انجام پروژه متلب

مطالب به سایت خانه متلب انتقال پیدا کرده است .بر روی لینک های زیر کلیک نمایید:

سیستم های UPS

منابع تغذیه غیرقابل قطع (UPS)

انواع مختلفی از تجهیزات الکتریکی،مانند کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر (PLCها)و کامپیوترها در مقابل کیفیت منابع تغذیه شان بسیار حساس هستند. قطع ناگهانی و نوسانهای کوچک ولتاژ برق یا تغییرات در فرکانس آن میتواند باعث آسیب جدی به این دستگاهها شود و حتی باعث شود اطلاعات ذخیره شده در حافظه نیز از دست برود.

انرژی الکتریکی تولید شده در مرکز تولید هم صاف و هم پایدار است،اما در فرایند انتقال و توزیع،همین انرژی الکتریکی در معرض اثرات تخریبی متفاوتی قرار میگردد.توفانهای الکتریکی،بارهای مصرفی بسیار قابل تغییر و پر اغتشاش و پدیده های دیگر،باعث می شوند که قدرت الکتریکی از همان کیفیت اولیه برخوردار نباشد.

این نوع از مشکلات تغذیه را می توان با نصب یک منبع تغذیه غیر قابل قطع (UPS)بین منبع قدرت شبکه و تجهیزات بار مصرفی،از بین برد.به این ترتیب نه تنها ولتاژ تغذیه ای صاف و بدون اغتشاش به مصرف کننده می رسد،بلکه در صورت قطع کامل برق نیز بار بحرانی در حالت پایدار باقی خواهد ماند.در سامانه UPS با استفاده از فن آوری الکترونیک قدرت،ولتاژ  DC را از ردیف باتری ها دریافت کرده و آن را به ولتاژ AC تبدیل می کند و این ولتاژ AC در خروجی UPSقابل دریافت است.تبدیل مجدد قدرت از شکل DC به AC توسط یک واحد مبدل DCبهAC با کنترل میکروپروسسوری انجام می شود و این شکل AC کنترل شده را می توان برای تغذیه تجهیزات مورد استفاده قرار داد.بدلیل این تبدیل مجدد قدرت،از AC به DC و سپس ازDC به AC،قدرت خروجی ضرورتا از تغذیه شبکه قدرت شهری ایزوله است بنابراین تجهیزات مصرف کننده قدرت نسبت به تغییرات شبکه حساس نخواهد بود.

پشتیبانی توان توسط یک باتری داخلی که در موقع قطع برق شهری به قسمت ورودی دستگاه UPS به طور اتوماتیک وصل می شود،محقق می گردد.باتری آماده به کار می تواند سامانه تغذیه را به مدت 10 دقیقه روی بار کامل فعال نگه دارد،اما در صورتی که بار مصرفی سبکتر باشد این زمان می تواند طولانی تر شود.در شرایطی که مدت زمان قطع تغذیه برق شبکه از زمان بیشینه پشتیبانی پیشی گیرد،به محض اینکه باتری تخلیه شود،سامانه ی UPS غیر فعال می شود.در این موقع دستگاه UPS،علایم صوتی هشدار دهنده مبنی بر اینکه دستگاه بایستی به صورت عملی خاموش شود را پخش می کند.

این نوع UPS،در صورتی که برق شبکه AC دوباره برگردد،به طور اتوماتیک شروع مجدد به کار می کند و باتری را برای استفاده بعدی شارژ و آماده به کارمی کند.  

ترموکوپل ها و سنسور های دما

ترموکوپل ها

تئوری

از ترموکوپل همواره به عنوان عنصر حس کننده در سنسور حرارتی و یا سوئیچ حرارتی استفاده می شود.اصول کاری ترموکوبل بر اساس دو فلز غیر مشابه است که بین آنها نقطه اتصال کوچکی ایجاد شده و با تغییر دمای محیط پتانسیل نقطه اتصال تغییر میکند.پتانسیل نقطه اتصال برای یک نقطه اتصال قابل اندازه گیری نیست،اما زمانی که دو نقطه اتصال در یک مدار قرار گیرند به طوری که هریک از دو نقطه اتصال در دمای متفاوت با دیگری قرار داشته باشد،آنگاه ولتاژی در حد چند میلی ولت بین آن دو نقطه ایجاد می شود.در صورتی که دو نقطه اتصال در محیطی با دمای یکسان قرار داشته باشند ولتاژ بین دو نقطه اتصال صفر خواهد بود و با افزایش دمای یکی از دو نقطه اتصال نسبت به دیگری ولتاژ مزبور افزایش خواهد یافت تا اینکه به مقدار نهایی ولتاژ برسد.

کابرد عملی

ترموکوپل ها در صنعت موارد استفاده زیادی دارند،به طوری که به عنوان یکی از مهمترین قسمتهای سنسورهای دما به کار میروند.از میان بسیاری از ترکیبات ممکن فلزات برای تشکیل ترموکوبل تنها تعداد کمی از آنها دارای رفتار خطی مناسب و مقاومت قابل توجه در مقابل دمای زیاد هستند.از جمله این فلزها می توان پلاتین،آلیاژ پلاتین،نیکل آلومینیوم،کرم،کنستانتان،و آلیاژ مس نام برد.

سنسور های فاصله سنج در برق

برجسته ترین روش اندازه گیری فاصله از یک نقطه ی معین در مقیاس های طولانی، بر اساس انعکاس امواج استوار است و شبیه این روش در رادار مورد استفاده قرار می گیرد.بر اساس این روش پالسی از امواج از یک فرستنده فرستاده می شود و موج برگشت داده شده از یک شی در فاصله ی دور توسط گیرنده دریافت و آشکار می گردد.چون سرعت موج معلوم است،فاصله ی منعکس کننده ی موج را می توان با اندازه گیری زمان صرف شده برای طی مسافت بین فرستنده ی موج و گیرنده محاسبه کرد.این زمان ممکن است خیلی کوتاه و در حد میکرو ثانیه و یا کمتر باشد،بنابراین باید مدت استمرار پالس(عرض پالس) موج را بسیار کوتاه در نظر گرفت.

در مورد ارتفاع سنج هواپیما و یا عمق یاب،زمان را می توان به صورت دیجیتالی محاسبه و به صورت عددی ثبت کرد.قبل از آنکه ارتفاع سنجهای راداری مورد استفاده قرار گیرند،تنها روش اندازه گیری ارتفاع،روش فشار سنجی بود، که در این روش فشار هوا توسط یک کپسول آنه روئید اندازه گیری می شد و سپس با استفاده از عدد تقریبی 3800 PA به ازای هر کیلومتر ارتفاع،مقدار اوج پرنده به دست می آمد.اما فشار هوا تحت تاثیر عوامل دیگر مثل رطوبت، سرعت باد و دمای هوا نیز قرار می گیرد.به طوری که ارتفاع سنج های فشار سنجی بسیار غیر قابل اعتماد هستند.

برای بحث کامل در مورد روشهای استفاده از سنسورها،بایستی موضوعات راجع به رباتیک را مورد مطالعه قرار داد.

ایمنی در برق

ایمنی در برق

ایمنی در برق به دوبخش عمده تقسیم میشود: 

۱-ایمنی کارگر ۲- ایمنی تجهیزات

ایمنی کارگر

ایمنی کارگران مقوله ای است که در کار تجاری،بخصوص در مواردی که با تولید و ماشین آلات صنعتی و محصولات ساخته شده سرو کار دارند بسیار با اهمیت است.در موارد مخاطره آمیز،علاوه بر اینکه کارگران ممکن است صدمه ببینند،خسارات مستقیم و غیر مستقیمی که به کار وارد می شود باعث ضرر قابل توجهی به کارخانه می شود.بنابراین شرکتها، استفاده از تجهیزات مشاهده و مراقبت و جدا سازی انسان از ماشین،به گونه ای که بتواند نیروی انسانی را از صدمات ماشین دور نگه دارد را مد نظر قرار می دهند.تقریبا یک سوم همه ی اظهار نامه های صنعتی که توسط اداره ی سلامت و ایمنی شخص صادر می شود،به نواقص حفاظتی در ماشین اشاره دارد.

