این پایان نامه معماری جدیدی را برای سیستم های قابل کاشت چند کاناله معرفی می کند. نوآوری این پروژه در این است که از مالتی پلکس تقسیم فرکانس برای ارسال همزمان چندین کانال عصبی به دستگاه خارجی استفاده می کند و این در حالی است که اکثر تلاشهای ثبت همزمان کانال ها بر تکنیک tdm متمرکز بوده اند. مزیت اصلی ایده ی پیشنهادی این است که به طور موثری از پهنای باند محدود اختصاص داده شده به ارسال بی سیم داده ها استفاده می کند. محدوده اختصاص داده شده به کاربردهای پزشکی محدوده ی فرکانس 405-402 مگا هرتز یا 216-174 مگا هرتز یا 108-88 مگاهرتز است که توسط استاندارد fcc مشخص شده است. مبتنی برایده ی ارائه شده ما سیستم عصبی بی سیم هشت کاناله در دوسطح سیستمی و مداری طراحی نمودیم. در این سیستم، ابتدا میکرو الکترودهای دو یا سه بعدی فعالیت چندین کانال عصبی را دریافت می کنند و سپس سیگنال های دریافت شده با دامنه ی حدود چند ده تا چند صد میکرو ولت وارد مدار پردازش اولیه می شوند. سپس سیگنال های پردازش شده در ماژول fdm، به صورت موازی ضرب می شوند و در فاصله ی 50khz از همدیگر قرار می گیرند. پهنای باند سیگنال fdm شده 400khz خواهد شد که از نقطه ی 10mhz شروع می شوند. سپس باند fdm شده توسط مدولاتور fm در فرکانس حامل حدود 100mhz به بیرون از بدن ارسال می گردد. نمونه ی اولیه این سیستم هشت کاناله در تکنولوژی 0.18µm cmos شبیه سازی شده است. توان مصرفی این سیستم 2.8mw به دست آمده است. همچنین نمونه آزمایشگاهی چهار کاناله این سیستم با استفاده از قطعات موجود در بازار ساخته شده است. برای آزمایش این سیستم سیگنال عصبی ثبت شده از قشر شنوایی یک خوکچه ی گینه ای با عنوان ورودی اعمال شده و پس از ارسال به صورت بی سیم، در سمت گیرنده دریافت ، آشکارسازی و بازیابی گردید.

تعیین محل دقیق خطا در سیستم های انتقال قدرت و رفع به موقع آن باعث بهره وری بیشتر خطوط و پیشگیری از اتلاف منابع انرژی و آسیب تجهیزات شبکه می شود. طی دهه های اخیر با توجه به اهمیت تعیین محل دقیق خطا به منظور رفع عیب به موقع با استفاده از فناوری های جدید تحقیقات پراکنده ای انجام شده است. اگر چه هنوز این روش های جدید بعنوان یک روش مرسوم و پرمصرف در صنعت برق مورد استفاده قرار نگرفته ، ولی دانشمندان این صنعت همچنان امیدوارند که باعملیاتی کردن این روش خدمت بزرگی به تعمیر ونگهداری خطوط انتقال انجام دهند. بر اساس منابع موجود کشورهائی چون فرانسه ، کانادا و برزیل دراین زمینه پیش تاز بوده اند. بررسی اولیه ای که انجام شده نشان می دهد که تا کنون پژوهشی جدی در این زمینه در کشور انجام نشده است. برای تعیین محل دقیق خطا به اطلاع دقیق از زمان وقوع خطا و سرعت در ثبت اطلاعات مورد نظر نیاز می باشد. به منظور دستیابی به این دقت می توان یک سیستم حفاظتی را با استفاده از فناوری ذکر شده در این پایان نامه ، مشتمل بر سخت افزار، محیط انتقال و نرم افزار طراحی کرد. به منظور شبیه سازی و آزمون روش پیشنهادی نرم افزار های matlab و emtp را مورد استفاده قرارگرفته و در نهایت به شبیه سازی و آزمایش روش پیشنهادی بر روی قسمتی از شبکه انتقال قدرت 400کیلوولت پرداخته شده است. کلمات کلیدی: امواج متحرک جریان ، روش دو طرفه ، عیب یابی خطا ، تبدیل موجک ، ساعت gps

