ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣdigilib.teiemt.gr/jspui/bitstream/123456789/5017/1/STEF... · 2015. 10. 27. · ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΘΕΜΑβΡΥΘΜΙΣΗ ΠΙΕΣΗΣ ΚΑΙ ΚΥΚΛΙΚΗ ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ ΣΕ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ PLC ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ».

ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΗΛΙΑΣ

ΧΑΤΖίΗΠΑΠΠΑΣ ΣΩΚΡΑΤΗΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

. -JK.. ΙΑΣ.... ,

ΠΡΟΛΟΓΟΣ.............................................................................................................................. σελ 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ................................................................................................................................. σελ 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1°: ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ

Γενικά.........................................................................................................................................σελ 31.1 Τεχνική ορολογία..................................................................................................................σελ 31.2 Κινητήρια μηχανήματα......................................................................................................... σελ 41.3 Υπολογισμός απαιτούμενης ισχύος κινητήρα......................................................................σελ 41.4 Επιλογή Αντλίας................................................................................................................... σελ 51.5 Φυγοκεντρικές αντλίες..........................................................................................................σελ 61.6 Ο αριθμός των αντλιών.........................................................................................................σελ 71.7 Κυκλική εναλλαγή αντλιών...................................................................................................σελ 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2° : ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ

Γενικά........................................................................................................................................ σελ 82.1 Ηλεκτρομηχανολογικός εξοπλισμός....................................................................................σελ 82.2 Επιλογή κατάλληλης αντλίας............................................................................................... σελ 92.3 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντλίας διατήρησης πίεσης (Α. Δ. Π.).....................................σελ 112.4 Υπολογισμός του κινητήρα της αντλίας διατήρησης πίεσης..........................................σελ 122.5 Τεχνικά χαρακτηριστικά των κύριων αντλιών...................................................................... σελ 142.6 Υπολογισμός του κινητήρα της κύριας αντλίας................................................................... σελ 142.7 Εγκατάσταση αντιστάθμισης (βελτίωση συνφ)................................................................... σελ 152.7.1 Είδη αντιστάθμισης........................................................................................................... σελ 162.7. 2 Υπολογισμός πυκνωτών αντιστάθμισης................................................................... σελ 162.8 Σχέδια ηλεκτρικής εγκατάστασης αντλιοστασίου ύδρευσης.............................σελ 17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3° : ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΣ ΛΟΓΙΚΟΣ ΕΛΕΓΚΤΗΣ (PLC)

Γενικά........................................................................................................................................ σελ 183.1 Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές.......................................................................σελ 183.2 Δομή ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή......................................................................σελ 193.2.1 Πλαίσιο τοποθέτησης μονάδων...................................................................................... σελ 193.2.2 Μονάδα τροφοδοσίας......................................................................................................σελ 193.2.3 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU)............................................................................ σελ 193.2.4 Μονάδες εισόδων (I).........................................................................................................σελ 203.2.5 Μονάδα εξόδων (Q )........................................................................................................σελ 203.2.6 Βοηθητικές μονάδες........................................................................................................σελ 213.3 Πλεονεκτήματα των προγραμματιζόμενων ελεγκτών................................................σελ 213.4 Λογισμικό (Software) προγραμματιζόμενων ελεγκτών.....................................................σελ 223.5 Λίστα εντολών (Statement List = STL).............................................................................σελ 223.6 Σχέδιο επαφών (Ladder Diagram = LAD).........................................................................σελ 233.7 Λογικό διάγραμμα (Control System Flowchart = CSF)............................................... σελ 243.8 Σύγκριση μορφών (γλωσσών) προγραμματισμού......................................................... σελ 24

3.9 Αντικείμενα ψηφίου (Bit)......................................................................................................σελ 243.9.1 Ψηφιακές είσοδοι..............................................................................................................σελ 243.9.2 Ψηφιακές έξοδοι................................................................................................................σελ 253.9.3 Bit μνήμης ή Memory Bit...................................................................................................σελ 253.10 Αντικείμενα Λέξης (Word)..............................................................................................σελ 263.10.1 Αναλογικές είσοδοι ή Input Words..............................................................................σελ 263.10.2 Αναλογικές έξοδοι ή Output Words.................................................................................σελ 273.10.3 Λέξη μνήμης ή Memory Word.........................................................................................σελ 283.11 Λειτουργικά στοιχεία.......................................................................................................... σελ 293.11.1 Χρονικά............................................................................................................................σελ 293.11.2 Ελεγκτής τυμπάνου (Drum controller)............................................................................σελ 323.12 Αριθμητικές εντολές και πράξεις........................................................................................σελ 333.12.1 Εντολή σύγκρισης........................................................................................................... σελ 333.13 Διαδικασία προγραμματισμού PLC.................................................................................. σελ 343.14 Προσομοίωση (Simulation)................................................................................................ σελ 363.15 Σχέδιο συνδεσμολογίας PLC............................................................................................. σελ 36

Κεράλαιο 4° : ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΣΤΡΟΦΩΝ

Γενικά.........................................................................................................................................σελ 384.1 Τρόποι ελέγχου στροφών ασύγχρονου κινητήρα............................................................ σελ 384.2 Γενική δομή ενός συστήματος ρύθμισης στροφών (Inverter)............................................. σελ 414.3 Κύκλωμα Ισχύος/Αυτοματισμού Ρυθμιστή στροφών...................................................σελ42

Κεοάλαιο 5° : ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ PLC

Γενικά.........................................................................................................................................σελ 435.1 Περιγραφή λειτουργίας του αντλιοστασίου...................................................................σελ 435.2 Ρύθμιση πίεσης με αντλία διατήρησης πίεσης....................................................................σελ 445.3 Εφαρμογή της διαδικασίας προγραμματισμού του ελεγκτή............................................... σελ 445.3.1 Υλοποίηση της διαδικασίας προγραμματισμού του ελεγκτή.......................................σελ 445.4 Ανάλυση του προγράμματος............................................................................................σελ 49

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α; ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ PLC ΤΗΣ ΣΕΙΡΑΣ TWIDO ΤΗΣ TELEMECANIQUE....................................................................................... σελ 57

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ........ σελ 70

Η πτυχιακή αυτή εργασία αναφέρεται σ' ένα τυπικό αντλιοστάσιο ύδρευσης, με τέσσερα αντλητικά συγκροτήματα και την αυτοματοποίησή τους με Προγραμματιζόμενους Λογικούς Ελεγκτές (P.L.C.).

Λαμβάνοντας υπ' όψη, τις συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες ύδρευσης μπορεί να θεωρηθεί, ότι η εργασία αυτή είναι μια πρόκληση, για τον εκσυγχρονισμό των ήδη υπαρχόντων αντλιοστασίων, αφού παρέχει δυνατότητα βελτίωσης του αυτοματισμού και της λειτουργίας τους.

Αρχικά γίνεται η περιγραφή ενός αντλιοστασίου και ακολουθούν η μελέτη της ηλεκτρικής του εγκατάστασης, η σχεδίαση της με υπολογιστή, και η αυτοματοποίηση της λειτουργίας του αντλιοστασίου με P.L.C.

Στο τελευταίο μέρος της εργασίας γίνεται μια εκτενής περιγραφή του αυτοματισμού του αντλιοστασίου

Δια μέσου αυτού του πρόλογου, θέλω να ευχαριστήσω τον εισηγητή του θέματος κ. Ηλιάδη Γεώργιο, για την αμέριστη βοήθεια που μου προσέφερε με τις υποδείξεις του, κατά την διάρκεια εκπόνησης της εργασίας.

Στόχος αυτής της τπυχιακής εργασίας είναι η ρύθμιση της ττίεσης σ' ένα αντλιοστάσιο για την παροχή νερού στο δίκτυο ύδρευσης μιας πόλης. Το αντλιοστάσιο αυτό χρησιμοποιεί 4 αντλίες οι οποίες ελέγχονται από ένα PLC και η μία από αυτές συνδέεται με έναν ρυθμιστή στροφών ο οποίος αυξομειώνει τις στροφές του κινητήρα για να σταθεροποιήσει την πίεση στο δίκτυο, Η πίεση του δικτύου ελέγχεται μέσω του PLC. Η πτυχιακή αυτή, αποτελείται από πέντε κεφάλαια.

Στο πρώτο κεφάλαιο με τίτλο «ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ»,έχουμε τον ορισμό της τεχνικής ορολογίας που χρησιμοποιούμε, καθώς και διάφορα άλλα πληροφοριακά στοιχεία, για την κατασκευή του αντλιοστασίου και τον μηχανολογικό εξοπλισμό (αντλίες, κινητήρες, αεροφυλάκιο). Στο τελευταίο μέρος του κεςκιλαίου περιγράφεται η διαδικασία της κυκλικής εναλλαγής των αντλιών με την οποία επιτυγχάνεται η ομοιόμορφη κατανομή του χρόνου λειτουργίας των αντλιών.

Στο δεύτερο κεφάλαιο «ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ», παρουσιάζουμε αρχικά τον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό του αντλιοστασίου που μελετάμε. Στη συνέχεια δίνονται τα τεχνικά χαρακτηρισπκά των αντλιών, (μια Αντλία Διατήρησης Πίεσης Α.Δ.Π. και τρεις Κύριες Αντλίες ΚΑ.), ο υπολογισμός των κινητήρων που απαιτούνται, τα καλώδια, οι ασφάλειες και οι διακόπτες, για την σύνδεση και λειτουργία τους. Τέλος υπολογίζεται η εγκατάσταση αντιστάθμισης (Βελτίωση συνφ).

Στο τρίτο κεφάλαιο «ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΙ ΛΟΓΙΚΟΙ ΕΛΕΓΚΤΕΣ (PLC)», γίνεται αναφορά στη δομή ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή και στις πιο διαδεδομένες γλώσσες προγραμματισμού. Στη συνέχεια αναφέρουμε ποιες είναι και πώς χρησιμοποιούνται, οι πλέον βασικές εντολές αυτοματισμού, καθώς επίσης και τον τρόπο προγραμματισμού των Χρονικών, Απαριθμητών και των Συγκρίσεων. Εττίσης, γίνεται μια ττεριγραφή του PLC και των στοιχείων από τα οποία αποτελείται.

Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια «ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ (INVERTER)». Συγκεκριμένα ττεριγράφεται ο τρόπος ελέγχου στροφών ασύγχρωνου κινητήρα, τα πλεονεκτήματα της μεθόδου αυτής και η γενική δομή ενός συστήματος ρύθμισης στροφών.

Στο πέμπτο κεφάλαιο «ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ PLC», γίνεται μια περιγραφή της λειτουργίας του αντλιοστασίου. Επίσης περιγράφουμε την ρύθμιση της πίεσης μέσω της αντλίας διατήρησης πίεσης. Στη συνέχεια υλοποιούμε την διαδικασία προγραμματισμού του ελεγκτή εισάγωντας κάποια στοιχεία για την δημιουργία του προγράμματος της εφαρμογής και τέλος αναλύουμε το πρόγραμμα που έχουμε δημιουργήσει.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ.

ΓΕΝΙΚΑΣ' αυτό το κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους όρους περί αντλιοστασίων και αντλιών και

στην τεχνική ορολογία που χρησιμοποιούμε στον τομέα αυτό. Στον τρόπο κατασκευής του κτίριου του αντλιοστασίου και στον τρόπο κατασκευής και τοποθέτησης της ηλεκτρομηχανολογικής εγκατάστασης.

Επίσης περιγράφεται η χρήση και ο τρόπος επιλογής των μηχανημάτων των αντλιοστασίων, όπως οι ηλεκτροκινητήρες και οι αντλίες

1.1 ΤΕΧΝΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑΗ τεχνική ορολογία, στα τεχνικά έργα των αντλιοστασίων και της άντλησης γενικότερα,

είναι αρκετό αναπτυγμένη αλλά άγνωστη για αρκετούς. Έτσι, δημιουργείται σύγχυση και δυσκολία στην κατανόηση των συγγραμμάτων που ασχολούνται με το ανπκείμενο. Κατόπιν τούτου κρίνεται σκόπιμο να δοθεί, επιγραμματικά ο ορισμός των τεχνικών όρων που θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια.

Αντλιοστάσιο είναι το σύνολο των οικοδομικών και ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων, που χρησιμοποιούνται σε μόνιμη βάση για άντληση ενός υγρού. Έτσι, διακρίνουμε αντλιοστάσια ύδρευσης, άρδευσης, αποχέτευσης, αποστράγγισης, καυσίμων κ.τ.λ

Στην εργασία αυτή θα ασχοληθούμε μόνο με τα αντλιοστάσια ύδρευσης.

Αντλία ονομάζουμε το μηχάνημα, που αντλεί το νερό χωρίς να λαμβάνουμε υπόψη τον κινητήρα.

Αντλητικό συγκρότημα ονομάζουμε την αντλία μαζί με τον κινητήρα.

Αντληση ονομάζουμε την μεταφορά του υγρού με τη βοήθεια αντλίας, από τη φυσική του στάθμη σε μια ανώτερη ή τη μεταφορά υγρού στην ίδια στάθμη αλλά με διαφορετική πίεση.

Αναρρόφηση ονομάζουμε το τμήμα του δικτύου άντλησης από την αρχική θέση του υγρού μέχρι την αντλία.

Κατάθλιψη ονομάζουμε το τμήμα του δικτύου άντλησης μετά την αντλία (από την αντλία μέχρι εκεί που βγαίνει το νερό).

Γεωμετρικό ύψος, ονομάζουμε την υψομετρική διαφορά (κατακόρυφο ύψος), από την επιφάνεια του αντλούμενου υγρού, μέχρι του σημείου εξόδου του υγρού από το σωλήνα.

Ύψος τριβών ονομάζουμε ένα πρόσθετο ύψος, που προκαλείται από την τριβή του υγρού μέσα στις σωληνώσεις.

Μανομετρικό ύψος ονομάζουμε το άθροισμα του γεωμετρικού ύψους και του ύψους των τριβών. Υπολογίζεται από τον τύπο:

Η = Μέγιστο μανομετρικό ύψος σε μέτρα (εκεί που μηδενίζεται η παροχή) η = Στροφές ανά λεπτό D = Διάμετρος φτερωτής σε μέτρα

Μανόμετρο είναι το όργανο, που μας δείχνει την πίεση του ρευστού, μέσα σε ένα σωλήνα ή ένα κλειστό δοχείο, που περιέχει ρευστό (υγρό ή αέριο) με ττίεση.

Ποδοβαλβίδα ή ποτήρι είναι το όργανο (βαλβίδα), που επιτρέπει τη μονόφορη ροή του υγρού και τοποθετείται στο σωλήνα αναρρόφησης, όταν χρησιμοποιούμε κοινές φυγόκεντρες αντλίες.

Ύψος (ή βάθος) αναρρόφησης ονομάζουμε την κατακόρυφη απόσταση, από την επιφάνεια του αντλούμενου υγρού μέχρι τον άξονα της αντλίας.

Βαλβίδα αντεπιστροφής ή ανεπίστροφη βαλβίδα ονομάζουμε μια βαλβίδα που τοποθετείται πάνω σε ένα σωλήνα, ώστε να επιτρέπει τη ροή του υγρού, μόνο κατά τη μια κατεύθυνση.

Όρυγμα είναι το χαντάκι, μέσα στο οποίο τοποθετείται μόνιμα ένα δίκτυο σωληνώσεων

Χωρητικότητα δικτύου είναι η ποσότητα του υγρού, που απαιτείται για να γεμίσει ένα δίκτυο σωληνώσεων.

Παροχή αντλίας είναι η ποσότητα του υγρού που αντλείται στη μονάδα του χρόνου, για ορισμένο ύψος (π.χ. παροχή 40 mV h σε μανομετρικό ύψος 10 m).

Βαθμός απόδοσης αντλίας είναι ο λόγος (πηλίκο) της αποδιδόμενης ισχύος δια της απορροφούμενης. Είναι δηλαδή το πηλίκο της ισχύος που θα χρειαζόταν αν δεν είχαμε απώλειες δια της ισχύος που πραγματικά χρειάζεται.

Ολικός βαθμός απόδοσης είναι το γινόμενο του βαθμού απόδοσης της αντλίας επί το βαθμό απόδοσης του κινητήρα επί το βαθμό απόδοσης του συστήματος μετάδοσης

ΠοΑ “ Πκιν X ΠαντΑ X ΠμΤΓΟδ

1.2 ΚΙΝΗΤΗΡΙΑ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑΓια την περιγραφή των αντλιών σήμερα χρησιμοποιούμε σχεδόν αποκλειστικά

ηλεκτροκινητήρες. Συνήθως ασύγχρονους τριφασικούς κινητήρες, ορισμένες φορές όμως και κινητήρες συνεχούς ρεύματος ή μονοφασικούς εναλλασσομένου ρεύματος. Η μετάδοση της κίνησης στην αντλία γίνεται με μηχανισμό μετάδοσης ή με ιμάντες. Η εκκίνηση γίνεται συνήθως με συνδεσμολογία αστέρας - τριγώνου.

Κάθε αντλιοστάσιο θα ήταν καλό να διαθέτει και ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη με πετρελαιοκινητήρες, ως εφεδρεία για την ανεξαρτητοποίηση της λειτουργίας από τυχόν διακοπή ρεύματος.

Κατά τη λειτουργία των μηχανημάτων εμφανίζονται ταλαντώσεις, που ενδέχεται να καταλήξουν σε συντονισμό. ΓΓ αυτό πρέττει να παίρνουμε μέτρα κατασκευαστικά και μέτρα κατάλληλης διαμόρφωσης του στατικού οργανισμού, όπως π.χ. να τοποθετούμε τους κινητήρες σε ιδιαίτερα βάθρα. Η σύνδεση ανάμεσα στον κινητήρα και στην αντλία γίνετε με τη βοήθεια εύκαμπτου συμπλέκτη. Αλλος τρόπος είναι να τοποθετήσουμε τους κινητήρες σε μια βάση με ελατήρια.

1.3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΗ ελάχιστη απαιτούμενη ισχύς κινητήρα για την άντληση δίδεται από τις σχέσεις;

Ν = Η ελάχιστη ωφέλιμη ισχύς σε HP (στον άξονα του κινητήρα)Β = Βάρος υγρού σε χιλιόγραμμα Η = Ολικό μανομετρικό ύψος σε μέτρα = Ηγ ^μ + Ητρ,β t = Χρόνος σε sec η = Βαθμός απόδοσηςQ = Παροχή σε τόνους ανά ώρα, για νερό (m^ / h)

Η ισχύς που προκύτπει από τους παραπάνω τύπους είναι η ελάχιστη απαιτούμενη για το σημείο λειτουργίας του κινητήρα. Στην πράξη όμως η ισχύς του κινητήρα που πρόκειται να κινήσει μια αντλία πρέπει να υπερκαλύτπει τη μέγιστη απορροφούμενη ισχύ που προκύπτει από τις καμπύλες δοκιμών της αντλίας.

Κάθε σοβαρός κατασκευαστής δίνει τις καμπύλες λειτουργίας των αντλιών που κατασκευάζει από τις οποίες προκύπτουν τόσο οι αποδώσεις των αντλιών όσο και η απορροφούμενη ισχύς τους, για κάθε σημείο λειτουργίας.

Η αύξηση της ισχύος ενός κινητήρα με σταθερές τις στροφές δεν αυξάνει την παροχή της αντλίας πέρα από τα όρια της καμπύλης λειτουργίας. Αντίθετα, μια αύξηση στροφών της αντλίας, μεταβάλει τόσο την παροχή της όσο και την απορροφούμενη ισχύ. Δεν είναι όμως δυνατή η αύξηση των στροφών πέρα από τα όρια που δίνει ο κατασκευαστής της αντλίας.

Το ολικό μανομετρικό ύψος, που προκύπτει από το άθροισμα του γεωγραφικού ύψους και του ύψους τριβών, μπορεί να μεταβληθεί κατά τη διάρκεια της άντλησης από διάφορους παράγοντες, όπως για παράδειγμα από την κάθοδο της στάθμης άντλησης του αντλούμενου νερού.

1.4 ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΑΣΗ επιλογή του τύπου της αντλίας, που εξυπηρετεί πς πραγματικές μας ανάγκες σε κάθε

περίπτωση, είναι το βασικότερο στοιχείο για την επιτυχία του σκοπού μας.

Υπάρχουν πολλοί τύποι αντλιών που κάθε ένας από αυτούς προσφέρεται για ορισμένες μορφές άντλησης. Γι' αυτό το λόγο, πριν από τη λήψη απόφασης για την επιλογή της κατάλληλης αντλίας, απαιτείται προσεκτική μελέτη των συνθηκών άντλησης και των απαιτήσεών μας από την αντλία.

Τα στοιχεία που μπορούν και πρέττει να μας επηρεάσουν στην επιλογή μας είναι πολλά. Ενδεικτικά αναφέρονται τα παρακάτω, που είναι και τα κυριότερα:

1. Το βάθος άντλησης. Τούτο έχει σημασία διότι δεν μπορούμε να αντλήσουμε νερό από οποιοδήποτε βάθος με οποιοδήποτε τύπο αντλίας.

2. Το ολικό μανομετρικό ύψος. Κάθε τύπος και μέγεθος αντλίας έχει ορισμένες δυνατότητες στο μανομετρικό ύψος.

3. Η απαιτούμενη παροχή (υγρού) ανά ώρα. Και σ’ αυτό το σημείο κάθε τύπος αντλίας έχει διαφορετικές δυνατότητες.

4. Η καθαρότητα του αντλούμενου υγρού. Διαφέρουν οι τύποι αντλιών που προσφέρονται για την άντληση νερού με αιωρήματα, άμμους, φερτές ύλες κ. Τ.λ. από εκείνες που προσφέρονται για άντληση καθαρού νερού.

5. Η απαίτησή μας για αυτόματη λειτουργία. Όταν επιθυμούμε αυτόματο ξεκίνημα (με χρονοδιακότττη ή θερμοστάτη ή διακόπτη στάθμης) πρέπει να τοποθετήσουμε αντλία που η λειτουργία της να μην εξαρτάται από ποδοβαλβίδα (ποτήρι) και να μην κινδυνεύει να

λειτουργήσει χωρίς να αντλεί υγρό.

6. Η θερμοκρασία του υγρού. Σε υγρά υψηλών θερμοκρασιών απαιτείται η χρήση κατάλληλων αντλιών που ν' αντέχουν σ' αυτές.

7. Η ρευστότητα του υγρού. Για την άντληση υγρού με μικρή ρευστότητα (μεγάλο ιξώδες) απαιτούνται ειδικοί τύποι αντλιών. Δεν θα μπορούσαμε ποτέ, με μια κοινή φυγόκεντρη αντλία να αντλήσουμε πηκτά ζαχαροδιαλλύμματα (μελάσα κ.τλ) ή υγρά με σχετικά μικρή ρευστότητα.

8. Η διαβρωτικότητα του υγρού. Η άντληση οξέων και ηλεκτρολυτικών διαλειμμάτων, καθώς και η άντληση θαλασσινού νερού προκαλούν ταχεία φθορά σε μια κοινή αντλία. Η ίδια εργασία μπορεί να γίνει με μια αντλία, φτιαγμένη με υλικά που να αντέχουν στην επίδραση του αντλούμενου υγρού.

9. Οι ασκούμενες π ιέσεις. Όταν η αντλία τροφοδοτεί κλειστό κύκλωμα με ττίεση που στην πράξη συμπεριφέρεται σαν μεγάλο μανομετρικό ύψος, πρέττει να χρησιμοποιείται η κατάλληλη αντλία ώστε να αντέχει και στις πιέσεις.

10. Οι διάφορες ειδ ικές συνθήκες. Μια άντληση είναι δυνατόν να επηρεάζεται και σπό άλλες ειδικές συνθήκες που δεν κατονομάζονται και δεν εντάσσονται αποκλειστικά σπς περιπτώσεις που αναφέρθηκαν.

1.5 ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣΗ φυγόκεντρικη αντλία είναι απλή, σχετικά φθηνή και στην πράξη η πιο διαδεδομένη.

Στην κατηγορία των φυγοκεντρικών αντλιών υπάγονται πολλές κατηγορίες που συχνά τις συναντάμε με διαφορετικά ονόματα, εξαιτίας της ειδικής τους κατασκευής.

Πολλές φορές χρησιμοποιούμε τους όρους πολυβάθμια αντλία, ή αντλία αυτόματης αναρρόφησης κ.λ.π. που στην πράξη πρόκειται για φυγόκεντρες αντλίες.

Ονομάζονται φυγόκεντρες αντλίες επειδή για την άντληση χρησιμοποιούμε μεθόδους που στηρίζονται στη φυγόκεντρη δύναμη.

Υπάρχουν τρία είδη φυγοκεντρικής αντλίας, ανάλογα με την τελική μορφή της φτερωτής τους, διακρίνονται σε ανοικτού τύπου (ανοικτά τττερύγια), ημίκλειστου τύπου (ημίκλειστα πτερύγια) και κλειστού τύπου (κλειστά πτερύγια).

Στο αντλιοστάσιο με το οποίο θα ασχοληθούμε στη συνέχεια, θεωρούμε όπ λειτουργεί με αντλίες κλειστού τύπου, και για το λόγο αυτό θα αναφερθούμε μόνο σ' αυτές.

Αν παρεμβάλουμε τα πτερύγια της αντλίας ανάμεσα σε δύο δίσκους και αφήσουμε μόνο μια οπή στο κέντρο του ενός δίσκου για την είσοδο του νερού, δημιουργούμε την κλειστή φτερωτή.

Μια τέτοια αντλία, με ελαχιστοποιημένα τα διάκενα επιστροφής νερού, μπορεί να λειτουργήσει με μεγάλο βαθμό απόδοσης.

Αυτές οι αντλίες με καλό σχεδιασμό και καλή μηχανουργική εττεξεργασία μπορούν να λειτουργήσουν με βαθμό απόδοσης μεγαλύτερο από 80 %.

Ενώ όμως η κλειστή φτερωτή συντελεί στη δημιουργία μεγάλου βαθμού απόδοσης μειονεκτεί στην άντληση νερού που περιέχει άμμο.

Η άμμος όταν κινείται μαζί με το αντλούμενο νερό μπορεί να προκαλέσει φράξιμο των οπών της κλειστής φτερωτής ή με την παρεμβολή της ανάμεσα σε κινητά και σταθερά μέρη της αντλίας να προκαλέσει την ταχεία φθορά της ή την πέδηση (φρενάρισμα) της αντλίας.

ΓΓ αυτό το λόγο, η αντλία με κλειστή φτερωτή προσφέρεται μόνο για την άντληση καθαρού νερού.

Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται διάφοροι τύποι φτερωτής κλειστού τύπου.

Εικόνα 1.5.1 Διάφοροι τύποι φτερωτής κλειστού τύπου

1.6 Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝΑπό οικονομικής άποψης ενδείκνυται η εγκατάσταση μιας μόνο αντλίας αντί για δύο, τρεις

ή περισσότερες μονάδες που όλες μαζί θα έχουν την ίδια παροχή. Το αντλιοστάσιο όμως θα πρέπει να έχει περισσότερες από μια αντλίες για δυο κυρίως λόγους;

> Κίνδυνος μεγάλων ζημιών αν χαλάσει η μοναδική αντλία

> Πρόληψη λειτουργίας της μοναδικής αντλίας με μειωμένη απόδοση όταν η παροχήμειώνεται.

Συνήθως συμφέρει περισσότερο όλες οι αντλίες να είναι όμοιες μεταξύ τους έτσι ώστε να υπάρχει σημαντική οικονομία στα ανταλλακτικά που πρέπει πάντοτε να υπάρχουν διαθέσιμα.

1.7 Κυκλική εναλλαγή αντλιώνΣτα αντλιοστάσια με περισσότερες από μια αντλίες σπάνιες είναι οι φορές που όλες οι

αντλίες πρέπει να δουλεύουν ταυτόχρονα. Για να αποφευχθεί η λειτουργία μόνο μιας ή συγκεκριμένων αντλιών κάθε φορά, ο μελετητής πρέπει να φροντίσει ώστε ο σχεδιασμός του συστήματος να γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε όλες οι αντλίες να δουλεύουν τον ίδιο χρόνο. Ο καλύτερος τρόπος για να επιτευχθεί αυτό είναι η κυκλική εναλλαγή της λειτουργίας των αντλιών. Δηλαδή κάθε φορά που χρειάζεται να θέσουμε μια αντλία σε λειτουργία να τίθεται διαφορετική αντλία.

Για παράδειγμα, όταν πέσει η πίεση του δικτύου κάτω από μια ορισμένη τιμή και η αντλία διατήρησης πίεσης δουλεύει σε πλήρεις στροφές και δεν μπορεί να καλύψει την πίεση του δικτύου τότε τίθεται σε λειτουργία η πρώτη κύρια αντλία η οποία μαζί με την αντλία διατήρησης πίεσης καλούνται να καλύψουν την διαφορά πίεσης. Αν αυτό επιτευχθεί θα βγει μετά από κάποιο χρόνο η πρώτη αντλία εκτός λειτουργίας και την επόμενη φορά που θα πέσει η πίεση του δικτύου ύδρευσης θα ξεκινήσει η δεύτερη αντλία η οποία μαζί με την αντλία διατήρησης πίεσης θα κληθούν να σταθεροποιήσουν την πίεση. Με τον τρόπο αυτό κάθε φορά που πέφτει η πίεση και θέλουμε να θέσουμε μια αντλία σε λειτουργία τίθεται διαφορετική αντλία σε λειτουργία και αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μην καταπονείται μόνο η μια αντλία με συνέπεια την πιθανή καταστροφή της αλλά όλες το ίδιο.

Επίσης κυκλική εναλλαγή χρησιμοποιούμε και κατά την παύση των αντλιών. Έτσι όταν η πίεση του δικτύου ανέβει πάνω από την επιθυμητή τιμή τότε το Inverter ρίχνει τις στροφές του κινητήρα στις μισές και μετά το πέρας ορισμένου χρόνου θέτει μια μια τις αντλίες εκτός λειτουργίας ξεκινώντας από αυτήν που ξεκίνησε πρώτη μέχρι να φτάσει η πίεση στην επιθυμητή τιμή.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΑΓια τη σωστή και χωρίς προβλήματα λειτουργία ενός αντλιοστασίου, δεν αρκεί μόνο η

καλή κατασκευή του κτιρίου και η κατάλληλη επιλογή των μηχανημάτων που θα χρησιμοποιηθούν για την εξυπηρέτηση των διαφόρων αναγκών.

Θα πρέπει επίσης να γίνει και προσεκτική μελέτη της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης για τη σωστή λειτουργία των μηχανημάτων αλλά και για την ασιρίάλειά τους από καταστροφή καθώς επίσης και για την ασφ^εια των ανθρώπων που θα έρχονται σε επαφή με αυτά για το χειρισμό τους.

Στη συνέχεια θα δούμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά των αντλιών και των ηλεκτροκινητήρων του αντλιοστασίου, των υπολογισμό της διατομής των αγωγών σύνδεσης των μηχανημάτων καθώς και την επιλογή διακοπτών, ασφαλειών και άλλων εξαρτημάτων που είναι απαραίτητα για την ασφαλή λειτουργία τους.

2.1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΠΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣΠριν ξεκινήσουμε τη μελέτη της ηλεκτρικής εγκατάστασης θα δούμε ποια εξαρτήματα και

μηχανήματα θα πρέπει να εγκατασταθίούν στο συγκεκριμένο αντλιοστάσιο.

Ο ηλεκτρομηχανολογικός εξοπλισμός του αντλιοστασίου αποτελείται από τα παρακάτω:

1. Ένα αντλητικό συγκροτήματα διατήρησης πίεσης (Α. Δ. Π.)Κάθε ένα αποτελείται από αντλία KSB - VIOSEN, τύπου ΕΤΑ 1CX) -50 / 2, ομοαξονικά

συνεζευγμένης σε κοινή μεταλλική βάση, μέσω ελαστικού συνδέσμου σε ηλεκτροκινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα, κατασκευής ΚΗΜ, τύπου 75 /4 , ισχύος 75 PS. στροφών 1450/1'.

2. Τρία κύρια αντλητικά συγκροτήματα ( Κ. Α . )Κάθε ένα αποτελείται από αντλία τύπου ΕΤ Α 200 - 50, κατασκευής KSB VIOSEN,

παροχής 450 / h, ομοαξονικά συνεζευγμένης, σε κοινή μεταλλική βάση, μέσω ελαστικούσυνδέσμου σε ηλεκτροκινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα, κατασκευής ΚΗΜ, τύττου ΟΚ 270 / 4, ισχύος 270 PS, στροφών 1450 /1 '.

3. Συρτοβαλβίδες, βαλβίδες αντεπιστροφής, αγωγοί.Θα πρέπει επίσης να εγκατασταθούν:

Δικλείδες αναρρόφησης, τύπου πεταλούδας, πριν από κάθε κύρια αντλία.

Δικλείδες αναρρόφησης, τύπου -πεταλούδας, πριν από κάθε αντλία διατήρησης πίεσης.

Φίλτρα αναρρόφησης, ένα για κάθε κύρια αντλία.

Βαλβίδες αντεπιστροφής, μετά από κάθε κύρια αντλία,

4. Υποσταθμός υποβιβασμού τάσεως.Θα τοποθετηθούν δύο όμοιοι μετασχηματιστές τριφασικοί, μεταβλητής τάσεως

πρωτεύοντος 15/20KV και τάσεως δευτερεύοντος 400 / 230 V, πλήρεις, ισχύος 800KVA.

Για την προστασία υψηλής τάσεως, θα τοποθετηθεί μια πλήρης μεταλλική κυψέλη Υ. Τ, 20 Κν, τριών πεδίων, με τα απαιτούμενα όργανα προστασίας και των ακροκιβωπ’ων 20 KV, εσωτερικού και εξωτερικού χώρου.

5. Σύστημα αυτόματης λειτουργίας.Για την επίτευξη της αυτόματης λειτουργίας του ελέγχου και των μετρήσεων, θα

εγκατασταθεί μεταλλικός κλειστός πίνακας που είναι εφοδιασμένος με σειρά οργάνων και συσκευών.

6. Χειροκίνητη γερανογέφυρα.Θα τοποθετηθεί μια γερανογέφυρα ωφέλιμης ανυψωτικής ικανότητας 3 τόνων, η οποία

περιλαμβάνει το χειροκίνητο φορείο, το παλάγκο ανύψωσης την κυρίως γερανογέφυρα, τα πλαϊνά φορεία αυτής και τον τροχό κυλίσεως.

7. Ηλεκτρική εγκατάσταση για την κίνηση και τον φωτισμό.Θα γίνει πλήρης εγκατάσταση όλων των καλωδίων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας

χαμηλής τάσεως και γειώσεων αντλιοστασίου, και πλήρης εγκατάσταση όλων των απαιτούμενων υλικών, για τον πλήρη ηλεκτροφωτισμό του αντλιοστασίου, εσωτερικό και εξωτερικό πίνακα φωτισμού, ρευματοδοτών κ. τ. λ ..

8. Γενικός ηλεκτρικός πίνακας χαμηλής τάσεως.Θα τοποθετηθεί ένας πίνακας διανομής X. Τ. πλήρης, ο οποίος αποτελείται από δύο

πεδία εισόδου μετασχηματιστή, τριών πεδίων αναχώρησης κύριων αντλιών, ενός πεδίου αναχώρησης αντλιών διατήρησης πίεσης, ενός πεδίου βοηθητικής κατανάλωσης και ενός πεδίου διόρθωσης συνφ .

9. Διάφορα βοηθητικά όργανα και εξαρτήματα.Θα τοποθετηθούν:

Ένα αντλητικό συγκρότημα εκκενώσεως που περιλαμβάνει, υποβρύχια αντλία με ενσωματωμένο ηλεκτροκινητήρα, παροχής 15 / h σε μανομετρικό ύψος 10 ιπ, πλωτήρα για τηναυτόματη στάση και εκκίνηση της αντλίας με σωλήνα κατάθλιψης κ. τ. λ.

Ένα πλήρες σύστημα μέτρησης και καταγραφής της παροχής του αντλιοστασίου, περιλαμβάνοντας χυτοσίδηρο σωλήνα VENTURI με τα όργανα ενδείξεων και καταγραφής.

Ένα σύστημα μέτρησης πίεσης νερού στον κεντρικό καταθλιπηκό αγωγό του αντλιοστασίου, το οποίο αποτελείται από ηλεκτρικό μανόμετρο με κρουνό απομονώσεως και σύστημα μετάδοσης των ενδείξεων στον πίνακα αυτοματισμού του αντλιοστασίου.

Πυροσβεστήρες πλήρες.

Αλεξικέραυνα γραμμής Υ. Τ.

Εγκατάσταση αντικεραυνικής προστασίας αντλιοστασίου, αυτοματισμού, τοπικού αυτοματισμού αντλιοστασίου.

Πλήρεις εγκαταστάσεις αντικεραυνικής προστασίας γραμμών Υ. Τ.

2.2 ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣΈνα άλλο πρόβλημα που καλούμαστε να λύσουμε είναι η επιλογή της κατάλληλης αντλίας

για την κάθε περίπτωση.

Επειδή στο αντλιοστάσιο που μελετάμε στη συγκεκριμένη εργασία, έχουν εγκατασταθεί μόνο φυγόκεντρες αντλίες, θα αναφέρουμε κάποια γενικά στοιχεία μόνο γΓ αυτό το είδος αντλιών.

Έτσι, στις φυγόκεντρες αντλίες υπάρχει μια δεδομένη συσχέτιση ανάμεσα στην παροχή, στο μανομετρικό ύψος και στον αριθμό στροφών. Κάθε αντλία έχει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της, τα οποία παριστάνουμε στη λεγάμενη χαρακτηριστική καμπύλη, την καμπύλη Q - Η.

Η καμπύλη Q - Η παρουσιάζει ευστάθεια όταν είναι συνεχώς φθίνουσα ( Σχ. 2.2.1.). Για κάθε τιμή του μανομετρικού ύψους αντιστοιχεί τότε μια μόνο τιμή παροχής. Στην ττερίπτωση ασταθούς χαρακτηριστικής, η καμπύλη αρχικά είναι αύξουσα. Συνεπώς, σε ορισμένη περιοχή υπάρχουν δύο τιμές παροχής για το ίδιο μανομετρικό ύψος (Σχ. 2.2.2.). Πρέττει να επιδιώκουμε να έχουμε ευσταθείς χαρακτηρισπκές. Μια ασταθής χαρακτηρισπκή δεν δημιουργεί δυσκολίες όταν η αντλία λειτουργεί έξω από την περιοχή της αστάθειας. Οι

χαρακτηριστικές μπορεί να έχουν μεγαλύτερες ή μικρότερες κλίσεις.

Γ ρ α μ μ ή Q - Η

Εικόνα 2.2.1 Ευσταθής χαρακτηριστική

Γ ρ α μ μ ή Q - Η

Εικόνα 2.2.2 Ασταθείς χαρακτηριστική

Η αντλία χαρακτηρίζεται επίσης και από την καμπύλη μεταβολής του βαθμού απόδοσης. Η καμπύλη αυτή έχει αφετηρία την αρχή των συντεταγμένων, τείνει σε ένα μέγιστο και ξαναπέφτει ( Σχ. 2.2.3 ).

Από τη γραμμή Q - Η και την καμπύλη απόδοσης, μπορούμε να υπολογίσουμε, με τη βοήθεια του παρακάτω τύπου την καμπύλη μεταβολής της ισχύος.

Ν = M U L (PS)210* η

Η ισχύς μεγαλώνει σταθερό με την παροχή και αρχίζει να πέφτει μετά το σημείο της μέγιστης απόδοσης.

Οι τρεις αυτές καμπύλες, σε συνδυασμό με τη χαρακτηριστική του δικτύου, αποτελούν τη βάση για την εκλογή της φυγόκεντρης αντλίας.

Η χαρακτηριστική του δικτύου ( Σχ. 2.2.4.) προκύπτει από τον υπολογισμό των απωλειών τριβής στο σωλήνα, συναρτήσει της αντίστοιχης παροχής. Στον άξονα των τετμημένων σημειώνουμε το γεωμετρικό ύψος (Hg), και αυτή είναι η αφετηρία της καμπύλης. Η τομή της χαρακτηριστικής του δικτύου με τη γραμμή Q - Η λέγεται σημείο λειτουργίας. Η αντλία στο σημείο αυτό έχει προσαρμοστεί στις απαιτήσεις του δικτύου. Το σημείο αυτό πρέπει να βρίσκεται στην περιοχή του μέγιστου βαθμού απόδοσης ή λίγο τπο πριν.

Αν η τροφοδότηση του καταθλπττικού αγωγού γίνεται από περισσότερες φυγόκεντρες αντλίες, τότε η παροχή της κάθε αντλίας επιπροστίθεται. Η συνολική παροχή δεν μπορεί να βρεθεί με ένα απλό πολλαπλασιασμό, εττειδή η χαρακτηριστική του δικτύου ανεβαίνει με όλο και μεγαλύτερη κλίση όσο μεγαλώνουν οι απώλειες φορτίου.

