Αυτόματος έλεγχος ροής και θερμοκρασίας αέρα σε θάλαμο ξηραντηρίου με προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή P.L.C.:
Creators: name: Οικονομόπουλος, Κωνσταντίνος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Ξήρανση
Drying

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η δοκιμή ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου της θερμοκρασίας του αέρα σε θάλαμο πειραματικού ξηραντηρίου. Το ξηραντήριο βρίσκεται στο εργαστήριο Γεωργικής Μηχανολογίας στο Αγρόκτημα του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης. Ο αυτοματισμός πρέπει να είναι ακριβής, αξιόπιστος, και εύχρηστος, προκειμένου να χρησιμοποιείται για κάλυψη πειραματικών αλλά και εκπαιδευτικών-εργαστηριακών αναγκών. Υλοποιήθηκε πίνακας αυτοματισμού και σύστημα βασισμένο σε προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (P.L.C.) στο οποίο ο έλεγχος της θερμοκρασίας επιτυγχάνεται με τη ρύθμιση της θερμικής ισχύος που παρέχεται σε ροή αέρα, και μέσω της ρύθμισης στροφών του ηλεκτροκινητήρα-φυσητήρα ο οποίος αυξομειώνει τη ροή του αέρα. Η θερμική ισχύς παρέχεται από σειρά ηλεκτρικών αντιστάσεων και η μέτρηση θερμοκρασίας, μέσω αισθητήρων θερμοκρασίας τοποθετημένων σε επιλεγμένα σημεία όπου απαιτείται ο έλεγχος αυτός. Η ρύθμιση των στροφών του ηλεκτροκινητήρα επιτυγχάνεται μέσω ενός ρυθμιστή στροφών (inverter), τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα (AC), ρυθμίζοντας τη συχνότητα της εφαρμοσμένης σ’ αυτόν τάσης. Εκτενή πειραματικά δεδομένα κατέδειξαν ότι με κατάλληλη ρύθμιση των παραμέτρων ελέγχου μπορεί να επιτευχθεί έλεγχος θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας (σφάλμα τάξης 0,3% στους 100ο C) και μικρός χρόνος επίτευξης θερμικής ισορροπίας (χρόνος ανόδου 7 min). Επιπλέον, αναπτύχθηκαν και ελέγχθηκαν για την ορθότητά τους εργαστηριακές ασκήσεις που χρησιμοποιούν το υπάρχον σύστημα. Τέλος, η επιλογή της τεχνολογίας P.L.C., σε συνδυασμό με την επεκτασιμότητα του συστήματος αλλά και την συγκεκριμένη αρχιτεκτονική υλοποίησης που ακολουθήθηκε καθιστούν δυνατή την μελλοντική αξιοποίησή του για ανάπτυξη άλλων τύπων αυτοματισμού τόσο στην ίδια διεργασία (π.χ. έλεγχο υγρασίας στην ξήρανση) αλλά και σε διαφορετικές διεργασίες.
description: The aim of this thesis is the design, implementation and testing of an automatic air temperature control system in an experimental dryer chamber. This dryer is installed in the Agricultural Engineering laboratory which is located in the farm of Agricultural Faculty of Aristotle University of Thessaloniki. The requirements for the control system were accuracy, reliability, and usability so that it can cover experimental as well as educational needs. An electric wiring board was assembled and a Programmable Logic Controller (P.L.C.) was installed for the implementation of the control system. Temperature control was achieved by regulating the thermal power provided to the airflow entering the chamber and also by modulating the air flow itself through the regulation of the fan speed. Thermal power was provided by a set of electrical resistors and temperature measurement was performed by temperature sensors located in selected spots. The regulation of the three-phase electric motor’s (fan) rotational speed was realized through an inverter, which adjusted the frequency of the AC voltage. Extensive experimental data showed that accurate temperature control (0,3% error at 100 oC) as well as fast rise times in the order of 7’ can be achieved through proper adjustment of the control parameters. Additionally, laboratory exercises were developed and checked for their correctness using the developed system. Finally, it became clear that the choice of P.L.C. technology combined with the system’s expandability and implementation architecture render possible its use for other types of process automation applications, in the drying process itself (e.g. humidity control) as well as in other processes.