گروه پژوهشی پایش و کنترل نیروگاه::پروژه‌ها

البته ویروس کرونا نیز بی تاثیر نبوده چرا که در سال ۲۰۱۹ فروش جهانی سیستم‌های DCS بالغ‌بر ۱۸.۲۴ بیلیون دلار بوده است و درحالی‌که انتظار رشد می‌رفت در سال ۲۰۲۰ این عدد با کاهش ۵.۴۸% مواجه بوده است. DCS فعلی این شرکت، سیستم I/A 50 Series و I/A 70 Series است که مبتنی بر شبکه Ethernet بوده و هر دو سیستم‌عامل ویندوز و UNIX را پشتیبانی می‌کند. شرکت آمریکایی Rosemount در سال ۱۹۵۶ (۱۳۳۵ ه.ش) به‌عنوان بخشی از برنامه فضایی آمریکا تأسیس شد که عمدتاً در زمینه کنترل حرکت فعالیت می‌نمود. در سال ۱۹۷۶ (۱۳۵۵ ه.ش) دو شرکت Rosemount و Emerson Electric با همدیگر ترکیب شدند و در سال ۱۹۹۳ (۱۳۷۲ ه.ش) با خریداری شرکت Fisher Control زیرمجموعهٔ جدید به نام Fisher – Rosemount که منحصراً در زمینه Process Automation و در سطوح مختلف فعالیت می‌کند، پدید آمد. در تصویر زیر، Rack افقی شامل کنترلرها در این سیستم، FCS (Field Controller Station) نامیده می‌شود که به سه مدل Standard، Compact و Enhanced تقسیم می‌شود. تفاوت دو مدل Standard و Enhanced در سایر حافظه‌های کارت کنترلر (FUC) می‌باشد.

این سیستم بیشتر برای خودکارسازی بخش‌ های کوچک یا کنترل تجهیزات خاص استفاده می‌ شود. انعطاف‌ پذیری بالا و توانایی تنظیم برای کارهای مختلف، PLC را به یکی از ابزارهای پرکاربرد در نیروگاه تبدیل کرده است. فاکتور نیروی کار هم در این میان بی تاثیر نبود، متخصصین PLC به‌سادگی و بدون نیاز به شرکت در جلسه‌های آموزشی رسمی (که توسط سازندگان PLC برگزار می‌شوند) به‌راحتی می‌توانند کار با پی‌ال‌سی را در سطوح حرفه‌ای یاد بگیرند درحالی‌که در DCS این مسئله تقریباً نشدنی است. در بعد مانیتورینگ و کارهای گرافیکی شرکت Honeywell بسیار درخشان عمل کرده است و باتوجه‌به سرعت ارسال و دریافت بالای داده‌ها در Real-time (بلادرنگ) شاهد یک سیستم یکپارچه به همراه HMI درونی (سیستم صرفاً مانیتورینگ نیست و امکان تعامل با اپراتور را هم دارد) می‌باشیم. در حال حاضر آخرین DCS ساخت این شرکت، Experion PKS نام دارد که مبتنی بر نوع بهبودیافته Ethernet به نام FTE) Fault Tolerant Ethernet) و سیستم‌عامل Windows XP می‌باشد.

Aurora Solar نرم ‌افزار ویژه‌ ای را برای تشخیص خودکار انسداد بر اساس بینایی کامپیوتری به وجود آورده است. این ابزار به ویژه برای پروژه ‌های PV که موانع زیادی در سقف دارند (مثل نورگیر های متعدد) ضروری است. بررسی لحظه ای نیروگاه و اعلام آلارم ها بصورت پیامک یا ایمیل “مدیریت هوشمند نیروگاه”. طراحی و پیاده سازی با جدیدترین و بروز ترین متد های سیستم های مانیتورینگ . سلام استاد من سوالی برام پیش اومده dcs در حوزه قدرت هست یا کنترل و اینکه تفاوت آن با pdcs چی میتون باش ممنون میشم راهنمایی کنید .

ستون‌های مختلف سازمان به تیم‌هایی اختصاص داده می‌شود که وظایف اصلی آنها با ارزش‌آفرینی و بهره‌وری گره خورده‌اند. در نهایت، توصیه‌های مرتبط با ایجاد بهبود در لحظه در دسترس قرار می‌گیرند تا افزایش کارایی کلیت سیستم در زمان واقعی ممکن شود؛ از این طریق، در عین حفظ ثبات در فرایندها و تحقق اهداف کوتاه‌مدت، امکان انطباق‌های آتی و بهینه‌سازی بیشتر، ممکن می‌شود. این ترکیب فناوری، ظرفیت نیروگاه‌ها در اتخاذ تصمیم‌های عملیاتی را به شکل قابل‌توجهی افزایش داده است. با استفاده از تحلیل‌های پیش‌بینی کننده، کارکنان و هوش مصنوعی آینده را اکنون می‌بینند و در مقابل چالش‌های آن عملکرد بهتری خواهند داشت. بویژه، با اجرای درصد بیشتری از عملیات توسط هوش مصنوعی و به‌صورت خودکار، نیروهای باتجربه زمان بیشتری در اختیار دارند تا صرف طرح‌های توسعه و نوآوری بیشتر برای شرکت کنند.

با نسخه جدید، کاربر می ‌تواند طرح‌ های آماده مجوز را در چند دقیقه ایجاد کند. به منظور افزایش کیفیت محتوا، نظرات ارسالی خارج از موضوع این مقاله، تایید نمی‌شوند. این مسئله در کارخانه‌ها و اصولاً صنایع سنگین، وظیفه اصلی DCS در سال‌های ابتدایی بود، سیستمی که به ما اجازه می‌داد یک فرایند پیوسته و حتی گسسته را برای یک هدف خاص، اجرا نماییم. در تصویر زیر به شکلی ساده معماری و ساختار سیستم I/A Series ترسیم شده است. مدل‌های قدیم‌تر I/A 20 Series (مبتنی بر تکنولوژی ۲۸۶) و I/A 30 Series (مبتنی بر تکنولوژی ۳۸۶) به ترتیب در اواخر دهه هشتاد و اوایل دهه نود میلادی به بازار آمدند.

این شرکت نسبت به سایر رقبا در DCS بهتر عمل کرده و با دپارتمان بندی درونی توانسته در داخل شرکت نیز سیستم‌های رقابتی را ایجاد نماید که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. توسعه یا به معنای دیگر Expansion یکی از الزامات DCS می‌باشد، در 800xA برای انجام عملیات Expansion می‌توانیم از طریق Profibus – DP به I/Oهای Sub-System یا همان رک‌های I/O متصل شد. برای آشنایی بیشتر شما با یک سیستم DCS ساخت شرکت ABB، روند کلی طراحی و پیاده‌سازی آن را در تصویر زیر آورده‌ایم. یکی از این حوزه‌ها، تعیین یک استاندارد برای سازندگان دستگاه‌های این سیستم می‌باشد تا همگی بتوانند به‌راحتی با استفاده از برندهای مختلف به خواسته‌های خود دست یابند. هرچند که این یکپارچگی به‌صورت خاص به لایه فیزیکی کار می‌پردازد بااین‌حال از سوی دیگر در بخش ارتباطات نیز این هماهنگی و ارتباط باید تقویت گردد.

در سطح بالای یک سیستم DCS ایستگاه‌های کاری یا همان کامپیوترهایی قرار دارند که از طریق آنها فرآیندهای پروسسی توسط اپراتورها کنترل می‌شوند. این کامپیوترها نیز از طریق یک شبکه که به آن Terminal Bus گفته می‌شود به سطح پایین‌تر متصل می‌شوند. هر کنترلر متصدی اداره یک قسمت از Plant است و معمولاً به همین شکل نیز نام‌گذاری می‌شود. کنترلرها از طریق یک شبکه ارتباطی با یکدیگر نیز و نیز با سطح بالاتر در ارتباط هستند، این شبکه معمولاً دارای پشتیبان یا Redundant است. اولین پست DCS در ایران مربوط به پست ۶۳/۲۳۰ کیلوولت پردیس (شرق تهران) است که تجهیزات آن از شرکت ALESTOM (AREVA کنونی) خریداری شده و در سال ۱۳۸۰ به بهره‌برداری رسید.

نرم‌افزار فارسکادا یک ابزار بسیار موثر برای مدیریت نیروگاه‌های خورشیدی ماست. با این نرم‌افزار، ما می‌توانیم تغییرات در عملکرد تجهیزات را به سرعت شناسایی کرده و در صورت نیاز تعمیرات انجام دهیم. اطلاعات دقیق و گزارشات جامعی که از آن دریافت می‌کنیم، به ما کمک کرده است تا به بهره‌وری بیشتری از نیروگاه‌های خورشیدی خود دست یابیم. نرم‌افزار فارسکادا یک ابزار مدیریتی قدرتمند برای نظارت و کنترل نیروگاه‌هاست.این نرم‌افزار به شما امکان می‌دهد تا به صورت دقیق عملکرد نیروگاه را پایش کرده و مسائل فنی و عملکردی را بهبود ببخشید. مانیتورینگ و نظارت مداوم بر سیستم خورشیدی، امکان شناسایی به موقع مشکلات و ضعف‌های محتمل و انجام اقدامات مناسب برای رفع آن‌ها. این کار به شما کمک می‌کند تا عمر مفید نیروگاه خورشیدی را افزایش داده و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهید.

