دانلود مقاله رایگان

دانلود فایل: پایان نامه ارشد رشته فناوری اطلاعات: بررسی کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته فناوری اطلاعات

دانشگاه شیراز

دانشکده آموزش های الکترونیکی

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی فناوری اطلاعات تجارت الکترونیک

عنوان:

مطالعه کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی

مطالعه موردی :سیستم های SCADA

استاد راهنما :

دکتر منصور ذوالقدری جهرمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:

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-تأثیر فناوری اطلاعات در بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی              3

1-4-تعریف سیستم های SCADA                                                         

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

1-6-ضرورت انجام پژوهش                                                                        5                                

1-7-اهداف پژوهش                                                                                 6

1-8-مروری بر فصل های پایان نامه                                                             7

فصل دوم :مبانی نظری پژوهش……………………………………………………………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 :در نظر داشتن 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 گونه 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-تأثیر 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                                                 

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

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

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

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

2-4-4 –سیستم اطلاعات جغرافیایی  GIS                                             

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

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

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

2-4-6-سیستم اطلاعات انرژی EIS                                                     

2-4-7-برنامه ریزی منبع انرژی ERP                                                   

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

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

2-6-مطالعه سیستم های SCADA                                                       

2-6-1-تاریخچه سیستم های SCADA                                               

2-6-2-ساختار سیستم های SCADA                                                 

2-6-3-عملیات در سیستم های SCADA                                            

2-6-4-مزایای بهره گیری از سیستم های SCADA                                   

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-واکاوی ROI                                                                       

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

3-3-1-واکاوی و مطالعه دقیق میزان مصرف انرژی و اوج بار مصرفی                   34

3-3-2-واکاوی 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            

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-بهره گیری 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 بهره گیری از تقویم زمانی برای کارکرد سیستم تهویه مطبوع         48

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

3-15-بهره گیری از میکرو کنترولرجهت بهبود عملکرد سیستم های SCADA      

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

3-17-امکان بهره گیری از OPC در نرم افزار SCADA                               

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

3-19-بهره گیری 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                                   

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

4-5-آزمایش اول:مطالعه طریقه مصرف انرژی در روش کنترل ON/OFF         

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

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

4-6-آزمایش دوم :مطالعه طریقه 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-مطالعه وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش دوم     87  

4-7-آزمایش سوم :مطالعه طریقه مصرف انرژی در روش کنترل PID             

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

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

4-8-آزمایش چهارم : مطالعه طریقه 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- مطالعه وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش سوم     95

4-9-آزمایش پنجم :مطالعه طریقه 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-مطالعه 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 بهره گیری از طرح ارائه شده در پژوهش                                     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-بهره گیری از روش های کنترل جدید                                           109

5-4-2-محاسبه نرخ بازگشت سرمایه                                                 109

5-4-3-بهره گیری 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 بهره گیری از ظرفیت بهینه                   110  

مراجع                                                                                         111

چکیده به زبان انگلیسی                                                                   115

چکیده:

با در نظر داشتن افزایش قیمت حامل های انرژی در سالهای اخیر و معضلات زیست محیطی که در اثر مصرف کنترل نشده این حامل ها ایجاد شده می باشد امروزه بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی با هدف کاهش مصرف در کشورهای جهان جایگاه ویژه ای یافته می باشد. مهمترین مرحله در مدیریت مصرف انرژی فرآیند ممیزی می باشد که به معنی مطالعه دقیق اطلاعات محیطی و شناسایی عواملی می باشد 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 می باشد و سیستم های SCADA 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 بهره گیری 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 در نظر داشتن تحقیقات پیشین مورد مطالعه قرار می گیرد و در ادامه به عنوان یک مطالعه کاربردی ، روش بهره گیری 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.

1- مقدمه

1-1- مقدمه

انرژی یکی از منابع بسیار مهم می باشد که زندگی مارا تحت تاثیر خود قرار می دهد در حال حاضر جهان وابستگی زیادی به سوخت های فسیلی و انواع مختلف انرژی های تجدید ناپذیر دارد بهره گیری از انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی نیاز به زمان زیادی برای توسعه تکنولوژی دارد.در حال حاضر بحث مدیریت مصرف انرژی یکی از نیاز های بحرانی کشورهای مختلف جهان می باشد.اهمیت ویژه صرفه جویی در مصرف انرژی در دومرحله عوامل اقتصادی و عوامل محیط زیست طبقه بندی می گردد.

1-1-1- عوامل اقتصادی مدیریت مصرف انرژی

صرفه جویی در مصرف انرژی بسیار مهم می باشد ودر کلیه سازمان های بشری موثر می باشد .در تمام جهان به عنوان یک ملیت یک شرکت و یا به عنوان یک شخص صرفه جویی در مصرف انرژی هزینه ها را کاهش و بهره وری را افزایش می دهد.یکی از هدف های اصلی در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در هر کشور کاهش نیاز به واردات انرژی می باشد.شرکت های خصوصی هم به هزینه های انرژی حساس هستند که این مسئله سود دهی و حتی موجودیت آنها را در بسیاری از موارد تحت تاثیر قرار می دهد بخصوص کارخانه های صنعتی نگرانی بیشتری از این لحاظ دارند زیرا کاهش هزینه به واسطه مدیریت و صرفه جویی در مصرف انرژی به معنی قیمت های رقابتی تر برای محصولات در بازار جهانی می باشد و این مسئله باعث بهبود تولید ناخالص ملی می گردد.

