وبلاگ

صنایع شیمیایی همواره به عنوان یکی از مهمترین و سودآورترین صنایع مطرح بوده اند. حجم گسترده کاربرد محصولات شیمیایی به عنوان مواد اولیه صنایع دیگر باعث شده تا صنایع شیمیایی و پالایش نقش استراتژیک و مهمی را ایفا کنند. ارزش افزوده محصولات این صنایع نسبت به مواد خام آنها که عمدتاً نفت و گاز طبیعی می باشد سبب شده است تا همچنان بر میزان توجه و سرمایه گذاری در این بخش افزوده شود. در کشور ما هم با توجه به وجود منابع عظیم نفت و گاز و لزوم بهره گیری مناسب از این نعمت های خدادادی، توجه بیشتری به زمینه های مختلف فعالیت های علمی و صنعتی در این صنایع را طلب می کند.
تابع فرایندی به خصوص صنایع شیمیایی دارای ویژگی های خاص خود هستند که استفاده از کنترل کننده های ساده در آنها بهره وری مناسبی نداشته و در بسیاری موارد ناکارآمد می باشند. از طرفی گستردگی و پیچیدگی این صنایع و نیز وابستگی بخش های مختلف به هم، سبب شده است تا برای پیاده سازی کنترل کننده های پیشرفته، بستر سخت افزاری و نرم افزاری مناسبی نیز باشد. ساختارهای اتوماسیون استاندارد با فراهم کردن این بستر علاوه بر افزایش کیفیت و میزان تولید محصولات، باعث سهولت اجرای عملیات مختلف در یک مجتمع شده اند. اجرای کنترل فرایند پیشرفته (APC) در قالب ساختار اتوماسیون استاندارد میزان سوددهی قابل ملاحظه ای را نسبت به سرمایه گذاری اولیه، به دنبال داشته است با پیاده سازی سیستم های اتوماسیون علاوه بر توزیع سیستم کنترل، می توان با به کارگیری روش های مناسب تبادل اطلاعات بین بخش های مختلف انسجام لازم را برای استفاده هرچه بهتر از سیستم موجود فراهم آورد. مزایای استفاده از ساختارهای مناسب اتوماسیون با توجه به پیشرفت هایی که در عرصه های مختلف سخت افزاری و نرم افزاری صورت گرفته به حدی است که پیاده سازی یک سیستم اتوماسیون جامع و استاندارد به خصوص برای صنایع گسترده شیمیایی کاملاً ضروری می باشد، پیاده سازی های عملی سیستم های اتوماسیون در صنایع شیمیایی کشور نیز دو دسته اند، یک دسته دارای تجهیزات و ساختار قدیمی هستند و دسته دیگر سیستم های با تکنولوژی جدیدتر می باشند و غالباً توسط شرکت های خارجی سرمایه گذار نصب و راه اندازی شده اند. سیستم های قدیمی اتوماسیون برای پیاده سازی کنترل کننده های پیشرفته مناسب نیستند. متأسفانه علیرغم قابلیت به کارگیری روش های کنترل فرایند پیشرفته در سیستم های جدید، این امکان در اختیار صنایع شیمیایی کشور قرار نگرفته است.

پایه روش های کنترلی که در کنترل کننده های فرایند پیشرفته در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته اند، روش های کنترل پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) هستند این روش ها با توجه به ویژگی های خاص خود برای فرایندهای شیمیایی بسیار مناسب هستند و امروزه 

در بسیاری موارد به کار رفته اند. موارد پیاده سازی عملی متعدد این کنترل کننده ها، نشان دهنده میزان اهمیت آنها در صنایع شیمیایی می باشد.