سپس پست‌های نیروگاه کازرون، آبادان، دماوند و هرمزگان با تجهیزات شرکت Siemens در سال ۱۳۸۱ به بهره‌برداری رسیدند. پست‌های دانیال، سوادکوه و اهواز 3 نیز با تجهیزات شرکت ABB در سال ۱۳۸۵ به بهره‌برداری رسیدند. هم‌اکنون در سطوح مختلف ولتاژی، ده‌ها پست با سیستم DCS در حال ساخت هستند و تمام شرکت‌های برق منطقه‌ای در حال بهره‌برداری و احداث پست DCS می‌باشند. دلیل اصلی ایجاد سیستم توزیع‌شده را می‌توان در روزهای نخست پیشرفت سیستم‌های کامپیوتری و تنوع آنها دانست. بزرگ‌ترین ویژگی DCS امکان توسعه و پشتیبانی از I/Oهای بسیار بالا و تاثیر بسیار کم ایجاد خطا (آسیب تجهیزات، نفوذ امنیتی و …) در بخشی از سیستم بروی کل سیستم به دلیل ماهیت توزیع‌شده منطق کنترلی می‌باشد. این سیستم با کمک به ایمن و پایدار نمودن شبکه‌های الکتریکی، گام موثری در بحث مدیریت انرژی شبکه برمی‌دارد.

هر کنترلر در این سیستم می‌تواند از طریق Ribbon Cableهایی به نام I/O به ۸ I/O رک به شکل زنجیروار متصل شوند و در هر I/O Rack می‌توان ۸ کارت I/O نصب کرد. در اکثر DCSها، SOE فقط از وضعیت‌های دیجیتال که دارای دو حالت هستند پشتیبانی می‌کند. بدین صورت که رویدادهایی نظیر باز و بسته شدن والوها، خاموش و روشن شدن پمپ‌ها و موتورها، عمل‌کردن سوئیچ‌ها و رله‌ها و فرمان‌هایی که توسط اپراتورها از طریق مانیتورینگ و یا کلیدهای کنترلی داده می‌شود، به ترتیب زمان وقوع ثبت می‌شوند و یا اصطلاحاً Time Stamp می‌خورند. امروزه ویژگی امکان دسترسی به اطلاعات پروسسی موجود در یک سیستم DCS از طریق نرم‌افزارهای غیرمرتبط با سیستم DCS (که اصطلاحاً 3rd Party) نامیده می‌شوند یکی از چالش‌های رقابت بین سازندگان این سیستم‌ها محسوب می‌شود. در واقع SFCها، ارتباطی بین CFCها به وجود می‌آورند و Interlockingهای جدیدی را در کل سیستم وارد می‌نمایند. شکل زیر نمونه‌ای از SFC ایجاد شده در DCS زیمنس برای مدل‌سازی یک پروسه ترتیبی را نشان می‌دهد.

این قابلیت اصطلاحاً Openness نامیده می‌شود و یا می‌گویند دیتابیس سیستم Open شده است. گروه مپنا مجموعه‌ای از 75 شرکت است که در صنایع برق و آب، نفت و گاز، حمل و نقل و … فعالیت دارد. سیستم‌ های مدیریت انرژی ترکیبی (Hybrid Energy Management Systems – HEMS) در نیروگاه‌ ها برای کنترل و بهینه‌ سازی همزمان منابع انرژی مختلف، از جمله سوخت‌ های فسیلی و انرژی‌ های تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، استفاده می‌ شوند. این سیستم‌ ها به هماهنگی بین منابع انرژی کمک کرده و عملکرد بهینه نیروگاه را تضمین می‌ کنند. تحول سازمان تا این مرحله نیازمند اعتماد بیشتر به ابزارهای دیجیتال، همسویی اجزای سازمان حول ریسک و سازمان‌دهی دیجیتالی کاملا پیشرفته است تا تغییرات مستمر را بتوان هدایت یا مستقر کرد. به این معنی که، با دانش دیجیتال و بهبودهای مستمر آن آشنا هستند و استراتژی‌های دیجیتال را در اولویت‌های بالاتر قرار می‌دهند.

