دانشکده آموزش هاي الکترونيکي
پايان نامه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي فناوري اطلاعات تجارت الکترونيک
بررسي کاربرد فناوري اطلاعات در مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي
مطالعه موردي :سيستم هاي SCADA
به کوشش
رضا فرشيد
استاد راهنما :
دکتر منصور ذوالقدري جهرمي
شهريور ماه 1392
اظهار نامه
اينجانب رضافرشيد (897053) دانشجوي رشته مهندسي فناوري اطلاعات گرايش تجارت الکترونيک دانشکده ي آموزشهاي الکترونيکي اظهار مي مي کنم که اين پايان نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي که از منابع ديگران استفاده کرده ام نشاني دقيق و مشخصات کامل آن را نوشته ام . همچنين اظهارمي كنم كه تحقيق و موضوع پايان نامه ام تكراري نيست و تعهد مي نمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشرننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آيين نامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگي :
تاريخ و امضاء:
به نام خدا
بررسي کاربرد فناوري اطلاعات در مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي
مطالعه موردي :سيستم هاي SCADA
به کوشش
رضا فرشيد
پايان نامه
ارائه شده به تحصيلات تکميلي دانشگاه شيراز به عنوان بخشي از فعاليت تحصيلي لازم براي اخذ درجه کارشناسي ارشد
در رشته ي :
مهندسي فناوري اطلاعات تجارت الکترونيک
ازدانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران
ارزيابي کميته علمي پايان نامه با درجه ي :……………..
دکتر منصور ذوالقدري جهرمي، استاد دانشکده مهندسي برق و کامپيوتر (رئيس کميته)…………………
دکتر فريدون شعباني نيا، دانشيار دانشکده مهندسي برق و کامپيوتر………………………..
دکتر رضا جاويدان، استاديار دانشکده مهندسي کامپيوتر و فناوري اطلاعات دانشگاه صنعتي شيراز……………
شهريور ماه 1392
تقديم به پدرو مادر عزيزم
به خاطر تمام تلاشهاي محبت آميزي که در طول زندگي ام انجام داده اند؛ به آنان که دعاي خيرشان و نفس روح پرورشان بدرقه ي راهم بود و با مهرباني چگونه زيستن را به من آموخته اند
و
تقديم به همسر مهربانم
که در تمام طول تحصيل، همراه و همگام من بوده
و با قلبي آکنده از عشق و معرفت؛
محيطي سرشار از امنيت، آرامش و آسايش برايم فراهم آورده است.
سپاسگزاري
اکنون که اين رساله به پايان رسيده است بدين وسيله از استاد ارجمند جناب آقاي دکتر منصور ذوالقدري جهرمي که با راهنماييهاي متعهدانه مرا در انجام اين رساله ياري کرده اند و همچنين از اساتيد محترم جناب آقاي دکتر فريدون شعباني و جناب آقاي دکتر رضا جاويدان که به عنوان اساتيد مشاور اين رساله ازمساعدت ايشان بهره مند بوده ام صميمانه تشکر و قدرداني مي نمايم.همچنين از مديريت محترم شرکت پولسار جناب آقاي مهندس هوشنگ فرشيد که بادر اختيار قراردادن امکانات فني اينجانب را در انجام اين تحقيق ياري نموده اند تشکر و قدرداني مي نمايم .
چکيده
بررسي کاربرد فناوري اطلاعات در مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي
مطالعه موردي :سيستم هاي SCADA
به کوشش
رضا فرشيد
با توجه به افزايش قيمت حامل هاي انرژي در سالهاي اخير و مشکلات زيست محيطي که در اثر مصرف کنترل نشده اين حامل ها ايجاد شده است امروزه بهينه سازي و مديريت مصرف انرژي با هدف کاهش مصرف در کشورهاي جهان جايگاه ويژه اي يافته است. مهمترين مرحله در مديريت مصرف انرژي فرآيند مميزي مي باشد که به معني بررسي دقيق اطلاعات محيطي و شناسايي عواملي است که کنترل آنها در کاهش مصرف انرژي موثر مي باشد. در سالهاي اخير با پيشرفت هاي چشمگير در علم فناوري اطلاعات امکان پايش و ثبت مداوم پارامترهاي محيطي که در مصرف انرژي موثر هستند فراهم شده است و سيستم هاي SCADA1 به عنوان بخشي از زيرساخت اين فناوري در راستاي پايش وکنترل داده هاي محيطي توسعه يافته اند. با به کارگيري سيستم هاي SCADA امکان يک مميزي دقيق از مصرف انرژي فراهم مي گردد همچنين با اعمال فرآيندهاي کنترلي با استفاده از سيستم هاي SCADA امکان کاهش مصرف انرژي ميسر مي گردد که با دستيابي به اين هدف ضمن کاهش هزينه ها ، بهره وري افزايش پيدا مي کند .دررساله حاضر روش هاي کاربردي سيستم هاي SCADA در مديريت و کاهش مصرف انرژي با توجه به تحقيقات پيشين مورد بررسي قرار مي گيرد و در ادامه به عنوان يک مطالعه کاربردي ، روش استفاده از سيستم هاي نرم افزاري SCADA در مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي در کوره هاي الکتريکي که کاربرد زيادي در صنايع ايران دارند پياده سازي مي گردد ودر انتها ضمن تحليل نتايج حاصل از اجراي اين روش کاربردي پيشنهاداتي در مورد بهبود عملکرد روش ها در تحقيقات آينده ارائه خواهد گرديد .