تخمین آینده خروجی و حالت های سیستم ابتدا در تئوری پیش بینی و تخمین کالمن برای سیستم های گسسته زمان در سال 1960 ارائه گردید. همچنین در سال 1963 پروپوی یک کنترل کننده با افق پیشرو یا جلورونده را معرفی کرد. بعدها در سال 1970 اشتروم استفاده از پیش بین ها را در کنترل حداقل واریانس گسسته زمان بررسی کرد. وی روش چند جمله ای را برای طراحی پیش بین ها ارائه کرد. در کاری که اشتروم انجام داد کیفیت کنترل بسیار به خط مشی عملکردی که بایستی بهینه شود وابسته بود. این بهینه سازی عموماً یک تابع هزینه تک مرحله ای در نظر گرفته شده بود.
با توجه به عدم پوشش کامل نیازهای صنایع مختلف توسط کنترل کننده های ابداع شده به خصوص در مواجهه با اندرکنش زیاد بین متغیرها و اغتشاشات مختلف، همچنان نیاز به کنترل کننده های پیشرفته ضروری به نظر می رسید. تلاش هایی که در دهه های 1960 و 1970 در ارتباط با کنترل پیش بین صورت گرفته بود زمینه مساعدی را برای ظهور کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) فراهم آورد. در این سال ها به طور پراکنده روش های ابتدایی توسط شرکت های مختلف به کار گرفته شده بودند. به عنوان نمونه شرکت نفتی Shell در سال 1973 روشی مشابه DMC را به کار برد. اما اوین ارائه یک نمونه علمی و عملی کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل توسط ریچالت در سال 1976 و با معرفی روش کنترل پیش بینی مبتنی بر مدل ضربه MAC در یک کنفرانس صورت گرفت که اولین پیاده سازی عملی MPC ها نیز به شمار می آید.
عبارت MPC یک دسته از الگوریتم های کنترل کامپیوتری که رفتار آینده یک سیستم در یک افق مشخص را از طریق به کارگیری مدلی صریح و واضح از فرایند، کنترل می کند تشریح می نماید در هر گام کنترلی، الگوریتم MPC یک دنباله حلقه باز از تنظیمات متغیرهای دستکاری شونده (MV) (متغیرهای ورودی) را به منظور بهینه سازی رفتار آینده سیستم (متغیرهای کنترل شونده (CV) یا خروجی) محاسبه می کند که در نهایت دنباله ای از متغیرهای ورودی مناسب در افق تعریف شده برای کنترل جهت اعمال به سیستم به دست می آید. اولین درایه این دنباله به سیستم اعمال شده و عملیات پیش بینی و بهینه سازی در هر گام کنترلی که می تواند دوره نمونه برداری سیستم باشد، مجدداً انجام می پذیرد.

:
اتیلن گلیکول (مونو اتیلن گلیکول1) با نام آیوپاک اتان 1و2 – دیول یک الکل با دو گروه عاملی می باشد.اتیلن گلیکول ماده ی شیمیایی است که به سبب پایین بودن نقطه انجماد و بالا بودن نقطه جوش به طور گسترده در خنک کننده ها و به عنوان ضدیخ و ضد جوش در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد.در حالت خالص، مایعی بی رنگ، لزج ،با مزه ی شیرین می باشد.جرم ملکولی 62.068 ،چگالی 1.1132 g/cm3 ،نقطه جوش 197.5 و دارای فراریت کمی می باشد.فشار بخار آن در 25 در حدود 12.25 Pa می باشد.اتیلن گلیکول سالهاست به دلیل صدماتی که به سیستم عصبی و کلیه ها می رساند در زمره مواد سمی شناخته شده است.
این ماده برای اولین بار در سال 1859 به وسیله شیمیدان فرانسوی چارلز ورتز2 تهیه شد و در میزان کم در زمان جنگ جهانی اول به عنوان سیال خنک کننده و بخشی از آن در تولید مواد منفجره مورد استفاده قرار گرفت.تولید انبوه صنعتی این ماده در سال 1927 وقتی که ماده ی اولیه آن یعنی اکسید اتیلن به راحتی و ارزان در دسترس سازندگان قرار گرفت،آغاز شد.این ماده وقتی برای اولین بار معرفی شد انقلابی هرچند کوچک در صنعت هواپیمایی خلق کرد هنگامیکه به جای آب به عنوان خنک کننده در رادیاتور ها استفاده شد،این ماده به دلیل بالا بودن نقطه جوش خود این امکان را فراهم کرد که رادیاتورهای کوچکتر در حرارتهای بالاتر هم کار کنند.قبل از تولید این ماده اکثر سازندگان هواپیماها از سیستمهای خنک کننده تبخیری که از آب با فشار بالا استفاده می کردند ،بهره می جستند بطوریکه این سیستمها غیر قابل اعتماد و در عملیات جنگی به آسانی آسیب پذیر بودند چرا که این سیستم فضای زیادی را در اتاق هواپیما اشغال می کرد و به راحتی می توانست مورد اصابت گلوله قرار گیرد.[1]
کاربردهای اتیلن گلیکول:
1-3-1)ضدیخ و خنک کننده
بیشترین کاربرد اتیلن گلیکول در تولید مایع ضدیخ1 و خنک کننده2 است. محصولات بر پایه گلیکول به مدت چندین سال برای کاهش دمای یخ زدن و افزایش نقطه جوش خنک کننده موتور مورد استفاده قرار می گیرند. مواد افزودنی به گلیکول ، مانع خوردگی در سیستم خنک کننده می شوند. امروزه عمده ی ضد یخها بر مبنای اتیلن گلیکول می باشند اما محصولات پروپیلن گلیکول3(PG) نیز در حال رشد می باشند. محصولات EG ارزانتر از PG بوده و در مقابل سمیت محصولات EG بیشتر از PG می باشد. اما هنوز EG جزء اصلی همه ی ضدیخها می باشد.
بدون توجه به نوع گلیکول مصرفی ، خنک کننده موتور چهار کار مهم را انجام می دهد. این موارد انتقال حرارت ، کاهش دمای یخ زدن ، افزایش دمای جوش و بالاخره جلوگیری از خوردگی می باشد. آب گرما را به خوبی هدایت می کند اما گلیکولها هدایت خوبی ندارند در نتیجه وقتی که غلظت گلیکول افزایش می یابد ضریب انتقال حرارت مخلوط کاهش می یابد. به منظور بهینه کردن انتقال حرارت ، موتورهای پیشرفته امروزی طوری طراحی می شوند که با مخلوطی در محدوده 40 به 60 تا 60 به 40 حجمی از آب و اتیلن گلیکول کار کنند. کیفیت آب مورد استفاده در ساخت خنک کننده به منظور اطمینان از کارکرد طولانی سیستم خنک کننده و موتور آب مقطر و یا آب دی یونیزه شده پیشنهاد می گردد.
1-3-2)سیال یخ زدای هواپیما
اتیلن گلیکول به عنوان سیال یخ زدای هواپیما در فصول سرد به داخل موتور و بالها و بدنه هواپیما پاشیده می شود. این سیال به طور متداول حاوی 10 الی 50 درصد EG (مونو اتیلن گلیکول)، مواد فعال کننده سطحی و دیگر افزودنیها شیمیایی می باشد. البته حجم زیادی از پسابهای این ماده مشکل زیادی را برای فرودگاه ها ایجاد می کند.
1-3-3)پرداخت فلزات
عملیات پرداخت فلزات در مقیاس بزرگ مانند ساختن هواپیما به عمل خنک کاری بخشهای گرم فلز به وسیله این سیال انجام می شود.

