه اين كار توسط سنسورهاي مربوطه انجام مي پذيرد .

دماي مخزن روغن و دماي روغنخروجي از مرحله بايد اندازه گيري شود و سوئيچ مربوط به آنها در صورت لزوم واحد را از كار مي اندازد

 فلوي روغن در ورودي اصلي به واحد ودر صورت لزوم از هر قسمت بايد اندازه گيريو به قسمت كنترل ارسال گردد .

 يك سوئيچ مخصوص براي لرزشهاي غير عادي فن خنك كننده در نظر گرفته شده است

فشار مخزن نيز بايد تحت كنترل باشد تا مطمئن باشيم گازها و دوده ها ي اضافي از آن تخليه مي شود . براي تسريع در اين امر از فنهاي مخصوص تهويه[14] استفاده مي شود .

سيستم سيل[15] يا سيستم روغن نشت بند

اين سيستم جهت جلوگيري از خروج گاز فشرده شده در كمپرسور به بيرون ياتاقانها وشافت به كار مي رود

همانطور كه در نقشه مربوطه مشاهده مي گردد (شكل شماره  ) روغن سيل توسط پمپ cpl-45/ به سمت فيلترها روانه مي گردد.اين پمپ واحد است كه نيروي محركه آن يك موتور الكتريكي است.

يك پمپ گازي نيز جهت موارد اضطراري با موازي شده است روغن سيل وارد مخزن فشار[16]شده از آنجا به دو طرف كمپرسور وارد مي شود .اين روغن در نهايت به جداره اي از شافت پمپ

مي شود و در حدود اواسط آن با فشار گاز برابر مي گردد .

هر گونه ايرادي در سيستم سيل باعث كاهش فشار روغن شده و[17]S/D واحد را باعث مي گردد.بدين منظور همانند سيستم لوب هيترها و حسگرهاي دما در داخل مخزن تعبيه مي گردد. فشار خروجي اصلي واختلاف فشار فيلترها بايد دائما تحت كنترل باشد براي اعمال محرك پمپ گازي از يك سلونوئيدولو استفاده مي گردد.

يكي از مهمترين وسايل ابزار دقيق سيستم سيل ولو كنترلي با اختلاف فشار بين گاز اصلي و روغن سيل است . جهت خنك كاري روغن نيز از يك پمپ جهت ارسال روغن به فن كولرها استفاده مي شود كه فرمان آن وابسته به حرارت روغن مي باشد .

سيستم استارت

استارت اوليه توربين تا مرحله جرقه زني توسط يك موتور گازي صورت مي گيرد .ميزان گاز ورودي به استارتر35 I 15 psig  مي باشد .البته حركت استارتر جهت عملكرد بهينه داراي نوساناتي نيز مي باشد .

در گيري استارتر با جعبه دنده در ابتدا با باز شدن ولو 118آغاز مي گردد(همانطور كه در شكل ملاحظه مي كنيم )وسپس ولو 122وظيفه تنظيم فلوي گاز ودر نتيجه سرعت استارتر را بر عهده دارد .

جريان ميل آمپري در اين ولو به 138 تا722 بار تبديل مي گردد. ولو121نيز جهت تخليه گاز عمل كننده استفاده مي شود اگر استارتر نتواند در مدت زمان معيني در واحد را به 13000 (rpm)برساند واحد

 S/Dمي گردد.

فشار محرك I/P[18]  توسط هواي ابزار دقيقو بوسيله ولو122تامين مي گردد.

سيستم گاز سوخت

گاز مصرفي توربين حدودا 9 بار و با دماي محيط مي باشد كه هم فشاروهم دما بايد تحت كنترل باشند .

در هنگام راه اندازي واحد در زمان مناسب كه در سكانس استارت معين شده است بايد سلونوئيدولوهاي شماره 103,102مسير 1به 2را از كرده ومسير 2به3را ببندد و با بازشدن آنها دو ولو 103,102 بايد بازگرداند تا گاز به پشت گاورنر برسد .

اعمال فرمان به گاورنرحركت اهرم آن را بصورت پله اي امكان پذير مي سازد اين فرمان در حالت عادي به بار اعمال شده به توربين و ضريب تنظيمسرعت آن بستگي دارد

بر روي مسير گازسوخت يك سوئيچ فشار وجود داردكه در صورت پايين يا بالا بودن فشار گازسوخت از حد معيني باعث اخطار در اتاق كنترل مي گردد و واحدS/D مي گردد . سوئيچ ولونت (Sv.112) از نوع NC [19] است كه به محض قطع شدن برق وبسته شدن در shut off valve در مسير گاز سوخت (SV.102,103) گاز ما بين اين دو را تخليه مي كند و از ورود گازبه محفظه احتراق جلوگيري مي نمايد .

منحني كار كمپرسور [20] پايداري يك كمپرسوربه فلوي عبوري از آن و فشار دو طرف آن بستگي دارد .اين ارتباط توسط يك منحني نمايش داده مي شود اين منحني بايد در محدوده پايدار قرار داشته باشد . افزايش بيش از حد نرخ فشاربه منحني را به سمت ناپايداري و كاهش بيش از حد آن نيز باعث چوك شدن آن مي گردد .تنظيم خط با ولو به نام Blead valve  صورت مي گيرد كه از ورود منحني كار به ناحيه ناپايداري جلوگيري مي نمايد . طبق برنامه كنترل ،با افزايش نرخ فشار از حد معيني (كه معمولا با افزايش دور ايجاد مي گردد) اين ولو كه در انشعاب از كمپرسور هواي توربين قرار گرفته با باز شدن خود مقداري از هوا را by pass مي نمايد .

اين عمل معمولا توسط يك ولو باي پس با نام Anti surge valve  يا Recycle valve صورت مي گيرد. همانطور كه در شكل ديده مي شود عملگر اين ولواز دو نقطه فرمان مي گيرد .

1-  مربوط به كمپرسورواحد

2-  PDT فيلتر گاز ورودي به واحد

اما براي كنترل دقيق اين ولو در فرآيندشروع توقف گردش كار [21] از يك كنترولر مخصوص اين كار استفاده مي شود.

سيستم كنترل توربينهاي گازي كنترل كامل و خودكار توربين و بار آن را بر عهده دارد. اين سيستم ها آخرين فن آوري الكترونيكي شامل سيستم هاي رايانه اي كنترل منطقي قابل برنامه ريزي ،مدارهاي مجزا جهت كنترل و انجام مراحل مختلف و سيستم هاي حفاظتي مي باشد .

سيستم داراي گيرنده ها و عمل كننده هاي خودكار كه در نقاط مختلف  توربين نصب شده اند مي باشد تا علائم ورودي و خروجي متعددي دريافت وارسال نمايند و از طريق اين سيستم ها پارامترهاي اصلي كنترل شامل سرعت ،دما و لرزش كنترل مي گردند. سيستم هاي حفاظتي از سيستم هاي كنترل جدا بوده و براي عمليات مطمئن و ايمن توربين از دقت و حساسيت بالايي برخوردارند .

طراحي سيستم

سيستم از سه بخش مجزا و مستقل تشكيل شده است و شامل سيستم هاي كنترل، حفاظتي و مراحل كاري سكانس مي باشد .

ساختمان سيستم كنترل

فلسفه اصلي در طراحي سيستم هاي جديد كنترل كاهش توقفهاي توربين

ناشي از بروز اشكال در سيستم هاي كنترل مي باشد لذا به منظور بالا بردن اطمينان از  عملكرد توربين در زمان بهره برداري مدارهاي كنترل متعددي در نظر گرفته شده اند كه در صورت عدم كاردهي مطلوب يك سيستم برروي صفحه علائمي ظاهر مي گردد لكن توربين در سرويس باقي مي ماند .در بخشهايي كه در ان امكان اضافه نمودن اجزاء سيستم  وجود ندارد در صورت از كار افتادن يك سيستم مانند سيستم كنترل سرعت يك سيستمپشتيباني ديگر مانند كنترل دما، كنترل عملكرد توربين را بر عهده مي گيرد .

پارامتر عمده در كنترل توربين مربوط به  كنترل كننده سرعت گاورنر مي باشد كه به سيستم كنترل سوخت دستور تنظيم سوخت نسبت به دور تنظيمي را مي دهد . سيستم كنترل سرعت با دريافت علائم از دما ، سرعت شتاب و برنامه كاري استارت از طريق يك سيستم انتخاب پارامتر حداقل و انتخاب پايين ترين ميزان دستور لازم را به سيستم كنترل سوخت مي دهد .بعنوان مثال در صورتيكه سيستم كنترل سرعت نياز به سوخت بيشتري نسبت به محدوده دما داشته باشد سيستم انتخاب حداقل ميزان علائم دريافتي از سيستم كنترل دما را مبنا قرار داد ه و با عملكرد خود دستور مناسب را به سيستم كنترل سوخت مي دهد .

سيستم كنترل هوا معمولا بر روي توربين هاي با قابليت بازيافت حرارتي نصب مي شوند و دستورات خود را به دريچه هاي قابل كنترل هوا ارسال مي نمايند تا همواره دما در قسمت اگزوز توربين  در دامنه ثابت و مشخصي كنترل گردد .

2- سيستم حفاظتي

دستيابي به كارايي بالاي سيستمهاي حفاظتي با استفاده از مدارهاي متعدد مقدور مي باشد و در طراحي حداقل دو سيستم مستقل توقف تغذيه سوخت به توربين پيش بيني مي شوند. شيرهاي سوخت توسط سنسورهاي مختلف و مدارهاي الكترونيكي كنترل مي گردند. سيستمهاي توقف مستقل براي سرعت بيش از حد ، فشار پاين روغن و توقف دستي در نظر گرفته مي شوند تا بالاترين ميزان اطمينان از عملكرد ايمني توربين فراهم گردد .گيرنده هاي سيستم حفاظت لكترونيكي از طريق مسيرهاي دوگانه به سيستمهاي مختلف توقف علائم ارسال مي دادند و فرمان خروجي از سيستمهاي توقف الكترونيكي در مواقع لزوم و اضطراري شيرهاي توقف سوخت و كنترل سوخت را غيرفعال مي نمايد .

سيستم به نحوي طراحي مي شود كه قابليت بررسي وضعيت موجود خود را همواه دشته باشد بعنوان مثل در زمان استارت سيستمهايي همچون شعله يابها ، سرعت ودماي بيش از حد رابررسي نموده و در صورتي كه هر يك از آنها متوجه مشكلي گردند استارت از كار مي افتد لكن درزمان بهره برداري در صورت بروز اشكال براي يكي از آنها علامتي بر روي صفحه ي مانيتور ظاهر مي گردد و توربين به كار خود ادامه مي دهد و فقط با بروز مشكل در سيستم ثانويه اي توربين متوقف مي گردد . بدين ترتيب شرايط بهره برداري مطمئني از توربين فراهم آمده و در حاليكه ايمني آن نيز به مخاطره نمي افتد . بجزسيستمهاي حفاظتي فوق سيستمهاي حفاظتي ديگري مانند ارتعاش فشار پايين روغن روانساز ،دماي ياتاقانها و اگزوز و غيره را بر عهده دارند .

سيستم متوالي [22]

سيستم متوالي دربردارنده سيستم منطقي بر اي استارت خودكار  بارگذاري و توقف توربين مي باشد واين سيستم نه تنها قابليت به اجرا در آوردن برنامه هاي در مدار قراردادن دستگاه هاي توربين را داراست بلكه دستگاه هاي كمكي مانند پمپهاي روغن روانساز ، سيستم هاي استارت ،سوخت وغيره را نيز كنترل مي كند

و در طراحي آن جوانب ايمني در بهره برداري از توربين كاملا رعايت شده ودر صورت بروز هر گونه اختلال در سيستم هاي كنترل و كمكي ،توقف مطمئن توربين را تضمين مي كند و با انتخاب و بكارگيري صحيح سيستم هاي الكترونيكي و هيدروديناميكي مناسب ساخته شده است .

اجزاء بوجود آورنده وروديهاي اين سيستم شامل سوئيچ هاي فشار ،دما و لرزش و خروجي آن مشتمل بر شيرهاي برقي ،موتورهاي استارتر و غيره مي باشند. سيستم هاي منطقي ،تايمرها ،رسه هاي سرعت و غيره عمليات خودكار متوالي توربين رااز ابتداي راه اندازي تا زمان بارگذاري و در زمان توقف با بكارگيري سيستم هاي كمكي به عهده دارد بعنوان مثال يك مرحله استارت شامل موارد زير مي باشد

بكار اندازي سيستم هاي كمكي مانند پمپهاي روغن وغيره
درگير نمودن كلاچ
چرخانيدن توربين
فعال نمودن سيستم سوخت جهت تامين ميزان دقيق سوخت لازم در هر مقطع از
فعال نمودن جرقه زنها و روئيت شعله
تعيين زمان گرم شدن [23]
تعيين سرعت هاي لازم در هر مقطع از مراحل استارت
تشخيص به اتمام رسيدن مراحل مختلف متوالي و آمادگي براي بار گذاري

يكي از مؤلفه هاي سيستم متوالي كه عمل استارت  را مطمئن مي سازد انجام استارت هاي مكرر است بعنوان مثال بعد از شروع يك مرحله استارت اگر به عللي استارت عقيم گردد بصورت خودكار عمليات را به مرحله ابتدايي استارت برمي گرداند و تنها زمانيكه دور به حدي رسيد كه بتوان امكان در گيري كلاچ را فراهم نمود مي توان مجددا استارت كرده كه خود مستلزم به اتمام رسيدن زمان رله استارت مجدد است

بهره برداري از واحدها

در ايستگاه شماره 2 هر واحد به دو صورت دستي ويا از راه دور قابل راه اندازي است كه در حالت دستي در اتاق كنترل و توسط اپراتور انجام مي گردد .

مراحل مختلف برنامه ريزي جهت راه اندازي ،خارج نمودن از سرويس و حالتهاي ديگر را مي توان در فلوچارت مربوط به آنها در شكلهاي مندرج در پيوست انتهاي مطلب مي توان ديد.

اما به طور كلي مي توان گفت كه استارت شامل سه مرحله مي باشد .

چك نمودن سيستم هاي اصلي ،كليدها ،ولوها و…
راه اندازي واحد تا رسيدن به دور 5200 (rpm)
ماندن در اين دور براي چند دقيقه گرم شدن و پس حركت تادور نامي هر گونه اختلال در بخشهاي مربوط به هر مرحله ابتدا اخطار و در صورت عدم رفع مشكل از كار افتادن واحد را باعث مي گردد.
كاهش دور تا 5200(rpm) وماندن براي چند دقيقه در اين دور [24]
كاهش دور به صفر و خنك كاري واحد تا كاهش دما به حد نرمال

واحد استپ نيز شامل دو مرحله مي باشد :

در چهار صورت سيستم از گاز تخليه مي گردد و براي راه اندازي مجدد نياز به فشار گيري دارد

ميزان اختلاف فشار[25] به كمتر از حد تنظيمي برسد
آتش سوزي در محوطه بوجود بيايد
دگمه توقف اضطراري بر روي پانل اتاق يا كنترل ،بر روي توربوكمپرسور يا بصورت Remote زده شود .

انواع حسگرهاي مورد استفاده در واحد

الف)سنسورهاي دما كه وظيفه اندازه گيري دماي گاز داخل همچنين دماي ياتاقانها و روغن در مراحل و مقاطع مختلف سيستم هاي سيل ولوب ومخازن آنها و هواي ورودي و خروجي كمپرسورها ومهمتر از همه دماي محفظه احتراق را بر عهده دارند .نمونه اي از اين ترموكوپلها در شكل صفحه 14  نشان داده شده است .

اساس كار ترموكوپلهااختلاف ناشي از حرارت ايجاد شده مي باشد ميزان پتانسيل بستگي به جنس دو فلز و دماي محل اتصال دارد .هنگام انتخاب و نصب ترموكوپلها بايد توجه نمود كه حداكثر درجه حرارت فرآيند از حداكثر درجه حرارت كاري ترموكوپل بيشتر نباشد همچنين براي محل مورد نظر بيشترين ولتاژ را ايجاد نمايد

هنگام نصب ترموكوپلها بايد از انحناء آنها جلوگيري شود و توجه نمود كه سيمها درست متصل شوند و اتصالات حداقل تعداد ممكن را داشته باشد .

نصب ترموكوپلهاي محفظه احتراق و فاصله آنها به جهت اهميت توازن حرارت در داخل محفظه احتراق سيار حساس است و بايد با زاويه 90 درجه و فاصله مشخص باشد .ميانگين دماي بزر كه توسط ترموكوپلها اندازهگيري مي شود نبايد بيشتر از 750 درجه سانتي گراد باشد.

ب)سنسورهاي سرعت و حركت شافت

عملكرد اين سنسورها با استفاده از تئوري هال مي باشد كه بر طبق آن اگر يك ماده هادي يا نيمه هادي در يك ميدان مغناطيسي كه عمود بر جهت جريان عبوري مي باشد ولتاژي در عرض هادي توليد مي گردد

اساس سنسورهاي هال ميدان مغناطيسي است با توجه به ويژگيهاي واتاژ خروجي اين سنسور نيازمند يك طبقه تقويت كننده و نيز جبرا ن ساز حرارتي است چنانچه از منبع تغذيه با ريپل فراوان استفاده كنيم وجود يك رگولاتور ولتاژ حتمي است سنسورهاي مورد استفاده در ايستگاه شماره 2 از نوع مجاورتي Proximity هستند كه با فاصله مشخص از شافت در قسمت كوپلينگ نصب شده اند به علت سرعت بالاي شافت حركات افقي وعمودي غير عادي آن نيز به همين روش مي تواند اندازه گيري شود.

