پیشگفتار

با گسترش روز افزون صنایع اتو ماتیك تولیدی وفرایندهای پیشرفته صنعتی دركشور، ضرورت آشنایی دانش پژوهان و متخصصین صنایع با روشهای اتو ماسیون وشناسائی و كنترل فرآیندهای صنعتی بیش از پیش مشهود می باشد . با توجه به ماهیت چند رشته ای این زمینه تخصصی ونبود مرجع واحد مهندسی به زبان فارسی، مقدمه ای براین موضوع از ترجمه وتلخیص مراجع مختلف وتألیف وتركیب سایر بخشها ، به رشته تحریر درآمده است. موضوع این نگارش طی چند سال به صورت درس كنترل صنعتی در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی بهمراه آزمایشگاه ارائه شده است وحجم فصول متناسب با نیاز پردازش گردیده است.

آنچه در این كتاب فراهم آمده است از دو بخش اصلی تشكیل شده است. در فصل اول ودوم ، سیستمهای نیوماتیك و كنترل كننده های منطقی برنامه پذیر PLC ، مورد استفاده در سیستمهای اتو ماسیون صنعتی تشریح می گردند. در فصل اول اجزاء سیستمهای نیوماتیكی معرفی گردیده و روشهای مختلف طراحی به منظور استفاده از این مجموعه ها در سیستمهای اتو ماسیون صنعتی تدوین گردیده اند. در فصل دوم پس از اشاره به اصول كلی وسخت افزارPLC ، روشهای عمومی برنامه نویسی آنها توضیح داده سده است. با ارائه مثالهای كاربردی متعدد سعی شده است این مبانی برای مهندس طراح سیستمهای اتوماسیون به صورت كامل تشریح گردد. در پایان فصل نیز به اصول كلی برنامه نویسی PLC های متداول در صنایع كشور توسط زبان برنامه نویسی STEP 5 اشاره شده است.

در سه فصل پایانی توجه خود را به مدلسازی، شناسایی وكنترل فرآیندهای صنعتی به وسیله كنترل كننده های PID جلب می كنیم. مدلسازی فرآیندهای صنعتی كلید اصلی شناخت این سیستمها وطراحی كنترل كننده مناسب برای آن می باشد. این مدلسازی یا با استفاده از اصول مهندسی در زمینه های مختلف انجام گردیده ویا با آزمایش وشناسایی صورت می پذیرد. در فصل سوم روشهای مدلسازی فرآیندهای متنوع صنعتی از جمله سیستمهای مكانیكی، الكترم-مكانیكی، هیدرولیكی وحرارتی را با استفاده از اصول ومبانی دینامیك جامدات وسیالات، الكترونیك، ترمودینامیك وانتقال حرارت بیان گشته ومدلهای این سیستمها به فرم نهائی جهت طراحی كنترل كننده مناسب تعبیر می گردند. با مقایسه مدل این سیستمهای متنوع مشاهده می شود كه علیرغم اصول بكار گرفته شده مختلف، كلیه مدلها به فرم سیستمهای رسته یك یا دو با تأخیر قابل نمایش می باشند. این مشاهده طراح را به صورت منطقی به این جهت سوق می دهد كه از این مدلها به فرم مدل تیپ استفاده نموده وبا استفاده از آزمایش پارامترهای آن را برای هر فرآیند شناسائی نماید. روشهای شناسایی زمانی وفركانسی با استفاده از ایده كلی در فصل چهارم تشریح گردیده اند. این روشها عموما برای طراحی كنترل كننده های PID مناسب می باشند. علاوه بر آن با معرفی دو پارامتر بی بعد به صورت كمی سیستمها را دسته بندی نموده وسهولت طراحی وپیاده سازی كنترل كننده های مناسب را طبقه بندی می نمائیم. در انتهایاین فصل روشهای پارامتریك شناسائی سیستمها را كه در آنها از تكنیكهای مدرن ودیجیتال استفاده شده اند معرفی می گردند.

در فصل پنجم معرفی دقیقی از كنترل كننده های PID صورت می پذیرد. پس از ارائه اصول طراحی كنترل كننده های PID روشهای پیاده سازی این كنترل كننده در صنعت به صورت الكتریكی ، الكترونیكی، نیوماتیكی، ودیجیتالی معرفی می گردند. سپس به روشهای مختلف تنظیم این كنترل كننده بر اساس متدهای شناسائی ارائه شده در فصل چهارم پرداخته، وروشهای مختلف طراحی و تنظیم را با یكدیگر مقایسه می نمائیم. در انتهای این فصل نیز با معرفی مشكلات عملی پیاده سازی كنترل كننده های انتگرال گیر روشهای رفع آن ارائه گردیده و همچنین روشهای طراحی كنترل كننده PID برای سیستمهای با تأخیر معرفی خواهند شد.

در انتها از كلیه كسانی كه با تلاش خود در تهیه وتدوین این كتاب مرا یاری كرده اند تشكر نموده وامیدوارم این مجموعه در خدمت دانش پژوهان ومتخصصین صنعتی كشور قرار گیرد.

حمید رضا تقی راد