مقدمه

برقگير يكي از وسايل حفاظتي شبكه هاي قدرت مي باشد كه تجهيزات شبكه قدرت را در مقابل اضافه ولتاژ و اثرات تخريبي آن محافظت مي كند . از بين انواع برقگيرها ، برقگيرهاي ZNO به عنوان برقگير با مقاومت غير خطي بدون فاصله هوايي ، بعلت داشتن اطمينان بيشتر با داشتن مشخصه حفاظتي بهتر و عدم احتياج به تجهيزات ديگر براي قطع جريان اتصال زمين يه به بيان ديگر حفاظن مطمئن تر و اقتصادي تر بودن بيشتر از ساير برقگيرها براي حفاظت تجهيزات شبكه مورد استفاده قرار مي گيرد . در اين مقاله چگونگي عملكرد كوچك برقگير به عنوان يك وسيله حفاظتي ، وريستور سرايي (اصلي ترين قسمت برقگير) پايداري حرارتي برقگير و چگونگي بدست آوردن مشخصه وريستور مورد بررسي قرار مي گيرد.

برقگير ZNO

برقگير به عنوان يك وسيله حفاظتي به طور موازي با تجهيز مورد حفاظت شبكه قرار مي گيرد . به علت قرار گرفتن برقگير بين فاز و زمين در هنگام كار عادي شبكه ، ولتاژ فاز- زمين به روي آن واقع مي شود . در اين حالت برقگير هيج عملكرد حفاظتي ندارد و خللي در امر بهره برداري ايجاد نمي كند . به محض ايجاد اضافه ولتاژ برقگير كار خود را شروع خواهد كرد و با بر قرار كردن جريان بين فاز و زمين باعث انتقال موج به سمت زمين مي شود . با كاهش اضافه ولتاژ به مقدار ولتاژ نامي فاز – زمين جريان برقرار شده بين فاز و زمين از طريق برقگير خود به خود قطع گرديده و برقگير به حالت قبل از ايجاد اضافه ولتاژ در شبكه باز مي گردد .

عملكرد برقگير ناشي از مقاومت غير خطي (وريستور) موجود در آن مي باشد . در حالت عادي بهره برداري شبكه ، جريان بسيار كمي در حدود ميكرو آمپر از برقگير عبور مي كند ( جريان  نشتي ) كه با افزايش ولتاژ ، مقاومت به طور خطي كاهش مي يابد و در نتيجه با افزايش جريان عبوري از آن موجب انتقال اضافه ولتاژ به زمين مي شود .

2- عملكرد برقگير

مطابق شكل  نقطه كار در شرايط عادي نقطه M مي باشد . تغييرات ولتاژ سينوسي در ON باعث عبور جريان غير سينوسي موسوم به جريان نشتي مي گردد . جابجايي نقطه كار از N  به  P در زمان پيشاني موج و در ادامه جابجايي از P به M در زمان دنباله موج صورت مي گيرد . همزمان با ظهور اضافه ولتاژ ، جريان فاز زمين برقگير از جريان نشتي تا پيك جريان موجي كه معادل 10-20 KA مي باشد افزايش يافته ، سپس تا مقدار جريان نشتي ، در قبال ولتاژ نامي شبكه تقليل مي يابد . برقرار شدن جريان تخليه به معناي انتقال بخش عمده بارهاي الكتريكي به زمين يعني رفع اضافه ولتاژ مي باشد .

سلام به دوستان گرامی خودم

برخی ازد وستان که علاقه مند به برق هستند توضیح عامیانه ای در مورد برق سه فاز خواسته بودند که من در این پست سعی می کنم که به زبان ساده در مورد برق  توضیح بدم.

برق اصولا به دو دسته تقسیم میشن

1.برق dc یا مستقیم

2.برق ac یا متناوب

بقیه در ادامه مطلب

برق سه فاز

سلام به دوستان گرامی خودم

برخی ازد وستان که علاقه مند به برق هستند توضیح عامیانه ای در مورد برق سه فاز خواسته بودند که من در این پست سعی می کنم که به زبان ساده در مورد برق  توضیح بدم.

برق اصولا به دو دسته تقسیم میشن

1.برق dc یا مستقیم

2.برق ac یا متناوب

برق مستقیم به برقی میگن که جریان برق در آنها به صورت یک نواخت و بدون قطع شدن است در این نوع جریان الکترون ها از منبع خارج شده و در یک سو حرکت می کنند و پس از عبور از مدار به مصرف کننده می رسند تا در آنجا مورد استفاده قرار بگیرند مثل باطری های ماشین یا آدابتورها یا وسایل الکترونیکی.... علت استفاده این لوازم از برق با جریان مستقیم را میتوانید در قسمت برق سایت www.aminsmaily.d-sama.loxblog.com  بخوانید

برق متناوب یا dc,که در این نوع جریان برق به صورت رفت و برگشت در جریان هست و دائما در حال قطع و وصل شدن هستن مثل برق خانه ها ویا کار خانه ها

و اما اونا که در مورد برق سه فاز سوال کرده بون باید بگم خدمدشون که برق سه فاز از همون برق متناوب تشکیل شده در واقع سه جریان متناوب با اختلافاتی در جریان و فاز که به اختصار به آنها

R,S,T گفته می شود وارد یک دستگاه شده و باعث به کار افتادن آن دستگاه می شود

برق سه فاز از سه جریان 220ولت تشکیل شده که مثلا در R210ولت درS230ولت و در T220 ولت جریان بر قرار باشد و همیشه به این صورت نخواهد بود و اسم گزاری برای آنها فقط به صورت اختیاری بوده و هیچ قانونی نیست که بگوید کدامین RیاTباشند اینها فقط حروفی برای فرق گذاشتن بین جریان های مختلف است

نحوه شناختن آن این است که با وسیله ای به نام اهم متر دیجیتال که روی برق متناوب تنظیم شده است اول مطمعن شویم سه سیمی که وارد مدار شده است برق لا اقل بین 200 تا 230 دلت داشته باشد ,بعد از این کار اهم متر در همان حا لت متناوب باشد , دو سر اهم متر را به صورت دو به دو سیم ها می زنیم اگر اهم متر عدد 360 را در هر سه سیم نشان داد می توان گفت که ما در دستگاه

R,S,T داریم و مدار ما دارای برق سه فاز است

مثال:

ما فرض می کنیم  که سه سیم آبی و قرمز و زرد  داریم برای این که بفهمیم سه جریان متفاوت و متناوب داریم اهم متر را روی جریان متناوب قرار می دهیم و یک سر سیم آن را به سیم آبی زده و سر دیگر آن را به سیم  قرمز باید عدد360 ولت را نشان دهد بعد سیم آبی را با زرد همین تور زرد را با قرمز در همه حال باید عدد360 را نشان دهد اگر غیر از این عدد دیگری را نشان دهد مثلا 0 یا 110 و یا کمتر از 360 باید بدانیم که آن دو سیم که این عدد غیر 360 را نشان می دهند یک جریان بوده و با هم اختلافی ندارند در صورتی می توان گفت که ما برق سه فاز در اختیار داریم که سه جریان مختلف با عدد 360 داشته باشیم

برق های سه فاز را در کارخانه جات که دارای موتور های قوی هستند به کار می گیرند این موتور ها با جریان معمولی به کار نمی افتند و حتما به برق سه فاز احتیاج دارن برای کسب اطلاعاتی در مورد این موتور ها به قسمت موتورهای سایت www.aminsmaily.d-sama.loxblog.com مراجعه کنید .

در آخر باید بگم که این ها برای روشن شدن زهن شما بود و نباید قبل از آموزش از دستگاهای برقی استفاده کرد برق سه فاز حتا برای حرفه ای های این کار ختر ناک هست و باعث مرگ آنی می شود شما برای آموزش می توانید به هنرستان های فنی حرفه ای بروید تا یک برق کار حرفه ای شوید

موفق باشید                    

اسيلوسكوپ چيست؟

اسیلوسکوپ یک دستگاه مفید و چند کاره آزمایشگاهی است که برای نمایش ‌دادن و اندازه گیری ، تحلیل شکل موجها و دیگر پدیده‌های مدارهای الکتریکی و الکترونیکی بکار می‌‌رود.



مقدمه

اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال دیگر نمایش می‌‌دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پرده‌ای فلوئورسان بوجود می‌آید.

به علت لختی بسیار کم باریکه الکترون می‌‌توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه‌ای (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر می‌کنند، یا فرکانس‌های بسیار بالا) بکار برد. اسیلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار می‌‌کند. البته به کمک مبدلها (ترانزیستورها) می‌‌توان جریان الکتریکی و کمیتهای دیگر فیزیکی و مکانیکی را به ولتاژ تبدیل کرد.




قسمتهای مختلف اسیلوسکوپ

لامپ پرتو کاتدی

اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:

• تفنگ الکترونی :
  
  تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود می‌‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پیش شتاب دهنده ، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده است.
  
  الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌‌شود)، شتاب می‌‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده ، کانونی می‌‌کند.
• صفحات انحراف دهنده :
  
  صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌‌کنند و صفحات y نامیده می‌‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌‌کنند و صفحات x نامیده می‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند.
• صفحه فلوئورسان :
  
  جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای ، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌‌شود، است.

مولد مبنای زمان

اسیلوسکوپها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌‌شود.
مدارهای اصلی اسیلوسکوپ

سیستم انحراف قائم

چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود.




سیستم انحراف افقی

صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد.
همزمانی

هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد.
مواد محو کننده

در طی زمان رویش ، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود.
کنترل وضعیت

وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد.
کنترل کانونی بودن

الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد.
کنترل شدت

شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود.
مدار کالیبره سازی

در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است.