2-1-1- اثرات محیطی صرفه جویی در مصرف انرژی

صرفه جویی در مصرف انرژی به گونه نسبتا زیادی با مسائل محیط زیستی در ارتباط می باشد .معضلات گرم شدن کره زمین و شرایط آب و هوایی که به علت افزایش گاز دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای ایجاد می گردد به گونه قابل توجهی با افزایش مصرف انرژی نسبت مستقیم دارد و کاهش مصرف تا حد زیادی می تواند از تولید گازهای گلخانه ای و افزایش دمای کره زمین جلوگیری نماید[1].

2-1- تعریف مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی

مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی[1] شامل برنامه ریزی و راهبری واحدهای مصرف و تولید مرتبط با انرژی می باشد اهداف مدیریت مصرف انرژی شامل صرفه جویی در منابع، حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در هزینه ها می باشند درحالیکه مصرف کنندگان به منابع کافی انرژی دسترسی داشته باشند و خللی در کارکرد آنان ایجاد نگردد.با در نظر داشتن این تعریف مدیریت مصرف انرژی با مدیریت محیط زیست و مدیریت تولید و حمل و نقل و سایر شاخه های صنعتی و تجاری مر تبط می باشد .

به بیانی دیگر مدیریت انرژی یک فرآیند می باشد که در آن رسیدن به هدف کاهش مصرف انرژی و هزینه ها با در نظر داشتن نیاز واقعی مصرف کننده با در نظر داشتن عدم تاثیر منفی بر کارکرد آنان دنبال می گردد .

در تعریف دیگری مدیریت مصرف انرژی به معنی بهره گیری آگاهانه و موثر از انرژی برای افزایش سود دهی و کاهش هزینه ها به مقصود دستیابی به جایگاه رقابتی می باشد.نکته مهم در مدیریت مصرف انرژی این می باشد که کاهش مصرف بایستی بدون تاثیر منفی در بازدهی سیستم انجام گردد[2].

به گونه کلی کاهش هزینه ها در مدیریت مصرف انرژی با اعمال روش های زیر بدست می آید:

  • محدود کردن و در صورت امکان حذف مصرف غیر ضروری انرژی
  • بهبود بازدهی[2] به ازای انرژی مصرفی
  • خرید انرژی به بهای کمتر
  • انجام عملیات مورد نیاز جهت خرید انرژی به بهای کمتر [3].

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

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

فناوری اطلاعات بدون هیچ تردید تنها فناوری می باشد که بر چگونگی مصرف انرژی در اقتصاد جهانی تاثیر می گذارد.اگرچه ممکن می باشد فناوری زیستی در قرن 21 تغییرات عمده ای در تولید ترکیبات و محصولات تجدیدپذیر به وجود آورد که این به نوبه خود در فرآیند مصرف انرژی موثر می باشد با این حال نمی تواند جایگزین تأثیر فناوری اطلاعات در فرآیند بهینه سازی مصرف انرژی گردد.فناوری اطلاعات بر فرآیند مصرف انرژی به صورت مستقیم و غیر مستقیم تاثیر دارد .به گونه مثال فناوری اطلاعات به گونه مستقیم در پیشرفت صنایع الکترونیک مرتبط با انرژی تاثیر دارد که این موضوع می تواند بر کاهش مصرف انرژی موثر باشد .در سالهای اخیر تاثیر فناوری اطلاعات در توسعه میکروپروسسور ها و میکرو کنترلر ها توانست باعث به کارگیری تکنولوژیهای جدید در سیستم های کنترل ودر نتیجه بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی گردید.

فناوری اطلاعات در زمینه کنترل فرآیندهای صنعتی می تواند به تنهایی یا به صورت ترکیبی با سایر تکنولوژیها در زمینه کنترل و بهینه سازی فرآیندهای صنعتی امکانات زیر را فراهم نماید.

1-تکنولوژی کنترل : تکنولوژیهای کنترل مکانیکی یا الکترومکانیکی در حال حاضر با سیستم های کنترل الکترونیکی که در کارآیی بسیار دقیق تر و همچنین از لحاظ هزینه ارزانتر هستند جایگزین شده می باشد واین سیستم ها قابلیت برنامه ریزی و تغییر عملیاتی سریع متناسب با شرایط مورد نیاز را دارند.

2-جمع آوری اطلاعات :به وسیله تکنولوژیهای فناوری اطلاعات امکان جمع آوری دقیق و سریع اطلاعات از فرآیند ها فراهم می گردد که باعث بازدهی بیشتر در تولید و کاهش مصرف انرژی می گردد.

3-ذخیره سازی اطلاعات و پردازش :اطلاعات در حجم بسیار زیاد می تواند ذخیره گردد وبعد از پردازش نتیجه مورد نظر به نمایش در آید افزایش توانایی کامپیوتر ها در سالهای اخیر باعث شده که این فرآیند جمع آوری و پردازش اطلاعات به سهولت انجام گیرد .

4-ارتباطات داده ای : اطلاعات و دستورالعمل ها و برنامه ها می تواند به سرعت ارسال یا بازیابی گردد که این مورد فرآیند کنترل متمرکز را تسهیل می کند همزمان با گسترش کاربرد   فناوری اطلاعات در فرآیند های صنعتی سیستم هایSCADA[3] به عنوان زیر مجموعه ای از علم فناوری اطلاعات توسعه یافتند [4] .

[1] Energy Management

[2] Efficiency

[3] Supervisory Control And Data Acquisition

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه : 134

قیمت : چهارده هزار و هفتصد تومان

 

Comments are closed.