no-img
ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده

طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ کارآمد | ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده


ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده
مطالب ویژه
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ  کارآمد
doc
تیر ۳۱, ۱۳۹۸
5mb
۲۱,۰۰۰ تومان
۲۱,۰۰۰ تومان – خرید

طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ کارآمد


طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ کارآمد :پایان نامه اماده ارایه

 

چکیده

پایان نامه اماده ارایه: وقوع هر وضعیت غیرعادی یا خطا در تأسیسات شیمیایی مدرن می تواند منجر به در خطر افتادن ایمنی، آلودگیهای محیطی و گرفتاریهای اقتصادی می شود. استخراج داده های عملیاتی بسیار زیاد و با همبستگی بالا با بازبینی و نظارت دیداری و بصری ساده برای آشکارسازی هر خطای ممکن ، عملی سخت و غیرممکن است . در نتیجه ، شیوه مونیتورینگ اتوماتیک آنلاین ، در تأسیسات شیمیایی پیچیده عظیم نفت و گاز، دارای منافع بسیار با اهمیتی است . آشکارسازی و تشخیص بموقع و معتبر خطا نه تنها مطلوب است ، بلکه همچنین برای به حداقل رساندن وقفه ، افزایش ایمنی عملیات و کاهش هزینۀ محصولات ، خیلی حیاتی است . کوششهای تحقیقاتی به مدت بیش از یک دهه ، روی مدلهای ایجاد شده با داده های ثبت شده فرآیند مبتنی بر ابزارهای آنالیز آماری، متمرکز شده بود. اکثر متدهای آماری شناخته شده و وبا دامنۀ وسیع ، می باشند. پروژه کنونی، اساساً روی آشکارسازی خطا متمرکز می شود که از آنالیز اجزای اصلی و آنالیز اجزای مستقل و دینامیک آنها مشتق شده

اند. مفایم عمده ای که در این پروژه پوشش داده شده اند را می توان بصورت زیر خلاصه کرد :

١) مروری بر فرآیند پیوستۀ بهم زدن عوامل واکنش دهنده در مخزن .

٢) طراحی شبکۀ سنسور بهینه شده جهت مونیتورینگ فرآیند مبتنی بر تحلیل اجزای اصلی و ژنتیک الگوریتم .

٣) طراحی شبکۀ سنسور بهینه شده جهت مونیتورینگ فرآیند مبتنی بر تحلیل اجزای مستقل و ژنتیک الگوریتم .

۴) طراحی شبکۀ سنسور با تابکاری شبیه سازی شده برای مونیتورینگ فرآیند مبتنی بر تحلیل اجزای اصلی .

۵) طراحی شبکۀ سنسور با تابکاری شبیه سازی شده برای مونیتورینگ فرآیند مبتنی بر تحلیل اجزای مستقل .

مقدمه

پایان نامه اماده ارایه: مونیتورینگ فرآیند آماری یک شیوه مؤثر در آنالیز داده ها برای شناسایی هرگونه شرایط غیرعادی در کنترل و عملیات فرآیند شیمیایی می باشد. تأسیسات فرآیند، در حال حاضر حجمهای بزرگی از داده های ثبت شده را دارا می باشند. بهره برداری از این داده ها ، عمل حیاتی در عملیات موفقیت آمیز در هر فرآیند صنعتی دراز مدت می باشد. در طول بیشتر از یک دهه ، کوششهای پژوهشی قابل توجهی روی توسعۀ متدهای مونیتورینگ آماری متمرکز بوده است که می تواند منابع اطلاعاتی اصلی را از درون داده های اندازه گیری شده چندمتغیری، استخراج نماید. تحلیل اجزای مستقل ، اخیرًا متد آماری توسعه یافته ای برای یادآوری متغیرهای نهفتۀ مستقل می باشد که یک فعالیت را راه اندازی می کند، اما بطور مستقیم قابل اندازه گیری نمی باشد، بنابراین برای استنتاج کردن این متغیرها طبیعی است که مونیتورینگ مبتنی بر تحلیل اجزای مستقل می تواند در مونیتورینگ فرآیند مؤثر باشد. از سوی دیگر، هر زمان که فرآیند با خطا مواجه می شود، اثر این خطا در همه یا برخی از متغیرهای فرآیند انتشار می یابد. رؤیت پذیری مؤثر علائم این خطاها از طریق یک سیستم اندازه گیری برای تعیین علل ریشه ای در رفتار مشاهده شده ، شبکۀ سنسوری با طراحی خوب را ایجاب می کند. بنابراین کارایی سیستم مونیتورینگ تشخیصی، بطور جدی به جایابی سنسورها برای مونیتور کردن اکثر خطاهای مربوط به متغیرهای فرآیند، وابسته است . با صدها متغیر فرآیند در دسترس برای اندازه گیری در تأسیسات شیمیایی، انتخاب موقعیتهای سنسور بهینه و حیاتی ، یک مسئلۀ منحصربفرد را مطرح می کند.