تولید برق از انرژی اتمی سالهای طولانی است در كشورهای مختلف جهان از جمله ممالك صنعتی انجام می‌شود. در حال حاضر تعداد زیادی نیروگاه اتمی در دنیا وجود دارد كه بخش مهمی از انرژی الكتریكی مورد نیاز جوامع را تولید می‌كنند.
در مقاله زیر كه به وسیله مهندس معصومه لاجوردی كارشناس شركت مهندسین دانشمند برق اصفهان تدوین شده؛ تاریخچه به كارگیری انرژی هسته‌ای در تولید برق مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
نیروگاهها از عرصه‌های مهم در تولید انرژی برق و یكی از محورهای عمده توسعه جوامع بشری در دوران معاصر به شمار می‌آیند. امروزه برای تولید برق، روشهای گوناگونی وجود دارد كه از مهمترین عوامل انتخاب نوع روش تولید برق می‌توان به عوامل، فنی- اقتصادی، شرایط جغرافیایی و اقلیمی منطقه و مسائل زیست‌محیطی اشاره كرد. با توجه به شرایط زیست محیطی كشورهای جهان و اثرات قابل توجه بخش انرژی بر آن، گرایش به سمت كاربرد روشهایی با كارایی بالاتر و تولید برق همراه با آلودگی كمتر مدنظر است. تمایل به كاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و كاهش انتشار دی‌اكسیدكربن به جو زمین با استفاده از انرژیهای جایگزین از جمله انرژیهای تجدیدپذیر كه شامل انرژیهای هسته‌ای و تا حدی انرژی زمین گرمایی است رو به گسترش نهاده است.
دو روش عمده تولید الكتریسیته از انرژیهای جایگزین كه از لحاظ اقتصادی نیز با تولید برق از سوختهای فسیلی قابل رقابت است و در سراسر دنیا به طور گسترده در حال بكارگیری است، تولید برق از انرژی هسته‌ای، نیروگاههای برق آبی و سدها است. اگرچه در بسیاری از موارد با توجه به قیمت سوختهای فسیلی در اكثر نقاط جهان، از نظر اقتصادی تولید برق از سایر منابع انرژی جایگزین قابل مقایسه با سوختهای فسیلی نیست، اما با توجه به محدودیت‌های زیست‌محیطی و ملاحظات راهبردی در بسیاری از كشورهای جهان از آنها استفاده می‌شود و تحقیقات به منظور توسعه كاربرد آنها و كاهش قیمت تمام شده برق با استفاده از این منابع ادامه دارد.
نباید فراموش كرد به طور كلی تولید برق با استفاده از سوختهای فسیلی و هسته‌ای، بیشترین آلودگی را درپی دارد كه برحسب روش تولید، امكان تولید گازها، ذرات معلق، انواع پسابها و یا مواد زائد جامد و خطرناك وجود دارد و نباید اثرات زیانبار و خطرناك این مواد را بر محیط زیست از نظر دور داشت.
● تاریخچه به كارگیری انرژی هسته‌ای
در دو دهه اول و دوم قرن بیستم نظریه اینشتین، امكان تولید جرم به انرژی را برای بشر فراهم ساخت و از آغاز نیمه دوم قرن بیستم ساخت نیروگاههای هسته‌ای برای تولید الكتریسیته و نیز تولید رادیو عنصر پلوتونیوم كه در بمب اتمی و هیدروژنی كاربرد دارد، شروع شد به طوری كه تعداد نیروگاههای اتمی تا سال ۱۹۹۰ میلادی از مرز ۴۳۷ نیروگاه تجاوز كرده و مقدار انرژی تولید شده در نیروگاههای صنعتی جهان بالغ بر ۳۰۰ هزار مگاوات شد كه سهم مواد زائد تولیدی حاصل از فعالیت این نیروگاهها را نباید از نظر دور داشت، كه غالباً ایزوتوپهای سزیم ۱۳۷ و استرانسیم ۹۰ و پلوتونیوم ۲۳۹ بوده است. در نیروگاههای متكی بر پدیده پیوست (اتمی)، اتمهای سبك با یكدیگر پیوست حاصل كرده و اتمی سنگین‌تر از خود را به وجود می‌آورند، مشابه واكنشی كه در خورشید اتفاق می‌افتد. از دهه ۱۹۵۰ تاكنون، دانشمندان درصدد ایجاد دمایی در حدود میلیون درجه بوده‌اند تا واكنش پیوست را به نحو متوالی در این دما نگه دارند. بدین منظور دستگاهی به نام توكوماك (TOKOMAK) ساخته‌اند كه در آن میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد شده و شدت جریان الكتریكی عبوری از آن در حدود ۱۵ میلیون آمپر است (جریان برق عبوری در منزل ۳۰ تا ۹۰ آمپر است). در مركز این دستگاه اتم‌های سبك در اثر میدان مغناطیسی و الكتریكی به حالت پلاسما در می‌آیند كه در چنین شرایطی هسته اتمها در دریایی از الكترونها غرق شده و اتمهای سبك آنقدر تحریك و نزدیك به یكدیگر می‌شوند كه در یكدیگر نفوذ كرده و اتم جدیدی كه هلیوم است، به وجود می‌آید كه از این گاز به عنوان خنك‌كننده راكتورهای هسته‌ای و نیز سیال توربین گازی استفاده می‌شود.
● آشنایی با نیروگاههای هسته‌‌ای (Nuclear Power Station)
ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای هم از نظر راهبردی و هم از نقطه نظر اقتصادی در بسیاری از كشورهای جهان در حال توسعه وجود دارد.
در نیروگاههای هسته‌ای از حرارت تولیدی از انرژی هسته‌ای برای استفاده در یك چرخه بخار یا یك چرخه گاز و بخار برای تولید الكتریسیته استفاده می‌شود كه این حرارت معمولاً از شكافت اتمهای سنگین حاصل می‌شود كه در حال حاضر از عنصر اورانیوم به عنوان سوخت هسته‌ای در نیروگاههای اتمی استفاده می‌شود. برای تولید انرژی هسته‌ای در نیروگاههای اتمی راكتورهای حرارتی مختلفی برای تولید الكتریسیته بكار می‌رود كه می‌توان به راكتورهای آب تحت فشار، راكتورهای آبی جوشان، راكتورهای خنك شونده با گاز، راكتورهای Candu و راكتورهای Magnox اشاره كرد.
در شكل یك مراحل اساسی چرخه سوخت هسته‌ای برای تولید الكتریسیته نشان داده شده است.
در حال حاضر از اورانیوم به عنوان سوخت هسته‌ای در نیروگاههای اتمی استفاده می‌شود. معادن این عنصر در طبیعت وجود دارد و به صورت متعارف استخراج و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد، سپس این محصولات در فرآیند فرآوری هایی قرار می‌گیرد تا از آنها به عنوان سوخته هسته‌ای استفاده شود. اورانیوم طبیعی دارای دو ایزوتوپ ۲۳۵ و ۲۳۸ است كه در نیروگاههای اتمی فقط ایزوتوپ ۲۳۵ آن كاربرد دارد، در صورتی كه این ایزوتوپ فقط ۷/۰ درصد از مقدار اورانیوم طبیعی را تشكیل می‌دهد.
در بعضی از راكتورهای هسته‌ای از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می‌كنند اما اكثر راكتورهای اتمی، اورانیومی را كه قدری غنی‌ شده باشد به عنوان سوخت بكار می‌برند.
در اورانیوم قدری غنی شده، درصد ایزوتوپ ۲۳۵ افزایش یافته است. در درون راكتور، فرآیند شكافت هسته‌ای تحت كنترل انجام می‌شود، كه طی آن اورانیوم ۲۳۵ شكافته شده و به انرژی و اتمهای سبك‌تر كه به عنوان محصولات شكافت مرسوم هستند، تبدیل می‌شوند، كه بعضی از این محصولات به شدت دارای خاصیت رادیواكتیویته هستند. از اتمهای سنگین‌تر مهم، می توان به پلوتونیوم ۲۳۹ (PU) اشاره كرد كه یك ایزوتوپ پلوتونیوم است و مانند اورانیوم ۲۳۵ شكافته شده و به صورت سوخت عمل می‌كند. بعضی از ایزوتوپهای پلوتونیوم تا زمانی كه سوخت در راكتور باقی مانده باشد تحت فرآیند شكافت قرار گرفته و انرژی آزاد می‌كند. سوخت مصرف شده با خروج از راكتور حاوی اورانیوم مصرف نشده، محصولات شكافت، پلوتونیوم و یا اتمهای سنگین‌تر است كه از نظر شیمیایی امكان حل شدن سوخت مصرف شده وجود دارد و تحت فرآیندهای شیمیایی آن را فرآوری كرده و با عمل جداسازی، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف شده از آن، مجدداً مورد مصرف قرار می‌گیرد. از طرف دیگر سوخت مصرف شده را می‌توان بدون فرآوری مستقیماً به عنوان پسماند برای فراینده دفع ارسال كرد.
● چرخه سوخت هسته‌ای و تولید برق
در نیروگاهها دو چرخه سوخت هسته‌ای كاربرد دارد كه عبارتند از:
۱) چرخه راكتور یك بار گذر نوترونی حرارتی
۲) چرخه راكتور نوترونی حرارتی با بازیافت و فرآوری سوخت
در نوع اول سوخت مصرف شده دوباره فرآوری نمی‌شود، اما ذخیره شده و در نهایت به عنوان پسماند دفع می‌گردد، در صورتی كه در چرخه نوع دوم سوخت مصرفی فرآوری شده و اورانیوم و پلوتونیوم آن از سایر محصولات شكافت جدا شده و امكان برگشت اورانیوم یا پلوتونیوم و یا هر
دو آنها به چرخه سوخت به طور مجدد وجود دارد.
در نیروگاههای هسته‌ای در یك سیكل تركیبی از گاز خنك‌كننده راكتور هسته‌ای با دمای بالا برای به گردش درآوردن توربین گازی استفاده می‌شود، كه در چنین تركیبی از راكتور و توربین، گاز هلیوم نقش خنك‌كننده راكتور و سیال توربین گازی را برعهده دارد. گاز هلیوم ابتدا وارد كمپرسور هلیوم شده، سپس داخل مدار یك مولد گشته و در آن پیش گرم شده و به راكتور هسته‌ای با دمای بالا وارد می‌شود و با دمایی حدود ۷۸۰ الی ۸۰۰ درجه سانتیگراد خارج می‌شود. با گردش توربین گازی، هلیوم در مسیر خود در مبدل، مقداری حرارت از دست داده و كمی از حرارت باقیمانده را نیز در مبدل دیگری به عنوان گرمكن آب تغذیه یك سیكل بخار از دست می‌دهد و سپس دوباره وارد كمپرسور می‌شود.
چرخه بخار در نیروگاههای هسته‌ای بسیار ساده و در ضمن دارای كمترین مرحله است. آب تغذیه پس از گرم شدن در مبدل، توسط هلیوم داغ وارد سیستم مولد بخار با استفاده از سوخت فسیلی شده و سپس به صورت بخار فوق اشباع از توربین بخار عبور نموده و در نهایت برق تولید می‌شود.
باید توجه داشت كه چرخه‌های تركیبی از تركیب سیكل بخار و گاز ایجاد می‌شوند و برای بازدهی بیشتر سوخت كه ممكن است یكسان و یا متفاوت باشد و نیز افزایش تولید برق از واحد مصرف سوخت، طراحی و ساخته می‌شوند.
در سیكل بخار می‌توان از انواع سوختهای فسیلی و در سیكل‌های گاز از سوختهای فسیلی مرغوبتر مانند گاز، نفت، گاز و یا از سوختهای هسته‌ای استفاده كرد. چنانچه در هر دو چرخه سوختهای فسیلی بكار گرفته شود، مسائل مربوط به زایدات این واحدها، نیروگاههای گازی و نیروگاههای توربین بخار را همزمان به همراه خواهد داشت.
● جمعبندی
با توجه به غیرقابل ذخیره بودن جریان الكتریسیته و افزایش تقاضا برای توان و مشكلات توزیع و طبیعت سوخت در دسترس با توجه به فواصل انتقال و سایت كردن نیروگاهها‌ (انتخاب كردن محل مناسب برای نیروگاهها)، استفاده وسیع از انرژی هسته‌ای به سوی اصلاح الگوی تغذیه موجود متمایل خواهد شد.
در مقایسه با سوخت‌های ذغال‌سنگ و نفت، ارزش انتقال سوخت هسته‌ای ناچیز است، در ضمن به دلیل مقدار استعمال كم، یك نیروگاه هسته‌ای به حدود ۴۱/۲ تن اورانیوم نیاز دارد، در صورتی كه در یك نیروگاه ذغال- سوختی ۵۰ هزار نت سوخت، سوزانده می‌شود و این در حالی است كه نیروگاههای هسته‌ای در مقایسه با نیروگاههای ذغال- سوختی و نفت – سوختی به آب خنك بیشتری نیاز دارند. بدین منظور است كه در كشور بریتانیا، تمام نیروگاههای هسته‌ای به دلیل كارایی و بازده پایین در كنار ساحل قرار داده‌اند و از آب خنك دریافت استفاده می‌كنند.
از طرف دیگر در سالهای اخیر ملاحظات منابع طبیعی و زیست محیطی، عمده اهمیت و تاثیر سایتینگ، هزینه ساختار و عملكرد كارخانجات تولیدی را نیز برعهده گرفته است. از سوی دیگر باید به مشكلات حاصل از زائدات مراكز تولید انرژی هسته‌ای كه باعث ایجاد اثرات زیانبار در جوامع می‌شود، توجه خاص كرد، مشكلاتی كه گسترش آنها به كیفیت تولید انرژی هسته‌ای بستگی دارد.

برق هسته اي به هر فناوري طراحي شده به منظور استحصال انرژي از هسته اتم ها بوسيله واکنش هاي کنترل شده گفته مي شود.

تنها روشي که امروزه به کار برده مي شود، توليد برق از طريق شکافت هسته اي است، با اين وجود روشهاي ديگر مانند گداخت هسته اي و ديگر روشهاي راديواکتيو در آينده مي توانند به کار روند.