چکیده بسیاری از سیستم های اتوماسیون امروزی از تعدادی کامپیوتر و کنترلر و plc تشکیل شده اند. هر یک از این اجزاء خود یک ساعت محلی دارند. این ساعت ها نسبت به یکدیگر دارای خطا هستند و با گذر زمان این خطا انباشته شده و اختلاف آن نسبت به بقیه زیر سیستم ها بیشتر می گردد. از این رو همزمان کردن این ساعت ها از طریق یک منبع همزمانی ضروری می گردد. از سوی دیگر در بسیاری موارد نیاز به ارتباط چند سیستم با هم و پردازش اطلاعات به شکل سریع وجود دارد که نیازمند همزمان بودن ساعت در سیستم های در حال ارتباط است. از دیگر موارد مهمی که نیاز به همزمان بودن ساعت در یک شبکه صنعتی را روشن تر می کند عیب یابی و بررسی وقایع حادث شده در این سیستم ها است. این عیب یابی به کمک بررسی و تحلیل وقایع ثبت شده در سیستم های اتوماسیون که توسط سیستم های ثبت وقایع با برچسب دقیق زمانی ذخیره می شوند، صورت می گیرد. در راستای پاسخ به نیاز همزمان سازی محصولات، همزمان کننده های ساعت متنوعی توسط شرکت های بزرگ به تولید رسیده اند. ساختار های داخلی به کار گرفته شده در این سیستم ها محرمانه بوده و از سیستم های پیچیده و گران قیمت استفاده می کنند. هدف اصلی این پایان نامه طراحی، پیاده سازی و ساخت عملی یک همزمان کننده ساعت است. در این راستا ابتدا یک ساختار کلی برای ساخت همزمان ساز ساعت طراحی و پیشنهاد می شود. سپس به انتخاب قطعات برای پیاده سازی بخش های مختلف این ساختار و طراحی یک نرم افزار پرداخته می شود. در ادامه نقشه های مداری لازم، طراحی و ارایه می شوند. در گام بعدی همزمان کننده مذکور به شکل یک برد سخت افزاری مدار چاپی ساخته و مونتاژ و در نهایت این محصول در یک شبکه صنعتی dcs sppa-t2000 با موفقیت آزمایش می گردد. همزمان کننده ساعت مورد طرح از یک میکروکنترلر خانواده avr به عنوان پردازنده اصلی، نمایشگر گرافیکی و صفحه لمسی برای واحد ارتباط با کاربر، مدار واسط شبکه برای ارتباط با شبکه اترنت و یک گیرنده gps برای دریافت سیگنال های زمانی از ماهواره، تشکیل شده است. همزمان کننده ساعت ساخته شده دارای قابلیت افزونگی دوگانه نیز است، بدین ترتیب دو نمونه از این همزمان کننده می توانند به شکل تابع و متبوع در کنار هم به کار بپردازد. کلمات کلیدی: همزمان سازی ساعت، منبع همزمان سازی ساعت، پروتکل همزمانی ساعت، gps ، شبکه اترنت

هدف اصلی از نصب سامانه روشنایی در تونل این است که با جلوگیری از کاهش ناگهانی سطح روشنایی در تونل، شرایط دید مناسب برای رانندگان در طول شب و هم در طول ساعات روز فراهم شود. از دیگر روی مصرف انرژی الکتریکی در سامانه روشنایی تونل ها به دلیل شرایط خاص آن بسیار بالا بوده و بهینه سازی در سامانه های روشنایی تونل ها یک امر ضروری است. در این تحقیق با بهره گیری از کنترل فازی یک سامانه هوشمند روشنایی تونل طراحی شده و به کمک تجهیزات مدرن روشنایی این سامانه به گونه ای برنامه ریزی شده است تا تمامی نیازهای استاندارد روشنایی تونل را پوشش دهد. نتایج بدست آمده از این سامانه دستیابی به روشنایی استاندارد و ایمن به منظور عبور رانندگان، کاهش پیک بار و مصرف انرژی الکتریکی خواهد بود.