اولین قدم در ایمنی کارگر در زمانی که هر قسمت از بدن کارگر وارد منطقه ی مشخص شده ی خطر می شود تجهیز ماشین به سامانه ی توقف حرکت ماشین است،تا امکان مجروحیت به حداقل برسد.این سطح از ایمنی را می توان با نصب یک کلید که در زیر پدال توقف مدار کنترل موتور  قرار می گیرد، عملی کرد.تجهیزاتی که برای ایمنی لازم هستند عبارتند از:

-کلیدهای فراصوت

-کلیدهای فوتو الکتریک

-کلیدهای حدی(لیمیت سوئیچ ها)

-کلیدهای فشاری

-کلیدهای مجاورتی و کلید های شستی

نوع تجهیزات کلید زنی شده به وضعیت فعالیت بستگی خواهد داشت.به عنوان مثال،وقتی اپراتور یک ماشین،دستهایش را بیش از حد معینی به یک مکانیزم متحرک نزدیک می کند،سامانه بایستی به گونه ای طراحی شده باشد که:

-وجود دست های اپراتور شعاع های نوری تابیده شده به یک کلید فتو الکتریک را قطع کند،

-یک دروازه ی فعال کننده یک کلید حدی را حرکت دهد و

-حرکت یک پدال پایی که یک کلید فشاری را فعال می کند.

برای به کار گیری کنترل های الکتریکی در مدارات ایمنی از دو روش استفاده می شود:

1-مداراتی که برای جلو گیری از قرار گرفتن اپراتور در منطقه ی خطر در هر زمانی فعال می شوند (ماشین متوقف یا در حال کار)و

2-مداراتی که به محض قرار گرفتن اعضای بدن اپراتور در منطقه ی خطر فورا فعال می شوند.         

به منظور کنترل ایمنی از دو روش استفاده می شود:

1-توقف چند گانه ی ابزارها به صورت سری و

2-توقف اضافی تجهیزات در صورت ایجاد یک عیب در یک دستگاه.

مدارات ایمنی معمولا به طور مشخصی متناسب با شکل و هندسه ماشین طراحی می شوند،منتها به گونه ای که در آنجا رابطه ی اپراتور با ماشین ،سرعت مکانیزم و عوامل دیگری که تنها بعد از مشاهده ی رفتار و حرکت و کار اپراتور در نظر گرفته می شوند.در طراحی مورد ملاحضه قرار گیرند. بنابراین ایمنی یک روند همیشه جاری و متغیر است که همواره قابل اصلاح و بهبود خواهد بود.

ضمنا تجهیزات ایمنی بایستی در نقاطی نصب شوند که از نظر فاصله نسبت به مکانیزم علمی دور باشند،اما از آن نقاط بتوان حرکت مکانیزم را تحت تاثیر قرار داد.به عنوان مثال ،قطع کننده های مداری که توان الکتریکی ورودی به ماشین را کنترل می کنند و همینطور کلید های شستی کنترل کننده ی ماشین ، بایستی نسبت به منطقه ی خطر فاصله ی مناسبی داشته باشند.در مواقعی که پرسنل تعمیرات و نگهداری ،داخل منطقه ی خطر ماشین در داخل کار کردن هستند،بایستی برق کاملا قطع بوده و دستگاه کنترل کننده ی برق توسط یک کلید قفل شود.به منظور ایمنی کارگران در منطقه ی خطر این کلید بایستی یک شخص مسئول داشته باشد تا برای باز کردن و فعال کردن مجدد آن توجیه بوده و کارگران با خطری مواجه نباشند.

به موجب قانون،کارفرمایان موظفند محیط کار را برای کارگران خود ایمن کنند و آنها را ملزوم کنند که کار را باید با توجه به نکات ایمنی انجام دهند.دولتها قوانین ایمنی و بهداشت محیط کار را در سازمان جداگانه ای به همین نام زیر نظر وزارت خانه های مربوطه وضع می کنند.

سازمان های دیگری نیز در ضمینه ی ایمنی کارگران فعالیت می کنند که عبارتند از:

1-شرکت های بیمه

2-موسسات صنعتی خاص

چنانچه شخص در جایگاهی استخدام شده که نیاز به کار با کلید زنی الکتریکی، ابزارهای کنترلی و مدارات برقی دارد بایستی جزوات مربوط به مررات و کدهای ایمنی الکتریکی را که در آمریکا به وسیله ی انجمن آمریکایی تست و مواد وضع شده و در غالب کشورها تحت نظر وزارتخانه های کار و موسسات استاندارد ملی قرار دارند،مطالعه کنند.موسسات دیگری نیز در آمریکا در این ضمینه داری مطالعات و انتشاراتی هستند که از جمله آنها(ANSI) موسسه ی ملی ایمنی آمریکا ،IEEE هستند.ایمنی در حین کار ،مبحثی است که همواره بایستی توسط مدیریت مورد بازنگری قرار گرفته و به طور مداوم و پیوسطه توسط کارگران و تکنسین ها مورد ملاحظه قرار گیرد.

ایمنی ماشین

ماشین هایی که دارای قطعات متحرک بوده و این قطعات متحرک در خارج از محدوده ی پایه ماشین کار می کنند می توانند با عث صدمه زدن به دیگر ماشینها شوند.به عنوان مثال ،در طرح های سلولهای کاری مجتمع تولیدی، بسیاری از ماشینهای مستقل از هم در کنار هم کار می کنند که در طی یک مسیر خاص که در مسیر حرکت قطعات ماشین دیگری را نیز قطع می کنند در حال کار هستند.چنانچه یکی از این ماشین ها متوقف شده یا بد کار کند،ممکن است باعث برخورد با ماشین های دیگر شده یا قطعات آنها با یکدیگر درگیر شده و خرد شوند.این حوادث ممکن است ضایعه ی انسانی نداشته باشند ولی باعث خرابی تجهیزات و نتیجتا توقف کل خط تولید کارخانه شود.ماشین های مفصل بندی شده مثل ربات ها و ماشین های هماهنگ شده با هم مانند مراکز ماشین کاری بایستی در مقابل هم محافظت شوند.به عنوان مثال در سلول های ماشین کاری،بازوی ربات ها مکررا از میان خط عبوری ماشین های مجاور عبور می کنند.

ایمنی ماشین ها در یک سامانه ی تولیدی برنامه ریزی شده و هماهنگ شامل استفاده از آشکارسازها و عملیات خاص ایمنی برنامه ریزی شده است. مثال هایی از آشکار سازهای رایج در این زمینه عبارتند از:

-کلید های سرعت صفر که روی موتورها نصب می شوند و از آن برای آشکار سازی توقف موتور استفاده می شود

-کلید های مجاورتی برای آشکار سازی اضافه حرکت

-کلید های جریان سیال برای آشکار سازی قطع روغنکاری قطعات

-کلید های حرارتی برای آشکار سازی گرم شدن بیش از حد قطعه

پیاده سازی عملیات متوالی ایمنی مشکل است زیرا هر مشکل به گونه ای طراحی شده که بتواند به طور جداگانه کار کند.بنابراین، وقتی این دستگاه ها را با دستگاه های دیگر طی یک فرآیند کاری هماهنگ سازی شده طراحی و نصب می کنند،لزوما بایستی یک کنترل کننده اصلی وجود داشته باشد.این کنترل کننده اصلی نه تنها مسئول انجام توالی عملیات هر دستگاه از دستگاه های موجود در یک گروه است،بلکه وظایفی مثل تشخیص یک اشکال،تعیین سختی یک مسئله و انجام عمل صحیحی که منجر به اطمینان از ایمنی ماشین می شود،تیز از وظایف کنترل کنند اصلی است.عمل اصلاحی به صورت یک سری عملیلت برنامه ریزی شده است که به هر یک از ماشین های موجود در یک فرآیند محول می شود.توالی عملیات ممکن است به شرح زیر باشد

.-همه ی ماشین ها متوقف می شوند

-وضعیت فعلی هر ماشین ارزیابی شود

-هر ماشین به وضعیت اولیه ی خود برگردانده شود

راجع به مشکل آشکار شده به اپراتور اخطار داده شود

-معرفی ماشین معیوب و منشا مشکل پیش امده

-منتظر فرمان شروع دوباره (Restart) از جانب اپراتور