Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές

Γενικά

• Κωδικός Μαθήματος: 1713
• Εξάμηνο: 7ο
• Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής - Ανάπτυξης Δεξιοτήτων (ΕΠ-ΑΔ)
• Είδος Μαθήματος: Επιλογής (ΕΠ)
• Γνωστική Περιοχή: Ενσωματωμένα - Υπολογιστικά Συστήματα (ΕΥΣ)
• Διδασκαλία Θεωρίας: 2 ώρες/εβδομάδα
• Διδασκαλία Εργαστηρίου: 2 ώρες/εβδομάδα
• Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
• Ηλεκτρονική σελίδα μαθήματος: https://www.iee.ihu.gr/course/1713/
• Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά
• Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus
• Προτεινόμενα προαπαιτούμενα μαθήματα: (1711) Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου
• Συντονιστής: Τζέκης Παναγιώτης
• Διδάσκοντες: Χαραλαμπίδης Χαράλαμπος, Παπακώστας Δημήτριος

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι η παροχή προς τον φοιτητή μιας εμπεριστατωμένης εισαγωγής στην θεωρία και στις εφαρμογές των αυτοματισμών με PLC. Να τον καταστήσει ικανό να αναγνωρίζει και να σχεδιάζει δομικά στοιχεία σύμφωνα με τις διεθνείς προδιαγραφές, μιας και αποτελούν τη μοναδική αξιόπιστη λύση σε θέματα αυτοματισμού και βιομηχανικής παραγωγής, προσφέροντας λύσεις από απλές εφαρμογές μέχρι δύσκολες και πολύπλοκες διεργασίες. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτήτης/τρια αναμένεται να είναι σε θέση:

• Να περιγράφει, να αναλύει και να σχεδιάζει τις βασικές μορφές του αυτοματισμού με PLC.
• Να διακρίνει και να περιγράφει τη δομή, την αρχιτεκτονική και τις λειτουργίες των PLC.
• Να δημιουργεί κώδικα για τον προγραμματισμό των PLC με διάφορες γλώσσες.
• Να εξετάζει και να αξιολογεί εργαστηριακά μοντέλα με την χρήση λογισμικού σε PC.
• Να αναπτύσσει εφαρμογές κλασικού αυτοματισμού σε γλώσσες του PLC.
• Να σχεδιάζει πρακτικές εφαρμογές αυτοματισμού με PLC διαφόρων Βιομηχανικών διεργασιών.

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων
• Ομαδική εργασία
• Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής

Περιεχόμενο Μαθήματος

Ιστορική αναδρομή των PLC . Ορισμοί. Βασικές αρχές λειτουργίας και δομή των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών (Programmable Logic Controllers) . Μοντέλα S7-200 με λογισμικό Micro – Win, και τα χαρακτηριστικά τους .(Τροφοδοτικό, μονάδες εισόδων – εξόδων (Input / Output modules),Κεντρική μονάδα επεξεργασίας(Central Processing Unit, CPU) μονάδων και των επεκτάσεων). Πλεονεκτήματα ,μειονεκτήματα μονάδες επέκτασης.
Βασικές αρχές προγραμματισμού, χαρακτηριστικά και ονοματολογία των στοιχείων – Περιγραφή και επεξήγηση των εντολών- δομή προγράμματος . Ηλεκτρικά διαγράμματα (παραδείγματα) . Αρχές λογικής –Πύλες, Μετρητές, Χρονιστές (παραδείγματα). Λογικές εξισώσεις πίνακες αλήθειας και
λογικά διαγράμματα, Περιγραφή – Γενική περιγραφή του Micro/Win . Διαγράμματα επαφών (παραδείγματα).Συγκριτικός ή πίνακας αντιστοιχιών. Προγραμματισμός του S7-200 .Επεξήγηση των εντολών. Εντολές Normally Open – Close. Μετρητές. Εντολές Set – Reset. Λογισμικό προγραμματισμού των PLC. Γλώσσες προγραμματισμού (Σχέδιο επαφών– Ladder Diagram). Λίστα εντολών (STL – Statement List) .Διάγραμμα λογικών πυλών (FBD – Function Block Diagram).)
Ηλεκτρολογικά διαγράμματα, simulation Παραδείγματα – εφαρμογές.

Περίγραμμα Εργαστηρίου
Λειτουργία του PLC. Περιγραφή του περιβάλλοντος Microwin Step7. Λογικοί πίνακες αλήθειας και διαγράμματα, διαγράμματα κλίμακας-επαφών. (LADDER), Γλώσσα μηχανής S.T.L (Statement List), F.B.D (Function Block Diagram) Ηλεκτρολογικά διαγράμματα Χρονιστές. Απαριθμητές.
Καταχωρητές. Εντολές ελέγχου προγράμματος.
Εργαστηριακές Ασκήσεις Εφαρμογής χρησιμοποιώντας διαγράμματα LADDER.Προσομοίωση διαφόρων συστημάτων με το Microwin Step 7. Εφαρμογή του Microwin στα συστήματα :
Γερανογέφυρας – Ελέγχου Στάθμης Υγρών – Σύστημα Παραγωγής Καπουτσίνο – Ανελκυστήρα – Συστήματος διάτρησης – Συστήματος προστασίας οπωροφόρων από παγετό – Συστήματος αυτόματης βαφής – Συστήματος συναγερμού – Μεταφοράς Φορτίων σε Ταινιόδρομο – Αυτοματισμός σπιτιού
διαφόρων διεργασιών. Εφαρμογές της γλώσσας LADDER και FBD στις παρακάτω εργαστηριακές μονάδες {Reaction Vessel – Pipe Bending Machine – Roll Round Device – Embossing Machine – Level Control – Starter Control}.

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης

• Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία.
• Εργαστηριακή εκπαίδευση σε μικρές ομάδες φοιτητών.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

• Χρήση ηλεκτρονικού εργαστηριακού εξοπλισμού, Ηλεκτρονική επικοινωνία με τους φοιτητές, ηλεκτρονικές σημειώσεις.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (ΓΕ) (50%) που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις σύντομης απάντησης
- Επίλυση ασκήσεων θεωρίας
ΙΙ. Εργαστηριακή εξέταση (ΕΕ) (50%) που περιλαμβάνει:
- Εβδομαδιαία εργαστηριακές εργασίες σε μικρές ομάδες
- Τελική Εξέταση εργαστηρίου
Ο βαθμός του μαθήματος (ΓΕ*0,5 + ΕΕ*0,5) πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε (5).
Ο βαθμός της Γραπτής τελικής εξέτασης και της Εργαστηριακής εξέτασης πρέπει να είναι τουλάχιστον
τέσσερα (4).
Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμα στους φοιτητές από την ηλεκτρονική σελίδα του μαθήματος.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"

1. Βιβλίο [18548962]: Αυτοματισμός με χρήση PLC, Μπερέτας Ιωάννης
2. Βιβλίο [18548924]: Προγραμματιζόμενοι ελεγκτές PLC, Collins Denis

Συμπληρωματική ελληνόγλωσση βιβλιογραφία

1. Αυτοματισμοί Με PLC : ΝΙΚΟΛΑΟΣ Α. ΠΑNΤΑΖΗΣ : ΕΚΔΟΣEIΣ Α.ΣΤΑΜΟΥΛΗΣ.
2. PLC Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές (Δεύτερη Έκδοση) : ΝΙΚΟΛΑΟΣ Α. ΠΑNΤΑΖΗΣ ΕΚΔΟΣEIΣ ‘’ΙΩΝ’’.
3. Διατάξεις-Εφαρμογές Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές (PLC) ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ : ΜΙΧΑΛΗ ΚΟΝΤΖΑΜΠΑΣΗ : ΕΚΔΟΣΕΙΣ ‘’ΙΩΝ’’.
4. Προγραμματιζόμενοι Ελεγκτές Ένας Πρακτικός Οδηγός :DENIS COLLINS-EAMONN LANE : ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΤΖΙΟΛΑ.
5. LAD FBD Σχεδίαση Εφαρμογών Αυτοματισμού με τη γλώσσα STEP 7 σε LAD και FBD
6. Προγραμματιζόμενοι Ελεγκτές SIMATIC S7-300/400 (Δεύτερη Έκδοση) : HANS BERGER :ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΤΖΙΟΛΑ.
7. STL SCL Σχεδίαση Εφαρμογών Αυτοματισμού με τη γλώσσα STEP 7 σε STL και SCL
8. Προγραμματιζόμενοι Ελεγκτές SIMATIC S7-300/400 (Δεύτερη Έκδοση) : HANS BERGER :ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΤΖΙΟΛΑ.

Συμπληρωματική ξενόγλωσση βιβλιογραφία

1. The PLC Workbook Programmable Logic Controllers Made Easy : K. CLEMENTS-JEWERY W. JEFFCOAT. : PRENTICE HALL
2. Programmable Logic Controllers And Their Engineering Applications : ALAN J CRISPIN : McGRAW-HILL BOOK COMPANY

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

1. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering