مونیتورینگ گسترده و هوشمند توربین بخار با استفاده از سیستم چند عامله بر اساس رویكرد تركیب اطلاعات

توضیحات

مونیتورینگ گسترده و هوشمند توربین بخار با استفاده از سیستم چند عامله بر اساس رویكرد تركیب اطلاعات
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:91
فهرست مطالب :
چكيده 1
مقدمه 2
فصل اول : كليات 4
1) هدف 5 -1 °
2) پيشينه تحقيق 5 -1 °
3) روش كار و تحقيق 6 -1 °
فصل دوم: توربينهاي بخار 7
1) تعريف توربين بخار 7 -2 °
2) مزاياي توربينهاي بخار 7 -2 °
3) محدوديتهاي استفاده از توربين بخار 8 -2 °
4) موارد استفاده از توربينهاي بخار 8 -2 °
5) فرآيند توليد بخار در توربين 8 -2 °
6) مشخصات و تهيه آب مصرفي ديگهاي بخار 8 -2 °
7) ساختمان ديگهاي بخار 9 -2 °
8) مسائل ناشي از وجود آب در سيستمهاي بخار 11 -2 °
9) مسائل ناشي از وجود هوا در سيستمهاي بخار 12 -2 °
10 ) اصول كار توربينهاي بخار 12 -2 °
11 ) سيكل قدرت و نقش توربينهاي بخار 13 -2 °
1-11-2 ° ) راندمان سيكل رانكين 13
2-11-2 ° ) راههاي افزايش راندمان سيكل رانكين 14
12 ) طبقهبندي توربينهاي بخار 14 -2 °
1-12-2 ° ) توربينهاي ضربهاي 15
2-12-2 ° ) توربينهاي عكس العملي 17
3-12-2 ° ) تركيب عكس العملي و ضربهاي 18
14 ) طبقهبندي توربينهاي بخار از نظر جريان بخار 19 -2 °
15 ) تقسيم بندي توربينهاي بخار از نظر جهت حركت بخار 20 -2 °
15 ) طبقه بندي توربينهاي بخار از لحاظ فشار خروجي 21 -2 °
16 ) اجزاء و قطعات توربينهاي بخار 22 -2 °
1-16-2 ° ) ساختمان بدنه توربين 23
2-16-2 ° ) نازل يا شيپوره 24
3-16-2 ° ) نازل ولوها 26
4-16-2 ° ) رتور توربين 27
5-16-2 ° ) ديافراگم ها 28
6-16-2 ° ) پره هاي ثابت يا پره هاي هدايت كننده 28
7-16-2 ° ) ولوهاي مسير بخار 29
8-16-2 ° ) شير قطع اضطراري 31
17 ) عيبهايي كه در توربين بخار رخ ميدهد 32 -2 °
33 (Actuators Fault) 1-17-2 ° ) عيب محركها
33 (Thermocouple Sensors Fault) 2-17-2 ° ) عيب سنسورهاي ترموكوپل
33 (Fouling in the Steam Turbine Path) 3-17-2 ° ) گرفتگي در راه عبور بخار
فصل سوم: طراحي كنترل پيش بين كلي 35
1) مقدمه 36 -3 °
معمولي 36 GPG (2 -3 °
1-2-3 ° ) حل معادله ديوفانتين به صورت باز گشتي 38
2-2-3 ° ) قانون كنترل پيش بين 39
3-2-3 ° ) انتخاب خروجي ها و افق كنترل 43
44 CRHPC (3 -3 °
1-3-3 ° ) توصيف سيستم 45
2-3-3 ° ) الگوريتم كنترل 46
4) گذاشتن قيود بر روي متغيرها 49 -3 °
5) جمعبندي فصل 49 -3 °
فصل چهارم: سيستم استنتاج فازي- عصبي وفقي (ANFIS)
51 Adaptive Neuro‐Fuzzy Interence System (ANFIS) (1 -4 °
فصل پنجم: شبيه سازي 53
1) شبيه سازي مدل توربين بخار 54 -5 °
55 HP 1-1-5 ° ) مدل توربين
56 LP و IP 2-1-5 ° ) مدل توربين
3-1-5 ° ) شبيه سازي توربين بخار 60
2) طراحي كنترل كننده پيش بين 62 -5 °
براي تشخيص خطا در توربين بخار 68 ANFIS 3) ساختار -5 °
براي تشخيص خطا در توربين بخار 68 ANFIS 1-3-5 ° ) ساختار
2-3-5 ° ) نتايج شبيه سازي 69
فصل ششم: نتيجه گيري و پيشنهادات
° نتيجه گيري 76
° پيشنهادات 77
منابع و ماخذ 78
° فهرست منابع لاتين 78
° چكيده انگليسي 81
چکیده:
در اين پايان نامه، هدف ، طراحي يك سيستم مونيتورينگ هوشمند براي تشخيص خطا بر روي
سيستم توربين بخار مي باشد. در ابتدا به ارائه توضيحات مختصري از توربين هاي بخار (انواع، قطعات،
440 را در محيط شبيه سازي MW كاركرد و ...) مي پردازيم. در ادامه سيستم يك توربين بخار
مورد (GPC) مدل نموده و رفتار حلقه بسته اين سيستم را با طراحي يك كنترل پيش بين Matlab
براي شناسايي و تشخيص خطاهاي رخ داده در سيستم ANFIS بررسي قرار مي دهيم. سپس يك ساختار
طراحي مي كنيم. در انتها، نتايج حاصل از طراحي اين كنترلر و سيستم تشخيص خطا نشان داده شده
است.