استفاده از این مدل برنامه‌نویسی باعث سرعت انجام کار مهندسی در هنگام طراحی و پیاده‌سازی (Application Development) می‌گردد. از سوی دیگر باید به این نکته توجه داشت که اطلاعات موجود در یک SFC برای راهبری پروسه ضروری بوده و باید به نحوی روی صفحه‌نمایش به اپراتور نشان داده شود. معمولاً باید یک یا چند صفحه گرافیکی به این منظور اختصاص‌داده‌شده و در ادامه شکل SFC مجدداً طراحی و سپس به SFC موردنظر متصل شود. سیستم‌های کنترلی صنعتی زیر مجموعه‌ای از اتوماسیون می‌باشند، ازآنجایی‌که ما پیش‌تر در مورد اتوماسیون صنعتی مفصل صحبت کردیم از این بخش صرف‌نظر می‌کنیم، بااین‌حال انواع اتوماسیون صنعتی را می‌توانید در تصویر زیر به شکلی مختصر ملاحظه نمایید. چکیده – این مقاله از رویکرد بهینه سازی برنامه ریزی پویا (DP) برای به حداکثر رساندن درآمد روزانه یک نیروگاه انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) مجهز به یک سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی (TES) استفاده می کند.

ازآنجایی‌که در این سیستم همه چیز توزیع‌شده است به‌راحتی می‌توانیم سیستم کنترلی را توسعه دهیم و هر بار که به یک تجهیز جدید نیازمندیم آن را بدون مشکل به کل سیستم کنترلی اضافه نماییم. همین مسئله سبب شده است که از DCS در مکان‌هایی که شاهد تعداد بسیار زیاد ورودی/خروجی (Input/Output) هستیم استفاده شود، بدون شک مهم‌ترین کاربرد این سیستم در؛ تولید برق، تولید مواد شیمیایی، صنایع نفت و گاز و تصفیه آب و فاضلاب می‌باشد. نرم افزار طراحی نیروگاه خورشید، به اتوماسیون راحت ‌‌تر طراحی سیستم‌ های خورشیدی کمک می ‌کند و شرکت ‌های خورشیدی را قادر می ‌سازد تا برآورد سریع و دقیق تری را به مشتریان شان ارائه دهند. برخی از نرم‌افزار ها به کاربران این امکان را می ‌دهند که هم طرح یک سیستم فتوولتائیک را مدل سازی کرده و هم عملکرد آن را پیش ‌بینی کنند. این امر فرآیند های مهندسی و فروش را ، که برای نیروگاه‌ های خورشیدی در مقیاس بزرگ و توپوگرافی ‌های پیچیده مهم است، ساده و تسریع می‌ کند.

دی‌سی‌اس در واقع یک سیستم کنترل توزیع‌شده با طراحی ویژه است که متشکل از المان‌های کنترلی توزیع‌شده از نظر جغرافیایی در کارخانه یا حوزه کنترلی می‌باشد. به بیان دیگر DCS یک نوع روش پیاده‌سازی سیستم کنترلی می‌باشد نه یک تجهیز خاص. کاربرد DCS را باهم مرور خواهیم کرد تا بدانید حوزه کاری این سیستم کنترلی چقدر می‌تواند گسترده باشد. به سراغ توسعه و حوزه‌های کاری به‌روز در DCS می‌رویم تا با چالش‌های آن که همچنان تحت تحقیقات علمی هستند آشنا شوید. SCADA که مخفف عبارت Supervisory Control And Data Acquisition است، به معنای سیستم کنترل و جمع‌آوری داده‌ها، یکی از سیستم‌های حیاتی در صنعت و زیرساخت‌های حیاتی است.

نخستین میکروپروسسورها که در صنعت مورداستفاده قرار گرفتند محصول ابتدای سال‌های ۱۹۵۹ (۱۳۳۸ ه.ش) می‌بودند. نخستین سری موفق از کامپیوترها، محصول شرکت IBM با نام IBM 1800 بود که می‌توانست در قالب input/output سیگنال‌های موجود در نیروگاه را جمع‌آوری کرده و تحلیل سطحی (levels) را به شکل دیجیتالی انجام دهد. باتوجه‌به اینکه محصول IBM به‌واقع یک کامپیوتر بود گزینه خوبی برای محیط‌های صنعتی به شمار نمی‌آمد. انواع مختلف سیستم‌ های مدیریت انرژی نقش کلیدی در مدیریت منابع انرژی و تضمین کارایی و پایداری نیروگاه‌ ها ایفا می‌ کنند و از ویژگی‌ های اصلی آنها می توان به پایش لحظه‌ ای، بهینه‌ سازی مصرف و تصمیم‌ گیری هوشمند اشاره کرد. در سال‌های اخیر، سیستم‌های SCADA با ترکیب فناوری‌های نوین مانند IoT (اینترنت اشیا) و هوش مصنوعی به سمت هوشمندسازی بیشتر حرکت کرده‌اند. این پیشرفت‌ها امکان بهبود عملکرد، تحلیل داده‌های پیشرفته و واکنش سریع‌تر به مشکلات را فراهم می‌کنند.

در این بخش پیکربندی سخت‌افزار موردنیاز برحسب لیست I/O تهیه شده و به شکل گرافیکی طراحی می‌شود. تمامی کارت‌های ورودی/خروجی آدرس‌دهی می‌شوند و تنظیمات موردنیاز روی کارت‌های مختلف اعم از کارت CPU، کارت‌های شبکه و … پیاده‌سازی می‌شوند. به همین دلیل در صورت ازکارافتادن سرور، ارتباط اپراتورها با سیستم کنترل به‌کلی قطع می‌شود. برای جلوگیری از این مسئله معمولاً از دو سرور یکسان که پشتیبان هم هستند استفاده می‌شود (Server Redundancy) تا در صورت بروز اشکال در یکی از آنها دیگری به‌سرعت عملیات را برعهده بگیرد. سیستم‌های کنترل صنعتی انواع مختلفی دارند و باید باتوجه‌به اهداف مدنظر بهترین سیستم کنترل صنعتی را انتخاب نماییم.

این قسمت بخشی است که طراحی و پیاده‌سازی منطق کارکرد برای کنترلرهای مختلف انجام می‌شود که شامل تفصیلات بسیار زیادی نیز می‌باشد. روی این کامپیوترها صفحات گرافیکی به شکل Runtime (که غیرقابل edit است) load شده است. OSها بسته به معماری سیستم به طور مستقیم یا از طریق Server به کنترلرها متصل هستند. اپراتورها می‌توانند مقادیر پروسسی را روی OS مشاهده نمایند و یا فرمان‌های کنترلی را از طریق آنها به کنترلرها ارسال کنند. امروزه اکثر سیستم‌های DCS حداقل از یک یا چند نوع تکنولوژی Field Bus نظیر Foundation Field Bus، DeviceNet و Profibus پشتیبانی می‌کنند و قابلیت اتصال به آنها را دارا هستند.

این نرم‌ افزار می ‌تواند از تصاویر سفارشی یا ماهواره ‌ای برای طراحی پروژه‌ های فتوولتائیک از مرحله اول تا نصب استفاده کند . این نرم ‌افزار مبتنی بر پهپاد، بررسی سایت ‌های خورشیدی و طراحی سیستم را ساده می ‌کند. ابزار خروجی DXF امکان ایجاد مدل‌ های سه ‌بعدی یا دو بعدی و همین طور انجام تمام اندازه‌گیری ‌ها، زوایا، چیدمان ها و موانع را فراهم می ‌کند. این نرم ‌فزار با کاربری آسانش امکان شبیه ‌سازی پروژه ‌ها را در سه مرحله فراهم می ‌کند. یک کاربر فقط باید منطقه پروژه یا ظرفیت برق مورد نظر را مشخص و یک ماژول خورشیدی و مبدل را از پایگاه داده انتخاب کند.

امکان تجزیه و تحلیل الگوها و روندهای عملکرد نیروگاه خورشیدی، با تحلیل داده‌ها، می‌توانید خطاها و نقص‌ها را قبل از ایجاد مشکلات جدی تشخیص داده و اقدامات مناسبی را برای رفع آن‌ها انجام دهید. همچنین می‌توانید مشکلات آینده را پیش بینی کرده و به طور استراتژیک برنامه‌ریزی کنید. ما در تیم فارسکادا از جوانان متخصص در حوزه های هوش مصنوعی و تحلیل ماشین، برنامه نویسی،برق و الکترونیک بهره می بریم که سابقه گسترده در ساخت،بهره برداری و بهینه سازی عملکرد نیروگاه تجدید پذیر را دارند. برای کاهش ترافیک باس اصلی، یک شبکه کمکی از نوع Ethernet معمولی نیز بین HISها برقرار می‌شود تا برای ردوبدل اطلاعات که مستقیماً از FCSها نمی‌آیند از آن Line ارتباطی استفاده کنند. این دو شبکه در بخش باس اصلی که بحث شد با نام‌های Bus 1 و Bus 2 مشخص شده‌اند. محیط طراحی و پیاده‌سازی منطق کنترل در سیستم TXP نرم‌افزاری تحت UNIX به نام FUP Editor نام دارد.

در ادامه به سبک ارتباط درون DCS و اینکه به چند طریق می‌توان داده‌ها را مدیریت کرد نگاه خواهیم کرد. پس از آن به عمق نرم‌افزار DCS و بررسی امکانات آن خواهیم پرداخت جایی که شما با ساختار برنامه‌نویسی آن هم آشنا خواهید شد. در این مرحله از تحول دیجیتال، چند راهکار دیجیتال در قسمت‌های مختلف به کار گرفته می‌شود. البته چنین راهکارهایی بسیار به‌ندرت و عمدتا از سوی پیشگامان صنعت اتخاذ می‌شود. سپس در قالب یک شبکه هوشمند با یکدیگر ارتباط می‌یابند و بهینه‌سازی بین‌رشته‌ای و عملیاتی را نتیجه می‌دهند.در این مرحله، شرکت‌ها بطورکلی مسئله مقیاس‌پذیری را حل کرده‌اند و به ارزش واقعی استقرار روش‌های دیجیتال پی برده‌اند.

دپارتمان PG زیمنس که نام قبلی آن (KraftWerk Union) KWU نام داشت در سال ۱۹۶۹ (۱۳۴۸ ه.ش) از ترکیب شرکت AEG و بخشی از Siemens تشکیل شد. Siemens PG در زمینه تولید برق و تجهیزات نیروگاهی اعم از توربین و ژنراتور فعالیت می‌کند و دراین‌ارتباط با شرکت‌هایی نظیر FRAMATOME ANP (فعال در زمینه تولید برق نیروگاه هسته‌ای) و شرکت VOITH (فعال در زمینه تولید برق‌آبی) همکاری دارد. شرکت آلمانی زیمنس در سال ۱۸۴۷ (۱۲۲۶ ه.ش) به‌عنوان ارائه‌دهنده خدمات تلگراف در آلمان تأسیس شد و در سال‌های بعد به فعالیت در زمینه برق و کنترل پرداخت اولین سیستم کنترل مدولار زیمنس به نام Simatic در سال ۱۹۵۹ (۱۳۳۸ ه.ش) عرضه شد. زیمنس هم‌اکنون بزرگ‌ترین شرکت تولیدکننده تجهیزات برقی و کنترلی در اروپا به شمار می‌رود و دارای دپارتمان‌های متعدد در زمینه‌های مختلف است. به شبکه ارتباطی بین کنترلرها، Plant Bus یا Process Bus اطلاق می‌شود و معمولاً از فیبر نوری به دلیل سرعت بالا و عدم نویزپذیری الکتریکی به‌عنوان رابط فیزیکی استفاده می‌گردد.

در هر یک از سیستم‌های کنترل در صورت بروز Trip یا Shutdown (تریپ یعنی خروج پروسس از روند نرمال و توقف فرآیندهای کنترلی) اپراتورها به بررسی علل رخداد تریپ می‌پردازند تا با برطرف‌کردن ایرادات احتمالی، سیستم را برای بازگشت به حالت کاری نرمال و یا استارت مجدد آماده نمایند. تشخیص اینکه چه عنصر گرافیکی در کدام صفحه باید قرار گیرد، بر اساس سلسله‌مراتب (Hierarchy) طراحی شده در ابتدا، صورت می‌گیرد. در این بخش ساختار شبکه ارتباطی بین کنترلرها و سایر اجزای سیستم از جمله OSها و ESها طراحی و تنظیمات موردنیاز شامل آدرس‌دهی به nodeها، انتخاب نوع پروتکل ارتباطی و موارد دیگر اعمال می‌شود. دقت داشته باشید که باتوجه‌به شرایط سازمان و صنعت، سیستم کنترل صنعتی موردنیاز آن باید اجرا شود. این نرم ‌افزار SolarEdge به منظور کمک به شرکت ‌های تجاری خورشیدی در کاهش هزینه‌ های طراحی و انعقاد قرارداد های بیشتر در زمینه پروژه‌ های سه ‌بعدی جذاب است.

این فناوری‌ها بهره‌وری را افزایش داده، خطاهای انسانی را کاهش می‌دهند و باعث صرفه‌جویی در هزینه و انرژی می‌شوند. در نتیجه، مدیران می‌توانند با نظارت بهتر، تصمیمات بهتری برای بهینه‌سازی عملکرد نیروگاه بگیرند. در دنیای مدرن، نیروگاه‌ها به عنوان یکی از پیچیده‌ترین و حیاتی‌ترین زیرساخت‌های تولید انرژی، نیازمند مدیریت دقیق و پیشرفته‌ای هستند. سیستم‌های خودکارسازی و نظارت نه تنها بهره‌وری را افزایش می‌دهند، بلکه امنیت و پایداری عملکرد نیروگاه را تضمین می‌کنند. امروزه مدیران با چالش‌هایی همچون افزایش تقاضای انرژی، نیاز به کاهش هزینه‌ها و رعایت استاندارهای زیست محیطی مواجه‌اند. در این نوشته قصد داریم انواع سیستم خودکارسازی و نظارت نیروگاه برای مدیران را بررسی نماییم.