در سال 2007 بيش از 14 درصد الکتريسيته جهان از نيروي هسته اي تامين شد و اين در حالي است که 15 راکتور جديد در جهان در حال ساخت است.

تاريخچه

به لحاظ تاريخي اولين راکتور اتمي در آمريکا بوسيله شرکت "وستينگهاوس" و به منظور استفاده در زير دريائيها ساخته شد. ساخت اين راکتور پايه اصلي و استخوان بندي تکنولوژي فعلي نيروگاههاي اتمي PWR را تشکيل داد. سپس شرکت جنرال الکتريک موفق به ساخت راکتورهايي از نوع BWR گرديد. اما اولين راکتوري که اختصاصا جهت توليد برق طراحي شده ، توسط شوروي و در ژوئن 1954در "آبنينسک" نزديک مسکو احداث گرديد که بيشتر جنبه نمايشي داشت. توليد الکتريسيته از راکتورهاي اتمي در مقياس صنعتي در سال 1956 در انگلستان آغاز گرديد.

تا سال 1965 روند ساخت نيروگاههاي اتمي از رشد محدودي برخوردار بود، اما طي دو دهه 1966 تا 1985 جهش زيادي در ساخت نيروگاههاي اتمي بوجود آمده است. اين جهش طي سالهاي 1972 تا 1976 که بطور متوسط هر سال 30 نيروگاه شروع به ساخت مي‌کردند بسيار زياد و قابل توجه است. يک دليل آن شوک نفتي اوايل دهه 1970 مي‌باشد که کشورهاي مختلف را بر آن داشت تا جهت تأمين انرژي مورد نياز خود بطور زايد الوصفي به انرژي هسته‌اي روي آورند. پس از دوره جهش فوق يعني از سال 1986 تا کنون روند ساخت نيروگاهها به شدت کاهش يافته ، بطوريکه بطور متوسط ساليانه 4 راکتور اتمي شروع به ساخت مي‌شوند.

کار مراکز انرژي هسته اي بسيار شبيه مراکز توليد معمول است با اين تفاوت که "زنجيره واکنش" در داخل يک راکتور هسته اي توليد حرارت مي کند.

راکتور از ميله هاي اورانيوم به عنوان سوخت استفاده مي کند و با استفاده از شکافت هسته اي گرما توليد مي کند، بدين صورت که نوترونها با نوکلئوهاي اتمهاي اورانيوم برخورد کرده و انرژي گرمايي توليد مي کنند.

گاز دي اکسيد کربن يا آب براي جذب حرارت به داخل راکتور پمپ شده و آب با گرفتن حرارت بخار مي شود. اين بخار ژنراتور ها را به حرکت وامي دارد. مراکز هسته اي جديد از توربين ها و ژنراتورهاي يکسان به عنوان ابزار توليد انرژي استفاده مي کنند.

شايان ذکر است راکتور با " ميله هاي کنترل" که از برون ساخته شده اند کنترل مي شود زيرا اين عنصر قابليت جذب نوترون را داراست. وقتي ميله هاي اورانيوم کم کم خاصيت خود را از دست مي دهند، فرآيند شکافت و در نتيجه آن توليد کند مي شود. در اين زمان است که ميله هاي جديد جايگزين مي شوند.

در انگلستان و کشورهايي که با ساحل اقيانوسها ارتباط هستند راکتورهاي هسته اي در نزديکي ساحل ساخته مي شوند تا بتوانند از آّب دريا بهره مناسب ببرند، زيرا با اين کار از سخت بي رويه برج هاي خنک کننده جلوگيري مي شود.

مزايا

ارزان بودن

سازگاري با محيط زيست( عدم توليد دي اکسيد کربن و گازهاي گلخانه اي)

در مقايسه با سوختهاي فسيلي حجم انرژي بسيار بيشتري توليد مي کند

زباله هاي کمتري توليدمي کند

قابل اتکاست

معايب

زباله هاي کمتر اما بسيار خطرناکي براي زندگي انسان دارد و هزاران سال تولين مي کشد تا اين زباله ها به چرخه طبيعت بازگردند

قابل اتکا و ارزان است اما هزينه هاي بسيار بالايي بايد صرف کارهاي ايمن سازي شود زيرا عدم انجام اين کار باعث بروز فجايع انساني خواهد شد.

 مقايسه هزينه‌هاي اجتماعي توليد برق در نيروگاههاي فسيلي و اتمي

در مجموع ارزيابيهاي اقتصادي و مطالعات بعمل آمده در مورد مقايسه هزينه توليد (قيمت تمام شده) برق در نيروگاههاي رايج فسيلي کشور و نيروگاه اتمي نشان مي‌دهد که قيمت اين دو نوع منبع انرژي صرفنظر از هزينه‌هاي اجتماعي ، تقريبا نزديک به هم و قابل رقابت با يکديگر هستند. چنانچه قيمت مصرف انرژيهاي فسيلي براي نيروگاههاي کشور برمبناي قيمتهاي متعارف بين المللي منظور شوند و همچنين در شرايطي که نرخ تسعير هر دلار در کشور 8000 ريال تعيين گردد، هزينه توليد (قيمت تمام شده) هر کيلووات ساعت برق در نيروگاههاي فسيلي و اتمي بشرح زير مي باشد.

در تازه‌ترين مطالعه‌اي که براي تعيين هزينه‌هاي اجتماعي نيروگاههاي هسته‌اي در 5 کشور اروپايي بلژيک ، آلمان ، فرانسه ، هلند و انگلستان صورت گرفته است، ميزان هزينه‌هاي اجتماعي ناشي از نيروگاههاي هسته‌اي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي بسيار پائين است. در اين مطالعه هزينه‌هاي خارجي هر کيلووات ساعت برق توليدي در نيروگاههاي هسته‌اي در حدود 0.39 سنت( معادل 31.2 ريال) برآورده شده است. بنابراين در صورتيکه هزينه‌هاي اجتماعي توليد برق را در ارزيابيهاي اقتصادي نيروگاههاي فسيلي و هسته‌اي منظور نمائيم قطعا قيمت تمام شده هر کيلووات ساعت برق در نيروگاه هسته‌اي نسبت به فسيلي بطور قابل ملاحظه‌اي کاهش خواهد يافت.

به هر حال نيروگاههاي فسيلي و هسته‌اي هر کدام داراي مزايا و معايب خاص خود مي‌باشند و ايجاد هر يک متناسب با مقتضيات زماني و مکاني هر کشور خواهد بود و انتخاب نهايي و تصميم گيري در اين زمينه مي‌بايست با توجه به فاکتورهايي از قبيل عوامل تکنولوژيکي ، ارزشي ، سياسي ، اقتصادي و زيست محيطي توأما اتخاذ گردد. قدر مسلم ايجاد تنوع در سيستم عرضه و تأمين انرژي از استراتژيهاي بسيار مهم در زمينه توسعه سيستم پايدار انرژي در هر کشور محسوب مي شود. در اين راستا با توجه به بررسيهاي صورت گرفته ، شوراي انرژي اتمي کشور مصمم به ايجاد نيروگاههاي اتمي به ظرفيت کل 6000 مگاوات در سيستم عرضه انرژي کشور تا سال 1400 هجري شمسي مي‌باشد.

چشم انداز

ساير ديدگاههاي اقتصادي در مورد آينده انرژي هسته‌اي حاکي از آن است که براساس تحليل سطح تقاضا و منابع عرضه انرژي در جهان ، توجه به توسعه تکنولوژيهاي موجود و حقايقي نظير روند تهي شدن منابع فسيلي در دهه هاي آينده، مزيتهاي زيست محيطي انرژي اتمي و همچنين استناد به آمار و عملکرد اقتصادي و ضريب بالاي ايمني نيروگاههاي هسته اي، مضرات کمتر چرخه سوخت هسته اي نسبت به ساير گزينه هاي سوخت و پيشرفتهاي حاصله در زمينه نيروگاههاي زاينده و مهار انرژي گداخت هسته اي در طول نيم قرن آينده، بدون ترديد انرژي هسته اي يکي از حاملهاي قابل دسترس و مطمئن انرژي جهان در هزاره سوم ميلادي به شمار مي‌رود.

در اين راستا شوراي جهاني انرژي تا سال 2020 ميلادي ميزان افزايش عرضه انرژي هسته‌اي را نسبت به سطح فعلي حدود 2 برابر پيش بيني مي‌نمايد. با توجه به شرايط موجود چنانچه از لحاظ اقتصادي هزينه‌هاي فرصتي فروش نفت و گاز را با قيمتهاي متعارف بين المللي در محاسبات هزينه توليد (قيمت تمام شده) براي هر کيلووات برق توليدي منظور نمائيم و همچنين تورم و افزايش احتمالي قيمتهاي اين حاملها (بويژه طي مدت اخير) را براساس روند تدريجي به اتمام رسيدن منابع ذخاير نفت و گاز جهاني مد نظر قرار دهيم، يقينا در بين گزينه‌هاي انرژي موجود در جمهوري اسلامي ايران ، استفاده از حامل انرژي هسته‌اي نزديکترين فاصله ممکن را با قيمت تمام شده برق در نيروگاههاي فسيلي خواهد داشت.

ژنراتورها وسیله ای مفید هستند که نیروی الکتریسیته و برق تولید می کنند و از قطع فعالیت های روزانه یا اختلال در عملیات کاری پیشگیری می کنند. ژنراتورها در شکل های فیزیکی و الکتریکی برای کاربردهای مختلف در دسترس هستند. در بخش های بعدی، نگاهی به چگونگی عملکردها، اجزای اصلی ژنراتور و چگونگی اینکه ژنراتور به عنوان منبع ثانویه نیروی الکتریکی در کاربردهای مسکونی و صنعتی عمل می کنند خواهیم داشت.

ژنراتور چگونه کار می کند؟

ژنراتور وسیله ای است که انرژی مکانیکی به دست آمده از منبع بیرونی را به انرژی الکتریکی بعنوان خروجی تبدیل می کند. این مهم است که درک کنیم که ژنراتور واقعا انرژی الکتریکی خلق نمی کند. در عوض، با استفاده از انرژی مکانیکی عرضه شده و با ایجاد حرکت و تولید بار الکتریکی در سیم سیم پیچ ها در مدار الکتریکی، برق را به عنوان خروجی سیستم تولید خواهد کرد. این جریان، شارژ الکتریکی جریان الکتریکی عرضه شده توسط ژنراتور است. مکانیسم ژنراتور را می توان با درک کار پمپ آب فهمید که باعث جریان آب می شود اما واقعا آبی ایجاد نمی کند و فقط آب جریان می یابد.

کار ژنراتورهای مدرن امروز بر مبنای القای الکترومغناطیس کشف شده توسط مایکل فارادی در سال ۱۸۳۱ می باشد. فارادی کشف کرد که جریان بالای بار الکتریکی می تواند توسط حرکت رسانای الکتریکی مانند سیمی که شامل بار الکتریکی در میدان مغناطیسی است القا شود. این حرکت تفاوت ولتاژی را بین دو انتهای سیم یا رسانای الکتریکی ایجاد می کند که در عوض باعث می شود بار الکتریکی جریان بیابد و جریان الکتریکی تولید شود.

اجزای اصلی ژنراتور

اجزای اصلی ژنراتور الکتریکی به صورت زیر تقسیم بندی می شود:

(۱) موتور

(۲) دستگاه تولید برق متناوب (آلترناتور)

(۳) سیستم سوخت

(۴) تنظیم کننده ولتاژ

(۵) سیستم سردسازی و اگزوز

(۶) سیتم روغنکاری

(۷) شارژر باطری

(۸) پنل کنترل

(۹) چارچوب اصلی

(۱) موتور

موتور منبع ورودی انرژی مکانیکی به موتور ژنراتور است. اندازه موتور بطور مستقیم متناسب با حداکثر توان خروجی عرضه شده است. چندین فاکتور را نیاز است که در ذهن داشته باشید در حالی که دارید موتور ژنراتور را بررسی می کنید. سازنده موتور باید برای رسیدن به خصوصیات کارکرد کامل موتور و برنامه های نگهداری مشاوره بدهد.

الف- نوع سوخت مورد استفاده- موتور ژنراتورها با انواعی از سوخت ها مانند دیزل، گازوییل، پروپان (در فرم مایع شده یا گاز)، یا گاز طبیعی کار می کنند. موتورهای کوچکتر معمولا با گازوییل کار می کنند در حالی که موتورهای بزرگتر با دیزل، پروپان مایع، گاز پروپان یا گاز طبیعی کار می کنند. موتورهای اصلی همچنین می تواند دوگانه سوز باشند یعنی هم با دیزل هم با گاز کار کنند.

ب- موتورهایی با والو بالاسری (OHV) در برابر موتورهای غیر OHV- موتورهای OHV از موتورهای دیگر متفاوت هستند در والو ورودی و خروجی موتور که در سر سیلندر موتور قراگرفته است در مقابل بلوک موتوری که سوار شده است. موتورهای OHV چندین مزیت نسبت به موتورهای دیگر دارد مانند:

• طراحی جمع و جور
• مکانیسم کار ساده تر
• دوام پذیری
• راحتی کار در عملیات
• انتشار دود کم

به هر حال، موتورهای OHV گران تر نسبت به موتورهای دیگر است.

ج- قالب آهن در سیلندر موتور (CIS)- CIS آستری در موتور سیلندر است. آن ساییدگی و پارگی را کاهش می دهد و دوام موتور را تضمین می کند. اکثر موتورهای OHV با CIS تجهیز شده اند اما لازم است تا برای این ویژگی در موتور ژنراتور بررسی شود. CIS خصوصیت گرانی نیست اما نقشی مهم در دوام پذیری موتور بازی می کند به ویژه اگر نیاز باشد تا ژنراتور را اغلب برای مدت زمان طولانی استفاده کنید.

(۲) دستگاه تولید برق متناوب (آلترناتور)

آلترناتور همچنین به نام genhead نیز شناخته شده است که بخشی از ژنراتور است که خروجی الکتریکی از ورودی مکانیکی عرضه شده توسط موتور را تولید می کند. آن شامل مونتاژ قطعات ثابت و متحرک روکشی شده در جایش است. اجزا باهم کار می کنند و باعث حرکت نسبی بین میدان های مغناطیسی و الکتریکی می شوند که به نوبه خود الکتریسیته تولید می کنند.

الف- استاتور: جز ثابت است که شامل مجموعه ای از زخم رساناهای الکتریکی در کویل ه روی یک هسته آهنی است.

ب- روتور/ آرماتور- بخش متحرکی است که میدان الکتریکی چرخشی را به هر یک از سه طریقی که در پی می آید تولید می کند:

i) توسط القا: بعنوان آلترناتورهای بدون جاروبک شناخته می شوند و معمولا در ژنراتورهای بزرگ استفاده می شوند.

ii) توسط مغناطیس پایا: در واحدهای کوچک آلترناتور معمول است.

iii) با استفاده از محرک: محرکی با منبع کوچکی از جریان مستقیم (DC) است که به روتور از طریق مونتاژ حلقه های لغزش و برس است.

روتور میدان مغناطیس متحرکی را در اطراف استاتور تولید می کند که تفاوت ولتاژ را بین سیم پیچ های استاتور القا می کند. این خروجی جریان متناوبی (AC) را از ژنراتور تولید می کند.

عواملی که در پی می آید نیاز است تا در ذهن داشته باشید در حالی که آلترناتور ژنراتور را ارزیابی می کنید:

i) مکان فلزی در مقابل پلاستیک : طراحی تمام فلزی دوام آلترناتور را تضمین می کند. مکان پلاستیکی با زمان تغییر شکل می یابد و باعث می شود تا اجزای متحرک آلترناتور بی حفاظ شوند. این سایش و پارگی را افزایش می دهد و مهمتر از آن برای کاربر خطرناک است.

ii) بلبیرینگ در مقابل نیدل بیرینگ : بلبیرینگ ها ترجیج داده می شوند و با دوام ترند.

iii) طراحی بدون جاروبک- آلترناتوری که از جاروب استفاده نمی کند نیاز به نگهداری کمتر و تولید نیروی پاک تر دارند.

(۳) سیستم سوخت

سیستم سوخت در ژنراتورهای گازسوز:

سیستم سوخت در دیزل زنراتور ها:

تانک سوخت معمولا ظرفیت کافی برای حفظ کارکرد ۶ تا ۸ ساعت را بطور متوسط دارد. در مورد واحدهای کوچک موتور ژنراتور، تانک سوخت قسمتی از پایه ژنراتور است یا سوار بر روی چارچوب ژنراتور شده است. برای کاربردهای تجاری، ممکن است لازم باشد تا بطور مستقیم باشد و روی تانک سوخت خارجی نصب شده باشد.

قسمت های معمول سیستم سوخت در پی می آید:

i) ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور – عرضه مستقیم سوخت از تانک به موتور و برگشت مستقیم از موتور به تانک

ii) ارتباط سرریز از تانک سوخت به لوله زهکش – نیاز است تا هر سرریزی در طول پرکردن تانک باعث نشت مایع روی مجموعه ژنراتور نشود.

iii) پمپ سوخت:سوخت را از تانک ذخیره اصلی به تانک روز منتقل می کند. پمپ سوخت نوعا بطور الکتریکی کار می کند.

iv) جداکننده آب و سوخت: آب و ماده خارجی را از سوخت مایع برای پشتیبانی از اجزای دیگر ژنراتور در مقابل خوردگی و آلودگی جدا می کند.

v) انژکتور سوخت: سوخت مایع را اتمیزه کرده و در میزان مورد نیاز سوخت در اتاقک احتراق موتور اسپری می شود.

(۴) تنظیم کننده ولتاژ

این نام بر این دلالت دارد که این قسمت ولتاژ خروجی موتور ژنراتور را تنظیم می کند. این مکانیسم در زیر در مقابل هر جزیی که قسمتی در فرآیند دوره ای تنظیم ولتاژ را تنظیم می کند.

(i) تنظیم کننده ولتاژ: تبدیل ولتاژ AC به جریان DC – تنظیم کننده ولتاژ را از بخش کوچکی از خروجی ولتاژ AC ژنراتور است و به جریان DC تبدیل می کند. تنظیم کننده ولتاژ سپس جریان DC را تغذیه می کند که به عنوان سیم پیچ ثانویه استاتور است که به عنوان سیم پیچ محرک شناخته شده است.

(ii) سیم پیچ محرک: تبدیل جریان DC به جریان AC- سیم پیچ محرک الان کارکردی مشابه سیم پیچ اولیه استاتور است و جریان AC کمی تولید می کند. سیم پیچ ثانویه به واحدهایی که به عنوان یکسوکننده چرخشی شناخته شده اند وصل هستند.

(iii) یکسوکننده های چرخشی: تبدیل جریان AC به جریان DC- این یکسوکننده جریان AC توسط سیم پیچ های یکسوکننده تولید می شوند و به جریان DC تبدیل می شود. این جریان DC منتهی به روتور/آرماتور است که میدان الکترومغناطیسی است است بعلاوه میدان مغناطیس چرخشی روتور/آرماتور.

(iv) روتور/ آرماتور: تبدیل جریان DC به ولتاژ AC – روتور/ آرماتور الان ولتاژ بیشتری AC را در سیم پیچ استاتور است که ژنراتور الان خروجی بیشتری ولتاژ AC تولید می کند.

این سیکل ادامه می ییابد تا اینکه ژنراتور شروع به تولید معادل ولتاژ خروجی برای ظرفیت عملکرد کامل است. در نتیجه خروجی ژنراتور افزایش می یابد و تنظیم کننده ولتاز جریان DC کمتری تولید می کند. یکبار ژنراتور به ظرفیت کامل عملکرد می رسد که تنظیم کننده ولتاژ به میزان تعادلی می رسد و جریان DC کافی برای حفظ خروجی در سطح عملیاتی بالا حفظ کند. موقعی که شما باری را به ژنراتور اضافه می کنید ولتاژخروجی به مقدار کمی پایین می آید. این تنظیم کننده ولتاژ را در عمل برمی انگیزاند و سیکل بالایی شروع می کند. سیکل ادامه می یابد تا اینکه خروجی ژنراتور تا ظرفیت عملکردی کامل افزایش می یابد.

(۵) سیستم های خنک کننده و اگزوز

(i) سیستم خنک کننده

استفاده متوالی از ژنراتور باعث می شود که اجزای مختلف آن گرم شوند. لازم است که سیستم خنک کننده و تهویه ای باشد تا با گرمای تولید شده در این فرآیند کنار بیاید.

آب تازه یا خام گاهی اوقات به عنوان خنک کننده برای ژنراتورهاست اما این اکثرا محدود به موقعیت های خاصی مانند زنراتورهای کوچک کاربردهای شهری یا واحدهای بسیار بزرگ تا ۲۲۵۰ کیلووات و بالاتر می شود. هیدروژن گاهی اوقات به عنوان خنک کننده ای برای سیم پیچ استاتور واحدهای بزرگ ژنراتور استفاده می شوند چون بسیار کاراتر در جذب گرما نسبت به هر خنک کننده دیگر است. هیدروژن گرما را از بین می برد و آن را از طریق تبادل گر گرمایی در مدار خنک کنندگی ثانویه هستند که شامل آب دمیرالیزه بعنوان خنک کننده است. این که چرا ژنراتورهای بسیار بزرگ و کارخانجات نیروی کوچک اغلب برج های سردکننده بزرگی کنار خودر دارند. برای همه کاربردهای معمول دیگر، هم مسکونی و هم صنعتی، رادیاتور استاندارد و فنی روی ژنراتور وصل شده اند و به عنوان سیتم خنک کنندگی اولیه کار می کنند.

لازم است که سطوح خنک کنندگی ژنراتور بر پایه روزانه بررسی شود. سیستم خنک کنندگی و پمپ آب تازه می توانند آب را با فشار آب بعد از هر ۶۰۰ ساعت ریخته می شود و تبادل گر گرمایی باید بعد از هر ۲۴۰۰ ساعت کار ژنراتور تمیز شود. ژنراتور باید در منطقه ای باز و تهویه دار انجام شود که تامین کافی با هوای تازه انجام شود. کد الکتریکی ملی (NEC) فضای حداقل سه فوتی را باید در تمام جوانب ژنراتور در اختیار قرار می دهد تا جریان آزاد هوای خنک کننده تضمین شود.

(ii) سیستم اگزوز

گازهای اگزوز توسط ژنراتور از هر نوع موتور دیزلی یا گازوییلی خارج می شوند و شامل مواد شیمیایی به شدت سمی بودند که نیاز دارند بطور مناسبی مدیریت شوند. از اینرو، لازم است تا سیستم اگزوز مناسبی وصل شوند تا ترتیب گازهای اگزوز را بدهند. اینجا نمی توان تاکید کافی بر بقایای سمی مونوکسیدکربن داشت که یکی از متداول ترین علل برای مرگ در مناطق تحت تاثیر طوفان بعد از آن است که مردم تمایل دارند در مورد آن زمانی فکر می کنند که بسیار دیر شده است.

لوله های اگزوز معمولا از چدن، آهن نرم یا فولاد هستند. لوله های اگزوز معمولا به موتور با استفاده از متصل کننده های منعطف برای حداقل کردن لرزش و جلوگیری از صدمه به سیستم خروجی ژنراتور استفاده می شوند. لوله اگزوز در خاتمه به فضای بیرون می رسند باید از طریق درها، پنجره ها و دیگر محل های باز خانه یا ساختمان خارج شوند. باید تضمین کنید که سیستم اگزوز ژنراتور مرتبط با تجهیزات دیگری نیست. باید همچنین باید افراد معتبر مشاوره کنید که تعیین کنند که آیا کار ژنراتورتان نیاز به تایید قدرت های محلی دارد تا تضمین کنند که مطابق با قوانین محلی برای اینکه در مقبل جریمه ها و دیگر خطاها پشتیبانی شوند.

(۶) سیستم روغنکاری

چون ژنراتور دارای قطعات محرک در موتورش ااست که نیاز است تا روغنکاری برای تضمین عملیات دوام و نرم برای دوره زمانی طولانی است. موتور موتور ژنراتور توسط روغن ذخیره شده در پمپ است. باید سطح روغنکاری روغن هر ۸ ساعت کارکرد ژنراتور بررسی شود. باید همچنین برای هر نوع نشت روغنکاری و تغییر در روغنکاری در هر ۵۰۰ ساعت کارکرد ژنراتور است.

(۷) شارژر باطری

شروع عملکرد ژنراتورباطری محور است. شارژر باطری باطری ژنراتور شارژ شده توسط عرضه نمودن آن با ولتاژ شناور دقیق است. اگر ولتاژ شناور خیلی پایین است باطری زیر شارژ حفظ خواهد شد. اگر ولتاژ شناور خیلی بالاست عمر باطری را کوتاه خواهد کرد. شارژر باطری معمولا از فولاد ضد زنگ برای جلوگیری از خوردگی ساخته شده است. آن ها همچنین کاملا اتوماتیک است و نیاز به هر تنظیمی ساخته شده ندارد یا هر تنظیماتی تغییر کرده باشد. ولتاژ خروجی DC شارژر باطری مجموعه ای از ۲٫۳۳ ولت در هر سلول است که ولتاژ شناور دقیقی برای باتری های اسیدی سربی است. شارژر باطری ولتاژ خروجی ایزوله شده DC دارد که با کارکرد نرمال ژنراتور مداخله نمی کند.

(۸) کنترل پنل

این رابط کاربر با ژنراتور است و شامل خصوصیاتی برای پریز الکتریکی است. کارخانجات مختلف قسمت های متفاوتی در کنترل پنل گنجانده اند. بخش از این موارد در زیر آمده است.

(i) روش و خاموش الکتریکی- کنترل استارت اتوماتیک به طور خودبخود ژناتور در طول قطع برق است که بر ژنراتور نظارت می کند در حالی که در حال کار است و بطور اتوماتیک خاموش می شود زمانی که بیشتر دیگر مورد نیاز نیست.

(ii) معیار موتور- معیارهای مختلف نشان می دهد که پارامترهای مهمی مانند فشار روغن، دمای خنک کننده، ولتاژ باطری، سرعت چرخش موتور و دوره عملکرد است. اندازه گیری و نظارت ثابت این پارامترها قادرند موتور ژنراتور را غیرقابل ساخته اند موقعی که هر از این سطوح آستانه مربوطه است.

(iii) معیار ژنراتور- کنترل پنل معیارهایی دارد که همچنین برای اندازه گیری جریان خروجی و ولتاژ و فراوانی عملکردی دارد.

(iv) کنترل های دیگر- انتخاب فاز سوییچ، سوییچ فرکانس و کنترل موتور سوییچ (حالت کتابچه راهنمای کاربر، حالت خودکار) در میان دیگران

(۹) چارچوب/شاسی موتور ژنراتور

دیزل ژنراتور ، قابل حمل یا ثابت می باشد ، در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می گیرد .

.

مقدمه :

امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت
فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود
دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا
تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند.
بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی
(Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد
می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا
بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و
بدون نقص انجام داد.
قابلیت‌هایی از قبیل
توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا...) ،
توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ،
موتور، شیر‌برقی ، ... ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار
كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این
سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

مفهوم كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC :

در
سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن
اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس كرده و نسبت به آن
پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌كند. امكان تعریف مدهای مختلف برای
ترمینالهای ورودی/خروجی یك PLC، این امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را
مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد. علاوه بر این PLC شامل یك واحد پردازشگر
مركزی( CPU) نیز هست، كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند. این
كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ
یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ كانتر را كنترل نماید. همین امر باعث
شده بتوان هر سیستمی، از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/O كه كار ساده‌ای
مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار
پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون
نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها
تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید.


زمان پاسخ‌گویی Scan Time :

این
زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه كاربر
دارد. از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی كه I/O
از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم
دورتری هستیم در نتیجه زمان اسكن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور كردن برنامه
كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت
كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری
بفرستد.

قطعات ورودی :

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر
مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی،
اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودی نظیر شستی‌های استارت/
استوپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity ، level
sensor ، ترموكوپل، PT100 و... PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی
نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات
داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن فشار مخازن
و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.
سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

قطعات خروجی :

همانطوری
كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات
خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و ... كامل نخواهد
بود. قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر
اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای
اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.


نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :

در
یك سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم كنترلی عمل می‌كند. هنگام اجرای
یك برنامه كنترلی كه در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم
را بررسی می‌كند. این كار را با گرفتن فیدبك از قطعات ورودی و سنسورها
انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه كنترلی خود منتقل می‌كند و
نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در نهایت
فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌كند.


مقایسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای كنترلی مبتنی بر PLC :

امروزه
تابلوهای كنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی كمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چرا كه معایب زیادی دارند. از آنجا كه این نوع تابلوها با رله‌های
الكترو‌مكانیكی كنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌كنند، سیم‌كشی تابلو كار
بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌كند. در نتیجه عیب‌یابی و
رفع مشكل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا
بروز كردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود كه این امر مقرون
به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.
با
بوجود آمدن PLC، مفهوم كنترل و طراحی سیستم‌های كنترلی بطور بسیار چشمگیری
پیشرفت كرده است و استفاده از این كنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. كه
به برخی از این موارد در زیر اشاره كرده‌ایم. كه با مطالعه آن می‌توان به
وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های كنترلی پی برد:
سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا 80٪ كاهش می‌یابد.
از آنجاییكه PLC توان بسیار كمی مصرف می‌كند، توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد.
توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند.
برعكس
سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه
كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها
با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه
بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد.
در مقایسه با تابلو‌های
قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات كمكی از قبیل رله ، كانتر،
تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار كمتر شده است. همین امر نیز باعث شده
در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری
كاسته شود.
از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میكرو‌ثانیه
و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیكل كاری ماشین
بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا
رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.
وقتی توابع كنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین كردن PLC بسیار كم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

 


نرم افزار protool یك نرم افزار مخصوص مانیتورینگ صنعتی و راه اندازی پنلهای صنعتی است.









امروزه در عصــر ســــرعت و ارتباطــات و با وجود شبكه
های جهانی خارجی و داخلی(Internet , Intranet )، پایه و اساس ایجاد موضوعات
مختلف بر مبنای سرعت انتقال داده ها از جائی به جای دیگر و امكان دسترسی
سریع و آسان به داده ها پایه ریزی می شود . لذا خود موضوع ارتباطات نیز از
این موضوع استثناء نبوده و امروزه از اهمیت ویژه ای برخوردار است و چون بخش
مهمی از ارتباطات هر سازمانی را ، مكاتبات آن سازمان تشكیل می دهد ، لذا
اهمیت این موضوع در مكاتبات هر سازمان نیز خود را نشان می دهد .



در روشهای سنتی و البته معمول فعلی ، مكاتبات سازمانی (
چه داخلی و چه خارجی ) با استفاده از نامه نگاری های معمول و بواسطه كاغذ
انجام می پذیرد ، البته ممكن است در این راستا ، برای ارسال مكاتبات فوری
تر از دستگاههائی مانند نمابر نیز استفاده شود ، ولی آنچه مهم است اینكه
همواره از این روشها استفاده نمی شود .

نرم افزار protool یك نرم افزار مخصوص مانیتورینگ صنعتی و راه اندازی پنلهای صنعتی است این نرم افزار از نظر ساختار داخلی به دو قسمت اصلی تقسیم می شود بخش اول مربوط به protool cs است كه پیكربندی پروژه را در این نرم افزار به عهده دارد و بخش دوم protool/pro RT است كه جهت تست و شبیه سازی برنامه مورد استفاده قرار می گیرد




در بخش protool cs شما می توانید یك پروژه را ایجاد،
مدیریت و پیكربندی كنید و این امر بر روی كامپیوتر انجام می گیرد در بخش
protool/pro RT شما می توانید برنامه را بر روی operating unit ها تست كنید
و یا اینكه بر روی كامپیوتر شبیه سازی كنید.

اما شركت زیمنس یك سری پنلهای مخصوص طراحی كرده كه بر
حسب امكانات در مدلهای مختلف طراحی شده اند. امكانات این پنلها عبارتند از
امكان نصب ویندوز و اتصال به PLC و همچنین دارایا پورتهای USB و اتصال به
صورت شبكه های Ethernet صنعتی و profibus DP می باشد.

 



 





آشنایی با استاندارد IEC1131 درصنعت PLC

اولین PLCها در سال 1968 ساخته شده اند. در دهه 70 قابلیت برقراری
ارتباط به آنها اضافه شد و در دهه 80 پروتکل های ارتباطی استاندارد شد.
بالاخره در دهه 90 استاندارد زبان های برنامه نویسی PLC یعنی استاندارد
IEC1131 ارائه گردید .

PLCکنترل کننده نرم افزاری است که در قسمت ورودی اطلاعاتی را به صورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه ایی که در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمان هایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان ارسال می کند.

PLC مخفProgramable logic contorerl به معنی برنامه کنترل منطقی می باشد که برنامه نوشته شده توسط کامپیوتر را از کامپیوتر به کنتاکتور ها یا رله ها توسط مدار رابط یا اینتر فیس انتقال میدهد و طبق برنامه ذکر شده دستگاه ها را راه اندازی و کنترل می نمایید. از PLC می توان در انواع دستگاهها و كارخانه ها استفاده كرد و مثلاً برای اتوماسیون خطوط تولید كار خانه ها ، ایجاد فرآیند اتوماتیك و پیچیده در دستگاههای مختلف صنعتی و همچنین طراحی BMS می توان از PLC استفاده نمود.

PLC ها مشخصه‌های فراوانی دارند ولی پركاربردترین آنها عبارتند از : تعداد ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ، تعداد تایمر، تعداد شمارنده، تعداد رله های كمكی، حجم حافظه قابل برنامه ریزی ، سرعت اجرای دستورات .

 كارخانه های سازنده PLC برای آن، نرم افزاری تهیه می كنند پس از نصب نرم افزار روی كامپیوتر می توان برنامه دلخواه را نوشت و سپس آن برنامه را از كامپیوتر وارد PLC نمود.

معمولاً PLC ها دارای پورتهای ارتباطی صنعتی هستند كه به كمك آن می توانند با سایر دستگاهها ارتباط برقرار كنند كه این امر باعث تسریع در امر تبادل اطلاعات می گردد و امكان كنترل دقیق تر را به PLC می دهد امروزه استفاده از PLC در صنایع و کارخانه ها رو به افزایش است و بایستی برقکاران صنعتی طرز استفاده از آن را بدانند. درواقع هر سیستم نیاز به کنترل دارد.در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد. 1-سخت افزاری(مدارات فرمان الکتریکی) 2- سیستم های PLC خود به 2 گروه تقسیم می شوند : سیستم های کنترلی گسترده DCS ، کامپیوتر های شخصی IPC

هرPLC از دو قسمت زیر تشکیل شده است

*سخت افزار

*نرم افزار

سخت افزار LOGO شامل

*ماژول اصلی

*کارت های افزایشی

*ماژول تغذیه

*قطعات جانبی

پروسه کار یک PLC

ورودی پردازش خروجی

 ورودی می تواند سنسور ها - کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و...باشند. خروجی هم موتورها - رله یا کنتاکتورها - لامپ ها و نمایشگر ها باشند.

 با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی

*كنترل بهتر فرآیندهای تولید

*سرعت و دقت عمل بالا

*توانایی خواندن انواع ورودی‌ها ی دیجیتال،آنالوگ و فركانس بالا

*توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ...

*امكانات اتصال به شبكه

*ابعاد بسیار كوچك

*سرعت پاسخگویی بسیار بالا

*ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد

*شبکه کردن PLC ها و امکان مدیریت آنها با یک کامپیوتر مرکزی

موارد کاربرد PLC :

 1- کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی

 2- کنترل هر سیستم خط تولید

 3- کنترل فرمان مدار CNC (ماشین های فرز پیشرفته )

مزایای استفاده از PLC :

1.سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا 80ظھ كاهش می‌یابد.

2.از آنجاییكه PLC توان بسیار كمی مصرف می‌كند، توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد.

3.توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند.

4.برعكس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد.

5.در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات كمكی از قبیل رله ، كانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/Aو... بسیار كمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی،  پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری كاسته شود.

PLC. 6ها استهلاک مکانیکی ندارند بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهند داشت.

7.بر خلاف مدارات رله کنتاکتوری، نویزهای الکترونیکی و صوتی ایجاد نمی کنند.از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی  PLC در حدود میكرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است،  لذا زمان لازم برای انجام هر سیكل كاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.

8.ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.

وقتی توابع كنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین كردن PLC بسیار كم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

کاربردهای PLC در صنعت:

PLC ها در خیلی از وسایل و لوازم دنیای اطراف ما استفاده می شوند . اگر میگوئیم اکنون دوره صنعت است ، بهتر است بگوئیم دوره PLC است . اگر شغل شما مرتبط به ماشین سازی ، بسته بندی ، مواد شناسی ، مونتاژ خودکار یا یکی دیگر از صنایع بیشمار است ، شما یکی از کاربران PLC هستید ، وگرنه وقت و پول خود را هدر می دهید .تقریباً تمامی لوازمی که نیاز به نوعی کنترل الکتریکی دارند ، نیازمند PLC هستند .

صنایع اتومبیل سازی

تست قطعات و تجهیزات ، سیستم های رنگ پاش ، شکل دادن بدنه بوسیله پرس های اتوماتیک ، سوراخ کاری ، اتصال قطعات

صنایع پلاستیک سازی

ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی ، دمش هوا ، سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک

صنایع سنگین

کوره های صنعتی ، سیستم های کنترل دمای اتوماتیک ، وسایل و تجهیزات مورد استفاده در ذوب فلزات

صنایع شیمیایی

سیستم های مخلوط کننده ، دستگاه های ترکیب کننده مواد با نسبت های مختلف

صنایع غذایی

سیستم های عصاره گیری و بسته بندی

صنایع ماشینی

صنایع بسته بندی ، صنایع چوب ، سیستم های سوراخ کاری ، سیستم های اعلام خطر و هشدار دهنده ، سیستم های استفاده شده درجوش فلزات

صنایع حمل و نقل

جرثقیل ها ، سیستم های نوار نقاله ، تجهیزات حمل ونقل

صنایع تبدیل انرژی

ایستگاه های تقویت فشار گاز ، ایستگاه های تولید نیرو، کنترل پمپ های آب ، سیستم های تصفیه آب و هوای صنعتی ، سیستم های تصفیه و باز یافت تصفیه و بازیافت گاز

خدمات ساختمانی

تکنولوژی بالابری ، کنترل هوا و تهویه مطبوع ،سیستم های روشنایی خودکار

تفاوت PLC با کامپیوتر :

 تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله - تریاک - ترانزیستور - تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

