Κατασκευή Και Προγραμματισμός Αυτοματοποιημένης Εγκατάστασης Χειρισμού Στροφών Κινητήρα Με Μετατροπέα Συχνότητας Μέσω Βιομηχανικού Δικτύου Ethernet

Abstract

Η παρουσία των PLCs, σήμερα, έχει επικρατήσει στον τομέα των αυτοματισμών, και γίνεται συνεχής προσπάθεια για ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, που θα καταστήσουν ακόμα πιο αποδοτικό, εύκολο και γρήγορο τον έλεγχο βιομηχανικών εγκαταστάσεων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να εξεταστεί και να αξιοποιηθεί η δυνατότητα σύνδεσης του PLC σε ένα βιομηχανικό δίκτυο Ethernet, για τον έλεγχο στροφών κινητήρα μέσω μετατροπέα συχνότητας, ο οποίος βρίσκεται στο ίδιο δίκτυο.Για το σκοπό αυτό, κατασκευάζεται μια αυτοματοποιημένη εγκατάσταση σε μικρότερη κλίμακα. Πρόκειται για δύο δεξαμενές, τοποθετημένες με υψομετρική διαφορά, ώστε η υψηλότερη να τροφοδοτείται μέσω αντλίας (ΕΗ3, E-Tech) από τη χαμηλότερη, που λειτουργεί ως βοηθητικός χώρος αποθήκευσης του υγρού.Σε πρώτο επίπεδο, σχεδιάστηκε και διασυνδέθηκε ο απαραίτητος ηλεκτρολογικός εξοπλισμός, αλλά και διαμορφώθηκε το Ethernet δίκτυο, δηλαδή συνδέθηκαν το PLC (MicroLogix 1400, Allen Bradley), το SCADA (CIMPLICITY, General Electric) και το inverter (D700, Mitsubishi). Στο δεύτερο στάδιο, αναπτύχθηκε το πρόγραμμα του PLC σε γλώσσα Ladder για τον έλεγχο στάθμης της κύριας (υψηλότερης) δεξαμενής. Το PLC έχει ως είσοδο έναν αισθητήρα αναλογικής μέτρησης στάθμης της κύριας δεξαμενής, και μέσω κατάλληλου ελέγχου PID εντέλει το inverter, με τα σήματα αυτά να στέλνονται μέσω Ethernet (πρωτόκολλο Modbus TCP). Το τρίτο στάδιο περιλαμβάνει την ανάπτυξη του προγράμματος επιστασίας για επίβλεψη και έλεγχο της κατασκευής από το χρήστη μέσω της οθόνης του υπολογιστή (εκκίνηση/σταμάτημα λειτουργίας, σφάλματα, ενημερώσεις κτλ.). Τέλος, φροντίζεται η συλλογή και αποθήκευση όλων των δεδομένων σε Βάση Δεδομένων για περαιτέρω ανάλυση, παρουσίαση γραφημάτων κτλ.Η δυνατότητα σύνδεσης ενός inverter με το PLC μέσω δικτύου προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς με μόνο ένα καλώδιο αποστέλλεται όλη η πληροφορία. Όταν δε, το δίκτυο από σειριακό μετατρέπεται σε Ethernet τα πλεονεκτήματα αυξάνονται, καθώς επωφελούμαστε από πολύ υψηλές ταχύτητες, και δυνατότητα σύνδεσης των υλικών σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.Η εργασία εκπονήθηκε σε συνεργασία με την εταιρία «Αλουμίνιον της Ελλάδος» του Ομίλου Μυτιληναίος.