پایان نامه طراحی سیستم های ابزار دقیق ایستگاه تقویت فشار گاز


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه طراحی سیستم های ابزار دقیق ایستگاه تقویت فشار گاز مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۳۹  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه طراحی سیستم های ابزار دقیق ایستگاه تقویت فشار گاز نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

تقویت فشار گاز   ۱
بصورت دستی   ۱
بصورت خودکار شامل   ۱
الف)بوسیله دکمه  روی سیستم ولو   ۱
ب)از راه دور اتاق کنترل   ۱
۴٫ جعبه دنده اصلی قسمت گردنده   ۲
ب) سیستم های اصلی توربوکمپرسور   ۳
سیستم روغن خنک کننده    ۳
سیستم نشت بند   ۳
سیستم استارت   ۳
سیستم سوخت   ۳
سیستمهای توربوکمپرسور   ۳
الف) سیستم روغنکاری   ۳
سیستم استارت   ۵
سیستم گاز سوخت   ۵
۲-  PDT فیلتر گاز ورودی به واحد   ۶
طراحی سیستم   ۶
ساختمان سیستم کنترل   ۷
فلسفه اصلی در طراحی سیستم های جدید کنترل کاهش توقفهای توربین   ۷
۲- سیستم حفاظتی   ۷
سیستم متوالی    ۸
بهره برداری از واحدها   ۹
اما به طور کلی می توان گفت که استارت شامل سه مرحله می باشد .   ۹
واحد استپ نیز شامل دو مرحله می باشد :   ۹
در چهار صورت سیستم از گاز تخلیه می گردد و برای راه اندازی مجدد نیاز به فشار گیری دارد   ۹
انواع حسگرهای مورد استفاده در واحد   ۹
شعله یابها ،گازیابها ،دودیابها   ۱۱
۲)اندازه گیری وتبدیل فشار گاز (عناصر برقی )   ۱۱
پل وستون   ۱۱
یکی از طرحهای متداول مدار مبدل برقی فشار پل وستون می باشد .شکل۱   ۱۱
شکل۱   ۱۲
۱- مبدل ترانسفورماتور تفاضلی متغیر خطی   ۱۳
۲- مبدل برقی فشار   ۱۳
در شکل(۳و۲) طرح دیگری از ترانسفور ماتور تفاضلی خطی نشان داده شده است.   ۱۳
سیستم ترانسفور تفاضلی متغییرخطی   ۱۴
تغییر می دهد.با اندازه گیری جریان خروجی ،می توان مقدار فشار را بدست آورد .   ۱۴
مبدل پتانسیمتری   ۱۵
شکل۵- مبدل پتانسیمتری   ۱۶
مبدل خازن متغییر خطی   ۱۷
شکل۶- سنسور فشار ، هز نوع القاءکننده متغییر   ۱۸
سنسور فشار ، نوع القاءکننده متغییر   ۱۸
” سنسور فشار از نوع القاءکننده متغییر ”   ۱۹
Varible Inductor Pressurs   ۱۹
شکل ۷   ۱۹
المانهای الکترونیکی فشار   ۲۰
با استفاده از روش اندازه گیری اضافه طول نسبی   ۲۰
اندازه گیری فشار به روش یونیزاسیون   ۲۲
۲۲
گیج کاتد گرم   ۲۳
گیج کاتد سرد   ۲۳
مبدل پی زو الکتریکی   ۲۴
گیج پیرانی   ۲۶
۳)اندازه گیری جریان سیالات بشیوه قیاسی و یا استنباطی   ۲۶
دستگاههای اندازه گیری و انتقال دهنده   ۲۷
وسیله و یا عنصر اولیه جریان سنجهای وابسته به اختلاف فشار   ۲۷
عناصر اولیه   ۲۸
صفحه های سوراخ دار   ۲۸
شکل ۱۸   ۲۹
صفحه هایی با سوراخ خارج از مرکز   ۳۰
۳۰
شکل۲۱   ۳۰
صفحه با سوراخ قطاعی   ۳۱
اریفیس ،با لبه ربع دایره یا اریفیس لبه گرد   ۳۱
با قرار دادن عوامل مورد نیاز عدد رینولدز ، نتیجه حاصل می گردد:   ۳۳
وزن مخصوص* قطر روزنه صفحه*سرعت متوسط سیال=عدد رینولدز   ۳۳
گرانروی مطلق   ۳۳
عدد رینولدز در بیشتر واحدهای عملیاتی بین ۰۰۰و۱۰و۰۰۰و۱۰۰۰   ۳۳
پایین بودن عدد رینولدز ، موجب تغییر جریان ، از حالت متلاطم به حالت ارام خواهد شد.   ۳۳
روزنه های لبه گرد برای جریانهای بالا دارای عملکرد خوبی نمی باشد.   ۳۳
جدول شماره ۱   ۳۳
لوله ونچوری نوعی دیگر از عنصر اولیه میباشد که در صنایع مورد استفاده قرار میگیرد.   ۳۳
“جدول ۱-گزینش عناصر اولیه برای کاربردهای مختلف”   ۳۳
سوراخ های خروج گاز و یا عبور مایع   ۳۵
صفحه روزنه دار یکپارچه با جریان سنج (۱)   ۳۶
۱ تا ۱ ۱  اینچ به کار می روند .   ۳۶
گستردگی میدان اندازه گیری جریان سیالات   ۳۷
شکل ۲۶   ۳۸
شکلهای ۲۷   ۳۹
محاسن صفحه های سوراخ دار   ۳۹
معایب صفحه های سوراخ دار   ۴۰
انواع اتصالات شیر اریفیس   ۴۰
۱-اتصال فلنج   ۴۰
شکل۲۹   ۴۱
۲-اتصال گوشه ای   ۴۱
شکل ۳۰   ۴۲
از معایب و اشکالات اتصال گوشه ای یا زاویه ای آن است که :   ۴۲
۳- اتصال وناکانترکتا   ۴۲
شکل ۳۱   ۴۳
۴-اتصال شعاعی   ۴۴
۵- اتصال لوله (شکل ۳۲)   ۴۴
شکل ۳۲   ۴۴
در شکل بالا ،موقعیت چهار نوع انتقال فشار از طرفین اریفیس پلیت به شرح زیر تعیین گردیده است :   ۴۴
AA-انشعاب گوشه ای   ۴۴
BB- انشعاب فلنج   ۴۴
CC- انشعاب وناکانترها و شعاعی   ۴۴
DD- انشعاب لوله   ۴۴
انشعابات فشار   ۴۶
اقسام انشعابات بشرح زیر است :   ۴۶
انشعاب فشار ازلوله   ۴۶
انشعاب فشار از فلنج   ۴۷
انشعاب فشار از از وناکانترکتا   ۴۷
لوله و نچوری   ۴۸
معایب لوله و نچوری   ۴۸
۴۹
“طراحی لوله ونچوری”   ۴۹
شکل ۳۸   ۴۹
۴)عملکرد شیرهای خودکار کنترل عددی   ۴۹
شرح  میکروپروسسوری مدل ۸۰۰و۶۵۰:   ۴۹
اصول کارکرد این سیستم براساس  عملیات متمتیز زیر پایه گذاری شده است :   ۴۹
۲- دیده بانی فشار و اندازه گیری نرخ افت فشار   ۵۰
۳-دیده بانی جریان با اندازه گیری اختلاف فشار دو سر شیشه نیمه بسته   ۵۰
در شکل ۴۱- بلوک دیاگرام مربوط به سیستمهای Accu Tect نشان داده شده است.   ۵۲
سیستم سلسله مراتب نمایش های VDU   ۵۳
۵)سیستمهای هشدار دهنده   ۵۳
تعاریف   ۵۴
۲-ملاحظات طراحی   ۵۵
۱-۲ اعتبار   ۵۵
۲-۲ ارتباط فنی   ۵۶
۳-۲ نیازهای فنی   ۵۶
نشاندهندهای الارم باید بتوانند استفاده کنندگان را در جهت نیل به اهداف زیر کمک و یار دهند.   ۵۶
۴-۲ طبقه بندی   ۵۷
روش اختصاص هر آلارم درون سیستم دارای امتیازهای چهارگانه زیر می باشد:   ۵۷
۳-آنالیز وکاهش آلارم ها   ۵۷
۱-۳ دسته بندی آلارمها   ۵۷
۲-۳ غلبه بر آلارمها   ۵۸
جدول۶-روش طبقه بندی آلارمها   ۵۸
جدول۷- مثالهایی از چک لیست اعمال شده بر آلارمها   ۵۹
۳-۳ درختهای آلارم   ۶۰
شناسائی و الگوسازی   ۶۰
جدول۸- درخت تجزیه وتحلیل آلارم   ۶۱
۴-۳ احتمالات   ۶۱
دستگاههای هشدار دهنده   ۶۱
جدول۹-آرایه الگوی آلارم   ۶۲
۶- نحوه برخورد با آلارمها   ۶۴
۶) نمایشگرهای کامپیوتری :   ۶۵
۲-روشهای طراحی،مکانهای نمایش اطلاعات   ۶۶
کنترل ابزار دقیق   ۶۷
شکل ۴۴-متدولوژی طراحی فورمت VCD که نمایش دهنده ارتباط داخلی در فرآیند است   ۶۷
۷) منابع تغذیه الکتریکی برای سیستم های IوC   ۶۸
۲-منابع تغذیه AC با فرکانس ۵۰ هرتز   ۶۸
۱-۲ ادوات ابزار دقیق با باتری پشتیبان   ۶۸
۲-۲ سیستم مرسوم برای منبع تغذیه ابزار دقیق با باطری پشتیبان   ۶۹
تحت شرایط کارطبیعی ،انتقال قدرت به بارهای متصل به کلید خانه به صورت زیر می باشد :   ۷۰
عملکرد سیستم منبع تغذیه ابزار دقیق با باطری پشتیبان   ۷۱
سیستم کلی با تمام اجزاء   ۷۱
جدل ۱۰- دامنه و مدت اعوجاج های منبع تغذیه AC,DC   ۷۲
منابع تغذیه DC   ۷۳
استفاده از منابع تغذیه DC در تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۷۳
جدول۱۱-تغییرات ولتاژ سیستم باطریDC   ۷۳
۲-۳ باطری های ۱۱۰و۴۸ ولت   ۷۴
۳-۳ منابع DC دیگر   ۷۴
۴-۳ دلایل و لزوم طراحی تجهیزات الکترونیکی   ۷۴
تغییرات منبع تغذیه   ۷۴
قطعی های قابل تحمل   ۷۴
می توان تدابیر خاصی برای تجهیزات حساس در نظر گرفت که عبارتند از :   ۷۵
جدول۱۲- مشخصات نمونه منبع تغذیه سازندگان کامپیوتر   ۷۵
۴ نویز میخی شکل و حالتهای گذرا   ۷۶
منابع تغذیه داخلی در تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۷۷
نحوه ی آرایش عمومی   ۷۷
۲-۵ منابع تغذیه سوئیچینگ   ۷۷
شکل۴۶ –اساس منبع تغذیه خطی ولتاژ پایین با تنظیم کننده از نوع سری   ۷۸
شکل۴۷-اساس منبع تغذیه سوئیچینگ با تنظیم کننده ولتاژ   ۷۹
جدول۱۳-مقایسه ی منبع تغذیه خطی با سوئیچینگ   ۷۹
مزایا   ۸۰
معایب   ۸۰
ث-نویز در خروجی های ثانویه به دو صورت می باشد:   ۸۱
شکل۴۸-  منبع تغذیه سوئیچینگ   ۸۱
نوع ترکیبی  منبع تغذیه   ۸۱
سیستم منبع تغذیه نوعی برای تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۸۱
منابع هوای فشرده سیستم ابزار دقیق   ۸۲
نیازهای اولیه   ۸۲
شکل۴۹-نمای منبع تغذیه مستقیم DC دوتائی.   ۸۳
کیفیت هوا   ۸۳
سیستم هوای فشرده   ۸۳
۸) سیم کشی سیستم کنترل و ابزار دقیق ،ترمینال بندی و اتصال زمین   ۸۳
ترمینال بندی   ۸۴
شکل۵۲-نمونه ای از ترمینالهای کشوئی   ۸۵
شکل ۵۳-مثالی از واحد اتصالات سیم بندی شده با جداکننده اتصالات و نقاط آزمایش   ۸۶
خصوصیات الکتریکی کابل های کنترل و ابزار دقیق   ۸۶
سطوح قدرت سنسورها و مبدل ها   ۸۶
شکل ۵۴ – انتشار و حذف تداخل الکترو مغناطیسی   ۸۸
کوپلاژ مغناطیسی   ۸۸
پیچاندن کابل های زوجی به طوری که ولتاژ القاء شده در هر زوج دیگر را از بین ببرد .برای سوئیچینگ   ۸۸
کوپلاژ الکترومغناطیسی   ۸۹
شکل ۵۵- تداخل وحذف کوپلاژ مغناطیسی ،به طریق زیر کاهش می یابد .   ۸۹
شکل ۵۶- کوپلاژ الکتراستاتیکی (خازنی )بین کابل های تغذیه و کابل های سیگنال   ۸۹
شکل ۵۷ – اصول فیلتر سازی الکتروستاتیکی به منظور کاهش تداخل ناشی از کوپلاژ خازنی   ۹۰
طراحی تقویت کننده ها برای حذف تداخل   ۹۰
تداخل به شکل های زیر به وجود ی آید :   ۹۰
شکل ۵۸-نوع تداخل سری و مشترک و راه های کاهش اثرات آنها .   ۹۱
اصول کلی بهره برداری   ۹۳
PLC   ۹۸
اشکال مختلف نمایش برنامه :   ۱۰۲
بلوکهای سازمانی دهی   ۱۰۴
به روش LAD   ۱۰۵
بررسی یک نمونه سنسور موقعیت زاویه ای مطلق   ۱۰۷
سنسورهای مگنتورزیستیو   ۱۱۲
کـــــاربـــرد ها   ۱۱۲
کاربردهای خطی   ۱۱۲
کاربرد های زاویه ای   ۱۱۶
منابع و ماخذ   ۱۲۰
پیوست ها   ۱۲۲