Η ΒΡ1 Χαρακτηρισπκές

του δικτύου

Εικόνα 2.2.4. Χαρακτηριστική του δικτύου και σημείο λειτουργίαςΒΡ : σημεία λειτουργίας

Για να εξισώσουμε περίπου τις ταχύτητες, αυξάνουμε κλιμακωτά τις διαμέτρους της σωληνώσεως μετά τη συμβολή κάθε αντλίας. Πλεονεκτούν ο ι . χαρακτηριστικές του δικτύου με μικρές κλίσεις, σε συνδυασμό μα γραμμές Q - Η μεγάλης κλίσεως.

2.3 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΤΛΙΑΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ (Α. Δ. Π).Όπως παρατηρούμε στον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό, (παράγραφος 2.1) στο

συγκεκριμένο αντλιοστάσιο με το οποίο θα ασχοληθούμε στη συνέχεια, υπάρχουν δύο είδη αντλιών με διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά.

Έτσι, έχουμε ένα αντλητικό συγκροτήματα διατήρησης πίεσης (Α. Δ. Π.) όπως ονομάζεται. Σκοπός του οποίου είναι να δημιουργεί την κατάλληλη πίεση στον αγωγό κατάθλιψης για να μπορέσουν να εκκινήσουν ομαλά οι κύριες αντλίες.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της αντλίας διατήρησης τπεσης, σύμφωνα με την πινακίδα της είναι τα εξής:

Παροχή (Q) = 145 / hΜανομετρικό ύψος (Η) = 73 rn

Στροφές (η) = 1475 rprn Βαθμός απόδοσης (η) = 0.6

2.4 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΤΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣΗ ισχύς της αντλίας υπολογίζεται από τον εξής τύπο:

. Q * H

οπότε αντικαθιστώντας έχουμε:

Q * H _ 145*73= 65,34 (PS)

Επειδή η ισχύς του κινητήρα που πρόκειται να εκκινήσει μια αντλία πρέπει να υπερκαλύπτει τη μέγιστη απορροφούμενη ισχύ. Θα έχουμε μια προσαύξηση 15 % της ισχύος που υπολογίσαμε δηλαδή:

Ν=65.34* 1.15=75.14 (PS)

Οπότε επιλέγουμε κινητήρα με τα εξής χαρακτηριστικά:

Ισχύος: 75 PSΤάσης: 380V ΔΣυντελεστής ισχύος (οοβφ): 0.87Βαθμού απόδοσης: 0.96Στροφών: 1475 rprnΣυχνότητας: 50 ΗΖ

Βαθμού προστασίας : IP 33 που σημαίνει ότι στον κινητήρα παρεμποδίζεται η επαφή με εργαλεία κ.τ.λ. διαμέτρου άνω των 2.5 mm με τα υπό τάση ή κινούμενα μέρη του. Επίσης παρεμποδίζεται η εισχώρηση ξένων στερεών σωμάτων διαμέτρου άνω των 2.5 mm. Ως προς την προστασία του κινητήρα έναντι ραντισμού ύδατος υπό γωνία μικρότερη ή ίση των 60° ως προς την κατακόρυφο. Παρεμποδίζεται δηλαδή η επιβλαβής εισχώρηση ύδατος, ραντιζόμενου από οποιοδήποτε γωνία μικρότερη ή ίση των 60° ως προς την κατακόρυφο.

Κλάση μόνωσης: Β που σημαίνει ότι το μονωτικό υλικό θα είναι σμάλτο για σύρματα πολυτερεφθαλικά παράγωγα ( Pol^ephthalat), σύνθετα υλικά από υαλοϊνες, μίκα, αμίαντο με συνδετικό εποξειλικές και αλκυ^κές ρητίνες. Φύλλα πλαστικά από πολυεστέρες του τερεφθαλικού οξέως. Επίσης η μέγιστη διαρκώς επιτρεπόμενη θερμοκρασία είναι 130° C.

Το ρεύμα λειτουργίας θα είναι:

I = (Ν / 3 * υφ * οοβφ *η) = (75 * 736/660 * 0,87 * 0,96) => I = 100 A

Επειδή ο ηλεκτροκινητήρας εκκινεί με διακότττη Υ - Δ η ένταση του ρεύματος μετά το αστεροτρίγωνο θα είναι η εξής:

Ιον 100 .I = —7= = — => I = 57.6 A

λ/3 ^/3

Ις = 1,25* I =1 ,25* 57.6=>Ις = 72Α

Από τον πίνακα ( 2,4.1) βρίσκουμε ότι θα έχουμε διατομή 3 = 16 mm και ασφάλεια 80 Α, για αγωγούς της Ομάδας II, δηλαδή μονοπολικά καλώδια που θα τοποθετηθούν πάνω σε σχάρες.

ΠΙΝΑΚΑΣ (2 . 4 .1 .)Ονομαστική ένταση ασφαλειών και αυτόματων προστασίας γραμμών.

Μέγιστη επιτρεπόμενη ένταση αγωγών

Διατομή | ΟΜΑΔΑ 1 ΟΜΑΔΑ II ΟΜΑΔΑ IIIσεmm Imax Ιασω I Imax Ιασω Imax Ιασω0,75 9 6 i 15 I 10 7 ί 6

1 f 18 __ _ J f i__ 9 61,5 1 I'* I 10 j 22 i 20 1 10 i 6

___ 2^ 20 16 i 31 ! 25 15 10____4 i 25 ^ 20 41 35 20 16

6“ 33 25 : 54 50 26 2010 43 35 70 60 35 2516 60 j 50 96 ' 80 48 3525 83 ■ 60 i 128 100 65 5035 100 80 i 153 125 78 6050 127 100 i 197 ! 160 100 8070 147 125 234 20095 181 160 ; 287 250120 208 200 336 300150 238 225 383 355185 266 250 435 ! 425240 515 i 500300 596 600400 710 710500 810 1 800

Οπότε στον κινητήρα θα καταλήγουν 6 αγωγοί με διατομή 16 mm, και θα κάνουμε επιτόπου γείωση με πλέγμα.

Για την κατασκευή του κυκλώματος εκκίνησης αστέρα - τριγώνου τα εξαρτήματα που θα χρησιμοποιήσουμε είναι τα εξής:

Ηλεκτρονόμος C ι Δ,κτύου με ικανότητα ρεύματος:

I- τ -1- 1Ιθς“ (Ιον κινητήρα <jt Δ ·/ ) * 1.25 = ^ *1,25 ^ θς ~ ’ A

Ηλεκτρονόμος 02δ ( τριγώνου) με ικανότητα ρεύματος ίδια με αυτή του ΟίΔ,κτύοα δηλαδή 72,16 A

Ιθς= (Ιον κ,νητήρααεΔ./ V3 ) * 1,25 = ^ * 1 , 2 5 => = 72,16α

Ηλεκτρονόμος Csy ( αστέρα) με ικανότητα ρεύματος:

Χρονικό di με βοηθητική επαφή που ανοίγει σε ρυθμιζόμενο χρόνο ο οποίος στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι 6 sec.

Θερμικό F αποτελείται από μαγνητοθερμικά στοιχεία για να προστατεύει και από βραχυκύκλωμα με περιοχή ρύθμισης:

Ιθ=Ιον,, 4 ;V3 = 100/V3 => Ιβ = 57,73Α

2.5 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΥΡΙΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝΕκτός από το αντλητικό συγκρότημα διατήρησης πίεσης (Α. Δ. Π) έχουμε και τρία κύρια

αντλητικά συγκροτήματα. Σκοπός των οποίων είναι να αντλήσουν την κατάλληλη ποσότητα του νερού που χρειάζεται για την εξυπηρέτηση των αναγκών του δικτύου.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της κύριας αντλίας σύμφωνα με την πινακίδα της είναι τα εξής:

Παροχή (Q) = 450 / hΜανομετρικό ύψος (Η) = 88,5 m Στροφές (η) = 1485 rpm Βαθμό απόδοσης (η) = 0,6

2.6 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΚΥΡΙΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝΗ ισχύς της αντλίας υπολογίζεται από τον εξής τύπο:

χτ Q *H

Οπότε αντικαθιστώντας έχουμε:

Q *H 450*88.5 _

Επειδή η ισχύς του κινητήρα που πρόκειται να κινήσει μια αντλία πρέπει να υπερκαλύπτει τη μέγιστη αποροφούμενη ισχύ θα έχουμε μια προσαύξηση 10 % της ισχύος που υπολογίσαμε. Έτσι, θα έχουμε:

Ν = 245,83* 1,1 =270,4 (PS)

Οπότε επιλέγουμε κινητήρα με τα εξής χαρακτηριστικά:

Ισχύος: 270 PS Τάσης: 380V ΔΣυντελεστής ισχύος (οοβφ): 0,89 Βαθμός απόδοσης: 0,94 Στροφών: 1485 rpm Συχνότητας: 50 ΗΖ Βαθμού προστασίας: IP 33

Κλάση μόνωσης : F που σημαίνει ότι το μονωτικό υλικό θα είναι σμάλτο για σύρματα από πολυεστεροϊμίδια (Polyesterimid), σύνθετα υλικά από υαλοίνες, μίκα, αμίαντο εμποτισμένα με σιλικονούχες ρητίνες. Επίσης η μέγιστη διαρκώς εmτpεπόμεvη θερμοκρασία είναι 155° C.

To ρεύμα λειτουργίας θα είναι:

ΜΙ = -

3*υ^*οο5ψ*η 660*0.89*0.94^1=359.9 A

Επειδή ο ηλεκτροκινητήρας εκκινεί με διακότπη Υ - Δ η ένταση του ρεύματος μετά το αστεροτρίγωνο θα είναι η εξής:

1ς = 1,25 * I = 1,25 * 207,84 = 259.8 A

Από τον πίνακα (2.4.1) βρίσκουμε ότι θα έχουμε διατομή S = 95 πιπτ και ασφάλεια 250 Α, για αγωγούς της Ομάδας II δηλαδή μονοπολικά καλώδια που θα τοποθετηθούν πάνω σε σχάρες.

Οπότε σε κάθε κινητήρα θα καταλήγουν 6 αγωγοί με διατομή 95 mm και θα κάνουμε επιτόπου γείωση με πλέγμα.

Για την κατασκευή του κυκλώματος εκκίνησης Υ - Δ τα εξαρτήματα που θα χρησιμοποιήσουμε είναι τα εξής:

με ικανότητα ρεύματος:

I - = (Ιον V3 ) · 1,25 = ^ · 1.25 =51 , ' 284.55Α

Ηλεκτρονόμος 02δ (τριγώνου) με ικανότητα ρεύματος ίδια με αυτή του Ci Δ»™ου δηλαδή 284,55 A

Ηλεκτρονόμος Csy (αστέρα) με ικανότητα ρεύματος:

Ιθς = (Ιον κ,νηπίραί,ίΔ / 3) * 1,25 = (360 / 3) * 1,25 - Ιβς = 164,3 A

Χρονικό d με βοηθητική επαφή που ανοίγει σε ρυθμιζόμενο χρόνο ο οποίος στην συγκεκριμένη περίπτωση είναι 10 sec.

Θερμικό F με μαγνητοθερμικά στοιχεία για προστασία και από βραχυκύκλωμα με ττεριοχή ρύθμισης:

Ιθ = (Ιον κινητήρα σε Δ / λ/3 ) = 360 / λ/3 => Ig = 207,84 A

2.7 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ { βελτίωση συνφ )Η σχέση μεταξύ ενεργού και άεργου ισχύος (ή μεταξύ ενεργού και άεργου ρεύματος)

καλείται συντελεστής ισχύος και είναι το γνωστό συνημίτονο (συνφ). Για καθαρό άεργο ρεύμα το συνφ είναι 0 (μηδέν) και για καθαρό ενεργό ρεύμα το συνφ είναι 1 (μονάδα), περίπτωση που θεωρείται η ιδανικότερη εκμετάλλευση κάθε ηλεκτρικής εγκατάστασης. Ωστόσο πρέπει να αποφεύγεται μια εγκατάσταση να έχει συνφ = 1 ή χωρητικό, προς αποφυγή φαινομένων συντονισμού με ενδεχόμενο υπέρτασης και εξασθένιση των μονώσεων των τυλιγμάτων.

Στις βιομηχανικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χωρίς αντιστάθμιση το συνφ κυμαίνεται συνήθως από 0,5 και χαμηλότερα, μέχρι 0,7. Ωστόσο οι ηλεκτρικές εταιρίες, που διαθέτουν και πωλούν την ηλεκτρική ενέργεια, θεωρούν ότι ικανοποιητική εκμετάλλευση των εγκαταστάσεων

επιτυγχάνεται με συνφ τουλάχιστον 0,85.

Η απαιτούμενη βελτίωση του συνφ μπορεί να γίνει μόνο με την σύνδεση πυκνωτών ανάλογης ισχύος, παράλληλα προς το επαγωγικό φορτίο, ή παράλληλα προς ολόκληρη την εγκατάσταση, που περιλαμβάνει πολλά επαγωγικά φορτία.

Είναι ευνόητο ότι το όφελος, από την βελτίωση του συνφ, ενδιαφέρει τόσο τον καταναλωτή, όσο και την ηλεκτρική εταιρεία. Έτσι, κάθε ηλεκτρική εταιρεία δίνει οικονομικά κίνητρα, επιβαρύνοντας το τιμολόγιο πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας για συνφ μικρότερο του 0.85, ενώ το πριμοδοτεί για συνφ μεγαλύτερο του 0,85.

2.7.1 ΕΙΔΗ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣΑνάλογα με τον τρόπο σύνδεσης των πυκνωτών διακρίνουμε τρεις τρόπους

αντιστάθμισης:

α) Την τοπική αντιστάθμιση, κατά την οποία κάθε επαγωγική κατανάλωση αντισταθμίζεται χωριστά.

β) Την ομαδική αντιστάθμιση, κατά την οποία πολλές επαγωγικές καταναλώσεις αντισταθμίζονται κατά ομάδες.

γ) Την κεντρική αντιστάθμιση, κατά την οποία η αντιστάθμιση γίνεται στην είσοδο του καταναλωτή και μάλιστα στον κεντρικό του πίνακα.

2. 7. 2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΥΚΝΩΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣΣύμφωνα με τα όσα αναφέραμε παραπάνω για να υπολογίσουμε τους ττυκνωτές

αντιστάθμισης της εγκατάστασης του αντλιοστασίου που μελετάμε θα εργαστούμε ως εξής.

Ξέρουμε ότι έχουμε μια τριφασική κατανάλωση συνολικά 5 χ 270 = 1350 KW (μηχανική ισχύς) ενώ η ηλεκτρική ισχύς είναι 1350/ 0.94 = 1436 ΚΥΑ και υποθέτουμε ότι λειτουργεί με συντελεστή ισχύος ( συν φ ) 0,6 και θέλουμε να διορθωθεί σε 0,9. Ξέρουμε επίσης ότι η πολική τάση του δικτύου είναι 380 V και η συχνότητα F = 50 ΗΖ.

Έτσι, θα έχουμε:

Για συν φι = 0,6 έχουμε εφφι = 1 ,3 3

Γ ια συνφ2 = 0,9 έχουμε εφφ2 = 0,48

Η άεργος ισχύ του πυκνωτή θα είναι:

Qc = Ρ (εφφι- εφφ2) = 1436 (1,33 - 0,48) = 1147,5 KVAR

Η άεργος ισχύς ανά κλάδο θα είναι:

Qc/,d<n, = (1/3) * Qc = 1147,5 / 3 => Οο,φήοη = 382,5 KVAR

Οπότε η τιμή του πυκνωτή σε διάταξη τριγώνου θα είναι:

Οδ = (Qc / ω * υ^) = (382500 / 314 * 380^) => Οδ = 8.43 mF

Επομένως για τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος της εγκατάστασης θα χρησιμοποιήσουμε ένα αυτόματο συγκρότημα πυκνωτών χωρισμένο σε 8 βαθμίδες ολικής ισχύος 400 KVAR τάσης λειτουργίας 380 Volt. Η ρύθμιση θα γίνει σε 8 βήματα.

Σε περίτπωση που θα έρθουν οι λογαριασμοί της Δ.Ε.Η. και χρειάζεται η εγκατάσταση

επιπλέον βελτίωση συνιμητόνου θα τοποθετηθούν σταθερές μονάδες πυκνωτών στο δίκτυο της χαμηλής.

Κάθε μια από τις 8 βαθμίδες αποτελείται από μια μονάδα ττυκνωτών ισχύος 50 KVAR και έχουν συνδεσμολογία τριγώνου.

Οι αντιστάσεις εκφόρτισης είναι μόνιμα συνδεδεμένες για να έχουμε καλύτερη προστασία

Αναλυτικότερα το κάθε αυτόματο συγκρότημα αποτελείται από:

Ηλεκτρικό ρυθμιστή άεργου ισχύος ασύμμετρης φόρτισης ο οποίος δίνει εντολές ζεύξης και απόζευξης βαθμιδών ανάλογα με τις ανάγκες της εγκατάστασης.

> 8 μονάδες πυκνωτών> 8 X 50 = 400 KVAR> 8 ρελέ τύπου AC3> 8 τριάδες μαχερωτές ασφάλειες με τις βάσεις τους ονομαστικής έντασης 125 Α.> Η διατομή του αγωγού είναι S = 35 mm^ και το καλώδιο που χρησιμοποιείται είναι ΝΥΥ

3 * 35 mm^ (επιλέχθηκαν από τον Πίνακα 2.4.1. σελ. 15)

2.8 ΣΧΕΔΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ

Τα σχέδια της ηλεκτρικής εγκατάστασης του αντλιοστασίου ύδρευσης που μελετάμε είναι ταεξής:

Κύκλωυα Αυτουατισυού

■ ■■

■ τ'. - τ. ■ τ '\ · \ ■

■ Κ

■τ\ ' - τ'. ■τ'. » γ : • τ'.

Ώ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΙ ΛΟΓΙΚΟΙ ΕΛΕΓΚΤΕΣ (PLC)

ΓΕΝΙΚΑΗ ραγδαία εξέλιξη των υπολογιστών τα τελευταία χρόνια και οι φανταστικές δυνατότητες

που παρέχουν, βρήκαν άμεση εφαρμογή στους βιομηχανικούς αυτοματισμούς, όπου οι απαιτήσεις για εύρυθμη λειτουργία στην παραγωγική διαδικασία, σε συνδυασμό με την τήρηση ορισμένων προδιαγραφών ποιότητας, είναι σύνθετες και δύσκολο να αντιμετωπισθούν με τον κλασσικό αυτοματισμό. Με τους υπολογιστές όχι μόνο καλύπτονται αυτές οι απαιτήσεις, αλλά και πολύ περισσότερες, όπως άμεσης προσαρμογής σε μεταβολές προδιαγραφών, διεργασιών (ευέλικτα συστήματα), της υποστήριξης με ξένη ειδικευμένη τεχνογνωσία (έμπειρα συστήματα), άμεσης εποπτείας και τηλεποπτείας, κ.ά.

Οι υπολογιστές πέρασαν στις βιομηχανικές εφαρμογές με δύο μορφές:> τους βιομηχανικούς υπολογιστές και> τους προγραμματιζόμενους ελεγκτές

Οι πρώτοι είναι υπολογιστές με αυστηρές προδιαγραφές ποιότητας, κατάλληλοι για βιομηχανικό περιβάλλον (ηλεκτρικός θόρυβος, υγρασία, σκόνη κλπ.)

Οι δεύτεροι είναι υπολογιστές ειδικών λειτουργιών με υψηλή αντοχή στο βιομηχανικό περιβάλλον.

Στο βιομηχανικό χώρο αντιμετωπίζονται με μεγαλύτερη "συμπάθεια" οι προγραμματιζό- μενοι ελεγκτές επειδή η γλώσσα προγραμματισμού τους είναι προσαρμοσμένη στον κλασσικό αυτοματισμό, και επομένως πιο προσιτή στο τεχνικό προσωπικό.

3.1 Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτέςΟ όρος είναι πιστή μετάφραση του Ρτο9Γ3πιπΐ3όΐ6 Logic Controllers (PLC) και έχει

επικρατήσει στην ελληνική πραγματικότητα, άν και ίσως θα ήταν πιο ευδόκιμος, για την ελληνική γλώσσα, ο όρος προγραμματιζόμενες μονάδες αυτοματισμού.

Πρόκειται για μονάδες προγραμματιζόμενης λογικής που απλοποιούν την ηλεκτρική εγκατάσταση βιομηχανικού αυτοματισμού, αντικαθιστώντας την ενσύρματη λογική (wired logic) μ' ένα πρόγραμμα. Έτσι η κατασκευή και η συρμάτωση ενός ηλεκτρικού πίνακα αυτοματισμού γίνεται απλή και ανεξάρτητη από την λογική του αυτοματισμού. Πάνω στους ακροδέκτες του προγραμματιζόμενου ελεγκτή συνδέονται όλα τα στοιχεία που δίνουν εντολές και χαρακτηρίζονται ως είσοδοι (μπουτόν, οριακοί διακόπτες, αισθητήρια) καθώς και εκείνα τα εξαρτήματα που δέχονται εντολές (ηλεκτρονόμοι, ηλεκτροβαλβίδες, ενδεικτικές λυχνίες, καταμετρητές, κ.λ.π).

Η λογική του αυτοματισμού προγραμματίζεται στην μνήμη του PLC, ακόμα και την τελευταία στιγμή (θέση σε λειτουργία του αυτοματισμού), μ' ένα χειριστήριο προγραμματισμού ή ένα υπολογιστή. Επομένως το πρόγραμμα (=μελέτη) μπορεί να γίνεται παράλληλα με την κατασκευή του ηλεκτρικού πίνακα.

Αν στην συνέχεια χρειασθεί να γίνουν αλλαγές στον αυτοματισμό, τότε πολύ απλά "διορθώνεται" η λογική του αλλάζοντας το πρόγραμμα, χωρίς να χρειασθεί επέμβαση στην συρμάτωση του πίνακα.

Αυτή η ευεΑιέία ποοσαουονήσ του συτουατισυού o tic εκάστοτε απαιτήσεΐ€ αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα πλεονΕκτήυατα που παοέγουν οι woovoauua- τι^όυενοι ελενκτέε στην τεγνική του αυτουατισυού.

Ο προγραμματιστής μπορεί ανά πάσα στιγμή να έχει στην οθόνη του το πρόγραμμα, σε οποιαδήποτε παράσταση και ανεξάρτητα από τον τρόπο που προγραμματίστηκε αρχικά.

Επίσης έχει την δυνατότητα να πάρει το πρόγραμμα εκτυπωμένο σε χαρτί, μ' ένα εκτυπωτή.

3.2 Δομή ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτήΈνας προγραμματιζόμενος ελεγκτής ανεξάρτητα από τον τύπο και το μέγεθος του

αποτελείται από τα εξής βασικά στοιχεία:

> Πλαίσιο για την τοποθέτηση των μονάδων> Μονάδα τροφοδοσίας> Κεντρική μονάδα επεξεργασίας CPU (με τον μικροεπεξεργαστή και την μνήμη για το πρόγραμμα)> Μονάδες εισόδων> Μονάδες εξόδων

3.2.1 Πλαίσιο τοποθέτησης μονάδωνΌλες οι μονάδες, από τις οποίες αποτελείται ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής, είναι

τοποθετημένες σ' ένα πλαίσιο. Σ’ αυτό είναι ενσωματωμένο το σύστημα αγωγών (ζυγών), με τους οποίους επικοινωνούν οι διάφορες μονάδες μεταξύ τους, για την ανταλλαγή πληροφοριών και για την τροφοδοσία τους.

3.2.2 Μονάδα τροφοδοσίαςΗ μονάδα τροφοδοσίας αναλαμβάνει:

> Να δημιουργεί από την τάση του δικτύου τις απαραίτητες εσωτερικές τάσεις (συνήθως 5 - 9 - 24ν DC), που απαιτούνται για την λειτουργία των ηλεκτρονικών στοιχείων του προγραμματιζόμενου ελεγκτή (ολοκληρωμένα, τρανζίστορς, μικρορελέ κλπ.) και

> Να διατηρήσει το περιεχόμενο της μνήμης RAM, σε μια διακοπή της τάσης του δικτύου με τη βοήθεια μπαταρίας, που ενσωματώνεται σ' αυτήν.

3.2.3 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU).Η μονάδα αυτή αποτελείται από:

> Τον μικροεπεξεργαστή, ο οποίος επεξεργάζεται συνεχώς (κυκλικά) τις εντολές του προγράμματος, με βάση τις καταστάσεις (σήματα) των εισόδων - εξόδων, και

> Την μνήμη όπου είναι γραμμένο το πρόγραμμα.

Ανάλογα με τα σήματα και το πρόγραμμα, εξαναγκάζει τις εξόδους να αποκτήσουν τάση ή όχι, οπότε αντίστοιχα διεγείρονται ή όχι και τα συνδεδεμένα σ' αυτές ρελέ, ηλεκτροβαλβίδες, λυχνίες κλπ.

Το πρόγραμμα γράφεται στη μνήμη, με τη βοήθεια μιας συσκευής προγραμματισμού (προγραμματιστής). Αυτή συνδέεται στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας, μόνο όταν πρόκειται να γραφτεί ή μεταφερθεί το πρόγραμμα στη μνήμη, ή αν πρόκειται να γίνουν αλλαγές. Επίσης χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των διαφόρων σημάτων, κατά την εξέλιξη του προγράμματος και για την ανεύρεση σφαλμάτων.

Η μνήμη είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ημιαγωγών, στο οποίο γράφονται τα διάφορα προγράμματα υπό μορφή εντολών. Μπορεί να είναι εσωτερική RAM ή πρόσθετη RAM / EPROM / EEPROM,

Σε μια μνήμη RAM (Random Access Memory) μπορεί να γραφεί και να σβηστεί ένα πρόγραμμα οποιαδήποτε στιγμή. Η διατήρηση του προγράμματος σε μια διακοπή ρεύματος εξασφαλίζεται από την μπαταρία του τροφοδοτικού.

Μια μνήμη EPROM (Erasable Programable Read Only Memory) μπορεί να προγραμματιστεί μόνο έξω από τον ελεγκτή τοποθετούμενη σε κατάλληλη υποδοχή του προγραμματιστή. Δεν χάνει το περιεχόμενο της σε διακοπή ρεύματος, το οποίο σβύνεται μόνο ε συσκευή υπεριωδών ακτίνων. Είναι σημαντικά φθηνότερη από μια EEPROM.

Μια μνήμη EEPROM (Electrical Erasable Programable Read Only Memory) διαφέρει από την EPROM στο ότι μπορεί να σβυστεί ηλεκτρικά με τον προγραμματιστή.

Στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας υπάρχουν επίσης:

> Διακόπτης λειτουργίας RUN/STOP> Ενδεικτικά LED (πράσινο = RUN / κόκκινο = STOP)> Θέση σύνδεσης μιας συσκευής προγραμματισμού.> Θέσεις επέκτασης για την προσθήκη επιπλέον μονάδων εισόδων, εξόδων, σε

συνδυασμό με τις δυνατότητες της CPU.

Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά στοιχεία των ικανοτήτων μιας CPU είναι:

> Η χωρητικότητα μνήμης> Η ταχύτητα εκτέλεσης προγράμματος (χρόνος κύκλου για 1Κ εντολές)> Ο αριθμός των εσωτερικών βοηθητικών (Flags = εσωτερικά βοηθητικά ρελέ μιας επαφής), των χρονικών (Timers), των καταμετρητών (Counters), σε συνδυασμό με την δυνατότητα διατήρησης (συγκράτηση) της πληροφορίας σε διακοπή ρεύματος.

> Ο αριθμός των δυνατών εισόδων - εξόδων.> Η δυνατότητα συνεργασίας σε δίκτυο.

3.2.4 Μονάδες εισόδων (I)Τα καλώδια, που έρχονται από τα αισθητήρια της παραγωγικής διαδικασίας συνδέονται

στις κλέμες των μονάδων εισόδων (Είσοδοι του PLC).

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι τέτοιων μονάδων:Ψηφιακές (ΟΝ - OFF), στις οποίες μεταφέρεται ή διακόπτεται μια συγκεκριμένη τάση

(24ν DC ή 115 V AC), από οριακούς διακόπτες, βοηθητικές επαφές, μπουτόν, κλπ. Η τάση δημιουργείται συνήθως από ξεχωριστό τροφοδοτικό.

Αναλογικές, στις οποίες η τάση είναι μεταβαλλόμενη με περιοχές εντός των ορίων, -10 έως 10V DC και -20 έως 20 mA ή 4 έως 20 mA), πχ αισθητήρια θερμοκρα-σίας, αισθητήρια πίεσης κλπ.

3.2.5 Μονάδα εξόδων (Q)Τα καλώδια που πηγαίνουν προς τα ρελέ ισχύος, βαλβίδες, λυχνίες, καταγραφικά, κ.λπ.

συνδέονται στις κλέμες των μονάδων εξόδων (Έξοδοι του PLC).

Και οι μονάδες εξόδων διακρίνονται σε ψηφιακές και αναλογικές. Για τις ψηφιακές η τάση με την οποία μεταφέρονται οι εντολές είναι 24V DC, 115 ή 220V AC, ενώ για τις αναλογικές - 10V έως 10V, 4 - 20 mA

Οπτοηλεκτρονική ζεύξη (Γαλβανική απομόνωση)Τα ηλεκτρικά κυκλώματα των μονάδων εισόδων - εξόδων συνήθως είναι ανεξάρτητα από

αυτά της CPU. Η επικοινωνία γίνεται με οπτοηλεκτρονική ζεύξη (συνδυασμός φωτοδιόδου - φωτοαντίστασης), για προστασία της CPU, από υπέρταση ή λάθος τάση.

Ονοματολογία εισόδων - εξόδωνΌλες σχεδόν οι εταιρείες χρησιμοποιούν τον συμβολισμό ΙΧΥ και QXY ή ΟΧΥ για την

ονοματολογία των εισόδων και εξόδων αντίστοιχα.

ΙΧΥ είναι η είσοδος (Input) της μονάδας με αύξοντα αριθμό X, που έχει αύξοντα αριθμό Υ

QXY είναι η έξοδος (Quit - Output) της μονάδας με αύξοντα αριθμό X, που έχει αύξοντα αριθμό Υ.

Γ Γ χ ·

Σχήμα 3.2.5.1 Δομή ενός PLC

3.2.6 Βοηθητικές μονάδεςΕίναι συσκευές που δεν είναι απαραίτητες για την λειτουργία του προγραμματιζόμενου

ελεγκτή, ωστόσο χρήσιμες έως απαραίτητες για πλήρη εποπτεία και έλεγχο. Οι κυριότερες

> Εξομοιωτής. Είναι μια σειρά από διακόπτες με τους οποίους μπορούμε να κάνουμε εργαστηριακό έλεγχο ενός προγράμματος.

> Μονάδα υπεριώδους ακτινοβολίας για την απάλειψη (σβήσιμο) του περιεχομένου μνημών EPROM.

> MODEM για διαβίβαση πληροφοριών δια μέσου δικτύου ΟΤΕ.

> MONITORS (Μονάδες έγχρωμης δυναμικής απεικόνησης μιμικών διαγραμμάτων)

> Εκτυπωτές για την καταγραφή στατιστικών στοιχείων και του προγράμματος.

3.3 Πλεονεκτήματα τω ν προγραμματιζόμενω ν ελεγκτώ νΤα σπουδαιότερα πλεονεκτήματα των προγραμματιζόμενων ελεγκτών έναντι του

κλασσικού αυτοματισμού είναι:

> Στο στάδιο της μελέτης δεν απαιτείται ακριβής καταμέτρηση των βοηθητικών επαφών (Normally Open, ON - Normally Close, OFF), των χρονικών, των καταμετρητών, αφού διατίθενται σε μεγάλη επάρκεια.

> Η λογική του αυτοματισμού, μπορεί να αλλάξει πολύ εύκολα σε οποιοδήποτε στάδιο (μελέτη, κατασκευή, θέση λειτουργίας κ.λ.π).

> Ο εντοπισμός βλαβών διευκολύνεται, γιατί για κάθε εξωτερική εντολή υπάρχει αντίστοιχο LED. Επίσης η ροή του αυτοματισμού μπορεί να παρακολουθηθεί άνετα, με τη βοήθεια μιας συσκευής προγραμματισμού.

> Ο αυτοματισμός παραδίνεται συντομότερα σε λειτουργία, γιατί η μελέτη μπορεί να γίνεται παράλληλα με την τοποθέτηση και συρμάτωση του προγραμματιζόμενου

> Δεν υπάρχει το γνωστό πρόβλημα των «μή ενημερωμένων» σχεδίων του πίνακα αυτοματισμού μετά από λίγο καιρό. Ο προγρ. ελεγκτής έχει πάντα κρατημένο «μέσα του» το τελευταίο πρόγραμμα, το οποίο μπορεί να διαβαστεί με μια συσκευή προγραμματισμού ή να εκτυπωθεί σε χαρτί.

> Υπάρχει σημαντική οικονομία στο χώρο, τη συντήρηση (δεν υπάρχουν μηχανικές επαφές) και την κατανάλωση ενέργειας.

> Η τοποθέτηση μπορεί να γίνει χωρίς κίνδυνο και μέσα σε πεδία ισχύος.

> Ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής μπορεί να συνδεθεί με περιφερικές μονάδες για επιτήρηση - έλεγχο της εγκατάστασης (οθόνη, πληκτρολόγιο, εκτυπωτής), καταργώντας το κλασσικό διάγραμμα και τον πίνακα χειρισμών. Επίσης μπορεί να συνδεθεί με ανώτερο υπολογιστή για ανταλλαγή στοιχείων.

> Η γλώσσα προγραμματισμού είναι προσαρμοσμένη στο βιομηχανικό αυτοματισμό και άρα είναι προσιτή στο προσωπικό που μέχρι σήμερα συντηρούσε τους κλασσικούς πίνακες αυτοματισμού.

3.4 Λογισμικό (Software) προγραμματιζόμενων ελεγκτώνΟι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές προγραμματίζονται συνήθως σε μια ή περισσότερες

από τις παρακάτω γλώσσες προγραμματισμού:

> Λίστα εντολών (Statement List = STL)

> Διάγραμμα Ladder (Ladder Diagram = LAD)

> Λογικό διάγραμμα (Control System Flowchart = CSF).

Oi γλώσσες αυτές είναι πολύ πιό απλές από τις γλώσσες προγραμματισμού των ηλεκτρονικών υπολογιστών (Basic, Pascal, Fortran κλπ.). Είναι τυποποιημένες διεθνώς κατά DIN και IEC και αποτελούν κατά κάποιο τρόπο την "επίσημη γλώσσα" στον προγραμ- ματιζόμενο αυτοματισμό. Έτσι οι περισσότεροι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές προγραμματίζονται και με τους τρεις τρόπους.

3.5 Λίστα εντολών (Statement List = STL)Η γλώσσα αυτή είναι αναμφίβολα η "μητρική" γλώσσα κάθε προγραμματιζόμενου

ελεγκτή, η οποία έχει και τις μεγαλύτερες δυνατότητες αλλά και ευελιξία. Η λίστα εντολών όπως και οι άλλες γλώσσες στηρίζονται στη ψηφιακή λογική. Έτσι είναι λογικό να περιμένουμε ότι η γλώσσα STL αποτελείται από συντμήσεις αγγλικών λέξεων.

Μια εντολή προγράμματος στη μορφή αυτής της γλώσσας αποτελείται από δύο τμήματα:

> Εκείνο που χαρακτηρίζει το είδος της εντολής και

> Εκείνο που χαρακτηρίζει την παράμετρο.

Το τμήμα που χαρακτηρίζει το είδος της εντολής, καθορίζει το τι πρόκειται να γίνει, Π.χ.

Α: μανδάλωση κατά AND

Ο: μανδάλωση κατά OR

ΑΝ: εντολή AND NOT

= : ενεργοποίηση σε κατάσταση ‘Ί ” ή "0” .

Στο τμήμα της παραμέτρου δίνονται επιπρόσθετα στοιχεία. Καθορίζεται με ποια παράμετρο (π.χ. είσοδο, έξοδο, διάρκεια χρόνου) θα γίνει αυτό που προσδιορίζει η εντολή. Η παράμετρος αυτή είναι ένας συνδυασμός γραμμάτων και αριθμών, π.χ.

%Ι1.4: είσοδος με διέυθυνση 1.4

%Q2.0: έξοδος με διεύθυνση 2.0

Όπως φαίνεται στο παράδειγμα το γράμμα δηλώνει είτε είσοδο, είτε έξοδο, ενώ οι αριθμοί δηλώνουν την ακριβή διεύθυνση της εισόδου ή εξόδου αντίστοιχα μέσα στην μνήμη του προγραμματιζόμενου ελεγκτή.

Αριστερά ο πρώτος αριθμός χαρακτηρίζει τη διεύθυνση του BYTE (αύξοντα αριθμό κάρτας εισόδου ή εξόδου) και δεξιά ο δεύτερος αριθμός χαρακτηρίζει τη διεύθυνση του BIT (αύξοντα αριθμό εισόδου ή εξόδου της κάρτας).

Σημειώνεται ότι ένα BYTE περιλαμβάνει 8 BIT και συνήθως μια κάρτα έχει 8 εισόδους ή εξόδους.

Ορισμένες εντολές προγράμματος αποτελούνται μόνο από το πρώτο τμήμα της εντολής (είδος εντολής), π.χ. Α( , ), 0 ( , ), Την θέση των παραμέτρων καταλαμβάνουν άλλες εντολές π.χ. A ή Ο.

3.6 Διάγραμμα Ladder (Ladder Diagram = LAD)Η γλώσσα αυτή είναι σχετικά πιο απλή και γίνεται πιο κατανοητή από τους τεχνικούς,

αφού μοιάζει περισσότερο με το κλασσικό ηλεκτρολογικό σχέδιο. Η εγγραφή του προγράμματος γίνεται με τον προγραμματιστή, ο οποίος πρέπει να διαθέτει μια σειρά πλήκτρων με σύμβολα ή να έχει πληκτρολόγιο με διπλή χρήση (εντολών και συμβόλων).

Οι διάφοροι κλάδοι του σχεδίου παριστάνονται οριζόντιοι και όχι κάθετοι όπως είναι στο κλασσικό σχέδιο.

Στο πληκτρολόγιο υπάρχουν τα αντίστοιχα πλήκτρα:—] [— (ομαλά ανοικτή επαφή: Ν/0),

... ]/[... (ομαλά κλειστή επαφή: N/C),

—( )— (άμεση έξοδος: ενεργοποιείται όταν περάσει ρεύμα)

— (/)— (αντίστροφη έξοδος: ενεργοποιείται όταν δεν περάσει ρεύμα)

_____ (σύνδεση σειράς)

(σύνδεση παράλληλη)

Σ' άλλους κατασκευαστές χρησιμοποιείται η τεχνική των κόμβων αντί οριζοντίων και καθέτων συνδέσεων.

Με μικρή εξάσκηση μπορεί τελικά ένα πρόγραμμα να προγραμματιστεί πιο εύκολα στο χέρι, παρά να σχεδιαστεί στο χαρτί.

3.7 Λογικό διάγραμμα (Control System Flowchart = CSF)O προγραμματισμός με την γλώσσα αυτή χρησιμοποιεί τον συνδυασμό των λογικών

πυλών όπως AND, OR, AND NOT κ.λπ. τις οποίες έχουμε με μορφή ομάδας και μπορούν συγχρόνως να δημιουργήσουμε και άλλες ομάδες με διαφορετική ενέργεια. Οι ομάδες αυτές μας βοηθούν να μικραίνουμε το πρόγραμμα, ούτως ώστε να χρησιμοποιούμε όσο το δυνατό γίνεται μικρότερη μνήμη.

Οι είσοδοι της πύλης (π.χ. σήματα από τις επαφές) είναι αριστερά και η έξοδος δεξί (π.χ. εντολή προς πηνίο). Η ροή του σήματος είναι πάντα από αριστερά προς τα δεξιά.

3.8 Σύγκριση μορφών (γλω σσώ ν) προγραμματισμούΌπως αναφέρθηκε και πιο πάνω η "μητρική γλώσσα" κάθε προγραμματιζόμενου ελεγκτή

είναι η λίστα εντολών, η οποία έχει και τις μεγαλύτερες δυνατότητες.

Οπωσδήποτε, και οι δύο γραφικές μορφές (διάγραμμα Ladder, λογικό διάγραμμα) έχει το μεγάλο πλεονέκτημα της καλύτερης εποπτείας "με μια ματιά".

Καλό είναι οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές να έχουν τη δυνατότητα, να προγραμματιστούν και στις τρεις μορφές που προαναφέρθηκαν και να αφήνεται σ' αυτόν, που θα κάνει το πρόγραμμα, επιλογή της μορφής προγραμματισμού.

3.9 Αντικείμενα ψηφίου (Bit)

3.9.1 Ψηφιακές είσοδοιΟι ψηφιακές είσοδοι όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες ενότητες μπορούμε να -

πούμε ότι είναι διακριτά ψηφιακά δεδομένα μορφής bit από αισθητήρια, μπουτόν. Έτσι, η τιμή τους μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0 (κλειστή ή ανοικτή επαφή) και έτσι για τις ψηφιακές εισόδους χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%ΙΥ.Ζ

Αναλύοντας το κάθε στοιχείο που απαρτίζει αυτή την σύνταξη, έχουμε:

Το % συμβολίζει διεύθυνση μνήμης, και επομένως στοιχείο του προγράμματος.

Το I συμβολίζει στοιχείο ψηφιακής εισόδου (Bit).

Το Υ συμβολίζει τον αριθμό κάρτας (βάσης ή επέκτασης).

Το Ζ συμβολίζει τον αριθμό εισόδου. Στην εικόνα 3.9.1, βλέπουμε για παράδειγμα την ψηφιακή είσοδο %Ι0.1

roAj# Χ-Χ-

Κλέμμα. ψηφιαχών sicpoStor ^

Εικόνα 3.9.1 Ψηφιακή είσοδος ελεγκτή

3.9.2 Ψηφιακές έξοδοιΟι ψηφιακές έξοδοι μπορούμε να πούμε ότι είναι διακριτές ψηφιακές εντολές μορφής bit

προς κινητήρια στοιχεία ή στοιχεία ελέγχου, πχ ρελέ, καταναλωτές κ.λ.π.

Έτσι, η τιμή τους μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0 (ενεργοποιημένη ή απενεργοποιημένη έξοδος) και έτσι για τις ψηφιακές εξόδους χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%QY.Z


Το % συμβολίζει διεύθυνση μνήμης, και επομένως στοιχείο του προγράμματος

Το Q συμβολίζει στοιχείο ψηφιακής εξόδου (Bit).


Το Ζ συμβολίζει τον αριθμό εξόδου. Στην εικόνα 3.9.2, βλέπουμε για παράδειγμα την ψηφιακή έξοδο %Q0.I

3.9.3 Bit μνήμης ή Memory BitTo Bit Μνήμης όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες ενότητες μπορούμε να πούμε ότι

αντιστοιχεί σε ένα βοηθητικό ρελέ (άρα μορφής bit).

Μας επιτρέπει επομένως να αποθηκεύσουμε εσωτερικά και να διαχειριστούμε όπως εμείς θέλουμε την τιμή μιας εισόδου - εξόδου, και γενικά πληροφορίας σε μορφή bit.

Έτσι, ή τιμή τους μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0 (ενεργοποιημένη ή απενεργοποι-ημένη) και - έτσι χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%Μη



Το Μ συμβολίζει στοιχείο μνήμης ψηφίου (Bit).

Το η συμβολίζει τον αριθμό θέσης της μνήμης ψηφίου (Bit).

3.10 Αντικείμενα Λέξης (Word)Οι αριθμητικές εντολές ισχύουν γενικά για τις δεκαεξάμπιτες λέξεις (16-bit words) για τις

τριανταδυάμπιτες διπλές λέξεις (32-bit double words), και γράφονται σε αγκύλες (Operation ή Compare Blocks). Έτσι εάν το αποτέλεσμα μιας λογικής λειτουργίας αληθές (Λογική Boolean = 1), η αριθμητική πράξη εκτελείται. Έτσι εάν το αποτέλεσμα μιας λογικής λειτουργίας είναι αναληθές (Λογική Boolean = Ο), η αριθμητική πράξη δεν εκτελείται και ο τελεστέος παραμένει αμετάβλητος.

3.10.1 Αναλογικές είσοδοι ή Input WordsΟι αναλογικές είσοδοι όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες ενότητες μπορούμε να

πούμε ότι είναι αναλογικά δεδομένα μορφής word από αισθητήρια, κ.α

Εικόνα 3.10.1.1 Αναλογική είσοδος %IW0.0

Έτσι, η τιμή τους μπορεί να είναι ένας αριθμός που κυμαίνεται μεταξύ -32768 και 32767 για δωδεκάμπιτη αναλογική είσοδο (12-bit) και έτσι για τις αναλογικές εισόδους χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%IWY.Z



Το IW συμβολίζει στοιχείο αναλογικής εισόδου (word).


Το Ζ συμβολίζει τον αριθμό εισόδου, που βλέπουμε στην εικόνα 3.10.1.2

26

Οι διευθύνσεις και κάποιες ενδεικτικές τιμές εισόδοιν για αυτό τσν ελεγκτή Twido έχουν ιυς εξής;

9 Η είσοδος %IW0.0 μπορεί να έχει την τιμή 300 (π.χ. Πίεση)

3 Η είσοδος %rW1.0 μπορεί να έχει την τιμή 12500 (π-χ. Απόσταση)

3 Η είσοδος % rw i.l μπορεί να έχει την τιμή 623 (π.χ. θερμοκρασία)

Εικόνα 3.10.1.2 Επέκταση του PLC TWIDO της TELEMECANIQUE με τρεις αναλογικές εισόδους.

3.10.2 Αναλογικές έξοδοι ή Output WordsΟι αναλογικές έξοδοι όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες ενότητες μπορούμε να

πούμε ότι είναι αναλογικά δεδομένα μορφής word προς κινητήρια στοιχεία ή στοιχεία ελέγχου Π.χ. ρυθμιστές στροφών, ενδείκτες (όίερίθγ), κ.λ.π.

Έτσι, η τιμή τους μπορεί να είναι ένας αριθμός που κυμαίνεται μεταξύ -32768 και 32767 για δωδεκάμπιτη αναλογική έξοδο (l2-bit) και έτσι για τις αναλογικές χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

% QWY.Z



Το QW συμβολίζει στοιχείο αναλογικής εξόδου (word).


Το Ζ συμβολίζει τον αριθμό εισόδου, που βλέπουμε στην εικόνα 3.10.2

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε άλλο ένα παράδειγμα ψηφιακών εξόδων. Οι διευθύνσεις και κάποιες ενδεικτικές τιμές εξόδων για τον ελεγκτή έχουν ως εξής:

Η είσοδος IW1.0 μπορεί να έχει την τιμή 2410 (π.χ πίεση).

Η έξοδος QW1.0 μπορεί να έχει την τιμή 6700 (π.χ Συχνότητα Ρυθμιστή στροφών).

Εικόνα 3.10.2.1 Αναλογικές έξοδοι στην κάρτα επέκτασης του ελεγκτή

3.10.3 Λέξη μνήμης ή Memory WordΜια λέξη μνήμης όπως αναφέραμε και στις προηγούμενες ενότητες μπορούμε να πούμε

ότι αντιστοιχεί σε μια διεύθυνση μνήμης στην οποία περιέχεται μια αριθμητική τιμή.

Μας επιτρέπει επομένως να αποθηκεύσουμε εσωτερικά και να διαχειριστούμε όπως εμείς θέλουμε την τιμή μιας αναλογικής εισόδου - εξόδου, και γενικά πληροφορίας σε μορφή λέξης (Word). Έτσι η τιμή τους μπορεί να είναι ένας αριθμός που κυμαίνεται μεταξύ:

> -32768 και 32767 για τις 16 - μπιτες λέξεις (16-bit words)

> -2147483648 και +2147483647 για 32 - μπιτες διπλές λέξεις (32-bit double words).

> -3.402824e"^^® και 3.402824e·"^® για 32-μπιτες δεκαδικές λέξεις (32-bit floating words).

Επομένως για τις λέξεις μνήμης (16-bit words) χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%MWn

Αντίστοιχα για τις διπλές λέξεις μνήμης (32-bit double words) χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

Και τέλος για τις δεκαδικές λέξεις μνήμης (32-bit floating words) χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%MFn



To MW ή MD ή MF συμβολίζει το αντίστοιχο στοιχείο μνήμης λέξης (Word).

Το η συμβολίζει τον αριθμό θέσης της μνήμης λέξης (Word).

Επομένως μια και μιλάμε για στοιχείο μνήμης, και επομένως εσωτερικό στοιχείο, δυο πράγματα πρέπει να έχουμε πάντα στο μυαλό μας:

Ταυτόχρονα για τον ίδιο λόγο, δεν εμφανίζονται άμεσα στο εξωτερικό περιβάλλον, όπως οι είσοδοι και οι έξοδοι για παράδειγμα, αλλά δουλεύουν στο παρασκήνιο, μέσα στον ελεγκτή, γι αυτό και χαρακτηρίζονται και ως εσωτερικό.

Επειδή είναι στοιχεία μνήμης, ο μόνος περιορισμός ως προς τον αριθμό, πόσα δηλαδή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα μας, εξαρτάται αποκλειστικά και μόνο από την μνήμη του ίδιου του ελεγκτή.

3.11 Λειτουργικά στοιχεία

3.11.1 ΧρονικάΤα χρονικά επιτρέπουν να χρησιμοποιούμε έννοιες του χρόνου, όπως η καθυστέρηση

Έτσι έχουμε στην διάθεση μας τα ακόλουθα χρονικά:

Καθυστέρησης έναρξης (On Delay ή ΤΟΝ)

Καθυστέρησης παύσης (Off Delay ή TOF)

Παλμού ή καστάνιας (ΤΡ)

Έτσι, από την μια η τιμή εξόδου τους μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0 (ενεργοποιημένη ή απενεργοποιημένη), αλλά και από την άλλη πρέπει πλέον να λαμβάνουνε υπόψην και αριθμητικές τιμές που έχουν σχέση με την μέτρηση του χρόνου, κάτι όμως που θα αναλύσουμε αργότερα. Έτσι χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη:

%ΤΜη



Το ΤΜ συμβολίζει χρονικό στοιχείο.

Το η συμβολίζει τον αριθμό του χρονικού.

Επειδή ένα χρονικό είναι στοιχείο μνήμης, ο μόνος περιορισμός ως προς τον αριθμό που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα μας, εξαρτάται αποκλείει και μόνο από την μνήμη του PLC.

Για να λειτουργήσει ένα χρονικό σύμφωνα με τις ακριβείς ανάγκες μας, πρέπει να ρυθμίσουμε το ίδιο το χρονικό για την λειτουργία που επιθυμούμε μέσω των παραμέτρων που ακολουθούν.

Έτσι για κάθε χρονικό %ΤΜη υπάρχουν οι ακόλουθες παράμετροι που μπορούμε να ορίσουμε ή να χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα:

Τύπος: : ΤΟΝ, TOF ή ΤΡ

Χρονική βάση: 1ms, 10ms, 100ms, 1s και Imin

%ΤΜη.Ρ : Προκαθορισμένη τιμή μέτρησης

VoTMn.V: Τρέχουσα τιμή μέτρησης

%TMn.Q: Έξοδος χρονικού και φυσικό μια εντολή εισόδου

Για να καταλάβουμε καλύτερα πώς λειτουργεί ένα χρονικό, βλέπουμε την εικόνα 3.11.1

ζ ^6 α ς ( ίΝ ) -στολής

Ιεζτ^υργίας . CTO χρανικού

%ΤΜΟ

%ΤΜΐ

ΤΥΡΕ ΤΟΝ ΤΒ Imin ADJ Υ %ΤΜϊ.Ρ 999

(Q)

το τέλος λειτουργίας

του χρονικού %ΤΜΟ

Εσαηερικές καρόιμετροι

του χρονικού %ΤΜΟ

Εικόνα 3.11.1 Λειτουργία χρονικού

Στην εικόνα 3.11.1 του παραδείγματος μας, έχουμε ένα χρονικό π.χ. %ΤΜ0, με μια είσοδο και μια έξοδο. Το χρονικό %ΤΜ0, έχει επίσης χρονική βάση 1 sec., και προκαθορισμένη τιμή μέτρησης 4 sec. (4 * 1 sec. = 4 sec.).

To χρονικό καθυστέρησης έναρξης λειτουργεί με τον ακόλουθο τρόπο:

Όταν ενεργοποιείται η είσοδος IN, το χρονικό ξεκινά την χρονική μέτρηση. Η έξοδος Q ενεργοποιείται στο τέλος του χρόνου που καθορίζεται από την παράμετρο. %ΤΜ0.Ρ και σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:

Χρόνος μέτρησης = Χρονική βάση X Προκαθορισμένη τιμή μέτρησης (% ΤΜΟ.Ρ)

Αυτός ο τύπος του χρονικού χρησιμοποιείται για την διαδοχική εκκίνηση διαφόρων μηχανών ώστε να μην έχουμε μεγάλο ρεύμα εκκίνησης σε περίπτωση που ξεκινάνε όλες ταυτόχρονα.

ΚαθυστέρπσπΕικόνα 3.11.2 Χρονικό καθυστέρησης έναρξης.

To χρονικό καθuστέDπσπc παύσπο λειτουργεί με τον ακόλουθο τρόπο;

Όταν ενεργοποιείται η είσοδος IN, το χρονικό ξεκινά την χρονική μέτρηση και ενεργοποιείται η έξοδος Q. Η έξοδος Q απενεργοποιείται στο τέλος του χρόνου που καθορίζεται από την παράμετρο, %ΤΜ0.Ρ και σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:


Αυτός ο τύπος του χρονικού χρησιμοποιείται για την διακοπή των συσκευών μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. Κλασσικό παράδειγμα ο ανεμιστήρας του αυτοκινήτου ο οποίος συνεχίζει να ψύχει τον κινητήρα του αυτοκινήτου για ένα χρονικό διάστημα μετά το σβήσιμο της μηχανής.

- Π -

Κ αθυστέρηση

Εικόνα 3.11.3 Χρονικό καθυστέρησης παύσης.

Το χρονικό παλυού ή καστάνιαο λειτουργεί με τον ακόλουθο τρόπο:

Όταν ενεργοποιείται η είσοδος IN, το χρονικό ξεκινά την χρονική μέτρηση και ενεργοποιείται η έξοδος Q για ένα χρονικό διάστημα που καθορίζεται από την παράμετρο, %ΤΜ0.Ρ και σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:


Αυτός ο τύπος του χρονικού δημιουργεί έναν παλμό μιας συγκεκριμένης διάρκειας. Χρησιμοποιείται ως χρονοδιακόπτης π.χ για να ανάψει το φώς στις σκάλες (χρήση κλιμακοστασίου).

3.11.2 Ελεγκτής τυμπάνου (Drum controller)Αυτή η λειτουργία μπορούμε να πούμε ότι στην πραγματικότητα είναι το αντίστοιχο

προγραμματιστικά ενός μηχανικού εκκέντρου, ή μηχανικού τυμπάνου. Σε κάθε βήμα κέντρου αντιστοιχούν ψηφία μνήμης (%Μ) ή έξοδοι (%Q). Όλα αυτά καθορίζονται στην ρύθμισή του μέσα από το λογισμικό. Έτσι χρησιμοποιείται η ακόλουθη σύνταξη.

%DRn


Το % συμβολίζει διεύθυνση μνήμης, και επομένως στοιχείο του προγράμματος

Το DR συμβολίζει στοιχείο τυμπάνου.

Το η συμβολίζει τον αριθμό του τυμπάνου.

Εικόνα 3,11.2.1 Ο ελεγκτής τυμπάνου σαν το αντίστοιχο ενός μηχανικού εκκέντρου

Επειδή ένα τύμπανο είναι στοιχείο μνήμης, ο μόνος περιορισμός ως προς τον αριθμό πόσους δηλαδή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα μας, εξαρτάται αποκλειστικά και μόνο από την μνήμη του PLC.

Ο πίνακας λειτουργίας μας επιτρέπει να ορίσουμε τα ονόματα 16 bits (μέγιστο) που πρόκειται να ελεγχθούν, καθώς επίσης και η έξοδος για κάθε ένα για κάθε βήμα.

Ο μέγιστος αριθμός βημάτων ποικείλει ανάλογα με τον τύπο του PLC. Έτσι για κάθε τύμπανο %DRn υπάρχουν οι ακόλουθες παράμετροι που μπορούμε να ορίσουμε ή να χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα:

Συνολικός αριθμός βημάτων

Μια εντολή μηδενισμού RESET στην είσοδο 0 (βήμα 0)

Μια εντολή για την μετάβαση στο επόμενο βήμα

Έξοδος τυμπάνου που υποδεικνύει το τελευταίο βήμα και φυσικά μια έξοδος ή ψηφίο μνήμης για κάθε bit βήματος (έκκεντρο)

Για να καταλάβουμε καλύτερα πώς λειτουργεί ένας μετρητής, βλέπουμε την εικόνα 3.11.2.2, με ένα τύμπανο 8 βημάτων.

Ε ί σ ο δ ο ς μ η δενισ μο ύ

Ε ν τ ο λ ήμ ε τ ά β α σ η ς

%DRi

STEPS 8

Τελεοταίοβ ή μ α

ΤΌμπάν/οοττρα-^ματοποι-

ή θ η κε

Σ υ ν ο λ ι κ ό ς α ρ ι θ μ ό ς β η μ ά τ ω ν

Εικόνα 3.11.2.2 Λειτουργία ελεγκτή τυμπάνου

3.12 Αριθμητικές εντολές και πράξεις

3.12.1 Εντολή σύγκρισηςΗ εντολή σύγκρισης αποτελεί μετά από αυτήν της ανάθεσης, την επόμενη

συνηθέστερη μορφή αριθμητικής εντολής. Η χρήση τους αποσκοπεί στην σύγκριση της τιμής που έχει ο τελεστέος Ορί σε σχέση με τον τελεστέο Ορ2.

Για παράδειγμα αν ο τελεστέος 1 είναι η αναλογική τιμή μιας θεοκρασίας από ένα αισθητήριο ΡΤ100 που έχουμε συνδέσει σε μια αναλογική είσοδο του ελεγκτή, όπως για παράδειγμα η %IW3.0, μπορούμε να την συγκρίνουμε με ένα όριο που έχουμε θέσει στην τιμή αυτή, όποια και να είναι αυτή, σε μια λέξη μνήμης, λόγου χάριν την %MW32.

Η σύνταξη για τις εντολές σύγκρισης είναι:

[Ορί Τελεστής Ορ2]

Έτσι για το παραπάνω παράδειγμα μας θα μπορούσαμε να είχαμε Π.χ, %IW3.0>%MW32.

Τ ύ χ σ τή ζ A m o v p rfia

> Zirpcpicni εάν ο τελεστέος I είναι μτ/α/.ύτερος από τον τελεστέο 2

> = Σύγκριση εάν ο τελεστέος 1 είναι μτι'αλύτερος ή ίσος από τον τελεστέο 2

< Σύγκριση εάν ο τελεστέος 1 είναι μικρότερος από τον τελεστέο 2

< = Σύγκριση εάν ο τελεστέος 1 είναι μικρότερος ή ίσος από τον τελεστέο 2

Σύγκριση εάν ο τελεστέος 1 είναι ίσος με τον τελεστέο 2

Ο Σύγκριση εάν ο τελεστέος 1 είναι διάφορος από τον τελεστέο 2

Εικόνα 3.12.1 Ο παραπάνω πίνακας απαριθμεί τους τύπους εντολών σύγκρισης, και τους ανάλογους τελεστές

Όπως αναφέραμε και στην εισαγωγή του κεφαλαίου, η σύνταξη των αριθμητικών εντολών σύγκρισης ακολουθεί κατά κανόνα την εισαγωγή τους σε αγκύλες.

Ταυτόχρονα με την χρήση της εντολής σύγκρισης γίνεται εφικτή η εκτέλεση δράσεων και εντολών όπως για παράδειγμα η ενεργοποίηση ενός πηνίου ή μια εντολή ανάθεσης, κάτω από συνθήκες ή έστω υπό μια συνθήκη που ορίζει ο χρήστης.

Έτσι εάν το αποτέλεσμα της προηγούμενης εντολής σύγκρισης ήταν αληθές (Λογική Boole = 1) η αριθμητική εντολή εκτελείται.

Αντίστοιχα εάν το αποτέλεσμα της προηγούμενης εντολής σύγκρισης ήταν ψευδές (Λογική Boole = 0) τότε η αριθμητική εντολή δεν εκτελείται και ο τελεστής παραμένει αμετάβλητος.

3.13 Διαδικασία προγραμματισμού PLCΗ διαδικασία προγραμματισμού ενός ελεγκτή μπορεί να διαχωριστεί σε επτά κύρια στάδια

και επτά υποστάδια στο κύριο στάδιο του προγράμματος. Τα στάδια αυτά είναι τα εξής:

1. Οοισυός εισόδων - εξόδων και συυβόλων. Ορίζουμε τις εισόδους και εξόδους της εφαρμογής μας και συμβολίζουμε κάθε είσοδο και έξοδο με τέτοιο τρόπο ώστε να ξεχωρίζουμε την κάθε επαφή.

2. Επιλονή υλικού. Επιλέγουμε το υλικό που θα χρησιμοποιήσουμε. Δηλαδή το PLC. Για να κάνουμε μια τέτοια επιλογή πρέπει να γνωρίζουμε πόσες επαφές εισόδου και πόσες επαφές εξόδου θα χρειαστούμε. Μόλις καθορίσουμε τις επαφές εισόδου - εξόδου βρίσκουμε το κατάλληλο PLC που να καλύπτει τις ανάγκες μας και το χρησιμοποιούμε για τη δημιουργία της εφαρμογής μας.

3. Ρυθυίσεκ. Στη συνέχεια πραγματοποιούμε τις ρυθμίσεις. Οι ρυθμίσεις αυτές μπορεί να είναι:

Ρυθυίσεκ υλικού. Δηλώνουμε τα ονόματα των εισόδων και εξόδων που θα χρησιμοποιήσουμε.

Ρυθυίσεις δεδουένων. Δηλώνουμε τα Bit μνήμης (%Μ0, %Μ1, %Μ2 κ.λ.π) που χρησιμοποιούμε στο πρόγραμμά μας. Επίσης μπορούμε να ρυθμίσουμε και τις λέξεις μνήμης (%MW0, %MW1, %MW2 κ.λ.π ). Στη συνέχεια ρυθμίζουμε τις ψηφιακές εισόδους και την έξοδο καθορίζοντας τον τύπο (0-10V ή 4 - 20 mA) καθώς και το εύρος το οποίο είναι από -32768 έως 32767.

Ρυθυίσεκ σuuπεpιφooάc. Ρυθμίζουμε την συμπεριφορά του ελεγκτή με ένα σημείο το οποίο χρειάζεται διευκρίνιση και δεν πρέπει να ξεχνούμε είναι η επιλογή: Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση. Η επιλογή αυτή δίνει την δυνατότητα καθορισμού του τρόπου που θα ενεργήσει ο ελεγκτής σε περίπτωση απώλειας προσωρινών τιμών μέτρησής του. Για παράδειγμα εάν γίνει κάποια διακοπή της παροχής τροφοδοσίας λόγω βραχυκυκλώματος στην εγκατάσταση ο ελεγκτής θα σβήσει.

Κατά την επανατροφοδότηση του ελεγκτή και λόγω του βραχυκυκλώματος ο ελεγκτής έχει «χάσει» από την μνήμη του τις προσωρινές τιμές μέτρησης. Έτσι με την επιλογή Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση αν την επιλέξουμε ορίζουμε στον ελεγκτή ότι σε μια τέτοια περίπτωση απώλειας τιμών ο ελεγκτής κατά την επανατροφοδότηση του θα συνεχίσει να λειτουργεί κανονικά έστω και με απώλεια των προσωρινών τιμών.

Αν δεν επιλέξουμε για λόγους ασφαλείας την Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση ο ελεγκτής κατά την επανατροφοδότησή του θα επέλθει σε κατάσταση (STOP) κάτι που είναι οπωσδήποτε ανεπιθύμητο για την πλειοψηφία των εφαρμογών.

Ρυθυίσειο προστασίαο. Η ρύθμιση προστασίας αφορά την προστασία του προγράμματος του ελεγκτή. Η επιλογή αυτή δίνει την δυνατότητα ορισμού κωδικού πρόσβασης και ενεργοποίηση προστασίας του προγράμματος του ελεγκτή.

. Προνοαυυατισυόο αιηιριακών σηυάτων. Για να ξεκινήσουμε τον προγραμματισμό των αναλογικών σημάτων δημιουργούμε μια εφαρμογή, εισάγουμε μια λογική ενότητα και ξεκινάμε τον προγραμματισμό του προγράμματος

Ποονοαυυατισυόο αναλονικών σηυάτων. Για τον προγραμματισμό ενός αναλογικού σήματος χρησιμοποιούμε έναν συγκριτή και λέμε ότι σε περίπτωση που είναι η τιμή της εισόδου μεγαλύτερη του 0 (%IW1.0 > 0) να αυξάνεται η έξοδος κατά 100 (%QW1.0 := %QW1.0 + 100). Τέτοιο παράδειγμα είναι και η ρύθμιση στροφών μέσω INVERTER (που θα εξηγήσουμε αναλυτικότερα στην εφαρμογή μας).

Ποονοαυυατισυόο ενδείξεων και alarm. Για α περιγράφουμε το προγραμματισμό ενδείξεων και alarm θα αναφέρουμε ένα κλασσικό παράδειγμα, το οποίο είναι το θερμικό ενός κινητήρα. Στο παράδειγμα αυτό έχουμε την επαφή 95 - 96 του θερμικού (%Ι0.0) η οποία συνδέεται στο κύκλωμα αυτοματισμού και σε περίπτωση σφάλματος αλλάζουν κατάσταση οι επαφές του θερμικού (δηλ οι κλειστές ανοίγουν 95 - 96, και οι ανοικτές κλείνουν 97 - 98). Οπότε ο κινητήρας (%Q0.0) τίθεται εκτός λειτουργίας και η επαφή 97 - 98 (%Ι0.1) κλείνει και ανάβει ένα LED (%Q0.1) που δείχνει ότι ο κινητήρας έχει βλάβη.

Αποθήκευση. Ένας από τους βασικότερους κανόνες στην διαδικασία του προγραμματισμού, έχει κάνει με την κατά τακτά χρονικά διαστήματα αποθήκευση της εφαρμογής. Επομένως όσο το δυνατόν συχνότερη αποθήκευση της εφαρμογής μας εξασφαλίζει ασφαλέστερη διαχείριση των εφαρμογών μας.

Παράλληλα, θα πρέπει να εξασφαλίζουμε στον εαυτό μας την δυνατότητα μετάβασης σε οποιοδήποτε σημείο της εφαρμογής κατά την εξέλιξη της, με την αποθήκευση με

διαφορετικά ονόματα ή παραλλαγές, για παράδειγμα εφαρμογή 1, εφαρμογή 2 κ ο κ.

Αυτό μπορεί να θέλουμε να γίνει γιατί:Επιλέξαμε μια διαδικασία στην εφαρμογή μας, η οποία μας οδήγησε σε αδιέξοδο.

Επιθυμούμε να δοκιμάσουμε έναν τρόπο λειτουργίας τον οποίο ξεκινήσαμε να χρησιμοποιούμε στα πρώτα στάδια του προγράμματος και εγκαταλείψαμε σε κάποιο στάδιο του προγράμματος.

Απλά γιατί θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε μια παλιότερη λύση μας σαν εναλλακτική

6. Έλεννοο λειτουονίαο και διοοθώσειο. Τα περισσότερα PLC παρακολουθούν αδιάλειπτα την εξέλιξη της εφαρμογής μας, και μας ενημερώνουν κατά την ολοκλήρωση κάθε λογικής ενότητας. Με αυτό τον τρόπο είναι πολύ εύκολο για εμάς να παρακολουθήσουμε οποιαδήποτε συντακτικά λάθη εν τη γενέσει τους, και να τα διορθώσουμε.

Και αναφέρουμε «συντακτικά» λάθη, γιατί ενώ εκεί τα πράγματα είναι ξεκάθαρα, δεν μπορούμε να πούμε το ίδιο και για τα «λογικά» λάθη.

Τα «λογικά» λάθη, δεν είναι άλλα από τα λάθη της ίδιας της λογικής μας, που δεν οδηγούν στα επιθυμητά αποτελέσματα την εφαρμογή μας.

7. Τεκυηοίωση. Όπως έχουμε αναφέρει και σε προηγούμενο σημείο, η τεκμηρίωση αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία που πρέπει να τηρήσουμε πιστά, στην δημιουργία της εφαρμογής μας.

Για αυτό τον λόγο, και στο παράδειγμα της εφαρμογής μας, όπως μπορεί να παρατηρήσει κανείς τοποθετούμε παντού σύμβολα και σχόλια, για καλύτερη τεκμηρίωση και βοήθεια στο μέλλον.

Αναμφισβήτητο γεγονός αποτελεί, ότι σχεδόν πάντα προσπαθούμε να θυμηθούμε πώς πετύχαμε μια λειτουργία της εφαρμογής, όταν δημιουργήσαμε το πρόγραμμα στο παρελθόν.

3.14 Προσομοίωση (Simulation)Η λειτουργία της Προσομοίωσης, όπως ακριβώς υποδηλώνει και η ονομασία

προσομοιώνει την σύνδεση του Η/Υ μας με τον ελεγκτή, και την απεικόνιση του προγράμματος σε λειτουργία.

Η λειτουργία αυτή μας παρέχει μια λύση στο χρόνιο πρόβλημα της δοκιμής της εφαρμογής που δημιουργήσαμε, και της αποσφαλμάτωση του.

3.15 Σχέδιο συνδεσμολογίας PLCΤο σχέδιο της συνδεσμολογίας του PLC για την δημιουργία της εφαρμογής μας είναι το

παρακάτω:

Ν)Η

%I0jD

2Η

START 1 STOP_7START 2

ANT/\JA_1%Ι0.1

%Q0.0 %Ι0 2STOP_2START 3 STOP_3

ΑΝΤΛΙΑ_2 %Ο0.1 — START 4 STOP_4 ΕΠΑΦΗLED ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ_2 ^ 8 )— %Q0.4

%Ι0,5__>L_ΘΕΡΜΙΚσΤ95-96ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ

ΑΝΤΛΙΑ_3 %Q0,2 %Ι06__> L95-96ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ95-96LH3 ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ 3 %Ο0.5

%Ι0,7 ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ95-96ΑΝΤΛ1Α_4 %Ο0.3 ---^— ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ97-98ΒΊΑΦΗLED ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ_4 %Ο0,6 ’ '05

%Ι0.6---^ —ΡΜΙΚσΥ97-98ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ97-98

ΣΤΡΟΦΕΣINVB5TER %QW1.0 %ιο.7 %IW1.0

-CZ3-/—

ΕΠΑΦΗΘΕΡΜΙΚΟΥ97-98ΕΠΙΘΥΜΗΤΗΤΙΜΗΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΤΙΜΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΣΤΡΟΦΩΝ (INVERTER)

ΓΕΝΙΚΑΌπως γνωρίζουμε, οι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες (AC) αποτελούν σήμερα την πιο

σημαντική και διαδεδομένη αρχική πηγή μηχανικής ενέργειας, λόγω της απλότητας κατασκευής και του χαμηλού κόστους τους.

ΓΓ αυτόν ακριβώς το λόγο η ρύθμιση των στροφών αυτού του τύπου των ηλεκτροκινητήρων, αποτελεί ένα σοβαρό επίτευγμα της ηλεκτρονικής.

4.1 Τρόποι ελέγχου στροφών ασύγχρονου κινητήρα.Η ρύθμιση των στροφών ενός ασύγχρονου κινητήρα μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους

τρόπους. Οι κυριότεροι τρόποι ρύθμισης στροφών είναι οι εξής:

1. Ρύθμιση της τάσης τροφοδοσίας μέσω μετασχηματιστή ή μέσω αντιπαράλληλα θυρίστορ.

2. Μεταβολή της αντίστασης του δρομέα σε περίπτωση δακτυλιοφόρου δρομέα.

3. Μεταβολή του αριθμού των πόλων.

4. Μεταβολή της ηλεκτρικής συχνότητας του στάτη.

Η μηχανική ταχύτητα του κινητήρα θα μεταβληθεί αν μεταβάλλουμε είτε την ολίσθηση του για ένα δεδομένο φορτίο, είτε τη σύγχρονη ταχύτητα του, τη ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου του στάτη - δρομέα.

Οι μέθοδοι 1 και 2 μεταβάλλουν την ολίσθηση ενώ η 3 και 4 τη σύγχρονη ταχύτητα. Σ αυτό το σημείο, οι τυπικές χαρακτηριστικές του επαγωγικού κινητήρα κατά τη λειτουργία με σταθερή τάση και συχνότητα, δίδεται στο παρακάτω σχήμα.

Αν με τη βοήθεια κινητήρα στραφεί ο άξονας της μηχανής πάνω από το σύγχρονο αριθμό στροφών, η ολίσθηση γίνεται αρνητική με αποτέλεσμα η ισχύς του κινητήρα αλλά και η ροπή του γίνεται αρνητική. Αρνητική ισχύς ενός κινητήρα ερμηνεύεται ως λειτουργία γεννήτριας Επίσης, η μικρότερη ροπή ερμηνεύεται και ως μικρότερη ολίσθηση δηλαδή μικρότερες απώλειες στο εσωτερικό της μηχανής. Από το σχήμα που ακολουθεί συμπεραίνουμε ότι η λειτουργία της μηχανής σε υπερσύγχρονο αριθμό στροφών (s<0), έχουμε λειτουργία γεννήτριας αποδίδοντας πραγματική ισχύ στο δίκτυο. Φυσικά σ αυτή τη κατάσταση λειτουργίας γίνεται χωρίς τη παρουσία φορτίου αφού η ροπή γίνεται αρνητική.

Σχήμα 4.1.2 Χαρακτηριστική ροπή στροφών με υπερσύγχρονο αριθμό στροφών.

+ : ευσταθή λειτουργία.- : ασταθή λειτουργία.

Ο ποιο γνωστός τρόπος ρύθμισης στροφών είναι η αύξηση της τάσης τροφοδοσίας των τυλιγμάτων του κινητήρα με σταθερή τη συχνότητα λειτουργίας. Η μέθοδος αυτή, όπως φαίνεται παρακάτω μας επιτρέπει να έχουμε ρύθμιση στροφών σε μία μόνο περιοχή.

Εικόνα 4.1.3 Χαρακτηριστική ροπής στροφών ρυθμίζοντας μόνο τη τάση έχοντας σταθερή τη συχνότητα .

Οι στροφές ασύγχρονου κινητήρα εξαρτάται και αττό τη συχνότητα Αν κάνουμε την αντίστροφη διαδικασία της τταραπάνω διερεύνησης, δηλαδή τη ρύθμιση της συχνότητας έχοντας τη τάση τροφοδοσίας σταθερή ττροκύπτει η παρακάτω χαρακτηριστική.

Εικόνα 4.1 4 Χαρακτηριστική ροπής στροφών με σταθερή τόση και μεταβλητή συχνότητα

Συμπεραίνουμε ότι η παραπάνω μέθοδος ελαπώνει τη ροπή στον άξονα του κινητήρα όσο αυξάνουμε τις στροφές. Η συγκεκριμένη μέθοδος, είναι κατάλληλη σε συστήματα τα οποία απαιτούν υψηλές ροπές κατά την εκκίνηση και σε χαμηλές ταχύτητες και αρκετά μικρότερες ροπές σε ψηλές ταχύτητες. Φυσικά ο κινητήρας θα πρέπει να τηρεί προδιαγραφές ψύξης του, λόγω των υψηλών ρευμάτων που αναπτύσσονται κατά την εκκίνηση σε χαμηλές τιμές συχνοτήτων.

Η ποιο διαδεδομένη μέθοδος διατήρησης της ροπής σε οποιαδήποτε κλίμακα τιμών στροφών, είναι αυτή της σταθερής διατήρησης του λόγου V/f. Η παρακάτω χαρακτηριστική παρουσιάζει τη μέθοδο αυτή.

Σχήμα 4.1.6 Χαρακτηριστική ροπή στροφών με V/f σταθερό.

Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου αυτής είναι:

1. Ρύθμιση στροφών σε μεγάλο εύρος.

2. Ασήμαντες απώλειες.3. Ομαλή εκκίνηση.

4. Λειτουργία του κινητήρα και πέρα από τις ονομαστικές τιμές.

5. Μεγάλη αξιοπιστία συστήματος μετατροπέα-κινητήρα.

4.2 Γενική δομή ενός συστήματος ρύθμισης στροφών (Inverter).Για να επιτύχουμε τον έλεγχο στροφών διατηρώντας το λόγο V/f σταθερό, όπως

αναφερθήκαμε παραπάνω, χρησιμοποιούμε τον εξής μετατροπέα ισχύος περιγράφοντας τον σε ένα απλό σχηματικό διάγραμμα.

AC/DC DC/DC DC/AC

Σχήμα 4.2.1 Απλή περιγραφή του όλου συστήματος

Φυσικά στα συστήματα ελέγχου δε μπορεί να παραληφθεί η ανάδραση του όλου συστήματος όπου είναι το μικροϋπολογιστικό σύστημα το οποίο συγκρίνει μεγέθη διατηρώντας έτσι σταθερό το λόγο V/f.

Σχήμα 4.2.2 Σύστημα οδήγησης ασύγχρονου κινητήρα με μικροελεγχτή

Όπως φαίνεται από το παραπάνω διάγραμμα, το σύστημα ελέγχου αποτελείται από τα επιμέρους τμήματα:

1. Μία εξαπαλμική γέφυρα με διόδους.

2. Ηλεκτρονικός μετατροπέας συνεχούς συνιστώσας σε συνεχή συνιστώσα μεταβλητού εύρους.

3. Αντιστροφέα συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη τάση ή Inverter παλμοδοτούμενος με τη μέθοδο της τετραγωνικής κυματομορφής.

4. Μικροϋπολογιστικό σύστημα δημιουργώντας το βρόχο ανάδρασης του συστήματος.

5. Ασύγχρονος εναλλασσόμενος κινητήρας με κατασκευαστικά χαρακτηριστικά για χρήση εργαστηριακών εφαρμογών.

6. Στροφόμετρο, αναλογικού σήματος εξόδου , για τη μέτρηση της πραγματικής ταχύτητας του κινητήρα.

4.3 Κύκλωμα Ισχύος/Αυτοματισμού Ρυθμιστή στροφώνΤο σχέδιο ισχύος / Αυτοματισμού του ρυθμιστή στροφών που χρησιμοποιήσαμε για την

επίτευξη της εφαρμογής μας είναι το εξής:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ PLC

ΓΕΝΙΚΑΣ' αυτό το κεφάλαιο θα αναφερθούμε στη λειτουργία του αντλιοστασίου, στην αυτόματη

λειτουργία των αντλιών και στη διατήρηση της επιθυμητής πίεσης, για την καλή λειτουργία του αντλιοστασίου

Επίσης θα δούμε τον προγραμματισμό της αυτόματης λειτουργίας του αντλιοστασίου σε γλώσσα σχεδίου επαφών (Ladder Diagram = LAD) και τις ανάγκες που μπορούν να καλυφθούν, όπως είναι η κυκλική εναλλαγή εκκίνησης των αντλιών και το ξεκίνημα ή σταμάτημα αυτών, ανάλογα με την τιμή της πίεσης στο δίκτυο ύδρευσης,

5.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥΗ λειτουργία του αντλιοστασίου γίνεται αυτόματα (ρυθμίζεται από την πίεση του νερού) και

χειροκίνητα (ρυθμίζεται απο τον υπεύθυνο του αντλιοστασίου).

Με τη χειροκίνητη λειτουργία, δεν θα ασχοληθούμε επειδή είναι απλή η λογική της και δεν παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, για να αναλυθεί.

Έτσι στη συνέχεια θα ασχοληθούμε μόνο με την αυτόματη λειτουργία και θα μελετήσουμε τον τρόπο με τον οποίο επιτυγχάνεται.

Όπως αναφέραμε στα προηγούμενα κεφάλαια, το αντλιοστάσιο που μελετάμε, περιλαμβάνει τρία αντλητικά συγκροτήματα, τις Κύριες Αντλίες όπως ονομάζονται και μια Αντλία Διατήρησης Πίεσης, σκοπός της οποίας είναι να δημιουργεί μια πίεση εκκίνησης στον καταθλιπτικό αγωγό του αντλιοστασίου.

Ο έλεγχος της πίεσης στον καταθλιπτικό αγωγό γίνεται με ένα ποτενσιόμετρο και έναν πιεζοστάτη και με τη βοήθεια της Αντλίας Διατήρησης Πίεσης, που αναφέραμε παραπάνω.

Το ποτενσιόμετρο είναι ρυθμισμένο στην επιθυμητή τιμή πίεσης που θέλουμε να έχει το δίκτυο ύδρευσης,

Ο πιεζοστάτης μετράει την πίεση του δικτύου ύδρευσης και δίνει την τιμή της πίεσης με την μορφή σήματος (0 - 10V) στο PLC.

Η λογική του προγράμματος του PLC για την συγκεκριμένη εφαρμογή, κατά την αυτόματη λειτουργία, είναι η εξής:

Όταν η πίεση στο δίκτυο πέσει κάτω από την επιθυμητή τιμή δίνεται από το PLC εντολή αύξησης στροφών στον κινητήρα της αντλίας διατήρησης πίεσης η οποία προσπαθεί να καλύψει την διαφορά της πίεσης στο δίκτυο. Εάν η αντλία αυτή δουλεύει σε πλήρεις στροφές για ορισμένο (ρυθμιζόμενο) χρονικό διάστημα και δεν μπορεί να καλύψει τη διαφορά της πίεσης τότε το PLC δίνει εντολή να εκκινήσουν σταδιακά και οι κύριες αντλίες μέχρι η πίεση να φτάσει στην επιθυμητή τιμή.

Εάν η πίεση ανέβει πάνω από την επιθυμητή τιμή ακολουθείται η αντίστροφη διαδικασία δηλαδή δίνεται αρχικά εντολή στην αντλία διατήρησης πίεσης για μείωση των στροφών έως ένα ελάχιστο όριο που έχουμε καθορίσει και αν η επιθυμητή τιμή της πίεσης δεν επιτευχθεί τότε διακόπτεται σταδιακά η λειτουργία των κύριων αντλιών.

Το ελάχιστο αυτό όριο το χρησιμοποιούμε γιατί όταν κινητήρας δουλεύει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε πολύ χαμηλές στροφές δεν ψύχεται σωστά και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να υπερθερμαίνονται τα τυλίγματά του και να υπάρχει κίνδυνος καταστροφής του.

Επιπρόσθετα για να κατανέμεται ομοιόμορφα ο χρόνος λειτουργίας όλων των κύριων αντλίων υλοποιείται στο PLC και η διαδιακασία της κυκλικής εναλλαγής με τη λογική που παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα:

ΒΗΜΑ ΑΝΤΛΙΑ 1 j ΑΝΤΛΙΑ 2 j ΑΝΤΛΙΑ 3 ΣΕΙΡΑ

ΚΥΚΛΟΣ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΕΚΚΙΝΗΣΗΣ— ΔΙΑΚΟΠΗΣ ,B F C - I 1 I 0 1 0

.^1 .

ΒΗΜΑ 2 0 1 0 2 1ΒΗΜΑ 3 0 1 0 1 1 ... ................... 3 ______ ;

5.2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΠΙΕΣΗΣ ΜΕ ΑΝΤΛΙΑ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΑΜε τους προγραμματιζόμενους ελεγκτές έχουμε τη δυνατότητα επεξεργασίας κάποιου

αναλογικού σήματος. Στη συγκεκριμένη εργασία εκμεταλλευτήκαμε αυτή τη δυνατότητα, για να «διαβάσουμε» την πίεση του δικτύου ύδρευσης του αντλιοστασίου και ανάλογα με την τιμή της να δίνουμε (δια του προγράμματος πάντα), εντολή για εκκίνηση ή παύση κάποιας αντλίας,

Η ρύθμιση της πίεσης γίνεται μέσω της αντλίας διατήρησης πίεσης. Η αντλία διατήρησης πίεσης σκοπό έχει να διατηρήσει σταθερή την πίεση του δικτύου ύδρευσης όταν πρόκειται για μικρές αποκλίσεις τιμών . Αυτό επιτυγχάνεται με την προσθήκη Inverter για τον έλεγχο των στροφών του κινητήρα της αντλίας.

Τα σήματα που διαβάζει το PLC από μια αναλογική είσοδο είναι σήματα τάσης (0 - 10V) ή σήματα ρεύματος (4 - 20 πτΑ) που προέρχεται από κάποιο αισθητήριο που μετρά πίεση, παροχή, θερμοκρασία, τις στροφές ενός κινητήρα κ.α. Στη συγκεκριμένη περίπτωση χρησιμοποιούμε την αναλογική είσοδο για να μετρήσουμε την πίεση του δικτύου και δίνουμε στην έξοδο ένα σήμα τάσης (0 - 10V). Επίσης στην περίπτωση μας χρησιμοποιούμε και την αναλογική έξοδο για τον έλεγχο των στροφών του κινητήρα. Το σήμα που δίνουμε στην έξοδο του PLC είναι ένα σήμα τάσης (0 - 10V).

5.3 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΕΛΕΓΚΤΗ

ΓΕΝΙΚΑΗ επικοινωνία του χρήστη με τον προγραμματιζόμενο ελεγκτή, γίνεται δια μέσου του

προγράμματος το οποίο μπορεί να γραφεί σε γλώσσα Λίστας Εντολών (STATEMENTS LIST = STL) ή Διάγραμμα Ladder (LADDER DIAGRAM = LAD) ή λογικό διάγραμμα (CONTROL SYSTEM FLOWCHART = CSF)

Στην προκειμένη περίπτωση ο προγραμματισμός του αντλιοστασίου έγινε σε Διάγραμμα Ladder (LADDER DIAGRAM = LAD) το οποίο αποτελείται από 8 συνολικά ενότητες η κάθε μια εκ των οποίων καθορίζει συγκεκριμένες ενέργειες για την ολοκληρωμένη λειτουργία του αντλιοστασίου.

5.3.1 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΕΛΕΓΚΤΗΓια την υλοποίηση του αυτοματισμού του αντλιοστασίου χρησιμοποιούμε τη διαδικασία

των επτά βημάτων που περιγράψαμε αναλυτικά στο κεφάλαιο 3. Συγκεκριμένα τα βήματα αυτά είναι τα παρακάτω:

ΒΗΜΑ 1 - Οοισυόο Συυβόλων

Πρακτικά για την δημιουργία της εφαρμογής μας θα χρειαστούμε τα παρακάτω:> 8 εισόδους.

4 εισόδουζ που θα χρησιμοποιηθούν για να δούμε αν οι αντλίες είναι υπό τάση (ΟΝ - OFF) και

4 εισόδους που θα χρησιμοποιηθούν ως επαφές ενδείξεων και alarm και θα σταματούν την λειτουργία των αντλιών κάθε φορά που θα ενεργοποιείται η επαφή του θερμικού (τττώση θερμικού).

> 4 εξόδους.(κάθε έξοδος αντιπροσωπεύει μια αντλία).Μια εντολή λειτουργίας (START) για κάθε αντλία.

> 2 Αναλογικές εισόδους.Οι δύο αναλογικές είσοδοι που θα χρησιμοποιήσουμε θα είναι μια για την επιθυμητή τιμή πίεσης την οποία θα την εισάγουμε εμείς με την βοήθεια ενός ποτενσιόμετρου και μια για την μετρούμενη τιμή πίεσης την οποία ελέγχουμε συνέχεια.

> 1 Αναλογική έξοδο.Η αναλογική αυτή έξοδος χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ρυθμιστή στροφών.

Βήυα 2 - Επιλονή υλικούΈτσι μετά την ανάλυση των υλικών που θα χρησιμοποιήσουμε θα χρειαστούμε για την επίτευξη της εφαρμογής μας τα παρακάτω υλικά:

1 PLC στο οποίο να επαρκούν οι είσοδοι και έξοδοι και να έχει επεκτάσιμη βάση για τη τοποθέτηση των αναλογικών εισόδων και εξόδων. Το PLC που ταιριάζει για τη δημιουργία της εφαρμογής μας είναι το παρακάτω (από την σειρά TWIDO της TELEMECANIQUE):

Σχήμα 5.3.1 Συμπαγής ε'

Επίσης θα χρειαστούμε και δυο αναλογικές εισόδουι; που θα μας χρειαστεί για τη δημιουργία της εφαρμογής μ

α αναλογική έξοδο. Η επέκταση II η παρακάτω:

IΣχήμα 5.3.2 Επέκταση με δυο αναλογικές εισόδους και μια έξοδο.

Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται η σχέση συνδεσμολογίας των εισόδων και εξόδων του PLC που έχουμε επιλέξει. Το συγκεκριμένο PLC έχει 14 εισόδους και 10 εξόδους

Connections Connection of — 24 V inputs TWD LC.A 240RF

Connectxxi Id smKinputs

iConnection of outputs TWDLC.A24DRF

I " ‘s r i v n i j n s r f . i . r . T . i s r r T g i

Σχήμα 5.3.3 Σύνδεση των εισόδων - εξόδων του PLC

Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται οι δυο αναλογικές είσοδοι και η μια αναλογική έξοδος της επέκτασης που έχουμε επιλέξει.

Τ Μ 2Α Μ Μ 3 Η Τ

Σχήμα 5.3.4 Σύνδεση των αναλογικών εισόδων - εξόδων.

Ενδεικτικό στην παρακάτω εικόνα φαίνονται οι πρόσθετες επεκτάσεις που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στο συγκεκριμένο PLC για την επίτευξη μιας εφαρμογής:

I■1 »CANopen ASJrteface

Σχήμα 5.3.5 Σύνδεση των πρόσθετων επεκτάσεων στην συμπαγή επεκτάσιμη βάση του PLC.

Βήμα 3 - Ρυθυίσεκ υλικούΕπίσης στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι αναλογικές και ψηφιακές είσοδοι - έξοδοι

που θα χρησιμοποιήσουμε καθώς και η χρησιμότητά τους.

ΟΝΟΜΑΣΙΑΕΠΑΦΗΣ °Χ Ρ Η ^ Σ ^ I ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

STOP 1 - START 1 %Ι0.0 SI

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ BUTTON (ON - OFF)

STOP 2 - START 2 %Ι0.1 S2






OEPMIKO_1 %Ι0.4 T1ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ OFF ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ

OEPMIKO_2 %Ι0.5 T2ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ OFF ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ

ΘΕΡΜΙΚΟ_3 %Ι0.6 T3ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ OFF ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ

ΘΕΡΜΙΚΟ_4 %Ι0.7 T4ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ OFF ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ

ΑΝΤΛΙΑ 1 %Q0.0 AO ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΑΝΤΛΙΑ 2 %Q0.1 A1 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ (ΟΝ - OFF)ΑΝΤΛΙΑ 3 %Q0.2 A2 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ (ΟΝ-OFF)ΑΝΤΛΙΑ 4 %Q0.3 A3 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ (ΟΝ - OFR

ΑΝΤΛΙΑ_2 %Q0.4 LED ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ_1

ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΠΑΦΩΝ ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΚΑΙ

ΕΝΔΕΙΞΗ ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ

ΑΝΤΛΙΑ_3 %Q0.5 LED ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ_2


ΕΝΔΕΙΞΗ ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ

ΑΝΤΛΙΑ_4 %Ο0 6 LED ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ_3


ΕΝΔΕΙΞΗ ΒΛΑΒΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣΕΠΙΘΥΜΗΤΗ

ΤΙΜΗ %IW1 0 SP ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΕ ΜΝΗΜΗ %MW0

ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ | ΤΙΜΗ %IW1 1 PR ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΕ ΜΝΗΜΗ

%MW1ΣΤΡΟΦΕΣINVERTER %QW1 0 RPM ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΕ ΜΝΗΜΗ

%MW2ΕΛΕΓΚΤΗΣ

ΤΥΜΠΑΝΟΥ I %DR0 ΑΥΞΗΣΗΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΛΕΓΚΤΗΣ ΤΥΜΠΑΝΟΥΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΛΕΓΚΤΗΣ ΤΥΜΠΑΝΟΥ I %DR1 ΜΕΙΩΗΣΗ

ΑΝΤΛΙΩΝΕΛΕΓΚΤΗΣ ΤΥΜΠΑΝΟΥΓΙΑ

ΜΕΙΩΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

Τα %IW1.0, %IW1 1 και %QW1.0 είναι οι αναλογικές είσοδοι - έξοδοι που χρησιμοποιούμε στο πρόγραμμά μας.

Ρυθμίσεκ δεδουένων

ΟΝΟΜΑΣΙΑΕΠΑΦΗΣ

ΟΝΟΜΑΣΙΑΧΡΗΣΗΣ ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗ ΣΗ ΧΡΟΝΙΚΟΥ %Μ0 ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ

ΧΡΟΝΙΚΟΥ

ΕΝΤΟΛΗΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΧΡΟΝΙΚΟΥ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗ ΣΗ ΧΡΟΝΙΚΟΥ %Μ1 ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ

ΧΡΟΝΙΚΟΥ

ΕΝΤΟΛΗΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΧΡΟΝΙΚΟΥ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΙΜΗΣ ΠΙΕΣΗΣ %Μ2 ΣΥΓΚΡΙΣΗ S P -P R ΠΤΩΣΗ ΠΙΕΣΗΣ

ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΙΜΗΣ ΠΙΕΣΗΣ %Μ3 ΣΥΓΚΡΙΣΗ P R -S P ΑΝΟΔΟΣ ΠΙΕΣΗΣ

ΕΛΕΓΚΤΗΣΤΥΜΠΑΝΟΥ %Μ4 ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΒΗΜΑ

ΤΩΝ_ΕΛΕΓΚΤΗ_ DR0

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΒΗΜΑΤΩ Ν ΕΛΕΓΚΤΗ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ

ΑΝΤΛΙΩΝΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ

ΤΥΜΠΑΝΟΥ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ

ΑΝΤΛΙΩΝ

%Μ5

ΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ ΤΥΜΠΑΝΟΥ ΣΕ

ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΜΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΑΥΞΗΣΗΕΛΕΓΚΤΗ


ΑΝΤΛΙΩΝ

%Μ6


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΜΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΧΡΟΝΙΚΟ%ΤΜ3 %Μ7 ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΞΟΔΟΣ ΑΠΟ ΧΡΟΝΙΚΟ ΜΕΙΩΣΗΣ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΛΕΓΚΤΗΣΤΥΜΠΑΝΟΥ

%DR1%Μ8 ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΒΗΜΑ

ΤΩΝ_ΕΛΕΓΚΤΗ_ΟΒ1

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΒΗΜΑΤΩ Ν ΕΛΕΓΚΤΗ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ

ΑΝΤΛΙΩΝΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ


%Μ9ΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ

ΤΥΜΠΑΝΟΥ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΓΙΑ ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΜΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΓΙΑ

ΑΝΤΛΙΩΝ 1 ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΑΥΞΗΣΗ

ΣΤΡΟΦΩΝ %Μ10 1 ΑΥΞΗΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΑΥΞΗΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ 1 INVERTER

ΜΕΙΩΣΗΣΤΡΟΦΩΝ %Μ11 1 ΜΕΙΩΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ ΜΕΙΩΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ

1 INVERTERΑΥΞΗΣΗΣ

ΑΝΤΛΙΩΝ ΜΕ ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΕΙΡΑΣ

%Μ12 ΕΝΤΟΛΗ ΑΥΞΗΣΗΣ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΕΝΤΟΛΗ ΑΥΞΗΣΗΣ ΑΝΤΛΙΩΝ ΜΕ ΕΠΙΛΟΓΗ

ΣΕΙΡΑΣ

ΠΡΟΣΘΕΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 1 %Μ13 ΕΚΚΙΝΗΣΗ_ΑΝΤΛΙΑΣ

1ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 1 ΓΙΑ

ΑΥΛΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΠΡΟΣΘΕΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ ? %Μ14 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ

2} ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 2 ΓΙΑ

ΑΥΛΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΠΡΟΣΘΕΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 3 %Μ15 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ

31 ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 3 ΓΙΑ

ΑΥΞΗΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΑΦΑΙΡΕΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 1 %Μ16 ΔΙΑΚΟΠΗ_ΑΝΤΛΙΑΣ_1 ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 1 ΓΙΑ

ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ^ Α ΙΡ Ε Σ Η ΑΝΤΛΙΑΣ 2 %Μ17 ΔΙΑΚΟΠΗ_ΑΝΤΛΙΑΣ_2 ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 2 ΓΙΑ

ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΑΦΑΙΡΕΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 3 %Μ18 ΔΙΑΚΟΠΗ_ΑΝΤΛΙΑΣ_3 ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΛΙΑΣ 3 ΓΙΑ

ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ

ΤΥΜΠΑΝΟΥ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

%Μ19


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ


ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΒΛΑΒΗΣ ΜΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΓΙΑ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ

ΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ


%Μ20





ΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ


%Μ21

ΑΥΞΗΣΗ ΕΛΕΓΚΤΗ ΤΎΜΠΑΝΟΥ ΣΕ




5.4 Ανάλυση του ττρογράμματος.Στην παράγραφο αυτή δίνεται μια αναλυτική παρουσίαση του προγράμματος της

εφαρμογής.

Στο τμήμα του προγράμματος της εικόνας 5.4.1 αποθηκεύουμε τις δυο αναλογικές εισόδους μας και την μια αναλογική έξοδο σε μια μνήμη.

Ως επιθυμητή τιμή πίεσης ορίζουμε την τιμή της πίεσης που θέλουμε να έχει το δίκτυο ύδρευσης. Η τιμή αυτή εισάγεται μέσω ενός ποτενσιομέτρου.

Ως πραγματική τιμή πίεσης ορίζουμε την τιμή πίεσης που μετράμε στο δίκτυο ύδρευσης μέσω ενός μανομέτρου.

Παρακάτω φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο αποθηκεύουμε τις τιμές στο πρόγραμμά μας: Επιθυμητή τιμή -» %MW0:=%IW1.0

Πραγματική τιμή

Στροφές

%MW1:=%IW1.1

%MW2:=%QW1.0

Με τα %MWO, %MW1 και %MW2 αντίστοιχα συμβολίζονται οι μνήμες στις οποίες μπορούμε να καταχωρήσουμε την τιμή μιας αναλογικής εισόδου - εξόδου, και γενικά πληροφορίας σε μορφή λέξης (Word). Παρακάτω φαίνεται το πρόγραμμα που αντιστοιχεί στην πρώτη ενότητα.

1 Ιΰ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΟΝ ΑωΛ0ΠΚ2ΝΕΙΙ0Δ1}Ν·Ε;0Δ2ΝΓΕ ΜΝΗΜΗΑΠΟΘΙΚΥΣΗ mi Β1Θ«ΗΜ ΙΜΕ ΙΕ ΜΑ ΜΗΗ

Εικόνα 5.4.1. Αποθήκευση αναλογικών εισόδων - εξόδων σε μνήμη.

Στο τμήμα του προγράμματος της εικόνας 5.4.2 συγκρίνουμε την επιθυμητή τιμή της πίεσης με την πραγματική τιμή.

Το PLC συγκρίνει τις δύο αναλογικές εισόδους και

α) Σε περίπτωση πτώσης πίεσης

Αν η επιθυμητή τιμή - πραγματική τιμή >= 300 %MW3:= %MW0 - %MW1

Εδώ συγκρίνουμε την διαφορά των δυο τιμών (Επιθυμητής τιμής και Πραγματικής τιμής) και αν είναι μεγαλύτερη ή ίση από 300 (δηλαδή 0.3 bar) τότε θα πρέπει να τίθεται μια αντλία σε λειτουργία για να καλύψει την διαφορά πίεσης.

Αυτό γίνεται γιατί αν για παράδειγμα έχουμε πτώση της πίεσης κατά 0.1 bar μια κύρια αντλία θα πρέπει να τίθεται σε λειτουργία. Μόλις όμως τεθεί σε λειτουργία η αντλία καλύπτει την μικρή αυτή διαφορά και τίθεται πάλι εκτός λειτουργίας.

Για να μην έχουμε συχνές εκκινήσεις των αντλιών με αποτέλεσμα την υπερθέρμανση των τυλιγμάτων του κινητήρα και κατά συνέπεια την καταστροφή του δημιουργούμε μια απόκλιση πίεσης της τάξης των 0.3 bar. Έτσι η νέα επιθυμητή τιμή πίεσης θα είναι 4 bar ±7.5%

Παρακάτω φαίνεται το κομμάτι της εφαρμογής που συντελεί σ’ αυτή την λειτουργία.

( 2 U ΓΥΓΚΡΙΓΗ ΕΠΙΘΥΜΗΤΚΓ ΚΑΙ ΠΡΑΓ ΤΙΚΗΓ Τ1ΜΗΣ~

Η ΕΠβνΜΗΤΗ ΙΜΗ ΓΡίΓΜΑΤΚΗ r»

Η ΠΡ>ΓΜΑΤΝ4ΓΜ<»}ΟΟΑΠΟΘΗΠ(εγΐΕΠΟ Η2

Εικόνα 5.4.2 Σύγκριση επιθυμητής και πραγματικής τιμής.

Β) Σε περίπτωση αύξησης της πίεσης

; τ 1

Αν η πραγματική τιμή - επιθυμητή τιμή >= 300 %MW4:= %MW1 - %MW0

Αυτό γίνεται γιατί αν για παράδειγμα έχουμε αύξηση της πίεσης κατά 0.1 bar μια κύρια αντλία θα πρέπει να τίθεται εκτός λειτουργίας. Μόλις όμως τεθεί εκτός λειτουργίας η αντλία η πίεση επανέρχεται στην επθυμητή τιμή. Εαν η πίεση συνεχίζει να είναι αυξημένη τότε τίθεται και άλλη αντλία εκτός λειτουργίας.

Έτσι η νέα επιθυμητή τιμή πίεσης θα είναι 4 bar ±7.5%

Εδώ συγκρίνουμε την διαφορά των δυο τιμών και αν είναι μεγαλύτερη ή ίση με 0.3 bar τότε θα πρέπει να θέσουμε μια αντλία εκτός λειτουργίας έτσι ώστε η διαφορά να είναι < 0.3 bar. Παρακάτω φαίνεται το κομμάτι της εφαρμογής που συντελεί σ’ αυτή την λειτουργία.

[ ? LJ ΓΥΤΚΡΙΣΗ ΕΠΙΘΥΜΗΤΤΙΙ ΚΑΙ ΠΡΑΤΜΑηΚΗΣ ΤΙΜΗΓ~

W ΗΠΡΑΓΜΑΤΜΗΤΝΗ Η1θνΜΙΤΗΠΜΗ>=300

ΙΝ Η ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΠΜΗ - Η10ΥΜΗΤΗ TWH>=300 ΑΠΟΘΗΚΕΥΓΕΤΟ ΠΟ M3

a

Εικόνα 5.4.3 Σύγκριση επιθυμητής και πραγματικής τιμής.

Στην 3'' ενότητα παρουσιάζεται το τμήμα του προγράμματος που υλοποιεί την κυκλική εναλλαγή αντλιών.

Α) Κυκλική εναλλαγή αντλιών (για αύξηση αντλιών).

Οι αντλίες ξεκινούν με διαφορετική σειρά κάθε φορά που αυξάνεται η ζήτηση και πέφτει η πίεση στο δίκτυο. Η σειρά με την οποία θα γίνει η αύξηση των αντλιών καθορίζεται από τον ελεγκτή τυμπάνου (%DR0) ο οποίος για όσο η πίεση στο δίκτυο είναι μικρότερη από την επιθυμητή τιμή θέτει κάθε αντλία σε λειτουργία ανάλογα με την σειρά που πρέπει να μπει μέχρι να φτάσουμε στην επιθυμητή τιμή πίεσης.

Εικόνα 5.4.4 Κυκλική εναλλαγή αντλιών (για αύξηση αντλιών).

Όπως βλέπουμε στην παραπάνω εικόνα η κυκλική εναλλαγή των αντλιών επιτυγχάνεται σε δύο Rung, στο Rung 0, στο Rung 1 της εικόνας 5.4.4. Στο Rung 0 δίνουμε αρχική τιμή 1 στον ελεγκτή τυμπάνου %DR0 μόλις ενεργοποιηθεί η έξοδος του χρονικού αύξησης αντλιών (%Μ12). Στο Rung 1 φαίνεται η κυκλική εναλλαγή των αντλιών που πρέπει να συντελείται υπό κάποιες προϋποθέσεις.

Στο Rung 2 της εικόνας 5.4.5 φαίνεται ο ελεγκτής τυμπάνου που χρησιμοποιήσαμε για την δημιουργία της κυκλικής εναλλαγής.

Β) Κυκλική εναλλαγή αντλιών (για μείωση αντλιών).

Σε περίπτωση που μειωθεί η ζήτηση και αυξηθεί η πίεση στο δίκτυο πρέπει να διακότπεται η λειτουργία των αντλιών. Την σειρά που θα γίνει η διακοπή κάθε μιας αντλίας την καθορίζει ο ελεγκτής τυμπάνου (%DR1) ο οποίος για όσο η πίεση στο δίκτυο είναι μεγαλύτερη ή ίση από 0.3 bar πάνω από την επιθυμητή τιμή διακόπτει μία - μία τις αντλίες μέχρι να σταθεροποιηθεί η πίεση στο δίκτυο (σταθεροποίηση της πίεσης σημαίνει 4 bar ±7.5%).

Παρακάτω φαίνεται σχηματικά το κομμάτι της εφαρμογής που συντελεί στο να πραγματοποιηθεί η κυκλική εναλλαγή των αντλιών.

Εικόνα 5.4.6 Κυκλική εναλλαγή αντλιών (για μείωση αντλιών).

Όπως βλέπουμε στην παραπάνω εικόνα η κυκλική εναλλαγή των αντλιών επιτυγχάνεται σε δύο Rung, στο Rung 0, στο Rung 1. Στο Rung 0 δίνουμε αρχική τιμή 1 στον ελεγκτή τυμπάνου %DR0 μόλις ενεργοποιηθεί η έξοδος του χρονικού αύξησης αντλιών (%Μ7). Στο Rung 1 φαίνεται η κυι^ική εναλλαγή των αντλιών που πρέπει να συντελείται υπό κάποιες προϋποθέσεις.

Στο Rung 2 φαίνεται ο ελεγκτής τυμπάνου που χρησιμοποιήσαμε για την δημιουργία της κυκλικής εναλλαγής.

Στην 5' ενότητα ελέγχουμε τις στροφές του Inverter κατά τη φάση της αύξησης στροφών. Στα πρώτα δυο Rung, στο Rung 0 και στο Rung 1 αυξάνουμε τις στροφές του Inverter. Αυτό γίνεται στην περίπτωση που η διαφορά πίεσης (επιθυμητή - πραγματική τιμή) είναι μεγαλύτερη ή ίση με 0.3 bar. Τότε ξεκινάει να λειτουργεί η αντλία διατήρησης πίεσης που ελέγχεται από το Inverter και να αυξάνει τις στροφές του κινητήρα αυξάνοντας παράλληλα και την πίεση του δικτύου (Rung 1).

Στο Rung 2 εξαναγκάζουμε το πρόγραμμα να μην ανεβάζει τις στροφές του κινητήρα πάνω από την τιμή που έχουμε καθορίσει.

Όταν το Inverter δουλεύει με πλήρεις στροφές ενεργοποιείται το %Μ0 (Rung 3)

Μόλις ενεργοποιηθεί το %Μ0 ξεκινάει το χρονικό να μετράει τον χρόνο που έχουμε καθορίσει και εάν η πίεση μετά το πέρας του χρόνου παραμένει κάτω από την επιθυμητή τιμή τότε ενεργοποιείται το %Μ12 (Rung 4) και τίθεται η πρώτη αντλία σε λειτουργία.

Εικόνα 5.4.9 Χρονικό αύξησης αντλιών

Στην 6'' ενότητα ελέγχουμε τις στροφές του Inverter κατά τη φάση μείωσης στροφών. Στα πρώτα δυο Rung, στο Rung 0 και στο Rung 1 μειώνουμε τις στροφές του Inverter. Αυτό γίνεται στην περίπτωση που η διαφορά πίεσης (πραγματική - επιθυμητή τιμή) είναι μεγαλύτερη ή ίση με 0.3 bar. Τότε μειώνουμε τις στροφές της αντλίας διατήρησης πίεσης που ελέγχεται από το Inverter και ταυτόχρονα μειώνουμε τις στροφές του κινητήρα μειώνοντας παράλληλα και την πίεση του δικτύου (Rung 1).

Στο Rung 2 εξαναγκάζουμε το πρόγραμμα να μην κατεβάζει τις στροφές του κινητήρα κάτω από τις μισές στροφές γιατί στην περίπτωση αυτή ο κινητήρας δεν ψύχεται σωστά και υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσής των τυλιγμάτων του και πιθανής καταστροφής του.

Όταν το Inverter δουλεύει στις μισές στροφές ενεργοποιείται το %Μ1 (Rung 3).

Μόλις ενεργοποιηθεί το %Μ1 ξεκινάει το χρονικό να μετράει τον χρόνο που έχουμε καθορίσει και εάν η πίεση μετά το πέρας του χρόνου παραμένει πάνω από την επιθυμητή τιμή τότε ενεργοποιείται το %Μ7 (Rung 4) και τίθεται η πρώτη αντλία εκτός λειτουργίας.

ΜΕΙΩΣΗ ΣΤΡΟΦΩΝ INVERTER

>ΤΕ ΓΓΡΟΦα - 5000 (SliMr2<>SOOO ΤΟΤΕ SIMWV2 - 5000)

Εικόνα 5.4.10 Μείωση στροφών Inverter

Μ <- 5000 νη 2 ΜΜ DRUM (DS1) <

Εικόνα 5.4.11 Χρονικό μείωσης αντλιών

Στην 1’ ενότητα έχουμε την αντλία που εκκινεί με την χρήση ρυθμιστή στροφών (Inverter) και η οποία χρησιμοποιείται πάντα πρώτη για μικρές αποκλίσεις πίεσης και εάν δεν επαρκεί για να καλύψει την πίεση του δικτύου τότε τίθενται σε λειτουργία οι υπόλοιπες αντλίες μία - μία σταδιακά μέχρι να φτάσουμε στην επιθυμητή τιμή πίεσης.

7 LD ΑντΑίαμίχριίαΐ) Inverter

^ R / r a : : ) · - ( 7 -

Lq |_J

Εικόνα 5.4.12 Αντλία με χρήση Inverter

Στην θ'' ενότητα έχουμε τις 3 αντλίες που εκκινούν με αστέρα - τρίγωνο (Υ/Δ) για την αποφυγή μεγάλου ρεύματος εκκίνησης. Κάθε αντλία ελέγχεται από τον ελεγκτή τυμπάνου είτε για πρόσθεση σε περίπτωση που έχουμε χαμηλή πίεση στο δίκτυο ύδρευσης είτε για αφαίρεση σε περίπτωση που έχουμε υψηλή πίεση στο δίκτυο ύδρευσης. Παρακάτω φαίνονται οι τρεις

αντλίες καθώς και τα LED ένδειξης βλάβης που ενεργοποιούνται με την πτώση του χρονικού σε κάθε αντλία.

.....

i f ' ' '

----------------- C

r

..\

IΕικόνα 5.4,13 Αντλίες 1 & 2 με χρήση Υ/Δ

C .

1----------------------------------------------------------------------------- -------------- - c :Εικόνα 5,4.14 Αντλία 3 με χρήση Υ/Δ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ A

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ PLC ΣΕΙΡΑΣ TWIDO ΤΗΣ TELEMECANIQUE

ΤΗΣ

Ανοίγουμε το πρόγραμμα TwidoSuite

και επιλέγουμε προγραμματισμός.

Στη συνέχεια επιλέγουμε Δημιουργία νέας εφαρμογής

Διαχείρηση εφορμονήβ

Δημιουργία υέσβ εφαρμογή8

Άνοιγμα uniipxouoas εφαρμογή5

Άνοιγμα πρόσφατηβ εφαρμογήε

Στις πληροφορίες εφαρμογής δίνουμε τα στοιχεία της εφαρμογής μας όπως:

Όνομα εφαρμογής

Φάκελο (που αποθηκεύεται στο σκληρό δίσκο του Η/Υ)

Συγγραφέα κ.λ.π

Στις καρτέλες, Σχόλιο, Περιγραφή και Εικόνα μπορούμε να αποθηκεύσουμε κάποια σχόλια για την εφαρμογή μας, να δώσουμε μια περιγραφή της και να εισάγουμε κάποια εικόνα

β ο .V

Πληροψορίες εφαρμογής

Σ€ απή την οβ<>»η μπορίίπ 1) νοτροποΓοιίσεη ΤΒ nUnpo opics τη$ εηιαρμονήί. με την βοήβεοτυν

ειρορμονήε. επιΛέμονταε Έικόνο·

Ε™«έζπ Έφορμονή· y«vo

ΕΓμήέξτε Επόμενο* yu να ηραοϋρήοετε

Στη συνέχεια επιλέγουμε το υλικό που θα χρησιμοποιήσουμε επιλέγοντας την καρτέλα ττεριγραφή

Στο παράδειγμα μας είδαμε ότι απαιτούνται:

8 ψηφιακές είσοδοι

3 ψηφιακές έξοδοι

2 αναλογικές είσοδοι

1 αναλογική έξοδος

3 Ρυθμίσεις

Για να προχωρήσουμε στις ρυθμίσεις πηγαίνουμε από την καρτέλα Περιγραφή στην καρτέλα Πρόγραμμα

Στη συνέχεια επιλέγουμε τις καρτέλες μια προς μια για να κάνουμε τις ρυθμίσεις για το πρόγραμμά μας

Στην καρτέλα Ρύθμίση υλικού δηλώνουμε τα ονόματα των εισόδων και εξόδων που θα χρησιμοποιήσουμε

ntpiv|i.fl( au<ju««|s

Λ

i

Οι ρυθμίσεις όπως βλέπουμε παρακάτω μπορεί να είναι;

Ρυθμίσεις Υλικού

Ρυθμίσεις Δεδομένων

Ρυθμίσεις Συμπεριφοράς

Ρυθμίσεις προστασίας

Στην καρτέλα ρυθμίσεις δεδομένων δηλώνουμε τα Bit μνήμης (%Μ0, %Μ1, %Μ2 κ,λ.π) ττου χρησιμοττοιούμε στο πρόγραμμά μας.

Επίσης από την ίδια καρτέλα μπορούμε να ρυθμίσουμε και τις λέξεις μνήμης (%MW0, %MW1,%MW2 κ.λ.π)

Στη συνέχεια ρυθμίζουμε τις ψηφιακές εισόδους και την έξοδο καθορίζοντας τον τύπο (0- 1 ον ή 4 - 20 ΓπΑ) καθώς και το εύρος το οποίο είναι από -32768 έως 32767.

Στις ρυθμίσεις συμπεριφοράς ρυθμίζουμε την συμπεριφορά του ελεγκτή με ένα σημείο

TO οποίο χρειάζεται διευκρίνιση και δεν πρέπει να ξεχνούμε είναι η επιλογή. Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση. Η επιλογή αυτή δίνει την δυνατότητα καθορισμού του τρόπου που θα ενεργήσει ο ελεγκτής σε περίπτωση απώλειας προσωρινών τιμών μέτρησής του. Για παράδειγμα εάν γίνει κάποια διακοπή της παροχής τροφοδοσίας λόγω βραχυκυκλώματος στην εγκατάσταση ο ελεγκτής θα σβήσει.

Κατά την επανατροφοδότηση του ελεγκτή και λόγω του βραχυκυκλώματος ο ελεγκτής έχει «χάσει» από την μνήμη του τις προσωρινές τιμές μέτρησης. Έτσι με την επιλογή Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση αν την επιλέξουμε ορίζουμε στον ελεγκτή ότι σε μια τέτοια περίπτωση απώλειας τιμών ο ελεγκτής κατά την επανατροφοδότησή του θα συνεχίσει να λειτουργεί κανονικά έστω και με απώλεια των προσωρινών τιμών.

Αν δεν επιλέξουμε για λόγους ασφαλείας την Εκκίνηση (RUN) κατά την τροφοδότηση ο ελεγκτής κατά την επανατροφοδότησή του θα επέλθει σε κατάσταση (STOP) κάτι που είναι οπωσδήποτε ανεπιθύμητο για την πλειοψηφία των εφαρμογών.

Ρυθμίσεις προστασίας.

Η καρτέλα της ρύθμισης προστασίας αφορά την προστασία του προγράμματος του ελεγκτή. Η επιλογή αυτή δίνει την δυνατότητα ορισμού κωδικού πρόσβασης και ενεργοποίηση προστασίας του προγράμματος του ελεγκτή.

4. riDOVDauuaTiauoc

4α) Ποονοαυυατισυός ψηφιακών σπυάτων

Για να ξεκινήσουμε τον προγραμματισμό πηγαίνουμε από την καρτέλα Ρυθμίσεις στην καρτέλα Πρόγραμμα.

Ε ισ ά γ ε τ ε μια ε ν ό τ η τ α (R u n g ) γ ια ν α ξ εκ ιν ή σ ετε .

Στην συνέχεια εισάγουμε μια λογική ενότητα και ξεκινάμε τον προγραμματισμό του προγράμματος

Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται ένα απλό κύκλωμα με μια είσοδο και μια έξοδο. Κλασσικό παράδειγμα στην καθημερινή μας ζωή είναι όταν ανάβουμε το φώς στο δωμάτιο μας. Όταν η ανοικτή επαφή (ο διακόπτης %Ι0.0) κλείσει τότε ενεργοποιείται η έξοδος και η λάμπα ανάβει.

4Β) Ποονοαυυατισυόε αναλονικών σηυάτων

Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται ένα απλό παράδειγμα προγραμματισμού αναλογικού σήματος Στο παράδειγμα αυτό χρησιμοποιούμε έναν συγκριτή και λέμε ότι σε περίπτωση που είναι η τιμή της εισόδου μεγαλύτερη του 0 (%1W1.0>0) να αυξάνεται η έξοδος κατα 100 (%QW1.0 := %QW1.0 + 100). Τέτοιο παράδειγμα είναι και η ρύθμιση στροφών μεσω INVERTER (που θα εξηγήσουμε αναλυτικότερα στην εφαρμογή μας).

4ν) nDovpauuaTiouoc ενδεί£εων και alarm

Κλασσικό παράδειγμα το θερμικό ενός κινητήρα. Στο παρακάτω παράδειγμα έχουμε την επαφή 95 - 96 του θερμικού (%Ι0.0) η οποία συνδέεται στο κύκλωμα αυτοματισμού και σε περίπτωση σφάλματος αλλάζουν κατάσταση οι επαφές του θερμικού (δηλ οι κλειστές ανοίγουν 95 - 96, και οι ανοικτές κλείνουν 97 - 98). Οπότε ο κινητήρας (%Q0.0) τίθεται εκτός λειτουργίας και η επαφή 97 - 98 (%Ι0.1) κλείνει και ανάβει ένα LED (%Q0.1) που δείχνει ότι ο κινητήρας έχει βλάβη.

5. Αποθήκευση, έλεγχος λειτουργίας και διορθώσειςΈνας από τους βασικότερους κανόνες στην διαδικασία του προγραμματισμού, έχει κάνει

με την κατά τακτά χρονικά διαστήματα αποθήκευση της εφαρμογής. Επομένως όσο το δυνατόν συχνότερη αποθήκευση της εφαρμογής μας εξασφαλίζει ασφαλέστερη διαχείριση των εφαρμογών μας.

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ

1 LD ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ TDN ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΝ ΕΙΣΟΔβΝ-ΕΞΟΔίΙΝΓΕ ΜΝΗΜΗ

ΑΠΟΘΗίίΣΗ ra Β1ΘΥ1»Μ ΤΜ ΙΕ WA WMI

ίΝ Η ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ TWH ■ 01ΘΥΜΗΤΗ TWH>=300

ΑΝ Η ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ TWH · ΕΠΟΥΜΗΤΗ ΗΜΗ>=300 ΑΠΟΘΗΚΕΥΙΗΟ ΠΟ M33

- o i r r e P W W

X lf T

T I

~ - ί ΤI.

f i rf h \

·: I'S j

l « i Λβ|ΛΜίΛΜ| J-fii'l Y M Y I Y 'i Y j Y ’ j Y V

ΒΙΒΛΙΟ ΓΡΑΦΙΑ

Αντληση Ύδρευσης - Αρδευσης ΑντλίεςΣειμειώσεις για τα PLC Υδραυλική των αντλιών

Μιλτιάδη Κάπου Κωνσταντίνος Ακριτήδής Καρασάββας Κλήμης George Martz

5. Συστήματα μετάδοσης, κίνησης και μεταφοράς I & II ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ ΣΠ ΧΟΝΔΡΟΓΙΑΝΝΗ6. Mohan/Undeland/Robbins “Ηλεκτρονικά Ισχύος” 'β έκδοση Τσιόλα Α.Ε.7. Stephen J, Chapman “Ηλεκτρικές Μηχανές AC-DC” Τ έκδοση Τσιόλα Α.Ε.8. Διπλωματική άσκηση του Σκαργιώτη Γεωργίου “Μελέτη και κατασκευή συστήματος ελέγχου στροφών ασύγχρονου κινητήρα τροφοδοτούμενου μέσω Chopper και αντιστροφέα”, Πανεπιστήμιο Πατρών 1997 No 152.9. Muhammams Η. Rashid “Power electronics circuits, Devices and Applications” 'β έκδοση.10. www.microchip.com

http://www.microchip.com

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣdigilib.teiemt.gr/jspui/bitstream/123456789/5017/1/STEF... · 2015. 10. 27. · ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Documents