سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09199970560

پایان نامه بررسی کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی مطالعه موردی :سیستم های SCADA

ارسال شده در سایت پایان نامه

دانشگاه شیراز

دانشکده آموزش های الکترونیکی

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی فناوری اطلاعات   تجارت الکترونیک

بررسی کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی

 مطالعه موردی :سیستم های SCADA

 

استاد راهنما :

دکتر منصور ذوالقدری جهرمی

 

شهریور ماه 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

 

با توجه به افزایش قیمت حامل های انرژی در سالهای اخیر و مشکلات زیست محیطی که در اثر مصرف کنترل نشده این حامل ها ایجاد شده است امروزه بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی با هدف کاهش مصرف در کشورهای جهان  جایگاه ویژه ای یافته است. مهمترین مرحله در مدیریت مصرف انرژی   فرآیند ممیزی می باشد که به معنی بررسی دقیق اطلاعات محیطی و شناسایی عواملی است که کنترل آنها در کاهش مصرف انرژی موثر می باشد. در سالهای اخیر با پیشرفت های چشمگیر در علم  فناوری اطلاعات امکان پایش و ثبت مداوم  پارامترهای محیطی که در مصرف انرژی موثر هستند فراهم شده است و سیستم های SCADA[1]  به عنوان بخشی از زیرساخت این فناوری در راستای پایش وکنترل داده های محیطی توسعه یافته اند. با به کارگیری سیستم های SCADA  امکان یک ممیزی دقیق از مصرف انرژی  فراهم می گردد همچنین با اعمال فرآیندهای کنترلی با استفاده از سیستم های  SCADA  امکان کاهش مصرف انرژی میسر می گردد که با دستیابی به این هدف ضمن کاهش هزینه ها ، بهره وری افزایش پیدا می کند .دررساله حاضر روش های  کاربردی سیستم های SCADA  در  مدیریت و کاهش مصرف انرژی با توجه به تحقیقات پیشین  مورد بررسی قرار می گیرد و در ادامه به عنوان یک مطالعه کاربردی ، روش استفاده از سیستم های نرم افزاری   SCADA   در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در کوره های الکتریکی که کاربرد زیادی در صنایع ایران دارند پیاده سازی می گردد ودر انتها ضمن تحلیل نتایج حاصل از اجرای  این روش  کاربردی پیشنهاداتی در مورد بهبود  عملکرد روش ها در تحقیقات  آینده ارائه خواهد گردید .

کلمات کلیدی : سیستم های SCADA ، مصرف انرژی ، مدیریت   انرژی ، بهینه سازی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                 صفحه

فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………..   1

1-1-پیشگفتار                                                                                        1

1-1-1-عوامل اقتصادی مدیریت مصرف انرژی                                              1

1-1-2-تعریف مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی                                       2

1-3-نقش فناوری اطلاعات در بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی                       3

1-4-تعریف سیستم های SCADA                                                           4

1-5-سیستم های SCADA و مدیریت مصرف انرژی                                      5

1-6-ضرورت انجام تحقیق                                                                        5

1-7-اهداف تحقیق                                                                                 6

1-8-مروری بر فصل های پایان نامه                                                             7

فصل دوم :مبانی نظری تحقیق……………………………………………………………8

2-1-مقدمه                                                                                          8

2-2-تاریخچه مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی                                          8

2-2-1-دوره اول :صرفه جویی 1981-1973                                              9

2-2-2-دوره دوم :مدیریت انرژی 1993-1981                                           9

2-2-3-دوره سوم:خرید انرژی به بهای کمتر 2000-1993                            10

2-2-4-دوره چهارم :توجه به مسائل زیست محیطی 2010-2000                  11

2-2-5-دوره پنجم :فناوری پاک 2020-2010                                          11

2-3-مراحل مدیریت مصرف انرژی                                                            12

2-3-1-مرحله اول: :شناسایی فرصت ها                                                   12

2 -3-2-مرحله دوم :اولویت بندی فعالیت ها                                              13

2-3-3-مرحله سوم :به انجام رساندن فرآیندها به طور موفقیت آمیز                   13

2-3-4-مرحله چهارم :مرحله بازبینی و اصلاح مستمر                                   13

2-4-کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت مصرف انرژی                                     14

2-4-1-نقش اینترنت و تجارت الکترونیک در مدیریت مصرف انرژی                  14

2-4-2-مدیریت و برآورد نیاز به مصرف انرژی                                             15

2-4-3-روشهای کنترل شبکه ای                                                            16