بروز خطا در يك فرايند يكي از مهمترين مسائلي است كه مهندسين كنترل با آن دست به گريبانند.
برخي از نقص ها و عيوب بوجود آمده نه تنها از طريق كم كردن راندمان پروسه باعث زيان واحد صنعتي
مي شود بلكه مي تواند در مواردي منجر به بروز فجايع بزرگ شود. به همين دليل شناسايي زود هنگام
اين عيوب و سعي بر كنترل واحد صنعتي حتي در حضور آنها به منظور جلوگيري از قطعي كار فرايند
يكي از مسائل مهم و به روز در زمينهي كنترل صنعتي به شمار مي رود.
توربين بخار از واحدهاي صنعتي مهم با عملكرد رفتاري پيچيده ، غيرخطي و متغيير با زمان بوده كه
نقش بسيار كليدي را در نيروگاههاي حرارتي ايفا ميكند . بروز عيب رفتاري موجب ايجاد اشكال در
عملكرد عادي توربين بخار شده و چنانچه به موقع تشخيص و نسبت به رفع آن اقدامي صورت نگيرد
منجر به توقف عملكرد و در نهايت ايجاد سوانح و حوادث تجهيزاتي و حتي جاني ميشود . در اين راستا
شبكه هايي طراحي مي شوند كه بتوانند بستري را فراهم نمايند كه الگوريتم هاي تشخيص خطا
بيشترين نرخ تشخيص درست را توسط آنها بدست آورند. روشهاي ارائه شده نه تنها بايد قابليت تشخيص
وقوع عيب در سيستم را دارا باشند بلكه بايد بتوانند نوع خطا و مشخصات آنرا شناسايي نمايند.
فصل اول : كليات
1-1 ) هدف
شناسايي و تشخيص خطا در سيستمهاي صنعتي يكي از مهمترين مسائلي است كه مورد توجه طراحان
مهندسي قرار دارد و دراين راستا سيستمهايي را طراحي ميكنند كه در صورت رخداد هرگونه اشكال در
سيستم سريعاً اين مشكل مونيتور شده و پس ازمشخص شدن منشاء آن نسبت به برطرف نمودن آن
اقدامات لازم صورت پذيرد.
هدف اصلي ما در اين پروژه بررسي عملكرد توربين بخار زمانيكه يك عيب در سيستم رخ داده باشد و
طراحي يك سيستم تشخيص خطا ميباشد. اين عيب ميتواند بر روي اندازه گيري سنسورهاي فشار، دما
و غيره كه وروديهاي سيستم هستند و يا بر روي درصد باز – بسته بودن شيرهاي كنترلي كه خروجي
سيستم هستند اتفاق بيفتد. همچنين تجهيزات اصلي توربين نيز ميتوانند دچار مشكل شوند مانند
هاي توربين ، خرابي درتجهيزات رطوبت گير و غيره. در اين راستا پس از Extraction گرفتگي در
براي تشخيص 12 نوع ANFIS مدلسازي توربين بخار و طراحي كنترلر پيش بين مناسب ، يك ساختار
عيبي كه احتمال وقوع آن در توربين زياد است پيشنهاد ميكنيم.
2-1 ) پيشينه تحقيق
مدلسازي توربين بخار توسط جناب آقاي دكتر علي چايبخش انجام شده بود[ 1] . همچنين براي تشخيص
(MLP) خطا در سيستمهاي صنعتي در مقالات مختلف ، از روشهاي عصبي مانند پرسپترون چند لايه 1
SOM 2] و 2 ]
3] استفاده شده است. البته بيشتر در اين مقالات بر روي كلاس بندي خطاهاي رخ داده ]
در سيستمها بحث شده است.
3-1 ) روش كار و تحقيق
در ابتدا مدل شبيه سازي شده توربين بخار را در نظر ميگيريم و خروجي اين سيستم كه همان توان
براي اين سيستم (GPC) مكانيكي ميباشد را بدست ميآوريم. در مرحله بعد يك كنترل پيش بين
سيستم را تغيير ميدهيم Set Point طراحي و رفتار حلقه بسته اين سيستم را مشاهده ميكنيم. در ابتدا
و خروجي سيستم را مشاهده ميكنيم. سپس سه نوع اغتشاش به اين سيستم اعمال ميكنيم و خروجي
سيستم را (در يك نقطه كار مشخص) مشاهده ميكنيم. در انتها، يك سيستم تشخيص خطا را به كمك
طراحي ميكنيم و نتايج حاصل از شناسايي و تشخيص خطا را در توربين بخار مشاهده ANFIS ساختار
ميكنيم.
و...