توربین های گاز به عنوان یکی از مهمترین ماشین های مورد استفاده در صنعت، از خطوط انتقال گاز تا نیروگاه ها، نقش مهمی را در صنایع بالا دستی کشور ما ایفا می کنند. گاورنر توربین گاز به عنوان استراتژیک ترین بخش سامانه کنترل، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این رساله، بر اساس منابع موجود سعی شده است تا مدلی برای گاورنر توربو ژنراتور dg80 ارائه گردد. مهمترین وجه تمایز این توربو ژنراتور، سه شفته بودن موتور توربین آن است. با تقسیم گاورنر توربو ژنراتور فوق به مراحل راه اندازی، idle run، بارگذاری و بهره برداری، چهار مدل منطقی جداگانه به دست آمده است. دو مرحله اول بر اساس مدارک و با اصلاحات جزئی مدل سازی شده اند. اما مدل دو مرحله دیگر، که شباهت زیادی به هم دارند، بر پایه کنترل ترجیحی و با ساختار های متفاوت پیشنهاد شده است. با توجه به مشخصات منحصر به فرد توربو ژنراتور مذکور، و همچنین به جهت سادگی در پیاده سازی آن، اصلاحاتی در ساختار متداول کنترل ترجیحی صورت گرفته است. در پایان با تعریف نحوه تغییر وضعیت بین این مدل ها، هدف اصلی پایان نامه که ارائه یک مدل قابل پیاده سازی برای رگولاتور سوخت توربو ژنراتور dg80 بوده است، محقق شده است.

امروزه مکان یابی اشیای متحرک همانند خودرو، کشتی و ... بسیار اهمیت است. کاربران این وسایل به دقتی بیش از آنچه توسط سامانه gps ارائه می شود، نیاز دارند. از این رو از سامانه rtdgps استفاده می شود. عملکرد این سامانه بر اساس ارسال پی درپی ضرایب تصحیح محاسبه شده در قالب پروتکل rtcm برای کاربران است. این سامانه از ایستگاه ثابت (مرجع) و متحرک (کاربر) تشکیل شده است. هدف اصلی این پایان نامه طراحی، پیاده سازی و در نهایت ساخت سامانه rtdgps با گیرنده-های ارزان قیمت است. در این راستا ابتدا ساختارrtdgps طراحی و پیشنهادهایی جهت بهبود عملکرد آن ارائه شد. مهم ترین پیشنهادها، صفر کردن مقدار rrc و استفاده از مدل های پیش‏بینی برای تقریب prcهای زمان آینده در ایستگاه مرجع بود. نتایج شبیه سازی و میزان دقت مدل های پیش‏بینی مختلف منعکس گردید. پس از پیاده سازی نرم افزاری ایستگاه مرجع با الگوریتم های پیش‏بینی، ساختار نهایی به کمک میکروکنترلر arm پیاده سازی و سخت افزار مورد نظر ساخته شد. در این ساختار، از مدل پیش‏بینی ترکیبی pso-svm استفاده می شود. این ایستگاه متشکل از یک پردازنده arm، گیرنده ارزان قیمت gps و فرستنده رادیویی است. در این ایستگاه پیام-های تصحیح از گیرنده دریافت، فاکتورهای مختلف آن تجزیه، prc ماهواره های مختلف پیش‏بینی و پروتکل rtcm ساخته می شود. پروتکل ساخته شده از طریق فرستنده رادیویی برای ایستگاه کاربر ارسال می گردد. ایستگاه کاربر نیز با قابلیت نمایش و ذخیره اطلاعات طراحی و ساخته شد. در این ایستگاه نیز از یک گیرنده ارزان قیمت gps، پردازنده arm و گیرنده رادیویی استفاده شده است. آزمون های مختلفی در دو دسته پویا و ایستا برای سنجش دقت سامانه انجام شد. نتایج حاصله، دقت حدود 32 سانتی متر را برای سامانه نشان دادند. این میزان دقت تقریبا با نمونه های تجاری برابری می کند. این سامانه با فاکتورهای خطای مختصات مکان مرجع نیز پیاده سازی و نتایج آن منعکس شد.

محاسبه ی تغییر مکان و جابه جایی در نقاط مختلف یک سازه جهت محاسبه بسیاری از پارامترهای دیگر مانند به دست آوردن تنش،کرنش و ... می تواند مورد استفاده قرار گیرد. محاسبه ی تغییر مکان یک نقطه در کنترل و نگهداری بعضی از سازه ها مانند پل ها، برخی ابزارهای دقیق در کارخانجات و همچنین در کارهای پزشکی و ... بسیار حیاتی و مهم می باشد. امروزه کاربرد کامپیوترها و لپ تاپ های خانگی رشد چشمگیری داشته و استفاده از آن به صورت همگانی درآمده است. ویرایش و قدرت ذخیره سازی حجم بالایی از اطلاعات، مزیتی است که ما را بر آن داشت تا در محاسبه ی تغییر مکان نقاط یک سازه از این دستگاه استفاده نماییم. در این تحقیق تیر مورد نظر چوبی بوده و برنامه مورد استفاده جهت محاسبه خیز تیر در محیط متلب نوشته شده است. با استفاده از نتایج ناشی از پردازش تصویر و پردازش ویدئو در محیط متلب خیز تیر قابل محاسبه می باشد. با اندازه گیری خیز تیر اگرمقدار به دست آمده از حد مجاز بیشتر شد هشداری به فرد مشخصی بصورت پیامک ارسال می گردد. هشدار با استفاده از شبکه جی اس ام و با استفاده از سیم کارت و فرستنده مشخص بصورت پیامک ارسال می شود. تغییر مکان اعمالی به صورت دستی و کنترل شده می باشد. مقایسه مقادیردر نتایج بدست آمده از متلب و تغییر شکل اعمالی نشان دهنده دقت بالای این روش برای محاسبه خیز تیرها می باشد.

