Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη κατασκευή μιας διάταξης αυτομάτου ελέγχου. Η διάταξη αυτή ελέγχει τη λειτουργία ηλεκτρικών κινητήρων με τη βοήθεια ηλεκτρονόμων και ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Η εργασία περιλαμβάνει την κατασκευή δύο συστημάτων αυτομάτου ελέγχου. Το ένα βασιστηκε στις μεθοδους του κλασσικού αυτοματισμού και το άλλο σε πιο σύγχρονες μεθοδους αυτομάτου ελέγχου όπως είναι η χρήση προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή Σκοπός είναι η δημιουργία μιας κατασκευής που θα χρησιμοποιηθεί για εργαστηριακούς σκοπούς και θα περιλαμβάνει όλα τα στοιχειά που συνθέτουν ένα σύγχρονο κύκλωμα αυτοματισμού. Μεσα από τη λειτουργία αυτής της διαταξης γινονται σαφή τα πλεονεκτήματα αλλά και οι διαφορές των δυο μεθόδων, δηλαδή του κλασσίκου αυτοματισμού και του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτη. Η διάταξη που θα περιγράφει αποτελεί εξέλιξη της ήδη υπάρχουσας διάταξης αυτομάτου ελέγχου που βρίσκεται στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας. Ο προορισμός της κατασκευής για εκπαιδευτική χρήση έπαιξε σημαντικό ρολό στις επιλογές που έγιναν καθώς στόχος είναι η παρουσίαση βασικών στοιχείων και εννοιών του βιομηχανικού αυτοματισμού στον φοιτητή. Αρχικά παρουσιάζεται η ήδη υπάρχουσα διάταξη αυτομάτου ελέγχου που βρίσκεται στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών και γίνεται μια καταγραφή των ιδεών που οδήγησαν τη μελέτη και τον σχεδιασμό της κατασκευής που υλοποιήθηκε στα πλαίσια της παρουσας διπλωματικής εργασίας. Στη συνέχεια καταγράφονται τα στοιχεία ελέγχου που θα χρησιμοποιηθούν και αναλύεται ο τρόπος λειτουργίας των. Κατόπιν παρουσιάζονται οι διατάξεις προς έλεγχο και το μηχανικό κομμάτι της κατασκευής. Το επόμενο βήμα και αφού παρατεθεί το αναγκαίο θεωρητικό υπόβαθρο, είναι η εξαγωγή του σχεδίου του κυκλώματος αυτοματισμού και η καταγραφή του επιθυμητού τρόπου λειτουργίας των διατάξεων. Αυτό μας οδήγησε και στο τελικό στάδιο που ήταν η κατασκευή η οποία βασίστηκε στα όσα έχουν περιγραφεί Τέλος γίνεται παράθεση όλων των ηλεκτρολογικών σχεδίων, πινάκων καλωδιώσεων και το πρόγραμμα σύμφωνα με το οποίο λειτουργεί το λογισμικό του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή / The present diplomatic work is about the manufacture of provision of automatic control. This provision checks the operation of electric engines with the help of relays and programmed logical controller. This work was worked out in the Laboratory of electromechanic Transformation of Energy in the Department of Electronic and electrical Engineering of Polytechnic Faculty of University of Patras. The work includes the manufacture of two systems of automatic control. One it was based on the methods of classic automation and the other in more modern methods of automatic control such as the use of programmed logical controller

Αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η παρουσίαση, μελέτη και αξιολόγηση του Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή «OPTO 22 SNAP PAC». Στα πλαίσια της εργασίας και με τη χρήση του συγκεκριμένου PLC, αναπτύχθηκε μια σειρά προγραμμάτων αυτοματισμού, τα οποία ποικίλουν από στοιχειώδους αυτοματισμούς, όπως η λειτουργία ενός κινητήρα με θερμική προστασία, μέχρι πολύπλοκες εφαρμογές, όπως ο αυτοματισμός της λειτουργίας ενός υποσταθμού διανομής Μέσης Τάσης. Ακόμη, αναπτύχθηκε κι ένα σύστημα γραφικής απεικόνισης SCADA. Τα κεφάλαια 1,2,3,4,7 του παρόντος τεύχους αποτελούν ένα εγχειρίδιο χρήσης του PLC, καθώς στα κεφάλαια αυτά γίνεται παρουσίαση του υλικού και του λογισμικού με το οποίο συνοδεύεται, ενώ γίνεται επεξήγηση βήμα-βήμα της εγκατάστασης του υλικού και του τρόπου λειτουργίας του λογισμικού. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα 22 προγράμματα αυτοματισμού που αναπτύχθηκαν. Έπειτα, στο κεφάλαιο 6 γίνεται σύγκριση του περιβάλλοντος προγραμματισμού του OPTO 22 SNAP PAC με τις γλώσσες προγραμματισμού που έχουν θεσπιστεί από το πρότυπο IEC61131 της διεθνούς ηλεκτροτεχνικής επιτροπής. Ακολούθως, στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζεται το σύστημα SCADA που αναπτύχθηκε καθώς επίσης και το αντίστοιχο πρόγραμμα αυτοματισμού της εφαρμογής. Τέλος, γίνεται σχολιασμός των δυνατοτήτων του OPTO 22 SNAP PAC και αναφορά σε πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά του. / The following thesis' purpose is to present, study and evaluate the Programmable Logic Controller "OPTO 22 SNAP PAC". During this thesis, a number of automation programms were developed which vary between simple applications such as the automatic function of a motor using two buttons (start-stop), and more complicated applications such as the design of the automatic protection of an AC/AC High Voltage Transformer. Furthermore, A SCADA project was developed. At chapters 1,2,3,4,7 the reader can find the presentation of the product and a kind of manual for the PLC. Chapter 5 is the presentation of the automation programms. At chapter 6, there is a comparison between PAC Control Basic and SFC. Then, at chapter 8 the SCADA project is presented. Finally, there is a reference of positives and negatives of OPTO 22 SNAP PAC.

Το παρόν τεύχος αποτελεί διπλωματική εργασία που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Γενικής Ηλεκτροτεχνίας του Τομέα Συστημάτων και Αυτόματου Ελέγχου. Συνίσταται στην κατασκευή και λειτουργία μιας πειραματικής διάταξης αυτοματισμού στην οποία εφαρμόζονται τεχνικές ελέγχου για την πραγματοποίηση ελεγχόμενης αεροδυναμικής αιώρησης ελαφρών σωμάτων. Περιλαμβάνει εξοπλισμό όπως αναλογικές βαλβίδες πεπιεσμένου αέρα, αισθητήρες και έναν Προγραμματιζόμενo Λογικό Ελεγκτή (PLC) που ελέγχει τη λειτουργία της διάταξης. Η πειραματική διάταξη αυτοματισμού που κατασκευάστηκε είναι ένα σύστημα αιώρησης ελαφρών σωμάτων με χρήση πεπιεσμένου αέρα. Αισθητήρες θέσης προσφέρουν την δυνατότητα γνώσης κάθε χρονική στιγμή της θέσης του σώματος. Μέσω του Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή επιτυγχάνουμε αιώρηση του σώματος σε αυστηρά ελεγχόμενο ύψος κάνοντας χρήση διαφόρων μεθόδων ελέγχου (On-Off, PID). Τα αντικείμενα με τα οποία πειραματιστήκαμε ήταν κυρίως σφαίρες μικρής διαμέτρου(4-5cm) και βάρους μερικών γραμμαρίων. Κατά την διάρκεια εκπόνησης της διπλωματικής, έγινε προσπάθεια αιώρησης και ελέγχου επίπεδων αντικειμένων. Με το διατιθέμενο εξοπλισμό (περιορισμοί πίεσης αέρα, είδους ακροφυσίου κλπ.) κατέστη δυνατή η αιώρηση επίπεδων αντικειμένων μόνο για μικρή χρονική διάρκεια. Δοκιμάσθηκαν διάφοροι τύποι και χωρικοί συνδυασμοί ακροφυσίων για τη δημιουργία επίπεδου στρώματος “πεπιεσμένου” αέρα. Στην πράξη διαπιστώθηκε ταλαντωτική συμπεριφορά των επίπεδων αντικειμένων και ισχυρή αστάθεια του όλου συστήματος. Στο κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται οι επικρατέστερες τεχνικές αιώρησης. Στο κεφάλαιο 2 προσεγγίζουμε θεωρητικά την αεροδυναμική αιώρηση παρουσιάζοντας τις σημαντικότερες αρχές και νόμους που περιγράφουν το φαινόμενο αυτό. Στο κεφάλαιο 3 υπάρχει μία εκτενής ανάλυση των ηλεκτροπνευματικών συστημάτων και στην συνέχεια των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών (PLC) καθώς και το λογισμικό επικοινωνίας με PLC, το Step 7. Στο κεφάλαιο 4 αναλύεται ο εξοπλισμός της πειραματικής διάταξης, περιγράφονται τα πειράματα που διεξάγαμε και παρουσιάζεται και αναλύεται το πρόγραμμα που υλοποιήθηκε σε γλώσσα STL. Στο κεφάλαιο 5 συνοπτικά παρουσιάζεται το πρόγραμμα PLC Analyzer με το οποίο καταγράψαμε όλες τις πειραματικές μετρήσεις της διάταξης αιώρησης και τέλος παραθέτονται τα διαγράμματα από κάθε μία μέτρηση. / --