 در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

هدف يكي از بهترين تعريف هايي كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق، تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد. مهندسي برق داراي چهار گرايش است كه در زير بطور اجمالي به بررسي آنها مي پردازيم و در قسمت معرفي گرايشها به تفصيل در مورد هر كدام صحبت خواهم كرد. مهندسي برق- الكترونيك: الكترونيك علمي است كه به بررسي حركت الكترون در دوره گاز، خلاء و يا نيمه رسانا و اثرات و كاربردهاي آن مي پردازد. با توجه به اين تعريف، مهندس الكترونيك در زمينه ساخت قطعات الكترونيك و كاربرد آن در مدارها، فعاليت مي كند. به عبارت ديگر، زمينه فعاليت مهندسي الكترونيك را مي توان به دو شاخه اصلي "ساخت قطعه و كاربرد مداري قطعه" و "طراحي مدار" تقسيم كرد. مهندسي برق- مخابرات: مخابرات، گرايشي از مهندسي برق است كه در حوزه ارسال و دريافت اطلاعات فعاليت مي كند. مهندسي مخابرات با ارائه نظريه ها و مباني لازم جهت ايجاد ارتباط بين دو يا چند كاربر، انجام عملي فرايندها را به طور بهينه ممكن مي سازد. پس هدف از مهندسي مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمينه اصلي اين گرايش است شامل فرستنده، مرحله مياني، گيرنده و گسترش شبكه كه گستره هر كدام عبارتند از: فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و ... مرحله مياني: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و ... گيرنده: شامل آنتن، نحوه دريافت، تشخيص و ... گسترش شبكه: مشتمل بر تعميم خط ارتباطي ساده، ادوات سويچينگ ، ارتباط بين مجموعه كاربرها و ... مهندسي برق- كنترل: كنترل، در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي كند و علاوه بر نقش كليدي در فضاپيماها و هدايت موشكها و هواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. به كمك اين علم مي توان به عملكرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود كيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني كردن بسياري از عمليات تكراري و خسته كننده دستي و نظاير آن دست يافت. هدف سيستم كنترل عبارت است از كنترل خروجيها به روش معين به كمك وروديها از طريق اجزاي سيستم كنترل كه مي تواند شامل اجزاي الكتريكي، مكانيك و شيميايي به تناسب نوع سيستم كنترل باشد. ماهيت انرژي اگر بنيادي ترين ركن اقتصاد نباشد، يكي از اركان اصلي آن به شمار مي آيد و در اين ميان برق به عنوان عالي ترين نوع انرژي جايگاه ويژه اي دارد. تا جايي كه در دنياي امروز ميزان توليد و مصرف اين انرژي در شاخه توليد، شاخص رشد اقتصادي جوامع و در شاخه خانگي و عمومي يكي از معيارهاي سنجش رفاه محسوب مي شود. دانش آموختگان اين رشته مي توانند در زمينه هاي طراحي، ساخت، بهره برداري، نظارت، نگهداري، مديريت و هدايت عمليات سيستم ها عمل نمايند. گرايش هاي مقطع ليسانس رشته مهندسي برق در مقطع كارشناسي داراي 4 گرايش الكترونيك، مخابرات، كنترل و قدرت(1) است. البته گرايش هاي فوق در مقطع ليسانس تفاوت چنداني با يكديگر ندارند و هر گرايش با گرايش ديگر تنها در 30 واحد يا كمتر متفاوت است. و حتي تعدادي از فارغ التحصيلان مهندسي برق در بازار كار جذب گرايشهاي ديگر اين رشته مي شوند. با اين وجود ما براي آشنايي هر چه بيشتر شما گرايشهاي فوق را به اجمال معرفي مي كنيم. گرايش الكترونيك دكتر كمره اي استاد مهندسي برق دانشگاه تهران در معرفي اين گرايش مي گويد: "گرايش الكترونيك به دو زير بخش عمده تقسيم مي شود. بخش اول ميكروالكترونيك است كه شامل علم مواد، فيزيك الكترونيك، طراحي و ساخت قطعات از ساده ترين آنها تا پيچيده ترين آنها است و بخش دوم نيز مدار و سيستم ناميده مي شود و هدف آن طراحي و ساخت سيستم ها و تجهيزات الكترونيكي با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان ميكروالكترونيك است. دكتر جبه دار نيز در معرفي اين گرايش مي گويد: گرايش الكترونيك يكي از گرايشهاي جالب مهندسي برق است كه محور اصلي آن آشنايي با قطعات نيمه هادي، توصيف فيزيكي اين قطعات، عملكرد آنها و در نهايت استفاده از اين قطعات، براي طراحي و ساخت مدارها و دستگاههاي است كه كاربردهاي فني و روزمره زيادي دارند." گرايش مخابرات هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه اي به نقطه ديگر است كه اين اطلاعات مي تواند صوت، تصوير يا داده هاي كامپيوتري باشد. دكتر جبه دار در مورد شاخه هاي مختلف اين گرايش مي گويد: "مخابرات از دو گرايش ميدان و سيستم تشكيل مي شود. كه در گرايش ميدان، دانشجويان با مفاهيم ميدان هاي مغناطيسي، امواج، ماكروويو، آنتن و ... آشنا مي شوند تا بتوانند مناسبترين وسيله را براي انتقال موجي از نقطه اي به نقطه ديگر پيدا كنند. همچنين يكي از فعاليت هاي عمده مهندسي مخابرات گرايش سيستم، طراحي فليترهاي مختلفي است كه مي توانند امواج مزاحم شامل صوت يا پارازيت را از امواج اصلي تشخيص و آنها را حذف كرده و تنها امواج اصلي را از آنتن دريافت كنند. گفتني است كه امروزه با توسعه مخابرات بي سيم، ارتباط نزديكتري بين دو گرايش ميدان و سيستم ايجاد شده است. براي نمونه در گوشي تلفن همراه ما هم تجهيزات مربوط به مدارهاي مخابراتي و هم تجهيزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گيرنده را داريم. از همين رو يك مهندس مخابرات امروزه بايد از هر دو گرايش بخوبي اطلاع داشته باشد تا بتواند يك دستگاه بي سيم را طراحي كند." گرايش كنترل "اگر بخواهيم يك تعريف كلي از كنترل ارائه دهيم، مي توانيم بگوييم كه هدف اين علم، كنترل خروجي هاي يك سيستم بر مبناي ورودي هاي آن و با توجه به شرايط ويژه و نكات مورد نظر طراحي آن سيستم مي باشد." دكتر كمره اي در ادامه معرفي علم كنترل مي گويد: "علم كنترل فقط در مهندسي برق مورد استفاده قرار نمي گيرد. بلكه در شاخه هاي ديگري از علوم مهندسي و حتي علوم انساني كاربرد دارد. به عنوان نمونه كنترل فرآيند تصفيه نفت در يك پالايشگاه، كنترل عملكرد يك نيروگاه برق، سيستم كنترل ناوبري يك كشتي و يا كنترل تحولات و تغييرات جمعيتي نمونه هاي متنوعي از كاربرد علم كنترل مي باشد. گفتني است كه گرايش كنترل داراي زير بخش هاي متنوعي مانند كنترل خطي، غيرخطي، مقاوم، تطبيقي، ديجيتالي، فازي و غيره است." دكتر جبه دار نيز با اشاره به اينكه گرايش كنترل منحصر به مهندسي برق نمي شود، مي گويد: "در رشته هاي مهندسي مكانيك، مهندسي شيمي، مهندسي هوافضا، مهندسي سازه و مهندسي هاي ديگر نيز ما شاهد علم كنترل هستيم اما نوع سيستم كنترلي در هر رشته مهندسي متفاوت است. براي مثال در مهندسي مكانيك نوع كنترل، مكانيكي و در مهندسي شيمي براساس فرآيندهاي شيميايي است. اما در كل هدف مهندسي كنترل، طراحي سيستمي است كه بتواند عملكرد يك دستگاه را در حد مطلوب حفظ كند. دكتر جبه دار در ادامه درباره فعاليت هاي ديگر مهندسي كنترل مي گويد: "خودكار كردن يا اتوماتيك كردن خط توليد، يكي ديگر از فعاليت هاي مهندسي كنترل است. يعني مهندس كنترل مي تواند به گونه اي خط توليد را هماهنگ و كنترل كند كه محصول توليد شده طبق برنامه تعيين شده و با بهترين كيفيت به دست آيد." گرايش قدرت دكتر جبه دار در معرفي اين گرايش مي گويد: "هدف اصلي مهندسين اين گرايش، توليد برق در نيروگاهها، انتقال برق از طريق خطوط انتقال و توزيع آن در شبكه هاي شهري و در نهايت توزيع آن براي مصارف خانگي و كارخانجات است. بنابراين يك مهندس قدرت بايد به روشهاي مختلف توليد برق، خطوط انتقال نيرو و سيستم هاي توزيع آشنا باشد." دكتر كمره اي نيز در معرفي اين گرايش مي گويد: "گرايش قدرت به آموزش و پژوهش در زمينه طراحي و ساخت سيستم هاي مورد استفاده در توليد، توزيع، مصرف و حفاظت از برق مي پردازد. به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته در شاخه توليد با انواع نيروگاههاي آبي، گازي، سيكل تركيبي و ... آشنا مي شوند. و در بخش انتقال و توزيع، روشهاي مختلف انتقال برق اعم از كابلهاي هوايي و زيرزميني را مطالعه مي كنند و در شاخه حفاظت نيز انواع وسايل و تجهيزات حفاظتي كه در مراحل مختلف توليد، توزيع، انتقال و مصرف انرژي، انسانها و تاسيسات را در برابر حوادث مختلف محافظت مي كنند، مورد بررسي قرار مي دهند كه از آن ميان مي توان به انواع رله ها، فيوزها، كليدها و در نهايت سيستم هاي كنترل اشاره كرد. يكي ديگر از شاخه هاي قدرت نيز ماشين هاي الكتريكي است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهاي الكتريكي مي شود كه اين شاخه از زمينه هاي مهم صنعتي و پژوهشي گرايش قدرت است." آينده شغلي، بازار كار، درآمد "امروزه با توسعه صنايع كوچك و بزرگ در كشور، فرصت هاي شغلي زيادي براي مهندسين برق فراهم شده است و اگر مي بينيم كه با اين وجود بعضي از فارغ التحصيلان اين رشته بيكار هستند، به دليل اين است كه اين افراد يا فقط در تهران دنبال كار مي گردند و يا در دوران تحصيل به جاي يادگيري عميق دروس و در نتيجه كسب توانايي هاي لازم، تنها واحدهاي درسي خود را گذرانده اند. همچنين يك مهندس خوب بايد، كارآفرين باشد يعني به دنبال استخدام در موسسه يا وزارتخانه اي نباشد بلكه به ياري آگاهي هاي خود، نيازهاي فني و صنعتي كشور را يافته و با طراحي سيستم ها و مدارهاي خاصي اين نيازها را برطرف سازد. كاري كه بعضي از فارغ التحصيلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نيز بوده اند." دكتر كمره اي نيز در اين زمينه مي گويد: "اگر يك فارغ التحصيل برق داراي توانايي هاي لازم باشد، با مشكل بيكاري روبرو نخواهد شد. در حقيقت امروزه مشكل اصلي اين است كه بيشتر فارغ التحصيلان توانمند و با استعداد اين رشته به خارج از كشور مهاجرت مي كنند و ما اكنون با كمبود نيروهاي كارآمد در اين رشته روبرو هستيم." يكي از اساتيد مهندسي برق دانشگاه علم و صنعت ايران نيز در مورد فرصت هاي شغلي فارغ التحصيلان اين رشته مي گويد: "طبق نظر كارشناسان و متخصصان انرژي در كشور، با توجه به نياز فزاينده به انرژي در جهان كنوني و همچنين نرخ رشد انرژي الكتريكي در كشور، سالانه بايد حدود 1500 مگاوات به ظرفيت توليد كشور افزوده شود كه اين نياز به احداث نيروگاههاي جديد و همچنين فارغ التحصيلان متخصص برق و قدرت دارد. فرصت هاي شغلي يك مهندس كنترل نيز بسيار گسترده است چون در هر جا كه يك مجموعه عظيمي از صنعت مهندسي مثل كارخانه سيمان، خودروسازي، ذوب آهن و ... وجود داشته باشد، حضور يك مهندسي كنترل ضروري است. و بالاخره يك مهندس مخابرات يا الكترونيك مي تواند جذب وزارتخانه هاي پست و تلگراف و تلفن، صنايع، دفاع و سازمانهاي مختلف خصوصي و دولتي شود." توانايي هاي مورد نياز و قابل توصيه توانايي علمي: "مهندسي برق نيز مانند مابقي رشته هاي مهندسي بر مفاهيم فيزيكي و اصول رياضيات استوار است و هر چه دانشجويان بهتر اين مفاهيم را درك كنند، مي توانند مهندس بهتري باشند. در اين ميان گرايش الكترونيك وابستگي شديدي به فيزيك بخصوص فيزيك الكترونيك و فيزيك نيمه هادي ها دارد. در گرايش مخابرات نيز درس فيزيك اهميت بسياري دارد زيرا دروس اصلي اين رشته بخصوص در شاخه ميدان شامل الكترومغناطيس و امواج مي شود." داشتن ضريب هوشي بالا و تسلط كافي بر رياضيات، فيزيك و زبان خارجي از ضرورتهاي ورود به اين رشته است. علاقمنديها: دانشجوي برق بايد ذهني خلاق و تحليل گر داشته باشد. همچنين به كار با وسايل برقي علاقه داشته باشد چون گاهي اوقات با دانشجوياني روبرو مي شويم كه در رياضي و فيزيك قوي هستند اما در كارهاي عملي ضعيف اند. چنين دانشجوياني براي رشته هاي مهندسي مناسب نيستند و بهتر است رشته هاي ذهني و انتزاعي مثل رياضي يا فيزيك را انتخاب كنند. وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر: (كارشناسي ارشد و ...) فارغ التحصيل در مقطع كارشناسي برق كه مدرك خود را در يكي از چهار گرايش الكترونيك، مخابرات، قدرت و كنترل مي گيرد، مي تواند در يكي از اين گرايشها (اختياري) يا رشته اي كه برق زير مجموعه اي براي آن تعريف شده، ادامه تحصيل نمايد. اين رشته به صورت: مهندسي برق- الكترونيك، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرايش هاي: ميدان، سيستم، موج، رمز، مايكرونوري) برق- كنترل، مهندسي پزشكي (گرايش بيوالكتريك)، مهندسي هسته اي (دو گرايش مهندسي راكتور و مهندسي پرتو پزشكي، مهندسي كامپيوتر (معماري كامپيوتر، هوش مصنوعي و رباتيك) است. براي تحصيل در مقطع دكتراي تخصصي، مي توان، در هر يك از زيرشاخه هاي تخصصي‌تر گرايشهاي ياد شده ميزان مورد نياز واحدها را اخذ كرد و رساله دكتري را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است اين زير شاخه ها، گرايشهاي تخصصي تر اين چهار گرايش است. امكان ادامه تحصيل در كليه گرايشهاي ياد شده در مقطعهاي كارشناسي ارشد و تا حد زيادي در دوره دكتري، در داخل كشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دليل كاربردي بودن آن در بسياري از علوم مهندسي ديگر، براي فارغ التحصيلان امكان تحصيل در بسياري گرايشها و دانشها را فراهم مي كند. تخصصي مهندسي برق - الكترونيك از درسهاي پايه و اصلي موثر در مهندسي الكترونيك مي توان به درسهاي مدارهاي الكتريكي، الكترونيك 2 و 1، مدارهاي منطقي و مخابرات اشاره كرد. بعضي از درسهاي تخصصي اين گرايش عبارتند از: الكترونيك 3: مبحث اول اين درس مربوط به پاسخ فركانسي است كه به طور اجمال عوامل مربوط به كاهش بهره در فركانسهاي بالا و پايين (در واقع بالاتر و پايين تر از پهناي باند مياني) و روشهاي به دست آوردن فركانسهاي قطع بالا و پايين را در تقويت كننده هاي ترانزيستوري مورد بررسي قرار مي دهد. در مبحث دوم پايداري تقويت كننده هاي فيدبك مورد توجه قرار مي گيرد. تكنيك پالس: در درسهاي مدار و الكترونيك، دانشجويان با سيگنالهاي سينوسي و پاسخ مدارهاي خطي و يا غيرخطي به آنها آشنا مي شوند، امروزه و با توجه به رشد روزافزون فن آوري ديجيتال، كمتر مدار الكترونيكي يافت مي شود كه در آن فقط سيگنالهاي سينوسي به كار رفته باشد. پالس در حالت كلي به سيگنالهايي گفته مي شود كه تغييرات جهش داشته باشند. از مهمترين اين سيگنالها كه در درس تكنيك پالس هم مورد بررسي قرار مي گيرد، سيگنالهاي پله، مربعي، مورب و نمايي هستند. ميكروپروسسور: پس از پيدايش الكترونيك ديجيتال و جنبه هاي جذاب و ساده طراحيهاي ديجيتال و كاربردهاي فراوان اين نوآوري، با تكنولوژيهاي SSI , MSI ، ادوات الكترونيك ديجيتال، مانند قطعات منطقي به بازار ارائه شد. شركت تگزاس اولين ميكروپروسسور 4 بيتي را با فن آوري 2SI طراحي و عرضه نمود كه بعنوان بخش اصلي ماشين حساب مورد استفاده قرار گرفت و اين گام اول در پيدايش و ظهور ميكروپروسسورها بود. معماري كامپيوتر: در اين درس معماري داخل 8 بيتي ها و نحوه اجراي دستورالعملها در اين پردازنده ها، بررسي حافظه ها و روش دستيابي ميكروپروسسورها به اطلاعات حافظه، معرفي زبان اسمبلي پردازنده هاي 8 بيتي و ايجاد توانايي جهت نوشتن برنامه اي براي عملكردي خاص به كمك ميكروپروسسورها و معرفي قطعات جانبي مورد استفاده توسط ريزپردازنده ها، مورد مطالعه قرار مي گيرد. مدارهاي مخابراتي: درس مدار مخابراتي به بررسي ساختار و يا طراحي مدارهايي مي پردازد كه در فركانسهاي بالا كار كرده و يا به نوعي در ارسال پيام در گيرنده و فرستنده نقش دارند. در اين درس ابتدا با نويزهاي حرارتي، ترقه اي و ... آشنا شده و راههايي براي محدود كردن نويز پيشنهاد مي شود، سپس مدارهاي تشديد و تبديل امپدانس كه به منظور انتقال حداكثر توان به كار مي روند مورد بحث قرار مي گيرد. فيزيك مدرن: در فصل اول اين درس با پرداختن به نسبيت خاص دانسته هاي علمي ما كاملاً اشتباه از آب درآمده و با پرداختن به اصولي نظير اتساع زمان، پديده دوپلر، انقباض طول، نسبيت جرم، جرم و انرژي و ...، همه دانسته هاي ما را (حداقل در حيطه دانستن) نابود مي كند. فصلهاي ديگر درس به موضوعاتي نظير خواص ذره اي امواج، پديده فتوالكتريك، نظريه كوانتومي نور، پرتوايكس، پراش ذره، ساختار اتمي، مكانيك كوانتومي و ... مي پردازد. فيزيك الكترونيك: شامل مطالعه خواص سيليكون، بلورشناسي، روشهاي ساخت قطعات و مدارهاي نيمه هادي، تحليل و طراحي اين مدارها، به دست آوردن مشخصات قطعات و يكي از مهمترين زمينه هاي كاري و تحقيقاتي در رشته الكترونيك است. پيش نياز اين قسمت تسلط بر درس درياضي مهندسي و معادلات ديفرانسيل و مختصري در فيزيك كوانتوم و فيزيك مدرن مي باشد. درسهاي تخصصي مهندسي برق- مخابرات از درسهاي پايه و اصلي موثر در مهندسي مخابرات مي توان به درسهاي رياضي مهندسي تجزيه و تحليل سيستمها، مدارهاي الكتريكي، الكترونيك و الكترومغناطيس اشاره كرد. بعضي از درسهاي تخصصي عبارتند از: مخابرات 2: شامل تجزيه و تحليل و طراحي شبكه هاي مخابراتي ديجيتالي است. مطالب درسي با مروري بر تجزيه و تحليل سيگنالها و سپس فرآيندهاي تصادفي شروع شده و به دنبال آن به بررسي اجزاي يك سيستم (مجموعه) مخابراتي ديجيتال در حالت كلي مي پردازد و چگونگي بهينه سازي سيستم براي انتقال پيام با حداقل خطاي ممكن را بررسي مي كند. ميدان و امواج: درس ميدان و امواج به بررسي رفتار امواج الكترومغناطيس در محيطهاي مختلف طبيعت مي پردازد. محيطها به قسمت هاي هادي و نيمه هادي و عايق تقسيم بندي شده و عوامل رفتاري امواج در اين محيطها از قبيل اتلاف نيرو انعكاسي كلي يا شكست بررسي مي شود. الكترونيك 3: در گرايش الكترونيك توضيح داده شد. مدارهاي مخابراتي: در گرايش الكترونيك توضيح داده شد. آنتن ها و انتشار امواج: اين درس به بحث در مورد نحوه انتشار امواج الكترومغناطيسي مي پردازد. مباحث مطرح شده در اين درس به صورت نظري و عملي است، به عبارتي از نحوه تشعشع يك منبع الكترومغناطيسي ساده شروع كرده و با توسعه آن به مطالعه ساده ترين آنتن عملي مي پردازد. مايكروويو: اين درس در ابتدا پس از تعريف محدود مايكروويو از نظر فركانس 1 و تقسيم بندي امواج مايكروويو به بررسي انتقال امواج با فركانس بالا با حداقل تلفات در محيطهاي مختلف مي پردازد. سپس عناصر غيرفعال مايكروويو شامل نضعيف كننده ها، تغيير فازدهنده ها و كوپلرهاي جهت دار معرفي مي شود. اصول ميكروكامپيوتر: اين درس را به جرات مي توان از جذابترين و پركاربردترين درسهاي برق دانست زير در دنياي امروز كه تمامي وسايل مكانيكي آنالوگ جاي خود را به وسايل ديجيتالي مي دهند، داشتن اطلاعات كافي در مورد نحوه كارپروسسورها از اولين نيازهاي يك مهندس برق مي باشد. با تركيب مطالب اين درس با هر كدام از درسهاي ديگر مي توان طرحهاي بسيار جالب و پركاربردي را طرح ريزي كرد. درسهاي تخصصي مهندسي برق- قدرت از درسهاي پايه و اصلي موثر در مهندسي قدرت مي توان به دروس مدار، الكترومغناطيس، الكترونيك، ماشين و بررسي اشاره كرد. بعضي از درسهاي تخصصي اين گرايش عبارتند از: ماشينهاي الكتريكي 3: اين درس از جمله درسهايي است كه ديدي صنعتي به دانشجو مي دهد. مبحث اين درس را مي توان به دو فصل مهم ترانفسورمرهاي سه فاز و ماشينهاي سنكرون تقسيم بندي نمود. ترانسفورهاي سه فاز و ماشينهاي سنكرون: وسايلي الكتريكي هستند كه بيشتر جنبه صنعتي دارند و كاربردهاي بسيار زياد ترانسهاي سه فاز در انتقال و توزيع انرژي الكتريكي، تبديل ولتاژ در ابتداي همه كارخانه ها و كارگاههاي بزرگ صنعتي و ... بر هيچ كس پوشيده نيست. در اين درس در مورد انواع آرايشهاي اين تراسنها، كليه گروههاي موجود و كاربرد هر نوع، بحث جامعي مي شود. ماشينهاي مخصوص(ويژه): به تعبيري مي توان اين درس را نقطه عطف درسهاي تخصصي اين گرايش دانست. زيرا اين درس به بررسي در مورد ماشينهاي ويژه مي پردازد كه اين ماشينها در وسايل خانگي كاربرد فراوان دارند. الكترونيك قدرت: الكترونيك قدرت در عمل بين الكترونيك و قدرت، آشتي برقرار كرده است. به طور مثال مي توان با فرمان يك ريزپردازنده كه حدود 5 ولت و 200 ميلي آمپر است يك كارخانه را راه اندازي كنيم. در زمينه الكترونيك قدرت المانهايي نظير تريستور، ترانزيستور و ... كاربردهاي فوق العاده زيادي دارند. از مزاياي اين قطعات تحمل توانهاي بالا مي باشد. بررسي سيستمهاي قدرت 2: اين درس بيشتر در مورد انتقال انرژي و مشكلات موجود در اين راه صحبت مي كند. از جمله مطالب ارائه شده در اين درس مي توان به پخش بار اقتصادي در شبكه هاي قدرت، اتصال كوتاههاي متقارن و نامتقارن روي شبكه قدرت و پايداري سيستمهاي قدرت اشاره نمود. توليد و نيروگاه: اين درس يكي از درسهاي بسيار جذاب اين گرايش است، زيرا برخلاف ديگر درسها، زياد به مسائل نظري، نمي پردازد و جنبه بسيار عملي دارد. آشنايي با انواع نيروگاهها (آبي، اتمي، بادي، بخار، ...) و همچنين بحث كلي در مورد اين نيروگاهها و روشهاي كاري آنها از مباحث اين درس است. رله و حفاظت: يك شبكه قدرت را بايد در مقابل خطرات احتمالي (اتصال كوتاهها) محافظت كرد. از وسائلي كه در اين مورد استفاده مي شود مي توان به رله ها اشاره كرد كه بسته به نوع رله به محض ايجاد يك حالت خطا و يا خرابي در شبكه وارد عمل شده، قسمتي از شبكه را جدا كرد. عايق و فشار قوي: با توجه به تفاوتهاي ولتاژهاي فشار قوي با ولتاژهاي فشار ضعيف، به طور حتم توليد، اندازه گيري و بهره برداري از اين ولتاژها تفاوتهاي عمده اي با ولتاژهاي فشار ضعيف دارد و براي عايق بندي شبكه فشار قوي بايد از عايقهاي مخصوصي استفاده كرد. فصل نخست اين درس به بررسي اين مقوله مي پردازد. در بخش دوم اين درس انواع تخليله الكتريكي، مراحل مختلف آن در عايقها و اثرات مختلف شكست بر عايق مورد بررسي قرار مي گيرد. ترموديناميك: شايد اولين سوالي كه در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط اين درس با درسهاي برق باشد. كاربرد اصلي مطالب اين درس مبحث توليد نيروگاه است. زيرا هنگام آشنايي با انواع نيروگاهها (نيروگاه بخار، گازي، اتمي و ...) بايد اطلاعاتي در مورد سيكل كاري آنها داشته باشيم، پس داشتن اطلاعاتي در مورد ترموديناميك ضروري است. اصول ميكروكامپيوتر: درگرايش مخابرات توضيح داده شد. درسهاي تخصصي مهندسي برق- كنترل از درسهاي پايه و اصلي موثر در مهندسي كنترل مي توان به درسهاي مدار، الكترونيك، رياضي مهندسي، تجزيه و تحليل سيستم و كنترل خطي اشاره كرد. بعضي از درسهاي تخصصي اين گرايش عبارتند از: كنترل ديجيتال و غيرخطي: كنترل ديجيتال از سال 1960 در پيشرفتهاي مربوط به قابليت توليد و كيفيت محصولات و صرفه جويي در هزينه ها، نقش مهمي داشته است. به خصوص با پيشرفتهايي كه در زمينه ميكروپروسسور صورت گرفته، اين رشته توانسته است در بعضي موارد از كنترل آنالوگ پيشي گرفته، دقت كار را بالا ببرد. كنترل مدرن: اين درس برخلاف ساير درسها (مانند كنترل صنعتي و ...) تا حدي جنبه نظري دارد و ديدي تقريبا رياضي به يك مهندس كنترل مي دهد. آشنايي كلي با مفاهيم كنترل پذيري و مشاهده پذيري سيستمهاي كنترل و مطالعه فيدبكهاي حالت از مباحث اين درس است. كنترل صنعتي: اين درس از درسهاي تخصصي و مهم گرايش كنترل مي باشد كه به بررسي نحوه به كارگيري روابط رياضي و فرمولهايي كه در هر نوع پروسه اي وجود دارد مي پردازد و شامل آشنايي با سيستمهاي كنترل غلظت، سطح، ارتفاع و يا ئبي ورودي، خروجي مخازن حاوي مايعات صنعتي و شيميايي (مانند مخازن موجود در صنايع، پالايشگاهها و ...)، مطالعه سيستمهاي كنترل دما و رطوبت يك محفظه و يا اتاق، آشنايي با انواع كنترل كننده هاي صنعتي، مطالعه انواع سيستمهاي نورد موجود در كارخانه ها(مانند نورد فولاد، كاغذ و...) و ديگر سيستمهاي موجود در صنعت است. ابزار دقيق: اصطلاح ابزار دقيق به ابزاري اطلاق مي شود كه سيگنالها را ثبت و نشان داده و يا باعث انتقال سيگنالي بين اجزاي مختلف سيستم مي شوند. اين درس به معرفي سيستمهاي كنترل و ابزار دقيق و همچنين معرفي اجزاي اين سيستمها مي پردازد. اصول ميكروكامپيوتر: در گرايش مخابرات توضيح داده شد. ترموديناميك: در گرايش قدرت توضيح داده شد. مباني تحقيق در عمليات: اين درس به طور كلي براي تمام دانشجويان مهندسي مفيد است. چون مهندسي ارتباط مستقيم با هزينه و سود اقتصادي دارد. آگاهي به برنامه ريزي خطي كه بحث اصلي اين درس است براي هر مهندسي جنبه هاي مثبت زيادي دارد. با اين درس مي توان هزينه ها را به حداقل و سود و صرفه اقتصادي را با كمترين امكانات به حداكثر رساند. بنابراين آگاهي به اين درس براي تمام كساني كه مي خواهند يك طرح صنعتي انجام دهند مزاياي زيادي دارد رشته هاي مشابه و نزديك به اين رشته در برخي از دانشگاهها رشته مهندسي پزشكي را يكي از گرايش هاي مهندسي برق به شمار مي آورند. رشته هايي از قبيل مهندسي علمي - كاربردي برق، كارداني فني برق، دبير فني برق - قدرت و ... پيوند عميقي بين اين رشته و دانش كامپيوتر وجود دارد كه غيرقابل انكار است. با توجه به حجم بازار الكترونيك و بازار صنعت نيمه رسانا در دنيا و نيز كشور ما كه رشد 7% و 15% دارد، لذا آينده روشني براي اين رشته پيش بيني مي كنند چه از لحاظ بازار كار بر صنعت هاي شغلي و چه از نظر تحققات علمي. نكات تكميلي "مانع رشد صنعت الكترونيك و ميكروالكترونيك در دنيا نه سرمايه است و نه فن آوري و نه بازار. البته همه اينها محدوديت ايجاد مي كند ولي فعالً محدوديت اصلي كه اجازه نمي دهد كار از حدي جلوتر برود عبارت است از نيروي كار كيفي." آنچه خوانديد نظر قائم مقام فني يكي از بزرگترين مجموعه هاي ميكروالكترونيك بلژيك است و بيانگر آن است كه امروزه براي موفقيت در مهندسي برق گرايش الكترونيك بايد از سطح علمي و مهارت فني خوبي برخوردار بود. دكتر فتوت احمدي استاد مهندسي برق دانشگاه صنعتي شريف نيز در تاييد همين سخن مي گويد: "براي مثال در طراحي "IC" احتياج به سرمايه گذاري عمده اي نيست، بلكه هوشمندي طراح و دانش فني خوب، بسيار اهميت دارد.