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

دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

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:

بررسی 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 شودتکه هایی از متن به عنوان نمونه :فهرست مطالب:فصل اول: مقدمه ........................................................................   11-1-پیشگفتار                                                                                       11-1-1-عوامل اقتصادی مدیریت مصرف انرژی                                             1    1-1-2-تعریف مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی                                       21-3-نقش فناوری اطلاعات در بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی              31-4-تعریف سیستم های SCADA                                                          1-5-سیستم های SCADA و مدیریت مصرف انرژی                                     51-6-ضرورت انجام تحقیق                                                                        5                                1-7-اهداف تحقیق                                                                                 61-8-مروری بر فصل های پایان نامه                                                             7فصل دوم :مبانی نظری تحقیق.....................................................................82-1-مقدمه                                                                                               82-2-تاریخچه مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی                                        82-2-1-دوره اول :صرفه جویی 1981-1973                                             92-2-2-دوره دوم :مدیریت انرژی 1993-1981                                           9      2-2-3-دوره سوم:خرید انرژی به بهای کمتر 2000-1993                           102-2-4-دوره چهارم :توجه به مسائل زیست محیطی 2010-2000                 11    2-2-5-دوره پنجم :فناوری پاک 2020-2010                                         11    2-3-مراحل مدیریت مصرف انرژی                                                            12  2-3-1-مرحله اول: :شناسایی فرصت ها                                                   12  2 -3-2-مرحله دوم :اولویت بندی فعالیت ها                                             132-3-3-مرحله سوم :به انجام رساندن فرآیندها به طور موفقیت آمیز                   132-3-4-مرحله چهارم :مرحله بازبینی و اصلاح مستمر                                   13      2-4-کاربرد فناوری اطلاعات در مدیریت مصرف انرژی                                     142-4-1-نقش اینترنت و تجارت الکترونیک در مدیریت مصرف انرژی                 142-4-2-مدیریت و برآورد نیاز به مصرف انرژی                                             15          2-4-3-روشهای کنترل شبکه ای                                                            162-4-3-1-سیستم های SCADA                                                  2-4-3-2-سیستم ذخیره سازی اطلاعات تجهیزات                                   172-4-3-3-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  2-6-بررسی 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 استفاده از سیستم های SCADA                                    2-6-5-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت مصرف انرژی              302-7-نتیجه گیری فصل                                                               31فصل سوم :پیشینه پژوهشی ......................................................323-1-مقدمه                                                                                         32        3-2-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی       323-2-1-صرفه جویی در مصرف انرژی                                                     323-2-2-کاربرد سیستم های SCADA در افزایش بازدهی سازمان               323-2-3-مزایای صرفه جویی در مصرف انرژی                                          333-2-4-آنالیز ROI                                                                        3-3-مراحل و روشهای به کارگیری سیستم های SCADA در مدیرت انرژی       343-3-1-آنالیز و بررسی دقیق میزان مصرف انرژی و اوج بار مصرفی                   343-3-2-آنالیز و اندازه گیری سایر داده های مورد نیاز در مدیریت مصرف انرژی       353-4-کاربرد سیستم های SCADA در افزایش راندمان                                   363-5-زمانبندی کارکرد مصرف کننده ها به وسیله سیستم های SCADA             3-6-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت سیستم روشنایی                     383-7-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت و کنترل تجهیزات                   403-8-کاربرد سیستم های SCADA در سازماندهی پرسنل فنی                       403-9-کاربرد سیستم های SCADA در کاهش استهلاک تجهیزات                   413-9-1-کاهش استهلاک تجهیزات با کم کردن حجم کاری                           423-9-2-کاهش استهلاک با اعمال روش های کنترلی                                    423-10-کاربردسیستم های SCADA در صنعت برق                                     423-10-1-کاربرد سیستم هایSCADA درافزایش راندمان نیروگاه های برق    42                                            3-10-2-ایجاد شبکه های هوشمند