سابقه شرکت احداث هوشمند رایین با در نظر گرفتن سوابق اجرایی مؤسســان آن در قالب گروه مهندسی کنترل و ابزار دقیق از سال 1381 آغاز می گردد. این شرکت بنا بر نیازهای روز افزون صنعت در حوزه اتوماسـیون صـنعتی و تابلوهای برق، فعالیت خود را تحت نام شرکت احداث هوشمند رایین آغاز نمود و تاکنون توانســـته است با اتکا به پشتوانه قوی دانش و تجربه فنی خود همکاری موفقی با شرکتهای معتبر در سطح کشور داشته باشد. در اکثر پروسه‌های کنترلی، همواره مواردی وجود دارد که باید به‌صورت ترتیبی یا اصطلاحاً Sequential اجرا شوند. به‌عنوان‌مثال در بلک استارت یا Startup یک واحد نیروگاهی بدین صورت نیست که با فشار یک کلید همه دستگاه‌ها در سرویس قرار بگیرند و ژنراتور شروع به تولید برق نماید. بلکه سیستم‌های درگیر بایستی قدم‌به‌قدم، مراحل متعدد را با زمان بدی‌های مشخصی طی کنند تا به حالت کاری نرمال خود برسند.

شرکت Foxboro در سال ۱۹۰۸ (۱۲۸۷ ه.ش) تأسیس شد و از همان ابتدا به شهرتی جهانی در زمینه ساخت تجهیزات اندازه‌گیری و کنترل پروسس دست‌یافت. در سال ۱۹۹۰ (۱۳۶۹ ه.ش) گروه تجاری Siebe مرکب از چند شرکت انگلیسی، Foxboro را خریدند. این گروه هم‌اکنون Invensys نام دارد و شامل شرکت‌های معروفی چون Wonderware، Triconex و Eurotherm می‌باشد. پروتکل شبکه ارتباطی استفاده شده در Plant bus سیستم Centum، Vent/IP نام دارد که تکنولوژی آن منحصر به خود Yokogawa است و در آن از استاندارد IEEE802.3 (استاندارد شبکه Ethernet) استفاده شده است. یوکوگاوا مانند اکثر شرکت‌های ژاپنی در سال‌های دهه پنجاه و شصت میلادی به نسخه‌برداری و کپی‌کردن سیستم‌های آمریکایی می‌پرداخت و عمدتاً تجهیزات ابزار دقیق شرکت Foxboro (اشنایدر کنونی) را تولید می‌کرد که بعضاً حتی با همان نام آمریکایی به بازار عرضه می‌شدند. AP یا به‌عبارت‌دیگر سخت‌افزار کنترلر این DCS مبتنی بر PLCهای سری S5-155 زیمنس می‌باشد (CPU 948R) که از طریق باس سریال به کارت‌های I/O به نام FUM یا (Function Module) متصل می‌شود.

با بهبود این عوامل، بهره‌وری سیستم خورشیدی شما افزایش می‌یابد و تولید برق بیشتری را به دست می‌آورید. پایش عملکرد و بهره‌وری نیروگاه خورشیدی خود را به طور دقیق، شما می‌توانید اطلاعاتی مانند تولید، مصرف انرژی، وضعیت تجهیزات، خطاها و مشکلات را در لحظه مشاهده کنید. در این آموزش نحوه طراحی و بالانس حرارتی انواع نیروگاه های سیکل ساده، ترکیبی و CHP با استفاده از ماژول های GT PRO و GT MASTER نرم افزار Thermoflow به صورت گام به گام توضیح داده شده است. طراحی یک نیروگاه کار پیچیده و زمان بری می باشد که نیازمند تجربه در طراحی تجهیزات مختلف نیروگاهی و انتخاب مناسب پارامترهای طراحی می باشد. یکی از معروف ترین و کاربردی ترین نرم افزارهای موجود در صنعت طراحی نیروگاه نرم افزار ترموفلو (Thermoflow) می باشد که در این آموزش سعی شده با استفاده از مثال های مختلف و کاربردی نحوه طراحی انواع نیروگاه های حرارتی و تأسیسات آب شیرین کن آموزش داده شود.

این سیستم از بلاک اوت شدن و اختلالات بهره‌برداری‌های شبکه‌های جزیره‌ای و محلی جلوگیری کرده و در عین حال هزینه‌های انرژی را کنترل کرده و ایمنی را افزایش می‌دهد. شبکه‌ های هوشمند با بهبود بهره‌ وری و کاهش هزینه‌ ها، نیروگاه‌ ها را قادر می‌ سازند تا خدمات بهتری به مصرف‌ کنندگان ارائه دهند و اثرات زیست‌ محیطی خود را کاهش دهند. سیستم کنترلی اسکادا از؛ GSM، Modbus، RS485، RS232، GPRS و Ethernet پشتیبانی می‌کند درحالی‌که در DCS تنها شاهد؛ Profibus، Profinet و Ethernet/IP می‌باشیم. اگر سیستم کنترل موردنظر شما به‌قدری بزرگ است که برای پیکربندی و راه‌اندازی آن به یک گروه یکپارچه ساز، قابلیت High Availability، ثبت و رکورد تاریخچه، کلاینت تعداد بالا، تحلیل Trend، کنترل فرآیندهای ناپیوسته و … نیازمندید، DCS می‌تواند انتخاب شما باشد. امروز که در خدمت شما هستم، سیستم‌های PLC به شدت نسبت به گذشته پیشرفت کرده‌اند و وارد حوزه IOT (اینترنت اشیاء) نیز شده‌اند درحالی‌که DCS به‌خاطر همان مسائل شبکه و ارتباطات دچار ساده‌ترین چالش‌های ارتباطی گشته است. این سیستم جامع که PlantWeb نام دارد، راه حلی برای اتوماسیون کامل Plant از سطح فیلد تا سطوح بالای مدیریت تولید و برنامه‌ریزی را ارائه می‌دهد.

این تقسیم‌بندی در تمامی قسمت‌های سیستم از جمله صفحات گرافیکی اعمال می‌شود و تصویر روشنی از ساختار Plant در ذهن اپراتور ایجاد می‌نماید. اینکه این سلسه‌مراتب در چند مرحله باشد یا به‌عبارت‌دیگر چقدر عمق داشته باشد، توسط طراح نرم‌افزار تصمیم‌گیری می‌شود. شرکت‌هایی که پیشگام در استفاده از رویکردهای خودکارسازی در بخش انرژی بوده‌اند، ظرفیت این روش‌ها را در ارتقای بهره‌وری در عملیات نمایان کرده‌اند. برای مدیریت نحوه تعامل کارکنان با سیستم‌های جدید به روش‌های جدید نیاز است. برای مثال، گزارش‌دهی استاندارد با داشبوردهای پویا توسعه داده می‌شود تا سطح جدیدی از شفافیت و دسترسی به داده‌های تولید ایجاد شود.

سیستم مدیریت انرژی، برای بهینه‌سازی مصرف و تولید انرژی در نیروگاه به کار می‌رود. این سیستم با بررسی داده‌های تولید و مصرف انرژی، راهکارهایی برای کاهش اتلاف و افزایش بهره‌وری ارائه می‌دهد. EMS به خصوص برای نیروگاه‌هایی که باید مصرف انرژی را متناسب با تقاضای شبکه تنظیم کنند، بسیار مفید است. به علت حجم بالای عملیات منطقی و ریاضی موردنیاز در سیستم DCS، برنامه کنترلی به شکل درخت پیاده‌سازی می‌شود. بدین شکل که کل مجتمع به چند واحد، هر واحد به چند بخش و هر بخش به المان‌های تشکیل‌دهنده آن تقسیم می‌شود.

اجازه دهید همین ابتدا باس اصلی را مشخص کنیم، باس اصلی در دلتاوی، همان لاین Ethernet می‌باشد. همان‌طور که در معماری سیستم مشاهده شد، در این DCS چیزی به‌عنوان سرور وجود ندارد و تمام HISها برای انتقال و دریافت اطلاعات مستقیماً با Plant Bus در ارتباط هستند. سخت‌افزار کارت‌های DCS سری Centum ظرف چند سال گذشته کاملاً تغییر کرده و هم‌اکنون در دو مدل RIO و FIO عرضه می‌شود که البته مدل قدیمی‌تر RIO به‌تدریج در حال جایگزین شدن با مدل جدیدتر، FIO می‌باشد. شاید باورش سخت باشد ولی اولین سیستم DCS در دنیا توسط یوکوگاوا در سال ۱۹۷۵ (۱۳۵۴ ه.ش) ساخته شده است. در سیستم Teleperm XP زیمنس برای شناسایی ادوات و تجهیزات موجود در نیروگاه از مدل نام‌گذاری KKS آلمانی استفاده می‌شود. قبل از اینکه به مشخصات فنی این سیستم بپردازیم اجازه دهید نگاهی داشته باشیم به سطوح کاری در Teleperm XP، این سطوح در تصویر زیر به‌خوبی مشخص شده‌اند.