اين سنسورها معمولا در يك شافت با توجه به حركت كمپرسور و توربين نصب مي شوند .

ج) سنسورهاي لرزش

اين حسگرها با استفاده از خاصيت پيزو الكترويك ارتعاش دريافتي را به جريان الكتريكي تبديل كرده و اين جريان سپس توسط يك كارت مخصوص آناليز مي شود . در نهايت حركت غير عادي شافت در نمايشگر اتاق كنترل به 2 صورت قابل مشاهده و بررسي است :

Vibration Displacement
Vibration Acceleration

 محل نصب آنها خصوصا” بدنه GG, [26] PT [27] توربين مي باشد بنابراين حساسيت آنها نسبت به حرارت بايد مورد توجه باشد .

شعله يابها ،گازيابها ،دوديابها[28]

با توجه به خطراتي كه نشت گاز و آتش سوزي ممكن است براي سيستم و كل ايستگاه بوجود  آورد استفاده از اين حسگرها در هر كجا كه احتمال وجود آنها باشد به تعداد كافي ضروري است .

اين حسگرها در انواع گوناگون اما مكانيز مهاي تقريبا يكسان ساخته مي شوند (شعله يابها براساس دريافت نور ماوراءبنفش ،گازيابها با تاثيرات شيميايي و دوديابها با تاثير برشدت نور عبوري از محيط )مي توان سيستم هاي هشدار آنها را جدا از سيستم فرمان اصلي نصب نمود اما در موارد مهم بايد بتوانند همه يا بخشي از يك واحد را متوقف نمايند.

بعنوان مثال وجود حداقل دو گاز ياب و دو شعله ياب در دو طرف محفظه توربين هر واحد ضروري است . فرمان ارسالي توسط هر يك از آنها بايد بتواند علاوه بر توقف واحد يك سيستم اطفاءحريق را نيز بكار مي اندازد كه طيآن فنهاي تهويه محفظه خاموش شده و دريچه هاي ورودي و خروجي بسته مي شود .همزمان يك كپسول ،گاز co2 را در داخل محفظه تخليه مي نمايد اين فرمان مي تواند با فرمان دكمه توقف اضطراري موازي شود .تست و كاليبره اينگونه حسگرها از موارد مهم كنترل ماهيانه (PM)تعميرات ابزار دقيق است .

2)اندازه گيري وتبديل فشار گاز (عناصر برقي )

اندازه گيري وتبديل فشار به جريان الكتريسته بخش مهمي از تجهيزات اندازه گيري در ايستگالها  را شامل مي شود به طور كلي مبدلهاي فشار الكترومكانيكي حركت حاصل از سنسورهاي مكانيكي را به تغييرات سيگنال برقي تبديل مي كند .طرهاي بسيار متفاوتي از مبدلهاي برقي فشاروجود دارد اين دستگاهها براي آشكار سازي وكنترل فشار فرآيند ،داراي كاربرد وسيعي مي باشد

پل وستون

يكي از طرحهاي متداول مدار مبدل برقي فشار پل وستون مي باشد .شكل1

تركيب مدار ساده يك پل وستون را نشان مي دهد .اين تركيب ،شامل دو ساق موازي پل مي باشد ،يك منبع ولتاژ به پل وصل گرديده و بدين ترتيب،جريان الكتريسته ار هر يك از ساق ها عبور مي كند .همچنين يك مدار اندازه گيري در وسط پل نصب گرديده است .چنانچه پل از نظر جريان الكتريسته در حال تعادل نباشد توسط اين مدار راهي براي عبور جريان بوجود مي آيد. مدار پل،شامل چهار مقاومت مي باشد كه منظور از طراحي آنها اين است كه هر گاه مقدار هر چهار دستگاه مقاومت كاملا مساوي باشند عبور جريان الكتريسته از طريق هر ساق مساوي بوده و جرياني در بين مدار پل عبور نخواهد كرد، و در نتيجه پل داراي تعادل جريان الكتريسته مي باشد .

با طراحي اين پل وستون، اگر مقدار مقاومت يكي از مقاومتها تغيير كند در اين صورت جريان الكتريسته در هر يك از ساق ها مساوي نخواهد بود،براي مثال،چنانچه مقدار مقاومت 2در (شكل 1)كاهش يابد ولي ولتاژ به همان مقدار باقي بماند  در اين صورت جريان بيشتري از آن ساق كه مقاومت2 در آن قرار گرفته عبور مي نمايد تا از آن ساق كه داراي مقاومت 1 مي باشد ،چنانچه اگر مقدار مقاومتهاي2و3 ثابت باشد در اين صورت عبور جريان در قسمتي از مدار كه اين دو مقاومت را دربردارد تغييري نخواهد كرد اين وضعيت در پل ايجاد عدم تعادل مي نمايد . جريان از مدار اندازه گيري كه در وسط پل نصب شده عبور مي نمايد، مقدار عبور جريان با مقدار ناميزاني ويا عدم تعادل پل، تناسب مستقيم دارد كه مي توان با نصب يك عدد دستگاه اندازه گيري و نشان دهنده در مدارپل،آن مقدار را اندازه گيري نمود .هنگامي كه از پل وستون به عنوان دستگاه اندازه گيري فشار استفاده شود مقاومت كه در المان اندازه گيري فشار نصب گرديده جايگزين يكي از مقاومتهاي مدار پل مي گردد.