و بهبود راندمان شبکه برق سراسری           433-11-کاربرد منطق فازی و هوش مصنوعی در مدیریت و بهینه سازی مصرف         433-11-1-استفاده از هوش مصنوعی در پیش بینی مقدار مصرف انرژی               433-11-2-بهره گیری از منطق فازی برای پیش بینی مقدار مصرف                   443-12-کاربرد منطق فازی در کاهش مصرف انرژی در کوره های صنعتی               453-13-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت سیستم های مرتبط با دما       463-13-1-کاربرد سیستم های SCADA در مدیریت سیستم های گرمایشی     463-13-2-پایش و ثبت دقیق دما بر حسب زمان                                         463-13-3-امکان پیاده سازی روشهای پیشرفته کنترل دما                             473-13-4-امکان استفاده از تقویم زمانی برای کارکرد سیستم تهویه مطبوع         483-14-داده کاوی اطلاعات سیستم های SCADA جهت افزایش امنیت               483-15-استفاده از میکرو کنترولرجهت بهبود عملکرد سیستم های SCADA       3-16-استفاده از قابلیت های نرم افزارSCADA در فرآیند کنترل                  493-17-امکان استفاده از OPC در نرم افزار SCADA                                3-18-استفده از سیستم های SCADA بر مبنای وب                                   503-19-استفاده از روشهای مدل سازی در مدیریت انرژی                                 513-20-جمع بندی تحقیقات گذشته                                                         523-21-نتیجه گیری فصل                                                                       53فصل چهارم :روش پیاده سازی ، آزمایش ها و نتایج...................................554-1-مقدمه                                                                                     554-2-اهداف مدیریت انرژی در کوره های الکتریکی                                       554-2-1-کاهش انرژی مصرفی در کوره های الکتریکی                               564-2-2-کاهش اوج بار مصرفی در کوره های الکتریکی                               564-3-فرآیند مصرف انرژی در یک کوره الکتریکی                                         564-3-1-اندازه گیری دما                                                                    594-3-2-اندازه گیری پارامترهای مرتبط با مصرف انرژی                             60      4-3-3-کنترل توان در کوره های الکتریکی                                           614-4-طراحی فرآیند مدیریت مصرف انرژی در کوره های الکتریکی                   634-4-1-تععین پارامترهای مورد نیاز جهت اندازه گیری و کنترل                   634-4-2-انتخاب RTU ها جهت فرآیند مدیریت مصرف انرژی                     644-4-3-ارتباط نرم افزار SCADA با RTU ها                                   654-4-4-پروتکل های ارتباطی                                                             664-4-5-نصب تجهیزات جهت فرآیند آزمایشی                                         714-4-6-نصب RTU ها در نرم افزار SCADA                                    4-4-7-بررس عملکرد سیستم کنترل توان                                             784-5-آزمایش اول:بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل ON/OFF          4-5-1-طراحی نرم افزار جهت آزمایش اول                                          794-5-2-بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی در آزمایش اول     82  4-6-آزمایش دوم :بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل ON/OFFبا اعمال محدودیت در اوج بار مصرفی                                                   85  4-6-1-اصلاح برنامه نرم افزاری جهت آزمایش دوم                                 86  4-6-2-بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش دوم     87  4-7-آزمایش سوم :بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل PID              4-7-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش سوم-روش کنترلی PID      4-7-2- بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش سوم   92  4-8-آزمایش چهارم : بررسی روند مصرف انرژی در روش کنترل PIDهمراه با اعمال محدودیت توان                                                          944-8-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش چهارم                               954-8-2- بررسی وتحلیل نمودارهای مرتبط با مصرف انرژی درآزمایش سوم     954-9-آزمایش پنجم :بررسی روند مصرف انرژی در روش PID همراه بااعمال محدودیت توان در پیش بینی کوتاه مدت                                 974-9-1-طراحی نرم افزار جهت انجام آزمایش پنجم                                 974-9-2-بررسی و تحلیل نمودارهای آزمایش پنجم                                   994-10-نتیجه گیری فصل                                                                102فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری و پیشنهادها .............................1045-1-مقدمه                                                                                  1045-2-نتایج بدست آمده از فرآیندهای آزمایشی                                       1045-2-1-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش اول                                          1055-2-2-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش دوم                                           1065-2-3-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش سوم                                         1065-2-4-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش چهارم                                      1075-2-5-تحلیل نتایج حاصل از آزمایش پنجم                                     107       5-3-مزایای استفاده از طرح ارائه شده در تحقیق                                     1075-3-1-کاهش هزینه های مستقیم                                                   1085-3-2-کاهش هزینه های غیر مستقیم                                               1085-3-3-بهبود فرآین تولید و تاثیر آن بر افزایش کیفیت                           1085-4-پیشنهادات جهت ادامه کار در آینده                                             1095-4-1-استفاده از روش های کنترل نوین                                           1095-4-2-محاسبه نرخ بازگشت سرمایه                                                 1095-4-3-استفاده از سیستم های مدیریت انرژی اقتصادی                         1095-5-4-ارتباط با سایر نرم افزار های سازمانی                                       110        5-4-5-افزایش راندمان تجهیزات با استفاده از ظرفیت بهینه                   110  مراجع                                                                                         111چکیده به زبان انگلیسی                                                                   115چکیده:با توجه به افزایش قیمت حامل های انرژی در سالهای اخیر و مشکلات زیست محیطی که در اثر مصرف کنترل نشده این حامل ها ایجاد شده است امروزه بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی با هدف کاهش مصرف در کشورهای جهان جایگاه ویژه ای یافته است. مهمترین مرحله در مدیریت مصرف انرژی فرآیند ممیزی می باشد که به معنی بررسی دقیق اطلاعات محیطی و شناسایی عواملی است که کنترل آنها در کاهش مصرف انرژی موثر می باشد. در سالهای اخیر با پیشرفت های چشمگیر در علم فناوری اطلاعات امکان پایش و ثبت مداوم پارامترهای محیطی که در مصرف انرژی موثر هستند فراهم شده است و سیستم های SCADA به عنوان بخشی از زیرساخت این فناوری در راستای پایش وکنترل داده های محیطی توسعه یافته اند. با به کارگیری سیستم های SCADA امکان یک ممیزی دقیق از مصرف انرژی فراهم می گردد همچنین با اعمال فرآیندهای کنترلی با استفاده از سیستم های SCADA امکان کاهش مصرف انرژی میسر می گردد که با دستیابی به این هدف ضمن کاهش هزینه ها ، بهره وری افزایش پیدا می کند .دررساله حاضر روش های کاربردی سیستم های SCADA در مدیریت و کاهش مصرف انرژی با توجه به تحقیقات پیشین مورد بررسی قرار می گیرد و در ادامه به عنوان یک مطالعه کاربردی ، روش استفاده از سیستم های نرم افزاری   SCADA  در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در کوره های الکتریکی که کاربرد زیادی در صنایع ایران دارند پیاده سازی می گردد ودر انتها ضمن تحلیل نتایج حاصل از اجرای این روش کاربردی پیشنهاداتی در مورد بهبود عملکرد روش ها در تحقیقات آینده ارائه خواهد گردید.1- مقدمه1-1- مقدمهانرژی یکی از منابع بسیار مهم است 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 استفاده 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 است.اهمیت ویژه صرفه جویی در مصرف انرژی در دومرحله عوامل اقتصادی و عوامل محیط زیست طبقه بندی می شود.1-1-1- عوامل اقتصادی مدیریت مصرف انرژیصرفه جویی در مصرف انرژی بسیار مهم است ودر کلیه سازمان های بشری موثر است .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 انرژیصرفه جویی در مصرف انرژی به طور نسبتا زیادی با مسائل محیط زیستی در ارتباط است .مشکلات گرم شدن کره زمین و شرایط آب و هوایی که به علت افزایش گاز دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای ایجاد می شود به طور 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 انرژیمدیریت 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 توجه به 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 عبارت دیگر مدیریت انرژی یک فرآیند است که در آن رسیدن به هدف کاهش مصرف انرژی و هزینه ها با توجه به نیاز واقعی مصرف کننده با توجه به عدم تاثیر منفی بر کارکرد آنان دنبال می شود .در تعریف دیگری مدیریت مصرف انرژی به معنی استفاده آگاهانه و موثر از انرژی برای افزایش سود دهی و کاهش هزینه ها به منظور دستیابی به جایگاه رقابتی می باشد.نکته مهم در مدیریت مصرف انرژی این است که کاهش مصرف باید بدون تاثیر منفی در بازدهی سیستم انجام گردد[2].به طور کلی کاهش هزینه ها در مدیریت مصرف انرژی با اعمال روش های زیر بدست می آید:
  • محدود نمودن 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- نقش فناوری اطلاعات در مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی فناوری اطلاعات بدون هیچ تردید تنها فناوری است که بر چگونگی مصرف انرژی در اقتصاد جهانی تاثیر می گذارد.اگرچه ممکن است 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 است با این حال نمی تواند جایگزین نقش فناوری اطلاعات در فرآیند بهینه سازی مصرف انرژی گردد.فناوری اطلاعات بر فرآیند مصرف انرژی به صورت مستقیم و غیر مستقیم تاثیر دارد .به طور مثال فناوری اطلاعات به طور 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 است 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 شود 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 است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

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

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

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

موجود است

تعداد صفحه : 134 قیمت : چهارده هزار تومان  

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید