دسته بندی | برق |
بازدید ها | 24 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 326 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 80 |
فیبر نوری
چکیده
از کجا مرور تاریخی این موضوع را شروع کنیم؟! نورهمیشه با ما بوده است . مخابرات با استفاده از نور در اوائل دوران پیشرفت بشری ، از زمانی که بشر ابتدا با استفاده از علامت دادن با دست پیام خود را ارسال میکرد، شروع شده است . این خود بطور بدیهی یک نوع مخابرات نوری است و در تاریکی قابل اجرا نمیباشد . درخلال روز ،منبع نور برای سیستم مورد مثال خورشید است . اطلاعات از فرستنده به گیرنده روی پرتو نور خورشید حمل میگردد . نور برحسب حرکات دست تغییر وضعیت داده و یا مدوله میگردد . چشم پیام را آشکار کرده و مغز پردازش لازم را روی آن انجام میدهد . در این سیستم ، انتقال اطلاعات کُند ، میزان اطلاعات قابل انتقال در یک زمان معین محدود و احتمال خطا زیاد است . سیستم نوری دیگری که برای مسیرهای طولانیتر مفید است ارسال علائم دودی است . پیام با استفاده از تغییر شکل دود حاصل از آتش ارسال میگردیده است. در این سیستم به طرح و یادگیری یک رمز بین فرستنده و دریافتکننده نیاز میباشد. این سیستم با سیستمهای جدید مخابرات دیجیتال که درآن از رمزهای پالسی استفاده میشود قابل قیاس است .
در سال 1880 الکساندر گراهام بل یک سیستم مخابرات نوری به نام فوتوفون را اختراع کرد . در این سیستم ، بل از آئینه نازک که توسط صدا به لرزه در میآید استفاده نمود . نور خورشید منعکسه از این آئینه اطلاعات را حمل میکند . در گیرنده ، این نور خورشید مدوله شده به سلنیوم هادی نور اصابت میکند و در آن به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میشود . این سیگنال الکتریکی در یک تلفن مجدداً به سیگنال صوتی تبدیل میگردد . با وجودی که سیستم فوق نسبتاً خوب کار میکرد هرگز یک موفقیت تجارتی کسب نکرد . ابداع لامپهای ساخته بشر منجر به ساخت سیستمهای مخابراتی ساده مثل چراغهای چشمک زن بین دو کشتی و یا بین کشتی و ساحل ، چراغهای راهنمای اتومبیلها ویا چراغهای راهنمائی گردید . در واقع هر نوع چراغ راهنما در اصل یک سیستم مخابرات نوری است .
تمام سیستمهای شرح داده شده فوق دارای ظرفیت اطلاعاتی کمی هستند . یک جهش اساسی که منجر به ایجاد سیستمهای مخابرات نوری با ظرفیت زیاد شد کشف لیزر بود که اولین نوع آن در سال 1960 ساخته شد . لیزر یک منبع انتشار نور با عرض باند کم مناسب ، قابل استفاده به عنوان حامل اطلاعات را فراهم میآورد . لیزرها قابل قیاس با منابع فرکانس رادیوئی مورد استفاده در مخابرات معمولی هستند . سیستمهای مخابرات نوری هدایت نشده (بدون تار) کمی بعد از کشف لیزر توسعه یافتند . مخابره اطلاعات توسط پرتوهای نوری که در جو سیر میکنند به آسانی انجام گردید . نقاط ضعف عمده این سیستمها عبارتند از :نیاز به یک جوّ شفاف ، نیاز به داشتن دید و مسیر مستقیم به فرستنده و گیرنده ، و احتمال آسیب رسیدن به چشم بینندهای که به طور ناآگاهانه ممکن است به پرتو نگاه کند . موارد استفاده اولیه سیستمهای نوری ، هر چند محدود ، باعث ایجاد علاقه به سیستمهای نوری شد که بتواند پرتو نور را هدایت کند و بر معایب ذکر شده در ارسال هدایت نشده نور غلبه نماید .
بعلاوه ، پرتو هدایت شده میتواند در گوشهها (انحراف مسیر) خم شود و خطوط انتقال آن میتوانند در زیر زمین کار گذاشته شوند . کارهای اولیه انجام شده روی سیستمهای لیزری جوی اکثر اصول نظری و خیلی از ادوات لازم برای مخابرات نوری را فراهم نمودهاند . در خیلی از موارد دیودهای نورگسیل (LED ) که به باریکی لیزر هم نیستند مناسب میباشند .
در سالهای 1960 جزء کلیدی در سیستمهای عملی تاری ، یعنی یک تار با کارائی مناسب ، وجود نداشت . هر چند که ثابت شده بود نور میتواند توسط یک تار شیشهای هدایت شود ، تارهای شیشهای موجود بیش از اندازه نور را تضعیف مینمود . در سال 1970 اولین تار واقعی با افت کم ساخته شد و مخابرات تار نوری عملی گردید . این موضوع درست 100 سال پس از آزمایش جانتیندال فیزیکدان انگلیسی بود که به مجمع سلطنتی نشان داد که نور میتواند در طول یک مسیر منحنی در بخار آب هدایت شود . هدایت نور توسط تارهای شیشهای و توسط بخار آب شواهدی بر یک پدیده واحد هستند ( پدیده انعکاس داخلی کلی).
فهرست:
فصل 1......................................................................................................................1
فیبر نوری ..............................................................................................................2
فصل 2 ..................................................................................................................14
سیستمهای مخابراتی ......................................................................................15
مدولاتور ................................................................................................................16
تزویج کننده مدولاتور ....................................................................................19
کانال اطلاعات ....................................................................................................20
پردازشگر سیگنال ............................................................................................23
محاسبه سطوح توان بر حسب دسیبل ...................................................32
فصل 3 ..................................................................................................................35
طبیعت نور ...........................................................................................................36
طبیعت ذرهای نور ............................................................................................38
مزایای تارها .......................................................................................................39
کاربردهای مخابرات تار نوری .....................................................................46
فصل 4 .................................................................................................................63
ساختارهای مخابرات .....................................................................................65
برجهای خودپشتیبان ....................................................................................65
سازمان ماهوارهای ارتباطات .......................................................................71
شرکت PANAM SMAT ...................................................................72
اتحادیه ارتباطات تلفنی بینالملل .............................................................74
کنسول ITU ....................................................................................................75
بخش ارتباطات رادیویی ................................................................................75
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 28 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 208 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 70 |
طراحی و ساخت یک کارت صوت کامپیوتر
مقدمه
همراه با پیشرفت سیستمهای کامپیوتری و ظهور CPU های قویتر، باسهای ارتباطی اجزاء کامپیوتری نیز، دچار تغییر و تحول شدهاند. باس اولین کامپیوترهای IBM ، باس XT ی 8 بیتی بود. با ظهور CPU های 16 بیتی این باس جای خود را به باس AT یا ISA ی 16 بیتی با فرکانس کاری 8 مگاهرتز داد. ظهور CPU های 32 بیتی و کاربردهای سریع گرافیکی از یک طرف و مشکلات باس ISA از طرف دیگر، سازندگان کامپیوتر را بر آن داشت که به فکر ایجاد یک باس جدید و سریع باشند. بدین ترتیب باسهایی نظیر IBM Micro Channel و EISA معرفی شدند که 32 بیتی بودند. این باسها دارای سرعت بیشتری نسبت به ISA بودند و بسیاری از مشکلات آن را برطرف کرده بودند ولی باز دارای مشکلاتی بودند. مثلا IBM Micro Channel با ISA سازگار نبود و EISA دارای سازگاری الکترومغناطیسی خوبی نبود.
برای افزایش سرعت مخصوصا برای کارتهای گرافیکی یک روش این است که به جای اینکه کارتها از طریق اسلاتهای توسعه نظیر ISA به کامپیوتر وصل شوند بطور مستقیم به باس محلی کامپیوتر وصل گردند و بدین ترتیب چندین باس محلی بوجود آمد که از جمله مهمترین آنها میتوان به باس VESA یا VLBUS اشاره نمود. بوسیله این باس میتوان حداکثر 3 کارت را به باس محلی CPU وصل نمود.
با روی کار آمدن پردازنده پنتیوم و مشکلات موجود در گذرگاههای قبلی، شرکت اینتل به فکر طراحی یک باس استاندارد با سرعت و قدرت بالا افتاد. بدین ترتیب باس PCI معرفی گردید که برای دسترسی به اجزای جانبی با همان سرعت باس محلی طراحی شده است.
باس محلی CPU به دو باس به اسم front side bus و backside bus تقسیم شده است.باس backside یک کانال سریع و مستقیم بین CPU و حافظه کش (مرتبه دوم) را فراهم میکند.باس frontside از یک طرف حافظه سیستم را از طریق کنترلر حافظه به CPU وصل میکند و از طرف دیگر باسهای کامپیوتر نظیر PCI ، ISA و … را به CPU و حافظه سیستم وصل مینماید.در واقع این کار باعث گردیده است که وقتی CPU با حافظه کش کار میکند، وسایل جانبی دیگر بتوانند به حافظه سیستم دسترسی پیدا کنند.
در این پروژه سعی شده باس ISA به طور کامل مورد بررسی قرار گیرد که به ترتیب مطالب فصول 1و 2 را تشکیل می دهند. در این فصول به طور مفصل مشخصات الکترونیکی این باسها و نحوه ارتباط آنها با CPU بیان شده . امید که این پروژه بتواند در تفهیم مطالب مذکور مفید فایده قرار گیرد.
باس ISA (Industry Standard Arehitecture)
باس ISA که برخی به آن باس AT نیز میگویند دارای مشخصات زیر میباشد:
1- 16 بیت باس دیتا
2- 24 بیت باس آدرس
3- 11 خط وقفه IRQ2-ERQ7)، IRQ14-IRQ15،IRQ10-IRQ12)
4- 7 کانال DMA
5- ماکزیمم فرکانس باس برابر 33/8 مگاهرتز
6- سیکلهای باس بدون Wait state را حمایت میکند
7- حمایت از masterهای alternate
8- انتقال داده به صورت سنکرون است و Muster هیچ سرکشی از Slave به عمل نمیآورد. بلکه Master و Slave خود را با کلاک سیستم سنکرون میکنند. ماکزیمم انتقال داده برابر است با :
8/33MHZ *
محدودیتهای ISA
1- باس دیتای آن 16 بیتی است و نمیتواند باس دیتای 32 و 64 بیتی پردازندههای پنتیوم را حمایت کند.
2- باس آدرس آن 24 بیتی است و میتواند MB16 حافظه را آدرس کند و قادر نیست باس آدرس 32 بیتی (GB4) پردازندههای پنتیوم را حمایت کند.
3- شیارهای گسترش باس ISA بزرگ بوده و علاوه بر اینکه جای زیادی را میگیرد به دلیل افزایش اثرات فازی و القایی فرکانس باس به 33/8 مگاهرتز محدود میگردد. یعنی CPU که با فرکانسهای بالا نظیر 50 مگاهرتز کار میکند هنگام کار با ISA با نرخ 33/58 مگاهرتز تبادل داده میکند. به علت کم بودن پایههای زمین اثرات تابش فرکانس رادیویی و اثرات Crosstalk کاهش نیافته و ISA از نظر اجرایی دچار مشکل میگردد.
4- چون وقفهها (IRQها) حساس به لبهاند، به هر یک فقط یک وسیله میتواند اختصاص پیدا کند. و دو یا چند وسیله نمیتوانند از یک پایه وقفه مشترک استفاده نماید. در سیستمهای فرکانس بالا، وقفه حساس به لبه، به دلیل نویز در ورودی IRQ، امکان فعال شدن غلط وجود دارد.
5- در کامپیوترهای قدیمی PC/XT 4 کانال DMA 8 بیتی وجود داشت که کانال 0 برای Refresh حافظههای DRAM بکار میرود. کانالهای 3-1 بعنوان DMA برای انتقال داده بکار میروند.
در کامپیوترهای جدید PC/AT، کانال 0 وظیفه Refresh حافظههای DRAM را بر عهده ندارد و بجای آن یک مدار Refresh این کار را انجام میدهد. بنابراین کانال 0 نیز میتواند مانند بقیه کانالها برای انتقال داده استفاده شود. در کامپیوترهای PC/AT، 3 کانال DMA، 16 بیتی اضافه شده است. پس در مجموع 7 کانال DAM وجود دارد که کانالهای 5 الی 3، 8 بیتی و کانالهای 4 الی 7، 16 بیتی هستند. مشکلی که وجود دارد انستکه کانالهای DMA 16 بیتی تنها قادر به انتقال داده از آدرسهای زوج هستند ولی DOS داده را از آدرس فرد یا زوج به حافظه RAM منتقل مینماید و با این کار سازگار نیست. بنابراین عملیات انتقال بجای DMA از طریق CPU انجام میگیرد.
سیگنالهای گذرگاه ISA :
خطوط آدرس A0-A19
A0-A19 (که به آن SA0-SA19 نیز میگویند) جهت دستیابی به حافظه و I/Oها مورد استفاده قرار میگیرند. چون سرعت CPU زیاد است و ممکن است چپهای جانبی با این سرعت کار نکنند و قبل از برداشتن آدرس توسط وسایل جانبی آدرس نامعتبر گردد. بنابراین آدرس را latch میکنیم (مثلاً توسط 74373). این کار توسط سیگنال ALE انجام میگیرد. تراشه Latch توسط لبه بالا رونده ALE فعال میشود و خطوط آدرس در لبه پایین رونده ALE در داخل Latch قرار میگیرند. این کار در درون PC انجام میشود و خطوط فوق که در Slot موجود میباشند Latch شده هستند و در طول سیکل خواندن یا نوشتن ثابت میمانند.
ALE
Address Lnvalid Time to latch Address Valid
شکل(1-1)
برای وسایل I/O فقط پایههای A0-A15 استفاده میشود و خطوط وزن بالا برای کار با حافظه میباشند.
: (Address Latch Enable) ALE
این سیگنال برای ایجاد اطلاعات زمانی برای latch کردن آدرس بکار میرود. لبه بالارونده این سیگنال وجود آدرس معتبر را روی پایههای A0-A19 نشان میدهد. لبه پایینرونده، ALE را میتوان برای latch کردن آدرسهای دریافتی از ریزپردازنده بکار برد. آدرس روی خطوط آدرس از لبه پایینرونده این سیگنال تا آخر سیکل باس معتبر است.
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 33 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 10854 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 51 |
سیستم های بیومتریک
فهرست مطالب
چکیده................................................................................................................................7
مقدمه...............................................................................................................................9
فصلاول.......................................................................................................................... 11
سیستمبیومتریک.................................................................................................................11
اجزاىسیستم بیومتریک .......................................................................................................12
فصل دوم..........................................................................................................................14
تکنیک های بیومتریک...........................................................................................................14
تکنیکهای فیزیولوژیکی ....................................................................................................15
باز شناسی هویت از طریق اثر انگشت..........................................................................15
اصول کلی در سیستمهای تشخیص اثر انگشت..............................................................16
استخراج ویژگی ها.................................................................................................19
نحوه به دست آمدن تصویر اثر انگشت........................................................................21
نحوه استخراج ویژگی ها..........................................................................................24
باز شناسی هویت از طریق چشم...................................................................................25
1- باز شناسی هویت با استفاده از شبکیه....................................................................25
تاریخچه ..........................................................................................................25
آناتومی و یکتایی شبکیه......................................................................................27
تکنولوژی دستگاههای اسکن ...............................................................................29
منابع خطاها ....................................................................................................29
استانداردهای عملکردی روشهای تشخیص هویت......................................................30
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق شبکیه..........................................................30
2-باز شناسی هویت با استفاده از عنبیه.....................................................................31
تاریخچه...........................................................................................................31
کاربردهای شناسایی افراد بر اساس عنبیه................................................................34
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق عنبیه...........................................................36
علم عنبیه........................................................................................................37
خصوصیات بیومتریک ژنتیکی و اکتسابی................................................................37
مقایسه بین الگوهای عنبیه مساوی از نظر ژنتیکی....................................................38
باز شناسی هویت از طریق چهره..................................................................................39
مقدمه..............................................................................................................................39
مشکلات اساسی در بازشناخت..................................................................................40
روشهای استخراج خصوصیات از چهره......................................................................41
روش اخذ تصاویر و تهیه بانک تصویر.......................................................................43
تغییرات اعمال شده بر روی تصاویر...........................................................................44
پارامترهای مهم در تعیین نرخ بازشناخت.....................................................................45
تکنیک هاى رفتارى..........................................................................................................47
باز شناسی هویت از طریق گفتار...................................................................................47
مقدمه..............................................................................................................................47
روشهای پیاده سازی سیستم های تصدیق گوینده............................................................49
معرفی برخی از روشهای بازشناسی گفتار....................................................................51
باز شناسی هویت از طریق امضا...................................................................................52
طبیعت امضای انسان...............................................................................................52
انواع جعل امضا.....................................................................................................53
انواع ویژگی های موجود در یک امضا.........................................................................54
مزایا ومعایب ........................................................................................................55
کاربردهاى بیومتریک.......................................................................................................57
مزایاى فناورى هاى بیومتریک...........................................................................................57
نتیجه گیری ......................................................................................................................58
فهرست منابع....................................................................................................................59
Abstract......................................................................................................................60
فهرست شکل ها
شکل 1: ویژگی های مینوتا در اثر انگشت................................................................................17
شکل 2 : محل نقاط هسته و دلتا بر روی اثر انگشت...................................................................20
شکل3: بلوک دیاگرام نحوه کد کردن اطلاعات اثر انگشت............................................................21
شکل4: نمونه ای از پردازش اولیه تصویر به دست آمده از اسکن اثر انگشت..................................22
شکل5 : روش اسکن مستقیم نوری........................................................................................23
شکل 7: نحوه عملکرد سنسور LE با استفاده از نمودار نوار انرژی..............................................34
شکل 8: نمونه ای از مدارات مجتمع برای پردازش اطلاعات اثر انگشت .........................................36
شکل 9: نشان دهنده شمای نزدیکی از الگوی رگهای خونی درون چشم .........................................39
شکل 10:تفاوتهای موجود در بافت عنبیه افراد.........................................................................49
شکل11: شمای کلی یک سیستم تصدیق گوینده...........................................................................49
شکل 12: انواع جعل امضاء.................................................................................................53
چکیده
تشخیص هویت، نقشی حیاتی در جوامع پیشرفته امروزی پیدا کرده است. استفاده از روشهای متداولی مثل کارتهای هوشمند، رمزهای عبور و شمارههای هویت فردی (PIN) روشهای مناسبی هستند. مشکل اصلی در این روشها عبارتند از گم شدن، دزدیده شدن و اینکه براحتی قابل حدس زدن، مشاهده شدن و یا فراموش شدن هستند. همانطور که میدانیم هر فرد دارای خصوصیات فیزیولوژیکی منحصر بفردی است که با زمان تغییر نمیکنند. این خصوصیات برای تشخیص هویت افراد بسیار مناسب به نظر میرسند. تا کنون مشخصههای مختلفی مورد استفاده قرار گرفتهاند که هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خودشان را دارند. یکی از این مشخصهها هندسه دست و انگشتان میباشد که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتهاند. با وجود اینکه سیستمهای تجاری وجود دارند که از هندسه دست برای شناسایی هویت استفاده میکنند ولی مقالات موجود روی این زمینه بسیار کم و محدود میباشند. ضمنا این مقالات بر روی جمعیتهای بسیار محدودی انجام شدهاند و برای جمعآوری تصاویر از ابزار خاصی استفاده میکنند که بسیار محدود کننده هستند. در این تحقیق سعی شده است تا هیچگونه محدودیتی هنگام جمعآوری تصویر روی فرد اعمال نشود و نسبت به مقالات پیشین مطالعه روی جمعیت بیشتری صورت گیرد. ضمنا غیر از استفاده از ویژگیهای متداول مورد استفاده در سایر مقالات از ویژگیهای متنوع دیگری نیز برای بالا بردن درصد تشخیص صحیح استفاده شده است. یکی از این ویژگیها استفاده از اطلاعات فرکانسی ژستهای دست است. در بخش نتایج ملاحظه میشود که استفاده همزمان از ویژگیهای هندسی با اطلاعات فرکانسی ژستها نتایج بسیار مطلوبی را در بر خواهد داشت.