چون المان و يا عنصر اندازه گيري فشار در معرض تغييرات فشار فرآيند قرار دارد از اين رو وقتي كه فرآيند داراي فشار نباشد، مقاومتهاي 4،3،2،1 مساوي بوده و در نتيجه پل وستون در حال تعادل الكتريكي مي باشد و الكتريسته در مدار پل جريان نخواهد داشت و دستگاه اندازه گيري ، فشار را صفر نشان خواهد داد .حال چنانچه فشار فرآيند دچار تغيير گردد

  المان اندازه گيري فشار نصبت به اين تغيير ، عكس العمل نشان داده و مقاومت داخل “پل”را تغيير خواهد داد . تغيير مقاومت موجب عدم تعادل مدار پل مي گردد كه بروز چنين حالتي گوياي تغيير فشار مي باشد كه بوسيله دستگاه اندازه گيري نشان داده مي شود.

1- مبدل ترانسفورماتور تفاضلي متغير خطي

 2- مبدل برقي فشار

مي باشد (رجوع شود به شكل 2) . وقتي كه اين وسيله براي اندازه گيري فشار به كار رود يك ولتاژ متناوب (a.c)  سيم پيچ اوليه (p) ترانسفورماتور ان وصل مي شود.سيم پيچ ثانويه شامل دو سيم پيچ     (S1&S2) مي باشد و به طريقي وصل شده اند كه پولاريته هاي (قطب هاي) خروجي انها مخالف يكديگر مي باشند . يك هسته متحرك به سنسور مكانيكي فشار اعم از نوع بيلوز ويا ديافراگم وصل گرديده است. وقتي هسته در مركز قرار داشته باشد، خروجي هاي  با هم برابر وقطبهاي آنها مخالف يكديگرند ،در اين صورت خروجي ترانسفورماتور صفر و مبدل هم فشار را صفر نشان مي دهد .

چنانچه فشار فرآيند تغيير كند ،سنسور مكانيكي فشار نيز حركت نموده و سبب حركت هسته متحرك مي شود. براي مثال در شكل 3 هسته ،تقريبا” بطور كامل از سيم پيچ ثانويه خارج گرديده وسطح سيم پيچ ثانويه S1 را پوشانده است. بنابراين ولتاژ القا شده در S1 ازولتاژ القا شده در S2 زيادتر خواهد بود. نتيجتا” خروجي S1 از خروجي S2 بيشتر مي باشد، اگر مبدل طوري طراحي شده باشد كه افزايش خروجي S2 معرف افزايش فشار باشد

در اين صورت دستگاه اندازه گيري هم اين افزايش فشار را نشان خواهد داد. ونيز چنانچه هسته از سيم پيچ S1 خارج وتقريبا” همه S2 را در برگيرد،دستگاه اندازه گيري هم كاهش فشار را نشان خواهد داد.

مزيت  LVDTان است كه از سختي ومقاومت در مقابل خرابي برخوردار مي باشد، همچنين به جهت انكه با سيم پيچ ترانسفورماتور تماسي ندارد از اين رو نيازي به برطرف كردن اصطكاك نمي باشد.

در شكل(3و2) طرح ديگري از ترانسفور ماتور تفاضلي خطي نشان داده شده است.

      در اين روش از دو قسمت مكانيكي والكتريكي جهت اندازه گيري فشار استفاده شده است.(شكل بالا) فشار به قسمت مكانيكي وارد گرديده وديافراگم را در وضعي قرار ميدهد كه سبب حركت عمودي ميله مي گردد و در نتيجه هسته آهنربائي را كه به ميله متصل گرديده به همان اندازه در ترانسفورماتور حركت دهد. حركت هسته آهنربائي موجب تغيير ميدان مغناطيسي شده و جريان خروجي آن را تغيير مي دهد و اين جريان متناسب با مقدار فشار وارد به ديافراگم مي باشد كه با اندازه گيري آن مي توان مقدار فشار را مشخص نمود.

سيستم ترانسفور تفاضلي متغييرخطي

در اين دستگاه فشار مورد سنجش به كپسول يك وارد شده و به وسيله تيغه فلزي 2 به ميله 3 و از آن طريق به اهرم هاي را بط وسپس به ديسك F4 منتقل مي شود. تغييرات فشار باعث دوري و نزديكي اين ديسك به هسته ترانسورماتور شده ودر نتيجه جريان خروجي آن را از 4 تا 20 ميلي آمپر جريان مستقيم (DC )

تغيير مي دهد.با اندازه گيري جريان خروجي ،مي توان مقدار فشار را بدست آورد .

 مبدل پتانسيمتري[29]

نوع ديگر مبدل الكتريكي فشار ،مبدل پتانسيمتري مي باشد.در اين مبدل معمولا از مدار پل وستون كه در آن يك صد پتانسيمترجايگزين يكي از مقاومتها شده استفاده گرديده است. پتانسيمتراز يك مقاومت سيم پيچ ويك قطعه متحرك كه در روي آن قرار گرفته تشكيل شده است (رجوع شودبه شكل 5). اين قطعه متحرك معمولا به يكي از انواع المان هاي مكانيكي اندازه گيري فشار متصل گرديده است .

با ايجاد تغيير در فشارفرآيند ،حركتي در المان اندازه گيري به وجود مي آيد كه موجب حركت آن قطعه در روي پتانسيمتر مي گردد .وقتي كه قطعه متحرك در روي پتانسيمتر حركت نماييد مقدار مقاومت پتانسيمتررا تغيير مي دهد كه اين تغيير نيز موجب تغيير مقاومت مدار پل مي گردد .

 چنانچه  پتانسيمتري كه متصل به المان مكانيكي اندازه گيري فشار گرديده،به يك مدار  پل وستون وصل گردد،آن مدار مي تواند براي اندازه گيري فشار به كار رود .براي مثال شكل11-5يك نمونه پل وستون را نشان مي دهد كه يك پتانسيمترجايگزين مقاومت 2 گرديده است ،حال چنانچه فشار فرآيند صفر باشد، پتانسيمترهم داراي مقاومتي همچون مقاومتهاي 4,2,1 خواهد بود. بنابرين عبور جريان داخل دو ساق مدار ،با هم مساوي و اختلاف پتانسيل قابل اندازه گيري در پل وجود ندارد،و چون جرياني از پل وستون عبور نمي نمايد بنابرين دستگاه اندازه گيري ، فشار را صفر نشان خواهد داد چنانچه تغييراتي در فشار فرآيند حاصل شود ،قطعه متحرك روي پتانسيمتر بوسيله المان مكانيكي فشار، حركت خواهد نمود. اين امر موجب تغيير مقاومت و در نتيجه ايجاد عدم تعادل الكتريكي در مدار پل وستون مي گردد .براي مثال،اگر تغيير فشار ، سبب كاهش مقاومت پتانسيمترگردد در اين صورت ، اين مقاومت از مقاومت 1 كمتر خواهد بود در حاليكه مقاومتهاي 3,4 مساوي باقي خواهند ماند . نتيجتا”، الكتريسته درمدار اندازه گيري ،جريان خواهد داشت كه مقدار آن متناسب است با فشاري كه موجب حركت قطعه متحرك در روي پتانسيمتر شده است و يك دستگاه اندازه گيري متر و يا يك مدار كنترل در مدار پل قرار داده شده تا جريان الكتريسته ايجاد شده را كه نمادي از فشار فرآيند مي باشد اندازه گيري نمايد. مبدل فشار پتانسيمتري داراي محدوديت اندازه گيري فشار مي باشد. به علاوه فشارهاي ضربه دار،سيم پيچ هاي مبدل را خراب و فرسوده مي سازد ،لذا در نظرداشتن مختصات فرآيندي كه فشار آن بايد با اين نوع مبدل اندازه گيري شود بسيار مهم بوده و بايد در استفاده وكاربرد آن دقت به عمل آيد

مبدل خازن متغيير خطي

 خازن متغيير خطي ، نوع ديگري از مبدل الكتريكي فشار مي باشد . خازن الكتريكي، وسيله اي  است براي مقابله با عبور جريان الكتريسته در يك مدار متناوب ،اين خازن شامل دو ورقه فلزي كه بوسيله ماده عايقي كه دي الكتريك ناميده مي شود از هم جدا شده اند .مقدار جلوگيري و مقابله با عبور جريان كه بوسيله يك خازن معين كاپاسيتور به عمل مي آيد به سطح ورقه ها ،فاصله بين ورقه ها و نوع عايقي دي الكتريك كه آنها را از هم جدا مي سازد بستگي دارد.اگر يك ويا همه اين عوامل تغييركنند ،مقدار جلوگيري از جريان ايجاد شده توسط خازن نيز تغيير خواهد كرد در يك مبدل برقي فشار كه داراي خازن متغيير خطي باشد،فاصله بين صفحه ها طوري تنظيم شده است تا تغييرات فشار فرآيند را اندازه گيري و نشان دهد (به شكل 7 رجوع كرد ).در اين حالت ، خازن به يك مدار وصل گرديده است .يك دستگاه اندازه گيري مترينگ و يا وسيله اي براي كنترل سيستم(ابزار كنترل سيستم) به خروجي مدار وصل گرديده تا تغييرات عبور جريان را كه نتيجه تغييرات ظرفيت خازن (كاپاسيتنس)

مي باشد اندازه گيري نمايد .يكي از صفحه هاي خازن به حالت ثابت باقي مي ماند .صفحه ديگر ،قابل حركت بوده و به المان مكانيكي فشار ،از قبيل ديافراگم وصل شده است .وقتي كه فشار فرآيند به المان مكانيكي وارد گردد صفحه متحرك خازن را به حركت در مي آورد .چون صفحه ديگر ثابت است ،لذا اين حركت ،فاصله بين دو صفحه را تغيير مي دهد و وقتي كه فاصله بين دو صفحه تغيير كند ،ظرفيت خازن تغيير مي كند و تغييرات ظرفيت (كاپاسيتنس)موجب تغيير جريان مخالفي مي شود كه وسيله خازن به مدار متناوب (مدار A.C)اعمال مي گردد .بنابرين با اندازه گيري جريان داخل مدار ، تغييرات فشار فرآيند را مي توان اندازه گيري و نشان داد چنانچه خروجي مدار خازن به يك سيستم كنترل فرآيند متصل گردد ،در اين صورت مي توان تغييرات فشار فرآيند را براي كنترل فرآيند متغيير به كار برد .متغيير خطوط كاپاسيتور ترنس ديوسر)

 داراي چند خصيصه به شرح زير مي باشد كه آن را براي اندازه گيري خروجي بسيار كم ،ايده آل مي سازد

ايجاد تغييرات وسيع در ظرفيت خازن درازا،حركت جزئي
كمترين هسترسيز
عكس العمل سريع
كمترين اثر گرمازايي
مقاومت در مقابل شرايط دشوار محيط كار

سنسور فشار ، نوع القاءكننده متغيير

 سنسور فشار،از نوع القاء كننده متغييروسيله ي ديگري براي آشكار سازي فشار مي باشد (رجوع شود به شكل 7).در اين نوع سنسور دو عدد سيم پيچ مخالف يكديگر وصل شده و دو ساق يك پل AC(بررسي AC)را تشكيل داده اند .يك ديافراگم كه از فلز مغناطيسي درست شده ،بين دو سيم  پيچ قرار گرفته است . فشار مورد اندازه گيري به يك طرف ديافراگم وارد و طرف ديگر آن در معرض فشار مبنال مانند فشار اتمسفر مي باشد . تغييرات فشار فرآيند سبب شكم دادن ديافراگم و حركت آن به طرف يكي از سيم پيچ ها و دور شدن از سيم پيچ ديگر مي شود .اين عمل ايجاد فاصله ،اجازه مي دهد تا ديافراگم با سطح هسته تماس حاصل نموده و آن را از صدمه در مقابل افزايش بار ، (اور لود)محافظت نماييد .به محض حركت كردن ديافراگم ،ظرفيت القايي  نصبي سيم پيچ تغيير مي كند اين تغييرات انداكتنس نصبي ،باعث تغيير خروجي مدار مي شود .بنابراين خروجي مدار را مي توان به عنوان فشار ، اندازه گيري نمود. سنسورهاي ويبس در منتها درجه استحكام ساخته شده و كارائي آنها هم پايدار مي باشد .ديگر امتياز اين نوع سنسور خروجي (قرار دادن خروجي بالا)وسيستم محافظتي آن در مقابل بار اضافي  مي باشد .هر چند كه اين  دستگاه داراي دو عيب نيز مي باشد كه عبارتند از محدوديت عكس العمل فركانس و در پاره اي اوقات هم توليد خروجي غير خطي

