طراحی و اعمال روش های مدل سازی و کنترلی پیشرفته روی plc (کنترل کننده قابل برنامه ریزی)

امروزه در اکثر صنایع از کنترل کننده های قابل برنامه ریزی(plc) به علت مزایای زیادشان استفاده می شود. این سیستم ها جایگزین سیستم های رله ای قدیمی شده اند و با برنامه نویسی به شیوه های مختلف می توان بدون نیاز به تغییرات سخت افزاری در سیستم، تغییرات مورد نظر را برای فرآیند متصل به plc انجام داد. plcهای اولیه برای یک کنترل عادی منطقی و ساده طراحی گردیده اند و معمولا اجرای کنترل پیوسته ساده نیز با plc های قدیمی امکان پذیر نیست و حتی در نوع پیشرفته آن ها نیاز به کارت ها و ماژول های اضافه می باشد که همه آن ها قابلیت های لازم برای اجرا یک کنترل پیشرفته را ندارند. از طرفی در دنیای امروز نیاز به کنترل و مدل سازی پیشرفته برای بهبود محصولات در صنایع روزانه بیشتر می شود. از آنجا که بسیاری از فرآیند های صنعتی، از ساده تا پیچیده معمولا با انواع plc ها کنترل می شوند، بررسی ارتقاء و بهینه سازی شیوه های کنترلی plc ها، یکی از موضوعات قابل بحث از نظر پیاده سازی و صرف هزینه در صنایع خواهد بود. در این پایان نامه هدف پیشنهاد و پیاده سازی الگوریتم های پیشرفته کنترلی روی فرآیند های متصل به plc ها است. از آنجا که برنامه نویسی و پیاده سازی های مختلف با هر plc امکان پذیر نیست، شیوه های نوین و بهینه ای برای ارتقاء قابلیت کنترلی plc ها ارائه می گردد. منطق فازی و کنترل مدل پیش بین از جمله شیوه های کنترلی جدید و مناسب به نسبت کنترل سنتی pid می باشند. بنابرین پیاده سازی هر یک به طرق مختلف روی plc ها در بهبود کیفیت و کاهش هزینه های صنایع مفید خواهد بود. بررسی چگونگی پیاده سازی این روش ها روی plc های ساده و کوچک با امکانات محدود، کمک بزرگی در صرف هزینه ها و جایگزینی با plc های گران تر خواهد بود. در این پایان نامه برای یک فرآیند نیمه صنعتی کنترل دمای متصل به plc-s7-300 در آزمایشگاه plc دانشگاه شیراز این ارتقاء کنترلی صورت گرفته است. برای فرآیند مورد آزمایش منطق فازی و کنترل پیش بین هر یک به طرق مختلف طراحی و پیاده سازی شده است. پیاده سازی ها عمدتا از دو روش صورت گرفته است. پیاده سازی و طراحی در نرم افزار خود plcها یا با استفاده از نرم افزار های جانبی به کمک ارتباط با opc ارائه شده است. دمای آب یک مخزن از طریق مدار متصل به هیتر برای تغییر ولتاژ دو سر آن، کنترل می شود. با توجه به محدودیت های plc موجود، پیاده سازی روش های پیشرفته با تکنینک های خاصی صورت گرفته است. سعی شده است روش های پیاده سازی شده بدون هزینه برای ارتقا سخت افزار سیستم باشد. همچنین در زمان کوتاهی امکان برنامه نویسی و طراحی الگوریتم های پیشرفته وجود داشته باشد. که هر دوی این مسائل از نکات قابل توجه در صنایع خواهد بود. نتایج عملی بدست آمده موفقیت روش های ارائه شده را در جهت اهداف این تحقیق به خوبی نشان می دهد.