مقدمه
برای صدور اجازه ورود برای یک فرد نیاز داریم وی را شناسایی و هویت وی را تایید کنیم و مورد نظر ما انجام بررسیهایی است که بصورت خودکار توسط یک سیستم صورت بگیرد.
در اصل تمام روشهای شناسایی با سه مورد زیر در ارتباط است ::
۱- آنچه که شما میدانید (یک کلمه عبور یا PIN)
۲- آنجه که شما دارید (یک کارت یا نشانه های دیگر)
۳- آنچه که شما هستید (مشخصات فیزیکی یا رفتاری)
مورد آخر به نام زیست سنجی (Biometrics) نیز شناخته میشود.
کلمه بیو متریک از کلمه یونانی biosبه معنای زندگی و کلمه metrikos به معنای اندازه گیری تشکیل شده است. همه ما می دانیم که ما برای شناسایی همدیگر از یک سری ویژگی هایی استفاده می کنیم که برای هر شخص به طور انحصاری است و از شخصی به شخص دیگر فرق می کند که از آن جمله می توان به صورت و گفتار و طرز راه رفتن می توان اشاره کرد. امروزه در زمینه های فراوانی ما به وسایلی نیاز داریم که هویت اشخاص را شناسایی کند و بر اساس ویژگیهای بدن اشخاص آن هارا بازشناسی کند و این زمینه هر روز بیشتر و بیشتر رشد پیدا می کند و علاقه مندان فراوانی را پیدا کرده است. علاوه بر این ها امروزه ID و password کارتهایی که بکار برده می شوند دسترسی را محدود می کنند اما این روشها به راحتی می توانند شکسته شوند و لذا غیر قابل اطمینان هستند. بیو متری را نمی توان امانت داد یا گرفت نمی توان خرید یا فراموش کرد و جعل آن هم عملا غیر ممکن است.
یک سیستم بیو متری اساساً یک سیستم تشخیص الگو است که یک شخص را بر اساس بردار ویژگی های خاص فیزیولوژیک خاص یا رفتاری که دارد باز شناسی می کند. بردار ویژگی ها پس از استخراج معمولا در پایگاه داده ذخیره می گردد. یک سیستم بیومتری بر اساس ویژگی های فیزیولوژیک اصولا دارای ضریب اطمینان بالایی است .سیستم های بیو متری می توانند در دو مد تایید و شناسایی کار کنند. در حالی که شناسایی شامل مقایسه اطلاعات کسب شده در قالب خاصی با تمام کاربران در پایگاه داده است ، تایید فقط شامل مقایسه با یک قالب خاصی که ادعا شده است را می شود. بنابراین لازم است که به این دو مسئله به صورت جدا پرداخته شود.
فصل اول
سیستم بیومتریک
سیستم بیومتریک یک سیستم تشخیص الگو است که هویت اشخاص را تعیین یا تأیید مى کند و این عملیات را با استفاده از اطلاعات بیومتریک کاربران انجام مى دهد. نخستین گام در استفاده از این سیستم ثبت اطلاعات بیومتریکى کاربران در بانک اطلاعات (Data Base) سیستم است که پس از ثبت اطلاعات افراد در این سامانه، دو نوع خدمت از سامانه بیومتریکى در خواست مى شود: تأیید هویت و تعیین هویت.
در فرایند تعیین هویت، سؤالى که مطرح مى شود این است که او چه کسى است؟
دستگاه بیومتریک پس از دریافت داده هاى بیومتریک توسط شخص متقاضى به انجام عمل مقایسه مى پردازد که این مقایسه میان اطلاعات بیومتریک شخص با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات انجام مى گیرد.در این حالت، فرض بر این است که اطلاعات فرد در بانک اطلاعات موجود است.
اما در فرایند تأیید هویت، سؤالى که به دنبال پاسخش مى گردیم، این است که آیا او همان فردى است که ادعا مى کند؟
در تأیید هویت، ابتدا متقاضى با استفاده از نام یا وارد کردن رمز عبور و یا یک مدرک شناسایى ادعا مى کند که هویت خاصى را دارد. سپس سامانه به مقایسه داده هاى بیومتریکى مدعى با داده هاى ثبت شده در بانک مشخصات مى پردازد و ادعاى وى را مورد بررسى قرار مى دهد و نتیجه را اعلام مى کند
آزمایش زیست سنجى (Biometric) در سیستم بیومتریک شامل سه گام است: ثبت مشخصات، مقایسه و به روز رسانى.
۱- ثبت مشخصات: کاربران با سنجش هاى اولیه در سیستم ثبت نام مى شوند. این عمل در چندین مرحله براى ثبت اطلاعات دقیق انجام مى گیرد.
۲- مقایسه: گام بعدى مقایسه نمونه با الگوى مرجع است. در این مرحله تعیین سطوح مناسب خطاى مجاز (tolerance) خصوصاً براى سنجش رفتارى از اهمیت ویژه اى برخوردار است.
۳- به روز رسانى: تمامى سیستم هاى بیومتریک مخصوصاً آن هایى که از خصوصیات رفتارى کاربر استفاده مى کنند، باید براى به روزرسانى الگوى مرجع طراحى شده باشند.
یک سیستم بیومتری ساده دارای چهار بخش اساسی است :
1- بلوک سنسور: که کار دریافت اطلاعات بیومتری را بر عهده دارد.
2- بلوک استخراج ویژگیها: که اطلاعات گرفته شده را می گیرد و بردار ویژگی های آن را استخراج می کند.
3- بلوک مقایسه: که کار مقایسه بردار حاصل شده با قالبها را بر عهده دارد.
4- بلوک تصمیم: که این قسمت هویت را شنااسایی می کند یا هویت را قبول کرده یا رد می کند.
اجزاىسیستم بیومتریک
سیستم بیومتریک از ۳ جزء اصلى تشکیل مى شود:
۱- ابزار اندازه گیرى: ابزار طراحى شده در سیستم بیومتریک در حقیقت نقش واسطه با کاربر را برعهده دارد و لذا باید به راحتى توسط کاربران قابل استفاده باشد و در عین حال احتمال خطا در آن بسیار کم باشد.
۲- نرم افزار: این نرم افزار که براساس الگوریتم هاى ریاضى طراحى شده است، متغیرهاى سنجش شده را با الگوى مرجع موجود در بانک اطلاعات مقایسه مى کند.
۳- سخت افزار: در طراحى سامانه بیومتریکى، به قطعات سخت افزارى و کاربرد آنها باید بیش از سایر دستگاه هاى مشابه توجه نشان داد تا در انجام محاسبات دچار خطا نشود.
فهرست مطالب
چکیده................................................................................................................................7
مقدمه...............................................................................................................................9
فصلاول.......................................................................................................................... 11
سیستمبیومتریک.................................................................................................................11
اجزاىسیستم بیومتریک .......................................................................................................12
فصل دوم..........................................................................................................................14
تکنیک های بیومتریک...........................................................................................................14
تکنیکهای فیزیولوژیکی ....................................................................................................15
باز شناسی هویت از طریق اثر انگشت..........................................................................15
اصول کلی در سیستمهای تشخیص اثر انگشت..............................................................16
استخراج ویژگی ها.................................................................................................19
نحوه به دست آمدن تصویر اثر انگشت........................................................................21
نحوه استخراج ویژگی ها..........................................................................................24
باز شناسی هویت از طریق چشم...................................................................................25
1- باز شناسی هویت با استفاده از شبکیه....................................................................25
تاریخچه ..........................................................................................................25
آناتومی و یکتایی شبکیه......................................................................................27
تکنولوژی دستگاههای اسکن ...............................................................................29
منابع خطاها ....................................................................................................29
استانداردهای عملکردی روشهای تشخیص هویت......................................................30
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق شبکیه..........................................................30
2-باز شناسی هویت با استفاده از عنبیه.....................................................................31
تاریخچه...........................................................................................................31
کاربردهای شناسایی افراد بر اساس عنبیه................................................................34
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق عنبیه...........................................................36
علم عنبیه........................................................................................................37
خصوصیات بیومتریک ژنتیکی و اکتسابی................................................................37
مقایسه بین الگوهای عنبیه مساوی از نظر ژنتیکی....................................................38
باز شناسی هویت از طریق چهره..................................................................................39
مقدمه..............................................................................................................................39
مشکلات اساسی در بازشناخت..................................................................................40
روشهای استخراج خصوصیات از چهره......................................................................41
روش اخذ تصاویر و تهیه بانک تصویر.......................................................................43
تغییرات اعمال شده بر روی تصاویر...........................................................................44
پارامترهای مهم در تعیین نرخ بازشناخت.....................................................................45
تکنیک هاى رفتارى..........................................................................................................47
باز شناسی هویت از طریق گفتار...................................................................................47
مقدمه..............................................................................................................................47
روشهای پیاده سازی سیستم های تصدیق گوینده............................................................49
معرفی برخی از روشهای بازشناسی گفتار....................................................................51
باز شناسی هویت از طریق امضا...................................................................................52
طبیعت امضای انسان...............................................................................................52
انواع جعل امضا.....................................................................................................53
انواع ویژگی های موجود در یک امضا.........................................................................54
مزایا ومعایب ........................................................................................................55
کاربردهاى بیومتریک.......................................................................................................57
مزایاى فناورى هاى بیومتریک...........................................................................................57
نتیجه گیری ......................................................................................................................58
فهرست منابع....................................................................................................................59
Abstract......................................................................................................................60
فهرست شکل ها
شکل 1: ویژگی های مینوتا در اثر انگشت................................................................................17
شکل 2 : محل نقاط هسته و دلتا بر روی اثر انگشت...................................................................20
شکل3: بلوک دیاگرام نحوه کد کردن اطلاعات اثر انگشت............................................................21
شکل4: نمونه ای از پردازش اولیه تصویر به دست آمده از اسکن اثر انگشت..................................22
شکل5 : روش اسکن مستقیم نوری........................................................................................23
شکل 7: نحوه عملکرد سنسور LE با استفاده از نمودار نوار انرژی..............................................34
شکل 8: نمونه ای از مدارات مجتمع برای پردازش اطلاعات اثر انگشت .........................................36
شکل 9: نشان دهنده شمای نزدیکی از الگوی رگهای خونی درون چشم .........................................39
شکل 10:تفاوتهای موجود در بافت عنبیه افراد.........................................................................49
شکل11: شمای کلی یک سیستم تصدیق گوینده...........................................................................49
شکل 12: انواع جعل امضاء.................................................................................................53
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 21 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 4562 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 150 |
موتور سنکرون
فصل اول
مبانی مدارهای الکتریکی
اجزا واحدها در سیستم SI به صورت اعشاری است. برای مشخص کردن توان های ده، پیشوندهای خاصی همراه واحدهای این سیستم به کار می رود. این پیشوندها عبارتند از:
پیکو (P و 12-10) کیلو (K و 103)
نانو (n و 9-10) مگا (M و 106)
میکرو گیگا (G و 109)
میلی سانتی (C و 2-10)
1-2 : کمیات اساسی الکتریکی
1-2-1- بار
می دانیم که در یک اتم، الکترون بار منفی و پروتون بار مثبت دارد و بار یک الکترون با بار یک پروتون برابر است. واحد بار الکتریکی کولن (C) است. یک کولن برابر بار 108*24/6 الکترون است. یعنی یک الکترون دارای بار C 19-10*6/1 است.
1-2-2- جریان
بار متحرک نشان دهنده جریان است. جریان در یک مسیر مجزا، مثلاً یک سیم فلزی، علاوه بر مقدار، جهت نیز دارد. جریان، آهنگ عبور بار از یک نقطه در یک جهت خاص است.
پس از مشخص کردن یک جهت مرجع، کل باری که از زمان t=0 به بعد از یک نقطه مرجع در آن جهت عبور کرده را q(t) می نامیم. آهنگ عبور بار در لحظه t برابر است. با کاهش فاصله میتوان نوشت:
(1-1)
جریان، برابر آهنگ زمانی عبور بار مثبت از یک نقطه مرجع در یک جهت مشخص است. جریان را با i یا I نشان میدهیم. بنابراین:
(1-2)
واحد جریان آمپر (A) است. یک آمپر، انتقال بار با آهنگ 1 کولن بر ثانیه را نشان میدهد. برای به دست آوردن باری که در فاصله t0 تا t منتقل شده، میتوان از رابطه 1-3 استفاده کرد:
(1-3)
1-2-3- ولتاژ
هر عنصر را به صورت یک شکل دارای دو پایانه یا دو سر نشان میدهیم. (شکل 1-1)
فرض کنید جریانی به پایانه A عنصر مداری شکل 1-1 وارد شده و از پایانه B خارج میشود. برای عبور این جریان، باید مقداری انرژی صرف شود. در این صورت
می گوییم بین دو پایانه B , A ، اختلاف پتانسیل یا ولتاژ الکتریکی وجود دارد. بنابراین ولتاژ روی یک عنصر، معیاری از کار لازم برای عبور بار از طریق آن است. ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بنابر تعریف عبارت است از کار انجام شده برای انتقال بار q از یک نقطه به نقطه دیگر. یعنی:
(1-4)
که در آن v اختلاف پتانسیل بر حسب ولت (v)، w کار انجام شده و q بار الکتریکی است.
1-2-4- توان الکتریکی
توان آهنگ مصرف انرژی است. اگر برای انتقال 1 کولن بار از یک عنصر، 1 ژول انرژی مصرف شود، توان لازم برای انتقال یک کولن بار در ثانیه، یک وات خواهد بود. رابطه توان را میتوان به صورت رابطه 1-5 نوشت:
(1-5) p=v .i
که p توان الکتریکی بر حسب وات (w) است. یعنی یک وات برابر یک ولت آمپر است.
1-2-5- مقاومت
هر عنصر مداری که در آن انرژی تلف شود، معمولاً ولتاژ دو سرش با جریان گذرنده از آن متناسب است. یعنی:
(1-6) V=RI
که R ثابت تناسب است و مقاومت آن عنصر میباشد. واحد مقاومت اهم است و رابطه 1-6 قانون اهم نام دارد.
شکل 1-2 علامت مداری یک مقاومت را نشان میدهد.
در یک مقاومت، جریان از نقطه با پتانسیل بیشتر به نقطه با پتانسیل کمتر جاری می گردد. معمولاً پتانسیل بیشتر را با علامت + و پتانسیل کمتر را با علامت – نشان می دهند. مقاومت، یک عنصر مصرف کننده انرژی الکتریکی است. یعنی توان در آن تلف میشود. توان تلف شده در یک مقاومت از رابطه 1-7 به دست میآید.
فهرست
عنوان صفحه
1-1: مقدمه............................................................................................................
1-2: کمیات اساسی الکتریکی................................................................................
1-2-1: بار............................................................................................................
1-2-2: جریان.......................................................................................................
1-2-3: ولتاژ.........................................................................................................
1-2-4: توان الکتریکی...........................................................................................
1-2-5: مقاومت.....................................................................................................
1-3: اتصال سری مقاومتها.......................................................................................
1-4: اتصال موازی مقاومتها................................................................................
1-5: منابع.............................................................................................................
1-5-1: منبع ولتاژ.................................................................................................
1-5-2: منبع جریان...................................................................................................
1-6: قانون ولتاژ کیرشهف (KVL).......................................................................
1-7: مقسم ولتاژ...................................................................................................
1-8: مقسم جریان.................................................................................................
1-9: مدارهای مختلط............................................................................................
1-10: زمین مدار..................................................................................................
مسائل فصل 1.......................................................................................................
فصل دوم: جریان متناوب..........................................................................................
2-1: موج سینوسی................................................................................................
2-2: فرکانس.........................................................................................................
2-3: مقدار متوسط....................................................................................................
2-4: قوانین اهم در مدارهای AC.........................................................................
2-4-1: فاز............................................................................................................
2-5: فازور............................................................................................................
2-6: اعداد مختلط..................................................................................................
2-7: ساده کردن اعداد مختلط..............................................................................
2-8: موج پالس......................................................................................................
2-9: موج مثلثی.....................................................................................................
مسائل فصل دوم...................................................................................................
فصل سوم روشهای تحلیل مدار...........................................................................
3-1: تبدیل منابع....................................................................................................
3-2: قضیه جمع آثار.............................................................................................
3-3: روش ولتاژ گره ها.......................................................................................
3-4: روش جریان مش.........................................................................................
3-5: روش تونن....................................................................................................
3-6: روش نورتن.................................................................................................
3-7: انتقالی حداکثر توان به بار............................................................................
مسائل فصل 3.......................................................................................................
فصل چهارم: وسایل اندازه گیری.........................................................................
4-1: ولتمتر...........................................................................................................
4-2: آمپرمتر.........................................................................................................
4-3: اهم متر.........................................................................................................
4-4: تست کردن قطعات الکتریکی.........................................................................
4-4-1: سیم..........................................................................................................
4-4-2: مقاومت.....................................................................................................
4-4-3: سلف.........................................................................................................
4-4-4: خازن........................................................................................................
4-5: اسیلسکوپ....................................................................................................
مسائل فصل چهارم...............................................................................................
فصل پنجم: خازن و سلف در جریان مستقیم........................................................
5-1: خازن............................................................................................................
5-2: خازن در جریان مستقیم...............................................................................
5-3: شارژ خازن..................................................................................................
5-4: دشارژ خازن................................................................................................
5-5: به هم بستن خازنها.......................................................................................
5-6: سلف.............................................................................................................
5-7: سلف در جریان مستقیم................................................................................
5-8: تغییرات جریان در سلف...............................................................................
5-9: به هم بستن سلف ها.....................................................................................
مسائل فصل پنجم..................................................................................................
فصل ششم: خازن و سلف در جریان متناوب.......................................................
6-1: مدارهای RC.................................................................................................
6-1-1: مدارهای RC موازی ...................................................................................
6-2: مدارهای RL.................................................................................................
6-2-1: مدار RL سری.........................................................................................
6-2-2: مدار RL موازی.......................................................................................
مسائل فصل ششم.................................................................................................
فصل هفتم: مدارهای RLC....................................................................................
7-1: RLC سری........................................................................................................
7-1-1: فرکانس تشدید مدار سری.......................................................................
7-2: RLC موازی.................................................................................................
7-2-1: فرکانس تشدید در RLC موازی..............................................................
7-3: پهنای باند.....................................................................................................
مسائل فصل هفتم..................................................................................................
فصل هشتم ترانسفورماتورها....................................................................................
8-1: اندوکتانس متقابل..........................................................................................
8-2: توان..............................................................................................................
8-3: بازتاب امپدانس.............................................................................................
مسائل فصل هشتم................................................................................................
فصل نهم: سیستم های چند فازه...........................................................................
9-1: سیستم تک فاز..............................................................................................
9-2: سیستم سه فاز.............................................................................................
9-3: توان در مدارهای سه فاز.............................................................................
مسائل فصل نهم:.......................................................................................................
فصل 10: موتور و ژنراتورهای DC.....................................................................
10-1: موتورهای DC...........................................................................................
10-2: معرفی موتورهای DC................................................................................
10-3: انواع موتورهای DC...................................................................................
10-4: مدار معادل موتورهای DC........................................................................
10-5: موتورهای DC تحریک مجزا و موازی......................................................
10-6: مشخصه پایانه ای موتور DC موازی........................................................
10-7: معرفی ژنراتورهای DC.............................................................................
10-8: ژنراتور تحریک مجزا.................................................................................
10-9: مشخصات پایانه ای ژنراتورهای تحریک مجزا.........................................
10-11: کنترل ولتاژ پایانه ای...............................................................................
10-12: ژنراتور dc موازی...................................................................................
10-13: موتورهای سنکرون.................................................................................
10-14: مدار معادل موتور سنکرون....................................................................
10-15: موتور سنکرون از دید میدان مغناطیسی.................................................
10-16: کار موتور سنکرون در حالت پایدار........................................................
10-17: سختی مشخصه گشتاور در سرعت موتور سنکرون..............................
10-18: اثر تغییرات بار روی موتور سنکرون......................................................
10-19: نمودار فیزوری ژنراتور سنکرون...........................................................
10-20: ژنراتور سنکرون.....................................................................................
10-21: ساختمان ژنراتور سنکرون......................................................................
10-22: سرعت و چرخش ژنراتور سنکرون........................................................
10-23: اندازه گیری پارامترهای مدل ژنراتور سنکرون......................................
10-23-1: نسبت اتصال کوتاه..............................................................................
10-24: اثر تغییرات جریان میدان بر موتورهای سنکرون...................................
10-25: موتور سنکرون کم تحریک و موتور سنکرون پر تحریک.......................
مسائل.........................................................................................................................
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 38 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 435 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 100 |
پایان نامه PLC
خلاصه:
Plc مخفف عبارت programming logic control میباشد.این سیستم وسیله ایاست که متناسب بابرنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای خاص را اجرا میکند به عبارت دیگر plc نوعی کامپیوتر است که برنامه ای خاص را اجرا میکند .
با ظهور plc تجهیزات و قطعات استفاده شده در کنترل فرایند های صنعتی و خطوط تولید تغییر نموده و مدار های رله کنتاکتوری و سخت افزاری حالت جامد کم کم جای خود را به کنترل کننده های قابل برنامه ریزی یعنی plc دادند .
امروزه در طراحی کنترل کننده خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدار های رله کنتاکتوری منسوخ گردیده و در اگثر کارخانه ها و مراکز صنعتی از سیستم plc اسنفاده میشود.
بدون تردید plc مهمترین و پر کاربرد ترین وسیله اتوماسیون در صنایع مدرن امروزی است .
در ماشین ها و خطوط تولید جدید کمتر موردی را میتوان یافت که از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده نشده باشد .
در حقیقت این وسیله بسیار قابل انعطاف که خود یک کنترل کننده کامل است به عنوان قطعه ای برنامه ریز در صنایع گوناگون کاربرد وسیعی یافته است به گونه ای که با پیشرفت تکنولوژی و حضور اتوماسیون در عرصه صنعت در طراحی کنترل کننده ها و مدار های فرمان خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدارهای فرمان قدیمی منسوخ گردیده و در اکثر مراکز صنعتی از کنترل کننده ها ی منطقی قابل برنامه ریزی استفاده میگردد.
پیشگفتار:
قرن بیستم قرنی است گسترده بین دو انقلاب .انقلابی در آغاز قرن و انقلابی در پایان آن .انقلاب اغازین ظهور تولید انبوه و پایان گرفتن عصر تولید دستی و انقلاب پایانی همانا ظهور تولید ناب و خاتمه یافتن تولید انبوه است . اکنون جهان در استانه عصر جدید به سر میبرد عصری که
در ان دگرگونی شیوه های تولید مصنوعات و ساخته های بشر چهره زندگی را یکسره دگرگون خواهد کرد .
امروزه با رشد شگفت آور دانش فنی بشر و افزایش تعداد تولید کنندگان مناطق مختلف جهان سهم بیشتر بازار های جهان از ان کشور ها و شرکت های است که در خصوص کیفیت نواوری و تنوع محصول و... حرف های تازه ای را برای گفتن دارند . اکنون تولید کنندگانی در جهان ظهور کرده اند که میتوانند با نیمی از نیروی کار و سرمایه و میزان مهندسی و مکان وزمان که برای تولید کنندگان انبوه قدیمی لازم است محصولاتی به جهان عرضه کنند که از نظر کیفیت و جنبه های نواورانه بسی برتر باشد .اکنون دیگر ان انبوه سازان که زمانی الگو و قبله آمال دیگر تولید کنندگان بودند پس از دهها سال سروری به غیر از عقب نشینی و از دست ندادن سهم بازار خود و یا تغییر کلی شیو های خود راه دیگری ندارند بنابراین جا دارد که بپرسیم تولید کنندگان محصولات برتر چگونه توانسته اند در مقابل تولید کنندگان انبوه قدیمی با وجود یک قرن تجربه در ساخت تولید و تجارت این میان قد علم کنند و با نیمی از سرمایه و نیروی فکری و کاری آنها و بهروری و کیفیت خود را چنین ارتقا بخشند ؟
امروزه صنعت کشور بیش از هر چیز نیازمند نو سازی و به کار گیری نگرش های نوین صنعتی میباشد روش های کهنه و مرسوم در صنعت کشور کاهش بهروری و افت کیفیت را به ارمغان آورد ه است و این در حالی است که مرز های صنعت به سرعت در حال گسترش است و اصرار بر روش های سنتی فاصله ایران را با دنیای صنعتی افزایش خواهد داد . از طرف دیگر ورود صنعت بدون دانش فنی چیزی از این فاصله نخواهد کاست . اکنون اگر چه صنعت ایران گام هایی به سوی توسعه استفاده از اتوماسیون و سیستم های مدیریت صنعتی متکی براین دانش برداشته است اما متاسفانه انتقال دانش فنی در این عرصه با کندی صورت میگیرد .
مقدمه:
امروزه با پدیدار شدن ریز پردازنده ها و پیشرفت فن اوری حالت جامد در عرصه علم و تکنولوژی که بی شک ان را میتوان بزرگترین پدیده در علم الکترونیک دانست چهره محیط های صنعتی به کلی دگرگون شده است .
Plc نیز مولود این پدیده یعنی ظهور ریز پردازنده ها بوده است .بدن تردید plc مهمترین و پر کاربرد ترین وسیله اتوماسیون در صنایع مدرن امروزی است در ماشین ها و خطوط تولید جدید کمتر موردی را میتوان یافت که از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده نشده باشد در حقیقت این وسیله بسیار قابل انعطاف که خود یک کنترل کننده کامل است به عنوان قطعه ای برنامه پذیر کاربرد وسیعی یافته است به گونه ای که با پیشرفت تکنولوژی و حضور اتوماسبون در عرصه صنعت در طراحی کنترل کننده ها و مدارات فرمان خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدارات فرمان قدیمی منسخ گردیده و در اکثر مراکز صنعتی از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده میگردد.
اکنون برای توجه بیشتر به تفاوت ها و مزایای plc نسبت به مدارات کنتاکتوری موارد زیر را بر میشماریم :
یابی کرد
کاربرد های plc در صنایع مختلف :
امروزه کاربرد های فراوانی از plc در پروسه های مختلف صنعتی به چشم میخورد که خود نشانگر اهمیت فراوان plc در صنعت است . از جمله این استفاده ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
شرح مختصری بر رساله:
Plc سیستمی است که متناسب با برنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای خاص را انجام میدهد امروزه دز طراحی کنترل کننده های خطوط تولید و فرایند های صنعتی از ان استفاده میشود به عنوان مثال در سالن پرس 3 ایران خودرواتوماسیون خط شولر ساخت شرکت زیمنس و از نوع s7 و مدل cpu416-2dp که از پیشرفته ترین نوع plc هابشمار میرود مورد استفاده قرار گرفته است
PLC در یک نگاه:
programmable logic controller :PLC که با نام programmable controller نیز شناخته می شودکنترل کننده برنامه پذیری است که از خانواده کامپیوتر ها بشمار می آید .این کنترل کننده که عمدتا در مقاصد صنعتی بکار می رود ورودی ها را می گیرد و بر اساس برنامه ای که در حافظه آن نوشته شده خروجی هایلازم را برای ماشین یا فرایندی که تحت کنترل آن است صادر می نما ید .
بنا بر این در نگاه اول PLC از سه قسمت اصلی یعنی مدول های ورودی ،CPUو مدول های خروجی تشکیل شده است. مدول ورودی سیگنالهای متنوع دیجیتال یا آنالوگ را ازF IELD قبول میکند و سپس آنها را به سیگنال های منطقی (0و1)که برای CPU قابل پردازش باشد تبدیل می نماید .CPUمطابق با برنامه ای که قبلا کاربر در حافظه آن ذخیره کرده است دستورات کنترلی را اجرا کرده و خروجی لازم را بصورتسیگنال های منطقی به مدول های خارجی می فرستد .این مدول ها سیگنال های مذبور را به فرم دیجیتال یا با تبدیل به آنالوگ به تجهیزات FIELD مانند عملگر ها (ACTUATOR ) ارسال می نماید .
قبل از اینکه PLC در صنعت مورد استفاده قرار گیرد مدار های کنترلی کاملا سخت افزاری بودند این مدارهای بر اساس رله ها طراحی و سپس سیم بندی می شدند .بزرگترین عیب این روش آن بود که کوچکترین تغییری در سیستم کنترل مستلزم تغییر سخت افزار و سیم کشی بود که علاوه بر هزینه زیاد زمان زیادی را نیز برای اجرا نیاز داشت بعلاوهدر هنگام بروز خطا کار عیب یابی این مدار ها چندان ساده نبود.
سیستم جدید یعنی PLC مسایل فوق را به همراه نداشت .به سادگی قابل برنامه ریزی بود و تغییردر سیستم کنترل با تغییر در نرم افزار بر نامه کنترل بسهولت امکان پذیر می شد .
مزیتهای قوق همراه با مزایای دیگر ی چون کوچکترشدن ابعاد سیستم کنترل ،عیب یابی سریعتر ،خرابی کمتر توانایی اجرای فانکشنهای پیچیده ،توانایی تبادل اطلاعات با سیستم های دیگرو....موجب شد که مدارهای رله ای بسرعت میدان را برای حضور PLC خالی کنند .
اولین PLC ها در سال 1968ساخته شدند در دهه 70 قابلیت برقراری ارتباط به آنهااضافه شد در دهه 80 پروتکل های ارتباطی استاندارد شد و بلاخره در دهه90 استاندارد زبانهای برنامه نویسیPLC یعنی استاندارد IEC1131 ارائه گردید
استانداردIEC1131
در سال 1979 یک گروه متخصص در IECکار بررسی جامع PLCها را شامل سخت افزار ،برنامه نویسی و ارتباطات بر عهده گرفت .هدف این گروه تدوین روش های استانداردی بود که موارد فوق را پو شش دهد و توسط سازندگان PLCبکار گرفته شود .این کار حدود 12 سال بطول انجامیدو نهایتا پس ازبحث های موافق و مخالفی که انجام شد استانداردIEC1131شکل گرفت و جنبه های مختلف این وسیله از طراحی سخت افزار گرفته تا نصب ،تست ،برنامه ریزی و ارتباطات آن را زیر پوشش قرار اد.
PLC های مختلف زیمنس
در طبقه بندی محصولات زیمنس PLC هادر زیر مجموعهمحصولات SIMATIC قرار می گیرند .برخی از آنها بصورت COMPACTطراحی و ساخته شده اند به این معنا که منبع تغذیه وcpu ومدول های ورودی و خروجی بصورت یک پارچه در کنار هم بیکدیگر متصل هستند و یک واحد تلقی می شوند و بر خی دیگر به صورت مدولار هستند که بر خلاف نوع compact کاربر میتواند مدول های دلخواه از آن خانواده را بسته به نیاز خود انتخاب و در کنار هم قرار دهد .plc های زیمنس را میتوان به پنج خانواده زیر تقسیم کرد
Simatic s5
این plcها که نسبتا قدیمی هستند انواع مختلف دارند برخی مانند s5-95u به صورت compact بوده و
حوزه عملکرد محدود دارند .برخی دیگر مانند s5-100u وs5-115 مدولار بوده و برای سیستم های کنترلی با ابعاد متوسط بکار می روند برای حوزه های عملکرد وسیع plc های د یگری با نام های s5-135u وs5-155u از این خانواده عرضه شده اند . برنامه نویسی plcهای فوق با نرم افزار step5 انجام میگیرد .
Simatic s7
این plcها بعد از s5 عرضه شده اند و خود به سه خانواده مختلف تقسیم می شوندs7-200بصورت compact بوده و برای سیستم های کنترلی کوچک بکار می رود . s7-300 مدولار است و عملکرد متو سط دارد s7-400 نیز مدولار است ولی می تواند حوزه عملکرد وسیع داشته باشد . این plc ها با نرم افزار step7 برنامه نویسی و پیکر بندی می شوند .
Logo!logic modules
کنترل کننده ساده و ارزان قیمتی است که برای کار های کنترلی کوچک (مانند ساختمان ها یا ماشین های کوچک )کاربرد دارد.این plcبصورت compact است و برنامه ریزی آن توسط کلید های روی آن انجام می شود .برای برنامه ریزی از طریق کامپیوتر باید نرم افزار logo !softcompactنصب گردد.
Simatic c7
C7 ترکیبی است از s7-300 و oprator control علاوه بر اینکه کار کنترلی را انجام می دهد بر روی نمایشگر آن میتوان پیغام ها ،رخدادها ،مقادیر مرتبط با فرایند را دید و فانکشن هایی را نیز توسط صفحه کلید روی آن اعمال نمود. C7 کمپکت بوده و انواع مختلفی دارد که توانایی آنها با هم متفاوت است
برای برنامه نویسی این plc ها باید علاوه بر step7 نرم افزار protocol نیز روی کامپیوتر نصب شود
Simatic505
سری 505 که خود انواع مختلفی دارد برای کاربرد در حوزه های کوچک و متوسط طراحی شده است همه اعضای این خانواده به صورت compact عرضه می شوند و برنامه نویسی انها با نرم افزار texas instruments می باشد .
خانواده s7
s7-20
یک micro plc ارزان قیمت است .می تواند برای مقاصد ساده تا نسبتا پیچیده کنترلی بکار رود . نصب برنامه نویسی ،و کار با آن ساده است . بصورت compact عرضه می شود وi/o های آن
on-bord است .انواع مختلفی دارد و در برخی انواع آن می توان مدول اضافی نیز در کنار cpu قرار داد . برنامه نویسی آن با نرم افزار step7-micro/win انجام می شود .
S7-300
یک mini plc است .حوزه عملکرد آن متوسط است مدولار است مدول های آن تنوع زیاد دارد بسهولت قابل توسعه است بر نامه نویسی آن با step7 انجام می شود
s7-300f
برای سیستم های که نیاز به ایمنی زیاد دارند یا اصطلاحا fail-safe هستند طراحی شده است پایه آن s7-300 است در انتهای کدcpuحرف fمعرف این نوع است مانند cpu315f
S7-300c
شبیه s7-300 است با این تفاوت که cpu همراه با مدول دیگری مانند ورودی خروجی بصورت compact عرضه شده است در انتهای کد cpu حرف c معرف این نوع است مانند cpu314c 0
S7-400
حوزه عملکرد وسیع دارد مدولار است حجم زیادی از سیگنال ها را می تواند پو شش دهد براحتی قابل توسعه است در مقایسه با s7-300 سرعت پردازش بالاتر ،حافظه بیشتر و امکانات وسیعتری را داراست
برنامه نویسی آن با s7 انجام میشود
S7-400h
` پایه ان همان s7است ولی در جائی که high availability مورد نیاز است بکار می رود مانند جائی که هزینه راه اندازی مجدد سیستم پس از رفع عیب بالا است پروسه ای که اگر متوقف شود منجر به خسارت زیاد می شود جائی که بهره برداری از پروسه بدون مانیتورینگ و با حداقل پرسنل تعمیراتی انجام می شود .
S7-400fh
پایه آن s7-400 است توانائی های s7-400h را دارا است توانائی های f-system رادارا است یعنی برای کاربرد هائی که درجه ایمنی بالائی دارند نیز متناسب است
S7 و نسخه های مختلف آن :
در نگاه اول نرم افزار s7 را باید به دو نوع زیر تقیسم نمود:
2. s7 که برایs7-300.s7-400- و همچنین c7 بکار می رود.
مورد دوم یعنی s7 نسخه های مختلفی دارد که آخرین انها نسخه step7 v5.3 می باشد از مارس 2004 عرضه شده است و تفاوت های مختصری با نسخه قبلی ان یعنی نسخه 5.2 دارد
Step7(5.2) از دسامبر 2002 به بازار آمد و جایگزین نسخه قبلی یعنی s7 v5.1 گردید به طور کلی آین نرم افزار قادر به انجام امور زیر روی کنترل کننده ها و متعلقات انها میباشد:
پیکر بندی سخت افزار و تنظیم پارامتر های ان
-پیکر بندی و تنظیم ارتباطات(شبکه)
-برنامه نویسی
-تست وراه اندازی و عیب یابی
ارشیو سازی
در v5.2 نسبت به نسخه قبلی امکانات جدید تری اضافه شده است که از مهمترین انها می توان امکان پیکر بندی سخت افزار در مد کاری run یا اصطلاحا(configuration in run) cir را نام برده در فرایند های پیوسته که هیچ توفیقی نباید ایجاد شود توسط این قابلیت میتوان در مد run پیکر بندی سخت افزار را تغییر داد مثلا یک مدول جدید اضافه کرد در این حال وقفه ای که به پروسه داده می شود کمتر از یک ثانیه خواهد بود و در طول این مدت ورودی ها و خروجی ها آخرین حالت خود را حفظ می کند cir برای cpu های s7-400 از firam ware3.1 به بعد امکان پذیر است.
Step7 mini ,step 7 lite
این دو نسخه هایی از s7 هستند که نسبت به step7 پایه(یعنی v5.1 یا v5.2 )امکانات کمتری در انها وجود دارد و برای کارهای نسبتا سادهتر طراحی شده اند به عنوان مثال نسخه lite :
فقط برای s7 300 قابل استفاده است .
برنامه نویسی فقط به سه زبان lad, fbd, stl امکان پذیر است
ارتباط با شبکه را ساپورت نمی کند .
Step 7 proffesional:
در این نسخه علاوه بر s7 v5.2 پکیج های دیگری که قبلا به صورت optional عرضه می شدند یکجا ارائه شده اند که عبارتند از :
S7-plcsim سیمولاتور نرم افزاری است
S7-pdiag برای تشخیص عیب بکار می رود
S7-graph v5.2 برای برنامه نویسی به صورت sfc بکار می رود
S7-scl v5.2 برای برنامه نویسی بصورت st بکار می رود
مزیت های s7 به s5 :
S7 نسبت به s5 نقاط قوت و مزیت های متعددی دارد اما از مهمترین ویژگی های ان می توان به دو مورد زیر اشاره کرد :
1- تطابق با استاندارد iec 1131 :
زیمنس مدعی است که این استاندارد بویژه بخش سوم انرا که مربوط به برنامه نویسی است در s7 تا حد زیاد رعایت کرده است در حالیکه s5 فاقد این تطابق است
کارت یا مبدل ارتباطی بین کامپیوتر و plc که می تواند یکی از انواع زیر باشد :
Pc adaptor
این اداپتوراز یک طرف به پورت mpi کنترل کننده وصل می شود و از سمت دیگر به کامپیوتر .دو نوع آداپتور قابل اتصال به پورت usb را نشان می دهد
کارت برای نصب در اسلات isa یا pci کامپیوتر
با نصب این کارت خروجی مستقیما توسط کابل وکانکتور به plc متصل می گردد و نیاز به آداپتور بیرونی نمی باشد (مانند کارت cp5611 )
کارت pcmcia :
این کارت در اسلات notebook نصب می گردد مانند کارت cp5511
تذکر : اگر به جای کامپیوتر از pg استفاده شود نیازی به استفاده از مبدل های فوق نیست pg های زیمنس دارای پورت خروجی که مستقیما به plc وصل می گردند هستند. پساز اینکه کارت ارتباطی در اسلات کامپیوتر قرار گرفت و توسط کابل ارتباطی به پورت plc متصل گردید باید تنظیم های لازم انجام پذیرد.برای اداپتور نیز ابتدا انرا به پورت plc وصل کرده و سپس ارتباطش را با کامپیوتر توسط کابل ارتباطی برقرار می کنیم تنظیمات لازم توسط برنامه set pag/pc inter face که ایکون انرا بعد از نصب s7 میتوان در control panel مشاهده کرد امکان پذیر است .
Mpi در حالتی انتخاب می شود که آداپتور به پورت mpi مربوط به plc متصل باشد
Profibus در حالتی انتخاب می شود که آداپتور به پورت dp مربوط به plc متصل باشد auto هر دو حالت فوق را پوشش می دهد با کلیک رویperties pro می توان مشخص کرد که اداپتور به کدام پورت سریال متصل شده است سایر پارامتر ها را معمولا برای اداپتور لازم نیست تغییر دهیم سرعت پیش فرض 19200 میباشد اگر 38400 انتخاب شود بشرط اینکه کابل ارتباطی انرا ساپورت کند باید این تنظیم توسط dip سوئیچ روی اداپتور در حالتی که اکتیو نیست نیز انجام شود نکته دیگری که باید خاطر نشان شود این است که سیستم عامل های me,98,95,xp,windows2000 به طور اتوماتیک کارت یا آداپتور را میشناسد ولی در windows nt باید به صورت دستی اختصاص داده شود چون nt قابلیت plug and play را ندارد.
نرم افزار های جنبی و مرتبط با s7 :
برخی نرم افزار های دیگر که توسط زیمنس در خانواده simatic عرضه می شوند و بعضا مکمل step7 هستند با تقسیم بندی به سه دسته hmi,runtime,engineering در زیر آمده است
Engineering tools :
S7 scl
زبان برنامه نویسی سطح بالا میباشد که با زبان st ذکر شده در استاندارد iec1131-3 تنطبیق دارد و برای plc های s7 300 cpu 314 وبالاتر و s7-400,c7 بکار می رود همانطور که قبلا اشاره شد این نرم افزار در نسخه step 7 professional موجود است
S7 higraph
برای کنترل ترتیبی بصورت گرافیکی با ابزار های پیشرفته و در plc های s7-300,s7-400,c7 بکار می رود
S7graph
برنامه نویسی به صورت گرافیکی است که برای کنترل ترتیبی بکار می رود و با زبان sfc مندرج در استاندارد iec 1131-3 تطبیق دارد و برای polc های s7-300,s7-400 بکار میز رود این نرم افزار در نسخه s7 professional موجود است .
S7plcsim :
سیمولاتور نرم افزاری است که برای تست برنامه وقتی plc در دسترس نباشد بکار می رود این نرم افزار نیز در نسخه s7 professional موجود است
Cfc :
توسط این نرم افزار برنامه نویسی بصورت گرافیکی توسط یکسری بلوک های از پیش تعیین شده طراحی و انجام می شود .این نرم افزار را باید جداگانه تهیه کرد و برای s7-300,s7-400,f/h system کاربرد دارد
S7-pdiag :
ابزار عیب یابی است که برای plc های s7-300 با cpu314 و بالاتر و s7-400 بکار می رود در نسخه s7 professional موجود است
Teleservice :
برای ارتباط با plc از طریق خط تلفن به کار می رود وقتی plc توسط آداپتور خاص (ts) به مودم متصل باشد با استفاده از کامپیوتر به صورت remote می توان انرا از هر نقطه ای برنامه نویسی و رفع عیب کرد
Docpro :
برای مستند سازی به کار می رود با استفاده از ان می توان پس از اتمام پیکر بندی و برنامه نویسی نقشه های wiring و متن برنامه را با فرمت مناسب تهیه و چاپ کرد
Standard pid control :
ابزار کمکی برای طراحی کنترل کننده های pid است که برای plc های s7-300 با cpu31c و بالاتر و s7-400,c7 بکار می رود
Fuzzy conrol :
برای کنترل فازی است و در مواردی به کار می رود که توصیف ریاضی پروسه مشکل یا نا ممکن با شد .در برخی موارد ترکیب این روش با لوپ های pid نتیجه بهینه را برای سیستم کنترل بهمراه دارد
Modular pid control :
ابزلری است که برای طراحی لوپ های کنترلی پیچده بکار می رود و دارای فانکشن ها و بلوک های از قبل طراحی شده می باشد
Neurosystem :
شبکه های عصبی مورد استفاده در سیستم کنترل را می توان با این ابزار طراحی کرد و آموزش داد.
Prodave mpi :
برای پردازش ترافیک دیتا در شبکه mpi بین سیستم های s7,m7,c7 بکار می رود
Simatic protocol :
ابزار پیکر بنی است که برای سیستم های کنترل اپراتوری و بخش مانیتورینگ مربوط به c7 بکار می رود
Simatic win cc :
نرم افزاری است که برای طراحی سیستم مانیتورینگ بکارمی رود
جایگاه نرم افزار s7 در سیستم کنترل :
در هنگام طراحی معمولا نیازی به اینکه plc یا ماشین در کنار pc یا pg موجود باشد نیست فقط لازم است که قبل از شروع کار فرایند به خوبی مطالعه شده و وردی و خروجی ها مشخص باشند و منطق سیستم کنترل معلوم شده باشد بهتر است سخت افزار plc نیز انتخاب شده باشد با چنین معلوماتی می توان کار طراحی را با استفاده از s7 بصورت offline یعنی بدون اتصال به plc انجام داد.
پس از تکمیل برنامه لازم است آنرا به plc دانلود کنیم پس در این حالت pc یا pg و نرم افزار plc ابزار کار هستند اگر سیمولاتور نرم افزاری در دست باشد بسیاری از نیاز های این مرحاه را مرتفع می کند و نیاز چندانی به plc نیست .
در این مرحله ماشین یا تجهیز نیز به جمع قبلی می پیوندد و برنامه به صورت عملی و ابتدا در حالتی که ماشین بدون بار است یا از تجهیز هنوز بهره برداری نمی شود تست می گردد که به این مرحله تست سرد (cold test) نیز می گویند سیگنال ها به تدریج و نه یک دفعه وارد مدار می شوند و بخش های برنامه قدم به قدم تست می شود پس از ان تست گرم شروع می شود یعنی ماشین زیر بار می رود و از تجهیز به صورت ازمایشی بهره برداری می شود تا سایر ورودی خروجی هایی که در تست سرد فعال نبودند تست گردند . برای انجام تست های فوق وجود s7 روی pc یا pg و ارتباط online با plc ضروزی است
operation یا بهره برداری :
پس از تکمیل مراحل تست و اعمال تغییرات لازم در برنامه plc کار عادی فرایند شروع می شود در اینجا نیازی به pg یا pc و نرم افزار s7 نیست اگر چه باید برای نیاز های احتمالی در دسترس باشند .
Troubleshooting یا عیب یابی :
در صورتیکه مشکلی در کار بهره برداری از فرایند پیش بیاید که ناشی از اجزای سیستم کنترلی باشد . مجددا به pc یا pg و نرم افزار s7 نیاز پیدا می شود این برنامه با امکانات مختلفی که در ان تعبیه شده می تواند به شناخت عیب و رفع ان کمک زیادی بنماید .
تنظیم پارامتر های کارت های di
در پنجره کاتالوگ در زیر مجموعه sm-300 کارت های digital input متنوعی را مشاهده می کنیم که به کلیک روی آنها توضیحات مختصری راجع به کارت در پایین پنجره کاتالوگ ظاهر می شود به طور کلی این کارت ها را می توان به شکل زیر دسته بندی کرد
تقسیم بندی کارت های digital input
از نظر تعداد ورودی |
از نظر ولتاژ |
از نظر قابلیت های خاص |
4ورودی |
24vdc |
بدون ویژگی خاص |
8ورودی |
48vdc |
تشخیص قطع شدن تغذیه |
16ورودی |
120vdc |
ایجاد وقفه بر اساس لبه ورودی |
32ورودی |
230vdc |
تاخیر در گرفتن |
برای کارت هایی که قابلیت خاص ندارند وقتی روی انها کلیک می کنیم پنجره ای باز می شود که دو بخش دارد
General :
در این بخش توضیحاتی راجع به کارت , ویژگیها و کد سفارش آن همراه با نام ان آمده است که کاربر در صورت تمایل میتواند نام را به دلخواه تغییر دهد .
Address :
در این بخش آدرس هایی که توسط سیستم به کارت اختصاص داده شده آمده است . start آدرس شروع و end آدرس نهایی را نشان می دهد .بعنوان مثال برای کارتDI16XDC24V با 16 ورودی در شکل صفحه بعدمشاهده می کنیم که آدرس شروع 0و ادرس انتها 1است بنابراین لیست آدرس های 16کانال که هر کدام یک بیت (0و1) هستند مانند جدول زیر خواهد بود بعبارت دیگر این مدول دارای دو بایت آدرس است و میدانیم که 2BYTE=16BIT
کانال |
ادرس |
0 |
0.0 |
1 |
0.1 |
2 |
0.2 |
3 |
0.3 |
4 |
0.4 |
5 |
0.5 |
6 |
0.6 |
7 |
0.7 |
8 |
1.0 |
9 |
1.1 |
10 |
1.2 |
11 |
1.3 |
12 |
1.4 |
13 |
1.5 |
14 |
1.6 |
15 |
1.7 |
اگر چند مدول DI مشابه یا متفاوت داشته باشیم نیز مشاهده می کنیم که آدرس های تولید شده توسط سیستم با یکدیگر هیچ تداخلی ندارند .در S7-300 تغییر ادرس توسط کاربر بعضا امکان پذیر است برخی از CPU های 300این امکان را ساپورت می کنند از CPU315 به بالا .
در این حالت گزینه SYSTEM SELECTION قابل انتخاب است میتوان انرا غیر فعال نمود و ادرس جدید را وارد کرد شماره ادس نمی تواند از ADDRESS AREA مربوط به CPU بزرگتر باشد بعلاوه اگر ادرس جدید تداخلی با ادرس دیگر داشته باشد سیستم پیغام میدهد و در عین حال ادرس دیگری را پیشنهاد می دهد در مجموع پیشنهاد میشود که حتی المقدور کاربر ادرس های پیش فرض سیستم را تغییر ندهد .
در بین کارت های DI موجود در کاتالوگ برخی از کارت ها قابلیت های خاص دارند . توانایی اعمال وقفه (INTERRUPT) مهمترین قابلیت انهاست که این ویژگی در توضیحات زیر پنجره کاتالوگ دیده می شود بخش PROPERTIES این کارت ها نسبت به کارت های معمولی یک بخش اضافه بنام INPUT دارد که از بخش های زیر تشکیل شده است
DIAGNOSTIC INTERRUPT :
در حالت عادی غیر فعال است اگر فعال شود در صورت قطع تغذیه سنسور (مثلا به علت قطع فیوز)شماره کانال مربوطه در بافر تشخیص عیب CPU ثبت می شود . در جلوی NO SENSOR SUPPLY یک گزینه برای ورودی های 0تا7و یک گزینه نیز برای ورودی های 8تا15 وجود دارد میتوان هر دو یا یکی را بدلخواه فعال نمود بدیهی است در صورت قطع تغذیه آنچه در بافر ثبت می شود آدرس گروه کانال است نه ادرس خود کانال .
HARDWARE INTRRUPT :
در حالت عادی غیر فعال است اگر فعال شود جدول پایین که مربوط به تریگر کردن این وقفه است نیز فعال می شود در این جدول برای هر دو کانال ورودی یک گزینه وجود دارد . با انتخاب این گزینه میتوان تعیین کرد که وقتی ورودی این کانال تغییر میکند (لبه مثبت یا منفی) وقفه اعمال نماید .
INPUT DELAY :
در این قسمت میتوان تعیین کرد که ورودی را با چند میلی ثانیه تاخیر بگیرد توصیه میشود در دو حالت زیر این عدد را روی ماگزیمم بگذارید
1-با سوییچ های ساده و بدون حفاظت .تاخیر فوق باعث می شود که پرش لحظه ای ولتاژ مشکلی ایجاد نکند .
2-اگر طول کابل تا سنسور زیاد و کابل بدون شیلد باشد تاخیر فوق باعث می شود که ورودی را در زمان مناسب بگیرد .