Ολοκληρωμενο Συστημα Εποπτειας Και Ελεγχου Ηλεκτρικων Μηχανων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη συστήματος ελέγχου και επιτήρησης ενός τριφασικού σύγχρονου κινητήρα. Η υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος απαιτεί τη χρήση συστημάτων αυτόματου ελέγχου. Το σύστημα αυτομάτου ελέγχου της εφαρμογής μας συνίσταται από ένα PLC και ένα λογισμικό SCADA, αμφότερα της εταιρίας Siemens. Η επικοινωνία του PLC με το SCADA γίνεται μέσω του τοπικού δικτύου του εργαστηριού, τύπου Ethernet, με τεχνολογία μετάδοσης TCP. Το PLC έχει σαν εισόδους τις τιμές των ρευμάτων στάτη του κινητήρα, την τιμή της τάσης διέγερσης, τις λογικές καταστάσεις των μπουτόν καθώς και τις λογικές καταστάσεις των επαφών των ηλεκτρονόμων ισχύος. Αξιολογώντας το PLC τις τιμές των μεγεθών στην είσοδο του, με βάση το αποθηκευμένο στην μνήμη του πρόγραμμα, το οποίο εκτελεί κυκλικά, καθορίζει τις τιμές των μεταβλητών στην έξοδο του. Στην έξοδο του PLC είναι συνδεδεμένη η πλακέτα οδήγησης των πηνίων των ηλεκτρονόμων ισχύος καθώς και οι διάφορες ενδεικτικές λυχνίες του πίνακα. Αξίζει να αναφέρουμε ότι τα αναλογικά μεγέθη στην είσοδο του PLC, τάσεις - ρεύματα, λαμβάνονται με τη χρήση μορφοτροπέων τάσης και έντασης αντίστοιχα, εξόδου εύρους 0 -20 mA ενώ οι στροφές του κινητήρα μετρώνται με τη βοήθεια ενός optical encoder. Σκοπός του SCADA είναι η δημιουργία ενός περιβάλλοντος, αφενός απεικόνισης και αφετέρου ελέγχου, του συνολικού συστήματος. Για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο σχεδιάσαμε και αναπτύξαμε μια σειρά από «οθόνες» οι οποίες είτε χρησιμοποιούνται για την εκκίνηση του κινητήρα με διαφορετική μέθοδο (Υ-Δ, Υ-Δ με ρυθμιζόμενο, από το χρήστη, χρόνο, Απευθείας εκκίνηση) είτε απεικονίζουν με διαφορετικό τρόπο η κάθε μια το συνολικό σύστημα (μιμικό διάγραμμα, κύκλωμα ισχύος με καταστάσεις των ρελέ και τιμές των ρευμάτων στάτη, κ.α.). Σκοπός μας δεν ήταν τόσο η κατασκευή ενός βιομηχανικού συστήματος, αφού αυτό ξεφεύγει από τον ακαδημαϊκό χαρακτήρα της διπλωματικής εργασίας, όσο ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος επίδειξης των δυνατοτήτων του PLC και του SCADA, κατανοητού από τον φοιτητή.