ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τμήμα ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ

2 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Οι εργαστηριακές ασκήσεις Βιομηχανικών Ελεγκτών διεξάγονται τις ημέρες Δευτέρα και Τετάρτη (ώρες 16:00 19:00 και 19:00 22:00), σύμφωνα με το ακόλουθο Πρόγραμμα: Εβδομάδα Περιεχόμενο 1 Εγγραφές 2 Οργάνωση και εισαγωγή στην ύλη του εργαστηρίου 3 Εφαρμογές, εισαγωγή PLC 4 Εφαρμογές 5 Εφαρμογές 6 Εφαρμογές, εισαγωγή SCADA 7 Εφαρμογές 8 Εφαρμογές, ενδιάμεση Εξέταση Εργαστηρίου 9 Εισαγωγή στους ελεγκτές PID και PROCESS CONTROL 10 Ολοκλήρωση εφαρμογών 11 Ολοκλήρωση εφαρμογών 12 Οριστική παράδοση Εφαρμογών και θεμάτων 13 Τελική Εξέταση Εγραστηρίου Το Εργαστήριο Ελεγκτών περιλαμβάνει τον εξής εξοπλισμό: PLC (SIEMENS) Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές (PLC), λογισμικό ανάπτυξης εφαρμογών και διάφοροι προσομοιωτές. SCADA (SIEMENS) Πρόγραμμα τηλεποπτείας τηλεελέγχου βιομηχανικών εγκαταστάσεων. PROCESS CONTROL (DE LORENZO) Εργαστηριακή διάταξη θερμικής /υδραυλικής διεργασίας, εξοπλισμένη με υλικό και λογισμικό ελέγχου για έλεγχο PID και επικοινωνίας Η/Υ. Αμέσως μετά τις εγγραφές, οι σπουδαστές κατανέμονται σε ομάδες με τρία (κατ εξαίρεση με δύο) μέλη. Οι ομάδες έχουν σταθερή σύνθεση για όλη τη διάρκεια του εξαμήνου. Κάθε ομάδα χαρακτηρίζεται από το όνομα της ημέρας και ένα ψηφίο: η δεύτερη ομάδα της Δευτέρας είναι η Δε-1, κλπ. Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου, οι σπουδαστές θα προετοιμάσουν: 8 Εφαρμογές, δηλαδή λύσεις ελέγχου εργαστηριακών διατάξεων με χρήση PLC, SCADA και PID. Οι εφαρμογές εκτελούνται από κάθε ομάδα χωριστά. Η εκφώνηση της επόμενης Εφαρμογής δίνεται εφόσον έχει ολοκληρωθεί η προηγούμενη Εφαρμογή. Επομένως για να επιτύχει στο Εργαστήριο, κάθε ομάδα πρέπει να φροντίζει για την ομαλή και έγκαιρη ολοκλήρωση κάθε εφαρμογής.

3 Οι σπουδαστές που έχουν παρακολουθήσει το εργαστήριο και έχουν αποτύχει με βαθμό μεγαλύτερο του 4 μπορούν να αναλάβουν εξαμηνιαία εργασία αντί των παραπάνω εφαρμογών. Η συνολική βαθμολογία τους για το εργαστήριο προκύπτει από την εξαμηνιαία εργασία και την τελική εξέταση. Επισημαίνεται ότι αρκετοί συνήθεις βιομηχανικοί κίνδυνοι είναι υπαρκτοί στο περιβάλλον του Εργαστηρίου και παρόντες κατά τη εκτέλεση των εργαστηριακών ασκήσεων. Οι ασκήσεις εκτελούνται σε εκπαιδευτικές διατάξεις με διαστάσεις και παραμέτρους σχετικά περιορισμένες συγκριτικά με τη βιομηχανική πράξη όχι όμως σε αβλαβή ή αμελητέα επίπεδα. Αποτελεί ευθύνη και μέριμνα όλων και του καθενός ατομικά η προστασία ανθρώπων και εγκαταστάσεων και, πρωτίστως, η προσωπική ασφάλεια. Η επίδοση του σπουδαστή αξιολογείται ατομικά με κριτήρια: - την ευχέρεια εκτέλεσης που σχετίζεται π.χ. με την ταχύτητα ολοκλήρωσης και την τάξη κατά την εφαρμογή - την αντίληψη για το περιεχόμενο της άσκησης, που τεκμηριώνεται π.χ. τον τρόπο επίλυσης της κάθε εφαρμογής ή εξαμηνιαίας άσκησης, την αντιμετώπιση περιπτώσεων λαθών κλπ. - την τήρηση των κανόνων ασφάλειας καθώς και της γενικότερης ορθής τεχνικής πρακτικής και συμπεριφοράς, συμπεριλαμβανόμενης της αποτελεσματικής επικοινωνίας. Στην τελική βαθμολογία συνεισφέρουν οι επιμέρους βαθμοί: Ενδιάμεση Εξέταση κατά 30% Τελική Εξέταση κατά 30% Εφαρμογές που υλοποιούνται κατά 40% Εφαρμογές Εργαστηρίου : Διαδοχική Εναλλαγή Κινητήρων Περιστροφή Κινητήρα (δύο φορών). Σύστημα Ελέγχου Ταινιών Λειτουργία Κινητήρα Ταινιοδρόμου Αυτόματη Πλήρωση Δεξαμενής Νερού Αυτόματος Εξαερισμός Θερμοκηπίου Ηχητική Προειδοποίηση Βλάβης Έλεγχος Συστήματος Μεταφοράς. Έλεγχος 3Φ Ηλεκτροκινητήρα. Αυτοματοποίηση Συνταγών Σοκολάτας. Αυτοματισμός Αυτονομίας Θέρμανσης Έλεχγος Παροχής με PID. Έλεγχος Στάθμης με PID

4 ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ (Παράδοσης της Άσκησης) ΑΣΚΗΣΗ Χ (Τίτλος άσκησης όπως δίνεται από το εργαστηριο) ΤΜΗΜΑ : ΟΜΑΔΑ : ΟΝΟΜΑΤΑ ΟΜΑΔΑΣ :

5 ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΚΑΙ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΕΛΕΓΧΟΥ Οι εκπαιδευτικές εργαστηριακές διατάξεις περιλαμβάνουν την καθεαυτό διεργασία (σε προσομοίωση ή φυσική υλοποίηση) καθώς και τα διάφορα βοηθητικά υποσυστήματα (π.χ. αισθητήρες ή ενεργοποιητές, κυκλώματα τροφοδοσίας, διατάξεις προστασίας και ελέγχου κ.α.) που συνήθως απαντώνται στη βιομηχανική πρακτική. Οι διατάξεις αυτές χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση εφαρμογών ελέγχου, δηλαδή εργαστηριακών ασκήσεων που αναπτύσσουν λύσεις αυτοματοποίησης για την εξυπηρέτηση ορισμένων από τις λειτουργίες των διεργασιών. ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ Πριν από οποιαδήποτε εφαρμογή ελέγχου, είναι απαραίτητη η αναγνώριση, δηλαδή η γνώση των χαρακτηριστικών της διάταξης όσον αφορά την επικοινωνία με το περιβάλλον έξω κόσμο. Για όλους τους ακροδέκτες της διάταξης που χρησιμοποιούνται στη συγκεκριμένη εφαρμογή, συμπληρώνεται πίνακας που αποτυπώνει αυτά τα χαρακτηριστικά, ώς το παράδειγμα: α Ακροδέκτης Ι/Ο Ηλεκτρικό Σήμα Στοιχείο Περιγραφή Συνθήκη 1 Κίτρινο αριστερά I 24V DC Πλήκτρο start T όταν πιέζεται το πλήκτρο 2 Ε2 πράσινο I 24V DC Άνω τερματικοδιακόπτης T όταν το φορείο είναι στη θέση άνω 3 Κ4 ερυθρό Q 24V DC Ηλεκτονόμος Κίνησης Όταν T τροφοδοτεί κίνηση ανόδου 4 Δεύτερο άκρο στήλης I Q 220V AC Λυχνία Όταν T ανάβει η λυχνία Ακροδέκτης: ο κωδικός ή το χρώμα ή όποιο άλλο (οπτικό συνήθως) χαρακτηριστικό που ξεχωρίζει τον ακροδέκτη. I/O: Εάν αποτελεί είσοδο σημάτων προς τη διάταξη ή εάν είναι έξοδος, δηλαδή σήμα που παράγεται από τη διάταξη. Στην περίπτωση εφαρμογών σε PLC, κατά σύμβαση χαρακτηρίζουμε τα σήματα από την πλευρά του PLC. Επομένως, ονομάζουμε Inputs τα σήματα που στέλνονται από τη διάταξη στο PLC και Outputs τα σήματα που στέλνονται από το PLC στη διάταξη. Ηλεκτρικό Σήμα: ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του παραγάμενου ή αναμενόμενου σήματος. Στοιχείο: Φυσικό στοιχείο τμήμα της διάταξης του οποίου η κατάσταση σχετίζεται με το συγκεκριμένο ακροδέκτη. Περιγραφή: κείμενο που περιγράφει τη συνθήκη ή την κατάσταση που αλλάζει τη στάθμη του σήματος ή την κατάσταση που επιβάλλεται στο στοιχείο μεταβάλλοντας τη στάθμη του σήματος.

6 ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ Μετά από κάθε εφαρμογή ελέγχου είναι απαραίτητη η τεκμηρίωση της. Η τεκμηρίωση περιλαμβάνει: Μεταβλητές: Καταγράφονται σε πίνακα χρησιμοποιώντας συμβολικό (μνημονικό) όνομα και κωδικό για τις εξωτερικές (I/O) ή εσωτερικές (μνήμες) μεταβλητές που χρησιμοποιεί το πρόγραμμα και αναφέροντας την αντιστοιχία τους με τους ακροδέκτες (βλ. προηγούμενο θέμα). Η καταγραφή αυτή μπορεί να ενσωματωθεί στον πίνακα της αναγνώρισης, όπως το παρακάτω παράδειγμα: α Ακροδέκτης Ι/Ο Ηλεκτρικό Σήμα 1 Κίτρινο αριστερά Στοιχείο I 24V DC Πλήκτρο start 2 Ε2 πράσινο I 24V DC Άνω τερματικο διακόπτης 3 Κ4 ερυθρό Q 24V DC Ηλεκτονόμος Κίνησης 4 Δεύτερο άκρο στήλης I Περιγραφή Συνθήκη T όταν πιέζεται το πλήκτρο T όταν το φορείο είναι στη θέση άνω Όταν T τροφοδοτεί κίνηση ανόδου Q 220V AC Λυχνία Όταν T ανάβει η λυχνία Συμβολικό όνομα Διεύθυνση PLC START I3.1 UP I4.6 RAISE Q4.5 LAMP Q4.6 Οι εσωτερικές μεταβλητές δεν αντιστοιχούν σε ακροδέκτες Μπορούν, όμως, να επεξηγούνται με συνθήκες Όταν T η κίνηση επαναλαμβάνεται Όταν T δεν επιτρέπει την επανεκκίνηση Αναμονή 2 sec πριν την αλλαγή διεύθυνσης CONTINUE M3.4 LATCH M4.1 DELAY T2 Πρόγραμμα: σε μορφή εντολών (instruction list) ή διαγράμματος ladder ή function block εάν πρόκειται για εφαρμογή PLC ή σε μορφή γλώσσας προγραμματισμού και block diagramm εάν πρόκειται για εφαρμογή PID. Περιγραφή και Διάγραμα Εφαρμογής: σύντομο κείμενο που αναπτύσει τη λογική που εφαρμόζει το πρόγραμμα, το οποίο είναι δομημένο, τυχόν ειδικά προβλήματα που εντοπίσθηκαν κατά την εφαρμογή. Η περιγραφή συνοδεύεται από διάγραμμα που απεικονίζει σχηματικά τον τρόπο επικοινωνίας (σύνδεσης) διεργασίας /ελεγκτή και στον οποίο στηρίχθηκε η λύση.