ΑΝΧΣΑΣΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΣΜΖΜΑ ΒΗΟΜΖΥΑΝΗΚΖ ΠΛΖΡΟΦΟΡΗΚΖ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

Transcript

1 ΑΝΧΣΑΣΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ ΒΗΟΜΖΥΑΝΗΚΖ ΠΛΖΡΟΦΟΡΗΚΖ Έιεγρνο θαη δηαρείξηζε ελέξγεηαο, γηα βηνκεραληθή εγθαηάζηαζε. Καηαγξαθή κεηξήζεσλ θαη παξακέηξσλ. Δπεμεξγαζία ζηνηρείσλ θαη νηθνλνκνηερληθή αλάιπζε απνηειεζκάησλ. ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ Αλησληάδεο Θ. Κσλζηαληίλνο Παξαζίδνπ Π. Γήκεηξα Δπηβιέπσλ : Γξ Βαζίιεηνο Α. Σζαρνπξίδεο Καβάια, Μάηνο 2013

2 Σ ε λ ί δ α 2 ΠΔΡΗΛΖΦΖ Ζ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία, είλαη νπζηαζηηθά κία πξνζπάζεηα εύξεζεο ύζηεξα από κειέηε, ελαιιαθηηθήο ιύζεο γηα ηνλ έιεγρν ζεξκνθξαζίαο ζε ηξεηο βηνκεραληθνύο ζαιάκνπο. Βαζηθή ηνπ ιεηηνπξγία, είλαη ε απηνκαηνπνίεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη δηαρείξηζε ηεο θαηαλαιηζθόκελεο ελέξγεηαο ζε κηα βηνκεραληθή εγθαηάζηαζε. Ζ ιύζε, ε νπνία πξνηείλεηε ζην παξόλ ζύγγξακκα βαζίδεηε ζε πξαγκαηηθά δεδνκέλα θαη κεηξήζεηο, δελ είλαη όκσο κνλαδηθή. ηα πξώηα θεθάιαηα αλαπηύζζνληαη γεληθέο πιεξνθνξίεο, όπσο ν πξνγξακκαηηδόκελνο ινγηθόο ειεγθηήο (PLC),ηα δηάθνξα αηζζεηήξηα πνπ ζπλδένληαη κε ηα PLC, νη ζπζθεπέο αιιειεπίδξαζεο αλζξώπνπ κεραλήο (HMI), ε ζπζθεπέο κέηξεζεο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο, αιιά θαη ηα ινγηζκηθά πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκό ησλ παξαπάλσ ζπζθεπώλ. Σα επόκελα θεθάιαηα πξαγκαηεύνληαη αλαιπηηθή πεξηγξαθή ηνπ ζπζηήκαηνο, ησλ ζπλδέζεσλ κεηαμύ ησλ ζπζθεπώλ, όπσο θαη ην πξνγξακκαηηζηηθό κέξνο ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο. ε απηά, ελππάξρνπλ νη ηξόπνη επηθνηλσλίαο κεηαμύ ησλ ζπζθεπώλ ηα πξσηόθνιια πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη θαη νη ηύπνη θαισδίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνύλ νη ζπζθεπέο γηα λα επηθνηλσλήζνπλ κεηαμύ ηνπο, επίζεο αλαιύνληαη νη θώδηθεο πνπ έρνπλ ζπληαρζεί γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηνπ PLC θαη ε ηνπνζέηεζε ησλ ζπζθεπώλ ζε ειεθηξνινγηθό πίλαθα. ην ηειεπηαίν θεθάιαην ηεο εξγαζίαο παξνπζηάδνληαη ηα δηάθνξα γξαθήκαηα πνπ πξνθύπηνπλ από ηελ εμαγσγή ησλ ζηνηρείσλ, όπσο θαη ε νηθνλνκνηερληθή αλάιπζε πνπ γίλεηε εμάγνληαο ηα απνηειέζκαηα ησλ κεηξήζεσλ. Λέξειρ Κλειδιά Απηνκαηηζκόο, PLC, HMI, αηζζεηήξηα, πξσηόθνιιν MODBUS, ειεθηξνινγηθόο πίλαθαο.

3 Σ ε λ ί δ α 3 Πίνακας περιεχομένων ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1- ΣΟΥΟΗ ΣΟΤ ΤΣΖΜΑΣΟ... 5 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2-ΑΤΣΟΜΑΣΗΜΟ Γεληθά γηα ηνλ απηνκαηηζκό Ηζηνξηθή αλαδξνκή... 9 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3- ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΗΕΟΜΔΝΟ ΛΟΓΗΚΟ ΔΛΔΓΚΣΖ PLC Γεληθέο Πιεξνθνξίεο Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο PLC Σα κέξε ελόο PLC Κεληξηθή κνλάδα επεμεξγαζίαο CPU Φεθηαθέο είζνδνη-έμνδνη(η/ο) Πεξηθεξεηαθέο θάξηεο To PLC Twido TWDLCDA24DRF Analog to Digital Converter ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4- ΟΘΟΝΖ ΑΦΖ(HMI) Γεληθέο Πιεξνθνξίεο(Xinje) Γνκή ηνπ Xinje Κύξηα Μέξε Γηαζηάζεηο νζόλεο Υαξαθηεξηζηηθά νζόλεο Γεκηνπξγία Πξνγξάκκαηνο Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο νζόλεο HMI ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5-ΟΡΓΑΝΟ ΜΔΣΡΖΖ ΚΑΣΑΝΑΛΧΖ Γεληθέο Πιεξνθνξίεο Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο Μεηξεηή Καηαλάισζεο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6-ΑΗΘΖΣΖΡΗΑ Ση είλαη αηζζεηήξαο Αηζζεηήξηα ζεξκνθξαζίαο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 7- ΣΡΟΠΟΗ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑ Δπηθνηλσλίεο Αλαθνξά ζην RS Αλαθνξά ζην RS Αλαθνξά ζην Modbus Fieldbuses (DeviceNet, Profibus)... 46

4 Σ ε λ ί δ α 4 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 8-ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΤΣΖΜΑΣΟ Πεξηγξαθή Γηαζύλδεζε ζπζθεπώλ ρέδηα ζπλδέζεσλ ύλδεζε ηνπ PLC κε ηελ νζόλε ύλδεζε αηζζεηήξησλ ζαιάκσλ θάξηα A/D ύλδεζε βαλώλ κε ην PLC ύλδεζε ηνπ θαπζηήξα κε ηνλ κεηξεηή θαηαλάισζεο ύλδεζε ηνπ κεηξεηή θαηαλάισζεο κε ηελ νζόλε Απνζήθεπζε θαη εμαγσγή κεηξήζεσλ Ζιεθηξνινγηθό ζρέδην ζύλδεζεο ζπζθεπώλ πλνιηθό πξνζρέδην ηνπ έξγνπ πλνιηθή ιεηηνπξγία ζπζηήκαηνο Ζιεθηξνινγηθόο πίλαθαο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 9-ΠΡΟΓΡΑΜΑΣΗΜΟ-ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ ηνηρεία πξνγξακκαηηζκνύ Πξόγξακκα PLC Αλάιπζε πξνγξάκκαηνο Πξνγξακκαηηζκόο νζόλεο (κάζθεο) Δμαγσγή ζηαηηζηηθώλ ζηνηρείσλ Οηθνλνκνηερληθή αλάιπζε απνηειεζκάησλ Τιηθά ζπζηήκαηνο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 10-ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ-ΠΖΓΔ... 99

5 Σ ε λ ί δ α 5 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 ΣΟΥΟΗ ΣΟΤ ΤΣΖΜΑΣΟ Κύξηνο ζηόρνο ηεο παξνύζαο πηπρηαθήο είλαη ε έληαμε ηνπ απηνκαηηζκνύ ζε κηα βηνκεραληθή εγθαηάζηαζε γηα ηνλ έιεγρν ηεο ζεξκνθξαζίαο. Ζ επίηεπμε ηνπ παξαπάλσ ζηόρνπ επηηπγράλεηαη κε ηελ θαηαζθεπή ελόο πίλαθα απηνκαηηζκνύ ν νπνίνο θαη ζα ηνπνζεηεζεί ζηνλ ρώξν ηεο εγθαηάζηαζεο. Από ηα παξαπάλσ ην ζπκπέξαζκα ην νπνίν εμάγεηαη είλαη πσο ην ζύζηεκα ζα εθηειεί θάπνηεο δηεξγαζίεο νη νπνίεο δηαρσξίδνληαη ζε ηξείο βαζηθέο θαηεγνξίεο. a) Σν ζύζηεκα ζα ξπζκίδεη ηελ απαηηνύκελε ζεξκνθξαζία ζε ηξείο βηνκεραληθνύο ρώξνπο. b) Θα θαηαγξάθεη ηηο παξακέηξνπο θαη κεηξήζεηο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζα ηηο εμάγεη ζε κνξθή CSV αξρείνπ. c) Θα γίλεηε επεμεξγαζία ησλ ζηνηρείσλ θαη νηθνλνκνηερληθή αλάιπζε ησλ απνηειεζκάησλ.

6 Σ ε λ ί δ α 6 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 ΑΤΣΟΜΑΣΗΜΟ 2.1 Γεληθά γηα ηνλ απηνκαηηζκό Ζ αικαηώδεο πξόνδνο ησλ ηερλνινγηώλ, αηζζεηήξσλ, ππνινγηζηώλ θαη ινγηζκηθνύ έρεη θαηαζηήζεη δπλαηή ηελ εηζαγσγή ηνπ απηνκάηνπ ειέγρνπ ζην κεγαιύηεξν κέξνο ηνπ εμνπιηζκνύ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζρεδόλ ζε όινπο ηνπο ηύπνπο ηεο παξαγσγήο θαη ηεο βηνκεραλίαο. Ο ζηόρνο ηνπ απηόκαηνπ ειέγρνπ είλαη ε ζρεδίαζε θαη πινπνίεζε ζπζηεκάησλ πνπ ειέγρνπλ κία ή πεξηζζόηεξεο κεηαβιεηέο εμόδνπ κίαο δηεξγαζίαο παξά ηηο όπνηεο δηαηαξαρέο (Μαιαηέζηαο, 2001). Τπάξρνπλ δύν βαζηθέο θαηεγνξίεο ζπζηεκάησλ ειέγρνπ: έιεγρνο αλνηθηνύ βξόρνπ, θαη έιεγρνο θιεηζηνύ βξόρνπ. ηα ζπζηήκαηα ειέγρνπ αλνηθηνύ βξόρνπ ν ειεγθηήο δελ έρεη θακία γλώζε ηεο πξαγκαηηθήο εμόδνπ ηνπ ζπζηήκαηνο. Γηα ηε ιεηηνπξγία ηνπ βαζίδεηαη ζηε γλώζε ηνπ κνληέινπ ηνπ ζπζηήκαηνο θαη ελδερνκέλσο ησλ δηαηαξαρώλ ηνπ ζπζηήκαηνο, πξνθεηκέλνπ λα ππνινγίζεη ηελ θαηάιιειε είζνδν γηα ην ζύζηεκα. Σα ζπζηήκαηα αλνηθηνύ βξόρνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζπρλά όηαλ πξέπεη λα θξαηεζνύλ ρακειά ην θόζηνο θαη ε πνιππινθόηεηα ηνπ ζπζηήκαηνο ειέγρνπ. ηα ζπζηήκαηα απηά, ζπλήζσο, δελ ρξεζηκνπνηείηαη θαλέλαο αηζζεηήξαο θαη σο εθ ηνύηνπ νη κεηξήζηκεο δηαηαξαρέο - εάλ ππάξρνπλ δελ κεηξνύληαη. Ζ δεύηεξε θαηεγνξία ζπζηεκάησλ ειέγρνπ είλαη ν έιεγρνο θιεηζηνύ βξόρνπ ή έιεγρνο κε αλάδξαζε. Έλα γεληθό κπινθ-δηάγξακκα ειέγρνπ θιεηζηνύ βξόρνπ δίλεηαη ζην επόκελν ζρήκα 2.1:

7 Σ ε λ ί δ α 7 ρήκα 2.1. Μπινθ-δηάγξακκα Διέγρνπ θιεηζηνύ βξόρνπ. Οη ειεγθηέο θιεηζηνύ βξόρνπ ππνινγίδνπλ ηελ είζνδν ηνπ ζπζηήκαηνο βαζηζκέλνη ζηε γλώζε ηεο επηζπκεηήο εμόδνπ, ησλ δηαηαξαρώλ θαη ηεο πξαγκαηηθήο εμόδνπ ηνπ ζπζηήκαηνο. πλήζσο είλαη πην ζύλζεηνη θαη δαπαλεξνί από ηνπο ειεγθηέο αλνηρηνύ βξόρνπ, αιιά παξέρνπλ αθξηβέζηεξν θαη πην εύξσζην έιεγρν. Σα ζπζηήκαηα ειέγρνπ δηαηξνύληαη επίζεο ζε δύν κεγάιεο θαηεγνξίεο: δηαθνπηηθά ή ινγηθά θαη αλαινγηθά ζπζηήκαηα. ηα δηαθνπηηθά ζπζηήκαηα ειέγρνπ, ην ζήκα εμόδνπ ησλ ειεγθηώλ θαη ηα ζήκαηα εμόδνπ ησλ αηζζεηήξσλ είλαη θαη ηα δύν δπαδηθά. Απηό ζεκαίλεη όηη κπνξνύλ κόλν λα πάξνπλ δύν επδηάθξηηεο ηηκέο, παξαδείγκαηνο ράξηλ +5 Volts θαη -5 Volts, ηα νπνία αληηζηνηρνύλ ζηηο ιεηηνπξγίεο ON θαη OFF. Παξαδείγκαηνο ράξηλ, εάλ ε ζεξκνθξαζία ελόο ζπζηήκαηνο είλαη ρακειόηεξε από έλα επηζπκεηό θαηώηαην όξην ε έμνδνο ησλ αηζζεηήξσλ κπνξεί λα πάξεη ηελ ηηκή -5V, θαη ε αληίδξαζε ηνπ ειεγθηή ζα ήηαλ έλα ζήκα +5V, ην νπνίν ζα έζεηε ζε ιεηηνπξγία κηα ζεξκάζηξα. ηαλ ε ζεξκνθξαζία ζα πήγαηλε επάλσ από ην επηζπκεηό θαηώηαην όξην, ν αηζζεηήξαο ζα έδηλε ζαλ έμνδν +5V, θαη ν ειεγθηήο ζα έδηλε ζαλ έμνδν -5V, ε νπνία ζα έθιεηλε αληίζηνηρα ηε ζεξκάζηξα. Αληίζεηα, ζηα αλαινγηθά ζπζηήκαηα ειέγρνπ ε έμνδνο αηζζεηήξσλ είλαη πάληα αλαινγηθή, δειαδή κπνξεί λα πάξεη νπνηαδήπνηε ηηκή κέζα ζε θάπνηα πεξηνρή ιεηηνπξγίαο, ελώ ε έμνδνο ησλ ειεγθηώλ κπνξεί λα είλαη αλαινγηθή, ή δπαδηθή. Ζ βαζηθή ηδέα είλαη όηη όζν κεγαιύηεξε είλαη ε δηαθνξά κεηαμύ ηεο επηζπκεηήο θαη πξαγκαηηθήο εμόδνπ, ηόζν ηζρπξόηεξν είλαη ην ζήκα ειέγρνπ από ηνλ ειεγθηή. ην παξάδεηγκα ειέγρνπ ζεξκνθξαζίαο, όζν ρακειόηεξε είλαη ε ζεξκνθξαζία ζπζηήκαηνο από ηελ επηζπκεηή, ηόζν πεξηζζόηεξε ελέξγεηα ζα πξέπεη λα δώζεη ε ζεξκάζηξα, θαη επνκέλσο ηόζν κεγαιύηεξν ζα πξέπεη λα είλαη ην ζήκα εμόδνπ από ηνλ ειεγθηή. ηελ πεξίπησζε ηεο δπαδηθήο εμόδνπ ε ζπρλόηεηα ηεο αιιαγήο ηνπ ζήκαηνο από ηε κία ηηκή ζηελ άιιε ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα δηακνξθώζεη ην πνζό ζεξκόηεηαο πνπ δίλεηαη από ηε ζεξκάζηξα, θαη γεληθά ην πνζό ελέξγεηαο πνπ πεγαίλεη ζηνλ επελεξγεηή. Ζ ρξήζε ηνπ απηνκαηηζκνύ είλαη πιένλ δεδνκέλε, κε πνιιαπιά νθέιε όπσο: 1. Μείσζε ηνπ ιεηηνπξγηθνύ θόζηνπο θαη αύμεζε ηεο αμηνπηζηίαο ηνπ ζπζηήκαηνο, ηα νπνία νθείινληαη ζηνπο εμήο παξάγνληεο: Απαηηείηαη ειάρηζην αλζξώπηλν δπλακηθό, πνπ ζεκαίλεη θαη ειαρηζηνπνίεζε ησλ ζθαικάησλ ηα νπνία είλαη θαη ηα πιένλ ζπλήζε. Δληνπίδνληαη θαη αληηκεησπίδνληαη ηαρύηεξα θαη απνηειεζκαηηθόηεξα ηα δηάθνξα ζθάικαηα αιιά θαη νη θαηαζηάζεηο ζπλαγεξκνύ, πνπ ζα κπνξνύζαλ λα νδεγήζνπλ ζε κε αλαζηξέςηκεο ή εθηεηακέλεο βιάβεο.

8 Σ ε λ ί δ α 8 Μείσζε ηνπ θόζηνπο ζπληήξεζεο, ην νπνίν απνηειεί πάγην ζηόρν εθείλσλ πνπ ζρεδηάδνπλ θαη πινπνηνύλ ηέηνηα ζπζηήκαηα. 2. Καιύηεξε θαη απνηειεζκαηηθόηεξε δηαρείξηζε ηεο παξαγσγήο θαη θαηαλάισζεο ελέξγεηαο. 3. Μείσζε ηνπ θόζηνπο εγθαηαζηεκέλνπ πιηθνύ, ε νπνία κπνξεί λα πξνέιζεη από ηα εμήο ζεκεία: Μείσζε ηνπ θόζηνπο θαισδίσζεο γηα ηα ζπζηήκαηα ειέγρνπ θαη πξνζηαζίαο δηόηη θάζε κεγάιε εγθαηάζηαζε ειέγρνπ θαη πξνζηαζίαο, απαηηεί αξθεηά ρηιηόκεηξα θαισδίσλ πνπ πέξαλ ηνπ πςεινύ θόζηνπο πξνθαιεί θαη άιια πξνβιήκαηα θαη πεξηνξηζκνύο, όπσο απηεπαγσγέο, απώιεηεο ζήκαηνο θαη ειεθηξνκαγλεηηθέο παξεκβνιέο. Μείσζε ηνπ θόζηνπο εγθαηάζηαζεο εμνπιηζκνύ πνπ ζρεηίδνληαη κε ζπγθεθξηκέλεο ιεηηνπξγίεο.

9 Σ ε λ ί δ α Ηζηνξηθή αλαδξνκή Απηνκαηηζκνί ησλ Διιήλσλ θαηά ηελ αξραηόηεηα. Απηόκαηεο πύιεο λανύ ρήκα 2.2 Σελ ηδηόηεηα ηεο δηαζηνιήο ηνπ ζεξκαηλόκελνπ αέξα αμηνπνηεί ν Ζξώλ γηα λα θαηαζθεπάζεη αθόκε πύιεο λανύ πνπ αλνίγνπλ θαη θιείλνπλ απηόκαηα. «Ναόο θαηαζθεπάδεηαη, έηζη ώζηε, κόιηο αλάβεη θσηηά ζε βσκό, πνπ βξίζθεηαη ζηελ είζνδν ηνπ, θαη γίλεη ζπζία, νη πόξηεο ηνπ λανύ λα αλνίγνπλ απηόκαηα θαη κόιηο ζβήζεη ε θσηηά πάιη λα θιείλνπλ» (Ζξώλ, Πλεπκαηηθά, Α, 38). ηαλ αλάςεη ε θσηηά ζην Βσκό, δηαζηέιιεηαη ν ζεξκαηλόκελνο αέξαο ζην δνρείν θάησ από ην βσκό, πηέδεη ην λεξό πνπ βξίζθεηαη ζε έλα ζηεγαλό θαη ζηαζεξό δνρείν πην θάησ θαη ην κεηαθέξεη ζε έλα θηλεηό δνρείν, ζπλδεκέλν κέζσ ηξνραιηώλ θαη αληίβαξσλ κε ηηο πύιεο ηνπ λανύ. Ο κεραληζκόο απηόο εθαξκόζηεθε πηζαλόλ ζην κεγάιν λαό ηεο Δθέζηνο Αξηέκηδνο.

10 Σ ε λ ί δ α 10 Σα απηόκαηα ζέαηξα Ζ θαηαζθεπή πεξηγξάθεηε: Ο Ζξώλ ρξεζηκνπνηεί αθόκε ζηελ «Απηνκαηνπνηεηηθή» ηνπ έλαλ κεραληζκό θίλεζεο ησλ απηόκαησλ ζεάηξσλ ηνπ, πνπ αμηνπνηεί ηε δπλακηθή ελέξγεηα ελόο κνιύβδηλνπ βάξνπο. Ζ θαηαθόξπθε πηώζε ηνπ βάξνπο απηνύ πξνθαιεί ηελ ειεγρόκελε νξηδόληηα απηνθίλεζε νιόθιεξνπ ηνπ κεραληζκνύ. Ο έιεγρνο γίλεηαη κέζσ ελόο ζπζηήκαηνο πεξηειίμεσλ ηνπ λήκαηνο ζηνλ θηλεηήξην ηξνρό. Ο κεραληζκόο απηόο είλαη ζε ζέζε λα παξνπζηάδεη νιόθιεξεο ζεαηξηθέο παξαζηάζεηο. «Σνπνζεηνύκε αξρηθά ην απηόκαην ζε θάπνηα ζέζε θαη αθνύ απνκαθξπλζνύκε ύζηεξα από ιίγν ρξόλν κεηαβαίλεη ην απηόκαην ζε θάπνηνλ άιιε νξηζκέλε ζέζε. Κη όηαλ απηό ζηακαηήζεη, θσηηά αλάβεη ζην βσκό κπξνζηά απ ηνλ Γηόλπζν. Κη απ ην ξαβδί ηνπ Γηνλύζνπ αλαβιύδεη γάια ή λεξό θη από ηελ θνύπα ηνπ ρύλεηαη θξαζί... Καη κε ινπινύδηα ζηεθαλώλεηαη όινο ν ρώξνο γύξσ από ηνπο ηέζζεξηο ζηύινπο ηεο βάζεο. Καη νη θπθιηθά ηνπνζεηεκέλεο Βάθρεο γπξίδνπλ ρνξεύνληαο γύξσ απ' ην κηθξό λαό. Καη ήρνο αθνύγεηαη ηύκπαλσλ θαη θπκβάισλ...» (Ήξσλ, Απηνκαηνπνηεηηθή, 4, 2). ια απηά ηα «πάξεξγα» ηνπ απηόκαηνπ ζεάηξνπ απνηεινύλ, όπσο θαη ην ζύζηεκα νιόθιεξν, επηκέξνπο απηόκαηα ζπζηήκαηα ειέγρνπ. Δμαηξεηηθά ζύλζεηα απηόκαηα ζπζηήκαηα, δύζθνια ζηελ θαηαζθεπή ηνπο, κε ειεγθηέο δηαθόξσλ εηδώλ, όπσο πδξαπιηθέο βάλεο, κεραληθνύο δηαθόπηεο, ηξνρνύο, βαιβίδεο, κε δπλαηόηεηα πξνγξακκαηηζκνύ ησλ θηλήζεσλ κέζσ ιεπηώλ πεξηειίμεσλ ησλ λεκάησλ, όκσο ζηε ζύιιεςε ηνπο απιά, «αλνηρηά» όπσο ιέγνληαη, ζπζηήκαηα ειέγρνπ, ζπζηήκαηα νδήγεζεο, ζπζηήκαηα πνπ αθνινπζνύλ κηα πξνγξακκαηηζκέλε εμσηεξηθή εληνιή.

11 Σ ε λ ί δ α 11 Σν σξνιόγην ηνπ Κηεζίβηνπ Σν πδξαπιηθό σξνιόγην ηνπ Κηεζίβηνπ, πηζαλόλ ην αξραηόηεξν ηνπ είδνπο, πεξηέρεη όκσο κηαλ εμαηξεηηθά ελδηαθέξνπζα επηλόεζε. Ηδνύ αξρηθά ε γεληθή πεξηγξαθή: Νεξό ξέεη κε ζηαζεξή ξνή από αθξνθύζην Γ κέζα ζε κεγάιν δνρείν ΑΑ θαη αλπςώλεη πισηήξα Π.ηνλ πισηήξα είλαη πξνζαξκνζκέλνο θαλόλαο Κ θαη πάλσ ζε απηόλ αγαικαηίδην Ρ πνπ ιεηηνπξγεί σο δείθηεο θαη δείρλεη ηηο ώξεο πάλσ ζε κία θαηαθόξπθε παξαζηάδα Χ, ε θιίκαθα ηεο νπνίαο κεηαβάιιεηαη κε πξνζζήθε ή αθαίξεζε «παξεκβιεκάησλ», αλάινγα κε ηηο απμνκεηώζεηο ηεο δηάξθεηαο ησλ σξώλ. ηνλ θαλόλα Κ είλαη επίζεο πξνζαξκνζκέλνο νδνλησηόο ηξνρόο πνπ θηλεί έλα θαηαθόξπθν ηύκπαλν, κε ραξάμεηο θάζεηεο γηα ηνπο κήλεο θαη εγθάξζηεο -όρη όκσο παξάιιειεο- γηα ηηο ώξεο, έηζη ώζηε λα ζπλππνινγίδεηαη ε κεηαβνιή ηεο δηάξθεηαο ησλ σξώλ αλά κήλα. ηνλ νδνλησηό ηξνρό είλαη επίζεο ζπλδεκέλα άιια ηύκπαλα Σ θαη κεραληζκνί πνπ πξνθαινύλ δηάθνξεο πνιύπινθεο θηλήζεηο, ηα ιεγόκελα «πάξεξγα» (Βηηξνύβηνο, Πεξί Αξρήο ). ινο απηόο ν ζύλζεηνο κεραληζκόο ηνπ σξνινγίνπ δελ ζα κπνξνύζε λα ιεηηνπξγήζεη κε αθξίβεηα, αλ δελ είρε εμαζθαιίζεη ηελ αξρηθή «ζηαζεξή ξνή» ηνπ λεξνύ από ην, ρξπζό θαηά ηνλ Βηηξνύβην, αθξνθύζην Γ. Απηή ε ζηαζεξή ξνή κπνξνύζε λα επηηεπρζεί κέζσ ηνπ ειέγρνπ ζηάζκεο ηνπ λεξνύ ζην αξρηθό δνρείν παξνρήο Β.

12 Σ ε λ ί δ α 12 Σν λπθηεξηλό σξνιόγην ηνπ Πιάησλνο Δθαξκνγή ηνπ αμνληθνύ ζηθσλίνπ βξίζθνπκε ζε έλα αξραίν ειιεληθό πδξαπιηθό σξνιόγην πνπ ιεηηνπξγνύζε ζαλ μππλεηήξη. Ο Αξηζηόμελνο, καζεηήο ηνπ Αξηζηνηέιε, δειώλεη, θαηά ηα γξαθόκελα ηνπ Αξηζηνθιή, κνπζηθνιόγνπ ηνπ 2νπ αηώλα π.υ, όηη «ν Πιάησλ εθεύξε ην λπθηεξηλόλ σξνιόγηνλ θαη ην θαηαζθεύαζε κε ηε κνξθή κηαο κεγάιεο θιεςύδξαο». Ζ ιεηηνπξγία απηνύ ηνπ λπθηεξηλνύ σξνινγίνπ ήηαλ σο εμήο (βι. Ζ. Diels, Antike Technik, Berlin 1914, ζει ): Από κηα κεγάιε θιεςύδξα ΑΑ δηάξθεηαο κεγαιύηεξεο ησλ 6 σξώλ ξέεη κέζσ ιεπηνύ αθξνθύζηνπ Γ λεξό πνιύ ρακειήο ξνήο κέζα ζε κηθξόηεξν δνρείν ΒΒ πνπ πεξηέρεη αμνληθό ζηθώλην. Ζ ζηάζκε ηνπ λεξνύ ζην δνρείν Β αλεβαίλεη αξγά κέρξη λα θζάζεη ην αλώηαην ύςνο ηνπ ζηθσλίνπ, κέζα ζε έλα νξηζκέλν ρξνληθό δηάζηεκα π.ρ. 6 σξώλ. ηαλ πιεξσζεί ην ζηθώλην, ην δνρείν ΒΒ αδεηάδεη απόηνκα ην λεξό ηνπ κέζσ ηνπ ζσιήλα Π ζην ππνθείκελν ζηεγαλό δνρείν ΓΓ. Σόηε ν εγθισβηζκέλνο ζην δνρείν απηό αέξαο ζπκπηέδεηαη θαη δηαθεύγεη από ηε ζύξηγγα Ρ, κηα ζσιελνεηδή ζθπξίρηξα πνπ παξάγεη νμύ ήρν. ε 6 ώξεο ινηπόλ, ή ζε νπνηνδήπνηε άιιν εθ ησλ πξνηέξσλ πξνθαζνξηζκέλν ρξνληθό δηάζηεκα από ηε ζηηγκή ηεο ελεξγνπνίεζεο ηνπ κεραληζκνύ, ην λπθηεξηλό σξνιόγην ζθπξίδεη. Ο κεραληζκόο ειέγρνπ ηεο ζηάζκεο ηνπ πγξνύ ζην δνρείν ΒΒ είλαη θαη εδώ έλα θιεηζηό ζύζηεκα ειέγρνπ. Σα επθπή απηά παξαδείγκαηα θιεηζηώλ ζπζηεκάησλ ειέγρνπ ηεο ζηάζκεο πγξώλ δείρλνπλ πσο νη έλλνηεο ηεο αλάδξαζεο, ηνπ «απηνειέγρνπ» δπλακηθώλ ζπζηεκάησλ θαη ηνπ θιεηζηνύ βξόρνπ όρη κόλν κειεηήζεθαλ ζεσξεηηθά, αιιά θαη πινπνηήζεθαλ πξαθηηθά, θαηαζθεπάζηεθαλ κε πξνζνρή από ηνπο αξραίνπο Έιιελεο κεραληθνύο θαη εληάζζνληαη ζηνλ θαηάινγν ησλ αξραίσλ ειιεληθώλ ηερληθώλ επηλνήζεσλ.

13 Σ ε λ ί δ α 13 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΗΕΟΜΔΝΟ ΛΟΓΗΚΟ ΔΛΔΓΚΣΖ PLC 3.1 Γεληθέο πιεξνθνξίεο. Οη πξνγξακκαηηδόκελνη ινγηθνί ειεγθηέο ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηα πξώηε θνξά ζην ηέινο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 60. Οη αλάγθεο απηνκαηνπνίεζεο ηεο ακεξηθάληθεο απηνθηλεηηζηηθήο βηνκεραλίαο νδήγεζε ζηελ αλάπηπμε ελόο ηέηνηνπ ζπζηήκαηνο ην νπνίν πιένλ ηείλεη λα αληηθαηαζηήζεη πιήξσο ηνπο ζπκβαηηθνύο απηνκαηηζκνύο. Από εθείλε ηελ επνρή κέρξη θαη ζήκεξα, ε ρξήζε ηνπο έρεη δηεπξπλζεί ηόζν, ώζηε πιένλ απνηεινύλ αλαπόζπαζην θνκκάηη θάζε βηνκεραλίαο θαη όρη κόλν, θαζώο είλαη επξέσο δηαδεδνκέλνη θαη ζε εγθαηαζηάζεηο νηθηώλ θαη θηηξίσλ. Σα ηειεπηαία δέθα ρξόληα ε αλάπηπμε ηνπο είλαη αικαηώδεο. Κάζε θαηαζθεπαζηήο πξνσζεί θαη έλα λέν κνληέιν, πην εύρξεζην θαη πην ηζρπξό, κε πεξηζζόηεξεο ιεηηνπξγίεο λα ζπγθεληξώλνληαη ζε όιν θαη κηθξόηεξεο ζπζθεπαζίεο. Με απηόλ ηνλ ηξόπν ν απηνκαηηζκόο εθαξκνγώλ γίλεηαη αθόκα πην πξνζηηόο, νηθνλνκηθά. Σελ επνρή εθείλε, πξώηε ε εηαηξία Betford, πξόηεηλε κηα δηάηαμε ε νπνία θαηάθεξλε λα αληηκεησπίζεη ηέηνηνπ είδνπο πξνβιήκαηα, όπσο ηα παξαπάλσ. Σν όλνκα ηεο δηάηαμεο απηήο, MOdular Digital CONtroller, γλσζηή ζην εκπόξην κε ην όλνκα MODICON 084. Λίγν αξγόηεξα, ην 1973, εκθαλίδεηαη ην πξσηόθνιιν επηθνηλσλίαο Modbus ηεο MODICON. Απηό ην πξσηόθνιιν επηθνηλσλίαο δίλεη ζηνπο πξνγξακκαηηδόκελνπο ινγηθνύο ειεγθηέο ηε δπλαηόηεηα επηθνηλσλίαο κεηαμύ ηνπο κε ζθνπό ηελ αληαιιαγή δεδνκέλσλ. ηε δεθαεηία πιένλ ηνπ 90, θαζνξίδεηαη όρη κόλν ε νλνκαζία θαη ν αξηζκόο ησλ γισζζώλ πξνγξακκαηηζκνύ, αιιά θαη ηα εζσηεξηθά ζηνηρεία, όπσο ζύκβνια θαη εληνιέο, από ην πξόηππν IEC γηα ην πξσηόθνιιν Modbus ζα αλαθεξζνύκε εθηελέζηεξα ζηα επόκελα θεθάιαηα.

14 Σ ε λ ί δ α Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο PLC ρήκα 3.1. Πιενλεθηήκαηα. πγθξηηηθά κε ην θιαζζηθό απηνκαηηζκό ηα πιενλεθηήκαηα ηνπ απηνκαηηζκνύ κε PLC είλαη πνιιά. Σα PLC σο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο θαηαιακβάλνπλ πνιύ κηθξόηεξν ρώξν ζε ζρέζε κε ηα πιηθά ηνπ θιαζηθνύ απηνκαηηζκνύ, θαηαλαιώλνπλ δε πνιύ ιηγόηεξε ελέξγεηα από απηά. Οη αιιαγέο γίλνληαη πνιύ πην εύθνια θαη γξήγνξα. Σα PLC s έρνπλ εζσηεξηθά δηαγλσζηηθά θαη ιεηηνπξγίεο δίλνληαο πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηάζηαζε ηνπο Σα δηαγλσζηηθά κπνξνύλ λα είλαη δηαζέζηκα θαη απνκαθξπζκέλα κέζσ δηθηύνπ. Οη εθαξκνγέο κπνξνύλ λα αξρεηνζεηεζνύλ θαη λα εθηππσζνύλ. Οη εθαξκνγέο κπνξνύλ λα αληηγξαθνύλ γξεγνξόηεξα θαη πην νηθνλνκηθά. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ απηνκαηηζκνύ κπνξεί λ αιιάμεη πην εύθνια ζε νπνηνδήπνηε ζηάδην ζειήζνπκε (κειέηε, θαηαζθεπή).

15 Σ ε λ ί δ α 15 Αλ έπξεπε λα δώζνπκε ην θύξην πιενλέθηεκα-ραξαθηεξηζηηθό ησλ PLC s, ζα ιέγακε όηη: Είλαη κία δηάηαμε, ε νπνία κπνξεί θάζε θνξά λα επαλαπξνγξακκαηίδεηαη, κε ζθνπό λα εθηειεί θαη κία δηαθνξεηηθή εξγαζία, αλάινγα κε ηηο απαηηήζεηο πνπ έρνπκε λα αληηκεηωπίζνπκε, ζε αληίζεζε κε ηνλ θιαζζηθό απηνκαηηζκό, ν νπνίνο θάζε θνξά ζρεδηάδεηαη γηα λα κπνξεί λα εθηειεί έλα ζπγθεθξηκέλν ξόιν, ρωξίο ηελ δπλαηόηεηα αιιαγήο κε γξήγνξν θαη νηθνλνκηθό ηξόπν.

16 Σ ε λ ί δ α Σα κέξε ελόο PLC Κεληξηθή κνλάδα επεμεξγαζίαο CPU ηελ θεληξηθή κνλάδα απνζεθεύεηαη θαη εθηειείηαη θπθιηθά ην πξόγξακκα ηνπ ρξεζηή. Με βάζε ηηο ηηκέο πνπ δηαβάδνληαη από ηηο εηζόδνπο θαζώο θαη ηηο από πξηλ απνζεθεπκέλεο άιιεο ηηκέο,παξάγνληαη νη απνθάζεηο πνπ ζα εθηειέζνπλ γηα λα πινπνηεζεί ν απηνκαηηζκόο ηεο εγθαηάζηαζεο. Σα ζεκαληηθόηεξα ζηνηρεηά πνπ ππάξρνπλ ζε κηα CPU είλαη: 1. Ο κηθξνεπεμεξγαζηήο, ν όπνηνο εθηειεί ην πξόγξακκα πνπ έρεη κέζα ζηε κλήκε ηνπ θαη ειέγρεη ηε ζσζηή ιεηηνπξγηά όισλ ησλ κνλάδσλ πνπ είλαη ζπλδεδεκέλεο ζ απηόλ. 2. Ζ κλήκε ε όπνηα ινγηθά ρσξίδεηαη ζε δηαθνξέο πεξηνρέο εθ ησλ νπνίσλ νη ζεκαληηθόηεξεο είλαη: Μλήκε ηνπ ρξεζηή, όπνπ απνζεθεύεηαη ην πξόγξακκα πνπ εκείο έρνπκε γξάςεη γηα ηνλ απηνκαηηζκό ηεο εγθαηάζηαζεο. Μλήκε γηα ην ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα, όπνπ ηξέρεη ην πξόγξακκα γηα ηε ιεηηνπξγηά ηνπ ηδίνπ ηνπ PLC. Μλήκε γηα ηα ρξνληθά, απαξηζκεηέο, βνεζεηηθά. Μλήκε απεηθόληζεο ηεο πεξηθέξεηαο, όπνπ θαηαρσξείηαη ε θαηάζηαζε ησλ ζεκάησλ εηζόδνπ θαη εμόδνπ, ην ηη γίλεηαη δειαδή εθηόο ηνπ PLC. Ζ κλήκε ηνπ PLC ρσξίδεηαη ζε δύν κέξε. - Μλήκε RAM (πξνζσξηλή) - Μλήκε EEPROM (κόληκε επαλεγξάςηκε) Καη δύν κλήκεο κεηξώληαη ζε bytes όπσο αθξηβώο θαη ζηα PC. RAM πσο θαη ζε έλα PC έηζη θαη ζην PLC, θάζε πξόγξακκα πνπ εθηειείηαη από ηελ CPU, εθηειείηαη κε ηελ βνήζεηα ηεο κλήκεο όπνπ ην πξόγξακκα θαη ηα δεδνκέλα (DATA) απνζεθεύνληαη εθεί πξνζσξηλά. Σν πξόγξακκα δελ ράλεηαη άκεζα κε ηελ κε ηξνθνδνζία ηνπ PLC, γηαηί ζπλήζσο ππάξρεη: είηε εηδηθή κπαηαξία ιηζίνπ, είηε εηδηθόο ππθλσηήο πνπ απνζεθεύεη ελέξγεηα ώζηε λα ζπληεξεζνύλ ηα δεδνκέλα γηα θάπνην ρξνληθό δηάζηεκα. Με ηελ ιήμε ηεο ελέξγεηαο θαη ηεο κε ηξνθνδνζίαο ηνπ PLC ην πξόγξακκα θαη ηα δεδνκέλα ράλνληαη.

17 Σ ε λ ί δ α 17 EEPROM Ζ EEPROM είλαη κία κλήκε BACKUP ζε έλα εηδηθό νινθιεξσκέλν όπνπ ην πξόγξακκα πνπ είλαη απνζεθεπκέλν εθεί δελ ράλεηαη πνηέ. Aλ ραζεί από ηελ RAM γηα νπνηνδήπνηε ιόγν, ηόηε κπνξνύκε κε κία δηαδηθαζία λα αλαθηήζνπκε ην πξόγξακκα από ηελ EEPROM ζηελ RAM. ΠΡΟΟΥΖ : Μόλν έλα πξόγξακκα κπνξεί λα απνζεθεπηεί ζηελ RAM ε ζηελ EEPROM. Αλ ζειήζνπκε λα αιιάμνπκε πξόγξακκα ζα πξέπεη λα γλωξίδνπκε πωο ην παιηό,αλ δελ ην ζώζνπκε, ζα ραζεί όηαλ αξρίδνπκε λα <<θαηεβάδνπκε>> (download) ην θαηλνύξγην ζηελ κλήκε.

18 Σ ε λ ί δ α Φεθηαθέο είζνδνη-έμνδνη(η/ο) αλ ςεθηαθή πιεξνθνξία ελλννύκε απηήλ πνπ κπνξεί λα πάξεη κόλν 2 δηαθξηηέο ηηκέο.έηζη γηα παξάδεηγκα, ζε έλα έκβνιν ν ηεξκαηηθόο ηνπ δηαθόπηεο είηε ζα είλαη ελεξγνπνηεκέλνο είηε όρη. Λνγηθά αιιά θαη θαηαζθεπαζηηθά θακία άιιε ελδηάκεζε θαηάζηαζε δελ είλαη δπλαηή. ε ειεθηξηθή πινπνίεζε ζεκαίλεη όηη ν ηεξκαηηθόο δηαθόπηεο είλαη κηα επαθή ε όπνηα κπνξεί λα είλαη είηε αλνηθηή είηε θιεηζηή. Αλ ηξνθνδνηήζνπκε ηελ επαθή απηή κε ηάζε ηόηε ε ηάζε απηή,όηαλ θιείζεη ε επαθή, ζα εκθαληζζεί θαη ζηελ αληίζηνηρε θιέκα εηζόδνπ ηνπ PLC. Ζ κνλάδα εηζόδσλ αλαγλσξίδεη ηα +24V ζαλ ζήκα «1» θαη ηα 0V ζαλ ζήκα «0». Γηα ηηο πεξηπηώζεηο πνπ ππάξρεη δηαθύκαλζε ζηε ηάζε (κε ζηαζεξνπνηεκέλν ηξνθνδνηηθό ) ζήκα «1» θαηαιαβαίλεη από 13 έσο 30 vice θαη ζήκα «0» από 3 έσο +5Vdc. Οη ελδηάκεζεο ηηκέο (6 έσο 12 Vdc) δελ είλαη δπλαηόλ λα πξνθαζνξηζηεί πσο ζα ηηο θαηαλνεί ην PLC. Απηή ε ηηκή 0 ε 1 θαηαρσξείηαη ζε κηα εηδηθή ζέζε πνπ νλνκάδεηαη πεξηνρή Απεηθόληζεο ησλ εηζόδσλ. Από απηό ην ρώξν θαηά ηελ εθηέιεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο καο αληιείηαη ε πιεξνθνξία γηα ηνλ αλ παηήζεθε ε όρη έλαο ηεξκαηηθόο δηαθόπηεο θαη όρη απ επζείαο από ηελ εγθαηάζηαζε. ηε ζπλέρεηα ε CPU βάζε ηηο πιεξνθνξίεο πνπ έρεη γηα ηελ εηθόλα ηεο εγθαηάζηαζεο θαη ην θαηαρσξεκέλν πξόγξακκα,παξάγεη ηηο απνθάζεηο εληνιέο. Απηέο κε ηελ ζεηξά ηνπο θαηαρσξνύληαη ζε πξώηε θάζε ζε κηα εηδηθή πεξηνρή κλήκεο, αληίζηνηρεο απηήο ηεο απεηθόληζεο εηζόδσλ. Ο ρώξνο απηόο νλνκάδεηαη Πεξηνρή Απεηθόληζεο Δμόδσλ. Από εθεί, κεηά ηελ νινθιήξσζε ηεο εθηέιεζεο ηνπ πξνγξάκκαηνο, κεηαθέξνληαη πξνο ηηο εμόδνπο ηεο κνλάδαο ηνπ PLC.

19 Σ ε λ ί δ α Πεξηθεξεηαθέο θάξηεο Πνιιέο θνξέο ηα ζήκαηα πνπ πξέπεη λα ιεθζνύλ από έλαλ αηζζεηήξα δελ έρνπλ ςεθηαθό ραξαθηήξα (0 ή 1) αιιά παίξλνπλ ηηκέο αλαινγηθέο από 0 έσο 1024 γηα ιόγνπο αθξηβείαο. Ζ ηερλνινγία ησλ PLC εθηόο ησλ άιισλ έρεη αλαπηύμεη αξθεηέο ιύζεηο, κηα εθ ησλ νπνίσλ είλαη νη κεηαηξνπείο αλαινγηθνύ ζε ςεθηαθό ADC (Analog to Digital Converter). Δπίζεο ζε αξθεηνύο απηνκαηηζκνύο ε έμνδνο από ην PLC πξέπεη λα έρεη κεγάιε αθξίβεηα πέξαλ ηνπ 0 ή 1 εθεί ρξεζηκνπνηνύληαη άιινη κεηαηξνπείο DAC (Digital to Analog Converter).

20 Σ ε λ ί δ α To PLC Twido TWDLCDA24DRF Οη πξνγξακκαηηδόκελνη ινγηθνί ειεγθηέο-plc Twido είλαη ηεο θαηαζθεπάζηξηαο εηαηξίαο Schneider Electric. ρήκα 3.2 PLC. TWIDO Ο πξνγξακκαηηδόκελνο ινγηθόο ειεγθηήο Twido ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ ζπιινγή κεηξήζεσλ από ηηο ηνπηθέο ζπζθεπέο ηνπ ζηαζκνύ όπσο αηζζεηήξηα, όξγαλα θαη ινηπέο ζπζθεπέο θαζώο θαη ηνλ έιεγρν ηεο απηόκαηεο ιεηηνπξγίαο. ια ηα PLC ηεο ζεηξάο Twido δηαθέξνπλ κνλό σο πξνο ην πξαγκαηηθό πιήζνο ησλ αλαινγηθώλ θαη ςεθηαθώλ εηζόδσλ θαη εμόδσλ πνπ απαηηείηαη. Ο αξηζκόο ησλ εηζόδσλ εμόδσλ ηνπ PLC κπνξεί λα επαπμεζεί εύθνια.

21 Σ ε λ ί δ α 21 Σν PLC Twido, δηαζέηεη ηηο αθόινπζεο πξνδηαγξαθέο: Επεξεργαστής PLC (CPU) Schneider Electric, Twido, TWDLCAE40DRF. Ζ ζεηξά Twido δηαζέηεη δηάθνξα είδε επεμεξγαζηώλ (CPU) πνπ θαιύπηνπλ θάζε αλάγθε εθαξκνγήο. ρήκα 3.3 CPU Οη επεμεξγαζηέο (CPU) δηαζέηνπλ ηα αθόινπζα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά: Δλζσκαησκέλε κλήκε 32 kb, ε νπνία είλαη επεθηάζηκε κε αθόκα 32 ή 64kB, αλ ρξεζηκνπνηεζεί ην αληίζηνηρν ζηνηρείν ζπκπιεξσκαηηθήο κλήκεο. Γπλαηόηεηα ππνζηήξημεο ξνινγηνύ πξαγκαηηθνύ ρξόλνπ θαη εκεξνιόγην πνπ πεξηιακβάλεη ηα δίζεθηα έηε κε απηόκαηε πξνζαξκνγή ζηε ζεξηλή / ρεηκεξηλή ώξα. Γηα ηελ αμηνπνίεζε ηεο δπλαηόηεηαο απηήο ηνπνζεηείηαη ζηελ πξόζνςή ηνπ ην αληίζηνηρν εηδηθό ζηνηρείν RTC. Δλζσκαησκέλε ζύξα επηθνηλσλίαο, ε νπνία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηεο κνλάδαο κέζσ Ζ/Τ. Μπνξεί λα παξακεηξνπνηεζεί ζαλ ζύξα MODBUS (master ή slave) κε ηαρύηεηα επηθνηλσλίαο < bps, θαηάιιειε γηα δηθηύσζε θαη ηειεπηθνηλσλίεο θαη ζαλ ζύξα Remote Link γηα

22 Σ ε λ ί δ α 22 ζύλδεζε κε άιιεο επηά (7) CPU ηεο ζεηξάο TWIDO, νη νπνίεο ζα είλαη ζπλδεδεκέλεο ζαλ ππνηειείο (slaves) κε ηαρύηεηα επηθνηλσλίαο < bps. ρεηηθά κε ηηο δπλαηόηεηεο δηθηύσζεο, εθηόο ηεο ελζσκαησκέλεο ζύξαο επηθνηλσλίαο, ε CPU κπνξεί λα ππνζηεξίμεη άιιε κηα θάξηα επηθνηλσλίαο (RS232 ή RS485), ε νπνία κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη κέζα από πξσηόθνιιν MODBUS ή αλνηρηό πξσηόθνιιν ASCII κε ηαρύηεηα επηθνηλσλίαο < bps. Γπλαηόηεηα πξνζζήθεο ζύξαο επηθνηλσλίαο Ethernet. Δλζσκαησκέλεο ςεθηαθέο εηζόδνπο θαη εμόδνπο θαζώο θαη δπλαηόηεηα επέθηαζεο, ςεθηαθά: 256 max θαη αλαινγηθά: 64 max. Αξρείν ζθαικάησλ (error logger) γηα ηε ζπλερή θαηαγξαθή ζθαικάησλ ιεηηνπξγίαο ηνπ ζπζηήκαηνο, πνπ κπνξεί λα νθείινληαη ζε ιάζνο πξνγξακκαηηζκνύ, βιάβε ζπζηήκαηνο, ζθάικα επηθνηλσλίαο θιπ. Γπλαηόηεηα πξνζηαζίαο ηνπ πξνγξάκκαηνο από αιιαγή ή αληηγξαθή. Τπνζηεξίδεη ηηο εμήο γιώζζεο ζύκθσλα κε ηα δηεζλή standards πξνγξακκαηηζκνύ IEC Part 3: - LD: Ladder Diagram. - IL: Instruction List. - FBD: Function Block Diagram. Ο ειεγθηήο ππνζηεξίδεη ηηο παξαθάησ εληνιέο: - Καλνληθά αλνηθηή επαθή (ΝΟ). - Καλνληθά θιεηζηή επαθή (NC). - πγθξίζεηο (=, <,, >) κεηαμύ αθεξαίσλ ηηκώλ 32bit. - πγθξίζεηο (=, <,, >) κεηαμύ δεθαδηθώλ ηηκώλ 32bit. - πγθξίζεηο (=, <,, >) κεηαμύ ηηκώλ 16bit. - Δληνιέο παικνύ (ζεηηθνύ κεηώπνπ θαη αξλεηηθνύ κεηώπνπ). - Δζσηεξηθό, εμσηεξηθό Relay (ON, OFF, Set, Reset) ελζσκαησκέλα ρξνληθά, κε απαξίζκεζε ρξόλνπ από 10 ms 9999 min, πνπ κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ ζαλ: Υξνληθά παικνύ (Pulse Timers). Υξνληθά επηκεθπκέλνπ παικνύ (Extended Pulse). Υξνληθά θαζπζηέξεζεο δηέγεξζεο (On-delay Timers). Υξνληθά θαζπζηέξεζεο απνδηέγεξζεο (Off-delay Timers).

23 Σ ε λ ί δ α 23 ια ηα ρξνληθά κπνξνύλ λα κεηξήζνπλ κε βάζεηο: 10ms, 100ms, 1s θαη 1min (ηα ρξνληθά %Σ0 - %Σ5 κπνξνύλ λα κεηξήζνπλ θαη κε βάζε 1ms) θαη δηαηεξνύλ ην πεξηερόκελό ηνπο ζε πεξίπησζε δηαθνπήο ηάζεο ηξνθνδνζίαο ελζσκαησκέλνπο απαξηζκεηέο εζσηεξηθώλ ζπκβάλησλ UP, DOWN (κε αξίζκεζε ). - 8 κεηξεηέο βεκάησλ (step counters), πνπ έθαζηνο εμ απηώλ κπνξεί λα κεηξήζεη κέρξη 255 βήκαηα πξνο ηα πάλσ (COUNT UP) ή πξνο ηα θάησ (DOWN COUNT) ελζσκαησκέλεο ξνπηίλεο PID. - 4 Registers πνπ κπνξνύλ λα παξακεηξνπνηεζνύλ ζαλ LIFO ή FIFO. - Μεηαηξνπή κεηαβιεηώλ: Από BCD ζε Integer. Από Integer ζε Double-Integer. Από Double-Integer ζε Real. Από Real ζε Double-Integer. Από Double-Integer ζε Integer. Από Integer ζε BCD. Από BCD ζε ASCII. - Κιήζε ππνξνπηίλσλ FB, από νπνηνδήπνηε ζεκείν ηνπ πξνγξάκκαηνο. Ζ επηζηξνθή ζηελ ακέζσο επόκελε εληνιή από ηελ θιήζε ηεο ππνξνπηίλαο γίλεηαη απηόκαηα, πξάγκα πνπ απινπζηεύεη ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηα κέγηζηα. - Ζ εθθίλεζε θπθιηθήο ζάξσζεο ηνπ πξνγξάκκαηνο γίλεηαη απηόκαηα. - Απνζήθεπζεο θαη κεηαθνξάο ηηκώλ από θαη πξνο θαηαρσξεηέο Byte, Word, Double Word. - Απνζηνιήο θαη παξαιαβήο δεδνκέλσλ κέζσ ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο. Οη εληνιέο απηέο είλαη αλάινγεο ηνπ δηθηύνπ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. - Δύξεζε ηεηξαγσληθήο ξίδαο, ινγαξηζκηθέο πξάμεηο θαη ηξηγσλνκεηξηθέο ιεηηνπξγίεο. - Κιήζεο ζπλαξηήζεσλ από ηε βηβιηνζήθε ηεο TELEMECANIQUE, νη νπνίεο απνηεινύλ αλαπόζπαζην κέξνο ηνπ ινγηζκηθνύ πξνγξακκαηηζκνύ θαη θαιύπηνπλ κηα κεγάιε γθάκα αλαγθώλ ζηνλ πξνγξακκαηηζκό, ζε όηη αθνξά ηε δηθηύσζε Inverters, relay ηζρύνο TESYS U θιπ, κε ηε ζπγθεθξηκέλε CPU.

24 Σ ε λ ί δ α 24 - Αξηζκεηηθέο πξάμεηο: Πξόζζεζε, αθαίξεζε, πνιιαπιαζηαζκό, δηαίξεζε 16bit αθεξαίσλ αξηζκώλ. Πξόζζεζε, αθαίξεζε, πνιιαπιαζηαζκό, δηαίξεζε 32bit αθεξαίσλ αξηζκώλ. Πξόζζεζε, αθαίξεζε, πνιιαπιαζηαζκό, δηαίξεζε 32bit δεθαδηθώλ αξηζκώλ. - Λνγηθήο bit BOOLEAN (AND, OR, XOR). - Λνγηθήο word BOOLEAN (AND, OR, XOR) κε 16bit ζηαζεξέο. - Λνγηθήο double BOOLEAN (AND, OR, XOR) κε 32bit ζηαζεξέο. - Οιίζζεζεο (δεμηά, αξηζηεξά). - Κπθιηθήο νιίζζεζεο (αξηζηεξά, δεμηά). - Δηζαγσγήο κλεκνληθώλ νλνκάησλ ζε κεηαβιεηέο θαη εμαγσγή ηνπο ζε αξρείν EXCEL (θεθ. 9.4). - Λήςε θαη απνζηνιή δεδνκέλσλ κε ηε βνήζεηα ζπληεηαγκέλσλ (έκκεζε δηεπζπλζηνδόηεζε,έκκεζε παξακεηξνπνίεζε). - Απηόκαηεο αιιαγήο ηξόπνπ εθηέιεζεο ηνπ πξνγξάκκαηνο όπσο θπθιηθόο, ειεγρόκελνο από ζπκβάλ ή από ρξόλν, ρσξίο λα απαηηείηαη ε ιεηηνπξγία θπθιηθήο ζάξσζεο. - Πξνζνκνίσζεο ηεο θάζε ελζσκαησκέλεο ςεθηαθήο θαη αλαινγηθήο εηζόδνπ θαη εμόδνπ. - Έλδεημεο κεγίζηνπ, ειαρίζηνπ, κέζνπ θύθινπ εθηέιεζεο πξνγξάκκαηνο. Τπνζηεξίδεη 3000 ιέμεηο εζσηεξηθώλ βνεζεηηθώλ relay (εύξνο 16bit). Οη πξώηεο 512 ιέμεηο κπνξνύλ λα δηαηεξνύλ ην πεξηερόκελό ηνπο ζε πεξίπησζε δηαθνπήο ηάζεο ηξνθνδνζίαο. Τπνζηεξίδεη 256 εζσηεξηθά βνεζεηηθά relay (εύξνο 1bit). Τπνζηεξίδεηαη δνκεκέλνο πξνγξακκαηηζκόο κε ηελ ύπαξμε εηδηθώλ ππνξνπηίλσλ ιεηηνπξγηώλ (FBs). Σξνθνδνζία: 24V DC. Θεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο: 0-55ºC. ρεηηθή πγξαζία: 30 95%.

25 Σ ε λ ί δ α 25 Βαζκόο πξνζηαζίαο: ΗΡ20. Ζ θάξηα CPU δηαζέηεη ζηελ πξόζνςή ηεο ηα αθόινπζα δηαγλσζηηθά LEDs: - θάικα ζην ινγηζκηθό ή ζην hardware ηνπ ζπζηήκαηνο (θόθθηλν). - Λεηηνπξγία CPU (πξάζηλν). - STATUS (πξάζηλν). Δλζσκαησκέλεο ςεθηαθέο είζνδνη. ρήκα 3.4 Οη ελζσκαησκέλεο ςεθηαθέο είζνδνη έρνπλ ηα αθόινπζα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά: - LED έλδεημεο ηεο ινγηθήο θαηάζηαζεο ηεο εηζόδνπ. - Σάζε ηξνθνδνζίαο: V DC. - Μόλσζε κε ην εζσηεξηθό θύθισκα < 500V. - Γύν από ηηο ελζσκαησκέλεο ςεθηαθέο εηζόδνπο κπνξνύλ λα παξακεηξνπνηεζνύλ θαηαιιήισο θαη λα ρξεζηκνπνηεζνύλ ζαλ γξήγνξνη κεηξεηέο κε ζπρλόηεηα 5kHz θαη δπλαηόηεηα κέηξεζεο (αλ πξόθεηηαη γηα κεηξεηή εύξνπο 16bit), ή (αλ πξόθεηηαη γηα κεηξεηή εύξνπο 32bit). - Γύν από ηηο ελζσκαησκέλεο ςεθηαθέο εηζόδνπο κπνξνύλ λα παξακεηξνπνηεζνύλ θαηαιιήισο θαη λα ρξεζηκνπνηεζνύλ ζαλ πνιύ γξήγνξνη κεηξεηέο κε ζπρλόηεηα 20kHz θαη δπλαηόηεηα κέηξεζεο (αλ πξόθεηηαη γηα κεηξεηή εύξνπο 16bit), ή (αλ πξόθεηηαη γηα κεηξεηή εύξνπο 32bit).

26 Σ ε λ ί δ α 26 Δλζσκαησκέλεο ςεθηαθέο έμνδνη, νη νπνίεο ραξαθηεξηζηηθά: έρνπλ ηα αθόινπζα ηερληθά - Σύπνο εμόδσλ: ηξαλδίζηνξ. - LED έλδεημεο ηεο ινγηθήο θαηάζηαζεο ηεο εμόδνπ. - Σάζε ιεηηνπξγίαο: V DC. - Έληαζε / έμνδν: 0.3 Α. - Μόλσζε κε ην εζσηεξηθό θύθισκα < 500V. Δλζσκαησκέλε αλαινγηθή είζνδνο ηάζεο κε αλάιπζε 9bit Γπλαηόηεηα ηνπνζέηεζεο κηθξήο νζόλεο κε πιήθηξα, από ηελ νπνία είλαη δπλαηόο ν πξνγξακκαηηζκόο ηεο CPU, όπσο επίζεο θαη ν έιεγρνο κεηαβιεηώλ. Ο ηππηθόο ρξόλνο εθηέιεζεο ηεο θάζε εληνιήο είλαη 0,19 κs 0,9κs.

27 Σ ε λ ί δ α Analog to Digital Converter Μνλάδα Αλαινγηθώλ Δηζόδσλ - 8 Καλαιηώλ Schneider Electric, Twido, TWDAMI8HT. Γηα ηηο κεηξήζεηο από ηνπο αηζζεηήξεο θαη από δηάθνξα όξγαλα ρξεζηκνπνηείηαη ε κνλάδα αλαινγηθώλ εηζόδσλ ηεο ζεηξάο Twido, κε θσδηθό θαηαζθεπαζηή TWDAMI8HT. ρήκα 3.5 Αλαινγηθή θάξηα. TWDAMI8HT, Μνλάδα Αλαινγηθώλ Εηζόδωλ 8 Καλαιηώλ Οη κνλάδεο αλαινγηθώλ εηζόδσλ έρνπλ ηα αθόινπζα ραξαθηεξηζηηθά: Πιήζνο Καλαιηώλ: 8. Πεξηνρή Λεηηνπξγίαο:0 10 V, 0 20 ma. Αλάιπζε: 10 bits. Σύπνο ύλδεζεο : θιέκκα Αθξίβεηα Μέηξεζεο: κέγηζην ζθάικα 0,52%. Σξνθνδνζία: 24 V DC. Θεξκνθξαζία Λεηηνπξγίαο: 0-55ºC. ρεηηθή Τγξαζία: 30 95%. Βαζκόο Πξνζηαζίαο: ΗΡ20.

28 Σ ε λ ί δ α 28 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4 ΟΘΟΝΖ ΑΦΖ 4.1 Γεληθέο Πιεξνθνξίεο Ζ νζόλε αθήο, είλαη ν ζπλδεηηθόο θξίθνο αλάκεζα ζηνλ ρξήζηε θαη ηελ κεραλή, παξέρεη εικόνα αλά πάζα ζηηγκή ησλ δηεξγαζηώλ θαη ησλ θαηαλαιώζεσλ. Ζ νζόλε είλαη κάξθαο Xinje κε θσδηθό TH465-UT. ρήκα 4.1. Οζόλε (HMI). Ζ νζόλε αθήο είλαη κηα νινθιεξσκέλε ζπζθεπή πνπ ιεηηνπξγεί σο έλαο ππνινγηζηήο, βαζηζκέλε ζε δηθό ηεο ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα. Δθηόο από ηηο εθηεηακέλεο ιεηηνπξγίεο ράξε ζην ιεηηνπξγηθό ηεο, πξνζθέξεη επίζεο θαη πνηθίινπο ηξόπνπο επηθνηλσλίαο. Ζ νζόλε αθήο κπνξεί λα δηακνξθσζεί, λα ξπζκηζηεί θαη λα ειεγρζεί. πκπεξηιακβαλνκέλνπ ελόο κηθξνύ πξνγξάκκαηνο SCADA, ε νζόλε αθήο είλαη ηθαλή λα ειέγμεη δηάθνξα ηκήκαηα κηαο δηεξγαζίαο.

29 Σ ε λ ί δ α 29 Μεξηθά από ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο είλαη: Ηθαλόηεηα δεκηνπξγίαο δηάθνξσλ κηθξώλ πξνγξακκάησλ SCADA 8 ΜΒ κλήκεο γηα ην ρξήζηε COM1: RS232/RS485, COM2: RS232/RS422/RS485 Θύξεο USB-Α θαη USB-B MPI, Profibus, DP slave, USB-B ζύξεο Πιαζηηθό πεξίβιεκα Αλάιπζε νζόλεο ζε 480x272/320x240 (16 επίπεδα) Αλζεθηηθή νζόλε αθήο Βαζκόο πξνζηαζίαο IP65 θαηά DIN40050 Σύπνο: Xinje TH465-UT Πεξηγξαθή: 4,3 QVGA, LCD πνιύρξσκε, MPI/PROFIBUS, DP/RS485, USB-B.

30 Σ ε λ ί δ α Γνκή ηνπ Xinje Κύξηα κέξε Γηαζηάζεηο νζόλεο Δκπξόζζηα όςε: Οζόλε αθήο ρήκα 4.2. Γηαζηάζεηο εκπξόζζηαο όςεο.

31 Σ ε λ ί δ α 31 Πιεπξηθή όςε: ρήκα 4.3. Γηαζηάζεηο πιάγηα. 2) Πίζσ όςε: Σξνθνδνζία θαη ζύξεο επηθνηλσλίαο ρήκα 4.4. Γηαζηάζεηο πίζσ.

32 ρήκα 4.5. Θύξεο νζόλεο. Σ ε λ ί δ α 32

33 Σ ε λ ί δ α Υαξαθηεξηζηηθά νζόλεο Ζ νζόλε αθήο έρεη κλήκε κεγέζνπο 8MB. Απηή ε κλήκε δελ είλαη buffered θαη ζβήλεηαη όηαλ ε νζόλε απελεξγνπνηεζεί. Δπίζεο, νη δηεπζύλζεηο εηζόδσλ είλαη απνζεθεπκέλεο ζε απηή ηε κλήκε, νπόηε ζε θάζε επαλεθθίλεζε παίξλνπλ ηηο αξρηθέο ηνπο ηηκέο. Γη απηό ρξεζηκνπνηνύληαη κλήκεο ηύπνπ Flash, ώζηε λα κπνξνύκε λα απνζεθεύνπκε ηα πξνγξάκκαηα καο θαη ηηο ξπζκίζεηο πνπ ζέινπκε θάζε θνξά. Αο δνύκε ζηε ζπλέρεηα πσο είλαη δηακνξθσκέλε ε ζύξα γηα ην Profibus DP/MPI interface (RS485): ρήκα 4.6. Λεηηνπξγία Pins.

34 Σ ε λ ί δ α Γεκηνπξγία πξνγξάκκαηνο Αξρηθά, ε πιαηθόξκα TouchWinEdit Tool πξέπεη λα εγθαηαζηαζεί ζε έλαλ ειεθηξνληθό ππνινγηζηή. Δθεί, κπνξνύκε λα δεκηνπξγήζνπκε ην δηθό καο πξόγξακκα, ζηε ζπλέρεηα λα ην πξνζνκνηώζνπκε θαη ηειηθά λα ην κεηαθέξνπκε ζηελ νζόλε αθήο. Από ηε ζηηγκή πνπ ην πξόγξακκα έρεη κεηαθεξζεί, είλαη άκεζα εθηειέζηκν. Υξεζηκνπνηώληαο ηνπο αληίζηνηρνπο drivers, ε νζόλε αθήο ζπλδέεηαη κε ην PLC δηακέζνπ ζεηξηαθνύ θαισδίνπ RS232, MPI, fieldbus. Καηά ηε ιεηηνπξγία ρξήζεσο, ε ζπζθεπή πνπ ειέγρνπκε, ην PLC θαη ε νζόλε αθήο, ιεηηνπξγνύλ ζύκθσλα κε ηηο πξνδηαγξαθέο πνπ έρνπκε δώζεη εκείο ζην πξόγξακκα. Οη δηάθνξεο κεηαβιεηέο θαίλνληαη ζηελ νζόλε θαη κπνξνύλ λα αιιαρζνύλ θαη λα αμηνινγεζνύλ. ρήκα 4.7. ύλδεζε HMI κε ππνινγηζηή.

35 Σ ε λ ί δ α Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο νζόλεο HMI ρήκα 4.8. HMI. Έλα όξγαλν ηνπηθήο ελδείμεσο αληηθαζηζηά ελ κέξεη έλαλ ειεθηξνληθό ππνινγηζηή ν νπνίνο ζα ήηαλ απαξαίηεηνο ζε έλα ζύζηεκα ειέγρνπ. Έλαο ππνινγηζηήο όκσο είλαη πνιύ επαίζζεηνο εηδηθά ζε κηα βηνκεραλία ζε αληίζεζε κε έλα όξγαλν θαηαγξαθήο ην νπνίν είλαη πνιύ αλζεθηηθό. Μηα γεληθή εηθόλα από πιενλεθηήκαηα πνπ πξνζθέξεη ε ρξήζε HMI είλαη: Δπνπηεία ηνπ ζπζηήκαηνο ζε πξαγκαηηθό ρξόλν Δύθνιε θαη γξήγνξε παξακεηξνπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο. Δηζαγσγή λέσλ δεδνκέλσλ. ρεηηθά κεγάιε εζσηεξηθή κλήκε γηα απνζήθεπζε δεδνκέλσλ. ύλδεζε δίζθνπ USB γηα εμαγσγή θαηαγεγξακκέλσλ ηηκώλ. Δύθνινο πξνγξακκαηηζκόο κέζν νπηηθνύ πξνγξακκαηηζκνύ. Δπθνιία ζηελ δηαζύλδεζε ηνπο κε ζπζθεπέο δηαθόξσλ ηύπσλ. Υακειή θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Δπθνιία ζηελ ρξήζε από κε εμνηθεησκέλνπο ρξήζηεο. Διάρηζην βάξνο.

36 Σ ε λ ί δ α 36 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5 ΟΡΓΑΝΟ ΜΔΣΡΖΖ ΚΑΣΑΝΑΛΧΖ 5.1 Γεληθέο πιεξνθνξίεο ρήκα 5.1. ξγαλν κέηξεζεο θαηαλάισζεο. Σν PM-9C είλαη κηα ζπζθεπή ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ εγθαηάζηαζε ηνπ ζπζηήκαηνο. πλδέεηαη κε ηελ κνλάδα ηνπ PLC κέζσ ModBus πξσηνθόιινπ επηθνηλσλίαο. Από ηελ ζπζθεπή απηή παίξλνπκε δηάθνξεο ηηκέο όπσο ηάζεηο ηξνθνδνζίαο ιέβεηα, εληάζεηο ηξνθνδνζίαο ιέβεηα, ρξόλν ιεηηνπξγίαο, ηζρύο ιεηηνπξγίαο θαη δηάθνξεο άιιεο.

37 Σ ε λ ί δ α Πιενλεθηήκαηα ρξήζεο νξγάλνπ κέηξεζεο θαηαλάισζεο Σα νθέιε ηεο ρξήζεο ησλ κεηξεηώλ θαηαλάισζεο είλαη ηα αθόινπζα: A. Μέζσ ηνπ κεηξεηή, ν ρξήζηεο δέρεηαη πιεξνθνξίεο από ην ζύζηεκα ηνπ γηα ηελ πνζόηεηα ηεο θαηαλαιηζθόκελεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζε θάζε ζηηγκή. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο πιεξνθνξίαο απηήο είλαη πνιύ ζεκαληηθή γηα πεξεηαίξσ επεμεξγαζία, ώζηε λα βξεζεί ην θόζηνο θαηαλάισζεο ην νπνίν ζα βνεζήζεη ζηε βέιηηζηε ρξήζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. B. Σα δεδνκέλα θαηαλάισζεο ζε πξαγκαηηθό ρξόλν ζα κπνξνύλ λα θαηαγξάθνληαη ζε έλα όξγαλν ηνπηθήο ελδείμεσο ώζηε λα γλσξίδνπκε ηελ θάζε επηθείκελε αιιαγή ζηελ θαηαλάισζή. C. Ζ θαηαγξαθή ησλ πνζνηηθώλ κεγεζώλ παξνρήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (ηάζε, ζπρλόηεηα, θ.α.), ζα έρεη σο απνηέιεζκα ηελ θαηαγξαθή θάπνησλ αλσκαιηώλ ή πεξηζηαηηθώλ (π.ρ. πηώζεσλ ή αηρκώλ ηάζεο). Σα επηηξεπηά όξηα π.ρ. ηεο ηάζεο ηνπ ξεύκαηνο είλαη θαηαγεγξακκέλα ζηελ θείκελε λνκνζεζία. ε πεξίπησζε αλσκαιηώλ πνπ νδεγνύλ ζε πιηθέο δεκηέο ζηηο ζπζθεπέο ηνπ θαηαλαισηή, ζα κπνξεί ν θαηαλαισηήο λα θαηαγγείιεη ηνλ Γηαρεηξηζηή ηνπ Γηθηύνπ γηα ηελ πνηόηεηα ηνπ ξεύκαηνο πνπ πξνκεζεύεηαη. Δπνκέλσο, ε ρξήζε ησλ κεηξεηώλ πξνζηαηεύεη ηα δηθαηώκαηα ησλ θαηαλαισηώλ, κε απνηέιεζκα λα βειηησζεί ε πνηόηεηα ηνπ πξντόληνο πνπ ηνπο πξνζθέξεηαη από ηνλ Γηαρεηξηζηή ηνπ Γηθηύνπ. πλνπηηθά πιενλεθηήκαηα: Έιεγρνο θαηαλάισζεο. Απνηειεζκαηηθόηεξε δηαρείξηζε ζπζηήκαηνο. Σαρύηεξε επίιπζε πξνβιεκάησλ ελέξγεηαο. Καιύηεξε επνπηεία δηθηύνπ θαηαλάισζεο.

38 Σ ε λ ί δ α 38 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6 ΑΗΘΖΣΖΡΗΑ 6.1 Ση είλαη ν αηζζεηήξαο : Ωο αηζζεηήξηα ιέκε ηελ κεηαηξνπή θπζηθήο κεηαβιεηήο ζε κηα ειεθηξηθή ηάζε. Ζ θπζηθή απηή κεηαβιεηή κπνξεί λα είλαη π.ρ. ε ζεξκνθξαζία, ε πίεζε, ε πγξαζία, ε ζηάζκε πγξνύ θηι. Με ηνπο αηζζεηήξεο γίλνληαη νη κεηξήζεηο ζε βηνκεραλίεο, εξγαζηήξηα θαη γεληθά όπνπ επηδεηείηαη ε παξαθνινύζεζε κηαο θπζηθήο κεηαβιεηήο ζπλαξηήζεη ηνπ ρξόλνπ. Αθνύ ε κεηαηξνπή ηεο θπζηθήο κεηαβιεηήο γίλεηαη ζε ειεθηξηθή ηάζε εμόδνπ από ηνλ αηζζεηήξα, εύθνια κπνξνύκε λα θαηαιάβνπκε όηη ε κέηξεζε ηεο θπζηθήο κεηαβιεηήο αλάγεηαη ζε κέηξεζε ηεο ειεθηξηθήο ηάζεο, ε νπνία κπνξεί λα γίλεη κε βνιηόκεηξν ή θαηαγξαθηθό αλ δεηάκε κεηαβνιέο ζπλαξηήζεη ηνπ ρξόλνπ, ε αθόκα κε πξνζαξκνγή ζε βαζκίδα κεηαηξνπήο αλαινγηθήο ζε ςεθηαθή κνξθή (A/D Converter), κε ζθνπό ηελ απνζήθεπζε ησλ πιεξνθνξηώλ ζε Ζ/Τ γηα κεηέπεηηα επεμεξγαζία. Δθηόο όκσο από ηνπο αηζζεηήξεο πνπ κεηαηξέπνπλ ηε θπζηθή κεηαβνιή ζε ειεθηξηθή ηάζε, ππάξρνπλ θαη άιινη αηζζεηήξεο πνπ κεηαηξέπνπλ ηελ θπζηθή κεηαβνιή ζε άιιεο κνξθήο ελέξγεηα όπσο γηα παξάδεηγκα ζε κεραληθή (π.ρ. κεηαθίλεζε κνριώλ), αιιά απηνί νη αηζζεηήξεο είλαη ζπγθεθξηκέλα όξγαλα θζελήο θαηαζθεπήο, γηα νηθηαθέο θπξίσο ρξήζεηο. ηελ αγνξά αηζζεηήξσλ κπνξεί θαλείο λα βξεη θαη έηνηκνπο αηζζεηήξεο κε ελζσκαησκέλν ειεθηξνληθό θύθισκα κε ζθνπό ε ηάζε εμόδνπ λα αιιάδεη θαηάζηαζε από 0 ζε 1 (π.ρ. 5V ε 0V, επαθή εληόο εθηόο ), αλ ε ηηκή ηεο θπζηθήο παξακέηξνπ ππεξβεί κηα ζπγθεθξηκέλε ηηκή (alarm sensors). Oη αηζζεηήξεο απηνί ρξεζηκνπνηνύληαη θπξίσο ζε βηνκεραλίεο, ζεξκνθήπηα, θηίξηα θαη γεληθώο εθεί πνπ ζέινπκε λα εθδεισζεί ζπλαγεξκόο, αλ ε ηηκή ηεο θπζηθήο παξακέηξνπ πνπ κεηξά ν αηζζεηήξαο ππεξβαίλεη κηα ζπγθεθξηκέλε ηηκή. πλήζσο ηα όξγαλα απηά δηαζέηνπλ πνηελζηόκεηξν γηα ηελ αιιαγή ηεο ζπγθεθξηκέλεο ηηκήο ζπλαγεξκνύ. Πεξηζζόηεξα από 1600 αηζζεηήξηα είλαη ζήκεξα δηαζέζηκα γηα ηε κεηαηξνπή ηνπ επηζπκεηνύ κεγέζνπο ζε ειεθηξηθό. Ζ θαιύηεξε θαηαλόεζε ησλ θπζηθώλ θαηλνκέλσλ θαη ε αλάπηπμε λέσλ πιηθώλ, είρε σο απνηέιεζκα ηελ θαηαζθεπή αηζζεηεξίσλ κε πςειή αθξίβεηα, ηαρύηεηα απόθξηζεο θαη επξεία πεξηνρή κέηξεζεο.

39 Σ ε λ ί δ α 39 Σα αηζζεηήξηα δηαθξίλνληαη ζε ελεξγά θαη παζεηηθά. Δλεξγά όηαλ γηα ηελ κεηαηξνπή ηνπ θπζηθνύ κεγέζνπο ζε αληίζηνηρν ειεθηξηθό (ηάζε, ξεύκα, θνξηίν ) δελ απαηηείηαη εμσηεξηθή πεγή ηξνθνδνζίαο. Παζεηηθά αηζζεηήξηα όπνπ ην κεηξνύκελν θπζηθό κέγεζνο κεηαβάιεη ηελ ηηκή ηεο αληίζηαζεο, ηεο απηεπαγσγήο ή ηεο ρσξεηηθόηεηαο, επνκέλσο απαηηείηαη ε ηξνθνδνζία ηνπ αηζζεηεξίνπ από εμσηεξηθή πεγή γηα ηελ ιήςε ηνπ ζήκαηνο εμόδνπ. Ζ ιεηηνπξγία ησλ παζεηηθώλ αηζζεηήξσλ ζηεξίδεηαη ζηελ κεηαβνιή ηεο σκηθήο αληίζηαζεο ηεο απηεπαγσγήο ή ηεο ρσξεηηθόηεηαο από ηελ επίδξαζε ηνπ θπζηθνύ κεγέζνπο είηε ζηηο δηαζηάζεηο ηνπ πιηθνύ είηε απεπζείαο ζηηο ειεθηξηθέο ηδηόηεηεο ηνπ πιηθνύ. Τπάξρνπλ αηζζεηήξηα κε κεηαβνιή ηεο εηδηθήο αληίζηαζεο ε νπνία κπνξεί λα νθείιεηαη: Α) ηε ζεξκνθξαζία, Β) ηε θσηεηλή αθηηλνβνιία, Γ) ηελ πγξαζία, Γ ) ηε κεηαβνιή ησλ γεσκεηξηθώλ δηαζηάζεσλ ηνπ πιηθνύ. Ζ αξρή ιεηηνπξγίαο ησλ ελεξγώλ αηζζεηεξίσλ βαζίδεηαη: Α) ην θαηλόκελν ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο επαγσγήο, Β) ην πηεδνειεθηξηθό θαηλόκελν, Γ) ην θσηνειεθηξηθό θαηλόκελν, Γ) ην ζεξκνειεθηξηθό θαηλόκελν θαη Δ) ην θαηλόκελν Hall.

40 Σ ε λ ί δ α Αηζζεηήξηα ζεξκνθξαζίαο : ρήκα 6.1. Βηνκεραληθό αηζζεηήξην ζεξκνθξαζίαο. Οη ζεξκηθνί αηζζεηήξεο ρξεζηκνπνηνύληαη ζηε κέηξεζε πνηθίισλ πνζνηήησλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ζεξκόηεηα, όπσο ε ζεξκνθξαζία, ε ππθλόηεηα ξνήο ζεξκόηεηαο θαη ε εηδηθή ζεξκόηεηα. Ζ ζεξκνθξαζία είλαη ε πην ζεκειηώδεο πνζόηεηα θαη απνηειεί έλα κέηξν ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο ή ηεο ζεξκόηεηαο ζε έλα ζώκα. Δμ νξηζκνύ νη ζεξκηθνί αηζζεηήξεο ηαμηλνκνύληαη σο αηζζεηήξεο επαθήο, ζηνπο νπνίνπο ην ζηνηρείν αλίρλεπζεο αγγίδεη κε θπζηθό ηξόπν ηελ πεγή ζεξκόηεηαο, ηόηε ην ζεξκηθό ζήκα κεηαδίδεηαη από ηε ζεξκηθή πεγή κε αγσγή ηεο ζεξκόηεηαο ζην ζηνηρείν αλίρλεπζεο ην νπνίν θαηόπηλ είηε παξάγεη είηε δηακνξθώλεη έλα ειεθηξηθό ζήκα. Δπίζεο έρνπκε ηνπο αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο κε επαθήο πνπ ηαμηλνκνύληαη σο αηζζεηήξεο αθηηλνβνιίαο νη νπνίνη αληρλεύνπλ ηα ειεθηξνκαγλεηηθά θύκαηα πνπ εθπέκπεη έλα ζώκα. Οη πεξηζζόηεξνη ζεξκηθνί αηζζεηήξεο είλαη δηακόξθσζεο παξά απηνδηεγεηξόκελνη. Οη δπν εμαηξέζεηο είλαη ην ζεξκνδεύγνο, ην νπνίν παξάγεη κηα ειεθηξνκαγλεηηθή δύλακε αλάκεζα ζε δπν επαθέο πνπ ε θάζε κηα δηαηεξείηαη ζε δηαθνξεηηθή ζεξκνθξαζία θαη νη αηζζεηήξεο ζεξκηθνύ ζνξύβνπ. Ζ πιεηνλόηεηα ησλ ζεξκναγώγηκσλ αηζζεηήξσλ όπσο γηα παξάδεηγκα ην ζεξκίζηνξ, νη ζεξκνδίνδνη θαη ηα ζεξκνηξαλδίζηνξ, κπνξνύλ λα ηαμηλνκεζνύλ σο κηθξναηζζεηήξεο. Θεξκνθξαζία νλνκάδεηαη ν βαζκόο θαηά ηνλ νπνίν έλα ζώκα, νπζία ή κέζν είλαη ζεξκό ζε ζύγθξηζε κε θάπνην άιιν. ηαλ κεηξάκε ηελ ζεξκνθξαζία ζπγθξίλνπκε ην βαζκό ζεξκόηεηαο κε θάπνην άιιν ζπγθεθξηκέλν ζεκείν αλαθνξάο ρξεζηκνπνηώληαο θάπνηεο ζεξκνθξαζηαθέο θιίκαθεο. Οη πην ζπλεζηζκέλεο θιίκαθεο γηα ηελ κέηξεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο είλαη ε θιίκαθα Κειζίνπ ( C ), ε θιίκαθα Fahrenheit ( F ) θαη ε ζεξκνδπλακηθή θιίκαθα ή θιίκαθα Kelvin ( Κ ). ηελ θιίκαθα Κειζίνπ νξίδεηαη ην ζεκείν πήμεο ηνπ λεξνύ

41 Σ ε λ ί δ α 41 0 C θαη ε ζεξκνθξαζία βξαζκνύ ηνπ λεξνύ 100 C. ηελ θιίκαθα Fahrenheit ην ζεκείν πήμεο ηνπ λεξνύ είλαη ζε 32 F θαη ην ζεκείν βξαζκνύ ηνπ λεξνύ ζε 212 F. ηελ ζεξκνδπλακηθή θιίκαθα Kelvin ρξεζηκνπνηείηαη ην απόιπην κεδέλ σο ζεκείν αλαθνξάο. Σν απόιπην κεδέλ είλαη ε ρακειόηεξε δπλαηή ζεξκνθξαζία ζηελ νπνία κπνξεί λα θηάζεη θάπνηα νπζία. Ζ ζεξκνθξαζία απηή ζπκβνιίδεηαη κε 0 Κ θαη αληηζηνηρεί πεξίπνπ ζε 273,16 Κ. Ζ ζεξκνθξαζία θαη ε κέηξεζε ηεο απηή θαζ απηή είλαη ζεκαληηθή επεηδή ζε δηαθνξεηηθέο ζεξκνθξαζίεο νη θπζηθέο ηδηόηεηεο ησλ νπζηώλ ( αλάινγα εάλ απηή είλαη ζε ζηεξεή, πγξή ή αέξηα κνξθή ) είλαη δηαθνξεηηθέο θαη έηζη απηέο παξνπζηάδνπλ δηαθνξεηηθή ζπκπεξηθνξά. Οη ζπζθεπέο πνπ κεηξνύλ ηελ ζεξκνθξαζία νλνκάδνληαη ζεξκόκεηξα. Κάπνηεο θνξέο αλαθέξνληαη σο ππξόκεηξα εάλ κεηξνύλ πνιύ πςειέο ζεξκνθξαζίεο. Τπάξρνπλ πνιιά δηαθνξεηηθά είδε ζεξκνκέηξσλ. Σα θύξηα είδε είλαη απηά πνπ κεηξνύλ ηελ ζεξκνθξαζία ζηεξηδόκελα: ην θαηλόκελν ηνπ ζεξκνειεθηξηζκνύ ηελ ειεθηξηθή αληίζηαζε ηελ αθηηλνβνιία ζεξκόηεηαο ηε δηαζηνιή ελόο πγξνύ ηε δηαζηνιή ελόο κεηάιινπ ηνπο αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο ε ηάζε εμόδνπ από ηνλ αηζζεηήξα είλαη ζπλάξηεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο πνπ κεηξά ν αηζζεηήξαο. Αλάινγα κε ηελ αξρή ιεηηνπξγίαο απηώλ ρσξίδνληαη ζε: Θεξκίζηνξο Θεξκόκεηξα αληίζηαζεο Θεξκνδεύγε Θεξκόκεηξα δηαζηνιήο Μέζνδνη κεηαβνιήο ησλ ειεθηξηθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ ζε εκηαγσγνύο ή θξπζηάιινπο.

42 Σ ε λ ί δ α 42 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 7 ΣΡΟΠΟΗ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑ 7.1 Δπηθνηλσλία ρήκα 7.1. Καιώδην επηθνηλσλίαο Σα PLC έρνπλ ελζσκαησκέλε δπλαηόηεηα επηθνηλσλίαο κέζσ 9-Pin RS- 232 θαη ελαιιαθηηθά κε RS485 θαη Ethernet. Αθόκε ρξεζηκνπνηείηαη θαη ην πξσηόθνιιν Modbus ή αιιηώο DF1. Άιιεο επηινγέο είλαη ε ρξήζε fieldbus,ην νπνίν δελ είλαη θάηη άιιν από κηα θαηεγνξία πξσηνθόιισλ δηθηπαθήο επηθνηλσλίαο γηα δηαλεκεκέλα ζπζηήκαηα ειέγρνπ πξαγκαηηθνύ ρξόλνπ, ην νπνίν πιένλ έρεη θπξσζεί θαη επίζεκα σο IEC Γύν κέζνδνη επηθνηλσλίαο νη νπνίεο αλήθνπλ ζηελ θαηεγνξία fieldbuses είλαη νη DeviceNet θαη Profibus. Σα ζύγρξνλα PLC επηθνηλσλνύλ κέζα από έλα δίθηπν κε άιια ζπζηήκαηα, όπσο έλαο ππνινγηζηήο ν νπνίνο ηξέρεη έλα πξόγξακκα ηύπνπ επίβιεςεο ειέγρνπ θαη αλάθηεζεο δεδνκέλσλ SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ή κέζσ ελόο Web Browser. Σα PLC, ηα νπνία ρξεζηκνπνηνύληαη ζε κεγαιύηεξα ζπζηήκαηα εηζόδνπ/εμόδνπ, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηνύλ peer-to-peer (P2P) επηθνηλσλία κεηαμύ ησλ κηθξνεπεμεξγαζηώλ. Απηό επηηξέπεη ζηα επηκέξνπο ηκήκαηα ελόο πνιύπινθνπ ζπζηήκαηνο λα έρνπλ απηνλνκία. Απηνί νη ζύλδεζκνη επηθνηλσλίαο ρξεζηκνπνηνύληαη θαη ηελ δηάδξαζε αλζξώπνπ-κεραλήο κέζσ ζπζθεπώλ όπσο πιεθηξνιόγηα ή ππνινγηζηηθνύ ηύπνπ ζηαζκώλ εξγαζίαο (PC-type workstations) ή κέζσ νζνλώλ touch. Κάπνηα από ηα ζεκεξηλά PLC κπνξνύλ λα επηθνηλσλνύλ κε δηάθνξνπο ηξόπνπο ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ RS-485, Coaxial αθόκε θαη Ethernet γηα ζπζηήκαηα ειέγρνπ εηζόδνπ/εμόδνπ κε ηαρύηεηεο δηθηύνπ κέρξη θαη 100 Mbit/s.

43 Σ ε λ ί δ α Αλαθνξά ζην RS-232 ηηο ηειεπηθνηλσλίεο ην RS-232 (Recommended Standard 232) είλαη έλα πξσηόθνιιν γηα ζεηξηαθή κεηάδνζε ςεθηαθώλ ζεκάησλ δεδνκέλσλ, ην νπνίν ζπλδέεη έλα Σεξκαηηθό δεδνκέλσλ εμνπιηζκνύ (Data Terminal Equipment) κε έλα θύθισκα δεδνκέλσλ - ηεξκαηηθνύ εμνπιηζκνύ (Data Circuit- terminating Equipment). Ζ επηθνηλσλία κέζσ ηνπ πξσηνθόιινπ απηνύ είλαη θαηά βάζε αζύγρξνλε. ην σήμα 7.1 απεηθνλίδεηαη ραξαθηεξηζηηθά ε δνκή ελόο πξνο κεηάδνζε frame είλαη. Σα Dx, όπνπ x=0..7 είλαη ηα σο πξνο κεηάδνζε bits. σήμα 7.1 Frame μεηάδοζηρ ζε RS232 Οη πην θνηλνί ξπζκνί κεηάδνζεο είλαη απηνί ησλ 300, 600, 1200, 1800, 2000, 2400, 4800, 9600, bits αλά δεπηεξόιεπην. Σα επίπεδα ησλ ηάζεσλ νη νπνίεο αληηζηνηρνύλ ζηα δπαδηθά ςεθία 1 θαη 0 είλαη ηα 12V θαη -12V αληίζηνηρα. Γηα ηελ νκαιή δηάδνζεο πιεξνθνξίαο ζύκθσλα κε ην πξόηππν RS-232 ρξεηάδνληαη θάπνηεο κνλάδεο ηεξκαηηθνύ (DTE) θαη κνλάδεο επηθνηλσλίαο (DCE). Γεληθόηεξα ελώ ην πξόηππν RS-232 πξνβιέπεη έλα κεγάιν αξηζκό pin/ζεκάησλ θπξίσο γηα ρεηξαςία ηα νπνία θαη δηαζθαιίδνπλ ηελ νξζόηεηα θαη αθεξαηόηεηα ησλ δεδνκέλσλ, ππάξρεη επηπιένλ ε δπλαηόηεηα επηθνηλσλίαο κε ρξήζε κόλν ηξηώλ pin RxD, TxD θαη GND. Δίλαη πξνθαλέο όηη ζε απηή ηελ πεξίπησζε κεηώλνπκε ην θόζηνο ζε hardware ζπλδέζεηο έρνληαο όκσο κηθξόηεξε αμηνπηζηία γηα ηελ νξζόηεηα ηεο ιεθζείζαο από ηνλ δέθηε πιεξνθνξίαο Αλαθνξά ζην RS-485 ηηο ηειεπηθνηλσλίεο ην EIA-485 (πξώελ RS-485) είλαη έλα πξσηόθνιιν γηα 2 γξακκέο επηθνηλσλίαο, κνλόδξνκεο, πνιιαπιώλ θόκβσλ. Έρεη ηελ δπλαηόηεηα επέθηαζεο ζε απνζηάζεηο κέρξη θαη 1200 κέηξα. Απηό ην πξσηόθνιιν έρεη πιένλ πεξάζεη ππό ηελ επνπηεία θαη επζύλε ηνπ θνξέα TIA (Telecomunications Industry Association) θαη θέξεη ην όλνκα TIA- 485-A Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems (ANSI/TIA/EIA-485-A-98) (R2003) ην νπνίν πξαθηηθά ζεκαίλεη όηη ην πξσηόθνιιν επαλεθδόζεθε ρσξίο θάπνηεο επηκέξνπο αιιαγέο.

44 Σ ε λ ί δ α 44 Κάλνληαο ρξήζε ηνπ RS-485 ππάξρεη ε δπλαηόηεηα επίηεπμεο ηαρπηήησλ κέρξη θαη 10 Mbit/sec, ελώ ην ζπλνιηθό κήθνο ησλ αληίζηνηρσλ γξακκώλ επηθνηλσλίαο αλέξρεηαη κέρξη ηα 1000 κέηξα. Αθόκε ππάξρεη ε δπλαηόηεηα ζύλδεζεο κέρξη θαη 32 δηαθνξεηηθώλ κνλάδσλ νδήγεζεο θαη ιήςεο ζηνλ ίδην δίαπιν Αλαθνξά ζην Modbus To Modbus απνηειεί έλα πξσηόθνιιν ζεηξηαθήο επηθνηλσλίαο ην νπνίν εθδόζεθε από ηελ Modicon ην 1979 γηα ηελ ρξήζε ηνπ ζε Programmable Logic Controllers (PLCs). Απνηειεί πιένλ έλα επξένο δηαδεδνκέλν πξσηόθνιιν επηθνηλσλίαο ζηελ βηνκεραλία θαη πιένλ απνηειεί ην πεξηζζόηεξν ρξεζηκνπνηνύκελν κέζν γηα ηελ δηαζύλδεζε βηνκεραληθώλ ζπζθεπώλ. Οη θπξηόηεξνη ιόγνη γηα ηελ πξνηίκεζε ηνπ Modbus είλαη νη εμήο: i) Αλνηρηή έθδνζε ηνπ θαη ειεύζεξε ρξήζε ηεο παηέληαο, ii) ρεηηθά εύθνια πινπνηήζηκν βηνκεραληθό δίθηπν, iii) Μεηαδίδεη bits ή ιέμεηο ρσξίο λα ζέηεη πνιινύο πεξηνξηζκνύο ζηνπο ρξήζηεο. Σν Modbus επηηξέπεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμύ πνιιώλ ζπζθεπώλ ζπλδεδεκέλσλ ζην ίδην δίθηπν. Χο παξάδεηγκα κπνξνύκε λα αλαθέξνπκε έλα ζύζηεκα ην νπνίν κεηξά ζεξκνθξαζία θαη πγξαζία θαη ην νπνίν ζηέιλεη ηα δεδνκέλα ζε έλαλ θεληξηθό ππνινγηζηή. Σν Modbus ζπρλά ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ ζύλδεζε ελόο ππνινγηζηή, ν νπνίνο επηβιέπεη ηελ δηαδηθαζία κέζσ ελόο ηεξκαηηθνύ (Remote Terminal Unit ή RTU), κε έλα ζύζηεκα επίβιεςεο/ ειέγρνπ θαη αλάθηεζεο δεδνκέλσλ (SCADA). Κάζε ζπζθεπή ε νπνία ζθνπεύεη λα επηθνηλσλήζεη κε ηελ ρξήζε Modbus ηεο δίδεηαη κηα κνλαδηθή δηεύζπλζε. ε ζεηξηαθά θαη Modbus+ δίθηπα κόλν ν θόκβνο πνπ νλνκάδεηαη master κπνξεί λα ζηείιεη κηα εληνιή, ζε αληηδηαζηνιή κε ηα δίθηπα πνπ ρξεζηκνπνηνύλ Ethernet θαη ζηα νπνία νπνηαδήπνηε ζπζθεπή κπνξεί λα ζηείιεη κηα εληνιή, παξόιν πνπ κόλν κηα master ζπζθεπή ζπλήζσο θάλεη απηό. Μηα εληνιή Modbus εκπεξηέρεη ηελ δηεύζπλζε ηεο ζπζθεπήο ε νπνία ζα πξέπεη λα ηελ ιάβεη. ιεο νη εληνιέο Modbus πεξηέρνπλ πιεξνθνξίεο γηα ηελ επαιήζεπζε ηεο νξζόηεηαο, εγθπξόηεηαο θαη αθεξαηόηεηαο ηεο θάζε εληνιήο ε νπνία ζηέιλεηαη. Οη βαζηθέο εληνιέο Modbus κπνξνύλ λα θαζνδεγήζνπλ έλα RTU λα αιιάμεη ηελ ηηκή ελόο εθ ησλ θαηαρσξεηώλ ηνπ, λα ειέγμεη ή λα δηαβάζεη ηηο

45 Σ ε λ ί δ α 45 ζύξεο εηζόδνπ/ εμόδνπ (I/ O Ports) όπσο θαη επίζεο λα δεηήζεη από κηα κεραλή λα ζηείιεη κηα ή πεξηζζόηεξεο ηηκέο νη νπνίεο βξίζθνληαη ζηνπο θαηαρσξεηέο ηεο. Τπάξρνπλ πνιιά modem θαη πύιεο δηαθπγήο πνπ ππνζηεξίδνπλ Modbus, θαζόηη είλαη έλα πνιύ απιό πξσηόθνιιν θαη ζπρλά αληηγξάθεηαη. Οξηζκέλα από απηά έρνπλ ζρεδηαζηεί εηδηθά γηα απηό ην πξσηόθνιιν. Τπάξρνπλ θαη άιιεο πινπνηήζεηο ηνπ πξσηνθόιινπ ελζύξκαηεο, αζύξκαηεο αθόκε θαη κε SMS ή GPRS. Σα πξνβιήκαηα ηα νπνία πξέπεη λα αληηκεησπίζνπλ νη ζρεδηαζηέο πεξηιακβάλνπλ ηελ πςειή θαζπζηέξεζε θαη ηνλ ζπγρξνληζκό. Μειονεκηήμαηα: 1. ρεδηάζηεθε ζηα ηέιε ηνπ 1970 θαη νη ηύπνη δεδνκέλσλ πνπ ππνζηεξίδεη πεξηνξίδεηαη ζηνπο ηόηε δηαζέζηκνπο ηύπνπο δεδνκέλσλ, γηα ηα PLC. 2. Γελ ππάξρεη έλαο ηππνπνηεκέλνο ηξόπνο ώζηε έλαο θόκβνο λα βξεη ηελ πεξηγξαθή ελόο αληηθεηκέλνπ δεδνκέλσλ. Γηα παξάδεηγκα δελ κπνξεί λα θαζνξηζηεί εάλ έλαο θαηαρσξεηήο αλαπαξηζηά ζεξκνθξαζίεο κεηαμύ 30 C o θαη 175 C. 3. Λόγσ ηνπ όηη ζην Modbus γίλεηαη ρξήζε ηεο master/slave ινγηθήο, δελ ππάξρεη ε δπλαηόηεηα θάπνηα από ηηο ζπζθεπέο λα θάλεη αναθοπά με εξαίπεζη (Interrupt). Κνηλώο εθαξκόδεηαη ε ηερληθή ηνπ polling ε νπνίν ρξνλνβόξα αιιά θαη θνζηνβόξα, ιόγσ ηεο θαηαλάισζεο bandwidth ην νπνίν είλαη πνιύηηκν ζε low-bit rate δίθηπα. 4. Πεξηνξίδεηαη ζηνλ ρεηξηζκό κέρξη 247 ζπζθεπώλ από έλαλ master. 5. Οη επηθνηλσλία πξέπεη λα είλαη ζπλερήο θαη αδηάιεηπηε, γεγνλόο ην νπνίν πεξηνξίδεη ηνπο ηύπνπο απνκαθξπζκέλσλ ζπλδέζεσλ επηηξέπνληαο ηελ ρξήζε κόλν ησλ ζπζθεπώλ νη νπνίεο έρνπλ ηελ δπλαηόηεηα θξάηεζεο ησλ δεδνκέλσλ ζε έλαλ buffer, ώζηε λα κελ ππάξμνπλ θελά ζηελ επηθνηλσλία. ν

46 Σ ε λ ί δ α Fieldbuses (DeviceNet, Profibus) Fieldbuses είλαη ην όλνκα κηαο νηθνγέλεηαο πξσηνθόιισλ πνπ αθνξνύλ ζηελ δηθηύσζε ππνινγηζηώλ ζηελ βηνκεραλία θαη ρξεζηκνπνηνύληαη ζε δηαλεκεκέλα ζπζηήκαηα ειέγρνπ πξαγκαηηθνύ ρξόλνπ, ην νπνίν πιένλ θαηαρσξήζεθε σο πξόηππν IEC Έλα πνιύπινθν βηνκεραληθό ζύζηεκα απηνκαηηζκνύ -όπσο ε δεκηνπξγία κηαο γξακκήο θαηαζθεπήο (assembly line)- ζπλήζσο ρξεηάδεηαη κηα νξγαλσκέλε ηεξαξρία από ειεγθηηθά ζπζηήκαηα γηα ηελ παξαθνινύζεζή ηνπ. ε απηή ηελ ηεξαξρία ππάξρεη ζπλήζσο έλα ζύζηεκα δηάδξαζεο Αλζξώπνπ-Μεραλήο (Human Machine Interface) ζηελ θνξπθή, από όπνπ έλαο δηαρεηξηζηήο κπνξεί λα επηβιέπεη ή λα ιεηηνπξγεί ην ζύζηεκα. Απηό είλαη νπζηαζηηθά ην ελδηάκεζν ζηξώκα ελόο PLC δηακέζνπ ελόο ρξνληθά κε-θξίζηκνπ ζπζηήκαηνο επηθνηλσλίαο (πρ Ethernet). ην θαηώηεξν επίπεδν ηεο αιπζίδαο ειέγρνπ βξίζθεηαη ην fieldbus ην νπνίν ελώλεη ηα επηκέξνπο ζηνηρεία κε ην PLC, ηα νπνία είλαη θαη απηά πνπ επηηεινύλ θαίξηεο γηα ην ζύζηεκα δηεξγαζίεο, όπσο αηζζεηήξεο, ειεθηξηθνύο θηλεηήξεο, θνλζόιεο θσηηζκνύ, δηαθόπηεο, βαιβίδεο θαη επαθέο. Σν fieldbus απνηειεί ζύζηεκα δηθηύσζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ βηνκεραλία γηα έιεγρν δηαλεκεκέλσλ ζπζηεκάησλ ζε πξαγκαηηθό ρξόλν. Οπζηαζηηθά δελ απνηειεί θάηη άιιν παξά έλαλ ηξόπν γηα ηελ ζύλδεζε/δηθηύσζε επηκέξνπο νξγάλσλ κηαο βηνκεραληθήο εγθαηάζηαζεο. Γνπιεύεη πάλσ ζε δίθηπα ηα νπνία επηηξέπνπλ ηνπνινγίεο δηθηύσλ όπσο daisy-chain, αζηέξα, δαρηπιίδη, δηαθιάδσζεο θαη δέλδξνπ. ην παξειζόλ νη ππνινγηζηέο ζπλδένληαλ κε RS-232, όπνπ επηηξέπεηαη ε επηθνηλσλία κόλν 2 ζπζθεπώλ. Πιένλ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επηθνηλσλία ζπλδεζκνινγία ε νπνία απαηηεί από θάζε ζπζθεπή λα έρεη δηθό ηεο ζεκείν επηθνηλσλίαο ζην επίπεδν ειέγρνπ, ελώ ην fieldbus είλαη ην αληίζηνηρν ηνπ LANtype connections, όπνπ απαηηείηαη ε επηθνηλσλία κόλν ελόο ζην επίπεδν ηνπ ειεγθηή θαη επηηξέπεη πιεζώξα αλαινγηθώλ θαη ςεθηαθώλ ζεκείσλ ζπλδεδεκέλσλ ηαπηνρξόλσο. Έηζη πιένλ κεηώλεηαη ην κήθνο αιιά θαη ν αξηζκόο ησλ θαισδίσλ πνπ απαηηείηαη. Λόγσ ηνπ όηη κε ηελ ρξήζε επηθνηλσλίαο κέζσ fieldbus απαηηείηαη ε ρξήζε κηθξνεπεμεξγαζηή, θάζε ζπζθεπή κπνξεί λα έρεη πνιιαπιά ζεκεία ζηελ γξακκή επηθνηλσλίαο ειεγθηή. Πιένλ θάπνηεο ζπζθεπέο fieldbus ππνζηεξίδνπλ πινπνηήζεηο όπσο έιεγρνο PID από ηελ κεξηά ηεο ζπζθεπήο αληί λα αλαγθάδεηαη ν κηθξνειεγθηήο λα επηηειεί ην θνκκάηη ηεο επεμεξγαζίαο. Σν πξόηππν IEC 61158, θπξώζεθε ην 1999 από ηελ επηηξνπή ηππνπνίεζεο IEC SC65C/WG6. Δθεί νξίζηεθαλ 8 δηαθνξεηηθνί ηύπνη πξσηνθόιισλ, νη νπνίνη αλαθέξνληαη παξαθάησ επηγξακκαηηθά:

47 Σ ε λ ί δ α 47 Σύπνο-1 Foundation Fieldbus H1 Σύπνο-2 ControlNet Σύπνο-3 PROFIBUS Σύπνο-4 P-Net Σύπνο-5 Foundation Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) Σύπνο-6 SwiftNet (έλα πξσηόθνιιν ην νπνίν αλαπηύρζεθε γηα ηα Boeing, από ηελ ζηηγκή πνπ απνζύξζεθε). Σύπνο-7 WorldFIP Σύπνο-8 Interbus

48 Σ ε λ ί δ α 48 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 8 ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΤΣΖΜΑΣΟ 8.1 Πεξηγξαθή Δηθόλα 8.1. Βηνκεραληθνί ζάιακνη. Ο θύξηνο ζθνπόο ηεο παξνύζαο πηπρηαθήο εξγαζίαο, είλαη κηα ελαιιαθηηθή αληηκεηώπηζε γηα ηνλ απηόκαην έιεγρν ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη ηελ θαηαγξαθή ηεο θαηαλάισζεο ζε κηα εγθαηάζηαζε. Γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηεο πηπρηαθήο καο εξγαζίαο ρξεζεκνπνηήζεθε ην PLC Twido TWDLCDA24DRF ηεο εηαηξείαο Schneider Electric. Μέζσ ησλ δπν απηώλ θαηαζηάζεσλ -έιεγρνο ζεξκνθξαζίαο θαη θαηαγξαθή θαηαλάισζεο- πξνρσξήζακε ζηνλ πξνγξακκαηηζκό ηνπ PLC ζε γιώζζα LADDER (Lad-Ladder Diagram) δειαδή γιώζζα ζρεδίνπ επαθώλ θαηαλνεηή από ην απηό. Ζ LAD είλαη γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ κε γξαθηθά ζην ΣwidoSuite. Ζ ζύληαμε ησλ εληνιώλ κνηάδεη κε ην δηάγξακκα θπθιώκαηνο θιαζζηθνύ απηνκαηηζκνύ θαη επηηξέπεη λα παξαθνινπζνύκε εύθνια ηε ξνε ηνπ ζήκαηνο από ηηο επαθέο θαη ηα πελία.σα ζηνηρεηά απηά επηιέγνληαη θαη ηνπνζεηνύληαη ζηνλ LAD Editor από ην εηδηθό παξάζπξν επηινγήο ζηνηρείσλ είηε από ηα κελνύ ηνπ. Σν PLC απνηειείηαη από κηα ζεηξά εηζόδσλ θαη κηα ζεηξά εμόδσλ. ηηο εηζόδνπο ηνπνζεηήζακε ηνπο αηζζεηήξεο κεηαβνιήο ηεο ζεξκνθξαζίαο, ηνπο νπνίνπο ηνπνζεηήζακε ζηνπο ηξείο ππνηηζέκελνπο ζαιάκνπο. Σηο εμόδνπο ηνπ

49 Σ ε λ ί δ α 49 PLC ηηο βιέπνπκε από ηα LED s ηα νπνία δηαζέηεη ην ζπγθεθξηκέλν κνληέιν PLC θαη ηα νπνία αλαπαξηζηνύλ ηηο δηαθνξεηηθέο θαηαζηάζεηο ιεηηνπξγίαο ησλ βαλώλ. Ζ ηξνθνδνζία ηνπ PLC γίλεηε κε κεηαζρεκαηηζηή 24V.

50 Σ ε λ ί δ α Γηαζύλδεζε ζπζθεπώλ ρέδηα ζπλδέζεσλ. Σα θύξηα κέξε (ζπλδέζεηο) ζηα νπνία ρσξίδεηαη ην ζύζηεκα δηαθξίλνληαη ζε: ύλδεζε ηνπ plc κε ηελ νζόλε. ύλδεζε αηζζεηήξησλ δσκαηίσλ κε ην plc. ύλδεζε βαλώλ κε ην plc. ύλδεζε ηνπ θαπζηήξα κε ηνλ κεηξεηή θαηαλάισζεο. ύλδεζε ηνπ κεηξεηή θαηαλάισζεο κε ηελ νζόλε ύλδεζε ηνπ PLC κε ηελ νζόλε. ρήκα 8.1. ύλδεζε νζόλε κε PLC.

51 Σ ε λ ί δ α 51 Έλαο πξνγξακκαηηδόκελνο ινγηθόο ειεγθηήο είλαη ν ζπλδεηηθόο θξίθνο αλάκεζα ζηνπο αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο θαη ζηελ νζόλε. Γνπιεηά ηνπ είλαη λα πέξλεη ηα δεδνκέλα πνπ πξνέξρνληαη από ηνπο αηζζεηήξεο ζε κνξθή αλαινγηθνύ ζήκαηνο θαη κε ηελ βνήζεηα κηα αλαινγηθήο θάξηαο λα ηα κεηαηξέπεη ζε δεδνκέλα απνδεθηά από ηελ νζόλε. Ζ νζόλε ζπλδέεηαη κε ην PLC, ηα δεδνκέλα ηξνπνπνηεκέλα πιένλ ζε κνξθή MW απνζηέιινληαη από ην PLC ζηελ νζόλε. Ζ νζόλε εκθαλίδεη ηα δεδνκέλα ζην display θαη έηζη ν ρξήζηεο γλσξίδεη ηελ ζεξκνθξαζία ησλ ζαιάκσλ ζε πξαγκαηηθό ρξόλν. Ζ επηθνηλσλία όκσο είλαη ακθίδξνκε, ν ρξήζηεο κπνξεί λα εηζάγεη ηηκέο επηζπκεηήο ζεξκνθξαζίαο. Σα δεδνκέλα απηά πάιη ζε κνξθή MW είλαη γηα ηελ ξύζκηζε ζεξκνθξαζίαο ησλ ρώξσλ δηακέζνπ ησλ βαλώλ ύλδεζε αηζζεηήξησλ ζαιάκσλ κε θάξηα A/D. ρήκα 8.2. ύλδεζε PLC κε αηζζεηήξηα. Οη αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο πνπ βξίζθνληαη ζην εζσηεξηθό ησλ ζαιάκσλ, κεηξάλ ζπλερώο ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ ρώξνπ. Οη ηηκέο απηέο έρνπλ αλαινγηθή κνξθή θαη θπκαίλνληαη από 0 έσο1023mv. Απηή ηελ αλαινγηθή ηηκή, ηελ παίξλεη

52 Σ ε λ ί δ α 52 κηα θάξηα κεηαηξνπήο αλαινγηθνύ ζε ςεθηαθό ζήκα θαη ηελ δίλεη ζην PLC γηα πεξαηηέξσ επεμεξγαζία ύλδεζε βαλώλ κε ην PLC. ρήκα 8.3. ύλδεζε PLC κε βάλεο. Ζ ιεηηνπξγία ησλ βαλώλ βαζίδεηαη ζην άλνηγκα ή θιείζηκν ώζηε λα πεξάζεη ε αλάινγε πνζόηεηα δεζηνύ ή θξύνπ πιηθνύ γηα ζέξκαλζε ή ςύμε ηνπ ζαιάκνπ. Σν PLC κεηά ηελ εθηέιεζε δηαθόξσλ ζπλαξηήζεσλ θαη δηεξγαζηώλ αθνύ έρεη ιάβεη ηελ απαηηνύκελε ζεξκνθξαζία από ηνλ ρξήζηε δηακέζνπ ηεο νζόλεο, δίλεη εληνιή ζηελ εθάζηνηε βάλα γηα άλνηγκα ή θιείζηκν ώζηε λα απμνκεησζεί ε ζεξκνθξαζία.

53 Σ ε λ ί δ α ύλδεζε ηνπ θαπζηήξα κε ηνλ κεηξεηή θαηαλάισζεο. ρήκα 8.4. ύλδεζε θαπζηήξα κε όξγαλν κέηξεζεο. Γνπιεηά ηνπ θαπζηήξα είλαη λα παίξλεη ην θξύν πιηθό θαη λα ην ζεξκαίλεη ώζηε λα αλέβεη ε ζεξκνθξαζία ζηνπο ζαιάκνπο. Σν όξγαλν ζπλδέεηαη ζηελ (έμνδν) ηνπ θαπζηήξα κέζσ θαισδίνπ. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ νξγάλνπ παξακεηξνπνηώληαο ην θαηάιιεια είλαη λα κεηξά όιεο ηεο ηηκέο ηνπ ξεύκαηνο θαη λα ηηο δίλεη ζηελ νζόλε γηα έλδεημε θαη θαηαγξαθή.

54 Σ ε λ ί δ α ύλδεζε ηνπ κεηξεηή θαηαλάισζεο κε ηελ νζόλε. ρήκα 8.5. ύλδεζε νζόλε κε όξγαλν κέηξεζεο. Σν όξγαλν κέηξεζεο αθνύ έρεη ιάβεη ηηο ηηκέο από ηνλ θαπζηήξα θαη εθόζνλ έρεη παξακεηξνπνηεζεί θαηάιιεια δίλεη ζε θάζε κεηαβιεηή κηα δηεύζπλζε. Κάζε δηεύζπλζε όκσο έρεη δηαθνξεηηθό όγθν θαη είηε είλαη ηύπνπ Word είηε Double Word. Ζ νζόλε δηαβάδεη ηηο δηεπζύλζεηο κε ηελ θαηάιιειε κνξθή ηελ νπoία έρεη ε θάζε κεηαβιεηή Word ή DWord θαη ηηο εκθαλίδεη. Παξάιιεια όκσο απνζεθεύνληαη θαη ζηελ εζσηεξηθή ηεο κλήκε.

55 Σ ε λ ί δ α Απνζήθεπζε θαη εμαγσγή κεηξήζεσλ. ρήκα 8.6. Απνζήθεπζε κεηξήζεσλ ζε USB. Σα δεδνκέλα ηα νπνία ιακβάλεη ε νζόλε ηα απνζεθεύεη ζηελ εζσηεξηθή ηεο κλήκε. Κάζε κεηαβιεηή όκσο έρεη δηαθνξεηηθά ραξαθηεξηζηηθά θαη ρξεηάδεηαη δηαθνξεηηθή κεηαρείξηζε ώζηε λα απνζεθεπηεί ζσζηά. Γηα ηελ ζσζηή απνζήθεπζε ησλ κεηξήζεσλ ε νζόλε δηαβάδεη ηελ δηεύζπλζε πνπ ππάξρεη ε θάζε κεηαβιεηή, απηήλ ηελ δηεύζπλζε ηελ παίξλεη θαη ηελ θάλεη κηα πξάμε πνπ έρεη νξηζηεί από ηνλ administrator γηα παξάδεηγκα kw/1000, ην απνηέιεζκα ηεο πξάμεο ην απνζεθεύεη ζε κηα πξόρεηξε ζέζε κλήκεο. ιεο καδί νη πξόρεηξεο ζέζεηο κλήκεο απνζεθεύνληαη ζε κηα κεγάιε ζέζε κλήκεο ε νπνία όκσο δελ είλαη πξόρεηξε, αιιά ιεηηνπξγεί ζαλ FIFO register γξάθεη δειαδή ζπλερώο ηεο πξόρεηξεο ηηκέο θαη όηαλ γεκίζεη αξρίδεη θαη δηαγξάθεη ηηο πξώηεο ηηκέο πνπ γξαθηήθαλ ζε απηήλ. Με όιεο ηηο δηεπζύλζεηο ζπγθεληξσκέλεο δεκηνπξγείηε έλα αξρείν ηύπνπ CSV (Comma Separate Values) ην νπνίν απνζεθεύεηε ζε κηα άιιε ζέζε κλήκεο θαη κπνξεί λα εμαρζεί κε έλαλ δίζθν USB.

56 Σ ε λ ί δ α Ζιεθηξνινγηθό ζρέδην ζύλδεζεο ζπζθεπώλ. ρήκα 8.7 Ζιεθηξνινγηθό ζρέδην.

57 Σ ε λ ί δ α 57 πσο βιέπνπκε ζην παξαπάλσ ζρήκα (ρήκα 8.7) νη ζπλδέζεηο θαη νη ηξνθνδνζίεο ξεύκαηνο κεηαμύ ησλ δηαθόξσλ ζπζθεπώλ θαη αηζζεηεξίσλ είλαη νη εμήο. Με ±24V(DC) ηξνθνδνηνύληαη ε ζπζθεπέο ειέγρνπ ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ είλαη ην PLC ε νζόλε θαη ν A/D κεηαηξνπέαο. Ζ θάξηα A/D είλαη ζπλδεκέλε θαη ιακβάλεη ζήκαηα από ηνπο αηζζεηήξεο πνπ είλαη ηνπνζεηεκέλνη ζηνπο ηξεηο ζαιάκνπο θάλεη ηελ κεηαηξνπή θαη δίλεη πιένλ ζε κνξθή ςεθηαθνύ ζήκαηνο ηα δεδνκέλα ζην PLC. Σν PLC κε ηελ ζεηξά ηνπ θάλεη ηνλ απαξαίηεην έιεγρν ησλ βαλώλ. Από ηελ άιιε ην όξγαλν κέηξεζεο θαηαλάισζεο ηξνθνδνηείηε κε 220V ηάζε. ια απηά καδί ηα βιέπνπκε ζηελ νζόλε.

58 Σ ε λ ί δ α πλνιηθό πξνζρέδην ηνπ έξγνπ: Σν παξαθάησ ζύζηεκα, δηαζέηεη όπσο θαίλεηαη ηξεηο ζαιάκνπο (ςύμε-ζέξκαλζε), έλαλ θαπζηήξα γηα ζέξκαλζε θαη δύν δηαθνξεηηθά δίθηπα ζσιελώζεσλ θξύνπ θαη δεζηνύ ξεπζηνύ. Ζ ειεθηξνινγηθή εγθαηάζηαζε ηνπ ζπζηήκαηνο απηνύ, απνηειείηαη από αζθάιεηεο θαη δηαθόπηεο (βάλεο) γηα ηελ ξνή πιηθνύ. Με παξόκνην ηξόπν, ζα κπνξνύζε θάπνηνο λα ζπλδέζεη πνιιέο αθόκα ειεθηξηθέο ιεηηνπξγίεο ζε έλα παξόκνην ζύζηεκα. ηελ παξαθάησ θάηνςε θαίλεηαη ην θύθισκα ειέγρνπ. ηαλ αλαθέξνπκε θύθισκα ειέγρνπ, ελλννύκε όια ηα αζζελή ξεύκαηα θαη ηάζεηο, δειαδή ηάζεηο ησλ ±24V:

59 Σ ε λ ί δ α 59 ρήκα 8.8 ύλδεζε όισλ ησλ ζπζθεπώλ θαη ηνπ δηθηύνπ ζέξκαλζεο-ςύμεο. ιεο νη ζπλδέζεηο πνπ απνηεινύλ ην παξαπάλσ ζύζηεκα ρξεζηκνπνηνύλ ξεύκαηα ηεο ηάμεσλ ησλ ±24V(DC) πιελ ηεο δηαζύλδεζεο κεηαμύ ηνπ θαπζηήξα θαη ηνπ νξγάλνπ κέηξεζεο θαηαλάισζεο ξεύκαηνο όπνπ ην θνξηίν είλαη ηεο ηάμεσο 220V(AC).

60 Σ ε λ ί δ α πλνιηθή ιεηηνπξγία ζπζηήκαηνο Από ηελ νζόλε ζα κπνξνύκε λα βιέπνπκε ηελ ζεξκνθξαζία πνπ έρεη ν θάζε ρώξνο. Θα γίλεηε θαηαγξαθή θαη ζα ππάξρεη έλδεημε θαη γξάθεκα ζεξκνθξαζίαο αλά ρώξν. Δπίζεο από ηελ νζόλε ζα κπνξνύκε λα εηζάγνπκε ηηο επηζπκεηέο ζεξκνθξαζίεο κε δύν δηαθνξεηηθνύο ηξόπνπο. Ο πξώηνο ηξόπνο έρεη λα θάλεη κε ηελ απμνκείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζε θιίκαθα ±1 βαζκνύο αλ ε ζεξκνθξαζία ηνπ ζαιάκνπ είλαη θνληά ζηελ επηζπκεηή ζεξκνθξαζία. Ο δεύηεξνο ηξόπνο είλαη κε πιεθηξνιόγην εηζαγσγήο επηζπκεηήο ηηκήο, αλ ε ζεξκνθξαζία ηνπ ζαιάκνπ απνθιίλεη πνιύ από ηελ επηζπκεηή ζεξκνθξαζία. Ο πξνγξακκαηηδόκελνο ινγηθόο ειεγθηήο (PLC) ζα είλαη ζπλδεκέλνο κε ηελ νζόλε θαη ζα αιιειεπηδξά καδί ηεο. Σν PLC ζα παίξλεη ηηο ηηκέο ζεξκνθξαζίαο ησλ δσκαηίσλ κέζν κηαο θάξηαο A/D ε νπνία ζα κεηαηξέπεη ηελ αλαινγηθή ηηκή από ηνπο αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο ζε ςεθηαθή. Μεηά ηελ εθηέιεζε δηαθόξσλ ζπλαξηήζεσλ θαη δηεξγαζηώλ αλάινγα κε ηελ απαηηνύκελε ζεξκνθξαζία πνπ έρεη ιάβεη, ην PLC ζα δίλεη εληνιέο ρεηξηζκνύ ζηηο βάλεο γηα άλνηγκα θαη εηζξνή δεζηνύ ε θξύνπ πιηθνύ. Σαπηόρξνλα ην παξόλ ζύζηεκα ζα δηαβάδεη από ην όξγαλν θαηαλάισζεο ελέξγεηαο όιεο ηηο θαηαλαιηζθόκελεο παξακέηξνπο πνπ πξνέξρνληαη από ηνλ θαπζηήξα (Volt, Amp, kwatt, cosθ, kwh, KVar, KVArh) θαη ζα εκθαλίδεη απηέο ζηελ νζόλε ζε κηα άιιε θόξκα θαηαλάισζεο. Οη ειεθηξηθέο ηηκέο θαηαλάισζεο καδί κε ηηο ζεξκνθξαζίεο ησλ ηξηώλ ρώξσλ, θαη ηηο απαηηνύκελεο ζεξκνθξαζίεο ζα ηηο βιέπνπκε ζην display. Θα απνζεθεύνληαη ζην όξγαλν ελδείμεσο θαη θαηαγξαθήο κε εκεξνκελία θαη ώξα. Σέινο απηέο ηηο απνζεθεπκέλεο ηηκέο ζα κπνξνύκε λα ηηο πάξνπκε από ηελ νζόλε είηε απηόκαηα είηε ρεηξνθίλεηα θαη ζα κπνξνύκε λα ηηο επεμεξγαδόκαζηε ζε ινγηζκηθό θαηάιιειν γηα εμαγσγή ζηαηηζηηθώλ ζηνηρείσλ. Παξαθάησ βιέπνπκε ην ζπλνιηθό πξνζρέδην ηνπ έξγνπ κε όιεο ηηο ζπζθεπέο ηνπ ζπζηήκαηνο.

61 ρήκα 8.9 ύλδεζε όισλ ησλ ζπζθεπώλ θαη ηνπ δηθηύνπ Σ ε λ ί δ α 61

62 Σ ε λ ί δ α 62 ύλδεζε αηζζεηήξησλ δσκαηίσλ κε ην PLC. ρήκα 8.10 ύλδεζε αηζζεηεξίσλ PLC θαη νζόλεο. ύλδεζε βαλώλ κε ην PLC. ρήκα 8.11 ύλδεζε βαλώλ PLC θαη νζόλεο.

63 Σ ε λ ί δ α 63 ύλδεζε ηνπ κεηξεηή θαηαλάισζεο κε ηελ νζόλε. ρήκα 8.12 ύλδεζε θαπζηήξα νξγάλνπ θαηαλάισζεο θαη νζόλεο.

64 Σ ε λ ί δ α Ζιεθηξνινγηθόο πίλαθαο Δηθόλα 8.6.1

65 Δηθόλα Σ ε λ ί δ α 65

66 Δηθόλα Σ ε λ ί δ α 66

67 Δηθόλα Σ ε λ ί δ α 67

68 Δηθόλα Σ ε λ ί δ α 68

69 Σ ε λ ί δ α 69 Δηθόλα Δηθόλα 8.6.7

70 Δηθόλα Σ ε λ ί δ α 70

71 Σ ε λ ί δ α 71 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 9 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΗΜΟ 9.1 ηνηρεία πξνγξακκαηηζκνύ Γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηνπ PLC ζα ρξεζηκνπνηεζεί ε πιαηθόξκα πξνγξακκαηηζκνύ TwidoSuite V2.3.1 θαη ε γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ LADDER. Γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηεο νζόλεο ζα ρξεζηκνπνηήζνπκε ην πξόγξακκα TouchWin Edit Tool. Γηα ηελ παξακεηξνπνίεζε ηνπ κεηξεηή θαηαλάισζεο ζα αθνινπζήζνπκε ην User Manual πνπ δίλεη ν θαηαζθεπαζηήο.

72 9.2 Πξνγξακκαηηζκόο PLC Σ ε λ ί δ α 72

73 Σ ε λ ί δ α 73

74 Σ ε λ ί δ α 74

75 Σ ε λ ί δ α 75

76 Σ ε λ ί δ α 76

77 Σ ε λ ί δ α Αλάιπζε πξνγξάκκαηνο ηελ αξρή ηνπ πξνγξάκκαηνο ζα πξέπεη λα δηαβάζνπκε ηελ ηηκή πνπ δίλνπλ νη αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο θαη απηή ηε ηηκή λα ηελ απνζεθεύζνπκε ζε κηα ζέζε κλήκεο ηνπ PLC. Γηα παξάδεηγκα δηαβάδνπκε ηε ηηκή ηνπ αηζζεηεξίνπ 1 θαη ηελ απνζεθεύνπκε ζηελ ζέζε κλήκεο 0. Δηθόλα 9.1 Αθνύ δηαβαζηεί ε ζεξκνθξαζία ηνπ θάζε ζαιάκνπ, γίλεηε ν νξηζκόο ηνλ νξίσλ απνδεθηήο ζεξκνθξαζίαο γηα ηελ δηαρείξηζε ησλ βαλώλ κε ην άλνηγκα θαη θιείζηκό. ηελ εηθόλα 9.2 βιέπνπκε ηα όξηα γηα ηνλ ζάιακν 1. Δηθόλα 9.2

78 Σ ε λ ί δ α 78 ηελ ζπλέρεηα κεηά ηνλ νξηζκό ησλ νξίσλ, δεκηνπξγνύληαη νη ζπλαξηήζεηο γηα ηνλ έιεγρν ηεο ζεξκνθξαζίαο, θάζε ζύγθξηζε πνπ εθηειείηε απνζεθεύεηαη ζε κηα ζέζε κλήκεο. Δηθόλα 9.3 Σηο ζέζεηο κλήκεο ζηηο νπνίεο απνζεθεύηεθαλ νη ζπγθξίζεηο ηηο ρξεζηκνπνηνύκε γηα λα δηαρεηξηζηνύκε ηηο βάλεο. Δηθόλα 9.4

79 Σ ε λ ί δ α 79 Οκνίσο πξαγκαηνπνηνύκε θαη ζηνλ έιεγρν ησλ άιισλ δύν ζαιάκσλ. Γίλεηε ν νξηζκόο ησλ απνδεθηώλ νξίσλ. Δηθόλα 9.5 Γεκηνπξγνύληαη νη ζπγθξηηηθέο ζπλαξηήζεηο θαη απνζήθεπζε ζε ζέζεηο κλήκεο. Δηθόλα 9.6

80 Σ ε λ ί δ α 80 Γίλεηε ν έιεγρνο ηνλ βαλώλ από ηηο ζέζεηο κλήκεο Δηθόλα 9.7 Ίδηα ινγηθή αθνινπζνύκε θαη γηα ηνλ ηξίην ζάιακν. Δηθόλα 9.8

81 Σ ε λ ί δ α 81 Δηθόλα 9.9 Δηθόλα 9.10

82 Σ ε λ ί δ α 82 Σηο ζέζεηο κλήκεο πνπ ρξεζηκνπνηνύκε γηα ηνλ έιεγρν ησλ βαλώλ ηηο ρξεζηκνπνηνύκε θαη γηα ηελ έλδεημε ησλ led ζηελ νζόλε (HMI). Δηθόλα 9.11 Δηθόλα 9.12

83 Σ ε λ ί δ α 83 Σηο απνζεθεύνπκε ζε θάπνην bit κηαο λέαο ζέζεηο κλήκεο. Δηθόλα 9.13

84 Σ ε λ ί δ α Πξνγξακκαηηζκόο νζόλεο (κάζθεο) ηελ εθαξκνγή γηα ιόγνπο αζθαιείαο ρξεζηκνπνηείηαη user login γη απηό ηνλ ιόγν ζηελ πξώηε κάζθα πηέδνληαο ην login εκθαλίδεηαη πιεθηξνιόγην γηα εηζαγσγή θσδηθνύ πξόζβαζεο. Δηθόλα Δηθόλα 9.3.2

85 Σ ε λ ί δ α 85 Παηώληαο ηνλ ζσζηό θσδηθό (password: 1234) εκθαλίδεηαη ε δεύηεξε κάζθα κε ηεο ζεξκνθξαζίεο αλά ρώξν θαη δηάθνξα button γηα πεξηήγεζε ζηελ εθαξκνγή. Γηα παξάδεηγκα πηέδνληαο ην button <<Set Ora>> κπνξεί ν ρξήζηεο λα αιιάμεη ηηο ξπζκίζεηο ώξαο θαη εκεξνκελίαο πνπ ζα εκθαλίδνληαη ζηελ νζόλε. Δηθόλα 9.3.3

86 Σ ε λ ί δ α 86 Δπηιέγνληαο ην Room 1 ε εθαξκνγή καο κεηαθέξεη ζηηο ηδηόηεηεο ηνπ πξώηνπ ζαιάκνπ. Δθεί ππάξρνπλ αλαιπηηθέο πιεξνθνξίεο ζρεηηθά κε ηνλ πξώην ζάιακν όπσο θαη δηάθνξα button γηα ηελ δηαρείξηζε ηεο ζεξκνθξαζίαο. ην label <<Therm x1>> κπνξεί ν ρξήζηεο λα αιιάμεη ηελ ζεξκνθξαζία ζε θιίκαθα ±1, ελώ ππάξρεη θαη γξάθεκα κε ηηο δηαθπκάλζεηο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ ρώξνπ. Δπίζεο πηέδνληαο ην <<Set Thermokrasia>> κπνξεί ν ρξήζηεο λα αιιάμεη ηελ ζεξκνθξαζία όζνπο βαζκνύο απηόο ζέιεη. Δηθόλα 9.3.4

87 Σ ε λ ί δ α 87 Δηθόλα Οκνίσο θαη γηα ηνπο άιινπο δύν ζαιάκνπο, ν έιεγρνο θαη ε δηαρείξηζε ηεο ζεξκνθξαζίαο γίλεηε κε ηνλ ίδην ηξόπν. Δηθόλα 9.3.6

88 Σ ε λ ί δ α 88 Δηθόλα Ζ ζηήιε δεμηά κε ηα led δείρλεη πνπ αθξηβόο βξίζθεηε θάζε θνξά ε κλήκε ηνπ PLC κε ην Μ1 λα δειώλεη πςειή ζεξκνθξαζία θαη άλνηγκα βάλαο θξύνπ θαη ην Μ5 ρακειή ζεξκνθξαζία θαη άλνηγκα βάλαο δεζηνύ. Δηθόλα 9.3.8

89 Σ ε λ ί δ α 89 Δηθόλα Δάλ ν ρξήζηεο από ην θεληξηθό κελνύ επηιέμεη <<Metriseis>> παξαπέκπεηαη ζε έλα άιιν ππνκελνύ κε ηξία button (Volt,Ampere,Other). Δηθόλα

90 Σ ε λ ί δ α 90 Δηθόλα Κάζε έλα button εκθαλίδεη θαη ηελ αλάινγε ζειίδα κεηξήζεσλ ζηελ θάζε θάζε, όπσο θαη κεηξήζεηο ζπλεκηηόλνπ θηινβαηόξαο θαη άιιεο. Δηθόλα

91 Σ ε λ ί δ α 91 Δηθόλα Κάζε label κέηξεζεο πεξηέρεη θαη έλα button κε <<Graphs>>. Δάλ ν ρξήζηεο ην επηιέμεη κπνξεί λα δεη ηα γξαθήκαηα γηα ηελ θάζε θάζε ηνπ ξεύκαηνο. Δίηε ηα Volt θαη ζηηο ηξείο θάζεηο, είηε ηα Ampere θαη ζηηο ηξεηο θάζεηο ή αθόκα θαη ηα γξαθήκαηα ηζρύνο, όπσο kwatt θαη kwh.

92 Σ ε λ ί δ α 92 ρήκα ρήκα

93 Σ ε λ ί δ α 93 ρήκα Σέινο ε ηειεπηαία κάζθα ηνπ πξνγξάκκαηνο ηεο νζόλεο αλαθέξεηαη ζηελ εμαγσγή ησλ κεηξήζεσλ ηνπ ζπζηήκαηνο ζε εμσηεξηθή κνλάδα απνζήθεπζεο δεδνκέλσλ. Σα δεδνκέλα απηά απνζεθεύνληαη κε ηελ κνξθή CSV αξρείνπ κε εκεξνκελία θαη ώξα ηεο θάζε κέηξεζεο. Δηθόλα

94 Σ ε λ ί δ α Δμαγσγή ζηαηηζηηθώλ ζηνηρείσλ: Γεδνκέλα αξρείνπ CSV: Δηθόλα 9.4 Γξάθεκα κεηξήζεσλ Σάζεο Ρεύκαηνο: Δηθόλα 9.4.1

95 Σ ε λ ί δ α 95 Γξάθεκα κεηξήζεσλ Έληαζεο Ρεύκαηνο: Δηθόλα 9.4.2

96 Σ ε λ ί δ α 96 Γξάθεκα κεηξήζεσλ kwatt: Δηθόλα 9.4.3

97 Σ ε λ ί δ α 97 Γξάθεκα κεηξήζεσλ Αξκνληθώλ: Δηθόλα Οηθνλνκνηερληθή αλάιπζε απνηειεζκάησλ.