 

١ : کلیات

١-١ زمینه و انگیزه

پایان نامه اماده ارایه: در صنایع فرآیند و کارخانجات صنعتی ، پیشرفت زیادی بمنظور تولید محصولات با کیفیت بالاتر برای کاهش نرخهای عدم قبول ( رد ) محصولات معیوب و برای برآورده کردن فزاینده ایمنی های شدید ( دقیق ) و تنظیمات محیطی صورت گرفته است . عملیاتهای فرآیندی که در یک زمان به نظر قابل قبول می رسند ، دیگر مناسب نمی باشند . برای رسیدن به استانداردهای بالاتر ، فرآیندهای صنعتی مدرن حاوی تعداد زیادی از متغیرهای عملیاتی تحت کنترل حلقه بسته می باشند . کنترل کننده های فرآیند استاندارد ( کنترل کننده های

PID، کنترل کننده های مدل پیش بین و غیره .) برای حفظ و نگهداری رضایت بخش عملیاتها بوسیلۀ جبران اثرات اختلالات و تغییر دادن رخداد در فرآیند طراحی می شوند. در حالیکه این کنترل کننده ها می توانند انواع بسیاری از اختلالات را جبران کنند . تغییراتی در فرآیند وجود دارند که کنترل کننده ها نمی توانند بطور مناسب با آن رفتار کنند. این تغییرات خطاها نامیده می شوند. به صراحت یک خطا بصورت یک انحراف غیر مجاز از حداقل یک خصوصیت ویژه یا متغیر سیستم ، تعریف می شود. انواعی از خطاهای رخداده در سیستم های صنایع شامل تغییرات پارامتر فرآیند، تغییرات پارامتر، مسائل (مشکلات ) actuator و مشکلات سنسور می باشد . آلودگی کاتالیزور و مسدود شدن  heat exchanger، مثالهایی از تغییرات پارامتر فرآیند می باشد .

تغییر پارامتر اختلال می تواند یک تغییر خیلی زیادی در غلظت جریان تغذیۀ فرآیند یا در دمای محیط باشد.

پایان نامه اماده ارایه: یک مثال از مشکل محرک  ، ولو دارای چسبندگی می باشد و سنسوری که اندازه گیریهای بایاس شده تولید می کند ،یک مثال از مشکل سنسور می باشد. برای اطمینان از اینکه عملیاتهای فرآیند ، مشخصات عملکردی را برآورده می سازند، خطاها در فرآیند نیاز به آشکارسازی، تشخیص و حذف شدن دارند. این کارها مربوط به مونیتورینگ فرآیند می باشند. کنترل فرآیند آماری ( SPC ) نتایج یکسانی را بعنوان مونیتورینگ فرآیند آدرس دهی می کند، اما برای اجتناب از اشتباه با کنترل فرآیند استاندارد، متدهای نامبرده شده در این متن ، بعنوان

متدهای مونیتورینگ فرآیند شناخته خواهند شد. هدف از مونیتورینگ فرآیند، اطمینان از موفقیت عملیاتهای طرح شده با شناختن ناهنجاریهای رفتاری می باشد. با نگهداشتن اطلاعات نه تنها اپراتور پلنت و پرسنل نگهداری را از وضعیت های فرآیند بهتر آگاه می کند بلکه همچنین به آنها برای انجام اقدامات ثمربخش مناسب به منظور از بین بردن (حذف ) رفتار غیرنرمال از فرآیند کمک می کند. بعنوان یک نتیجه از مونیتورینگ فرآیند مناسب ، زمان افت (downtime) به حداقل می رسد، ایمنی عملیاتهای پلنت بهبود می یابد و هزینه های صنعتی (تولید) کاهش می یابد. از آنجائیکه سیستمهای صنعتی بطور بسیار زیادی مجتمع و پیچیده می باشند، خطاهای رخداده در فرآیندهای مدرن چالشهایی را برای مونیتورینگ بوجود می آورد که به آسانی با استفاده از نمودارهای کنترلی تک متغیری آدرس دهی نمی شوند . ضعفهای نمودارهای کنترلی تک متغیری برای آشکارسازی خطاها در فرآیندهای چندمتغیری، منجر به موجی از نشریات تحقیقی متمرکز شده روی توسعۀ متدهای بهتر برای مونیتورینگ فرآیند شده است . این رشد فعالیت تحقیقاتی می تواند همچنین بازگوی این واقعیت باشد که سیستمهای صنعتی به سختی بوسیلۀ ابزاردقیق تنظیم می شوند و منجر به کمیتهای بزرگتری از داده های در دسترس برای استفاده در مونیتورینگ فرآیند می شوند و آن هم کامپیوترهای مدرن را قویتر می کند. دسترس پذیری داده های جمع آوری شده ، در طول شرایط (حالات ) عملیاتی و خطای مختلف برای مونیتورینگ فرآیند ضروری است . ظرفیت ذخیره سازی و سرعت محاسباتی کامپیوترهای مدرن ، الگوریتمهای مونیتورینگ فرآیند را در محاسبه ، هنگامیکه به کمیتهای بزرگی از داده ها اعمال می شوند، توانا می سازد.

٢-١ : پروسه های مونیتورینگ فرآیند

پایان نامه اماده ارایه:چهار پروسه مربوط به مونیتورینگ فرآیند عبارتند از : آشکارسازی خطا ، شناسایی خطا ، تشخیص خطا و بهبود فرآیند. در اینجا هیچ اصطلاح علمی استانداردی برای این پروسه ها بعنوان تغییرات اصطلاح علمی در سرتاسر رشته های علمی ظاهر نمی شود . اصطلاح علمی معینی بوسیلۀ Raich و Cinar  در اینجا مورد قبول قرار گرفت . آشکارسازی خطا تعیین کننده این است که آیا خطا رخداده است . در ابتدا آشکارسازی ممکن است یک اخطار  مهمی را روی مسائل اضطراری فراهم کند ؛ با در نظر گرفتن اقدامات مناسب برای جلوگیری از آپستهای خطرناک فرآیند. شناسایی خطا ،شناسایی متغیرهای مشاهده ای می باشد که اکثرًا مربوط به تشخیص خطا می باشند. هدف از این پروسه تمرکز اپراتور و مهندسین پلنت وتوجه آنها به اکثر زیرسیستمهای مربوط به تشخیص خطا می باشد، بطوریکه اثر خطا می تواند بطور مؤثری رفع شود. تشخیص خطا تعیین می کند که چه خطایی اتفاق افتاده است ، بدین معنا که علت وضعیتهای خارج از کنترل مشاهده شده را تعیین می کند. آیزرمن بطور خاصی تشخیص خطا را بصورت تعیین نوع ، جایگاه ، دامنه  و زمان خطا تعریف می کند. پروسۀ تشخیص خطا برای عکس العمل یا رفع خطا ضروری می باشد. بازیابی فرآیند که همچنین مداخله نامیده می شود، اثر خطا را حذف می کند و پروسه ای است که نیاز به بسته شدن یک حلقۀ مونیتورینگ فرآیند دارد (شکل ١.١ را ببینید ). هنگامیکه خطا آشکار می شود، پروسه های شناسایی خطا، تشخیص خطا و بازیابی فرآیند در توالی مربوطه بکار می روند، در غیراینصورت تنها پروسۀ آشکارسازی خطا تکرار می شود. در حالیکه ممکن است همۀ چهار پروسه در یک طرح مونیتورینگ فرآیند اجرا شوند، ولی این امر همیشه لازم نمی باشد. بعنوان مثال ، یک خطا ممکن است بدون شناسایی آنی (شناسایی خطا) متغیرهایی که تحت تأثیر خطا قرار گرفته اند، تشخیص داده شود (تشخیص خطا). بعلاوه نیازی به اتوماتیک کردن همۀ چهار پروسه نمی باشد. مثلاً یک پروسۀ اتوماتیک شناسایی خطا، شاید برای کمک به اپراتورها و مهندسین پلنت به منظور تشخیص دادن خطا (تشخیص خطا ) و بازیابی عملیات نرمال مورد استفاده قرار گیرد. اغلب هدف از مونیتورینگ فرآیند بمنظور بکار بردن (مشارکت دادن ) اپراتورها و مهندسین پلنت در ترکیب داخلی حلقۀ مونیتورینگ فرآیند که بطور مؤثر به جای اتوماتیک کردن کل طرح مونیتورینگ می باشد. پس از رخداد خطا، عملیاتهای تحت کنترل را اغلب می توان با پیکربندی مجدد فرآیند، اصلاح فرآیند یا تنظیم مجدد کنترل کننده ها بهبود بخشید. هنگامیکه خطا بطور شایسته ای تشخیص داده می شود، ممکن است روش بهینه برای خنثی کردن خطا واضح ومعلوم نباشد. یک روش امکان پذیر ممکن است تنظیم مجدد کنترل کننده های استاندارد فرآیند باشد. چندین متد برای ارزیابی عملکرد

پایان نامه اماده ارایه:کنترل کننده توسعه یافته است و اینها می توانند برای تعیین اینکه چه کنترل کننده هایی در فرآیند بمنظور ترمیم عملکرد کارخانه نیاز به تنظیم مجدد دارند، مورد استفاده قرار گیرند. درمورد مسئله سنسور، یک تکنیک بازسازی سنسوری می تواند به فرآیند برای ترمیم کردن عملیاتهای تحت کنترل ، اعمال شود .

 

No                               Fault  Yes            Fault               Fault            Process

Detection                           Identification         Diagnosi               Recovery

 

 

شکل ١.١ ) طرحی از حلقۀ مونیتورینگ فرآیند

٣-١: معیارهای مونیتورینگ فرآیند

یک طرح مونیتورینگ فرآیند نوعی شامل یک یا چند معیار مبتنی بر پیشرفتهایی از تئوری آماری، تئوری دسته بندی الگو، تئوری اطلاعات و.یا تئوری سیستمها می باشد. این معیارها در برخی روشها حالت یا رفتار فرآیند را نمایش می دهند. یک ایده تبدیل داده های جمع آوری شده آنلاین فرآیند به چند معیار با اهمیت می باشد و بدان وسیله به اپراتورها در تعیین وضعیت عملیاتها و در صورت لزوم در تشخیص خطا کمک می کند. برای آشکارسازی خطا، ممکن است محدودیتهایی روی برخی از معیارها وجود داشته باشد و خطا هنگامی آشکار شود که یکی از معیارهای مورد ارزیابی خارج از محدوده باشد. در این روش معیارها قادر به تعریف رفتار فرآیند تحت کنترل و در نتیجه وضعیت خارج از کنترل می باشند. با توسعۀ معیارهایی که بدرستی رفتار هر یک از متغیرهای مشاهده را توصیف می کنند، مقدار اندازه گیری شده یک متغیر می تواند در مقابل مقادیر اندازه گیری شده برای دیگر متغیرها به منظور تعیین متغیری که بیشتر تحت تأثیر خطا قرار گرفته ، مقایسه شود.

خطاها همچنین می توانند بوسیلۀ توسعه و مقایسۀ معیارهایی که بدرستی خطاهای متفاوت فرآیند را نشان می دهند، تشخیص داده شوند. هدف مونیتورینگ فرآیند به منظور توسعۀ معیارهایی است که بیشترین حساسیت و مقاومت (robust) را به همۀ خطاهای ممکن ، دارا می باشند. خطاها در چندین روش فهرست شده اند، هر چند

پایان نامه اماده ارایه:به احتمال زیاد، غیرممکن است که همۀ خطاهای رخداده شده در یک فرآیند، بطور مؤثر با تنها چند معیار آشکار و تشخیص داده شوند. از اینرو هر معیار، یک خطا را در یک وضعیت متفاوت توصیف می کند و یک معیار حساسیت بیشتری به خطاهای معین و حساسیت کمتری به خطاهای دیگر نسبت به معیارهای دیگر خواهد داشت . این موجب استفاده از معیارهای چندگانه مونیتورینگ فرآیند با کارایی هر یک از معیارهای تعیین شده برای فرآیند بخصوص و خطاهای ممکن در دسترس ، می شود. معیارهای مونیتورینگ فرآیند می توانند با توجه به اینکه وابسته به یکی یا بیشتر از سه شیوه به نامهای : داده های راه اندازی ، تحلیلی و مبتنی بر دانش  باشند، دسته بندی می شوند. معیارهای داده های راه اندازی، بطور مستقیم از داده های فرآیند مشتق شده اند.

سیستمهای صنعتی مدرن ، چه ماشین آلات صنعتی کامل یا ماشین چاپ ساده ، سیستمهای با ابعاد بزرگ می باشند. با نوعی تجهیزات (ابزاردقیق ) سنگین از فرآیندهای مدرن , سیستمهای با مقیاس بزرگ بطور فوق العاده ای مقادیر بزرگی از داده ها، تولید می شود. با وجود اینکه اطلاعات زیادی از این فرآیندها در دسترس می باشد، تواناییهای یک اپراتور یا مهندس برای ارزیابی مؤثر عملیاتهای فرآیند ، بسادگی از مشاهده داده ها برتر می باشد.

توانایی تکنیکهای داده های راه اندازی ، قابلیت آنها در تبدیل داده های با ابعاد بالا به ابعاد کمتر می باشد، در جائیکه اطلاعات مهم واصلی ظبط شده است . با محاسبۀ برخی آمارهای مهم واصلی برای اپراتورها و مهندسین ، طرح مونیتورینگ فرآیند برای یک سیستم با ابعاد بزرگ می تواند بطور قابل توجهی بهبود یابد. اشکال اصلی محکهای داده های راه اندازیاین است که کارایی آنها بطور بسیار زیادی وابسته به کیفیت و کمیت داده های فرآیند می باشد. بر خلاف شیوه داده های راه اندازی، شیوه تحلیلی ، از متدهای ریاضی که اغلب از اصول اولیه حاصل شده اند، استفاده می کند. شیوه تحلیلی برای سیستمهای با اطلاعات غنی ، جائیکه مدلهای رضایت بخش و سنسورهای کافی در اختیار باشند، قابل اجرا می باشد. اکثر معیارهای تحلیلی مبتنی بر تخمین پارامتر، طراحی مبتنی بر مشاهده  و.یا نسبت توازن می باشد. اکثر کاربردهای شیوه تحلیلی برای سیستمهای با تعداد نسبتاً کوچک ورودیها، خروجیها و حالات می باشد.

 

فهرست مطالب:

پایان نامه آماده ایران رساله پایان نامه آماده ایران رساله

 

 

 

 



تصاویر پیش نمایش


طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ  کارآمد-1
طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ  کارآمد-1
طراحی و نوسازی شبکه ابزاردقیق فرآیندهای صنعتی به مونیتورینگ  کارآمد-1
ads

درباره نویسنده

mrk kiani 44 نوشته در ایران رساله| پایان نامه آماده| پروپوزال آماده | تحقیق آماده | مقاله آماده |سمینار آماده دارد . مشاهده تمام نوشته های

مطالب مرتبط