” سنسور فشار از نوع القاءكننده متغيير “

 بسياري از مبدل هاي الكترونيكي فشار ،از (استرين گيج )براي تغييرمقاومت مدار الكترونيكي استفاده مي نمايند استرين گيج از يك سري سيستهاي كه به وسيله نوعي عايق نگهداري شده اند تشكيل گرديده .اصول كار استرين گيج بر اساس تاثير سطح مقطح سيم در مقاومت آن مي باشد چنانچه سطح مقطح سيم تغيير كند ، مقاومت آن نيز تغيير مي كند . مقاومت سيم را مي توان با كشش آن تنظيم نمود . تغييرات حاصل در مقاومت هم به استرين گيج مجال مي دهد تا تغييرات فشار فرآيند را نشان دهد .دو نوع استرين گيج وجود دارد استرين گيج آزاد (آنبدود)و استرين گيج غير آزاد (بندد) ، استرين گيج آزاد در شكل 9 نشان داده شده است . اين دستگاه از يك قطعه ثابت ديسك آرميچر متحرك تشكيل گرديده است .هم عضو ثابت وهم آرميچر متحرك داراي پين هاي طعايقي مي باشند كه يكسري سيم هاي كوچك را نگه داري مي نمايند .اين سيم ها طوري متصل شده اند كه در مقابل تغييرات فشار ،واكنش نشان مي دهند . آرميچر متحرك استرين گيج آزاد ، به يك سنسور مكانيكي  فشار ، مانند بيلوز و يا ديافراگم متصل شده است .هنگامي كه فشار تغيير كند ، المان مكانيكي فشار آرميچر را به حركت در مي آورد تا كشش سيم هاي استرين گيج را تغيير دهد . تغيير كشش سيم ها موجب تغيير مقاومت آنها مي شود در نتيجه تغيير فشار نشان داده مي شود .نوع آزاد استرين گيج ، از حساسيت بالا و دقت متوسطي برخوردار مي باشد(دقت كوتاه مدت 1%مي باشد )و به علت لغزيدن و وجود حركتهاي بي جا بايد مرتب آن را كاليبره نمود .همچنين به علت تغييرات پي در پي وطولاني در مقاومت سيم ها و تنش زدايي آنها ، تغييراتي در صفر استرين گيج آزاد ، به وجود مي آيد .در صورتي كه استرين گيج غير آزاد استرين گيج بندد تخمين كمتري را در مقابل ناپايداري دراز مدت از خود نشان مي دهد، و حساسيت آن نصف استرين گيج نوع آزاد مي باشد .در استرين گيج غير آزاد (رجوع شود به شكل 10 ) از سيم هاي كوچك يا قطعه هاي ورق نازك كه با يك ماده عايق و  چسبنده اندود گرديده اند استفاده شده است .اين گيج ها معمولا”داراي دو دسته سيم و يا ورقه مي باشند .يك دست از سيم ها فعال و يا (اكتيو( بوده و در معرض كشش مي باشند ودست ديگر غيرفعال هستند كه به ترتيب ، آنها را المان استرين گيج اكتيو و اسليب ويا ديومي  نامند.المان هاي استرين گيج براي اندازه گيري هاي ديناميك ، ايده آل مي باشند .آنها داراي  امپدانس پايين سورس ، واكنش سريع،حداقل حركت مكانيكي ، اندازه كوچك و وزن كم مي باشند .علاوه بر اينها ، اين دستگاه به طور يكسان با نيروي برق مستقيم ومتناوب به خوبي كار مي كند .از معايب اين دستگاه آن است كه دقت ان به خطر وجود حركتهاي بي جا ،(هيزتريز)كاهش يافته و از طرفي هم گران قيمت مي باشد .پيشرفت كاملا” جديد در زمينه سنسورهاي استرين گيج [30]، استفاده از ديافراگم سيليكن مي باشد كه گيج هاي نيمه هادي نوع PوNروي آن پخش شده اند .اين سنسورها براي كاربرد هاي ويژه اي مفيد مي باشند .آنها مي توانند با ديافراگم هائي به قطر يك دهم اينچ طراحي شوند و خروجي معادل صد ميلي ولت توليد نمايند .علاوه بر اينها با استفاده از اين سنسورها ،قابليت تكرارحركتهاي بي جا  و DRIFT حذف گرديده است .

المانهاي الكترونيكي فشار

با استفاده از روش اندازه گيري اضافه طول نسبي

چنانچه از استرين گيج غير آزاد به منظور اندازه گيري فشار استفاده شود در اين صورت بايد قسمت متحرك المان مكانيكي و يا سنسور فشار به آن متصل گردد .براي مثال ، استرين گيج آزاد ، اغلب به ديافراگم چسبيده اند كه در موقع تغيير فشار ، حالت خميدگي و شكم دادگي پيدا مي كنند .و قسمت غيرفعال جداشده گيج به قسمتي از المان اندازه گيري فشار كه داراي حركت نمي باشد چسبيده شده است .المان فعال استرين گيج طوري وصل شده است كه مجال خم شدن و يا كشش را در مقابل حركت المان اندازه گيري فشار ،پيدا مي كند .به محض اينكه اين المان خم و يا كشيده شود ،سيم هاي داخل استرين گيج ،كشيده مي شود .كشش سيم ها و يا ورقه ها موجب تغييرمقاومت آنها مي شود .نوعا”،در مبدلهاي استرين گيج از يك سيم ويا ورقه ويا المان مقاومت نيمه هادي كه در يك ديافراگم محبوس گرديده  استفاده شده است.حركت سطح عمودي ديافراگم موجب تغيير مقاومت استرين گيج شده و مدار پل را نامتعادل مي سازد .مبدلهاي استرين گيج معمولا” قسمتي از مدار پل مي باشند .مانند پل و ستون كه در شكل10 نشان داده شده است .در اين مثال G2,G1 المان هاي استرين گيج مي باشند .G1 فعال مي باشد و طوري به المان اندازه گيري فشار وصل شده كه موجب كشش سيم ها مي شود .ولي G2 بي اثر مي باشد زيرا به قسمتي از المان اندازه گيري فشار وصل شده كه موجبي براي كشيد گي آن بوجود نمي آيد. وقتي مقاومتهاي G2,G1 مساوي باشند و مقاومتهاي R1,R2 هم با هم مساوي باشند

  در اين صورت پل در حال تعادل مي باشد و الكتريسته در پل هنكامي گه ولتاژي به پل اعمال گردد ، جريان الكتريسته در هر دو شاخه پل تا ماداميكه فشار فرآيند صفر باشد مساوي خواهد بود ، به دين معني كه جريان وجود نداشته و دستگاه اندازه گيري فشار ،صفر نشان خواهد داد. لكن به مجرد اينكه فشار سيستم افزايش يابد ، سنسور ميكانيكي فشار نيز حركت نموده و در نتيجه ،كشش سيم هاي استرين گيج فعال G1 افزايش مي يابد افزايش كشش سيم ها موجب افزايش مقاومت استرين گيج G1 خواهد شد .بنابراين مقاومتهاي G2,G1 از اين پس مساوي نخواهند بود . براي جبران افزايش مقاومت G1 ، جريان بيشتري از ساقه ايكه G2 به آن وصل شده عبور خواهد نمود .در اين اثنا ، مقاومتهاي R1,R2 هنوز هم مساوي خواهند بود .براي  ميزان كردن جريان الكتريسته در اين دو مقاومت ، مقداري جريان  از شاخه اي  كه متصل به استرين گيج  G2 مي باشد از طريق دستگاه اندازه گيري به ساقه مقاومت G1 بستگي به فشار فرآيند دارد ، لذا چنين مداري را مي توان براي آشكار سازي و اندازه گيري فشار مورد استفاده قرار داد

اندازه گيري فشار به روش يونيزاسيون

با اين  روش مي توان تقريبا” تا يك ميكرون جيوه ، فشار مطلق را اندازه گيري نمود (ديافراگم پايين )ئر شكل زير ، مقداري گاز با فشار كم  ، درون شيشه لامپ وجود دارد .مقداري الكترون از طريق فيلمان به كاتد لامپ مي رسد . چون قسمت خلا ، به لامپ متصل است لذا تغييرات آن باعث يونيزه شدن گاز درون لامپ مي گردد در نتيجه ، جريان فيلمان به كاتد نيز تغيير مي كند .با اندازه گيري  اين جريان مي توان مقدار خلا را مشخص نمود

گيج كاتد گرم

يك نوع گيج يونيزه  نوع كاتد  گرما الكترونهاازكاتد خارج گرديده وبه طرف گريد حركت ميكند.پاره اي ازالكترون ها با ملكولهاي گازي كه فشار ان بايد اندازه گيري شود برخورد مي نمايند. ملكول هاي گازالكترون هاي خود را در اثر  اين برخورد از دست ميدهند، ويونهاي مثبت توليد ميكنند . باقيمانده الكترونها روي گريد جمع مي شوند. يونهاي مثبت به هر حال به طرف كالكتور كه شارژ منفي شده اند جذب مي شوند .هريون كه بدين طريق جذب شود توليد يك پالس جريان در داخل مدار كالكتور مي نمايد .تعداد يون هاي توليد شده به دانسيته گاز بستگي دارند . يعني جريان الكتريسته در كالكتور متناسب با دانسيته و يا فشار گاز مي باشد .

گيج كاتد سرد

نوع ديگري از گيج يونازيسيون نوع كاتد سرد مي باشد (مراجعه شود به شكل 14) گيج كاتد سرد از يك حلقه بازاند كه در بين دو صفحه كاتد قرار گرفته تشكيل شده و بين آنها ،الكتريسته با ولتاژ بالايي اعمال گرديده است.

يك حوزه مغناطيسي ،الكترونها را از پيمودن مستقيم به طرف آند منحرف و سبب نوسان آنها در ميدان مغناطيسي مي شود. با ازدياد حد متوسط مسير آزاد ، تعداد قابل ملاحظه اي برخورد يونيزه اي با مولكولهاي گاز صورت مي گيرد .موازنه و تعادل در شارژ مدار به اين ترتيب به وجود خواهد آمد كه درازا ،هر يون خارج شده از مدار ، يك يون جايگزين مي شود .ايجاد چنين جرياني مقياسي براي اندازه گيري دانسيته مولكولي ويا به عبارت ديگر ، فشار گاز خواهد بود . نيمي از گيجهاي يونيزاسيون مورد استفاده با گيجهاي كاتد سرد تشكيل مي دهند .

 مبدل پي زو الكتريكي


[19] Normally Close

[20] Comp Performance curve

[21] Start,Stop,Routine work

[22] Sequential system

[23] warm up

[24] Coolling

[25] seal/oil reterene gas dp

[26] Power Turbine

[27] Gas Generator

[28] Flame,Gase,Smoke detectors

[29] POTENTIOMETRIC TRANSDUCER

[30] STRAINGAUGE

 

120,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی:
  • مقاله سنسور فشار
  • برچسب ها : , , , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی