DIGITALIZASION OF LECTURES OF PLC LABORATORY...

104
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΑΕ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ PLC A DISSERTATION FOR DEGREE DIGITALIZASION OF LECTURES OF PLC LABORATORY EXPERIMENTS ΚΕΧΑΓΙΔΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ του ΝΙΚΟΛΑΟΥ Α.Ε.Μ:4918 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝΤΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: ΚΟΓΙΑΣ Γ. ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ Καθηγητής Εφαρμογών ΚΟΓΙΑ Γ. ΦΩΤΕΙΝH Καθηγήτρια Εφαρμογών ΚΑΒΑΛΑ 2014

Transcript of DIGITALIZASION OF LECTURES OF PLC LABORATORY...

  • ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ

    ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ

    ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

    ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε

    ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΑΕ

    ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

    ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ

    ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ PLC

    A DISSERTATION FOR DEGREE

    DIGITALIZASION OF LECTURES OF PLC

    LABORATORY EXPERIMENTS

    ΚΕΧΑΓΙΔΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ του ΝΙΚΟΛΑΟΥ

    Α.Ε.Μ:4918

    ΕΠΙΒΛΕΠΩΝΤΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: ΚΟΓΙΑΣ Γ. ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ Καθηγητής Εφαρμογών

    ΚΟΓΙΑ Γ. ΦΩΤΕΙΝH Καθηγήτρια Εφαρμογών

    ΚΑΒΑΛΑ 2014

  • 1

    ''Τὸ ἐπιεικὲς ὑμῶν γνωσθήτω πᾶσιν ἀνθρώποις''

    ''H λογικότητα σας ας γίνει γνωστή

    σε όλους τους ανθρώπους''

    Επιστολή Αποστόλου Παύλου

    προς Φιλιππησίους

    Κεφάλαιο 5 Εδάφιο 4.

  • 2

    ΠΕΡΙΛΗΨΗ

    Ο τόμος αυτός αποτελεί την πτυχιακή μου εργασία, η οποία πλαισιώνει κατάλληλα

    τις γνώσεις μου ώστε να μου απονεμηθεί το πτυχίο του τεχνολόγου ηλεκτρολόγου

    μηχανικού. Ο χαρακτήρας της εργασίας είναι σύνθετος, περιλαμβάνει θεωρητική και

    πειραματική προσέγγιση. Η εκλογή του θέματος έγινε έπειτα από ανάθεση του καθηγητή

    εφαρμογών κ. Παναγιώτη Κόγια υπεύθυνου του εργαστηρίου προγραμματιζόμενων λογικών

    ελεγκτών, όπου μου δόθηκε η ευκαιρία να συμμετέχω στην συγγραφή των νέων

    εργαστηριακών σημειώσεων του αναφερόμενου εργαστηρίου και στην υλοποίηση

    παραδειγματικής κατασκευής αυτοματισμού η οποία θα συμπληρώνει την επίδειξη του

    εργαστηρίου προς τους σπουδαστές. Εκ τον προτέρων έλαβα την αρχική δομή και τα θέματα

    των εργαστηριακών ασκήσεων και έπειτα συνέλλεξα σχετική βιβλιογραφία που βασίζεται

    είτε σε θεωρία, είτε σε πράξη για να την μελετήσω, ενώ συγχρόνως επισκέφτηκα και

    πραγματικές εγκαταστάσεις αυτομάτου ελέγχου. Με κατάλληλα παραδείγματα,

    υποδειγματικές λύσεις, χρήση ειδικού λογισμικού συμβατού με τους λογικούς ελεγκτές,

    επανειλημμένη αποτύπωση σχεδίων και με παράλληλη καθοδήγηση και της καθηγήτριας

    φυσικής κ. Φωτεινής Κόγια, έφτασα σε σημείο να ολοκληρώσω την εργασία που διαβάζεται

    αυτήν την στιγμή. Η εργασία αποτελείται από δύο στάδια, το θεωρητικό στάδιο που

    εντάσσεται η συγγραφή των εργαστηριακών ασκήσεων και το πειραματικό στάδιο που

    εντάσσεται η κατασκευή. Η συγγραφή των εργαστηριακών σημειώσεων περιλαμβάνει ένα

    πρόλογο για τις οδηγίες χρήσεις και τον εξοπλισμό του εργαστηρίου, και μία εισαγωγή στους

    προγραμματιζόμενους ελεγκτές. Έπειτα ακολουθούν δύο εργαστηριακές ασκήσεις που

    εισάγουν τον σπουδαστή στον ''κόσμο'' των PLC, ως εξής: Εργαστηριακή άσκηση 1η:

    Εξέταση Τυπικού PLC, η οποία περιγράφει τα βασικά κοινά χαρακτηριστικά που

    παρουσιάζονται σε όλους τους τύπους PLC και κοινές συσκευές εισόδων εξόδων,

    Εργαστηριακή άσκηση 2η: Ανάπτυξη προγράμματος σε PLC η οποία φέρνει σε επαφή τον

    σπουδαστή με τα PLC ώστε να μπορεί να προγραμματίζει πρώτα αυτοσχέδια και έπειτα με

    την βοήθεια ειδικού λογισμικού ώστε να μεταφέρει τις επιθυμητές λειτουργίες στο PLC.

    Πέρα από αυτές τις ασκήσεις ακολουθούν άλλες οκτώ ασκήσεις, που λύνουν με τη χρήση

    PLC τα πιο γνωστά προβλήματα αυτοματισμού, όπως την Απευθείας εκκίνηση ενός

    τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα, Εργαστηριακή άσκηση 3η. Αλλαγή φοράς περιστροφής

    τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα, Εργαστηριακή άσκηση 4η. Εκκίνηση ηλεκτρικού κινητήρα

  • 3

    σε συνδεσμολογία αστέρα-τρίγωνο, Εργαστηριακή άσκηση 5η. Αυτόματος κλιμακοστασίου

    για τον φωτισμό πολυκατοικίας, Εργαστηριακή άσκηση 6η. Φωτεινός σηματοδότης,

    Εργαστηριακή άσκηση 7η.

    Σύστημα θέρμανσης κτιρίου, Εργαστηριακή άσκηση 8η. Έλεγχος

    σύγχρονου ανελκυστήρα, Εργαστηριακή άσκηση 9η. Αυτοματοποίηση επιτραπέζιου

    δράπανου Εργαστηριακή άσκηση 10η. Στο κλείσιμο της εργασίας συνεισφέρει το παράδειγμα

    εφαρμογής PLC σε μια κατοικία. Ειδικότερα, καταλέγει την επιτήρηση των καταναλώσεων

    σε μια κατοικία με σκοπό την αποφυγή υπερέντασης που προκύπτει από την αύξηση της

    συνολικής κατανάλωσης πάνω από τα επιτρεπτά όρια, με ταυτόχρονη επίτευξη, την

    αδιάλειπτη ηλεκτροδότηση της εγκατάστασης, επιβάλλοντας τον αναγκαίο ετεροχρονισμό

    έτσι ώστε να διατηρείται η συνολική απορροφούμενη ένταση μικρότερη από την ονομαστική

    τιμή της γενικής ασφάλειας. Η υπερένταση λόγο υπερφόρτωσης και η απομόνωση των

    καταναλώσεων για την αποφυγή της, είναι από τα γνωστότερα προβλήματα που υπάρχουν σε

    μια οικιακή ηλεκτρική εγκατάσταση. Όλοι ίσως θυμούνται την σύγχυση που προκαλεί η

    ''πτώση'' της γενικής ασφάλειας λόγο υπερφόρτωσης. Η επιλογή αυτού του προβλήματος

    έγινε σε συνεργασία με τον καθηγητή. Η δημοσίευση του προβλήματος αρχίζει με την

    περιγραφή του προβλήματος και τον ενδεικνυόμενο εξοπλισμό, στη συνέχεια αναπτύσσεται

    ο προγραμματισμός με κατά σειρά βήματα, τον υπολογισμό ρευμάτων, την μαθηματική

    λογική, το διάγραμμα LADDER και την μεταφορά στο σύστημα ελέγχου. Στο τέλος

    μνημονεύονται μερικές παρατηρήσεις, σχόλια και συμπεράσματα. Με την χρήση

    κατάλληλων λογισμικών του τύπου GMwin 4.0, ΑutoCAD 2011, Logic Friday και με

    επιδέξιες ικανότητες κατασκευής της μακέτας, προσπάθησα να λύσω το πρόβλημα με όσο το

    δυνατόν πιο άρτιο τρόπο. Την πτυχιακή εργασία συμπληρώνει η μακέτα στην οποία

    συμπεριλαμβάνεται μια τυπωμένη κάτοψη ηλεκτρολογικών τυπικής κατοικίας με το

    μονογραμμικό διάγραμμα του γενικού πίνακα, την ονομασία των γραμμών, τα υπομνήματα,

    μια τρισδιάστατη φωτοτεχνική παρουσίαση, ο τόμος της πτυχιακής και τα επιμέρους

    ηλεκτρολογικά υλικά όπως ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής, ηλεκτρονική πλακέτα,

    ηλεκτρονόμοι, διακόπτες, καλώδια, ασφάλεια, λυχνίες, κλέμες, ηχητική ένδειξη και ένας

    αναλογικός θερμοστάτης χώρου.

  • 4

    Λέξεις κλειδιά: Αυτοματισμός, Ελεγκτές, Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές,

    Διάγραμμα λάντερ, Εργαστηριακές Ασκήσεις Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών,

    Προγραμματισμός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή μέσω Η/Υ, GMWin 4.0,

    Βιομηχανικές λύσεις LG, Παράδειγμα εφαρμογής PLC σε κατοικία, Οικιακή ηλεκτρολογική

    εγκατάσταση, Υπερφόρτωση σε οικιακές καταναλώσεις.

    Αναστάσιος Κεχαγίδης

    Πτυχιούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Τ.Ε

    Καβάλα 2014

  • 5

    ABSTRACT

    In order to graduate from the Electrical Engineering Department, of Eastern

    Macedonia and Thrace Institute of Technology, I have successfully completed my Graduation

    thesis, which is divided in theoretical and experimental field. This word selection is the

    result of cooperation with professor Kogias Panagiotis, head of the Programmable Logical

    Controllers (PLC) Laboratory, who gave me the opportunity to participate at the writing of

    the new laboratory lectures , as well as at the construction of an automation model as a visual

    example for undergraduate students. According to the original structure and the relative

    themes of the laboratory experiments, I have gathered bibliography which is based on both

    theory and practice, well as I have actually visited the Automatic Control Facilities. With

    suitable examples, exemplary solutions ,special compatible software, repeatedly plan

    imprinting, and guided by Physics Pr.mrs. Photini Kogia, I have successfully completed my

    writing. My Thesis is divided to : a. Theoretical part-writing of the laboratory experiment, b.

    Experimental part-model construction with an introduction to manual and laboratory

    equipment, as well as an introduction to the electrical engineering. Two laboratory

    experiments, continually are introducing the student to the PLC field as follows: -Laboratory

    exp. 1: PLC examination which describes basic, common characteristics PLC types and

    input/output devices. -Laboratory exp.2: First contact of the student with the PLC program, in

    order for him to be able, with the assistance of a special software, to programize improvisedly

    and transfer the PLC operations. Eight examples are following for the solution of most

    common automation problems, such as, -Laboratory exp. 3: Direct Booting of a three phase

    squirrel cage motor. -Laboratory exp. 4: Automatic switch for changing the rotation of an

    alternative three-phase squirrel cage motor. -Laboratory exp. 5: Starting of a three-phase

    squirrel cage motor in star-delta connection. -Laboratory exp. 6: Automation stairway

    lighting for building. -Lab. Exp. 7: Traffic light for pedestrian crossing. -Lab. Exp. 8:

    Building heating control system. -Lab. Exp. 9: Construction of modern elevator control panel.

    -Lab. Exp.10: Automatic drilling machine. -Lab. Exp 10: As a closure, the example of PLC

    home application. The monitoring home consumption is the topic theme. Over current due to

    overload and consumption isolation is a common problem in a house electrical installation.

    Everyone is acquainted with the unpleasant feeling of shutdown of a house electrical

    installation due to overload. In collaboration with Pr. Kogias P. has been chosen this

  • 6

    particular problem which comes out as a start by describing this problem as well as the

    suggestive equipment. Moreover is developing the programation step by step, power

    calculation, Boolean algebra, Ladder diagram and PLC programming via PC. All the above

    are gathered with remarks, comments and conclusions. By using suitable software programs

    such as GMwin 4.0 , AutoCAD 2011, and Logic Friday, and with the proper model

    construction, I have successfully solved this problem. My Graduation Thesis is completed by

    a model where exists a printed electrical plan with a single line diagram of the general

    switchboard ,the lines naming, the notes, a three-dimensions photometric calculation, the

    book of the Graduation Thesis and the electrical parts such as the electronic board, relays,

    switches, cables, fusion, lamps, electronic beeper a room thermostat and the programmable

    logical controller .

    Key Words: Automation, Controllers, Programmable Logical Controllers, Ladder diagram,

    Lectures of plc laboratory, Programming PLC via PC, GMWin 4.0, LG industrial systems,

    Example of application PLC in residence, House electrical installation, Preventing Electrical

    Overloads.

    Anastasios Kechagidis

    B.Sc. Electrical Engineering

    Kavala 2014

    http://www.familyhandyman.com/electrical/preventing-electrical-overloads/view-allhttp://www.familyhandyman.com/electrical/preventing-electrical-overloads/view-all

  • 7

    ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

    1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ ........................................................................................................................... 8

    2. ΤΟΜΟΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ PLC .............................. 9

    2.1.ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ ................................................................................................. 11

    2.2.ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ .................................................................................................. 13

    2.3.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 ............................................................................................... 14

    2.4.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ............................................................................................... 22

    2.5.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3 ............................................................................................... 35

    2.6.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 ............................................................................................... 40

    2.7.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 5 ............................................................................................... 45

    2.8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 6 ............................................................................................... 50

    2.9.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 7 ............................................................................................... 55

    2.10.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 8 ............................................................................................. 59

    2.11.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 9 ............................................................................................. 64

    2.12.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 10 ........................................................................................... 71

    3.ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ PLC ΣΕ ΚΑΤΟΙΚΙΑ ................................................... 77

    3.1.ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ..................................................................................... 77

    3.2.ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ................................................................................................................... 78

    3.3.ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ....................................................................................................... 79

    3.3.1.Υπολογισμός ρευμάτων ............................................................................................ 79

    3.3.2Μαθηματική λογική ................................................................................................... 81

    3.3.3.Ενδεχόμενα περιπτώσεων ........................................................................................ 84

    3.3.4.Διάγραμμα LADDER ................................................................................................ 85

    3.4.ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ............................................................................... 87

    3.5.ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΧΟΛΙΑ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ...................................................................... 89

    3.5.1.Αναφορικά με το πρόβλημα ...................................................................................... 89

    3.5.2.Αναφορικά με την λύση του προβλήματος ................................................................ 91

    3.6.ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ & ΣΧΕΔΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ .................................................................... 95

    3.7.ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΗΣ ΜΑΚΕΤΑΣ ........................................................................ 101

    ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ................................................................................................................. 102

  • 8

    1.Εισαγωγή

    Στη σύγχρονη κοινωνία η αλματώδης εξέλιξη της τεχνολογίας και της πληροφορικής

    επηρεάζει πάρα πολύ όλα τα επαγγέλματα. Κάποια από αυτά εξαφανίζονται, άλλα αλλάζουν

    ριζικά και εμφανίζονται νέα. Οι αυτοματοποιημένες λειτουργίες στις επιχειρήσεις και στις

    σύγχρονες κατοικίες αυξάνουν ποσοτικά και αυτό απαιτεί νέες γνώσεις και ικανότητες από

    τους σύγχρονους τεχνικούς. Μία νέα ικανότητα που αναπτύχτηκε τις τελευταίες δεκαετίες

    που ελλοχεύει στην επίλυση ειδικών προβλημάτων αυτοματισμού είναι οι

    προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές ή αλλιώς γνωστοί ως PLC, που εξελίχτηκαν

    παράλληλα με την σύμπραξη εξέλιξης της τεχνικής στους μικροεπεξεργαστές. Τα PLC

    μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελούν μια ειδική κατηγορία μικροεπεξεργαστών ή

    μικροϋπολογιστών, που έχουν την δυνατότητα να δέχονται ή να παράγουν ηλεκτρικές τάσεις

    και ρεύματα όμοια με αυτά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία. Εκτός αυτού, η σχεδίαση

    και η κατασκευή αυτών των συσκευών έχει γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε η συμπεριφορά τους,

    σε ώρα λειτουργίας, να παραμένει ανεπηρέαστη από τις διάφορες μεταβολές θερμοκρασίας ή

    υγρασίας. Επιπλέων, οι διατάξεις αυτές δεν προγραμματίζονται με μία από τις συνηθισμένες

    γλώσσες προγραμματισμού όπως BASIC, C++ κ.τ.λ. αλλά με συμβολικές γλώσσες ή

    διαγράμματα τα οποία θα έχουμε την ευκαιρία να γνωρίσουμε παρακάτω.

  • 9

    2. Τόμος σημειώσεων εργαστηριακών ασκήσεων PLC

  • 10

  • 11

    2.1.Πρόλογος σημειώσεων

    Οι σημειώσεις αυτές του εργαστηρίου προγραμματιζόμενων ελεγκτών αποτελούν μια

    καινούργια έκδοση. Το τεύχος αυτό έχει σκοπό να εισάγει τον αναγνώστη στο αντικείμενο

    του αυτομάτου ελέγχου και πιο συγκεκριμένα στον αυτόματο έλεγχο που πραγματοποιείται

    με PLC. Μέσω των σημειώσεων συμπληρώνεται η ύλη του θεωρητικού μέρους του

    μαθήματος. Η σημειώσεις περιλαμβάνουν βασικές έννοιες που συναντάμε σε όλους τους

    τύπους PLC, τον αυτοσχέδιο προγραμματισμό τους και τον προγραμματισμό μέσο ειδικού

    εξοπλισμού με την γραφική γλώσσα LADDER. Οι ασκήσεις έχουν εφαρμοσμένο χαρακτήρα

    και προβλέπεται να χρησιμοποιηθούν για εργαστηριακές κατασκευές που περιλαμβάνουν τον

    προγραμματισμό του PLC μέσω του Η/Υ και την προσομοίωση της λειτουργίας στο

    περιβάλλον του υπολογιστή, με σκοπό την πλήρη κατανόηση του τρόπου υλοποίησης

    αυτοματισμού με PLC. Ο εξοπλισμός του εργαστηρίου αποτελείται από εργαστηριακούς

    πάγκους οι οποίοι απαρτίζονται από ηλεκτρονικούς υπολογιστές που λειτουργούν σε

    περιβάλλον Microsoft Windows XP και έχουν εγκατεστημένο το πρόγραμμα GMwin 4.0. Οι

    ελεγκτές που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο είναι οι Glofa G7M-DT10A και οι Glofa

    G7M-DR10A, του γνωστού κορεάτικου θυγατρικού οίκου της LG, LSis. Το λογισμικό είναι

    και αυτό επίσης του ίδιου οίκου. Σχετικά εγχειρίδια και το λογισμικό ενθαρρύνονται οι

    σπουδαστές να τα κατεβάσουν από τον επίσημο ιστότοπο: http://www.lsis.com, όπως

    επιδεικνύεται σε παρακάτω εργαστηριακή άσκηση. Οι σπουδαστές αυτό που οφείλουν να

    κάνουν κατά την φοίτηση τους στο εργαστήριο είναι να θυμούνται πάντα την ρήση «Ο

    ηλεκτρισμός είναι άοσμος, αόρατος, αλλά θανάσιμα επικίνδυνος». Γι αυτό παρακαλούνται

    πάντοτε να τηρούν πιστά της οδηγίες των καθηγητών του εργαστήριου, και επιπρόσθετα

    κατά την αναχώρηση αλλά και την αποχώρηση να σιγουρεύονται πάντοτε ότι δεν υπάρχει

    οποιαδήποτε παροχή ενέργειας στον πάγκο. Επίσης τα όργανα , τα καλώδια, τα εξαρτήματα

    να είναι πάντα τακτοποιημένα στην θέση που υποδεικνύει ο καθηγητής και ο ηλεκτρονικός

    υπολογιστής να απενεργοποιείται κατά την αποχώρηση και επίσης δεν θα χρησιμοποιείται

    για άλλο λόγο εκτός του εργαστηρίου την ώρα του μαθήματος. Επιπρόσθετα οι σπουδαστές

    πρέπει να έχουν αδιάλειπτα τις εργαστηριακές σημειώσεις μαζί τους και έχουν χρέος να

    ανταποκρίνονται στις επιπρόσθετες ασκήσεις που υποδείχνει ο καθηγητής. Η προσπάθεια

    βελτίωσης και αναβάθμισης του εργαστηρίου είναι συνεχής, για τον λόγο αυτό είναι

  • 12

    αποδεκτή οποιαδήποτε παρατήρηση και συμβουλή από τους συναδέλφους εκπαιδευτικούς

    και τους σπουδαστές η οποία θα είναι πάντα απαραίτητη και καλοδεχούμενη.

    Ο καθηγητής εφαρμογών

    Κόγιας Γ. Παναγιώτης

    Καβάλα 2014

  • 13

    2.2.Εισαγωγή σημειώσεων

    Ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής πρωτοχρησιμοποιήθικε στις αρχές της δεκαετίας

    του 1970 και είχε σχεδόν άμεση επιτυχία. Οι αρχικοί φόβοι για την αξιοπιστία και την

    ασφάλεια του γρήγορα αντικαταστάθηκαν από ευρεία αποδοχή. Τα προφανή του

    πλεονεκτήματα εξασφάλισαν την άμεση εμπορική επιτυχία του σχεδόν σε όλες τις

    βιομηχανικές χώρες. Υπάρχουν εκατομμύρια μονάδες σε λειτουργία σε όλο τον κόσμο

    σήμερα, γεγονός που πιστοποιεί την λειτουργικότητα, την αξιοπιστία, την ευελιξία και την

    καλή σχέση κόστους- απόδοσης του.

    Ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής είναι ένας βιομηχανικός ελεγκτής που βασίζεται

    σε μικροεπεξεργαστή, οι λειτουργίες του οποίου καθορίζονται από ένα πρόγραμμα

    αποθηκευμένο σε μνήμη. Ένα πρόγραμμα είναι ένα σύνολο οδηγιών που ''λένε'' τον ελεγκτή

    πως να λειτουργήσει. Το πρόγραμμα αποθηκεύεται στην μνήμη του ελεγκτή. Η διαφορά ενός

    PLC από ένα υπολογιστή είναι ότι ο υπολογιστής είναι σχεδιασμένος για βέλτιστη απόδοση

    σε εργασίες υπολογισμών και απεικόνισης και προγραμματίζεται από ειδικούς. Ένα PLC

    είναι σχεδιασμένο για βέλτιστη απόδοση σε εργασίες ελέγχου και ρύθμισης και δεν

    χρειάζεται βαθιές γνώσεις προγραμματισμού. Επίσης ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής

    είναι καλά προσαρμοσμένος για βιομηχανικό περιβάλλον. Οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές

    είναι όλοι ίδιοι με την γενική λειτουργική έννοια, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους ως προς το

    μέγεθος, μηχανική σχεδίαση και απόδοση.

    Εικόνα 2.2.1.Βασική δομή ενός PLC.

  • 14

    2.3.Εργαστηριακή άσκηση 1

    ΘΕΜΑ: Τυπικός προγραμματιζόμενος ελεγκτής

    Ημερομηνία: ..../..../201..

    Θα αρχίσουμε με την εξέταση ενός τυπικού ελεγκτή και θα περιγράψουμε τα

    σημαντικότερα από τα χαρακτηριστικά του. Ο φοιτητής μετά την εργαστηριακή άσκηση θα

    είναι ικανός να περιγράφει τα βασικά κοινά χαρακτηριστικά που παρουσιάζονται σε όλους

    τους τύπους PLC. Θα γνωρίζει τα στοιχεία που συνδέονται στις εισόδους και εξόδους του

    PLC. Θα ξέρει ονομαστικά τις μεθόδους προγραμματισμού και τις συσκευές

    προγραμματισμού. Θα έχει μια εξοικείωση με την αγορά όσον αφορά τα PLC.

    Θεωρητικό μέρος

    Ακροδέκτες

    Κάθε ελεγκτής έχει τρεις ομάδες ακροδεκτών μέσω των οποίων συνδέεται με την

    εγκατάσταση. Αυτές είναι:

    Ακροδέκτες ισχύος

    Ακροδέκτες εισόδου

    Ακροδέκτες εξόδου

    Είναι βέβαιο ότι ο ελεγκτής χρειάζεται ισχύ για να λειτουργήσει. Την ισχύ την

    εξασφαλίζει μέσο των ακροδεκτών ισχύος οι οποίοι συνδέονται με τάση 115 ή 230 V AC, 12

    ή 24 V DC. Στους περισσότερους σύγχρονους προγραμματιζόμενους ελεγκτές έχει

    προβλεφτεί τροφοδοσία από το δίκτυο 230 V AC. Ο αριθμός των εισόδων και εξόδων ενός

    PLC είναι από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του, καθότι είναι από τα πρώτα κριτήρια

    που εξετάζει ο μηχανικός για την επιλογή ενός κατάλληλου PLC για την εκπλήρωση ενός

    έργου. Ένα μικρό PLC περιλαμβάνει έναν σταθερό αριθμό ενσωματωμένων συνδέσεων για

    εισόδους και εξόδους. Στην πράξη υπάρχει η δυνατότητα επέκτασης εάν το βασικό μοντέλο

    δεν έχει ικανοποιητικό αριθμό εισόδων εξόδων(expand modules). Οι ακροδέκτες εισόδου

    χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των διακοπτών και των αισθητήρων της εγκατάστασης.

    Αυτές οι συσκευές εισόδου, όπως ονομάζονται, στέλνουν σήματα στον ελεγκτή μέσω

  • 15

    αγωγών σύνδεσης (καλώδια), επιτρέποντας του να ''δει'' την κατάσταση διαφόρων τμημάτων

    της εγκατάστασης (Εικόνα 2.3.1).

    Εικόνα 2.3.1.Ηλεκτρικές συνδέσεις σε ένα PLC GLOFA.

    Συσκευές

    Παραδείγματα συχνών συσκευών εισόδου είναι:

    Επαφές χειροκίνητων διακοπτών ελέγχου (πιεστικών διακοπτών, επιλογέων κτλ.)

    Επαφές αυτόματων διακοπτών ελέγχου (για στάθμη, πίεση, θερμοκρασία, κτλ.)

    Επαφές ηλεκτρονόμων ή αυτόματων διακοπτών

    Αισθητήρες θέσεις (προσέγγισης, φωτοηλεκτρικοί κτλ.)

    Δίκτυο υπολογιστών

    Γενικά κάθε είδους γεννήτρια σημάτων είναι ικανή να συνδεθεί στην είσοδο του

    ελεγκτή. Επειδή το PLC εργάζεται ''ηλεκτρικά'' θα πρέπει οι αισθητήρες να έχουν την

    ικανότητα να μετατρέπουν οποιοδήποτε μη ηλεκτρικό μέγεθος που ανιχνεύουν σε ηλεκτρικό

    διότι έτσι θα μπορέσει τούτο να γίνει αντιληπτό από την μονάδα εισόδου.

    Κάθε συσκευή εισόδου συνδέεται μοναδικά με ένα ακροδέκτη εισόδου στο PLC.

  • 16

    Οι ακροδέκτες εξόδου χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση οιαδήποτε συσκευής της

    εγκατάστασης η οποία πρέπει να ελεγχθεί. Ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής ελέγχει τέτοιες

    συσκευές ανοίγοντας (ON) και κλείνοντας (OFF) την τροφοδοσία τους, ή ρυθμίζοντας την.

    (Εικόνα 2.3.1).

    Παραδείγματα συχνών συσκευών εξόδου είναι:

    Πηνία αυτόματων διακοπτών ή πηνία ηλεκτρονόμων

    Πηνία σωληνοειδών βαλβίδων (πνευματικών ή υδραυλικών)

    Ενδεικτικά (Λυχνίες ή ηχητικά)

    Με λίγα λόγια οι συσκευές εξόδου είναι εκτελεστικά όργανα.

    Κάθε συσκευή εξόδου συνδέεται μοναδικά με ένα ακροδέκτη εισόδου στο PLC

    Τα σήματα στις εισόδους ή εξόδους μπορεί να είναι: Ψηφιακά (digital signals):

    Σήματα με σταθερό πλάτος των οποίων η διάρκεια μπορεί να μεταβάλλεται, π.χ. ένας

    παλμός. Αναλογικά (Analog signals): π.χ. μια ημιτονική τάση, κάποιο μεταβαλλόμενο

    μέγεθος πίεσης, υγρασίας, θερμοκρασίας, κ.τ.λ. Κάθε μονάδα εισόδου ή εξόδου μπορεί να

    δεχθεί έναν συγκεκριμένο αριθμό σημάτων τάσης ή έντασης ρεύματος (ανάλογα νε τον τύπο

    του PLC), που μπορούν να κυμαίνονται από 24V DC μέχρι 230 V AC. Οι ομοιόμορφες

    κυκλωματικές διατάξεις εισόδου-εξόδου (Ι/Ο) ονομάζονται συνήθως INPUT MODULES

    και OUTPUT MODULES.

  • 17

    Πίνακας 2.3.1.α) Παράδειγμα συσκευών εισόδου που χρησιμοποιούνται σε PLC. β) Παραδείγματα συσκευών

    εξόδου που χρησιμοποιούνται σε PLC.

  • 18

    Εικόνα 2.3.2. α) Πιεστικός διακόπτης. β) επιλογικός διακόπτης.

    Εικόνα 2.3.3. Επαφή ηλεκτρονόμου τύπου λυχνίας α) η δομή του και β) πραγματική εικόνα.

    Εικόνα 2.3.4..Επαφή ηλεκτρονόμου τύπου καστάνιας α) η δομή του και β) πραγματική εικόνα.

  • 19

    Πρόγραμμα

    Ένα τυπικό PLC πέρα από τις συσκευές εισόδου, εξόδου και τάση τροφοδοσίας

    πρέπει να έχει και ένα πρόγραμμα το οποίο να καθορίζει τις λειτουργίες ελέγχου. Ένα

    σύνολο οδηγιών πιο απλά, που καθορίζουν τις κύριες συνθήκες για τα στοιχεία εξόδου

    σύμφωνα με τα στοιχεία εισόδου. Τα προγράμματα ενός PLC έχουν ειδική σύνθεση. Οι

    βασικότεροι μέθοδοι προγραμματισμού είναι τρεις:

    LADDER DIAGRAMM (LAD) γραφική γλώσσα

    STATEMEMENT LIST (STL) κειμενοστραφής γλώσσα

    CSF γραφική γλώσσα

    Οι κανόνες προγραμματισμού δίδονται από το πρότυπο DIN 19239. Ο

    προγραμματιστής διαλέγει το κατάλληλο πρόγραμμα, ανάλογα με τη φύση του προβλήματος,

    το δίνει στη συσκευή προγραμματισμού η οποία το μεταφράζει στον κατάλληλο κώδικα

    μηχανής και το μεταβιβάζει στην CPU η οποία μόνο έτσι το καταλαβαίνει και το

    επεξεργάζεται. Η μέθοδος προγραμματισμού που θα ασχοληθούμε στο εργαστήριο είναι η

    LADDER DIAGRAMM η αλλιώς LAD. Η μελέτη της κατασκευής ενός διαγράμματος LAD

    είναι κοινή για όλους τους τύπους PLC και είναι αρκετή ώστε να προετοιμάσει ένα

    μελλοντικό μηχανικό στην χρήση των PLC. Οι υπόλοιπες μέθοδοι προγραμματισμού

    βασίζονται στο διάγραμμα LAD και διαφέρουν σε κάθε κατασκευαστή, γ' αυτό λοιπόν

    κρίνεται σκόπιμο, αρχικά να εξοικειωθεί με αυτήν ο σπουδαστής. Κάθε άλλο, αυτό δεν

    σημαίνει ότι οι υπόλοιπες μέθοδοι πρέπει να μην εξεταστούν σαν συμπληρωματική έρευνα

    από τους σπουδαστές.

    Συσκευή προγραμματισμού

    Μια συσκευή προγραμματισμού είναι η ''γέφυρα'' επικοινωνίας ανάμεσα σε μας και

    στην συσκευή PLC. Κάθε συσκευή προγραμματισμού έχει σαν σκοπό να γράφει και να

    διορθώνει προγράμματα, να τα μεταφράζει σε γλώσσα μηχανής του PLC, να τα μεταφέρει σε

    αυτόν και να τα ελέγχει. Τρείς είναι τρόποι επικοινωνίας. Ο προγραμματισμός γίνεται είτε

    επί τόπου με μια συσκευή προγραμματίστριας είτε από απόσταση αρχικά και έπειτα από

    κοντά με ένα προσωπικό υπολογιστή. Πολλές κατασκευάστριες εταιρίες περιλαμβάνουν μια

    ενσωματωμένη μονάδα προγραμματισμού στο PLC. Αφού προγραμματίσουμε το PLC η

    συσκευή προγραμματισμού κατά την διάρκεια λειτουργίας του PLC (εκτέλεση του

  • 20

    προγράμματος) δεν είναι πλέον απαραίτητη, το PLC είναι ικανό από μόνο του να κρατάει

    στη μνήμη το πρόγραμμα. Η συσκευή που χρησιμοποιείται σήμερα ευρύτατα και θα

    χρησιμοποιηθεί σαν μέθοδος προγραμματισμού στο εργαστήριο, είναι ο προσωπικός

    υπολογιστής (PC). Ο προγραμματισμός μέσω PC είναι πολύ ευκολότερος από τους

    υπόλοιπους τρόπους προγραμματισμού, ειδικά για κάποιον που είναι εξοικειωμένος με τη

    χρήση του PC. O προγραμματισμός στις γραφικές γλώσσες γίνεται με τρόπο ιδανικό στην

    οθόνη του PC. Τα πλεονεκτήματα έναντι των άλλων τρόπον είναι προφανή, δηλαδή,

    μπορούμε να αποθηκεύσουμε και να αρχειοθετούμε τα προγράμματα μας και μπορούμε να

    τυπώσουμε το πρόγραμμα με έναν εκτυπωτή για να το τεκμηριώσουμε. Η λειτουργία έχει ως

    εξής: Συγγραφή του προγράμματος σε κατάλληλο λογισμικό → Έλεγχος του προγράμματος

    αν έχει τυχόν λάθη (compile) → Προσομοίωση σε εικονικό περιβάλλον → Καλωδιακή

    σύνδεση με την μονάδα του PLC → Φόρτωση του προγράμματος στο PLC → Αποσύνδεση

    και τελικός έλεγχος λειτουργίας. Κάθε κατασκευάστρια εταιρία έχει το δικό της λογισμικό. Ο

    εξοπλισμός του εργαστηρίου περιλαμβάνει λογισμικό συμβατό με τους ελεγκτές του

    εργαστηρίου ονόματι GMWIN 4.0 της θυγατρικής εταιρίας του Κορεάτικου οίκου LG, LSis.

    Η ιστοσελίδα που μπορεί βρει πληροφορίες για το πρόγραμμα είναι η http://www.lsis.com

    και μπορεί να το κατεβάσει ελεύθερα από την ίδια σελίδα στο διαδίκτυο στον ιστότοπο

    http://www.lsis.com/support/download/. Επιλέγουμε category: Automation solution, Type:

    Software, πατήστε Search και από τα 44 προγράμματα που μας βγάζει η μηχανή αναζήτησης

    είναι το No 10 «[PLC] GMWIN V4.17 for GLOFA-GM PLC_FB Version UP»

    Εικόνα 2.3.5. Διαδικασία μεταφοράς του προγράμματος στο PLC.

  • 21

    Πειραματικό μέρος

    Ερωτήσεις εξάσκησης

    1. Περιγράψτε με δικά σας λόγια την εσωτερική δομή ενός PLC (CPU,Μνήμη κτλ.) και τα

    βασικά χαρακτηριστικά που συναντάμε σε όλους τους τύπους PLC.

    2. Στην σελίδα 18 στον πίνακα 2.3.1 φαίνονται παραδείγματα συσκευών εισόδων και εξόδων.

    Αναφέρεται τουλάχιστον άλλα πέντε παραδείγματα εισόδων εξόδων καθώς και το αντίστοιχο

    υπόμνημα (σχέδιο) αν είναι εφικτό.

    3. Βρείτε άλλους τέσσερις τύπους PLC από διαφορετικούς κατασκευαστές και αναφέρεται τα

    βασικά τους τεχνικά χαρακτηριστικά όπως το παρακάτω παράδειγμα.

    Τύπος: G7M-DT10A

    Κατασκευαστής: LG

    Power supply (Ισχύς τροφοδοσίας): AC-100~240 V (50/60HZ)

    Input point (συσκευές εισόδου): 6

    Output point (συσκευές εξόδου): 4

    4. Αναφέρεται ακόμα ένα λογισμικό που χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό PLC.

    Προαιρετική έρευνα

    1. Ανατρέξτε σε βιβλιογραφία και περιγράψτε την λειτουργία ενός ηλεκτρονόμου (ρελέ).

    2. Εξετάστε παράδειγμα εφαρμογής PLC με εισόδους δίκτυο υπολογιστών και αναπτύξτε το.

    (μερικές λέξεις κλειδιά: SCADA, LABview, BMS).

  • 22

    2.4.Εργαστηριακή άσκηση 2

    ΘΕΜΑ: Ανάπτυξη προγράμματος σε PLC

    Ημερομηνία: ..../..../201..

    Όπως αναφέραμε και στην προηγούμενη άσκηση με τον προγραμματισμό μπορούμε

    να δώσουμε ορισμένες πληροφορίες οι οποίες είναι απαραίτητες για τη σωστή λειτουργία του

    αυτοματισμού που επιθυμούμε να έχουμε. Μετά το πέρας της εργαστηριακής άσκησης ο

    φοιτητής θα είναι ικανός να προγραμματίζει σε γλώσσα LADDER αρχικά πρόχειρα και

    έπειτα στο λογισμικό.

    Θεωρητικό μέρος

    Γενικά

    Είναι αυτονόητο ότι ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής δεν μπορεί να κάνει τίποτα

    χωρίς ένα πρόγραμμα. Για να γίνει η εγγραφή του προγράμματος χρειάζεται μια τεχνίτη

    γλώσσα που μπορεί να γίνει αντιληπτή από το PLC. Όπως αναφέρθηκε και στην

    προηγούμενη άσκηση θα ασχοληθούμε με την LADDER DIAGRAMM, κοινός LAD. H

    γλώσσα αυτή διαφέρει από τις συνηθισμένες γλώσσες προγραμματισμού (BASIC,

    FORTRAN, C++, κ.τ.λ.). Η γλώσσα που θα εξετάσουμε είναι πιθανότατα άγνωστη στους

    περισσότερους σπουδαστές. Παραθέτοντας ένα παράδειγμα. Αναλογιστείτε έναν άνθρωπο

    μεγάλο σε ηλικία, που δεν έμαθε να γράφει πότε στην ζωή του και ένας δάσκαλος κάποια

    στιγμή φιλοτιμήθηκε να του μάθει να γράφει. Ξεκινώντας, στο πρώτο μάθημα άρχισε να του

    αναλύει τις έννοιες και τα βασικά σύμβολα στο office word.Αφού περάσουν πολλά

    μαθήματα το πιο πιθανό είναι ο άνθρωπος να παραμείνει αγράμματος και να μην μάθει ποτέ

    word. Έπειτα από το παράδειγμα σκεφτείτε ότι βρίσκεστε στην θέση του ανθρώπου αλλά η

    γλώσσα που δεν ξέρεται να γράφεται είναι η LAD. Θα ήταν παράδοξο λοιπόν να αρχίσετε

    πρώτα να μαθαίνεται το ''αντίστοιχο word της LAD''. Για τον λόγο αυτό αρχικά θα

    αναφερθούμε διεξοδικά ώστε να μάθετε πρώτα να προγραμματίζεται πρόχειρα, δηλαδή στο

    χέρι και έπειτα τις βασικές έννοιες συμβόλων του λογισμικού GMWIN ώστε να μπορεί να

    συνταχθεί τπ πρόγραμμα εκεί και έπειτα να μεταφερθεί στο PLC.

  • 23

    Προγραμματισμός

    Λυμένο παράδειγμα 1

    Έστω ότι έχουμε ένα λαμπτήρα που ελέγχεται από δύο διακόπτες Α και Β και

    θέλουμε να ανάβει μόνο όταν και οι δύο διακόπτες είναι κλειστοί. Σύμφωνα με τις γνώσεις

    που έχουμε από ηλεκτρικά κυκλώματα θα φτιάχναμε την εξής συνδεσμολογία.

    Εικόνα 2.4.1. Κύκλωμα λαμπτήρα που ανάβει μόνο όταν και οι δύο διακόπτες είναι κλειστοί.

    Μπορεί εύκολα να καταλάβει κανείς ότι το παραπάνω παράδειγμα είναι το παράδειγμα της

    λογικής AND που μάθαμε από τα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Πιο αναλυτικά ισχύει lamp = AB.

    Δηλαδή ο λαμπτήρας θα ανάψει μόνο αν ικανοποιηθούν αυτές οι συνθήκες: ο διακόπτης Α

    είναι κλειστός ΚΑΙ o διακόπτης B είναι κλειστός. Αν αντικαταστήσουμε το Α με Ι.1 (Input

    1) τo B με Ι.2 (Input 2) και την λάμπα με Ο.1 (Output 1) η πράξη AND σε LADDER θα έχει

    ως εξής:

    Με τη ίδια λογική ισχύει:

    Για τρείς διακόπτες που θα πρέπει να είναι ΚΑΙ οι τρεις κλειστοί

  • 24

    Για τέσσερεις διακόπτες που θα πρέπει να είναι ΚΑΙ οι τέσσερεις κλειστοί

    Για n διακόπτες που θα πρέπει να είναι όλοι κλειστοί

    Λυμένο παράδειγμα 2

    Έστω ότι έχουμε ένα λαμπτήρα που ελέγχεται από δύο διακόπτες Α και Β και

    θέλουμε να ανάβει όταν τουλάχιστον ένας διακόπτης είναι κλειστός. Σύμφωνα με τις γνώσεις

    που έχουμε από ηλεκτρικά κυκλώματα θα φτιάχναμε την εξής συνδεσμολογία.

    Εικόνα 2.4.2. Κύκλωμα λαμπτήρα που ανάβει όταν τουλάχιστον ένας από τους δύο διακόπτες είναι κλειστοί.

    Μπορεί εύκολα να καταλάβει κανείς ότι το παραπάνω παράδειγμα είναι το παράδειγμα της

    λογικής OR που μάθαμε από τα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Πιο αναλυτικά ισχύει lamp = A+B.

    Δηλαδή ο λαμπτήρας θα ανάψει μόνο αν ικανοποιηθούν αυτές οι συνθήκες: ο διακόπτης Α

    είναι κλειστός Ή o B είναι κλειστός. Αν αντικαταστήσουμε το Α με Ι.1 (Input 1) τo B με Ι.2

    (Input 2) και την λάμπα με Ο.1 (Output 1) η πράξη OR σε LADDER θα έχει ως εξής:

  • 25

    Με τη ίδια λογική ισχύει:

    Για τρείς διακόπτες που θα πρέπει να είναι τουλάχιστον ένας κλειστός.

    Για τέσσερεις διακόπτες που θα πρέπει να είναι να είναι τουλάχιστον ένας κλειστός.

    Για n διακόπτες που θα πρέπει να είναι να είναι τουλάχιστον ένας κλειστός.

  • 26

    Λυμένο παράδειγμα 3

    Έστω ότι έχουμε ένα λαμπτήρα που ελέγχεται από τρεις διακόπτες Α, Β, Γ και

    θέλουμε να ανάβει όταν ο (Α ή ο Β) και ο Γ είναι κλειστοί. Σύμφωνα με τις γνώσεις που

    έχουμε από ηλεκτρικά κυκλώματα θα φτιάχναμε την εξής συνδεσμολογία.

    Εικόνα 2.4.3. Κύκλωμα λαμπτήρα που ανάβει όταν ένας από τους δύο διακόπτες Α ή Β είναι κλειστοί και ο Γ είναι

    κλειστός.

    Μπορεί εύκολα να καταλάβει κανείς ότι το παραπάνω παράδειγμα είναι ο συνδυασμός της

    λογικής AND και της λογικής OR που μάθαμε από τα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Πιο αναλυτικά

    ισχύει lamp = (A+B) Γ. Δηλαδή ο λαμπτήρας θα ανάψει μόνο αν ικανοποιηθούν αυτές οι

    συνθήκες: ο διακόπτης (Α είναι κλειστός Ή o B είναι κλειστός) ΚΑΙ ο Γ είναι κλειστός. Αν

    αντικαταστήσουμε το Α με Ι.1 (Input 1) τo B με Ι.2 (Input 2) τo Γ με Ι.3 (Input 3) και την

    λάμπα με Ο.1 (Output 1) συνδυασμός ΑND με OR σε LADDER θα έχει ως εξής:

    Στα παραπάνω παραδείγματα είδαμε ότι για να ανάψει η λάμπα πρέπει να είναι

    μερικές από τις εισόδους η και όλες κλειστές. Πως θα προγραμματίζαμε όμως αν θέλαμε μια

    επαφή να είναι να είναι ανοικτή. Το φαινόμενο αυτό μας θυμίζει την πάνω παύλα από τα

    ψηφιακά ηλεκτρονικά. Παράδειγμα η λογική εξίσωση έχει ως εξής σε διάγραμμα

    LAD:

  • 27

    Στο πάνω διάγραμμα ενεργοποιείται η έξοδος Ο1 όταν o Ι1 Ή o I2 είναι κλειστός ΚΑΙ ο Ι3

    είναι ανοικτός.

    Εικόνα 2.4.4. Συμβολισμός κλειστής και ανοικτής επαφής.

    Λυμένο παράδειγμα 4

    Έστω ότι έχουμε ένα λαμπτήρα που ελέγχεται από τρεις διακόπτες Α, Β και θέλουμε

    να ανάβει όταν ο Α και ο Β είναι κλειστοί, αλλά με την προϋπόθεση λίγο χρόνο μετά αφότου

    ικανοποιηθούν οι παραπάνω συνθήκες. Το διάγραμμα θα είναι ίδιο με το αυτό του πρώτου

    παραδείγματος με μόνη διαφορά ότι προστίθεται ακόμα μία εντολή, η εντολή DELAY ONN

    και όπου Τ βάζουμε πάντα την τιμή του χρόνου που θέλουμε σε d για μέρες, h για ώρες m

    για λεπτά, s για δευτερόλεπτα και ms για χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αν θέλαμε για

    παράδειγμα ο χρόνος να ήταν 3,5 ώρες και 20 δευτερόλεπτα όπου Τ βάζουμε 3h30m20s.

    Στην ίδια διαδικασία αν θέλαμε να είχαμε τάση στην έξοδο αλλά μόνο για μερικό χρόνο

    ισχύει η εντολή DELAY OFF

  • 28

    Κλείνοντας, υπάρχουν δύο διακριτές περιοχές σε ένα διάγραμμα LADDER. Στη

    δεξιά πλευρά τοποθετούμε τα σύμβολα για ενέργειες (όπως την ενεργοποίηση εξόδων,

    ηλεκτρονόμων κ.τ.λ.). Στην αριστερή πλευρά τοποθετούμε τα σύμβολα των συνθηκών που

    θέλουμε να συνδέσουμε με τις ενέργειες (Εικόνα 2.4.5). Οι δύο κύριες περιοχές του

    διαγράμματος φαίνονται σε αντιπαραβολή. Στην περιοχή των συνθηκών μπορούμε μόνο να

    ελέγξουμε ή να ''κάνουμε ερωτήσεις''. Στην περιοχή ενεργειών λέμε στον ελεγκτή να κάνει

    κάτι.

    Εικόνα 2.4.5. Οι δύο διακριτές περιοχές του διαγράμματος LADDER.

    Εικόνα 2.4.5. Εικονική λειτουργία PLC.

  • 29

    Πειραματικό μέρος

    To GMwin είναι ένα λογισμικό που χρησιμεύει σαν εργαλείο για να γράψεις και να

    διορθώσεις ένα πρόγραμμα για όλους τους τύπους προγραμματιζόμενων ελεγκτών GLOFA

    PLC. Οι εν λόγο ελεγκτές χρησιμοποιούν γλώσσα προγραμματισμού με τα πρότυπα της

    διεθνής ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (IEC). Περισσότερες πληροφορίες θα βρείτε και στο

    μεταφρασμένο εγχειρίδιο του προγράμματος που θα σας υποδείξει ο καθηγητής.

    Ανατρέξτε στην επιφάνεια εργασίας του Η/Υ και πατήστε διπλό κλικ στο παρακάτω

    εικονίδιο ώστε να ανοίξει το λογισμικό.

    Μόλις ανοίξει το παράθυρο πατήστε New Project από την γραμμή εργαλείων.

  • 30

    Στο Project Name συμπληρώστε με αγγλικούς χαρακτήρες ονοματεπώνυμο σπουδαστή,

    Α.Ε.Μ και αριθμός εργαστηριακής άσκησης όπως το παράδειγμα. Στο Select PLC type

    επιλέξτε το GM7. writer και comment αφήστε τα κενά και πατήστε Next.

    Επιλέγουμε language LD τα υπόλοιπα τα αφήνουμε ως έχουν και πατάμε Finish.

  • 31

    To περιβάλλον εργασίας του λογισμικού είναι έτοιμο ώστε να γίνει η συγγραφή του

    προγράμματος.

    Στην Καρτέλα δεξιά βρίσκεται μια μπάρα εργαλείων που υπάρχουν γραφικά συμβόλα.

    Επιλέγουμε το επιθυμιτό σύμβολο και το τοποθετούμε στην διαθέσιμη στήλη. Η συγραφή

    γίνεται από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω.

    Μόλις επιλέξουμε μια μεταβλητή εισόδου στο Name συμπληρώνουμε %ΙΧ0.0.0 για την

    πρώτη είσοδο %ΙΧ0.0.1 για την δεύτερη και ούτω καθεξής. Πατάμε Στο Direct Variable

    Comment και ονοματίζουμε την πρώτη είσοδο I1 την δεύτερη Ι2 και ούτω καθεξής σύμφωνα

    με τα δεδομένα εισόδων που έχουμε στο πρόβλημα μας. Πατάμε ΟΚ, ξανά ΟΚ και είμαστε

    έτοιμοι να εισάγουμε νέα μεταβλητή.

  • 32

    Προσοχή! Εάν το Direct Variable Comment δεν μας επιτρέπετε να το επεξεργαστούμε πρέπει

    να ξαναδούμε αν έχουμε βάλει σωστά το Name.

    Μόλις επιλέξουμε μια μεταβλητή εξόδου η διαδικασία είναι ίδια με την διαδικασία εισόδων

    απλά η μόνη διαφορά είναι ότι στο Name συμπληρώνουμε %QΧ0.0.0 για την πρώτη έξοδο

    %ΙQ0.0.1 για την δεύτερη και ούτω καθεξής. Πατάμε Στο Direct Variable Comment και

    ονοματίζουμε την πρώτη είσοδο O1 την δεύτερη O2 και ούτω καθεξής σύμφωνα με τα

    δεδομένα εξόδων που έχουμε στο πρόβλημα μας. Πατάμε ΟΚ, ξανά ΟΚ και είμαστε έτοιμοι

    να εισάγουμε νέα μεταβλητή.

    Μόλις έχει γραφτεί το πρόγραμμα πατάμε το την εντολή Compile να κάνουμε έλεγχο για

    τυχόν λάθη, σε περίπτωση που δεν εμφανιστεί το μήνυμα Compiled Successfully

    επανελέγχουμε το πρόγραμμα και ξανατρέχουμε την διαδικασία Compile.

  • 33

    Συμβουλή! Αφού κάνουμε compile, εάν υπάρχουν λάθη για ευκολία του προγραμματιστή το

    λογισμικό μας παρέχει ένδειξη με μια κόκκινη γραμμή το σημείο που υπάρχει σφάλμα.

    Μόλις είναι έτοιμο το πρόγραμμα πατάμε την εντολή Start simulation και ανοίγει ένα νέο

    παράθυρο με σκοπό να προσομοιώσουμε την λειτουργία για να δούμε αν όλα λειτουργούν

    σύμφωνα με την λύση του επιθυμητού αυτοματισμού.

    Σημείωση! Η χρήση του προσομοιωτή είναι πολύ σημαντική! Για παράδειγμα αν ένα έργο

    προϋποθέτει μια λύση ενός μεγάλου αυτοματισμού θα ήταν καταστρεπτικό να μην δούμε αν όλα

    πάνε σωστά σε εικονικό περιβάλλον πριν στήσουμε όλους τους αυτοματισμούς (καλώδια, ρελέ,

    αισθητήρες, μπουτόν, δίκτυο υπολογιστών κ.τ.λ.). Καταλαβαίνει κανείς το κόστος και τον

    χρόνο που να θα αποφέρουν μερικά λάθη σχετικά με την λύση του προβλήματος, τα οποία

    μπορούσαν να είχαν αποφευχθεί με την προσομοίωση.

  • 34

    Η λειτουργία προσομοίωσης έχει ως εξής (βλέπε και εικόνα 2.4.6). Με την CPU του

    ελεγκτή να βρίσκεται στο stop επιλέγουμε τις επιθυμητές εισόδους που θέλουμε να

    ενεργοποιήσουμε (βρίσκονται στα τετράγωνα μαύρα κουτάκια) με την σειρά που

    υποδεικνύεται στο παρακάτω σχήμα (από πάνω προς τα κάτω και από τα αριστερά προς τα

    δεξιά). Έπειτα πατάμε την αντίστοιχη θέση RUN του CPU Στις ενεργοποιημένες εισόδους

    και εξόδους σημειώνεται μπλε χρώμα στο διάγραμμα LADDER και στον προσομοιωτή με

    πράσινο και κόκκινο χρώμα αντίστοιχα.

    Εικόνα 2.4.6. Λειτουργία προσομοίωσης GLOFA PLC.Παρατηρούμε ότι η έξοδος %QΧ0.0.0 (Ο1) ενεργοποιείται όταν

    είναι κλειστή η επαφή %ΙΧ0.0.0(Ι1) ΚΑΙ η %ΙΧ0.0.2(Ι3).Άρα σύμφωνα με τα δεδομένα του προβλήματος (θέλουμε να

    ενεργοποιηθεί η έξοδος Ο1 όταν (Ι1 Ή Ι2) ΚΑΙ Ι3 είναι κλειστοί) είναι σωστό το πρόγραμμα.

  • 35

    2.5.Εργαστηριακή άσκηση 3

    ΘΕΜΑ: Απευθείας εκκίνηση τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα με τη

    χρήση PLC

    Ημερομηνία: ..../..../201..

    Ο σπουδαστής μετά από αυτήν την εργαστηριακή άσκηση θα είναι ικανός να

    περιγράφει την εκκίνηση ενός τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα, θα γνωρίζει την λειτουργία

    αυτόματης εκκίνησης τριφασικού κινητήρα μέσο PLC, τα πλεονεκτήματα έναντι με άλλους

    τρόπους εκκίνησης, το αντίστοιχο διάγραμμα LADDER και την συγγραφή του στο

    λογισμικό.

    Θεωρητικό μέρος

    Ηλεκτρικοί κινητήρες είναι στοιχεία που έχουν αποστολή να μετατρέπουν την

    ηλεκτρική ενέργεια σε άλλους είδους ενέργεια. Εγκαταστάσεις που απαιτούν ηλεκτρική

    κίνηση είναι οι βιομηχανίες, βιοτεχνίες, συσκευαστήρια, ορυχεία, αποθήκες, εργοστάσια,

    εργοτάξια, μηχανουργεία, κ.τ.λ. Σύμφωνα με τις γνώσεις που έχουμε από της ηλεκτρικές

    μηχανές Ι&ΙΙ και τα ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα κάθε εφαρμογή απαιτεί και

    διαφορετικού είδους κινητήρα. Αφού επιλέξει ο μηχανικός στη μελέτη του τα σωστά είδη

    κινητήρων για κάθε εφαρμογή, πρέπει να μελετήσει με ποιον τρόπο θα γίνεται η εκκίνηση

    των κινητήρων και αν συμφέρει να γίνει αυτόματα ή χειροκίνητα. Η εκκίνηση των

    ηλεκτρικών κινητήρων με την χρήση αυτοματισμού έχει τα εξής πλεονεκτήματα: Παρέχει

    ασφάλεια σε αυτόν που κάνει τους χειρισμούς, γιατί μπορεί να κάνει την εκκίνηση κάποιου

    μηχανήματος χωρίς να έρθει σε επαφή με το μηχάνημα αλλά από απόσταση με χαμηλή τάση.

    Ο χειρισμός κάποιου μηχανήματος η κάποιου συγκροτήματος μηχανημάτων από ένα κέντρου

    ελέγχου μας επιτρέπει την ταυτόχρονη παρακολούθηση και τον ταυτόχρονο έλεγχο

    μηχανημάτων. Ο χειριστής δεν χρειάζεται να καταβάλει κάποια φυσική δύναμη. Ο κίνδυνος

    για βλάβη και το ανθρώπινο λάθος είναι μικρότερος. Η υλοποίηση του αυτοματισμού μέσο

    PLC έναντι άλλων αυτοματισμών (ρελέ κ.τ.λ.) επιφέρει πιο σωστό έλεγχο, λιγότερα

    εξαρτήματα, πιο εύκολη εγκατάσταση, λιγότερες βλάβες, δυνατότητα επέκτασης,

    δυνατότητα ελέγχου από Η/Υ και σε μεγάλες εγκαταστάσεις αυτοματισμού είναι

    ''μονόδρομος'' η χρήση του PLC. Το μόνο μειονέκτημα που παρουσιάζεται είναι το πιο

  • 36

    υψηλό κόστος σε σχέση με τον χειροκίνητο έλεγχο. Υποθέστε ότι έχουμε μια βιομηχανία με

    n κινητήρες. Κοιτώντας την εικόνα 2.5.1 αναλογιστείτε την ευκολία που παρουσιάζει η

    αυτόματη εκκίνηση και εποπτεία.

    Πίνακας 2.5.1. Πλεονεκτήματα που παρουσιάζονται.

    Εικόνα 2.5.1.Ενδεικτική κάτοψη μιας βιομηχανίας με τους ηλεκτροκινητήρες και το σύστημα ελέγχου.

    Περιγραφή του προβλήματος

    Σκοπός είναι ο σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου συστήματος αυτοματισμού το οποίο

    θα είναι υπεύθυνο για την απευθείας εκκίνηση ενός τριφασικού ηλεκτροκινητήρα. Ο μόνος

    εξωτερικός έλεγχος που απαιτείται είναι ένα σήμα εκκίνησης του κινητήρα και ένα παύσης

    του κινητήρα το οποίο θα παρέχεται από τον χειριστή. Η προσπάθεια εκκίνησης του

    κινητήρα θα γίνεται μόνο όταν είναι κλειστές οι βοηθητικές επαφές του θερμικού. Μια

  • 37

    φωτεινή λυχνία θα συνδεθεί για να παρέχει ένδειξη ότι λειτουργεί ο κινητήρας. Η υλοποίηση

    του αυτοματισμού θα γίνει με βάση το κύριο κύκλωμα του κινητήρα (Εικόνα 2.5.2)

    Εξοπλισμός

    Η διαδικασία θα αυτοματοποιηθεί με την χρήση ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή.

    Ο κινητήρας θα μπορεί να ξεκινήσει με το πάτημα ενός μπουτόν S1, Start και θα μπορεί να

    σταματήσει με το πάτημα ενός μπουτόν S2, Stop. Ο ηλεκτρονόμος C1 συνδέεται πριν τις

    ασφάλειες του κινητήρα στις τρεις φάσεις και μόλις διεγερθεί κλείνει τους τρεις διακόπτες

    τροφοδοσίας του κινητήρα. Η διαδικασία εκκίνησης θα γίνεται μόνο όταν είναι κλειστές οι

    βοηθητικές επαφές του θερμικού F1 που είναι συνδεδεμένο στις τρεις φάσεις πριν τον

    κινητήρα. Μια λυχνία Η1 θα ανάβει όταν λειτουργεί ο κινητήρας για να μας παρέχει ένδειξη.

    Τα μπουτόν και οι λυχνίες θα βρίσκονται σε ένα πίνακα ελέγχου.

    Εικόνα 2.5.2.Σύνδεση του κύριου κυκλώματος του κινητήρα.

  • 38

    Προδιαγραφές

    1. Ο ηλεκτρονόμος C1 διεγείρεται μόνο όταν πατηθεί το μπουτόν Start και το μπουτόν

    stop είναι κλειστό και οι βοηθητικές επαφές του θερμικού είναι κλειστές.

    2. Ο ηλεκτρονόμος C1 αποδιεγείρεται μόνο όταν πατηθεί το μπουτόν STOP.

    3. Η λυχνία Η1 ανάβει μόνο όταν λειτουργεί ο κινητήρας.

    Προγραμματισμός

    Εικόνα 2.5.3.Διάγραμμα LADDER εκκίνησης κινητήρα.

    Πίνακας 2.5.2. Πίνακας αντιστοιχιών

    ΕΙΣΟΔΟΙ ΕΛΕΓΚΤΗ ΕΞΟΔΟΙ ΕΛΕΓΚΤΗ

    %IX0.0.0 S1 ΜΠΟΥΤΟΝ START ΚΙΝΗΤΗΡΑ %QX0.0.0 C1 ΗΛΕΚΤΡΟΝΟΜΟΣ ΕΚΚΙΝΗΣΗΣ

    %IX0.0.1 S2 ΜΠΟΥΤΟΝ STOP ΚΙΝΗΤΗΡΑ %QX0.0.1 Η1 ΛΥΧΝΙΑ ΕΝΔΕΙΞΗΣ

    %IX0.0.2 F1 ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΕΠΑΦΕΣ ΘΕΡΜΙΚΟΥ

  • 39

    Πειραματικό μέρος

    1. Ανοίξτε τον ηλεκτρονικό υπολογιστή.

    2. Ανατρέξτε στην επιφάνεια εργασίας και τρέξτε το λογισμικό GMwin 4.0.

    3. Πατήστε New Project από την γραμμή εργαλείων. Στο Project Name συμπληρώστε

    με αγγλικούς χαρακτήρες ονοματεπώνυμο σπουδαστή, Α.Ε.Μ και αριθμός

    εργαστηριακής άσκησης 3(Σε περίπτωση που είναι πάνω από ένας σπουδαστής

    συμπληρώστε μόνο Α.Ε.Μ). Στο Select PLC type επιλέξτε το GM7, writer και

    comment αφήστε τα κενά και πατήστε Next.

    4. Επιλέξτε language LD τα υπόλοιπα τα αφήνεται ως έχουν και πατήστε Finish.

    5. Εφόσον το περιβάλλον εργασίας είναι έτοιμα πραγματοποιήστε την συγγραφή του

    διαγράμματος LADDER όπως το σχήμα

    6. Αφού τελειώσετε από την συγγραφή του διαγράμματος πατήστε compile για έλεγχο

    σε τυχόν λάθη και σε περίπτωση που δεν εμφανιστεί το μήνυμα Compiled

    Successfully κάντε ένα επανέλεγχο το διάγραμμα και ξανατρέξτε την διαδικασία

    Compile.

    7. Μόλις είναι έτοιμο το διάγραμμα μπείτε στην διαδικασία προσομοίωσης από το Start

    simulation, ελέγξτε το πρόγραμμα αν δουλεύει σύμφωνα με τις προδιαγραφές και

    ρωτήστε για τυχόν απορίες.

    8. Κλείστε το πρόγραμμα, κλείστε τον υπολογιστή και περιμένετε μέχρι να

    ολοκληρωθεί το εργαστήριο.

  • 40

    2.6.Εργαστηριακή άσκηση 4

    ΘΕΜΑ: Αλλαγή φοράς περιστροφής τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα με τη χρήση

    PLC

    Ημερομηνία: ..../..../201..

    Ο σπουδαστής μετά από αυτήν την εργαστηριακή άσκηση θα είναι ικανός να

    περιγράφει την αλλαγή φοράς περιστροφής ενός τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα, θα

    γνωρίζει την λειτουργία αυτόματης αλλαγής φοράς περιστροφής του τριφασικού κινητήρα

    μέσο PLC, τα πλεονεκτήματα έναντι με άλλους τρόπους αλλαγής φοράς, το αντίστοιχο

    διάγραμμα LADDER και την συγγραφή του στο λογισμικό. Ακόμη θα κάνει επανάληψη την

    προηγούμενη εργαστηριακή άσκηση λόγου χάριν την εκκίνηση του τριφασικού ηλεκτρικού

    κινητήρα.

    Θεωρητικό μέρος

    Ηλεκτρικοί κινητήρες είναι στοιχεία που έχουν αποστολή να μετατρέπουν την

    ηλεκτρική ενέργεια σε άλλους είδους ενέργεια. Εγκαταστάσεις που απαιτούν ηλεκτρική

    κίνηση είναι οι βιομηχανίες, βιοτεχνίες, συσκευαστήρια, ορυχεία, αποθήκες, εργοστάσια,

    εργοτάξια, μηχανουργεία, κ.τ.λ. Σύμφωνα με τις γνώσεις που έχουμε από της ηλεκτρικές

    μηχανές Ι&ΙΙ και τα ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα κάθε εφαρμογή απαιτεί και

    διαφορετικού είδους κινητήρα. Αφού επιλέξει ο μηχανικός στη μελέτη του τα σωστά είδη

    κινητήρων για κάθε εφαρμογή, πρέπει να μελετήσει με ποιον τρόπο θα γίνεται η εκκίνηση

    και αν χρειάζεται αλλαγή φοράς περιστροφής. Η ανάγκη για αλλαγή φοράς της κίνησης ή της

    περιστροφής μηχανημάτων, που κινούνται με ηλεκτρικούς κινητήρες, όπως οι

    γερανογέφυρες, τα βαρούλκα, οι γερανοί, οι αντλίες κ.α., καλύπτεται από την δυνατότητα

    αλλαγής φοράς περιστροφής των ηλεκτρικών κινητήρων με απλή αντιστροφή των δύο

    φάσεων στην συνδεσμολογία τους. Συγκεκριμένα εναλλάσσονται οι δύο φάσεις στο κιβώτιο

    ακροδεκτών του κινητήρα. Τα πλεονεκτήματα είναι γνωστά από τη προηγούμενη

    εργαστηριακή άσκηση συν ότι με την αυτόματη εκκίνηση ηλεκτροκινητήρα μέσο PLC μας

    δύνεται η ευχέρεια να μπορούμε εύκολα να ελέγξουμε την φορά περιστροφής και το

    αντίθετο.

  • 41

    Περιγραφή του προβλήματος

    Σκοπός είναι ο σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου συστήματος αυτοματισμού το οποίο

    θα είναι υπεύθυνο για την απευθείας εκκίνηση ενός τριφασικού ηλεκτροκινητήρα και η

    αυτόματη αλλαγή φοράς περιστροφής του. Οι εξωτερικοί έλεγχοι που απαιτούνται είναι ένα

    σήμα εκκίνησης του κινητήρα για δεξιόστροφη φορά περιστροφής, ένα σήμα εκκίνησης του

    κινητήρα για αριστερόστροφη φορά περιστροφής και ένα σήμα απενεργοποίησης του

    κινητήρα. Όλα αυτά τα σήματα θα παρέχονται από τον χειριστή. Η προσπάθεια εκκίνησης

    του κινητήρα θα γίνεται μόνο όταν είναι κλειστές οι βοηθητικές επαφές του θερμικού. Μια

    φωτεινή λυχνία θα συνδεθεί για να παρέχει ένδειξη ότι λειτουργεί ο κινητήρας δεξιόστροφα

    και άλλη μία που θα παρέχει ένδειξη ότι λειτουργεί αριστερόστροφα. Η υλοποίηση του

    αυτοματισμού θα γίνει με βάση το κύριο κύκλωμα του κινητήρα. (Εικόνα 2.6.1)

    Εξοπλισμός

    Η διαδικασία θα αυτοματοποιηθεί με την χρήση ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή.

    Ο κινητήρας θα μπορεί να ξεκινήσει δεξιόστροφα με το πάτημα ενός μπουτόν S1, θα μπορεί

    να ξεκινήσει αριστερόστροφα με το πάτημα ενός μπουτόν S2 και θα μπορεί να σταματήσει

    με το πάτημα ενός μπουτόν S3 Stop. Ο ηλεκτρονόμος C1 συνδέεται στις τρεις φάσεις μετά

    τις ασφάλειες του κινητήρα και πριν το θερμικό και μόλις διεγερθεί κλείνει τους τρεις

    διακόπτες τροφοδοσίας του κινητήρα για να δώσει φάση από την R στην U, από την S στην

    V, και από την Τ στην W ώστε να λειτουργήσει δεξιόστροφα ο κινητήρας. Ο ηλεκτρονόμος

    C2 συνδέεται παράλληλα με τον ηλεκτρονόμο C1 στις τρεις φάσεις μετά τις ασφάλειες του

    κινητήρα και πριν το θερμικό και μόλις διεγερθεί κλείνει τους τρεις διακόπτες τροφοδοσίας

    του κινητήρα για να δώσει φάση από την R στην U, από την S στην W, και από την Τ στην V

    ώστε να λειτουργήσει αριστερόστροφα ο κινητήρας. Η διαδικασία εκκίνησης θα γίνεται μόνο

    όταν είναι κλειστές οι βοηθητικές επαφές του θερμικού F1 που είναι συνδεδεμένο στις τρεις

    φάσεις πριν τον κινητήρα. Μια λυχνία Η1 που θα βρίσκεται στον πίνακα ελέγχου θα ανάβει

    για να παρέχει ένδειξη όταν λειτουργεί ο κινητήρας δεξιόστροφα και μία λυχνία Η2 θα

    ανάβει για να παρέχει ένδειξη όταν λειτουργεί ο κινητήρας αριστερόστροφα. Οι

    ηλεκτρονόμοι C1 και C2 θα έχουν μια νοητή μανδάλωση, δηλαδή δεν θα μπορούν να

    διεγερθούν και οι δύο. Τα μπουτόν και οι λυχνίες θα βρίσκονται σε ένα πίνακα ελέγχου.

  • 42

    Εικόνα 2.6.1.Σύνδεση του κύριου κυκλώματος του κινητήρα.

    Προδιαγραφές

    1. Ο ηλεκτρονόμος C1 διεγείρεται μόνο όταν πατηθεί το μπουτόν Start δεξιόστροφα και

    το μπουτόν stop είναι κλειστό και οι βοηθητικές επαφές του θερμικού είναι κλειστές

    και ο ηλεκτρονόμος C2 είναι αποδιεγερμένος.

    2. Ο ηλεκτρονόμος C2 διεγείρεται μόνο όταν πατηθεί το μπουτόν Start αριστερόστροφα

    και το μπουτόν stop είναι κλειστό και οι βοηθητικές επαφές του θερμικού είναι

    κλειστές και ο ηλεκτρονόμος C1 είναι αποδιεγερμένος.

  • 43

    3. Ο ηλεκτρονόμος C1 και ο ηλεκτρονόμος C2 αποδιεγείρονται μόνο όταν πατηθεί το

    μπουτόν stop.

    4. Η λυχνία Η1 ανάβει μόνο όταν λειτουργεί ο κινητήρας δεξιόστροφα.

    5. Η λυχνία Η2 ανάβει μόνο όταν λειτουργεί ο κινητήρας δεξιόστροφα.

    Προγραμματισμός

    Εικόνα 2.6.2. Διάγραμμα LADDER αλλαγής φοράς περιστροφής κινητήρα.

    Πίνακας 2.6.1. Πίνακας αντιστοιχιών

    ΕΙΣΟΔΟΙ ΕΛΕΓΚΤΗ ΕΞΟΔΟΙ ΕΛΕΓΚΤΗ

    %IX0.0.0 S1 ΜΠΟΥΤΟΝ START ΔΕΞΙΟΣΤΡΟΦΑ %QX0.0.0 C1 ΗΛΕΚΤΡΟΝΟΜΟΣ ΔΕΞΙΟΣΤΡΟΦΑ

    %IX0.0.1 S2 ΜΠΟΥΤΟΝ STOP ΚΙΝΗΤΗΡΑ %QX0.0.1 C2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΟΜΟΣ ΑΡΙΣΤΕΡΟΣΤΡΟΦΑ

    %IX0.0.2 F1 ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΕΠΑΦΕΣ ΘΕΡΜΙΚΟΥ %QX0.0.2 H1 ΛΥΧΝΙΑ ΕΝΔΕΙΞΗΣ ΔΕΞΙΑ

    %IX0.0.3 S3 ΜΠΟΥΤΟΝ START ΑΡΙΣΤΕΡΟΣΤΡΟΦΑ %QX0.0.3 H2 ΛΥΧΝΙΑ ΕΝΔΕΙΞΗΣ ΑΡΙΣΤΕΡΑ

  • 44

    Πειραματικό μέρος

    1. Ανοίξτε τον ηλεκτρονικό υπολογιστή.

    2. Ανατρέξτε στην επιφάνεια εργασίας και τρέξτε το λογισμικό GMwin 4.0.

    3. Πατήστε New Project από την γραμμή εργαλείων. Στο Project Name συμπληρώστε

    με αγγλικούς χαρακτήρες ονοματεπώνυμο σπουδαστή, Α.Ε.Μ και αριθμός

    εργαστηριακής άσκησης 4(Σε περίπτωση που είναι πάνω από ένας σπουδαστής

    συμπληρώστε μόνο Α.Ε.Μ). Στο Select PLC type επιλέξτε το GM7, writer και

    comment αφήστε τα κενά και πατήστε Next.

    4. Επιλέξτε language LD τα υπόλοιπα τα αφήνεται ως έχουν και πατήστε Finish.

    5. Εφόσον το περιβάλλον εργασίας είναι έτοιμα πραγματοποιήστε την συγγραφή του

    διαγράμματος LADDER όπως το σχήμα

    6. Αφού τελειώσετε από την συγγραφή του διαγράμματος πατήστε compile για έλεγχο

    σε τυχόν λάθη και σε περίπτωση που δεν εμφανιστεί το μήνυμα Compiled

    Successfully