کلمات کليدي : سيستم هاي SCADA ، مصرف انرژي ، مديريت انرژي ، بهينه سازي
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه …………………………………………………………………………………………………………….. 1
1-1-پيشگفتار 1
1-1-1-عوامل اقتصادي مديريت مصرف انرژي 1
1-1-2-تعريف مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي 2
1-3-نقش فناوري اطلاعات در بهينه سازي و مديريت مصرف انرژي 3
1-4-تعريف سيستم هاي SCADA 4
1-5-سيستم هاي SCADA و مديريت مصرف انرژي 5
1-6-ضرورت انجام تحقيق 5
1-7-اهداف تحقيق 6
1-8-مروري بر فصل هاي پايان نامه 7
فصل دوم :مباني نظري تحقيق……………………………………………………………8
2-1-مقدمه 8
2-2-تاريخچه مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي 8
2-2-1-دوره اول :صرفه جويي 1981-1973 9
2-2-2-دوره دوم :مديريت انرژي 1993-1981 9
2-2-3-دوره سوم:خريد انرژي به بهاي کمتر 2000-1993 10
2-2-4-دوره چهارم :توجه به مسائل زيست محيطي 2010-2000 11
2-2-5-دوره پنجم :فناوري پاک 2020-2010 11
2-3-مراحل مديريت مصرف انرژي 12
2-3-1-مرحله اول: :شناسايي فرصت ها 12
2 -3-2-مرحله دوم :اولويت بندي فعاليت ها 13
2-3-3-مرحله سوم :به انجام رساندن فرآيندها به طور موفقيت آميز 13
2-3-4-مرحله چهارم :مرحله بازبيني و اصلاح مستمر 13
2-4-کاربرد فناوري اطلاعات در مديريت مصرف انرژي 14
2-4-1-نقش اينترنت و تجارت الکترونيک در مديريت مصرف انرژي 14
2-4-2-مديريت و برآورد نياز به مصرف انرژي 15
2-4-3-روشهاي کنترل شبکه اي 16
2-4-3-1-سيستم هاي SCADA 16
2-4-3-2-سيستم ذخيره سازي اطلاعات تجهيزات 17
2-4-3-3-سيستم مديريت انرژي EMS 17
2-4-3-4-سيستم مديريت توليد انرژي GMS 18
2-4-3-5-سيستم مديريت توزيع انرژي DMS 18
2-4-4 -سيستم اطلاعات جغرافيايي GIS 19
2-4-4-1-منابع اطلاعات در سيستم GIS 20
2-4-4-2-کاربردهاي GIS در صنعت انرژي 20
2-4-5-سيستم اطلاعات مشتري CIS و CRM 21
2-4-6-سيستم اطلاعات انرژي EIS 23
2-4-7-برنامه ريزي منبع انرژي ERP 24
2-4-8-مميزي خريداران انرژي و برنامه هاي کاربردي 24
2-6-بررسي سيستم هاي SCADA 25
2-6-1-تاريخچه سيستم هاي SCADA 26
2-6-2-ساختار سيستم هاي SCADA 27
2-6-3-عمليات در سيستم هاي SCADA 28
2-6-4-مزاياي استفاده از سيستم هاي SCADA 29
2-6-5-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت مصرف انرژي 30
2-7-نتيجه گيري فصل 31
فصل سوم :پيشينه پژوهشي ……………………………………………………………………………………………32
3-1-مقدمه 32
3-2-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت و بهينه سازي مصرف انرژي 32
3-2-1-صرفه جويي در مصرف انرژي 32
3-2-2-کاربرد سيستم هاي SCADA در افزايش بازدهي سازمان 32
3-2-3-مزاياي صرفه جويي در مصرف انرژي 33
3-2-4-آناليز ROI 33
3-3-مراحل و روشهاي به کارگيري سيستم هاي SCADA در مديرت انرژي 34
3-3-1-آناليز و بررسي دقيق ميزان مصرف انرژي و اوج بار مصرفي 34
3-3-2-آناليز و اندازه گيري ساير داده هاي مورد نياز در مديريت مصرف انرژي 35
3-4-کاربرد سيستم هاي SCADA در افزايش راندمان 36
3-5-زمانبندي کارکرد مصرف کننده ها به وسيله سيستم هاي SCADA 38
3-6-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت سيستم روشنايي 38
3-7-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت و کنترل تجهيزات 40