امروزه توربین های گاز به دلیل خصوصیات ویژه ای که دارند در بسیاری از صنایع از جمله صنعت برق، صنایع هواپیمایی، صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از کاربرد های توربین گاز به عنوان توربوکمپرسور می باشد که کاربردهای مختلفی در صنایع نفت و گاز دارد به عنوان نمونه در ایستگاه های تقویت فشارگاز برای انتقال گاز مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به وسعت و پیچیدگی کنترل سیستم های توربین گاز که از ورودی ها و خروجی های بسیاری تشکیل شده اند، به ناچار از سیستم های کنترل توزیع یافته (dcs) استفاده می گردد. با توجه به ساختار هرمی سیستم های dcs، بخش مهمی تحت عنوان مانیتورینگ فرایند نمایان می گردد که جهت مدیریت و انجام امور کاربری در کل فرایند بکار می رود. با استفاده از این بخش که در حقیقت رابط میان انسان و دستگاه های کنترلی از جمله plc ها می باشد می توان مانیتورینگ فرایند، جمع آوری داده، پردازش داده، ذخیره سازی داده، کنترل فرایند و اعلام خطر در مواقع لازم و همچنین در برخی مواقع کارهای مدیریتی را نیز انجام داد. مجموعه این عملکردها را تحت عنوان رابط ماشین و انسان (hmi ) می شناسیم. در این پروژه ابتدا مروری بر ساختار توربین های گاز و عملکرد سیستم های مختلف آن داشته و در ادامه ساختار سیستم های hmi و برخی از نرم افزارهای آن مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با توجه به توانایی های نرم افزار labview، سیستم hmi توربوکمپرسور با این نرم افزار برنامه نویسی و طراحی گردید. ارتباط بین نرم افزار labview و plc از طریق استاندارد opc برقرار شد. مانیتورینگ، گرافیک مناسب تجهیزات، منحنی های trend پارامترها، اعلام رخدادها و هشدارها، ثبت و ذخیره طولانی مدت داده ها برخی از امکانات طراحی شده برای این سیستم می باشند. با توجه به نتایج موفقیت آمیز آزمایشات، این سیستم می تواند به عنوان سیستم hmi توربوکمپرسور مورد استفاده قرار گیرد.

با رشد و توسعه سامانه های کنترل صنعتی، حوادثی که در این سامانه ها رخ می دهند پیچیده تر شده و از اهمیت بیشتری برخوردار گردیده اند؛ از این رو بررسی و تحلیل چگونگی این حوادث ضروری به نظر می رسد. تجزیه و تحلیل هر حادثه ای که در هرسامانه رخ می دهد، نیازمند اطلاعات کافی و مناسب از وضعیت آن در هنگام بروز حادثه و پس از آن است. در نتیجه نقش تجهیزات ثبت خطا و وقایع، پررنگ تر شده است. این سامانه ها ممکن است به صورت یک پارچه با سامانه کنترل و یا کاملاً مستقل به کار گرفته شوند. پژوهش انجام شده در این پایان نامه شامل بررسی مشخصات عمومی سامانه های ثبت وقایع استفاده شده در کنترل صنعتی و طراحی و پیاده سازی یک سامانه ثبت وقایع سریع بر پایه میکروکنترلر cortex است. تعداد کانال های ورودی ایزوله، قدرت تفکیک زمانی، مشخصه فیلترهای حذف نویز، حجم حافظه و درگاه های ارتباطی سامانه از مشخصات عمومی یک سامانه ثبت وقایع است. سامانه ثبت وقایع شرکت زیمنس به صورت یک پارچه به کار گرفته می شود. این سامانه دارای 64 کانال باینری ایزوله، قدرت تفکیک زمانی یک میلی ثانیه و فیلتر حذف نویز با زمان تاخیر دو میلی ثانیه است. سامانه ثبت وقایع شرکت دلفین به صورت مستقل است. این سامانه دارای قابلیت اتصال به شبکه، درگاه سریال جهت ارتباط با دستگاه های جانبی و ورودی-خروجی های آنالوگ و دیجیتال است. در این پایان نامه یک سامانه ثبت وقایع متفاوت نسبت به سامانه های معرفی شده، طراحی شده است. سامانه طراحی شده ارزان قیمت و به صورت مستقل است. این سامانه دارای 64 کانال ایزوله، دو گیگابایت حافظه برای ذخیره سازی اطلاعات، مودم gsm برای انتقال اطلاعات به ایستگاه های دور، اتصال به رایانه جهت انتقال اطلاعات ذخیره شده در حافظه، اتصال به gps جهت هم زمانی دستگاه و درگاه های can و سریال است. برچسب زمانی صحیح و با دقت بسیار مهم و ضروری است. جهت ساخت برچسب زمانی از rtc داخلی میکروکنترلر و یک تایمر استفاده شده است. به این صورت که فرکانس کاری تایمر روی یک میلی ثانیه تنظیم شده است و در هر ثانیه تایمر بازنشانی شده و مجددا شروع به شمارش می کند. نتایج به دست آمده نشان دهنده قدرت تفکیک یک میلی ثانیه و با دقت مناسب است.

محصولات مهندسی مدرن از تک تک قطعات تا سامانه های بزرگ باید به گونه ای طراحی و تولید شوند که در مدت زمان مأموریت از قابلیت اطمینان و ایمنی لازم برخوردار باشند. در هر صنعت هنگامی که سامانه ای از کار می افتد یا دچار اختلال می شود، از جنبه های مختلفی مانند جنبه های اقتصادی، انسانی، سیاسی و ... خطرناک و زیان آور است. از این رو مهندسان باید از مفاهیم اساسی و بنیادی کاربرد روش های ارزیابی و تخمین سطح یکپارچگی ایمنی آگاه باشند، زیرا قوانین امروز، تأمین کنندگان لوازم و مواد و طراحان و سازندگان محصول را مسئول خسارت های وارد بر مصرف کنندگان، به سبب بروز معایب محصول می دانند. روش های مختلفی جهت تخمین مناسب سطح یکپارچگی پیشنهاد شده است. بعضی از این روش ها در استاندارهای بین المللی iec61508 و iec61511 معرفی شده اند. از معروف ترین و مشهورترین این روش ها آنالیز لایه های حفاظتی است. تخمین دقیق سطح یکپارچگی ایمنی در زمانی مناسب همواره یکی از رویکردهای پیش روی فرآیندهای صنعتی بوده است. هدف اصلی این تحقیق بهبود روش آنالیز لایه های حفاظتی است و در آن سعی شده است که با استفاده از مفهوم منطق فازی در آنالیز لایه های حفاظتی ابزار قدرتمندتری در تخمین سطح یکپارچگی ایمنی ارائه دهیم. در این تحقیق علاوه بر معرفی مختصر روش های تعیین سطح یکپارچگی ایمنی، به معرفی اجمالی روش آنالیز لایه های حفاظتی، منطق فازی، روش ترکیبی از آنالیز لایه های حفاظتی و منطق فازی و در نهایت استفاده از روش ترکیبی در تعیین سطح یکپارچگی ایمنی یک سامانه صنعتی پرداخته شده است.

در این پایان نامه بعد از مروری بر چند نمونه از آزمایشگرهای استانداردو یک نمونه ساخته شده داخل، به طراحی، شبیه سازی و ساخت آزمایشگاهی دستگاه آزمایشگر تمام دیجیتال رله دیجیتال پرداخته می شود. در طراحی تقویت کننده سیگنال های مرجع این دستگاه از مبدل pwmچند سطحی به جای تقویت کننده های خطی معمول استفاده شده است.از مزایای چنین مبدل هایی توان تلفاتی ناچیز آن ها و در نتیجه راندمان بالای این مبدل ها، هزینه پایین و حجم و وزن کمتر است. مبدل جریان این دستگاه از نوع dc-ac ولتاژی سه سطحی با کنترل جریان هیسترزیس mo می باشد. یکی از نوآوری های این پژوهش پیاده سازی دیجیتال این روش کنترل جریان است. سیگنال خروجی این مبدل دارای thd به اندازه 1.44 درصد می باشد که در مقایسه با موارد دیگر مقدار قابل قبولی می باشد