Παρουσίαση/Προβολή

(DIND129) -  Φώτης Ν. Κουμπουλής, Νικόλαος Δ. Κούβακας, Γ. Γιάνναρης

Περιγραφή Μαθήματος

Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές του βιομηχανικού ελέγχου με μια εισαγωγή στα ψηφιακά μοντέλα βιομηχανικών συστημάτων, την προσεγγιστική διακριτοποίηση, την επίλυση ψηφιακοποιημένων μοντέλων και τις ιδιότητές τους.

Εισάγονται οι ψηφιακοί δυναμικοί ελεγκτές. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους ελεγκτές πεπερασμένης ακρίβειας όπου και μελετώνται οι βασικοί στόχοι σχεδιασμού: τοποθέτηση πόλων, ταίριασμα σε μοντέλο και ακολούθηση εντολής.

Παρουσιάζονται οι ψηφιακοί ελεγκτές τριών όρων (PID) αφού πρώτα παρουσιαστούν οι βασικές μέθοδοι σχεδιασμού ελεγκτών τριών όρων. Παρουσιάζεται η 1η και 2η μέθοδος Ziegler-Nichols καθώς και η ψηφιακοποίηση ελεγκτών τριών όρων.

Παρουσιάζεται η ταυτοποίηση των βιομηχανικών διεργασιών στον διακριτό χρόνο με ιδιαίτερη έμφαση στη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων  και τους αναδρομικούς τύπους της. Μετά την ταυτοποίηση παρουσιάζεται ο προσαρμοστικός έλεγχος με έμφαση στους έμμεσους και άμεσους αυτορρυθμιζόμενους ελεγκτές.  

Παρουσιάζονται ζητήματα εύρωστου και πολυμεταβλητού ψηφιακού ελέγχου και οι αντίστοιχοι αλγόριθμοι επίλυσής τους.  

Παρουσιάζονται βασικοί βιομηχανικοί αισθητήρες και ενεργοποιητές. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους αισθητήρες λογισμικού. Παρουσιάζονται τα στατικά και τα δυναμικά χαρακτηριστικά των αισθητήρων καθώς και τα κριτήρια επιλογής τους. Παρουσιάζονται αισθητήρες μετατόπισης, ταχύτητας, δύναμης, ροής, στάθμης, θερμοκρασίας και πίεσης. 

Παρουσιάζεται το ζήτημα της υλοποίησης ελεγκτών με βιομηχανικούς Η-Υ και μικροελεγκτές. Εισάγεται ο εποπτικός έλεγχος και τα συστήματα SCADA.

Για όλη την ύλη, παρουσιάζονται εκτενώς βιομηχανικές εφαρμογές σε διεργασίες μίξης ρευστών, διεργασίες θέρμανσης υγρού, σειριακούς αντιδραστήρες, συγκεντρωμένα μηχανικά συστήματα, διεργασίες κοπής μετάλλων κλπ.

 

Εργαστηριακές Ασκήσεις

Διεργασία θέρμανσης υγρού – έλεγχος θερμοκρασίας. Αντιδραστήρες συνεχούς ανάμιξης σε σειρά – έλεγχος συγκέντρωσης συστατικού. Διάταξη ηλεκτρικού φούρνου – έλεγχος θερμοκρασίας. Διεργασία παραγωγής μεταλλικών ταινιών – έλεγχος πάχους. Μηχανικός ταλαντωτής – έλεγχος θέσης (σύγκριση στατικών ελεγκτών). Μηχανικός ταλαντωτής – έλεγχος θέσης με PID ελεγκτή. Διεργασία ηλεκτρικού φούρνου – έλεγχος θερμοκρασίας με έμμεσο αυτορυθμιζόμενο κανονικοποιητή. Διεργασία ηλεκτρικού φούρνου – έλεγχος θερμοκρασίας με άμεσο αυτορυθμιζόμενο κανονικοποιητή. Διεργασία παραγωγής μεταλλικών ταινιών – έλεγχος πάχους με εφαρμογή άμεσου αυτορυθμιζόμενου κανονικοποιητή. Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα με χρήση δυναμικών ελεγκτών διακριτού χρόνου ανατροφοδότησης ταχύτητας. Αντιδραστήρες συνεχούς ανάμιξης σε σειρά – διακριτοποίηση. Μηχανικός ταλαντωτής – διακριτοποίηση. Ιπτάμενο όχημα F4-E – διακριτοποίηση. Ρομποτικός βραχίονας με ελαστική σύνδεση – εύρωστος έλεγχος. Διεργασία αύξησης συγκέντρωσης ουσίας σε διάλυμα – συναρτησιακή ελεγξιμότητα. Διεργασία αύξησης συγκέντρωσης ουσίας σε διάλυμα – αποσύζευξη εισόδων-εξόδων. Εύρωστος έλεγχος ταχύτητας κινητήρα. Ανεξάρτητος έλεγχος μεταβλητών εξόδου κλιβάνου με χρήση δυναμικών ελεγκτών ανατροφοδότησης εξόδων και δυναμικό προαντισταθμιστή. Εύρωστος έλεγχος μηχανικού ταλαντωτή.  Εξομοίωση λειτουργίας μικροελεγκτή κατά τον έλεγχο ταχύτητας κινητήρα. Αντιδραστήρας συνεχούς ανάμιξης – περιορισμοί αισθητήρων και ενεργοποιητών. Προσομοίωση αισθητήρων λογισμικού. Προγραμματισμός συστήματος SCADA.

 

 

Ημερομηνία δημιουργίας

Δευτέρα 27 Σεπτεμβρίου 2021