 سیالات خنک کننده اکثرا حاوی تقریبا 50% پلی اتیلن گلیکول،پلی آلکیل گلیکول یا اکسی پلی گلیکولها به همراه مقادیری از مواد مانع خوردگی در حدود چند ppm می باشند.

1-3-4)سایر کاربردهای اتیلن گلیکول
اتیلن گلیکول در صنعت پلاستیک برای تولید الیاف پلی استر،رزین ها و همچنین پلی اتیلن ترفتالات ، که برای ساخت بطری های پلاستیکی نوشیدنی های غیر الکلی استفاده می شود.
بالا بودن نقطه جوش اتیلن گلیکول و تمایل ترکیب با آب ، آن را یک خشک کن ایده آل برای بهره برداری از گاز طبیعی می سازد. در این مورد معمولا بخار آب اضافی با جذب توسط گلیکول2 برداشته می شود. اتیلن گلیکول از بالا به پایین برج جاری شده و با مخلوط بخار آب و گاز هیدروکربن که از کف چاه بالا می آیند برخورد می کند گلیکول به طور شیمیایی بخار آب را جذب کرده و اجازه می دهد که گاز خشک شده از بالای برج خارج شود سپس گلیکول و آب از یکدیگر جدا شده و گلیکول مجددا به برج برگشت داده می شود. بعلاوه مقدار تزریق مونو اتیلن گلیکول برای جلوگیری از تشکیل هیدرات ها بسیار پایین تر از مصرف دی اتیلن گلیکول در سیکل جذب آب از گاز است[2].
1-4)خطرات صنعتی
اتیلن گلیکول در دمای 230 تا 250 (110-121 ) می تواند شروع به شکستن کند. بایستی توجه کرد که شکستن می تواند وقتی که دمای کل سیستم زیر این حد است هم اتفاق بیافتد ، زیرا درجه حرارت سطحی در مبدل های حرارتی و دیگ بخار می تواند در برخی بخشها حتی بالای دمای فوق باشد.
مسموم کنندگی به عنوان خطر محیط زیستی اصلی اتیلن گلیکول در نتیجه استفاده بیش حد آن می باشد . به دلیل مزه شیرین آن گاهی اوقات بچه ها و حیوانات مقدار زیادی از آن را مصرف می کنند در کشورهای پیشرفته معمولا یک ماده تلخ کننده بنام دناتونیم-بنزوات3 برای تغییر مزه اتیلن گلیکول به آن اضافه می شود[3].
منطق بازیابی اتیلن گلیکول
چند دلیل برای بازیابی خنک کننده های مصرف شده وجود دارد. اول اینکه طبق قوانین محیط زیستی اگرچه اتیلن گلیکول به صورت بیولوژیکی قابل تجزیه می باشد اما از آنجا که پساب ضد یخ حاوی فلزات سنگین مانند سرب ، کادمیم و کروم بوده و این پساب را جزء ضایعات سمی و مضر قرار داده است ، لذا دفع آن به محیط و سیستم فاضلاب قبل از تصفیه غیر قانونی می باشد و همچنین به دلیل مقادیر زیاد آب در سیال خنک کننده سوزاندن روشی مناسب نمی باشد. بنابراین در عمل ، فرایند بازیافت گلیکول ، اگر هزینه کمتری نسبت به روش های دیگر داشته باشد ترجیح داده می شود. در آلمان با وجود قوانین زیست محیطی سفت و سخت نسبت به مصرف مایع خنک کننده استفاده شده ، فقط در حدود 40% مایع خنک کننده استفاده شده برای تصفیه به مراکز بازیافت فرستاده می شود[8]. دومین مساله این است که بازیابی ضدیخ مانند بازیابی روغن موتور مصرف شده می تواند در حفظ منابع تجدید ناپذیر اولیه مثل گاز طبیعی مفید باشد و هزینه فرایند خنک کننده بازیابی شده ارزانتر از خنک کننده اولیه و اصلی می باشد ، البته کارایی این دو تا حد زیادی شبیه به هم می باشد. تجربه چنین بازیافتی در تصفیه و بازیابی روغن موتور مصرف شده نتایج خوب و مقرون به صرفه ای را برای صنعت به ارمغان آورده است. البته موضوع بازیابی ضدیخ و خنک کننده ها و محصولات این چنینی هنوز به طور عمده در کشورهای صنعتی مورد توجه قرار نگرفته است و در سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای بازیابی اینگونه پسابها انجام نگرفته است[5].
بازیابی گلیکول مصرف شده نیازمند دو فرایند اصلی جداسازی می باشد که تنها مرحله دوم در تغلیظ محصول حاصل از واکنش آب و اکسید اتیلن مشترک می باشد.
1-جداسازی آلاینده ها به منظور تولید یک محصول پایه ی به اندازه کافی خالص از گلیکول و آب برای فرموله کردن دوباره ضدیخ
2-جداسازی آب و گلیکول تا غلظت اتیلن گلیکول در آب خالص برای تخلیه مستقیم به سیستم پساب مناسب گردد.
1-5-1)مرحله اول پیش تصفیه :
پیش تصفیه خنک کننده مصرف شده،نقشی حیاتی در عملکرد سیستمهای نمک زدایی جریانهای پایین دستی دارد. جداسازی ثقلی و فیلتراسیون ذرات معمولا در ابتدای فرایندهای نمک زدایی نصب می شوند. به خاطر پتانسیل بالای گرفتگی ، سیستمهای غشایی در مرحله پیش تصفیه کمتر مورد توجه قرار می گیرند و در فیلتراسیون / سانترفیوژ مواد حل شده از خنک کننده مصرف شده زدوده شده سپس به آن گرما داده می شود و بعضی از ناخالصی ها توسط عمل سانترفیوژ حذف می گردند.
1-5-2)مرحله دوم پیش تصفیه
مرحله دوم پیش تصفیه با بهره گرفتن از تکنیکهای جداسازی غشایی انجام می گیرد. تعدادی از سیستمهای بر پایه غشاء نیز ممکن است به منظور پیش تصفیه یا نمک زدایی خنک کننده مصرف شده به کار روند. این موارد را می توان به دو گروه ، نیرومحرکه فشاری و نیرومحرکه الکتریکی تقسیم بندی کرد. فرایندهای غشایی با نیرومحرکه فشار بر پایه اندازه ذرات و روش های با نیرومحرکه الکتریکی براساس یونهای باردار عمل می کنند.
تعدادصفحه :90
قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com

:

کلکتور خورشیدی را می توان قلب تپنده هر سامانه گرمایی خورشیدی دانست. زیرا کلکتور های خورشیدی هستند که انرژی خورشیدی را جذب و پس از تبدیل به انرژی گرمایی، آن را به صورت انرژی مفید و کاربردی برای مصرف نهایی به سامانه خورشیدی تحویل می دهند. کلکتور های خورشیدی دارای سامانه های گوناگونی در طراحی هستند. ساده ترین نوع آن جاذب گرمای خورشیدی جهت گرمایش آب استخر می باشد. سامانه های پیشرفته تر برای حصول درجه حرارت های بالاتر طراحی شده اند که شامل کلکتور های ذخیره ای یکپارچه، کلکتور های صفحه تخت خلاه شده و کلکتور های لوله خلا می باشند.
کلکتور های صفحه تخت:
عمده نوعی از کلکتور های خورشیدی که امروزه در کشور های مختلف دنیا به بازار عرضه می شود، کلکتور های صفحه تخت می باشد. اجزای اصلی این کلکتور ها شامل پوشش شفاف رویی، محفظه کلکتور و جاذب است. جاذب که در داخل محفظه کلکتور صفحه تخت قرار می گیرد، پرتو آفتاب را به گرما تبدیل نموده و آن را به سیال (آب) داخل لوله جاذب منتقل می کند. با توجه به اینکه هر کلکتور می تواند به درجه حرارتی تا 200 درجه سانتیگراد برسد ( در آن وضعیت در داخل لوله آب جریان نخواهد داشت) تمام موارد به کار برده شده در ساختمان کلکتور خورشیدی می بایست تحمل چنین درجه حرارتی را داشته باشند. از اینرو، جاذب عموما از مواد فلزی همچون مس، فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند. محفظه کلکتور می تواند از جنس پلاستیک، فلز یا چوب بوده و شیشه جلوی کلکتور می باید به نحو شایسته ای درزگیری شده باشد تا انرژی گرمایی داخل آن به بیرون راه نیابد. ضمن اینکه انواع آلودگی همچون گرد و خاک، بخار، رطوبت و حشرات به داخل آن راه پیدا نکنند. پاره ای از کلکتور های دقیق از نظر تهویه وجریان های داخل نیز به شدت کنترل می شود تا از هر گونه چگالش بر روی قسمت تویی شیشه جلوی کلکتور جلوگیری شود. محفظه کلکتور از کناره ها و قسمت تحتانی کاملا درزبندی و عایق کاری می شود تا

 تلفات گرمایی از این قسمت ها به حداقل برسد. علیرغم این تمهیدات، کلکتور های صفحه تخت هنوز دارای تلفات گرمایی هستند که عمده دلیل آن اختلاف درجه حرارت میان جاذب و هوای پیرامون می باشد که به دو نوع انتقال گرمای تشعشعی و همرفتی خود را نشان می دهند. انتقال گرمای همرفتی به سبب حرکت هوا و تابشی ناشی از اختلاف درجه حرارت بخش فوقانی کلکتور و هوای پیرامون است.

انتخاب جاذب:
مواد تیره رنگ پرتو خورشید را به خوبی جذب کرده و درجه حرارتشان بالا می رود، اما مواد فلزی ذاتا تیره رنگ نمی باشند. لذا سطح آن ها را می بایست با پوشش های مناسب که فرایند جذب پرتو خورشید را افزایش می دهند، پوشاند. در صورتی که ماده ای سیاه رنگ گرم و درجه حرارتش بالا رود، مقداری از گرمای جذب شده را به صورت تشعشعی به محیط پیرامون برمی گرداند. همین پدیده در صفحات داغ الکتریکی و بخاری های برقی به راحتی ملموس می باشند. زمانیکه صفحات (المنت ها) روشن می شوند، انرژی گرمایی به صورت تشعشعی، بدون اینکه بر روی صفحات داغ اثر منفی برجای گذارند، از روی آن ساطع می شود. حال در کلکتورهای خورشیدی، پوشش تیره رنگ تاثیر مشابهی را از خود نشان می دهند. این کلکتورها بخش اعظمی از انرژی جذب شده را به آبی که در داخل لوله جاذب جاری است منتقل نموده و مقدار بسیار کمتری را به صورت تشعشعی به محیط اطراف بر می گرداند.
ار این رو، بخش جاذب کلکتور های خورشیدی غالبا همچون پوشش مشکی رنگ توضیح داده شده می باند و مقدار بسیار کمی از پرتو دریافتی را به صورت تشعشع بر می گرداند. حال آنکه فرایند پوشش دهی مورد نیاز این مواد بسیار پیچیده تر می باشند. زیرا اینکار باید با دقت بهتری انجام پذیرد و در مورد کلکتور های خورشیدی بازده جذب پرتو خورشید دارای نقش عمده ای است.
به عنوان یک نتیجه گیری کلی باید گفت بسیاری از جاذب های مورد کاربرد در کلکتورهای صفحه تخت امروزی از پوشش انتخابی بهره مند هستند که این پوشش ها از جنس کروم مشکی، نیکل تیره یا TiNox می باشند.
کلکتورهای لوله خلا:
اتلاف گرمایی همرفت ناشی از حرکت هوا در داخل کلکتور را می توان به صورت قابل ملاحظه ای با ثابت نگاه داشتن و ماندگاری خلا به وجود آمده میان صفحه شفاف رو به آفتاب و جاذب کلکتور خورشید کاهش داد. از سوی دیگر خلا ایجاد شده موجب می گردد تا فشار های هوای محیط (فشار اتمسفر) وارد بر صفحه شفاف جلول کلکتور آن را به سمت عقب (سمت عقب) براند. لذا برای حل این مشکل لازم است تا نگاهدارنده های کوچکی در حد فاصل قسمت تحتانی و فوقانی کلکتور و در داخل آن قرار گیرد تا شکل کلکتور حفظ شود. این که در کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت بتوان حالت خلا درون کلکتور را به مدت زمان طولانی حفظ نمود امری دشوار است، زیرا همیشه هوای اطراف کلکتور از میان محل اتصال صفحه شفاف رو به آفتاب و دیواره های کلکتور برای جریان یافتن به داخل کلکتور راهی پیدا می کند. لذا می بایست به صورت دوره ای نسبت به ایجاد خلا مجدد در داخل محفظه کلکتور خورشیدی صفحه تخت اقدام شود. این عیب عمده که در کنار هزینه بالای تعمیر و نگهداری، بازده کلی کلکتور و سامانه خورشیدی را کاهش می دهد را می توان با بهره گرفتن از کلکتور های لوله خلا شده رفع نمود. خلا بسیار بالا ( تقریبا کامل) داخل لوله شیشه ای خلا شده در بسته مورد استفاده در کلکتور های لوله خلا در مقایسه با محفظه خلا شده در کلکتور های صفحه تخت به مدت بسیار طولانی تری شرایط خلا خود را حفظ می کنند. این لوله ها به سبب شکلشان در مقابل فشار هوای خارج از خود مقاومت بالاتری بروز داده و نتیجه اینکه به قطعات پشتیبان در داخل خود نیاز ندارند.

:
دادهکاوی سودمندترین ابزار کشف دانش از میان تراکنشها است [3] [2] [1]. یکی از کاربردهای مهم دادهکاوی، کشف قوانین انجمنی میباشد که یکی از مهمترین روش های بازشناسی الگو در سیستمهای بدون نظارت است. کشف قوانین انجمنی مانند جستجوی طلا در یک پایگاه داده بسیار بزرگ است، که در اینجا منظور از طلا یک قانون جذاب که هنوز کشف نشده است، میباشد. از این طریق میتوان تمام قوانین ممکن را در یک پایگاه داده پیدا کرد، اما مسئله اینجاست که تحلیل تعداد زیادی قانون کار سختی است. به همین جهت، معیارهایی همچون ضریب پشتیبان و ضریب اطمینان برای مشخص کردن قوانین با کیفیت بالاتر به کار میروند.
 اکثر الگوریتمهای کاوش قوانین انجمنی، مانند الگوریتم Apriori و AIS، مبتنی بر روش هایی هستند که توسط Agrawalدر [4] و [5] پیشنهاد شدهاند. با بهره گرفتن از این متدها نمیتوان قوانینی را که شامل صفات خاصه عددی هستند کشف نمود. این الگوریتمها مسئله کاوش قوانین انجمنی را به دو قسمت
تقسیم میکنند . از آنجایی که کاوش قوانین انجمنی عددی یک مسئله بهینه سازی سخت است تا یک مسئله گسسته سازی ساده، دستۀ مهمی از مسائل کاوش قوانین انجمنی وجود دارند که تنها زمانی میتوانند با یک الگوریتم بهینه سازی ترکیبی حل شوند که بازة پیوستۀ مقادیر مجاز صفات خاصۀ عددی به مجموعۀ محدودی تبدیل شوند. مسئله تبدیل بازة پیوسته به مجموعۀ متناهی همیشه کار راحتی نیست، به خصوص
زمانی که بازة اولیه، بازة وسیعی باشد و شفافیت و دقت بالایی مد نظر باشد. بنابراین، در این گونه موارد، معمولاً الگوریتمهایی که به طور طبیعی و ساده قادر به کار کردن با متغیرهای پیوسته عددی هستند، بهتر عمل میکنند [8].

 هم چنین، کاوش قوانین انجمنی عددی باید به عنوان یک مسئلۀ چند هدفه تلقی شود، چرا که یک قانون انجمنی باید قانونی جذاب و با مقدار پشتیبان و اطمینان بالایی باشد؛ لذا الگوریتمهای کاوش قوانین انجمنی بایستی چند هدفه بوده و به طور همزمان همۀ معیارها را برای کشف قوانین انجمنی مفید بررسی نمایند.

 در سالهای اخیر، الگوی هوش جمعی و به خصوص از این میان بهینه سازی کلونی مورچهها و بهینه سازی گروه ذرات، توجه زیادی را در تحقیقات به خود جلب کرده است. همینطور، این الگوریتمها رایجترین متاهیوریستیکهای هوش جمعی برای داده کاوی هستند.
 هوش جمعی، شاخه نسبتاً جدیدی از هوش مصنوعی است که به بررسی هوش جمعی حاصل از گروهی از عاملهای ساده میپردازد. الگوریتمهای هوش جمعی مبتنی بر رفتار اجتماعی هستند که درطبیعت قابل مشاهده است، مانند کلونی مورچهها، دسته پرندگان، گروه ماهیها و کندوی زنبور عسل که در
آنها تعدادی از اعضاء که قابلیت‌های محدودی دارند با همکاری هم قادرند به راه حلهایی برای مسائل پیچیده، دست پیدا کنند.
 اولین الگوریتم ACO، توسط Dorigo و همکارانش در سال 1992 در [8] جهت حل مسئله فروشندة دورهگرد ارائه شد. این الگوریتم از رفتار جستجوی غذا در مورچه های حقیقی الهام گرفته شده است. اساس این رفتار، ارتباط غیر مستقیم مورچهها از طریق دنباله های شیمیایی فرومون است که آنها را
قادر به کشف کوتاهترین مسیر از لانه تا منبع غذا میسازد. تا کنون الگوریتمهای ACO متعددی برای حل مسائل بهینه سازی گسسته و پیوسته، ارائه شده است. اخیراً، نسخۀ پیوستۀ متاهیوریستیک بهینه سازی کلونی مورچهها، با هدف حل مسائل بهینه سازی پیوسته توسط Socha و Dorigo، به نام ACOR، در [10] ،[8] و [11] ارائه شده است. نسخۀ ACOR، به جای استفاده از تابع احتمالی که، یک مقدار برای هر رأس (که نشان دهنده یک مقدار منفرد برای متغیر گسسته است) در نظر میگیرد، از یک توزیع احتمال که شامل توابع چگالی احتمال گوسی متعددی است و به راحتی قابل نمونهگیری میباشد، استفاده میکند. این الگوریتم در دادهکاوی برای آموزش وزنهای یک شبکه عصبی در [12] به کار رفته است. بر اساس آزمایشات انجام گرفته روی سه مجموعه دادة تشخیص پزشکی، آنها دریافتند، نسخه هیبرید، که الگوریتم 13] Levenberg-Marquart] را با ACOR ترکیب میکند، بهتر از الگوریتمهای Levenberg-Marqunt و انتشار به عقب عمل میکند. نتایج نشان میدهد، با وجود این که محیط آزمایشگاهی نسبتاً محدود است، پتانسیل کاربرد ACOR در داده کاوی امید بخش است.
 تا کنون هیچ مطالعهای صورت نگرفته است که از ACOR برای کاوش قوانین انجمنی عددی استفاده کرده باشد. در این پایان نامه، به توصیف چگونگی پیدا کردن بازههای پر تکرار دادگان عددی و قوانین انجمنی حاصل از آنها توسط ACOR، در یک مرحله و بدون نیاز به مشخص کردن حد اقل
پشتیبان و اطمینان قوانین پرداخته شده است. در الگوریتم پیشنهادی، تابع هدفی که قرار است بهینه شود، تابعی وزن دار بوده، که سه معیار پشتیبان، اطمینان و جذابیت را به طور همزمان بهینه میکند و عملکرد چند هدفه دارد. نتایج نشان میدهد که قوانین انجمنی دقیق و صحیحی از این طریق، قابل تولید خواهند بود.
 در فصل اول این پایان نامه، ی بر کلیات تحقیق ارائه میشود که شامل هدف تحقیق، پیشینۀ آن و روش تحقیق میباشد. سپس در فصل دوم، مفاهیم داده کاوی و کاوش قوانین انجمنی و هم چنین الگوریتمهای بهینه سازی کلونی مورچهها تحت عنوان ادبیات موضوع مطرح میشود. فصل سوم به توصیف الگوریتم پیشنهادی اختصاص دارد و نتایج و ارزیابی الگوریتم پیشنهادی و مقایسۀ آن با روش های قبلی در فصل چهارم آورده شده است. در نهایت در فصل پنجم، جمعبندی صورت گرفته و کارهای آینده پیشنهاد میشود.

با توجه به اینکه موتورهای الکتریکی جایگاه ویژه ای در صنعت برق دارند، بنابراین رقابت زیادی بین انواع مختلف ماشین ها وجود دارد. موتورهای AC سه فاز برای کاربردهای صنعتی مناسب هستند اما در این میان، ماشین های چندفاز (با تعداد فازهای بیشتر از سه) با وجود پیچیدگی زیاد نسبت به موتورهای سه فاز، کاربردهای زیادی دارند. زیرا در جاهایی که مزیت های ویژه مانند: نوسانات گشتاور کم، پایین بودن هارمونیک های جریان لینک DC، کاهش هارمونیک های جریان روتور و قابلیت اطمینان بالا، مدنظر باشد، پیچیدگی زیاد این ماشین را در مقایسه با ماشین سه فاز توجیه می کند. یکی از کاربردهای مناسب برای این ماشین ها، موارد جریان بالا است مانند وسایل نقلیه الکتریکی، نیروی محرکه کشتی یا لوکوموتیو. به طور کلی برای کاربردهای توان بالا از موتورهای چندفاز استفاده می شود. بنابراین ساده سازی و بهینه کردن محرکه این ماشین از اهمیت زیادی برخوردار است. در این میان، ماشین القایی شش فاز یکی از پرکاربرد ترین نوع از ماشین های چندفاز است. که در بسیاری از مقالات و تحقیقات مورد مطالعه قرار گرفته است.
با توجه به قالب بندی سیم پیچی های استاتور، ماشین القایی شش فاز را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

موتور القایی شش فاز متقارن که فاصله مکانی بین دو فاز متوالی استاتور برابر p/3 بوده و با فرض سینوسی بودن توزیع سیم پیچی ها، هردو سیم پیچی استاتور و روتور، شش فاز در نظر گرفته می شود. سیم پیچی های استاتور این ماشین معمولاً به صورت ستاره به یک 

نقطه نول مشترک وصل می شوند.

موتور القایی شش فاز نامتقارن که در واقع شکل خاصی از ماشین شش فاز است دارای دو سیم پیچی سه فاز در استاتور است که به اندازه 30 درجه الکتریکی باهم اختلاف فاز داشته و نقطه نول دو سیم پیچی مجزا از هم می باشد در حالی که روتور این ماشین قفسه ای بوده و همان روتور استفاده شده در ماشین القایی سه فاز می باشد. این ماشین در مقالات متعدد با نام های مختلفی مورد بحث قرار گرفته است که در این پایان نامه با نام ماشین القایی دوبل استاتور معرفی می گردد.
در یک ماشین القایی سه فاز، عملکرد مولفه اصلی شار و هارمونیک های پنجم و هفتم جریان باعث تولید هارمونیک ششم گشتاور می شود. در ماشین القایی دوبل استاتور هارمونیک ششم گشتاور، توسط دو سیم پیچی سه فاز تولید می شود که همدیگر را خنثی می کنند بنابراین فرکانس نوسانات گشتاور از 6 به 12 برابر فرکانس اصلی می رسد. علاوه بر مزایای ماشین های چندفاز که پیش تر اشاره شد، مزیت عمده ماشین القایی دوبل استاتور بیشتر به دلیل مجزا بودن دو سیم پیچی استاتور است چون در حالت رخداد خطا در یکی از سیم پیچی های استاتور، سیم پیچی دیگر می تواند به راحتی به کار خود ادامه دهد که این مزیت موجب افزایش قابلیت اطمینان سیستم می شود. نیاز به دو اینورتر سه فاز و پیچیدگی بیشتر از معایب این سیستم به شمار می رود.
از آنجایی که جریان های نامی کلیدهای قدرت، مستقیماً با تعداد فازها کاهش می یابد، بنابراین افزایش تعداد کلیدهای قدرت هزینه اضافی چندانی تحمیل نمی کند. اما در مقابل، هزینه و پیچیدگی سیستم با افزایش تعداد سنسورهای جریان، مدارهای آتش، مدارهای کمکی و غیره افزایش می یابد، بنابراین کاهش هزینه ماشین چندفاز به وسیله کاهش تعداد سنسورهای جریان بدون تاثیر در عملکرد سیستم یک هدف مهم می باشد. در این پایان نامه سه موضوع کلیدی بررسی می شود: 1) مدل دینامیکی ماشین که به روش کلاسیک و تجزیه به فضای برداری می باشد. 2) چگونگی کاهش تعداد سنسورهای جریان و نحوه انتخاب جریان های فاز و روش های کنترل جریان در کنترل برداری موتور القایی دوبل استاتور. 3) روش مدولاسیون پهنای پالس (PWM) تزریق کننده توالی صفر دوبل که به دلیل سادگی و بهتر بودن نتایج، استفاده شده است. هدف اصلی در این پایان نامه، کاهش تعداد سنسورهای جریان، در کنترل برداری موتور القایی دوبل استاتور است بدون اینکه تاثیر زیادی در عملکرد محرکه ماشین داشته باشد و همچنین چگونگی جبران سازی نامتعادلی در حالت دو سنسور جریان بحث شده است.