Μάθημα : Αυτοματισμοί και Αισθητήρες Β΄Τάξης Τομέα Ηλεκτρολογίας και Ηλεκτρονικής (T327195)
Κωδικός : 2940115296
2940115296 - ΒΑΓΓΕΛΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΦΩΤΙΟΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΠΟΥΛΟΣ
Περιγραφή Μαθήματος
Γενικοί στόχοι
- Σύνδεση των μαθητών με το διδακτικό αντικείμενο των Αυτοματισμών
Ειδικοί στόχοι
Οι μαθητές να είναι ικανοί :
- Να κατανοούν βασικές αρχές του αυτοματισμού.
- Να αναγνωρίζουν βασικά εξαρτήματα και υλικά για την κατασκευή αυτόματων συστημάτων που ελέγχουν κινητήρες.
- Να σχεδιάζουν τα βασικά κυκλώματα αυτοματισμού ελέγχου κινητήρων.
- Να υλοποιούν τα βασικά κυκλώματα αυτοματισμού ελέγχου κινητήρων.
Στόχοι
- Να αναγνωρίζουν ένα αυτόματο σύστημα
- Να κατανοήσουν την δομή ένος αυτόματου συστήματος
-
Τι είναι αυτοματισμός;
Ας δούμε ένα αυτόματο σύστημα όπως έχει αποτυπωθεί στον παλιό Ελληνικό κινηματογράφο.
Τελικά τι είναι αυτοματισμός ;
Στη παρακάτω παρουσίαση δίνεται έμφαση στην δομή ενός αυτόματου συστήματος μέσα απο μερικά καθημερινά παραδείγματα
Αξίζει να επισκεφτείτε την ιστοσελίδα του Μουσείου Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας του Κώστα Κοτσανά . Το μουσείο αυτό είχε φιλοξενηθεί πριν από χρόνια στο χώρο του σχολέιου μας στην σημερινή αίθουσα του Θεάτρου. Μουσείο Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας Κώστα Κοτσανά
|
Κατηγορίες κατασκευών Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας Επισκεφτείτε την ιστοσελίδα του Μουσείου Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας του Κώστα Κοτσανά |
Τα αυτόματα του Ήρωνος |
Τα αυτόματα του Φίλωνος του Βυζαντίου |
Οι αυτοματισμοί στην Αρχαία Ελλάδα Η τεχνολογία στη Αρχαία Ελλάδα ήταν πρωτοποριακή και σημαντική. Σε αυτήν συναντάμε τους πρώτους ολοκληρωμένους μηχανικούς αυτοματισμούς στη ιστορία της ανθρωπότητας. Επισκεφτείτε στους παρακάτω συνδέσμους τους αυτοματισμούς του Ήρωνα και του Φίλωνος και διαλέξτε τουλάχιστον ένα αυτοματισμό που σας έκανε ιδιαίτερη εντύπωση αναφέροντας τι είναι αυτό που σας εντυπωσίασε. Τα αυτόματα του Φίλωνος του Βυζαντίου Στην απάντηση σας αντιγράψτε τον ηλεκτρονικό σύνδεσμο με τον αυτοματισμό που διαλέξατε και γράψτε το στην απάντηση σας μαζί με το σχόλιο σας |
Η ενδεικτική λυχνία ράγας
|
Στόχοι
Χειροκίνητος στιγμιαίος διακόπτης ράγας Stop - Start
Σε ένα διακόπτη ή επαφη διακρίνουμε δυο καταστάσεις:
Οπότε στο στιγμιαίο διακόπτη Stop - Start διακρίνουμε τις δυο καταστάσεις τους:
3. Έλεγχος ενδεικτικής λυχνίας με Stop και Start
|
1. Άλλες μορφές στιγμιαίου διακόπτη
Στην προηγούμενη ενότητα είδαμε τον στιγμιαίο διακόπτη ράγας stop - start. Το συγκέκριμένο υλικό τοποθετείται πάνω σε ράγα ηλεκτρολογικού πίνακα. Ένας στιγμιαίος διακόπτης μπορεί να χαρακτηριστεί και ως πιεστικός διακόπτης μιας και έχει το χαρακτηριστικό να αλλάζει κατασταση του όταν πιέζεται. Μερικές μορφές πιεστικών διακοπτών φαίνονται παρακάτω.
Σε αυτόν τον πιεστικό διακόπτη όταν σταματήσουμε να τον πιέζουμε δεν επαναφέρεται στην αρχική του θέση μένει πατημένος. Επαναφέρεται στην αρχική του θέση αν το στρέψει κάποιος "ελαφρά" αριστερόστροφα ή δεξιοστροφά. Τοποθετείται σε εμφανή σημεία για να μπορεί κάποιος να διακόψει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα αν παρουσιαστεί κάποιος κίνδυνος (π.χ. σε ταινιόδρομους σε γραμμή παραγωγής συσκευασίας τυριών )
2. Οι δυο καταστάσεις των πιεστικών διακοπτών
I. Κανονικά ανοιχτός διακόπτης ( Normally open =N.O.)
Ένα παράδειγμα λειτουργίας σε ηλεκτρικό κύκλωμα, όπου ο πιεστικός διακόπτης N.O. ελέγχει ένα led.
ΙΙ. Κανονικά κλειστά διακόπτης (Normally Closed = N.C.)
3. Συμβολισμός των επαφών των διακοπτών Ν.Ο και Ν.C. με αριθμούς
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το ηλεκτρολογικό σύμβολο ένος πιεστικού διακόπτη κανονικά ανοιχτού (Start)
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το ηλεκτρολογικό σύμβολο ενός πιεστικού διακόπτη κανονικά κλειστού (Stop).
|
Ο ταινιόδρομος ή η ταινία μεταφοράς ( conveyor belt )
Σε όλους μας είναι γνωστό, πως στις βιομηχανίες παραγωγής προϊόντων χρησιμοποιείται σε μεγάλη κλίμακα ο ταινιοδρομός ΄( ταινία μεταφοράς ) .
ή πιο ρεαλιστικά
ή ακόμα και έκτος βιομηχανικής παραγωγής σε ένα αεροδρόμιο
Η βασική αρχή λειτουργίας ένος ταινοδρόμου είναι σχετικά απλή. Ένας ηλεκτρικός κινητήρας περιστρέφει μια "ταινία" και με την κίνηση της μεταφέρονται τα αντικείμενα που βρίσκονται πάνω της. Στην παρακάτω κινούμενη φωτογραφία φαίνεται η λειτουργία της.
Σε αυτό το σημείο θα εστιάσουμε στην σημασία που έχει ο έλεγχος της ταινίας μεταφοράς από το χειριστήριο start - stop. Στο παρακάτω βίντεο περιγράφεται η σημαντικότητα στο να μπορούμε να ελέγχουμε ένα αυτόματο σύστημα από πολλά σημεία μέσα από το παράδειγμα της ταινίας μεταφοράς σε μια γραμμή παραγωγής εμφιάλωσης μπουκαλιών.
Για να κατανοήσουμε τον τρόπο που μπορούμε να πετύχουμε τον παραπάνω έλεγχο θα φέρουμε ως παράδειγμα ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελέιται από έναν στιγμιαίο διακόπτη stop και μια ενδεικτική λυχνία, όπως φαίνεται στο παρακάτω λειτουργικό σχέδιο.
Στο παραπάνω κύκλωμα έχουμε τον έλεγχο μιας λυχνίας από ένα σημείο (από μια θέση - χειριστήριο) και αν πιέσουμε το στιγμιαίο διακόπτη Stop τότε η λυχνία θα σβήσει.
Τώρα έχουμε τον έλεγχο της λυχνία και από το δεύτερο Stop2. Πιέζοντας τον η λυχνία σβήνει.
Ας δούμε το ίδιο παράδειγμα με στιγμιαίο διακοπτη start στο κύκλωμα.
Στο παραπάνω ηλεκτρικό κύκλωμα ελέγχουμε την λυχνία από ένα σημείο. Όταν πιέσουμε το στιγμιαίο διακόπτη start αυτός κλένει και αναβεί η λάμπα. Αν θέλουμε να προσθέσουμε και ένα δεύτερο σημείο ελέγχου δεν έχουμε παρά να συνδέσουμε ένα ακόμη start παράλληλα στο αρχικό όπως φαίνεται στο παρακάτω σχέδιο. Τώρα έχουμε τον έλεγχο της λυχνίας και από το Start2.Πιέζοντας τον η λυχνία ανάβει.
|
Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται μια μαγνητική επαφή.
Το μαγνητικό διακόπτη Το μόνιμο μαγνήτη
Παρακάτω περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας της μαγνητικής επαφής.
Συνοπτικά οι δυο καταστάσεις λειτουργίας της φαίνονται παρακάτω:
Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται το ηλεκτρολογικό σύμβολο της μαγνητικής επαφής με το πρότυπο IEC.
Στο παρακάτω ηλεκτρικό κύκλωμα φαίνεται μια απλή εφαρμογή της μαγνητικής επαφής η οποία ελέγχει μια λυχνία. Σε κατάσταση ηρεμίας η μαγνητική επαφή είναι ανοιχτή ( Ν.Ο.) οπότε από την λυχνία δεν "περνάει" ρεύμα και δεν ανάβει. Όταν πλησιάσει ο μόνιμος μαγνητής τότε η μαγνητική επαφή αλλάζει κατάσταση "κλείνει" και "περνάει" το ρεύμα με αποτέλεσμα να ανάβει η λυχνία.
|
Στην παρακάτω παρουσίαση γίνεται μια επανάληψη των ενοτήτων 1-4
|
Στις δυο παρακάτω φωτογραφίες φαίνονται ηλεκτρονόμοι από δυο διαφορετικές ηλεκτρολογικές εταιρείες (είναι οι ηλεκτρονόμοι που διαθέτουμε στο εργαστήριο)
Ηλεκτρονόμος της ηλεκτρολογικής εταιρείας schneider electric
Ηλεκτρονόμος της ηλεκτρολογικής εταιρείας ABB
παρακάτω περιγράφεται η δομή ενός ηλεκτρονόμου :
Ας δούμε την δομή του και μια άλλη όψη.Αν "κόψουμε" τον ηλεκτρονόμο από τη πλάγια όψη του τότε :
Ας δούμε συγκεκριμένα την δομή του ηλεκτρονόμου του εργαστηρίου:
Στην μπροστινή όψη του ηλεκτρονόμου διακρίνουμε τις βίδες όπου συνδέουμε τους αγωγούς. Οι βίδες αποτελούν και τις επαφές ένος ηλεκτρομόνου ( κάθε επαφή έχει δυο άκρα και συνεπώς δυο βίδες )
Στην πλάγια όψη ενός ηλεκτρονόμου αναγράφοντα τα χαρακτηριστικά λειτουργία του, όπως η τάαη λειτουργίας του, το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει από τις επαφές του κ.α.
Άνοιγωντας τον ηλεκτρονόμο διακρίνουμε το πάνω μέρος του ηλεκτρονόμου με τις επαφές και τον οπλισμό και το κάτω μέρος του με το πηνίο και τον πυρήνα του καθώς και το ελατήριο επαναφοράς.
Και πιο συγκεκριμένα το πάνω μέρος του με τις επαφές και τον οπλίσμό του που αποτελεί το κινητό μέρος του ηλεκτρονόμου. Και ο οπλίσμός από μια άλλη οπτική Και το κάτω μέρος του με το πηνίο και τον πυρήνα.
Και ο πυρήνας στο πηνίου
Και ο πυρήνας έκτος του πλαισίου του
|
|
|||
Το κύκλωμα αυτοσυγκράτησης αποτελεί το πιο βασικό κύκλωμα του κλασικού αυτοματισμού ( κλασικός αυτοματισμός = κυκλώματα με ηλεκτρονόμους ) και με αυτό ελέγχουμε με ασφάλεια έναν ηλεκτρικό κινητήρα ή οτιδήποτε άλλο συνδέσουμε στις κύριες επαφές του ηλεκτρονόμου. Στο παρακάτω πολυγραμμικό σχέδιο φαίνεται το κύκλωμα αυτοσυγκράτησης σε μια βασική απλοποιημένη μορφή. Το κύκλωμα αποτελείται από:
Για την καλυτερη κατανόηση θα απλοποιήσουμε το παραπάνω σχέδιο και θα μελετήσουμε την συμπεριφορά του κυκλώματος αυτοσυγκράτησης μέσα από το κύκλωμα ελέγχου.
