Το κεφάλαιο 6 του νέου μου βιβλίου “Αυτοματισμοί Inverters & PLCs” έχει γραφτεί σαν συνέχεια του πρώτου μου μου βιβλίου “Μαθαίνω αυτοματισμούς PLC με Logo!8”, με προχωρημένες τεχνικές προγραμματισμού PLC όπως το Logo!8 και Projects πολύ καλά μελετημένα που μπορούν να σας δώσουν την ώθηση και την έμπνευση να δημιουργήσετε προχωρημένους αυτοματισμούς με PLC και οθόνες.
Επίσης γίνεται μία εστίαση σε Project σε αντλιοστάσια σε συνδυασμό Inverters και Plcs και μετά την μελέτη αυτού του βιβλίου μπορούν να αντικατασταθούν όλα τα αντλιοστάσια από κλασικό αυτοματισμό σε σύγχρονους αυτοματισμούς με PLC αυξάνοντας τις δυνατότητες εγκατάστασης – συντήρησης και απομακρυσμένου ελέγχου.
Ας δούμε την ύλη και τα Projects που διαπραγματεύεται το κεφάλαιο αυτό:
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Projects για πρακτική εξάσκηση.
6.1 Έλεγχος συστήματος από δύο μεταφορικές ταινίες όπως γραμμή παραγωγής βιομηχανίας τροφίμων.
6.2 Ρύθμιση στροφών ηλεκτροκινητήρα με αναλογικό έλεγχο 0-10 Volt από αισθητήρα θερμοκρασίας.
6.3 ΄Έλεγχος ψύξης χώρου με ρύθμιση στροφών ανεμιστήρα με αναλογικό έλεγχο 0-10 Volt από αισθητήρα θερμοκρασίας.
6.4 Παρακολούθηση στροφών κινητήρα από PLC Logo!8 (Speed Monitoring) με επαγωγικό αισθητήρα απόστασης (proximity sensor).
6.5 Έλεγχος στροφών κινητήρα σε χρονικά διαστήματα και με χρονοδιακόπτες από PLC Logo!8.
6.6 Έλεγχος 2 ίδιων αντλιών (15kW) για την διαχείριση νερού ψύξης σε 60 δεξαμενές κρασιού παράλληλης λειτουργίας. Μετατροπή του υφιστάμενου κλασικού αυτοματισμού σε Plc Logo!8.
6.7 Έλεγχος αντλίας αποβλήτων από PLC Logo!8 με προστασία block.
6.8 Έλεγχος αντλίας on/off για εύρος τιμών πίεσης με αναλογικό αισθητήρα πίεσης.
6.11 Κυκλική λειτουργία δύο αντλιών κάθε 24 ώρες.
6.12 Αυτόματη επιλογή τριών αντλιών με έλεγχο πίεσης με εφεδρεία μία και ένδειξη σφάλματος στην οθόνη.
6.13 Έλεγχος δύο υποβρύχιων αντλιών λυμάτων με συνδυασμό αναλογικό έλεγχο (αισθητήρα υπερήχων) και ψηφιακό έλεγχο από διακόπτες.
6.14 Ανάμιξη δύο υγρών με ποσοστό με ορισμό επιθυμητής τιμής S.P σε λίτρα από την οθόνη του PLC.
6.15 Διύλιση Νερού, Ταχυδιϋλιστήρια.
Το κάθε Project έχει Tips και τεχνικές που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και σε άλλες εφαρμογές αυτοματισμού και να δημιουργήσουμε τα δικά μας πολύπλοκα Project πχ.
- Στο Project 6.1
Bλέπουμε πως μπορούμε να ξεκινήσουμε δεύτερο κινητήρα μετά από χρόνο λειτουργίας ή σε συγκεκριμένες στροφές λειτουργίας του πρώτου κινητήρα
χρησιμοποιώντας το έτοιμο function του Logo!8 Analog threshold trigger.
- Στα Project 6.2 , 6.3
Tα Project τα υλοποίησε και τον ευχαριστώ ο Τάσος Αντωνάκης.
Bλέπουμε πως μπορούμε να ελέγχουμε δυναμικά τις στροφές ενός κινητήρα ανάλογα από την τιμή ενός αισθητήρα θερμοκρασίας. Ο αισθητήρας θα μπορούσε να είναι αισθητήρας πίεσης η οποιοσδήποτε αισθητήρας 4-20mA ή 0-10 Volt και με το analog Amplifier να δημιουργήσουμε το κατάλληλο πρόγραμμα για την εφαρμογή μας.
- Στο Project 6.4
Αναλύουμε πως με ένα ταχύμετρο μπορούμε να μετρήσουμε τις στροφές ενός κινητήρα, ρυθμίζοντας κατάλληλα τον χρόνο δειγματολειψίας και την συχνότητα των παλμών στην είσοδο του PLC.O proximity sensor εφαρμόζεται στον άξονα του κινητήρα σε σταθερή απόσταση από ένα μεταλλικό του μέρος που περιστρέφεται (πχ: σφήνα). Λειτουργεί σαν διακόπτης που μας δίνει παλμό στο PLC σε κάθε περιστροφή του άξονα του κινητήρα. Επομένως στέλνουμε dc τάση στον ένα ακροδέκτη του αισθητήρα και τον άλλο ακροδέκτη τον συνδέουμε σε μια γρήγορη είσοδος (Fast–Frequency Input) του PLC. Αυτήν την είσοδο την στέλνουμε απευθείας σε ένα Counter και μετράμε τους παλμούς σε συγκεκριμένη χρονική περίοδο (πχ 1 δευτερόλεπτο ή 1 λεπτό)
- Στο Project 6.5
Σέ μια βιοτεχνία με ηλεκτρικούς φούρνους στις 07:00 π.μ. όταν όλοι οι φούρνοι είναι σε λειτουργία παρατηρούνται υδρατμοί στο ταβάνι και στους τοίχους. Θέλουμε δύο ώρες πριν στις 5:00 να ξεκινάμε ένα βοηθητικό εξαερισμό με ένα αργό βήμα σταθερό (περίπου 8 στροφές ανά λεπτό) και για διάστημα μίας ώρας. Ο κινητήρας του εξαερισμού είναι 1000 Rpm και το ελέγχουμε με ένα Inverter. Οι στροφές του Inverter ελέγχονται από την έξοδο 0-10 Volt της κάρτας εξόδου AM2AQ ενός Logo!8.
Στις 6:00 π.μ. οι στροφές θα ρυθμίζονται αυτόματα στο 40% δηλαδή 400 στροφές και θα συνεχίζονται να αυξάνονται με το προηγούμενο σταθερό βήμα μέχρι 90% των στροφών (900Rpm). Οι στροφές του κινητήρα μηδενίζονται στις 15:00 και η διαδικασία επαναλαμβάνεται καθημερινά.
.
- Στο Project 6.6
Oι δύο αντλίες λειτουργούν παράλληλα με ανακυκλοφορία μέσω Buffer, κρύου νερού για την ψύξη των δεξαμενών κρασιού. Όταν ανοίξουμε με τον ανάλογο πίνακα αυτονομίας την πρώτη Η/βάνα , ξεκινά o INVERTER να οδηγεί την ΑΝΤ 1 στο 40%, και όσο αυξάνεται η ζήτηση ανοίγοντας Η/βάνες φτάνουμε στο 100%, πάντα με την πίεση ελεγχόμενη στα 2 BAR. (μέγιστο μανομετρικό αντλίας 4 bar).
Στο σημείο αυτό και μετά από ένα χρόνο (1—3 min), κάνουμε STOP στην ΑΝΤ 1 και συνεχίζει με την αδράνεια της. Αμέσως μετά ξεκινάμε την ΑΝΤ 2 με ΑΣΤΕΡΑ ΤΡΙΓΩΝΟ για να μας συντηρεί την ζήτηση. Συνεχίζοντας να αυξάνεται η ζήτηση κρύου νερού, ξεκινά πάλι η ΑΝΤ 1 με τον INVERTER να ελέγχει προς τα πάνω. Αντίστροφα λειτουργούμε όταν μειώνεται η ζήτηση .
- Στο Project 6.7
Θέλουμε να προστατεύσουμε μία αντλία αποβλήτων όταν διέρχονται στερεά σωματίδια να σταματάει (block) και να προστατεύουμε τον κινητήρα από βλάβη. Θα χρησιμοποιήσουμε έναν αναλογικό αισθητήρα πίεσης για να μετράμε την στάθμη των αποβλήτων σε μία χρονική περίοδο ενός λεπτού (60sec). Αν σε αυτήν την περίοδο η στάθμη δεν αυξηθεί καθόλου ή αυξηθεί πολύ λίγο θα σταματάμε την αντλία και θα έχουμε σφάλμα Pump Block.
Αν ο αισθητήρας είναι 0-10bar 4-20mA θα κάνουμε σύγκριση της νέας τιμής με την παλιά τιμή κάθε 60 sec και αν η πίεση δεν έχει μεταβληθεί >0,3 bar θα έχουμε το παραπάνω σφάλμα.
- Στο Project 6.8
Θέλουμε να ελέγχουμε μία αντλία από έναν αισθητήρα πίεσης 0-8,000 bar στο διάστημα 1,8-2,2 bar με ακρίβεια μέτρησης 3 δεκαδικά. Η αντλία να ξεκινάει στα 2,200 bar και να σταματάει στα 1,800 bar.
- Στο Project 6.9
Αγαπημένο μου Project μπορεί να αντικαταστήσει όλους τους αυτοματισμούς με αντλιοστάσια.
Θέλουμε δύο αντλίες να λειτουργούν εναλλάξ μεταξύ τους για 30 λεπτά η καθεμία. Σε περίπτωση σφάλματος μίας αντλίας θα ξεκινάει αυτόματα τρίτη αντλία. Όταν η αντλία που είχε βλάβη διορθωθεί και πατηθεί ένας διακόπτης αναγνώρισης σφάλματος θα ξεκινάει και αυτόματα θα σταματάει η τρίτη αντλία που την αντικαθιστούσε.
- Στο Project 6.10
Ομοίως με το προηγούμενο αλλά έλεγχος με αισθητήρα πίεσης.
Θέλουμε δύο αντλίες να δουλεύουνε εναλλάξ με έλεγχο από αισθητήρα πίεσης. Αν η πίεση πέσει κάτω από 1,6 bar να ξεκινάνε και αν ανέβει πάνω από 3,6 bar. Όταν πέσει η πίεση κάτω από 1,6 την πρώτη φορά θα ξεκινήσει η αντλία 1 και στα 3,6 bar θα σταματήσει. Όταν ξαναπέσει η αντλία στα 1,6 bar θα ξεκινήσει η αντλία 2 και στα 3,6 θα σταματήσει. Η λειτουργία επαναλαμβάνεται και σε κάθε σφάλμα της 1,2 την αντικαθιστά η αντλία 3.
- Στο Project 6.11
Θέλουμε με την ενεργοποίηση ενός διακόπτη να ξεκινάει μια αντλία και όσο χρόνο είναι ενεργοποιημένος ο διακόπτης να γίνεται κυκλική εναλλαγή με δεύτερη αντλία κάθε 24 ώρες.
- Στο Project 6.12
Σε μία εγκατάσταση έχουμε 4 αντλίες η οποίες ελέγχονται από ένα αισθητήρα πίεσης 0-12 bar 4-20mA.
- Η αντλία 1 θα ενεργοποιείται όταν η πίεση πέσει στα 3 bar
- Όταν η πίεση πέσει στα 2 bar θα ενεργοποιούνται οι αντλίες 2,3 και θα σταματάνε όταν η πίεση ανέβει στα 5 bar.
- Όταν η πίεση ξαναπέσει στα 2 bar (2η φορά) αυτή την φορά θα ξεκινήσουν οι αντλίες 3,4 και θα σταματήσουν στα 5 bar.
- Όταν η πίεση ξαναπέσει στα 2 bar (3η φορά) αυτή την φορά θα ξεκινήσουν οι αντλίες 2,4 και θα σταματήσουν στα 5 bar.
- Aν μία αντλία βγάλει σφάλμα θα τεθεί αυτόματα σε λειτουργία η αντλία που δεν λειτουργεί.
Ο κύκλος λειτουργίας των αντλιών 2,3,4 επαναλαμβάνεται κυκλικά στο εύρος πίεσης 2-5 bar και η αντλία 1 θα είναι πάντα ενεργοποιημένη για πίεση κάτω από 3 bar.
Σε περίπτωση σφάλματος μίας αντλίας να μας έρθει μήνυμα στην οθόνη του Logo!8 και στην οθόνη TDE και να μπορούμε να το κάνουμε Reset (Acknowledge) από τον αντίστοιχο διακόπτη σε κάθε αντλία.
- Στο Project 6.13
Θέλουμε να ελέγξουμε δύο υποβρύχιες ηλεκτρικές αντλίες σε μια δεξαμενή λυμάτων.
Ο έλεγχος θα γίνεται από έναν αισθητήρα υπερήχων (Ultrasonic ΕΤ) που θα μετράει το ύψος της στάθμης του νερού της δεξαμενή και όταν η διαφορά μεγαλύτερη από 200 mm μέχρι 500 mm θα δώσει την εντολή να ενεργοποίησης/ απενεργοποιήσης μεμονωμένα κάθε μία από τις ηλεκτρικές αντλίες. σε μια ηλεκτρική αντλία. κάθε φορά κυκλικά.
Εάν μία αντλία δουλεύει συνεχόμενα για 3 λεπτά τότε δίνετε αυτόματα η εντολή να ξεκινήσει η δεύτερη αντλία που θα λειτουργεί ταυτόχρονα με αυτήν που ήδη λειτουργεί και θα απενεργοποιούνται όταν το επίπεδο της δεξαμενής πέσει στα 200 mm.
Εάν ενεργοποιηθεί η θερμική επαφή σε μια από τις αντλίες (T1 ή T2), τότε θα ενεργοποιείτε μια σειρήνα συναγερμού (S) και η ηλεκτρική αντλία που έβγαλε βλάβη θα τίθεται εκτός λειτουργίας και το πρόγραμμα θα ξεκινά μόνο με την άλλη ηλεκτρική αντλία.
Εάν παρουσιαστεί ανωμαλία στον αισθητήρα υπερήχων (ET) και η στάθμη υγρού υπερβεί το σημείο εκκίνησης των ηλεκτρικών αντλιών τότε θα ενεργοποιηθεί ο πλωτήρας 2 (F.S2). Από αυτή τη στιγμή το σύστημα αγνοεί την αναλογική είσοδο του αισθητήρα (ET) και θα λειτουργεί με τις ψηφιακές εισόδους από τους πλωτούς διακόπτες.
Ο διακόπτης Float 2 (F.S2) δίνει άμεση εντολή ενεργοποίησης μιας από τις αντλίες σε λειτουργία εναλλαγής. Φτάνοντας στο επίπεδο του διακόπτη Float 1 (FS1), στη συνέχεια, απενεργοποιείτε η αντλία λειτουργίας.
Η χρονική λειτουργία των 3 λεπτών ως μέγιστο χρόνο λειτουργίας των αντλιών θα εξακολουθήσει όπως στον έλεγχο από τον αναλογικό αισθητήρα.
Το F.S.3 θα ξεκινήσει επίσης την άλλη αντλία, οπότε και οι δύο θα λειτουργούν ταυτόχρονα έως ότου η στάθμη υγρού φτάσει στο F.S1.
Θα υπάρχει σειρήνα συναγερμού στον ηλεκτρικό πίνακα που θα ηχήσει εάν ενεργοποιηθεί οποιαδήποτε από τις θερμικές επαφές των ηλεκτρικών αντλιών ή εάν φθάσει η στάθμη στο F.S4.
- Στο Project 6.14
Θέλουμε να αναμίξουμε δύο υγρά σε μία δεξαμενή και να ορίζουμε την ποσότητα του κάθε υγρού ξεχωριστά σε λίτρα από την οθόνη TDE του Logo!8. Θα δημιουργήσουμε 3 υπό-οθόνες όπου στην αρχική θα βλέπουμε τις τρέχον τιμές, στην δεύτερη θα ρυθμίζουμε το SP του υγρού Α και στην τρίτη οθόνη θα ρυθμίζουμε το SP του υγρού B. Η μέτρηση των υγρών σε λίτρα γίνεται με ροόμετρα τα οποία μετατρέπουν τα λίτρα σε παλμούς πχ για κάθε λίτρο έχουμε 50 παλμούς. Επομένως τους παλμούς αυτούς τους στέλνουμε σε μια γρήγορη είσοδος (fast Input) του PLC Ι3, Ι4,Ι5 και στο πρόγραμμα με Counters μετράμε τα λίτρα του υγρού που ρίχνουμε μέσα στην δεξαμενή
- Στο Project 6.15
To Project το υλοποίησε και τον ευχαριστώ, ο Παππάς Μιχάλης στην Χίο.
Διύλιση Νερού, Ταχυδιϋλιστήρια
Η διαδικασία της διύλισης είναι γνωστή από την αρχαιότητα, υπάρχουν αναφορές για τέτοιες διαδικασίες από το 1500πχ. Σε μια προσπάθεια του ανθρώπου να αντιγράψει τη φυσική διαδικασία της φίλτρανσης του νερού κατά τη διέλευσή του από στρώματα εδάφους και πετρωμάτων, από τις αρχαίες συσκευές και με την πάροδο του χρόνου αναπτύχθηκαν οι κλίνες και τα υλικά φίλτρανσης, τα διυλιστήρια ανοιχτού τύπου και κατόπιν τα ταχυδιϋλιστήρια (κλειστά φίλτρα).
Τυπικά σε μια τέτοια διεργασία το νερό με ταχύτητα 7-15 μέτρα ανά ώρα διαχέεται ομοιόμορφα από την κορυφή του φίλτρου μέσα από στρώσεις υλικών διαφορετικής κοκομετρίας και σφαρικότητας. Οι επιταχύνσεις, επιβραδύνσεις και αλλαγές κατεύθυνσης του νερού προκειμένου να διέλθει ανάμεσα στα διάκενα των υλικών δεν ακολουθούνται από ανάλογες κινήσεις των αιωρούμενων σε αυτό στερεών. Έτσι τα αιωρούμενα στερεά συγκρούονται μεταξύ τους και συσσωματώνονται σε μεγαλύτερες κροκίδες. Όταν οι κροκίδες αποκτήσουν κάποιο σεβαστό μέγεθος δεν μπορούν πια να διέλθουν από τα διάκενα του υλικού και εγκλωβίζονται μέσα σε αυτό. Το καθαρό νερό συλλέγεται από αντίστοιχο σύστημα διάχυσης-συλλογής στον πυθμένα του φίλτρου. Ανάλογα με την κόπωση του φίλτρου από τη δέσμευση κροκίδων σε τακτά χρονικά διαστήματα η διαδικασία αντιστέφεται και το νερό εισάγεται από τους διαχύτες του πυθμένα με σημαντικά μεγαλύτερη ταχύτητα που μπορεί να φθάνει και τα 30-35 μέτρα ανά ώρα. Η υψηλή ταχύτητα παρασύρει τις δεσμευμένες κροκίδες προς την κορυφή του φίλτρου και μέσω του άνω συστήματος διάχυσης (άνω διανομέας) απορρίπτονται. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αντίστροφη πλύση και διαρκεί μερικά λεπτά, ανάλογα με την κόπωση του φίλτρου. Κατόπιν το φίλτρο μένει για μερικά λεπτά σε ηρεμία προκειμένου εξ αιτίας της βαρύτητας τα υλικά να επιστρέψουν στις θέσεις τους. Επειδή κατά τη διαδικασία αντίστροφης πλύσης συνήθως χρησιμοποιείται ακάθαρτο νερό που μετά την αντίστροφη πλύση έχει παραμείνει στον πυθμένα, αλλά και για καλύτερη διάστρωση των υλικών το φίλτρο μπαίνει σε κανονική λειτουργία αλλά το νερό που παράγεται απορρίπτεται για μερικά λεπτά. Πολλές φορές ανάλογα με το είδος των αιωρούμενων στερεών που φιλτράρονται απαιτείται η προσθήκη χημικών στην είσοδο και στην έξοδο του φίλτρου προκειμένου να υποβοηθήσουν τη διαδικασία της κροκίδωσης, να απολυμάνουν το νερό και να συλλέξουν άλλα ελεύθερα χημικά για να προετοιμάσουν το νερό για επόμενο στάδιο επεξεργασίας.
Η διαδικασία της φίλτρανσης νερού με τη μέθοδο της διϋλισης σε βιομηχανικό επίπεδο υλοποιείται συνήθως με κλειστά φίλτρα (ταχυδιϋλιστήρια) και μπορεί να αποτελείται από συστοιχίες φίλτρων παράλληλα ή και σε σειρά. Οι απαιτήσεις πλύσης-λειτουργίας σε κάθε στάδιο και κάθε φίλτρο μπορεί να διαφέρουν και η χειροκίνητη λειτουργία του εξοπλισμού είναι σχεδόν απαγορευτική… Για μεμονωμένα φίλτρα προσφέρεται η λύση των αυτόματων κεφαλών που μπορούν με χρονοπρογραμματισμό ή εξωτερική επαφή να αλλάζουν την κατάσταση στις βάνες ενός φίλτρου προκειμένου να λειτουργεί ή να πλένεται. Όμως αυτή η απλοϊκή λειτουργία δεν συγκρίνεται με τον πλήρη και εξ’ αποστάσεως έλεγχο που μπορεί να προσφέρει ένα PLC σε μια τέτοια εγκατάσταση.
Δείτε και παραγγείλτε το βιβλίο μου “Αυτοματισμοί Inverters & PLCs
Greek
English
German
Portuguese
Afrikaans
Arabic
French
Spanish
Turkish
Russian
Bulgarian
Italian
Albanian
Danish
Filipino
Finnish
Hindi
Hungarian
Japanese
Mongolian
Norwegian
Romanian
Swedish