منابع و ماخذ

۱- صفوی، دکتر سید علی اکبر – شجاعی، حسین- عملکرد و کاربرد plc در اتوماسیون صنعتی

۲- مشتاقی- رحیم- اندازه گیری جریان سیالات

۳- سلطانی-  محمود- تجربیات نیروگاههای پیشرفته جلد ۱۶

تقویت فشار گاز

گاز پالایش شده خروجی از پالایشگاه وارد خطوط اصلی انتقال می گردد ،اما عمدتا فاصله بین مصرف کننده تا پالایشگاه بسیار زیاد است . مصرف گاز در شهرها در طول خط وجود عوارض طبیعی اعم از کوهها و گودالها و همچنین اصطحکاک ناشی از حرکت گاز درون لوله باعث افت فشار آن می گردد بنابرین ایستگاههایی در فواصل منظم در طول خط احداث شده است که دارای چند توربوکمپرس می باشند هدف از تاسیس این ایستگاهها جبران این افت فشار می باشد .

الف ) بررسی فرآیند کمپرس گاز از شیر[۱] ورودی تا ولو خروجی:

بدین منظور یک انشعاب از خط اصلی گاز جهت ورود به ایستگاه گرفته شده است که وارد ولو اصلی ورودی می گردد .

ولوهای اصلی ایستگاه مانند ولو ورودی و خروجی را اغلب به سه طریق باز وبسته نمود :

بصورت دستی

بصورت خودکار شامل

              الف)بوسیله دکمه[۲]  روی سیستم ولو

                ب)از راه دور اتاق کنترل

فشار[۳] مورد لزوم برای حرکت ولو در حالت اتوماتیک توسط یک لاین یک اینچ از خود گاز داخل لوله ایجاد می گردد برای این کار فشار داخل لوله جهت استفاده در عملگر توسط یک فشار شکن[۴] به ۷ بار شکسته می شود این فشار به روغن داخل یک مخزن اعمال شده که این روغن باعث چرخش ولو می گردد .برای بازوبسته کردن مسیر محرک ها از سلونوکید ولوها استفاده می گردد. همچنین دو عدد میکروسوئیچ در طرفین نشانگرمشاهده باز وبسته بودن ولو رادر اتاق کنترل ممکن می سازد .در ادامه فشارگاز ورودی توسط فشار ورودی و خروجی ایستگاه دارای اهمیت بسزایی می باشد .

در ادامه فرآیند گاز وارد سافیها می گردد تا ناخالصی های آن شامل دوده و موادنفتی و سایر آلودگیهای از آن جدا گردد. اغلب اسکراپرها براساس قانون ساده فیزیکی اختلاف جرم حجمی کار می کند .

ناخالصی های جمع شده در مخازن پایین اسکراپرها چند مدت باید تخلیه گردد این کار توسط به میزان آلودگیها در شرایط مختلف متفاوت است .

در این مخازن با افزایش حجم مواد به شیرهای خودکار واقع بر لاتیهای تخلیه فرمان می دهد و عمل تخلیه در چند ثانیه انجام می پذیرد

پس از این مرحله گاز جهت اندازه گیری می گردد. اندازه گیری خلوی گازها براساس اختلاف فشار می باشد که مهمترن شکل آن استفاده از صفحه های سوراخدار[۵]  می باشد .

گاز خروجی از مرحله اندازه گیری وارد خطوط تقسیم شده و این واحدها تقسیم می گردد.هر واحد شامل یک توربوکمپرسور گازی است که دارای انواع مختلف می باشد نوع مورد استفاده در ایستگاه شماره ۲ از مدلهای ۹۹۰ شرکت درس رند [۶] با سیستم کنترل قابل برنامه ریزی از نوع چرخش و با توربین آزاد و ددر سوخته می باشد که دارای چهار بخش اصلی می باشد

۱٫ژنراتور گازی    ۲٫ توربین قدرت  ۳٫جعبه دنده کمکی

۴٫ جعبه دنده اصلی قسمت گردنده

این توربوکمپرسور براساس سیکل باز وبا استفاده از دو محور که ارتباط مکانیکی مستقیم فیما بین ندارند کارمی کند  بدین نحو که محور ژنراتور گازی میان تهی بوده و محور توربین قدرت از داخل آن عبور کرده و کمپرسور گاز متصل می باشد .

ژنراتور گازی از سه قسمت اصلی ۱- کمپرسورهوا   ۲-محفظه احتراق

۳- توربین ساخته شده که کمپرسورهوا از نوع گریز از مرکز و دارای دو مرحله و  توربین قدرت دارای سه مرحله محوری می باشد .

در نهایت امر گاز فشرده شده بعد از ولوهای یکطرفه در خروجی واحد و در خروجی از هدر خروجی[۷] دوباره به خط اصلی بر می گردد.

سوخت واحدها از یک انشعاب قبل از مرحله مترنیگ تامین می گردد .

این لاین ۶ اینچ وارد فیلتر سوخت شده و پس از تصفیه به اتاق سوخت وارد می گردد و طی چند مرحله فشار آن توسط رگولاتورها به فشار مناسب شکسته می شود .چون در حین شکست فشار دمای آن به شدت پایین می آیید لذا بایدقبل از ورود به رگولاتورها گرم می گردد برای این منظور گاز به لانیهای کوچکی منشعب می گردد که از درون یک مایع (آب مخلوط با گلایکول)می گذرد این آب توسط یک  میترگازی یا برقی گرم می شود .دمای گازخروجی  از میتر  دمای آب و فشار گازسوخت می گردد بنابرین حگرهای اختلاف فشار فیلترآن را کنترل می نماید  فیلتر سوخت نیز مانند اسکرابرها مجهز به سیستم خودکار تخلیه ناخالصیها می باشد .

ب) سیستم های اصلی توربوکمپرسور

سیستم روغن خنک کننده [۸]

سیستم نشت بند[۹]

سیستم استارت

سیستم سوخت

سیستمهای توربوکمپرسور[۱۰]

الف) سیستم روغنکاری

وظیفه این سیستم روغنکاری و خنک کاری اجزاء متحرک در کمپرسور می باشد .

همانطور که در شکل می بینیم روغن ابتدا وارد پمپ اصلی شده که با حرکت ژنراتور (GG)به گردش درمی آید. و پمپ کنار آن که با پمپ اصلی موازی است با یک موتور (v) 24به گردش درمی آید وظیفه خنک کاری توربوکمپرسور بعد ازتوقف آن را بر عهده دارد در حالت اضطراری یک پمپ گازی  نیز موازی با دو نصب شده است که در صورت عملکرد نا صحیح پمپها به کار خواهد افتاد جهت اطمینان کامل یک مخزن پر فشار حاوی نیتروژن نیز در سیستم تعبیه شده که در صورت از کار افتادن سه پمپ با پمپ اصلی روغن را به قسمتهایی مهم پمپ می کند

TCV206[11]در صورت افزایش دمای بیش از حد روغن مسیر آن را به سمت خنک کننده هدایت می کند .فیلترها وظیفه تصفیه روغن را بر عهده دارند .

در ابتدای امر وجود در سوئیچ اندازه گیری سطح در داخل مخزن اصلی

ضروری می باشد که یکی آلارم کاهش سطح [۱۲]

و دیگری فرمان توقف اضطراری[۱۳] را برای واحد صادر می کند .

فشار روغن در خروجی پمپهای اصلی و ورودی به قسمت و اختلاف فشار فیلترها باید بررسی گردد که این کار توسط سنسورهای مربوطه انجام می پذیرد .

دمای مخزن روغن و دمای روغنخروجی از مرحله باید اندازه گیری شود و سوئیچ مربوط به آنها در صورت لزوم واحد را از کار می اندازد

 فلوی روغن در ورودی اصلی به واحد ودر صورت لزوم از هر قسمت باید اندازه گیریو به قسمت کنترل ارسال گردد .

 یک سوئیچ مخصوص برای لرزشهای غیر عادی فن خنک کننده در نظر گرفته شده است

فشار مخزن نیز باید تحت کنترل باشد تا مطمئن باشیم گازها و دوده ها ی اضافی از آن تخلیه می شود . برای تسریع در این امر از فنهای مخصوص تهویه[۱۴] استفاده می شود .

سیستم سیل[۱۵] یا سیستم روغن نشت بند

این سیستم جهت جلوگیری از خروج گاز فشرده شده در کمپرسور به بیرون یاتاقانها وشافت به کار می رود

همانطور که در نقشه مربوطه مشاهده می گردد (شکل شماره  ) روغن سیل توسط پمپ cpl-45/ به سمت فیلترها روانه می گردد.این پمپ واحد است که نیروی محرکه آن یک موتور الکتریکی است.

یک پمپ گازی نیز جهت موارد اضطراری با موازی شده است روغن سیل وارد مخزن فشار[۱۶]شده از آنجا به دو طرف کمپرسور وارد می شود .این روغن در نهایت به جداره ای از شافت پمپ

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

هر گونه ایرادی در سیستم سیل باعث کاهش فشار روغن شده و[۱۷]S/D واحد را باعث می گردد.بدین منظور همانند سیستم لوب هیترها و حسگرهای دما در داخل مخزن تعبیه می گردد. فشار خروجی اصلی واختلاف فشار فیلترها باید دائما تحت کنترل باشد برای اعمال محرک پمپ گازی از یک سلونوئیدولو استفاده می گردد.

یکی از مهمترین وسایل ابزار دقیق سیستم سیل ولو کنترلی با اختلاف فشار بین گاز اصلی و روغن سیل است . جهت خنک کاری روغن نیز از یک پمپ جهت ارسال روغن به فن کولرها استفاده می شود که فرمان آن وابسته به حرارت روغن می باشد .

سیستم استارت

استارت اولیه توربین تا مرحله جرقه زنی توسط یک موتور گازی صورت می گیرد .میزان گاز ورودی به استارتر۳۵ I 15 psig  می باشد .البته حرکت استارتر جهت عملکرد بهینه دارای نوساناتی نیز می باشد .

در گیری استارتر با جعبه دنده در ابتدا با باز شدن ولو ۱۱۸آغاز می گردد(همانطور که در شکل ملاحظه می کنیم )وسپس ولو ۱۲۲وظیفه تنظیم فلوی گاز ودر نتیجه سرعت استارتر را بر عهده دارد .

جریان میل آمپری در این ولو به ۱۳۸ تا۷۲۲ بار تبدیل می گردد. ولو۱۲۱نیز جهت تخلیه گاز عمل کننده استفاده می شود اگر استارتر نتواند در مدت زمان معینی در واحد را به ۱۳۰۰۰ (rpm)برساند واحد

 S/Dمی گردد.

فشار محرک I/P[18]  توسط هوای ابزار دقیقو بوسیله ولو۱۲۲تامین می گردد.

سیستم گاز سوخت

گاز مصرفی توربین حدودا ۹ بار و با دمای محیط می باشد که هم فشاروهم دما باید تحت کنترل باشند .

در هنگام راه اندازی واحد در زمان مناسب که در سکانس استارت معین شده است باید سلونوئیدولوهای شماره ۱۰۳,۱۰۲مسیر ۱به ۲را از کرده ومسیر ۲به۳را ببندد و با بازشدن آنها دو ولو ۱۰۳,۱۰۲ باید بازگرداند تا گاز به پشت گاورنر برسد .

اعمال فرمان به گاورنرحرکت اهرم آن را بصورت پله ای امکان پذیر می سازد این فرمان در حالت عادی به بار اعمال شده به توربین و ضریب تنظیمسرعت آن بستگی دارد

بر روی مسیر گازسوخت یک سوئیچ فشار وجود داردکه در صورت پایین یا بالا بودن فشار گازسوخت از حد معینی باعث اخطار در اتاق کنترل می گردد و واحدS/D می گردد . سوئیچ ولونت (Sv.112) از نوع NC [19] است که به محض قطع شدن برق وبسته شدن در shut off valve در مسیر گاز سوخت (SV.102,103) گاز ما بین این دو را تخلیه می کند و از ورود گازبه محفظه احتراق جلوگیری می نماید .

منحنی کار کمپرسور [۲۰] پایداری یک کمپرسوربه فلوی عبوری از آن و فشار دو طرف آن بستگی دارد .این ارتباط توسط یک منحنی نمایش داده می شود این منحنی باید در محدوده پایدار قرار داشته باشد . افزایش بیش از حد نرخ فشاربه منحنی را به سمت ناپایداری و کاهش بیش از حد آن نیز باعث چوک شدن آن می گردد .تنظیم خط با ولو به نام Blead valve  صورت می گیرد که از ورود منحنی کار به ناحیه ناپایداری جلوگیری می نماید . طبق برنامه کنترل ،با افزایش نرخ فشار از حد معینی (که معمولا با افزایش دور ایجاد می گردد) این ولو که در انشعاب از کمپرسور هوای توربین قرار گرفته با باز شدن خود مقداری از هوا را by pass می نماید .

این عمل معمولا توسط یک ولو بای پس با نام Anti surge valve  یا Recycle valve صورت می گیرد. همانطور که در شکل دیده می شود عملگر این ولواز دو نقطه فرمان می گیرد .

۱-  مربوط به کمپرسورواحد

۲-  PDT فیلتر گاز ورودی به واحد

اما برای کنترل دقیق این ولو در فرآیندشروع توقف گردش کار [۲۱] از یک کنترولر مخصوص این کار استفاده می شود.

سیستم کنترل توربینهای گازی کنترل کامل و خودکار توربین و بار آن را بر عهده دارد. این سیستم ها آخرین فن آوری الکترونیکی شامل سیستم های رایانه ای کنترل منطقی قابل برنامه ریزی ،مدارهای مجزا جهت کنترل و انجام مراحل مختلف و سیستم های حفاظتی می باشد .

سیستم دارای گیرنده ها و عمل کننده های خودکار که در نقاط مختلف  توربین نصب شده اند می باشد تا علائم ورودی و خروجی متعددی دریافت وارسال نمایند و از طریق این سیستم ها پارامترهای اصلی کنترل شامل سرعت ،دما و لرزش کنترل می گردند. سیستم های حفاظتی از سیستم های کنترل جدا بوده و برای عملیات مطمئن و ایمن توربین از دقت و حساسیت بالایی برخوردارند .

طراحی سیستم

سیستم از سه بخش مجزا و مستقل تشکیل شده است و شامل سیستم های کنترل، حفاظتی و مراحل کاری سکانس می باشد .

ساختمان سیستم کنترل

فلسفه اصلی در طراحی سیستم های جدید کنترل کاهش توقفهای توربین

ناشی از بروز اشکال در سیستم های کنترل می باشد لذا به منظور بالا بردن اطمینان از  عملکرد توربین در زمان بهره برداری مدارهای کنترل متعددی در نظر گرفته شده اند که در صورت عدم کاردهی مطلوب یک سیستم برروی صفحه علائمی ظاهر می گردد لکن توربین در سرویس باقی می ماند .در بخشهایی که در ان امکان اضافه نمودن اجزاء سیستم  وجود ندارد در صورت از کار افتادن یک سیستم مانند سیستم کنترل سرعت یک سیستمپشتیبانی دیگر مانند کنترل دما، کنترل عملکرد توربین را بر عهده می گیرد .

پارامتر عمده در کنترل توربین مربوط به  کنترل کننده سرعت گاورنر می باشد که به سیستم کنترل سوخت دستور تنظیم سوخت نسبت به دور تنظیمی را می دهد . سیستم کنترل سرعت با دریافت علائم از دما ، سرعت شتاب و برنامه کاری استارت از طریق یک سیستم انتخاب پارامتر حداقل و انتخاب پایین ترین میزان دستور لازم را به سیستم کنترل سوخت می دهد .بعنوان مثال در صورتیکه سیستم کنترل سرعت نیاز به سوخت بیشتری نسبت به محدوده دما داشته باشد سیستم انتخاب حداقل میزان علائم دریافتی از سیستم کنترل دما را مبنا قرار داد ه و با عملکرد خود دستور مناسب را به سیستم کنترل سوخت می دهد .

سیستم کنترل هوا معمولا بر روی توربین های با قابلیت بازیافت حرارتی نصب می شوند و دستورات خود را به دریچه های قابل کنترل هوا ارسال می نمایند تا همواره دما در قسمت اگزوز توربین  در دامنه ثابت و مشخصی کنترل گردد .

۲- سیستم حفاظتی

دستیابی به کارایی بالای سیستمهای حفاظتی با استفاده از مدارهای متعدد مقدور می باشد و در طراحی حداقل دو سیستم مستقل توقف تغذیه سوخت به توربین پیش بینی می شوند. شیرهای سوخت توسط سنسورهای مختلف و مدارهای الکترونیکی کنترل می گردند. سیستمهای توقف مستقل برای سرعت بیش از حد ، فشار پاین روغن و توقف دستی در نظر گرفته می شوند تا بالاترین میزان اطمینان از عملکرد ایمنی توربین فراهم گردد .گیرنده های سیستم حفاظت لکترونیکی از طریق مسیرهای دوگانه به سیستمهای مختلف توقف علائم ارسال می دادند و فرمان خروجی از سیستمهای توقف الکترونیکی در مواقع لزوم و اضطراری شیرهای توقف سوخت و کنترل سوخت را غیرفعال می نماید .

سیستم به نحوی طراحی می شود که قابلیت بررسی وضعیت موجود خود را همواه دشته باشد بعنوان مثل در زمان استارت سیستمهایی همچون شعله یابها ، سرعت ودمای بیش از حد رابررسی نموده و در صورتی که هر یک از آنها متوجه مشکلی گردند استارت از کار می افتد لکن درزمان بهره برداری در صورت بروز اشکال برای یکی از آنها علامتی بر روی صفحه ی مانیتور ظاهر می گردد و توربین به کار خود ادامه می دهد و فقط با بروز مشکل در سیستم ثانویه ای توربین متوقف می گردد . بدین ترتیب شرایط بهره برداری مطمئنی از توربین فراهم آمده و در حالیکه ایمنی آن نیز به مخاطره نمی افتد . بجزسیستمهای حفاظتی فوق سیستمهای حفاظتی دیگری مانند ارتعاش فشار پایین روغن روانساز ،دمای یاتاقانها و اگزوز و غیره را بر عهده دارند .

سیستم متوالی [۲۲]

سیستم متوالی دربردارنده سیستم منطقی بر ای استارت خودکار  بارگذاری و توقف توربین می باشد واین سیستم نه تنها قابلیت به اجرا در آوردن برنامه های در مدار قراردادن دستگاه های توربین را داراست بلکه دستگاه های کمکی مانند پمپهای روغن روانساز ، سیستم های استارت ،سوخت وغیره را نیز کنترل می کند

و در طراحی آن جوانب ایمنی در بهره برداری از توربین کاملا رعایت شده ودر صورت بروز هر گونه اختلال در سیستم های کنترل و کمکی ،توقف مطمئن توربین را تضمین می کند و با انتخاب و بکارگیری صحیح سیستم های الکترونیکی و هیدرودینامیکی مناسب ساخته شده است .

اجزاء بوجود آورنده ورودیهای این سیستم شامل سوئیچ های فشار ،دما و لرزش و خروجی آن مشتمل بر شیرهای برقی ،موتورهای استارتر و غیره می باشند. سیستم های منطقی ،تایمرها ،رسه های سرعت و غیره عملیات خودکار متوالی توربین رااز ابتدای راه اندازی تا زمان بارگذاری و در زمان توقف با بکارگیری سیستم های کمکی به عهده دارد بعنوان مثال یک مرحله استارت شامل موارد زیر می باشد

بکار اندازی سیستم های کمکی مانند پمپهای روغن وغیره
درگیر نمودن کلاچ
چرخانیدن توربین
فعال نمودن سیستم سوخت جهت تامین میزان دقیق سوخت لازم در هر مقطع از
فعال نمودن جرقه زنها و روئیت شعله
تعیین زمان گرم شدن [۲۳]
تعیین سرعت های لازم در هر مقطع از مراحل استارت
تشخیص به اتمام رسیدن مراحل مختلف متوالی و آمادگی برای بار گذاری

یکی از مؤلفه های سیستم متوالی که عمل استارت  را مطمئن می سازد انجام استارت های مکرر است بعنوان مثال بعد از شروع یک مرحله استارت اگر به عللی استارت عقیم گردد بصورت خودکار عملیات را به مرحله ابتدایی استارت برمی گرداند و تنها زمانیکه دور به حدی رسید که بتوان امکان در گیری کلاچ را فراهم نمود می توان مجددا استارت کرده که خود مستلزم به اتمام رسیدن زمان رله استارت مجدد است

بهره برداری از واحدها

در ایستگاه شماره ۲ هر واحد به دو صورت دستی ویا از راه دور قابل راه اندازی است که در حالت دستی در اتاق کنترل و توسط اپراتور انجام می گردد .

مراحل مختلف برنامه ریزی جهت راه اندازی ،خارج نمودن از سرویس و حالتهای دیگر را می توان در فلوچارت مربوط به آنها در شکلهای مندرج در پیوست انتهای مطلب می توان دید.

اما به طور کلی می توان گفت که استارت شامل سه مرحله می باشد .

چک نمودن سیستم های اصلی ،کلیدها ،ولوها و…
راه اندازی واحد تا رسیدن به دور ۵۲۰۰ (rpm)
ماندن در این دور برای چند دقیقه گرم شدن و پس حرکت تادور نامی هر گونه اختلال در بخشهای مربوط به هر مرحله ابتدا اخطار و در صورت عدم رفع مشکل از کار افتادن واحد را باعث می گردد.
کاهش دور تا ۵۲۰۰(rpm) وماندن برای چند دقیقه در این دور [۲۴]
کاهش دور به صفر و خنک کاری واحد تا کاهش دما به حد نرمال

واحد استپ نیز شامل دو مرحله می باشد :

در چهار صورت سیستم از گاز تخلیه می گردد و برای راه اندازی مجدد نیاز به فشار گیری دارد

میزان اختلاف فشار[۲۵] به کمتر از حد تنظیمی برسد
آتش سوزی در محوطه بوجود بیاید
دگمه توقف اضطراری بر روی پانل اتاق یا کنترل ،بر روی توربوکمپرسور یا بصورت Remote زده شود .

انواع حسگرهای مورد استفاده در واحد

الف)سنسورهای دما که وظیفه اندازه گیری دمای گاز داخل همچنین دمای یاتاقانها و روغن در مراحل و مقاطع مختلف سیستم های سیل ولوب ومخازن آنها و هوای ورودی و خروجی کمپرسورها ومهمتر از همه دمای محفظه احتراق را بر عهده دارند .نمونه ای از این ترموکوپلها در شکل صفحه ۱۴  نشان داده شده است .

اساس کار ترموکوپلهااختلاف ناشی از حرارت ایجاد شده می باشد میزان پتانسیل بستگی به جنس دو فلز و دمای محل اتصال دارد .هنگام انتخاب و نصب ترموکوپلها باید توجه نمود که حداکثر درجه حرارت فرآیند از حداکثر درجه حرارت کاری ترموکوپل بیشتر نباشد همچنین برای محل مورد نظر بیشترین ولتاژ را ایجاد نماید

هنگام نصب ترموکوپلها باید از انحناء آنها جلوگیری شود و توجه نمود که سیمها درست متصل شوند و اتصالات حداقل تعداد ممکن را داشته باشد .

نصب ترموکوپلهای محفظه احتراق و فاصله آنها به جهت اهمیت توازن حرارت در داخل محفظه احتراق سیار حساس است و باید با زاویه ۹۰ درجه و فاصله مشخص باشد .میانگین دمای بزر که توسط ترموکوپلها اندازهگیری می شود نباید بیشتر از ۷۵۰ درجه سانتی گراد باشد.

ب)سنسورهای سرعت و حرکت شافت

عملکرد این سنسورها با استفاده از تئوری هال می باشد که بر طبق آن اگر یک ماده هادی یا نیمه هادی در یک میدان مغناطیسی که عمود بر جهت جریان عبوری می باشد ولتاژی در عرض هادی تولید می گردد

اساس سنسورهای هال میدان مغناطیسی است با توجه به ویژگیهای واتاژ خروجی این سنسور نیازمند یک طبقه تقویت کننده و نیز جبرا ن ساز حرارتی است چنانچه از منبع تغذیه با ریپل فراوان استفاده کنیم وجود یک رگولاتور ولتاژ حتمی است سنسورهای مورد استفاده در ایستگاه شماره ۲ از نوع مجاورتی Proximity هستند که با فاصله مشخص از شافت در قسمت کوپلینگ نصب شده اند به علت سرعت بالای شافت حرکات افقی وعمودی غیر عادی آن نیز به همین روش می تواند اندازه گیری شود.

این سنسورها معمولا در یک شافت با توجه به حرکت کمپرسور و توربین نصب می شوند .

ج) سنسورهای لرزش

این حسگرها با استفاده از خاصیت پیزو الکترویک ارتعاش دریافتی را به جریان الکتریکی تبدیل کرده و این جریان سپس توسط یک کارت مخصوص آنالیز می شود . در نهایت حرکت غیر عادی شافت در نمایشگر اتاق کنترل به ۲ صورت قابل مشاهده و بررسی است :

Vibration Displacement
Vibration Acceleration

 محل نصب آنها خصوصا” بدنه GG, [26] PT [27] توربین می باشد بنابراین حساسیت آنها نسبت به حرارت باید مورد توجه باشد .

شعله یابها ،گازیابها ،دودیابها[۲۸]

با توجه به خطراتی که نشت گاز و آتش سوزی ممکن است برای سیستم و کل ایستگاه بوجود  آورد استفاده از این حسگرها در هر کجا که احتمال وجود آنها باشد به تعداد کافی ضروری است .

این حسگرها در انواع گوناگون اما مکانیز مهای تقریبا یکسان ساخته می شوند (شعله یابها براساس دریافت نور ماوراءبنفش ،گازیابها با تاثیرات شیمیایی و دودیابها با تاثیر برشدت نور عبوری از محیط )می توان سیستم های هشدار آنها را جدا از سیستم فرمان اصلی نصب نمود اما در موارد مهم باید بتوانند همه یا بخشی از یک واحد را متوقف نمایند.

بعنوان مثال وجود حداقل دو گاز یاب و دو شعله یاب در دو طرف محفظه توربین هر واحد ضروری است . فرمان ارسالی توسط هر یک از آنها باید بتواند علاوه بر توقف واحد یک سیستم اطفاءحریق را نیز بکار می اندازد که طیآن فنهای تهویه محفظه خاموش شده و دریچه های ورودی و خروجی بسته می شود .همزمان یک کپسول ،گاز co2 را در داخل محفظه تخلیه می نماید این فرمان می تواند با فرمان دکمه توقف اضطراری موازی شود .تست و کالیبره اینگونه حسگرها از موارد مهم کنترل ماهیانه (PM)تعمیرات ابزار دقیق است .

۲)اندازه گیری وتبدیل فشار گاز (عناصر برقی )

اندازه گیری وتبدیل فشار به جریان الکتریسته بخش مهمی از تجهیزات اندازه گیری در ایستگالها  را شامل می شود به طور کلی مبدلهای فشار الکترومکانیکی حرکت حاصل از سنسورهای مکانیکی را به تغییرات سیگنال برقی تبدیل می کند .طرهای بسیار متفاوتی از مبدلهای برقی فشاروجود دارد این دستگاهها برای آشکار سازی وکنترل فشار فرآیند ،دارای کاربرد وسیعی می باشد

پل وستون

یکی از طرحهای متداول مدار مبدل برقی فشار پل وستون می باشد .شکل۱

ترکیب مدار ساده یک پل وستون را نشان می دهد .این ترکیب ،شامل دو ساق موازی پل می باشد ،یک منبع ولتاژ به پل وصل گردیده و بدین ترتیب،جریان الکتریسته ار هر یک از ساق ها عبور می کند .همچنین یک مدار اندازه گیری در وسط پل نصب گردیده است .چنانچه پل از نظر جریان الکتریسته در حال تعادل نباشد توسط این مدار راهی برای عبور جریان بوجود می آید. مدار پل،شامل چهار مقاومت می باشد که منظور از طراحی آنها این است که هر گاه مقدار هر چهار دستگاه مقاومت کاملا مساوی باشند عبور جریان الکتریسته از طریق هر ساق مساوی بوده و جریانی در بین مدار پل عبور نخواهد کرد، و در نتیجه پل دارای تعادل جریان الکتریسته می باشد .

با طراحی این پل وستون، اگر مقدار مقاومت یکی از مقاومتها تغییر کند در این صورت جریان الکتریسته در هر یک از ساق ها مساوی نخواهد بود،برای مثال،چنانچه مقدار مقاومت ۲در (شکل ۱)کاهش یابد ولی ولتاژ به همان مقدار باقی بماند  در این صورت جریان بیشتری از آن ساق که مقاومت۲ در آن قرار گرفته عبور می نماید تا از آن ساق که دارای مقاومت ۱ می باشد ،چنانچه اگر مقدار مقاومتهای۲و۳ ثابت باشد در این صورت عبور جریان در قسمتی از مدار که این دو مقاومت را دربردارد تغییری نخواهد کرد این وضعیت در پل ایجاد عدم تعادل می نماید . جریان از مدار اندازه گیری که در وسط پل نصب شده عبور می نماید، مقدار عبور جریان با مقدار نامیزانی ویا عدم تعادل پل، تناسب مستقیم دارد که می توان با نصب یک عدد دستگاه اندازه گیری و نشان دهنده در مدارپل،آن مقدار را اندازه گیری نمود .هنگامی که از پل وستون به عنوان دستگاه اندازه گیری فشار استفاده شود مقاومت که در المان اندازه گیری فشار نصب گردیده جایگزین یکی از مقاومتهای مدار پل می گردد.

چون المان و یا عنصر اندازه گیری فشار در معرض تغییرات فشار فرآیند قرار دارد از این رو وقتی که فرآیند دارای فشار نباشد، مقاومتهای ۴،۳،۲،۱ مساوی بوده و در نتیجه پل وستون در حال تعادل الکتریکی می باشد و الکتریسته در مدار پل جریان نخواهد داشت و دستگاه اندازه گیری ، فشار را صفر نشان خواهد داد .حال چنانچه فشار فرآیند دچار تغییر گردد

  المان اندازه گیری فشار نصبت به این تغییر ، عکس العمل نشان داده و مقاومت داخل “پل”را تغییر خواهد داد . تغییر مقاومت موجب عدم تعادل مدار پل می گردد که بروز چنین حالتی گویای تغییر فشار می باشد که بوسیله دستگاه اندازه گیری نشان داده می شود.

۱- مبدل ترانسفورماتور تفاضلی متغیر خطی

 ۲- مبدل برقی فشار

می باشد (رجوع شود به شکل ۲) . وقتی که این وسیله برای اندازه گیری فشار به کار رود یک ولتاژ متناوب (a.c)  سیم پیچ اولیه (p) ترانسفورماتور ان وصل می شود.سیم پیچ ثانویه شامل دو سیم پیچ     (S1&S2) می باشد و به طریقی وصل شده اند که پولاریته های (قطب های) خروجی انها مخالف یکدیگر می باشند . یک هسته متحرک به سنسور مکانیکی فشار اعم از نوع بیلوز ویا دیافراگم وصل گردیده است. وقتی هسته در مرکز قرار داشته باشد، خروجی های  با هم برابر وقطبهای آنها مخالف یکدیگرند ،در این صورت خروجی ترانسفورماتور صفر و مبدل هم فشار را صفر نشان می دهد .

چنانچه فشار فرآیند تغییر کند ،سنسور مکانیکی فشار نیز حرکت نموده و سبب حرکت هسته متحرک می شود. برای مثال در شکل ۳ هسته ،تقریبا” بطور کامل از سیم پیچ ثانویه خارج گردیده وسطح سیم پیچ ثانویه S1 را پوشانده است. بنابراین ولتاژ القا شده در S1 ازولتاژ القا شده در S2 زیادتر خواهد بود. نتیجتا” خروجی S1 از خروجی S2 بیشتر می باشد، اگر مبدل طوری طراحی شده باشد که افزایش خروجی S2 معرف افزایش فشار باشد

در این صورت دستگاه اندازه گیری هم این افزایش فشار را نشان خواهد داد. ونیز چنانچه هسته از سیم پیچ S1 خارج وتقریبا” همه S2 را در برگیرد،دستگاه اندازه گیری هم کاهش فشار را نشان خواهد داد.

مزیت  LVDTان است که از سختی ومقاومت در مقابل خرابی برخوردار می باشد، همچنین به جهت انکه با سیم پیچ ترانسفورماتور تماسی ندارد از این رو نیازی به برطرف کردن اصطکاک نمی باشد.

در شکل(۳و۲) طرح دیگری از ترانسفور ماتور تفاضلی خطی نشان داده شده است.

      در این روش از دو قسمت مکانیکی والکتریکی جهت اندازه گیری فشار استفاده شده است.(شکل بالا) فشار به قسمت مکانیکی وارد گردیده ودیافراگم را در وضعی قرار میدهد که سبب حرکت عمودی میله می گردد و در نتیجه هسته آهنربائی را که به میله متصل گردیده به همان اندازه در ترانسفورماتور حرکت دهد. حرکت هسته آهنربائی موجب تغییر میدان مغناطیسی شده و جریان خروجی آن را تغییر می دهد و این جریان متناسب با مقدار فشار وارد به دیافراگم می باشد که با اندازه گیری آن می توان مقدار فشار را مشخص نمود.

سیستم ترانسفور تفاضلی متغییرخطی

در این دستگاه فشار مورد سنجش به کپسول یک وارد شده و به وسیله تیغه فلزی ۲ به میله ۳ و از آن طریق به اهرم های را بط وسپس به دیسک F4 منتقل می شود. تغییرات فشار باعث دوری و نزدیکی این دیسک به هسته ترانسورماتور شده ودر نتیجه جریان خروجی آن را از ۴ تا ۲۰ میلی آمپر جریان مستقیم (DC )

تغییر می دهد.با اندازه گیری جریان خروجی ،می توان مقدار فشار را بدست آورد .

 مبدل پتانسیمتری[۲۹]

نوع دیگر مبدل الکتریکی فشار ،مبدل پتانسیمتری می باشد.در این مبدل معمولا از مدار پل وستون که در آن یک صد پتانسیمترجایگزین یکی از مقاومتها شده استفاده گردیده است. پتانسیمتراز یک مقاومت سیم پیچ ویک قطعه متحرک که در روی آن قرار گرفته تشکیل شده است (رجوع شودبه شکل ۵). این قطعه متحرک معمولا به یکی از انواع المان های مکانیکی اندازه گیری فشار متصل گردیده است .

با ایجاد تغییر در فشارفرآیند ،حرکتی در المان اندازه گیری به وجود می آید که موجب حرکت آن قطعه در روی پتانسیمتر می گردد .وقتی که قطعه متحرک در روی پتانسیمتر حرکت نمایید مقدار مقاومت پتانسیمتررا تغییر می دهد که این تغییر نیز موجب تغییر مقاومت مدار پل می گردد .

 چنانچه  پتانسیمتری که متصل به المان مکانیکی اندازه گیری فشار گردیده،به یک مدار  پل وستون وصل گردد،آن مدار می تواند برای اندازه گیری فشار به کار رود .برای مثال شکل۱۱-۵یک نمونه پل وستون را نشان می دهد که یک پتانسیمترجایگزین مقاومت ۲ گردیده است ،حال چنانچه فشار فرآیند صفر باشد، پتانسیمترهم دارای مقاومتی همچون مقاومتهای ۴,۲,۱ خواهد بود. بنابرین عبور جریان داخل دو ساق مدار ،با هم مساوی و اختلاف پتانسیل قابل اندازه گیری در پل وجود ندارد،و چون جریانی از پل وستون عبور نمی نماید بنابرین دستگاه اندازه گیری ، فشار را صفر نشان خواهد داد چنانچه تغییراتی در فشار فرآیند حاصل شود ،قطعه متحرک روی پتانسیمتر بوسیله المان مکانیکی فشار، حرکت خواهد نمود. این امر موجب تغییر مقاومت و در نتیجه ایجاد عدم تعادل الکتریکی در مدار پل وستون می گردد .برای مثال،اگر تغییر فشار ، سبب کاهش مقاومت پتانسیمترگردد در این صورت ، این مقاومت از مقاومت ۱ کمتر خواهد بود در حالیکه مقاومتهای ۳,۴ مساوی باقی خواهند ماند . نتیجتا”، الکتریسته درمدار اندازه گیری ،جریان خواهد داشت که مقدار آن متناسب است با فشاری که موجب حرکت قطعه متحرک در روی پتانسیمتر شده است و یک دستگاه اندازه گیری متر و یا یک مدار کنترل در مدار پل قرار داده شده تا جریان الکتریسته ایجاد شده را که نمادی از فشار فرآیند می باشد اندازه گیری نماید. مبدل فشار پتانسیمتری دارای محدودیت اندازه گیری فشار می باشد. به علاوه فشارهای ضربه دار،سیم پیچ های مبدل را خراب و فرسوده می سازد ،لذا در نظرداشتن مختصات فرآیندی که فشار آن باید با این نوع مبدل اندازه گیری شود بسیار مهم بوده و باید در استفاده وکاربرد آن دقت به عمل آید

مبدل خازن متغییر خطی

 خازن متغییر خطی ، نوع دیگری از مبدل الکتریکی فشار می باشد . خازن الکتریکی، وسیله ای  است برای مقابله با عبور جریان الکتریسته در یک مدار متناوب ،این خازن شامل دو ورقه فلزی که بوسیله ماده عایقی که دی الکتریک نامیده می شود از هم جدا شده اند .مقدار جلوگیری و مقابله با عبور جریان که بوسیله یک خازن معین کاپاسیتور به عمل می آید به سطح ورقه ها ،فاصله بین ورقه ها و نوع عایقی دی الکتریک که آنها را از هم جدا می سازد بستگی دارد.اگر یک ویا همه این عوامل تغییرکنند ،مقدار جلوگیری از جریان ایجاد شده توسط خازن نیز تغییر خواهد کرد در یک مبدل برقی فشار که دارای خازن متغییر خطی باشد،فاصله بین صفحه ها طوری تنظیم شده است تا تغییرات فشار فرآیند را اندازه گیری و نشان دهد (به شکل ۷ رجوع کرد ).در این حالت ، خازن به یک مدار وصل گردیده است .یک دستگاه اندازه گیری مترینگ و یا وسیله ای برای کنترل سیستم(ابزار کنترل سیستم) به خروجی مدار وصل گردیده تا تغییرات عبور جریان را که نتیجه تغییرات ظرفیت خازن (کاپاسیتنس)

می باشد اندازه گیری نماید .یکی از صفحه های خازن به حالت ثابت باقی می ماند .صفحه دیگر ،قابل حرکت بوده و به المان مکانیکی فشار ،از قبیل دیافراگم وصل شده است .وقتی که فشار فرآیند به المان مکانیکی وارد گردد صفحه متحرک خازن را به حرکت در می آورد .چون صفحه دیگر ثابت است ،لذا این حرکت ،فاصله بین دو صفحه را تغییر می دهد و وقتی که فاصله بین دو صفحه تغییر کند ،ظرفیت خازن تغییر می کند و تغییرات ظرفیت (کاپاسیتنس)موجب تغییر جریان مخالفی می شود که وسیله خازن به مدار متناوب (مدار A.C)اعمال می گردد .بنابرین با اندازه گیری جریان داخل مدار ، تغییرات فشار فرآیند را می توان اندازه گیری و نشان داد چنانچه خروجی مدار خازن به یک سیستم کنترل فرآیند متصل گردد ،در این صورت می توان تغییرات فشار فرآیند را برای کنترل فرآیند متغییر به کار برد .متغییر خطوط کاپاسیتور ترنس دیوسر)

 دارای چند خصیصه به شرح زیر می باشد که آن را برای اندازه گیری خروجی بسیار کم ،ایده آل می سازد

ایجاد تغییرات وسیع در ظرفیت خازن درازا،حرکت جزئی
کمترین هسترسیز
عکس العمل سریع
کمترین اثر گرمازایی
مقاومت در مقابل شرایط دشوار محیط کار

سنسور فشار ، نوع القاءکننده متغییر

 سنسور فشار،از نوع القاء کننده متغییروسیله ی دیگری برای آشکار سازی فشار می باشد (رجوع شود به شکل ۷).در این نوع سنسور دو عدد سیم پیچ مخالف یکدیگر وصل شده و دو ساق یک پل AC(بررسی AC)را تشکیل داده اند .یک دیافراگم که از فلز مغناطیسی درست شده ،بین دو سیم  پیچ قرار گرفته است . فشار مورد اندازه گیری به یک طرف دیافراگم وارد و طرف دیگر آن در معرض فشار مبنال مانند فشار اتمسفر می باشد . تغییرات فشار فرآیند سبب شکم دادن دیافراگم و حرکت آن به طرف یکی از سیم پیچ ها و دور شدن از سیم پیچ دیگر می شود .این عمل ایجاد فاصله ،اجازه می دهد تا دیافراگم با سطح هسته تماس حاصل نموده و آن را از صدمه در مقابل افزایش بار ، (اور لود)محافظت نمایید .به محض حرکت کردن دیافراگم ،ظرفیت القایی  نصبی سیم پیچ تغییر می کند این تغییرات انداکتنس نصبی ،باعث تغییر خروجی مدار می شود .بنابراین خروجی مدار را می توان به عنوان فشار ، اندازه گیری نمود. سنسورهای ویبس در منتها درجه استحکام ساخته شده و کارائی آنها هم پایدار می باشد .دیگر امتیاز این نوع سنسور خروجی (قرار دادن خروجی بالا)وسیستم محافظتی آن در مقابل بار اضافی  می باشد .هر چند که این  دستگاه دارای دو عیب نیز می باشد که عبارتند از محدودیت عکس العمل فرکانس و در پاره ای اوقات هم تولید خروجی غیر خطی

” سنسور فشار از نوع القاءکننده متغییر “

 بسیاری از مبدل های الکترونیکی فشار ،از (استرین گیج )برای تغییرمقاومت مدار الکترونیکی استفاده می نمایند استرین گیج از یک سری سیستهای که به وسیله نوعی عایق نگهداری شده اند تشکیل گردیده .اصول کار استرین گیج بر اساس تاثیر سطح مقطح سیم در مقاومت آن می باشد چنانچه سطح مقطح سیم تغییر کند ، مقاومت آن نیز تغییر می کند . مقاومت سیم را می توان با کشش آن تنظیم نمود . تغییرات حاصل در مقاومت هم به استرین گیج مجال می دهد تا تغییرات فشار فرآیند را نشان دهد .دو نوع استرین گیج وجود دارد استرین گیج آزاد (آنبدود)و استرین گیج غیر آزاد (بندد) ، استرین گیج آزاد در شکل ۹ نشان داده شده است . این دستگاه از یک قطعه ثابت دیسک آرمیچر متحرک تشکیل گردیده است .هم عضو ثابت وهم آرمیچر متحرک دارای پین های طعایقی می باشند که یکسری سیم های کوچک را نگه داری می نمایند .این سیم ها طوری متصل شده اند که در مقابل تغییرات فشار ،واکنش نشان می دهند . آرمیچر متحرک استرین گیج آزاد ، به یک سنسور مکانیکی  فشار ، مانند بیلوز و یا دیافراگم متصل شده است .هنگامی که فشار تغییر کند ، المان مکانیکی فشار آرمیچر را به حرکت در می آورد تا کشش سیم های استرین گیج را تغییر دهد . تغییر کشش سیم ها موجب تغییر مقاومت آنها می شود در نتیجه تغییر فشار نشان داده می شود .نوع آزاد استرین گیج ، از حساسیت بالا و دقت متوسطی برخوردار می باشد(دقت کوتاه مدت ۱%می باشد )و به علت لغزیدن و وجود حرکتهای بی جا باید مرتب آن را کالیبره نمود .همچنین به علت تغییرات پی در پی وطولانی در مقاومت سیم ها و تنش زدایی آنها ، تغییراتی در صفر استرین گیج آزاد ، به وجود می آید .در صورتی که استرین گیج غیر آزاد استرین گیج بندد تخمین کمتری را در مقابل ناپایداری دراز مدت از خود نشان می دهد، و حساسیت آن نصف استرین گیج نوع آزاد می باشد .در استرین گیج غیر آزاد (رجوع شود به شکل ۱۰ ) از سیم های کوچک یا قطعه های ورق نازک که با یک ماده عایق و  چسبنده اندود گردیده اند استفاده شده است .این گیج ها معمولا”دارای دو دسته سیم و یا ورقه می باشند .یک دست از سیم ها فعال و یا (اکتیو( بوده و در معرض کشش می باشند ودست دیگر غیرفعال هستند که به ترتیب ، آنها را المان استرین گیج اکتیو و اسلیب ویا دیومی  نامند.المان های استرین گیج برای اندازه گیری های دینامیک ، ایده آل می باشند .آنها دارای  امپدانس پایین سورس ، واکنش سریع،حداقل حرکت مکانیکی ، اندازه کوچک و وزن کم می باشند .علاوه بر اینها ، این دستگاه به طور یکسان با نیروی برق مستقیم ومتناوب به خوبی کار می کند .از معایب این دستگاه آن است که دقت ان به خطر وجود حرکتهای بی جا ،(هیزتریز)کاهش یافته و از طرفی هم گران قیمت می باشد .پیشرفت کاملا” جدید در زمینه سنسورهای استرین گیج [۳۰]، استفاده از دیافراگم سیلیکن می باشد که گیج های نیمه هادی نوع PوNروی آن پخش شده اند .این سنسورها برای کاربرد های ویژه ای مفید می باشند .آنها می توانند با دیافراگم هائی به قطر یک دهم اینچ طراحی شوند و خروجی معادل صد میلی ولت تولید نمایند .علاوه بر اینها با استفاده از این سنسورها ،قابلیت تکرارحرکتهای بی جا  و DRIFT حذف گردیده است .

المانهای الکترونیکی فشار

با استفاده از روش اندازه گیری اضافه طول نسبی

چنانچه از استرین گیج غیر آزاد به منظور اندازه گیری فشار استفاده شود در این صورت باید قسمت متحرک المان مکانیکی و یا سنسور فشار به آن متصل گردد .برای مثال ، استرین گیج آزاد ، اغلب به دیافراگم چسبیده اند که در موقع تغییر فشار ، حالت خمیدگی و شکم دادگی پیدا می کنند .و قسمت غیرفعال جداشده گیج به قسمتی از المان اندازه گیری فشار که دارای حرکت نمی باشد چسبیده شده است .المان فعال استرین گیج طوری وصل شده است که مجال خم شدن و یا کشش را در مقابل حرکت المان اندازه گیری فشار ،پیدا می کند .به محض اینکه این المان خم و یا کشیده شود ،سیم های داخل استرین گیج ،کشیده می شود .کشش سیم ها و یا ورقه ها موجب تغییرمقاومت آنها می شود .نوعا”،در مبدلهای استرین گیج از یک سیم ویا ورقه ویا المان مقاومت نیمه هادی که در یک دیافراگم محبوس گردیده  استفاده شده است.حرکت سطح عمودی دیافراگم موجب تغییر مقاومت استرین گیج شده و مدار پل را نامتعادل می سازد .مبدلهای استرین گیج معمولا” قسمتی از مدار پل می باشند .مانند پل و ستون که در شکل۱۰ نشان داده شده است .در این مثال G2,G1 المان های استرین گیج می باشند .G1 فعال می باشد و طوری به المان اندازه گیری فشار وصل شده که موجب کشش سیم ها می شود .ولی G2 بی اثر می باشد زیرا به قسمتی از المان اندازه گیری فشار وصل شده که موجبی برای کشید گی آن بوجود نمی آید. وقتی مقاومتهای G2,G1 مساوی باشند و مقاومتهای R1,R2 هم با هم مساوی باشند

  در این صورت پل در حال تعادل می باشد و الکتریسته در پل هنکامی گه ولتاژی به پل اعمال گردد ، جریان الکتریسته در هر دو شاخه پل تا مادامیکه فشار فرآیند صفر باشد مساوی خواهد بود ، به دین معنی که جریان وجود نداشته و دستگاه اندازه گیری فشار ،صفر نشان خواهد داد. لکن به مجرد اینکه فشار سیستم افزایش یابد ، سنسور میکانیکی فشار نیز حرکت نموده و در نتیجه ،کشش سیم های استرین گیج فعال G1 افزایش می یابد افزایش کشش سیم ها موجب افزایش مقاومت استرین گیج G1 خواهد شد .بنابراین مقاومتهای G2,G1 از این پس مساوی نخواهند بود . برای جبران افزایش مقاومت G1 ، جریان بیشتری از ساقه ایکه G2 به آن وصل شده عبور خواهد نمود .در این اثنا ، مقاومتهای R1,R2 هنوز هم مساوی خواهند بود .برای  میزان کردن جریان الکتریسته در این دو مقاومت ، مقداری جریان  از شاخه ای  که متصل به استرین گیج  G2 می باشد از طریق دستگاه اندازه گیری به ساقه مقاومت G1 بستگی به فشار فرآیند دارد ، لذا چنین مداری را می توان برای آشکار سازی و اندازه گیری فشار مورد استفاده قرار داد

اندازه گیری فشار به روش یونیزاسیون

با این  روش می توان تقریبا” تا یک میکرون جیوه ، فشار مطلق را اندازه گیری نمود (دیافراگم پایین )ئر شکل زیر ، مقداری گاز با فشار کم  ، درون شیشه لامپ وجود دارد .مقداری الکترون از طریق فیلمان به کاتد لامپ می رسد . چون قسمت خلا ، به لامپ متصل است لذا تغییرات آن باعث یونیزه شدن گاز درون لامپ می گردد در نتیجه ، جریان فیلمان به کاتد نیز تغییر می کند .با اندازه گیری  این جریان می توان مقدار خلا را مشخص نمود

گیج کاتد گرم

یک نوع گیج یونیزه  نوع کاتد  گرما الکترونهاازکاتد خارج گردیده وبه طرف گرید حرکت میکند.پاره ای ازالکترون ها با ملکولهای گازی که فشار ان باید اندازه گیری شود برخورد می نمایند. ملکول های گازالکترون های خود را در اثر  این برخورد از دست میدهند، ویونهای مثبت تولید میکنند . باقیمانده الکترونها روی گرید جمع می شوند. یونهای مثبت به هر حال به طرف کالکتور که شارژ منفی شده اند جذب می شوند .هریون که بدین طریق جذب شود تولید یک پالس جریان در داخل مدار کالکتور می نماید .تعداد یون های تولید شده به دانسیته گاز بستگی دارند . یعنی جریان الکتریسته در کالکتور متناسب با دانسیته و یا فشار گاز می باشد .

گیج کاتد سرد

نوع دیگری از گیج یونازیسیون نوع کاتد سرد می باشد (مراجعه شود به شکل ۱۴) گیج کاتد سرد از یک حلقه بازاند که در بین دو صفحه کاتد قرار گرفته تشکیل شده و بین آنها ،الکتریسته با ولتاژ بالایی اعمال گردیده است.

یک حوزه مغناطیسی ،الکترونها را از پیمودن مستقیم به طرف آند منحرف و سبب نوسان آنها در میدان مغناطیسی می شود. با ازدیاد حد متوسط مسیر آزاد ، تعداد قابل ملاحظه ای برخورد یونیزه ای با مولکولهای گاز صورت می گیرد .موازنه و تعادل در شارژ مدار به این ترتیب به وجود خواهد آمد که درازا ،هر یون خارج شده از مدار ، یک یون جایگزین می شود .ایجاد چنین جریانی مقیاسی برای اندازه گیری دانسیته مولکولی ویا به عبارت دیگر ، فشار گاز خواهد بود . نیمی از گیجهای یونیزاسیون مورد استفاده با گیجهای کاتد سرد تشکیل می دهند .

 مبدل پی زو الکتریکی


[۱۹] 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

      چهارشنبه, ۶ بهمن , ۱۳۹۵
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.