1. Κατάσταση Ηρεμίας
Παρατηρούμε :
2. Ενδιάμεση κατάσταση ενεργοποιήσης με το Start "Πατημένο"
Παρατηρούμε:
3. Κατάσταση ενεργοποιήσης
Παρατηρούμε:
Το κύκλωμα και στις τρεις καταστάσεις λειτουργία του φαίνεται παρακάτω:
Και τώρα η σειρά σας.....!!
|
ΘΕΡΜΙΚΟΣτην παρακάτω εικόνα φαίνεται ένας θερμικός ηλεκτρονόμος υπερφόρτισης με διμεταλλικά ελάσματα ή πιο σύντομα ένα θερμικό.
Ας δούμε τα χειριστήρια και τις επαφές του:
Κάθε θερμικό κινητήρα έχει τα παρακάρω χειριστήρια:
Κάθε θερμικό έχει τις παρακάτω επαφές:
Και συνολικά το ηλεκτρολογικό σύμβολο του θερμικού είναι:
Διακρίνουμε και για το θερμικό δυο καταστάσεις λειτουργίας:
Και οι δυο κατάστασεις σε μετάβαση ενεργοποίησης.
Σύνδεση θερμικού με Ηλεκτρονόμο
|
Λίγα λόγια για το πρόγραμμα CADeSIMUV3 To CADeSIMU είναι ένα λογισμικό που μας βοηθάει να δημιουργούμε διαγράμματα ηλεκτρικών εντολών επιτρέποντας την διεξαγωγή προσομοίωσης τους. Ένα χρήσιμο "εργαλείο" που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν "εικονικό" εργαστήριο αυτόματων κυκλωμάτων. Το λογισμικό διατίθεται δωρεάν και κυρίως για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Μέσα από αυτό μπορούμε :
Το πρόγραμμα μπορείτε να το καταβάσετε από τον παρακάτω σύνδεσμο : Ο κωδικός πρόσβασης είναι 4962 Δεν απαιτούνται κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για τον Η/Υ. Η εγκατάσταση του είναι αρκετά απλή και περιγράφεται στο παρακάτω video του τομέα μας.
|
|
1. Περιβάλλον του CADeSIMUV3 Στην αρχική κατάσταση του προγράμματος διακρίνουμε τέσσερις βασικές περιοχές:
Aπό τα κουμπιά εντολών διακρίνουμε :
Τα κουμπία στην μπάρα της βιβλιοθήκης των ηλεκτρολογικών συμβόλων αποτελούν ομαδοποιημένες κατηγορίες των συμβόλων. Όταν επιλέγουμε μια ομαδοποιημένη κατηγορία (με αριστερό κλικ πάνω στο κουμπί)τότε εμφανίζεται πάνω από την περιοχή σχεδίασης μια άλλη μπάρα που μας δείχνει τα ηλεκτρολογικά σύμβολα που την αποτελούν.
Το πρόγραμμα διαθέτει ενημερωμένη βιβλιοθήκη με ηλεκτρολογικά σύμβολα που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα αυτοματισμού και ακολουθεί το πρότυπο συμβόλων κατά IEC. Παρακάτω φαίνεται η βιβλιοθήκη του προγράμματος για κάθε κουμπί (ομαδοποιημένη κατηγορία) Στην παρακάτω βιβλιοθήκη αναφέρονται οι κατηγορίες συμβόλων που πιθανόν να χρησιμοποιήσουμε. Το κύκλωμα που θα σχεδιάσετε μπορείτε :
Στο παρακάτω video του Τομέα μας,μπορείτε να γνωρίσετε το πρόγραμμα CADeSIMU μέσα από ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα το οποίο θα το σχεδιάσουμε και δούμε πως λειτουργεί. Στην συνέχεια θα το αποθηκεύσουμε και θα κάνουμε εξαγωγή του σχεδίου σε εικόνα.
|
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
Όλες...- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -