Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των ανεμογεννητριών, η ανάλυση των επιμέρους συστημάτων τους και η μελέτη της σύνδεσης τους με το δίκτυο μέσω ενός ελεγκτή ομαλής εκκίνησης. Αρχικά, γίνεται αναφορά στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στην ιστορική εξέλιξη των ανεμογεννητριών, καθώς και στις επικρατούσες συνθήκες στην Ευρώπη και στην Ελλάδα. Έπειτα παρουσιάζονται χαρακτηριστικά μεγέθη του ανέμου και θεμελιώδεις έννοιες των αιολικών συστημάτων. Στη συνέχεια γίνεται μια εκτενής αναφορά στα επιμέρους συστήματα που συνθέτουν μια ανεμογεννήτρια και στους τρόπους ελέγχου της. Ακόμα, παρουσιάζονται οι διάφοροι τύποι γεννητριών που μπορούν να συνδεθούν και ο τρόπος λειοτυργίας των ανεμοκινητήρων. Έτσι, προκύπτει η μελέτη της απευθείας σύνδεσης με το δίκτυο μέσω ενός ελεγκτή ομαλής εκκίνησης (soft starter). Πρώτα γίνεται μια εισαγωγή στους soft starters, ορίζονται κάποιες βασικές έννοιες, γίνεται αναφορά στα υπόλοιπα μέρη του συστήματος και έπειτα μελετάται η παλμοδότηση κ λειτουργία των θυρίστορ των ελεγκτών. Τέλος, παρατίθενται τα μοντέλα πέμπτης και τρίτης τάξης της επαγωγικής γεννήτριας, οι εξισώσεις για τις ισχείς P και Q, η μέθοδος ελέγχου του soft starter (sliding mode), ο προτεινόμενος ελεγκτής και η υλοποίηση του. / The purpose of this thesis, is the study of wind turbines, the analysis of the individual parts of them and the study of the connection process to the network with a soft starter. Firstly, there is a reference to the renewable power sources and a historic development of wind turbines. Some important terms about the wind are referred and also some fundamental meanings about wind power systems.In addition, the parts of a wind turbine are referred and the ways of control. Furthermore, the different kinds of generators are presented, as well as the way they operate. Therefore, there is a study about the direct connection of a wind turbine to the grid through a soft starter. The soft starter is studied and the way it operates.Finally, is presented the induction machine's fifth and third order model, as well as the proposed controller and his implementation.

Η παρούσα διπλωματική αποτελεί την προσπάθεια κατασκευής ενός cache controller βασισμένο στον AHB BUS. Η ανάπτυξή του έγινε ως επί το πλείστο στο Εργαστήριο Vlsi του τμήματος Μηχανικών Υπολογιστών και Πληροφορικής με την προοπτική να ενσωματωθεί σε ένα ευρύτερο υπάρχων σύστημα βασισμένο στον open source cpu της arm Cortex M0. Δοκιμάστηκε επιτυχώς σε FPGA του εργαστηρίου αλλά ακόμα δεν έχει χρησιμοποιηθεί σε «πραγματικές συνθήκες». Απώτερος στόχος είναι να χρησιμοποιηθεί στο εργαστήριο για την επιτάχυνση εφαρμογών που θα χρειαστούν εξωτερική μνήμη δηλ. μεγαλύτερη μνήμη από την embedded του FPGA. Αν και δεν δοκιμάστηκε σε κάποιο άλλο σύστημα έχει φτιαχτεί με γνώμονα το πρότυπο του AHB οπότε υποθετικά δεν θα έχει κάποιο πρόβλημα να ενσωματωθεί σε οποιοδήποτε συμβατό με τον δίαυλο σύστημα. Η λογική πίσω από την υλοποίηση του είναι να είναι σχετικά εύκολη η αλλαγή ορισμένων μεταβλητών ώστε να διαφοροποιείται ο controller βάση των αναγκών του καθενός. Οι προδιαγραφές δίνονται παρακάτω αν και πιθανόν εκτός των πλαισίων της διπλωματικής και εντός του 2014 να επανα-σχεδιαστεί ώστε να γίνει πλήρως modular. / Cache controller compatible with AHB bus in system Verilog.

Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει την σχεδίαση και τον έλεγχο μέσω προγράμματος σε περιβάλλον LabView, ενός διπλού παράλληλου μηχανισμού με Τεχνητούς Πνευματικούς Μύες (Pneumatic Artificial Muscles (PAMs)). Η μηχανική διάταξη που κατασκευάστηκε είναι ένας διπλός παράλληλος μηχανισμός βασισμένος σε δύο τροποποιημένες πλατφόρμες τύπου Stewart. Ως ενεργοποιητές για την κίνηση στις πλατφόρμες χρησιμοποιήθηκαν Τεχνητοί Πνευματικοί Μύες ενώ για την στήριξη αυτών σε συγκεκριμένο ρυθμιζόμενο ύψος πνευματικά έμβολα διπλής δράσης, με μη περιστρεφόμενα πιστόνια. Παράλληλα, πάνω στις πλατφόρμες τοποθετήθηκαν δύο κλισιόμετρα προκειμένου να παρέχουν πληροφορίες για την κλίση αυτών. Ο έλεγχος της πίεσης του αέρα που υπάρχει στους μύες και στα έμβολα γίνεται μέσω αναλογικών ρυθμιστών πίεσης. Σε λειτουργία Ανοικτού Βρόγχου (Open loop Operation) ο μηχανισμός μπορεί να εκτελέσει παράλληλες ή περιστροφικές κινήσεις σε κάθε πλατφόρμα ξεχωριστά ή και στις δύο ταυτόχρονα. Ο χρήστης επιλέγει το εύρος της κίνησης αλλά και τη συχνότητα εκτέλεσής της. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, μελετήθηκε η ανταγωνιστική λειτουργία των μυών και εξετάστηκαν τρόποι για την βελτίωσή της. Σε λειτουργία κλειστού βρόγχου (Closed Loop Operation) ο χρήστης εισάγει στον υπολογιστή με τον οποίο είναι συνδεδεμένη η διάταξη, τις επιθυμητές γωνίες στις οποίες θέλει να βρεθεί η κάθε πλατφόρμα. Υλοποιείται αλγόριθμος ελέγχου τύπου PID για κάθε ζεύγος μυών και μέσω αυτών υπολογίζονται οι κατάλληλες πιέσεις που πρέπει να έχει ο κάθε μυς, ώστε οι πλατφόρμες να επιτύχουν την επιθυμητή γωνία. Όλες οι διεργασίες ελέγχου της πλατφόρμας τόσο σε λειτουργία ανοικτού όσο και σε λειτουργία κλειστού βρόχου υλοποιούνται μέσω τους προγραμματιστικού περιβάλλοντος LabView της εταιρείας National Instruments (NI). / This thesis, presents the development of a double parallel mechanism actuated by Pneumatic Artificial Muscles (PAMs) and controlled via LabView. The mechanical arrangement is a double parallel mechanism based on two modified Stewart platforms. PAMs have been used as platforms’ actuators and also non revolute double action pneumatic cylinders have been incorporated in order to support them at a user specified height. In addition two dual axis inclinometers have been utilized in order to provide the necessary angle feedback for the control loop. The pressure regulation in the PAMs and in the pneumatic cylinders is performed by proportional pressure regulators. In the Open Loop Operation, the mechanism can perform parallel or circular motions, in each platform independently or combined. The user chooses the range and the frequency of the performed motion. Furthermore the antagonistic operation of the PAMs has been studied. In the Closed Loop Operation the user inserts the platforms’ desired angles. A PID controller is implemented for every pair of antagonistic muscles, giving the necessary pressures in the antagonistic PAMs. All the control operations both in Open and Closed Loop are performed via National’s Instruments LabView software.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την μελέτη, ανάλυση και προσομοίωση ενός τυπικού μικροδικτύου με δυνατότητα σύνδεσης στο δίκτυο χαμηλής τάσης το οποίο είναι εγκατεστημένο στο Κτήριο Βαρέων Ηλεκτρολόγων του Πανεπιστημίου Πατρών. Επιπρόσθετα πραγματεύεται την κατασκευή ενός εξομοιωτή ηλεκτρικής κατανάλωσης φορτίου μονοκατοικίας, με απώτερο στόχο την εξαγωγή συμπερασμάτων από την σύνδεση του με το εν λόγω μικροδίκτυο. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη ενός μικροδικτύου, το οποίο συγκροτείται από μια φωτοβολταϊκή συστοιχία ονομαστικής ισχύος 1920W, τρεις αντιστροφείς συνδεδεμένου συστήματος, που πραγματοποιούν την αντιστροφή της παραγόμενης από τα φωτοβολταϊκά συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη, ένα μετατροπέα αυτόνομου συστήματος, ο οποίος αναλαμβάνει την δημιουργία και τον συνεχή έλεγχο του αυτόνομου συστήματος και τους συσσωρευτές οι οποίοι αξιοποιούνται για την αποθήκευση της παραγόμενης ενέργειας από τις πηγές παραγωγής ενέργειας του συστήματος. Ακόμα, σκοπός της εργασίας αποτελεί η κατασκευή ενός εξομοιωτή ηλεκτρικής κατανάλωσης φορτίου μιας μέσης κατοικίας, ώστε μελλοντικά, με πειράματα πάνω σε αυτή τη διάταξη, να διαστασιολογηθεί ένα μικροδίκτυο το οποίο θα επαρκεί για τη σταθερή, συνεχόμενη και αξιόπιστη κάλυψη της απαιτούμενης ενέργειας μιας μέσης κατοικίας. Αρχικά, παρατίθενται τα μειονεκτήματα που παρουσιάζουν οι συμβατικές πηγές ενέργειας, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα καθώς και οι λύσεις που μπορούν να προσφέρουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σχετικά με το ενεργειακό πρόβλημα που έχει παρουσιαστεί τις τελευταίες δεκαετίες. Κατόπιν δίνεται ο ορισμός των μικροδικτύων, αναλύονται τα δομικά μέρη από τα οποία αποτελούνται και μελετούνται οι αρχές λειτουργίας τους. Εξετάστηκαν οι μονάδες παραγωγής ενέργειας, με έμφαση στα φωτοβολταϊκά, τις μονάδες αποθήκευσης ενέργειας καθώς και τις μονάδες που έχουν πολύ σημαντικό ρόλο σε ένα μικροδίκτυο: τους μετατροπείς ισχύος. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται όλες οι εμπλεκόμενες μονάδες του μικροδικτύου που είναι εγκατεστημένο στο εργαστήριο Παραγωγής, Μεταφοράς, Διανομής και Χρησιμοποίησης Ηλεκτρικής Ενεργείας, καθώς και μια σειρά πειραμάτων που διεξήχθησαν. Το επόμενο βήμα ήταν η προσομοίωση τόσο της φωτοβολταϊκής συστοιχίας, όσο και της μεθόδου μέγιστης απομάστευσης ισχύος που χρησιμοποιήθηκε καθώς και του συνολικού συστήματος. Τέλος, αναλύεται η διαδικασία υλοποίησης του εξομοιωτή φορτίου, ο οποίος εξομοιώνει ποικίλες οικιακές συσκευές που ελέγχονται από έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή και παρατίθενται παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήθηκαν μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής σε εργαστηριακό περιβάλλον. / The current thesis deals with the study of the operation, as well as the construction of a typical microgrid. Furthermore, the thesis deals with the construction of a resistive-inductive load that emulates the energy consumption of a household. This thesis was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering School of Engineering, University of Patras. The outer purpose of this study is the construction a resistive-inductive load that simulates the energy consumption of a household. The device uses a programmable logic controller (PLC) in order to implement the necessary automation. The main subject of this current thesis was the programming of the PLC and the emulation of the daily operation of electrical devices of a household. Once completed, it will be possible to connect this load emulator to a microgrid so as to optimize its performance and study its operational behavior. This whole thesis was fulfilled through continuous cooperation with colleagues Mpilianos Sotirios and Paraskevas Pavlos. Initially, the energy problem is presented, a fact that naturally leads to the finding of new energy sources. In addition, the advantages and disadvantages of renewable energy sources are discussed as well as the current state regarding their utilization. Afterwards, the definition and the common components of a microgrid are presented through theoretical analysis of all the related units (energy production, conversion and storage units). Moreover, every installed unit of an existing microgrid in the laboratory is mentioned and analyzed. Aiming to study its operation, evaluate its capabilities and estimate its present state, measurements with varying loads are cited. . The profile and size of a typical energy consumption of a household are presented. Given that, the final choice of the emulation method in laboratory environment was made, using appropriate passive elements (resistors, inductors). Finally, the energy consumption of the load emulator is presented, as it was recorded through the connection to the utility grid, and certain conclusions concerning its operation are made.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της λειτουργίας και τη δημιουργία ενός μικροδικτύου, στο χώρο του Κτηρίου Βαρέων Ηλεκτρολόγων του Πανεπιστημίου Πατρών. Επιπρόσθετα, πραγματεύεται την κατασκευή ενός εξομοιωτή φορτίου μιας απαιτητικής από άποψης ενέργειας κατοικίας. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός της εργασίας είναι η συνολική κατασκευή μίας διάταξης για την εξομοίωση της ενεργειακής ζήτησης μιας μονοκατοικίας. Η διάταξη, για την υλοποίηση του αυτοματισμού, διαθέτει έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (ΠΛΕ). Ο προγραμματισμός του ΠΛΕ και η εξομοίωση της λειτουργίας των οικιακών συσκευών υπήρξε το κύριο αντικείμενο της παρούσας εργασίας. Μετά την ολοκλήρωσή της θα είναι δυνατή η σύνδεσή της σε ένα μικροδίκτυο με σκοπούς τη βελτιστοποίηση της απόδοσής του καθώς και τη μελέτη της συμπεριφοράς κατά τη λειτουργία του. Η εκπόνηση της εργασίας έγινε σε συνεργασία με τους συναδέλφους Ψαρά Βασίλειο και Μπιλιανό Σωτήριο. Αρχικά παρουσιάζεται το ενεργειακό πρόβλημα, το οποίο εκ φύσεως οδηγεί στην ανεύρεση νέων πηγών ενέργειας. Εν συνεχεία αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καθώς και η παρούσα κατάσταση όσον αφορά τη χρησιμοποίησή τους. Εν συνεχεία παραθέτουμε τον ορισμό καθώς και τις συνήθεις συνιστώσες ενός μικροδικτύου, αναλύοντας θεωρητικά τις κυριότερες μονάδες παραγωγής, μετατροπής και αποθήκευσης ενέργειας. Επίσης, παραθέτουμε μια καταγραφή καθώς και μια ανάλυση όλων των εμπλεκομένων μονάδων του υπάρχοντος μικροδικτύου. Με σκοπό τη μελέτη της λειτουργίας του, την αξιολόγηση των δυνατοτήτων του και την εκτίμηση της παρούσας κατάστασής του, παρουσιάζονται μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με διάφορα φορτία και εξάγονται κάποια σημαντικά συμπεράσματα. Στη συνέχεια, παραθέτουμε το προφίλ (κατανομή μέσα στην ημέρα) και το μέγεθος μιας τυπικής ηλεκτρικής ενεργειακής κατανάλωσης, μιας μονοκατοικίας. Έχοντας την τυπική οικιακή κατανάλωση ως δεδομένο, έγινε η επιλογή του τρόπου εξομοίωσής της σε εργαστηριακό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας κατάλληλα παθητικά στοιχεία R-L. Τέλος, παρουσιάζουμε την ενεργειακή κατανάλωση του εξομοιωτή, για μια ολόκληρη εβδομάδα, όπως αυτή καταγράφηκε, κατά τη σύνδεσή του στο δημόσιο δίκτυο και εξάγουμε συμπεράσματα για τη λειτουργία του. / The current thesis deals with the study of the operation, as well as the construction of a typical microgrid. Furthermore, the thesis deals with the construction of a resistive-inductive load that emulates the energy consumption of a household. This thesis was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering School of Engineering, University of Patras. The outer purpose of this study is the construction a resistive-inductive load that simulates the energy consumption of a household. The device uses a programmable logic controller (PLC) in order to implement the necessary automation. The main subject of this current thesis was the programming of the PLC and the emulation of the daily operation of electrical devices of a household. Once completed, it will be possible to connect this load emulator to a microgrid so as to optimize its performance and study its operational behavior. This whole thesis was fulfilled through continuous cooperation with colleagues Mpilianos Sotirios and Psaras Vasileios. Initially, the energy problem is presented, a fact that naturally leads to the finding of new energy sources. In addition, the advantages and disadvantages of renewable energy sources are discussed as well as the current state regarding their utilization. Afterwards, the definition and the common components of a microgrid are presented through theoretical analysis of all the related units (energy production, conversion and storage units). Moreover, every installed unit of an existing microgrid in the laboratory is mentioned and analyzed. Aiming to study its operation, evaluate its capabilities and estimate its present state, measurements with varying loads are cited. . The profile and size of a typical energy consumption of a household are presented. Given that, the final choice of the emulation method in laboratory environment was made, using appropriate passive elements (resistors, inductors). Finally, the energy consumption of the load emulator is presented, as it was recorded through the connection to the utility grid, and certain conclusions concerning its operation are made.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια μελέτη επί του ελέγχου των κινητήρων επαγωγής που στόχο έχει τη διερεύνηση της επίδασης των διαφορετικών σημάτων ανάδρασης (ανάλογο στροφών και ανάλογο του τετραγώνου στοφών) στην απόκριση του συστήματος κίνησης. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε ενδελεχώς η σχετική θεωρία, μελετήθηκε η παθητικότητα ηλεκτρομηχανικών συστημάτων, χρησιμοποιήθηκε συγκεκριμένος ηλεκτρονικός μετατροπέας και κατασκευάστηκε μετατροπέας σήματος συνεχούς ρεύματος ανάλογος του αριθμού των στροφών και του τετραγώνου του. Στα πλαίσια της εργασίας εξετάστηκε PI έλεγχος βασισμένος στον βαθμωτό (Scalar V/f) έλεγχο, με σήμα αρνητικής ανάδρασης ρεύμα ανάλογο του αριθμού και του τετραγώνου του αριθμού των στροφών. Μελετήθηκε η απόκριση του κινητήρα και για τους δύο ελέγχους για διαφορετικές τιμές των παραμέτρων KP και KI, και διερευνήθηκε ποιες είναι αυτές ώστε να έχουμε βέλτιστη απόκριση. Συγκεκριμένα ποιες παρουσιάζουν την μικρότερη υπερύψωση, τον μικρότερο χρόνο αποκατάστασης, το μικρότερο σφάλμα μόνιμης κατάστασης. Επίσης εξετάστηκε η επίδραση της κάθε παραμέτρου στην διαμόρφωση της εσωτερικής ενέργειας του κινητήρα. / This diploma thesis forms a study on control techniques of induction motors which comes with the intention to explore the effets of different signals of feedback (proportional to the number of revolutions and to the square of the number of revolutions) on the output of the motor. For this purpose sedulous analysis of relevant theory was carried out, passivity of electromechanical systems was studied, a specific electronic commutator was used and a converter of constant current signal proportional to the number of revolutionsand to the square of the number of revolutions was developed. In this thesis a PI controller based on the Scalar V/f control with a signal of current of negative feedback was examined. The output of the motor for both the controls aid for different values of the parameters KP and KI was examined, and it was investigated which of them lead to an optimal output of the motor. It was studied more specifically which of them result in the optimal overshoot, settling time and the error of the permanent mode. Furthermore, it was inquired the impact of its parameter on the modulation of the intrinsic power of the motor.

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

Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει την πλήρη αυτοματοποίηση του τρόπου παραγωγής και διανομής των ηλεκτρικών παροχών στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Το πρώτο μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αφορά την περιγραφή του συστήματος παροχών του ΕΗΜΕ. Γίνεται περιγραφή του υπάρχοντος εξόπλισμου και εξετάξεται η δυνατότητά του να λειτουργήσει με PLC. Στην συνέχεια γίνεται περιγραφή της διαδικασίας προγραμματισμού του PLC και ο τρόπος που δομείται το εποπτικό περιβάλλον SCADA. Τέλος γίνεται ιδιαίτερη αναφορά σε κάποιες δυνατότητες που παρέχει το νέο πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα, όπως η δυνατότητα αυτόματου παραλληλισμού σύγχρονης μηχανής με το δίκτυο της ΔΕΗ και η διόρθωση τού συντελεστή ισχύος της εγκατάστασης. / The present diplomatic work includes the complete automation of way of production and distribution of Power supply in the Laboratory of electromechanis Transformation of Energy at the Department of Electricians of Engineers and Technology of Computers.

Η διπλωματική εργασία συνίσταται στην κατασκευή και έλεγχο μιας πειραματικής διάταξης στην οποία ένα πνευματικό κινητό έμβολο ασκεί σταθερή πίεση σε οποιαδήποτε επιφάνεια διέλθει κάτω από αυτήν. Η διάταξη περιλαμβάνει κύλινδρο και βαλβίδες πεπιεσμένου αέρα, αισθητήρα πίεσης και Προγραμματιζόμενο Λογικό Ελεγκτή (PLC) για τον έλεγχο της διάταξης. Επίσης, πραγματοποιείται έλεγχος μέσω Labview για σύγκριση αποτελεσμάτων. Η διάταξη αποτελείται από μια αναλογική βαλβίδα, μια On/Off βαβλίδα, ένα κύλινδρο πεπιεσμένου αέρα και μια ειδικά κατασκευασμένη διάταξη άσκησης της πίεσης η οποία περιλαμβάνει και τον αισθητήρα μέτρησης της πίεσης. Επίσης υπάρχει ενισχυτής τάσης ο οποίος παρεμβάλλεται μεταξύ του αισθητήρα και της αναλογικής εισόδου του PLC. Στο κάτω άκρο της διάταξης διέρχεται μια τυχαία ξύλινη επιφάνεια. Βασικός σκοπός της εργασίας είναι ο PID έλεγχος της διάταξης μέσω της λειτουργικής μονάδας FM 355. Η μονάδα FM 355 της SIEMENS είναι μια λειτουργική μονάδα που έχει την δυνατότητα να πραγματοποιήσει Hardware PID έλεγχο καθώς και ασαφή έλεγχο σε εφαρμογές θερμοκρασίας. Επίσης, ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό της είναι η δυνατότητα λειτουργίας και όταν υπάρχει απώλεια επικοινωνίας με τη CPU του PLC. Η μονάδα FM 355 ελέγχει την αναλογική βαλβίδα ενώ ο έλεγχος της On/Off βαλβίδας γίνεται μέσω της CPU του PLC. Για τη λειτουργία της διάταξης επιλέγεται η επιθυμητή τιμή της πίεσης που θα ασκηθεί στην επιφάνεια. Αυτή η τιμή τροφοδοτείται στη CPU και κατ’ επέκταση στην μονάδα FM 355. Οποιαδήποτε μετακίνηση της επιφάνειας η οποία οδηγεί σε αλλαγή της πίεσης παρακολουθείται από τον αισθητήρα και γίνεται αυτόματη προσαρμογή της διάταξης ώστε να υπάρχει παρακολούθηση της επιφάνειας. Ο έλεγχος μέσω Labview χρησιμοποιεί ακριβώς την ίδια λογική και πραγματοποιήθηκε για την εξαγωγή πολύ χρήσιμων συμπερασμάτων. / This Diploma Thesis consists of the construction and control of an experimental automated system. In this system a pneumatic moving piston applies constant pressure to any surface that passes under it. The system includes a pneumatic cylinder, pneumatic valves, a pressure sensor and a Programmable Logic Controller (PLC) to control the system. Also, control via Labview is implemented, to be used for results comparison. The system consists of a proportional control valve, an On/Off valve, a pneumatic cylinder and a specially manufactured system for pressure application that also includes the pressure sensor. There is, also, a voltage amplifier that is used between the output of the pressure sensor and the analog input of the CPU. A random wooden surface passes under the experimental system. The primary purpose of the Diploma Thesis is the PID control of the system using the function module FM 355. The FM 355 module from SIEMENS is a function module that is capable of utilizing hardware PID control and fuzzy control in temperature applications. Also, a very important characteristic of the module is the ability to function even when there is loss of communication with the CPU. The FM 355 module controls the proportional valve, while the On/Off valve is controlled by the PLC CPU. In order for the system to work, the desired pressured to be applied must be chosen. This value is inserted into the CPU and from there it is sent to the FM 355 module. Any movement of the wooden surface that leads to a change of pressure, is monitored by the sensor and the system automatically adjusts to track the surface. Control via Labview implements exactly the same logic as mentioned above and was used to extract very useful conclusions.

Η διπλωματική εργασία συνίσταται στην κατασκευή και έλεγχο, μιας πειραματικής διάταξης, στην οποία δύο πνευματικοί κύλινδροι διπλής δράσης, προσπαθούν να λειτουργήσουν συνεργατικά, για να μετακινήσουν ένα αντικείμενο που βρίσκεται ανάμεσά τους, ασκώντας του κάθε χρονική στιγμή μια επιθυμητή σταθερή δύναμη. / The aim of this diploma thesis is the cooperation of two pneumatic cylinders, in order to exert a constant force in an object while moving it, in both directions.