2-4-3-1-سیستم  های SCADA                                                    16

2-4-3-2-سیستم ذخیره سازی اطلاعات تجهیزات                                    17

2-4-3-3-سیستم مدیریت انرژی EMS                                                17

2-4-3-4-سیستم مدیریت تولید انرژی  GMS                                       18

2-4-3-5-سیستم مدیریت توزیع انرژی DMS                                       18

2-4-4 –سیستم اطلاعات جغرافیایی   GIS                                              19

2-4-4-1-منابع اطلاعات در سیستم GIS                                             20

2-4-4-2-کاربردهای GIS در صنعت انرژی                                           20

2-4-5-سیستم اطلاعات مشتری CIS و CRM                                        21

2-4-6-سیستم اطلاعات انرژی EIS                                                       23

2-4-7-برنامه ریزی منبع انرژی ERP                                                    24

2-4-8-ممیزی خریداران انرژی و برنامه های کاربردی                                  24

2-6-بررسی سیستم های SCADA                                                         25

2-6-1-تاریخچه سیستم های SCADA                                                 26

2-6-2-ساختار سیستم های SCADA                                                  27

2-6-3-عملیات در سیستم های SCADA                                              28

2-6-4-مزایای استفاده از سیستم های SCADA                                      29

2-6-5-کاربرد سیستم های SCADA  در مدیریت مصرف انرژی                   30

2-7-نتیجه گیری فصل                                                                          31

فصل سوم :پیشینه پژوهشی ……………………………………………………………………………………………32

3-1-مقدمه                                                                                          32

3-2-کاربرد سیستم های SCADA  در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی       32

3-2-1-صرفه جویی در مصرف انرژی                                                     32

3-2-2-کاربرد سیستم های SCADA  در افزایش بازدهی سازمان                32

3-2-3-مزایای صرفه جویی در مصرف انرژی                                            33

3-2-4-آنالیز ROI                                                                        33

3-3-مراحل و روشهای به کارگیری سیستم های SCADA  در مدیرت انرژی        34

3-3-1-آنالیز و بررسی دقیق میزان مصرف انرژی و اوج بار مصرفی                    34

3-3-2-آنالیز و اندازه گیری سایر داده های مورد نیاز در مدیریت مصرف انرژی       35

3-4-کاربرد سیستم های SCADA  در افزایش راندمان                                   36

3-5-زمانبندی کارکرد مصرف کننده ها به وسیله سیستم های SCADA             38

3-6-کاربرد سیستم های SCADA  در مدیریت سیستم روشنایی                      38

3-7-کاربرد سیستم های SCADA  در مدیریت و کنترل تجهیزات                    40

3-8-کاربرد سیستم های SCADA  در سازماندهی پرسنل فنی                        40

3-9-کاربرد سیستم های SCADA  در کاهش استهلاک تجهیزات                    41

3-9-1-کاهش استهلاک تجهیزات با کم کردن حجم کاری                            42

3-9-2-کاهش استهلاک با اعمال روش های کنترلی                                    42

3-10-کاربردسیستم های SCADA  در صنعت برق                                     42

3-10-1-کاربرد سیستم هایSCADA  درافزایش راندمان نیروگاه های برق     42

3-10-2-ایجاد شبکه های هوشمند و بهبود راندمان شبکه برق سراسری            43

3-11-کاربرد منطق فازی و هوش مصنوعی در مدیریت و بهینه سازی مصرف         43

3-11-1-استفاده از هوش مصنوعی در پیش بینی مقدار مصرف انرژی               43

3-11-2-بهره گیری از منطق فازی برای پیش بینی مقدار مصرف                    44

3-12-کاربرد منطق فازی در کاهش مصرف انرژی در کوره های صنعتی                45

3-13-کاربرد سیستم های SCADA  در مدیریت سیستم های مرتبط با دما        46

3-13-1-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت سیستم های گرمایشی      46

3-13-2-پایش و ثبت دقیق دما بر حسب زمان                                          46

3-13-3-امکان پیاده سازی روشهای پیشرفته کنترل دما                              47

3-13-4-امکان استفاده از تقویم زمانی برای کارکرد سیستم تهویه مطبوع         48

3-14-داده کاوی اطلاعات سیستم های SCADA  جهت افزایش امنیت               48

3-15-استفاده از میکرو کنترولرجهت بهبود عملکرد سیستم های SCADA       49

3-16-استفاده از قابلیت های نرم افزارSCADA  در فرآیند کنترل                   49

3-17-امکان استفاده از OPC در نرم افزار SCADA                                 50

3-18-استفده از سیستم های SCADA  بر مبنای وب                                   50

3-19-استفاده از روشهای مدل سازی در مدیریت انرژی                                 51

3-20-جمع بندی تحقیقات گذشته                                                          52

3-21-نتیجه گیری فصل                                                                       53

فصل چهارم :روش پیاده سازی ، آزمایش ها و نتایج…………………………………………………..55

4-1-مقدمه                                                                                      55

4-2-اهداف مدیریت انرژی در کوره های الکتریکی                                       55

4-2-1-کاهش انرژی مصرفی در کوره های الکتریکی                                56

4-2-2-کاهش اوج بار مصرفی در کوره های الکتریکی                               56

4-3-فرآیند مصرف انرژی در یک کوره الکتریکی                                         56

4-3-1-اندازه گیری دما                                                                    59

4-3-2-اندازه گیری پارامترهای مرتبط با مصرف انرژی                              60

4-3-3-کنترل توان در کوره های الکتریکی                                            61

4-4-طراحی فرآیند مدیریت مصرف انرژی در کوره های الکتریکی                   63

4-4-1-تععین پارامترهای مورد نیاز جهت اندازه گیری و کنترل                   63

4-4-2-انتخاب RTU  ها جهت فرآیند مدیریت مصرف انرژی                     64

4-4-3-ارتباط نرم افزار SCADA  با RTU  ها                                    65

4-4-4-پروتکل های ارتباطی                                                             66

4-4-5-نصب تجهیزات جهت فرآیند آزمایشی                                         71

4-4-6-نصب RTU ها در نرم افزار SCADA                                     76

4-4-7-بررس عملکرد سیستم کنترل توان                                             78

4-5-آزمایش اول:بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل ON/OFF          79

4-5-1-طراحی نرم افزار جهت آزمایش اول                                           79

4-5-2-بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی در آزمایش اول      82

4-6-آزمایش دوم :بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل ON/OFF

با اعمال محدودیت در اوج بار مصرفی                                                   85

4-6-1-اصلاح برنامه نرم افزاری جهت آزمایش دوم                                 86

4-6-2-بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش دوم      87

4-7-آزمایش سوم :بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل PID              89

4-7-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش سوم-روش کنترلی PID        89

4-7-2- بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش سوم    92

4-8-آزمایش چهارم :  بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل PID

همراه با اعمال محدودیت توان                                                           94

4-8-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش چهارم                               95

4-8-2- بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش سوم     95

4-9-آزمایش پنجم :بررسی روند مصرف انرژی در روش PID  همراه با

اعمال محدودیت توان در پیش بینی کوتاه مدت                                  97

4-9-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش پنجم                                 97

4-9-2-بررسی و تحلیل نمودارهای آزمایش پنجم                                   99

4-10-نتیجه گیری فصل                                                                  102

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری و پیشنهادها ……………………………………………………104

5-1-مقدمه                                                                                  104

5-2-نتایج بدست آمده از فرآیندهای آزمایشی                                        104

5-2-1-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش اول                                           105

5-2-2-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش دوم                                           106

5-2-3-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش سوم                                          106

5-2-4-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش چهارم                                       107

5-2-5-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش پنجم                                        107

5-3-مزایای استفاده از طرح ارائه شده در تحقیق                                     107

5-3-1-کاهش هزینه های مستقیم                                                    108

5-3-2-کاهش هزینه های غیر مستقیم                                               108

5-3-3-بهبود فرآین تولید و تاثیر آن بر افزایش کیفیت                            108

5-4-پیشنهادات جهت ادامه کار در آینده                                              109

5-4-1-استفاده از روش های کنترل نوین                                            109

5-4-2-محاسبه نرخ بازگشت سرمایه                                                 109

5-4-3-استفاده از سیستم های مدیریت انرژی اقتصادی                          109

5-5-4-ارتباط با سایر نرم افزار های سازمانی                                       110

5-4-5-افزایش راندمان تجهیزات با استفاده از ظرفیت بهینه                    110

مراجع                                                                                         111

چکیده  به زبان انگلیسی                                                                   115

فهرست جدول ها

صفحه

جدول 4-1-RTU  های استفاده شده در فرآیند آزمایشی                                         65

جدول 4-2-قالب بسته های اطلاعاتی در پروتکل Modbus RTU                             69

جدول 4-3-ارسال یک در خواست از Master                                                      70

جدول 4-4-ارسال یک پاسخ از Slave                                                              70

جدول 4-5-لیست تجهیزات استفاده شده در فرآیند آزمایشی مدیریت مصرف انرژی         73

جدول 4-6-تعیین مقدار اوج بار در هر مرحله                                                        86

جدول 5-1-مشخصات 5 فرآیند آزمایشی                                                           105

جدول 5-2-نتایج حاصل از 5 فرآیند آزمایشی                                                      105

فهرست شکل ها

صفحه

شکل 1-1-ساختار کلی سیستم های SCADA                                                    28

شکل 3-1-کاربرد سیستم های SCADA  در کنترل اوج بار مصرفی                          35

شکل 3-2-افزایش راندمان پمپ های آبرسان با استفاده از سیستم های SCADA          37

شکل 3-3-کاهش هزینه انرژی ماهینه در اثر افزایش راندمان پمپ ها                           38

شکل 3-4-کاربرد سیستم های SCADA  در کنترل سیستم های روشنایی                  40

شکل 3-5-کاربرد سیستم های SCADA  در پایش مداوم انرژی                               41

شکل 3-6-کاربرد منطق فازی در پیش بینی مقدار مصرف انرژی                                 45

شکل 3-7-نمودار مقایسه مصرف انرژی در سیستم کنترل Fuzzy وon/off             47

شکل 4-1-یک نمای کلی از یک کوره الکتریکی                                                     59

شکل 4-2-تغییر ولتاژ موثر با تغییر زاویه آتش تریستور ها                                        62

شکل 4-3-سیستم کنترل توان scr  با ورودی آنالوگ                                           62

شکل 4-4-نحوه ارتباط rtu ها با سرور مرکزی در استاندارد   rs485                     66

شکل 4-5-دیاگرام سیستم طراحی شده جهت مدیریت مصرف انرژی کوره های الکتریکی   72

شکل 4-6-تصویر تجهیزات نصب شده جهت فر آیند مدیریت مصرف انرژی                    76

شکل 4-7-نصب rtu در نرم افزار SpecView                                                 77

شکل 4-8-رابطه بین مقدار DAC و توان خروجی در فرآیند مورد آزمایش                    78

شکل 4-9-نمودار فرآیند حرارتی آزمایشی                                                            79

شکل 4-10-پروگرامر طراحی شده در محیط نرم افزاری SpecView                         80

شکل 4-11-اضافه کردن نمودار ها در نرم افزار SpecView                                    82

شکل4-12-نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان در آزمایش اول                                83

شکل 4-13-نمودار پارامترهای مصرف انرژی در آزمایش اول                                      84

شکل 4-14-نمودار پارامترهای دما و انرژی به صورت توام در آزمایش اول                      85

شکل4-15-نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان در آزمایش دوم                                87

شکل 4-16-نمودار پارامترهای مصرف انرژی در آزمایش دوم                                    88

شکل 4-17-نمودار پارامترهای دما و انرژی به صورت توام در آزمایش دوم                    89

شکل 4-18-پیاده سازی الگوریتم کنترلی PID  در نرم افزار  SpecView                 91

شکل 4-19-کنترلر PID  طراحی شده در نرم افزار SpecView                             92

شکل4-20-نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان در آزمایش سوم                             93

شکل 4-21-نمودار پارامترهای مصرف انرژی در آزمایش سوم                                   93

شکل 4-22-نمودار پارامترهای دما و انرژی به صورت توام در آزمایش سوم                   94

شکل4-23-نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان در آزمایش چهارم                           95

شکل 4-24-نمودار پارامترهای مصرف انرژی در آزمایش چهارم                                 96

شکل 4-25-نمودار پارامترهای دما و انرژی به صورت توام در آزمایش چهارم                 97

شکل 4-26-طراحی یک سیستم کنترل PID  با قابلیت بیش بینی کوتاه مدت توان        98

شکل4-27-نمودار پارامترهای دما بر حسب زمان در آزمایش پنجم                             99

شکل 4-28-نمودار پارامترهای مصرف انرژی در آزمایش پنجم                                  100

شکل 4-29-نمودار پارامترهای دما و انرژی به صورت توام در آزمایش پنجم                  101

شکل 4-30-بررسی عملکرد پیش بینی کوتاه مدت توان                                         102

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

دانلود پایان نامه بهسازی لرزه ای پایه پل های بتن آرمه با FRP
پایان نامه ارزیابی عوامل موثر بر گرایش رفتاری به استفاده از خدمات تلفن بانک در بانک توسعه تعاون
پایان نامه بررسی نقش سازوکارهای کنترلی شرکتها و میزان نگهداشت وجه نقد آن ها
دانلود پایان نامه مسوليت مدني والدين در ازدوج هاي تحميلي
پایان نامه با موضوع بررسي پديده انتقال حرارت در کره ی چشم انسان