3-8-کاربرد سيستم هاي SCADA در سازماندهي پرسنل فني 40
3-9-کاربرد سيستم هاي SCADA در کاهش استهلاک تجهيزات 41
3-9-1-کاهش استهلاک تجهيزات با کم کردن حجم کاري 42
3-9-2-کاهش استهلاک با اعمال روش هاي کنترلي 42
3-10-کاربردسيستم هاي SCADA در صنعت برق 42
3-10-1-کاربرد سيستم هايSCADA درافزايش راندمان نيروگاه هاي برق 42
3-10-2-ايجاد شبکه هاي هوشمند و بهبود راندمان شبکه برق سراسري 43
3-11-کاربرد منطق فازي و هوش مصنوعي در مديريت و بهينه سازي مصرف 43
3-11-1-استفاده از هوش مصنوعي در پيش بيني مقدار مصرف انرژي 43
3-11-2-بهره گيري از منطق فازي براي پيش بيني مقدار مصرف 44
3-12-کاربرد منطق فازي در کاهش مصرف انرژي در کوره هاي صنعتي 45
3-13-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت سيستم هاي مرتبط با دما 46
3-13-1-کاربرد سيستم هاي SCADA در مديريت سيستم هاي گرمايشي 46
3-13-2-پايش و ثبت دقيق دما بر حسب زمان 46
3-13-3-امکان پياده سازي روشهاي پيشرفته کنترل دما 47
3-13-4-امکان استفاده از تقويم زماني براي کارکرد سيستم تهويه مطبوع 48
3-14-داده کاوي اطلاعات سيستم هاي SCADA جهت افزايش امنيت 48
3-15-استفاده از ميکرو کنترولرجهت بهبود عملکرد سيستم هاي SCADA 49
3-16-استفاده از قابليت هاي نرم افزارSCADA در فرآيند کنترل 49
3-17-امکان استفاده از OPC در نرم افزار SCADA 50
3-18-استفده از سيستم هاي SCADA بر مبناي وب 50
3-19-استفاده از روشهاي مدل سازي در مديريت انرژي 51
3-20-جمع بندي تحقيقات گذشته 52
3-21-نتيجه گيري فصل 53
فصل چهارم :روش پياده سازي ، آزمايش ها و نتايج…………………………………………………..55
4-1-مقدمه 55
4-2-اهداف مديريت انرژي در کوره هاي الکتريکي 55
4-2-1-کاهش انرژي مصرفي در کوره هاي الکتريکي 56
4-2-2-کاهش اوج بار مصرفي در کوره هاي الکتريکي 56
4-3-فرآيند مصرف انرژي در يک کوره الکتريکي 56
4-3-1-اندازه گيري دما 59
4-3-2-اندازه گيري پارامترهاي مرتبط با مصرف انرژي 60
4-3-3-کنترل توان در کوره هاي الکتريکي 61
4-4-طراحي فرآيند مديريت مصرف انرژي در کوره هاي الکتريکي 63
4-4-1-تععين پارامترهاي مورد نياز جهت اندازه گيري و کنترل 63
4-4-2-انتخاب RTU ها جهت فرآيند مديريت مصرف انرژي 64
4-4-3-ارتباط نرم افزار SCADA با RTU ها 65
4-4-4-پروتکل هاي ارتباطي 66
4-4-5-نصب تجهيزات جهت فرآيند آزمايشي 71
4-4-6-نصب RTU ها در نرم افزار SCADA 76
4-4-7-بررس عملکرد سيستم کنترل توان 78
4-5-آزمايش اول:بررسي روند مصرف انرژي در روش کنترل ON/OFF 79
4-5-1-طراحي نرم افزار جهت آزمايش اول 79
4-5-2-بررسي وتحليل نمودارهاي مرتبط با مصرف انرژي در آزمايش اول 82
4-6-آزمايش دوم :بررسي روند مصرف انرژي در روش کنترل ON/OFF
با اعمال محدوديت در اوج بار مصرفي 85
4-6-1-اصلاح برنامه نرم افزاري جهت آزمايش دوم 86
4-6-2-بررسي وتحليل نمودارهاي مرتبط با مصرف انرژي درآزمايش دوم 87
4-7-آزمايش سوم :بررسي روند مصرف انرژي در روش کنترل PID 89
4-7-1-طراحي نرم افزار جهت انجام آزمايش سوم-روش کنترلي PID 89
4-7-2- بررسي وتحليل نمودارهاي مرتبط با مصرف انرژي درآزمايش سوم 92
4-8-آزمايش چهارم : بررسي روند مصرف انرژي در روش کنترل PID
همراه با اعمال محدوديت توان



قیمت: تومان


پاسخ دهید