Hallo allemaal,
Sinds februari ben ik me aan het voorbereiden voor het staatsexamen havo. Het staatsexamen houdt in dat je geheel zelf bepaalt hoe je jezelf voorbereidt, je gaat er niet voor naar school. Voor de voorbereiding op het examen heb ik alle benodigde boeken gekocht welke ze op havo-scholen gebruiken. Daarmee ben ik geheel zelfstandig alle vakken uit mijn profiel aan het bestuderen. Hier gaat veel tijd in zitten, ik kom zelfs iedere morgen een paar uur vroeger uit bed om eerst te leren alvorens te gaan werken. Daarom ben ik de laatste tijd weinig hobbymatig met elektronica / elektrotechniek bezig, hetgeen ik wel jammer vind.
Voor het havo diploma is het verplicht een zogenaamd profielwerkstuk te maken. Dit moet voor 1 mei 2014 ingeleverd worden, maar omdat ik mijn aandacht weer snel op de andere vakken wil vestigen is mijn planning om het in augustus af te werken. Een profielwerkstuk houdt in grote lijnen in dat je een onderzoeksvraag moet stellen, onderzoek moet doen en je conclusies hieruit moet trekken. De precieze opdracht is voor de geïnteresseerden hier te vinden: http://www.duo.nl/Images/Profielwerkstuk_en_beoordelingsformulier_2013… en http://www.duo.nl/Images/Opzet_onderzoek_havo-vwo_2013_tcm7-34426.pdf
Ik ben al best een eind op dreef met mijn werkstuk. Het onderwerp is industriële automatisering. Ik onderzoek of mengkranen in het verwarmingssysteem van de kas van een specifiek genoemde kwekerij automatisch aangestuurd kunnen worden. Ik heb inmiddels beschreven hoe het systeem werkt, hoe de kranen werken, hoe de kranen automatisch moeten gaan werken en hoe de huidige besturing eruit ziet. Voor ieder die geïnteresseerd is in mijn werkstuk geldt dat ik het graag op verzoek per e-mail toestuur. Dit omdat ik het niet graag op internet zet vanwege het eventuele kopiëren van mede-havisten en om niet elektrotechnisch-relevante opmerkingen buiten dit topic te houden.
De situatie is als volgt.
Een kas wordt verwarmd door een ketel. De ketel houdt een hoeveelheid water warm. Bij vraag naar warmte in de kas wordt dit water naar de kas gepompt. In de kas zitten op zijn beurt weer pompen welke dit water door de verwarmingsbuizen in de kas pompen. Voor de pomp zit een 3-weg kraan. Deze bepaald hoeveel warm water de pomp in de verwarmingsbuizen pompt. Deze kranen worden op dit moment handmatig versteld. Dit heeft twee nadelen:
- Als de pomp uit gaat, gaat de kraan niet dicht. De pomp die het water naar de kas pompt geeft genoeg druk om het warme water door een afdeling te pompen waarvan de pomp niet draait en waar dus geen vraag naar warmte is. Dit betekent dat er ongewenst warmte op afdelingen in de kas komt, hetgeen financieel nadelig is. Dit kan worden voorkomen als de kraan sluit zodra de pomp uit gaat.
- Automatisering van de kranen maakt het systeem gebruiksvriendelijker.
De kranen worden aangestuurd met een spanning van 24VAC. De kraan heeft 3 aansluitklemmen:
- een klem is het middencontact. Hierop komt 0V (ten opzichte van de 24VAC)
De 24VAC kan op 2 klemmen aangelegd worden:
- de spanning op de ene klem laat de kraan naar links draaien
- de spanning op de andere klem laat de kraan naar rechts draaien.
De kraan draait in 4 minuten van volledig open tot gesloten (draaihoek 90° )
Automatisering van de kranen moet aan de volgende wensen voldoen:
- als de pomp uit gaat, draait de kraan naar links. Er moet dus spanning op de ene klem van de kraan aangelegd worden. De kraan is zelf voorzien van eindcontacten. Deze spanning mag dus gewoon op de klem blijven zolang de kraan gesloten moet zijn.
- Als de pomp aangaat moet de kraan naar rechts draaien tot een instelbare waarde, er moet spanning op de andere klem aangelegd worden. (Ik denk aan instelling middels potmeters).
Bij de besturingskast van de huidige situatie zat geen schema. Dit heb ik zelf gemaakt en strekt over 7 pagina's:
voorblad: http://www.uploadarchief.net/files/download/a0%20voorblad.jpg
hoofdstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a1%20hoofdstroom%201.jpg
hoofdstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a2%20hoofdstroom%202.png
stuurstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a3%20stuurstroom%201.png
stuurstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a4%20stuurstroom%202.png
stuurstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a5%20stuurstroom%203.jpg
stuurstroom: http://www.uploadarchief.net/files/download/a6%20stuurstroom%204.png
Er zijn 4 kranen die aangestuurd moeten worden. Dit zijn de kranen behorende bij 3M1, 3M4, 3M6&3M7 (deze gaan tegelijk aan en uit) en 3M8. Mijn idee is om dit met een PLC op te lossen. De PLC heeft nodig:
4x digitaal in om waar te nemen of een pomp al dan niet aanstaat. Deze ingangen kunnen aan de relaisspoel van de relais welke de pompen aansturen, dus 5K6, 6K4 of 6K5, 6K6 en 6K8.
4x digitaal in om te controleren of de kraan daadwerkelijk open gaat. Deze komt aan een hulpcontact op de as van de kraan.
8x digitaal uit om 4 kranen naar links of naar rechts te kunnen draaien.
1x digitaal uit om alarm te geven als een kraan weigert open te gaan.
4x analoog in voor waar te nemen hoe ver de kranen open moeten. Hierbij denk ik aan een spanningsignaal van een potmeter.
In totaal heb ik dus nodig:
- 8 digitaal in
- 10 digitaal uit
- 4 analoog in
Het is niet uitgesloten dat er ooit een afdeling bij komt. De module moet dus toereikend of uit te breiden zijn met 1 digitaal in, 2 digitaal uit en 1 analoog in.
Bij de keuze van de PLC zou ik graag wat advies hebben. Iemand vertelde me dat dit goed met een siemens LOGO op te lossen is. Ik vindt dit apparaat echter redelijk goedkoop. Ook lees ik dat het geen echte volwaardige PLC is, en dat hij beperkingen heeft.
Bij wat rondsurfen op het forum lijkt de 100 serie van VIPA mij wel een kandidaat. Het leuke hieraan vind ik dat ik dan gelijk kennis maak met siemens s7, hetgeen in de toekomst zeer nuttig zal zijn. Maar heeft deze PLC voor mijn toepassing nog meer voordelen ten opzichte van de LOGO? Ik weet dat bij deze PLC gratis software met beperkingen om te programmeren meegeleverd wordt. Weet iemand wat deze beperkingen zijn, wat is de meerwaarde van de full-versie software?
Alle tips m.b.t. de PLC keuze en alle andere tips zijn erg welkom. Het budget voor de PLC + software is ca. 800 euro. Degelijkheid en betrouwbaarheid is erg belangrijk, als het systeem faalt kunnen er namelijk veel planten bevriezen.
Bij voorbaat dank,
Martijn