Visualisatie en implementatie van een Siemens-PLC en een GSMmodule in een frequentiegestuurd koelproces

EINDWERK: Visualisatie en implementatie van een Siemens-PLC en een GSMmodule in een frequentiegestuurd koelproces. Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Elektromechanica Optie Automatisering Academiejaar 2006-2007

Peter Vandeputte Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces

1

Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces

1

EINDWERK: Visualisatie en implementatie van een Siemens-PLC en een GSMmodule in een frequentiegestuurd koelproces. Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Elektromechanica Optie Automatisering Academiejaar 2006-2007

Peter Vandeputte Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces

2

WOORD VOORAF Hierbij zou ik graag iedereen willen bedanken die mij geholpen heeft bij het verwezenlijken van mijn eindwerk. Mijn dank aan de heer Luc Feys omdat hij mij de kans heeft gegeven stage te lopen bij de firma Feys – Pattyn te Ieper. Net als mijn dank voor zijn hulp, raad en de vrijheid die hij mij gaf om mijn eindwerk uit te werken en het geheel tot een goed eind te brengen. Een woord van dank ook aan de docenten van de Provinciale Industriële Hogeschool van Kortrijk, die mij de nodige kennis bijbrachten. In het bijzonder richt ik mij tot de docente Isabel Sweertvaegher, mijn interne promotor. Ten slotte, dank ik speciaal mijn ouders die mij de kans hebben gegeven om deze studie te voltooien en de nodige steun en geduld opbrachten.


I

INHOUDSTAFEL Woord vooraf Inhoudstafel Lijst van gebruikte symbolen en afkortingen Lijst van gebruikte figuren en tabellen

I II IV V

1. Inleiding 1.1. Voorstelling van het eindwerkbedrijf 1.2. Voorstelling van het eindwerk 2. Praktische opbouw van de frigo 2.1. Bespreking van de oorspronkelijke situatie 2.2. Bespreking van de gedane technische fases 2.2.1. Vervangen van de oorspronkelijke compressor 2.2.2. Vervangen van de verdampers 2.2.3. Plaatsen van klein gereedschap en maken van verbindingen 2.2.4. Schematisch overzicht van de leidingen 2.2.5. Plaatsen van de controle elementen 3. Koelingsprincipe 3.1. Bespreking van de gebruikte componenten 3.1.1. De compressor 3.1.2. De condensor 3.1.3. De filter en het zichtglas 3.1.4. De magneetventielen 3.1.5. De capillair 3.1.6. De verdampers 3.2. Belangrijke regels i.v.m. onderhoud 3.3. Overzicht van de verschillende componenten 3.4. Bespreking van het koelmiddel 4. Algemene aansturing van het koelproces 4.1. In - en uitschakelen van het koelproces 4.2. In- en uitschakelen van de verschillende compartimenten 5. Bespreking van de simatic C7 – 621 5.1. Beschrijving van de lay-out en van de functies 5.2. Bespreking van de ingangen en uitgangen van de C7-621 5.2.1. Bespreking van de digitale ingangen 5.2.2. Bespreking van de digitale uitgangen 5.2.3. Bespreking van de analoge ingangen en uitgangen 5.3. Opbouwen van de verbinding tussen de C7-621 en de PC 6. Instellen van de gewenste temperatuur 6.1. Inlezen van de temperatuur via een zelfgemaakte printplaat 6.1.1. Simulatie voor maximale ingangsstroom 6.1.2. Simulatie voor minimale ingangsstroom 6.1.3. Simulatie van de voedingsbron 6.2. Bespreking van de voedingsbron

1 1 3 4 4 5 5 5 6 7 7 8 8 8 8 8 9 9 10 11 12 13 18 18 18 19 19 21 21 22 23 24 25 25 25 25 26 26


II

6.3. Bespreking van de eigenlijke schakeling 6.3.1. Bespreking van de stroombron 1 6.3.2. Bespreking van de stroombron 2 6.3.3. Bespreking van de gecombineerde schakeling 6.4. Bespreking van de printplaat 6.5. Binnenlezen van temperatuur via Eliwell modules 7. Frequentiesturing van de compressor 7.1. Bespreking van het type frequentieomvormer 7.2. Bespreking van de frequentiesturing 7.2.1. Bespreking van de input 7.2.2. Overzicht van de ingangen van de frequentieomvormer 7.2.3. Overzicht van de programmeerbare functies 7.2.4. Instellen van belangrijke parameters 8. Gebruik van de GSM-module 8.1. Bespreking van de GSM-module 8.2. Implementatie van de GSM-module in het koelproces 8.2.1. Opbouw van de sms 8.1.2. Interpretatie van de berichtjes door de simatic 9. De visualisatie 9.1. Connecteren via de KepServer 9.2. Bespreking van de visualisatie mogelijkheden 10. Overzicht van het eindwerk 11. Totale kostprijsberekening 12. Foto’s van het afgewerkt eindwerk

27 28 28 29 30 34 35 35 35 35 36 37 37 39 39 40 40 41 43 43 44 46 47 48

Besluit Literatuurlijst

49 50

Bijlage Bijlage 1 : instellen van de correcte verbinding tussen de PC en de Simatic Bijlage 2 : simulatie voor uitgangsstroom van 19 mA Bijlage 3 : simulatie voor uitgangsstroom van 4 mA Bijlage 4 : datasheets opamp Bijlage 5 : datasheets Eliwell module Bijlage 6 : handleiding STD 32 Bijlage 7 : configuratie van de KEPServer Bijlage 8 : flowchart van het Step7 - programma

Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces III

Lijst van gebruikte symbolen en afkortingen

Afkorting / symbool

PG

Volledige naam

Programmier Geräte

STL

Statement List

LAD

Ladder Diagram

FBD

Function Block Diagram

CPU

Central Processing Unit

I/O

Input / Output

MPI

Message Passing Interface

SM

Signaal Module

LAN

Local Area Network

NO

Normaal Open

EC

Effectieve Concentratie

COP

Coëfficiënt Of Performance

EMC

Electro Magnetic Current

Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces IV

Lijst van gebruikte figuren en tabellen

Figuur nummer

Figuur titel

Pagina nummer

1

Logo Feys-Pattyn.

1

2

Feys-Pattyn bedrijfsgebouw.

1

3

3D- voorstelling van de frigo.

4

4

Origineel koelmeubel.

4

5

TAJ 4461 Y.

5

6

Eigen koelelement.

6

7

Origineel koelelement.

6

8

Buizen systeem van de koelelementen.

6

9

Schematische voorstelling van de koperen buizen.

7

10

Voorkant van de opstelling.

7

11

De technische elementen.

12

12

Hoofdschakelaars.

18

13

Voorkant van de SIMATIC.

19

14

Zijkant van de SIMATIC.

19

15

Interne onderdelen van de C7-621.

20

16

De digitale ingangen.

21

17

De digitale uitgangen.

22

18

De analoge ingangen en uitgangen.

23

19

Verbinding tussen de PC en de SIMATIC.

24

20

Schema van de voedingsbron.

26

21

Simulatie in Pspice.

27

22

Simulatie stroombron 1.

28

23

Simulatie stroombron 2.

28

24

Schema van inverterende en niet inverterende versterker.

29

25

Simulatie van de gecombineerde versterker.

29

26

Totaal schema voor de printplaat.

31

27

Uitgetekende printplaat.

32

28

Afgewerkte printplaat.

33

29

Voorzijde VAT200.

35


V

30

Opbouw van het cataloot nummer.

35

31

Ingangen druksonde.

36

32

Ingangen van de VAT200.

36

33

STD32 GSM-modem.

39

34

Kernplaat gegevens GSM - module.

40

35

Interpretatie van de sms-commando's.

41

36

GSM - module STD35.

42

37

Scherm om te connecteren op de KepServer.

43

38

Eigenlijk visualisatie scherm.

45

39

Overzicht van het gehele eindwerk.

46

40

Binnenzijde van het koelmeubel.

48

41

Achterzijde van het koelmeubel.

48

42

Voorzijde van het koelmeubel.

48

43

Detail van de voorzijde.

48

Tabel nummer

Tabel titel

Pagina nummer

1

Gegevens over de TAJ 4461 Y.

5

2

Componenten die kunnen verbonden worden met een C7.

20

3

Ingangen.

21

4

Uitgangen.

22

5

Vin en Vout.

30

6

Meetresultaten van de metingen op de eigen printplaat.

34

7

Verschillende parameter groepen.

37

Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces VI

1. Inleiding 1.1. Voorstelling van het eindwerk bedrijf Het bedrijf Feys-Pattyn BVBA werd door dhr. Luc Feys, graduaat koeltechnieken, opgericht op 6 juni 1991. De zaak was gevestigd in een huurhuis te Boezinge. In het begin stond hij in voor alle herstellingen, montages en het maken van offertes. In mei 1992 verhuisde de firma naar een nieuwbouwwoning in de Diksmuidseweg te Boezinge. De BVBA kreeg daar onderdak in de garage van de woning, het magazijn bevond zich op zolder. Later werd achter het huis een atelier bijgebouwd. Toen had dhr.Luc Feys ook zijn eerste werknemer reeds in dienst. Feys-Pattyn groeide geleidelijk uit tot een bedrijf dat in 2002 al vijf werknemers telde, deze vijf werknemers waren allen arbeiders. Door een tekort aan ruimte is het bedrijf in 2002 verhuisd naar het industrieterrein in Ieper. Samen met de verhuis van de firma naar Ieper werd een nieuwe BVBA opgericht, nl. AKF BVBA (Airconditioning – Koeltechnieken – Feys).

Fig. 2 : Feys-Pattyn bedrijfsgebouw.

Het gebouw waar het bedrijf nu gevestigd is, is gelegen aan de Oostkaai 82 te Ieper. Het wordt reeds 4 jaar actief door de firma gebruikt. Het bedrijf bevindt zich op een perceel van 5000m² en het gebouw zelf beslaat een oppervlakte van ruim 1500m².

In het gebouw zijn de burelen ondergebracht, net als het magazijn, de showroom, de werkplaats en plaats om de 9 bedrijfsvoertuigen te parkeren. In deze periode is AKF BVBA uitgegroeid tot een bedrijf met 12 arbeiders en 3 bedienden. AKF BVBA staat nu niet alleen meer voor ‘algemene koeltechnieken en airconditioning ’, maar kan ook aanverwante diensten aanbieden, zoals centrale verwarming, ventilatie, sanitaire en elektrische installaties.


1

Ruim 15 jaar is het bedrijf dus actief in alles wat te maken heeft met koeling, airconditioning, klimatisatie, ventilatie, … Het bewijs hiervan is het zeer ruime aanbod aan diensten: • • • • • • • • • • • •

isolatie en installatie van frigo- en diepvriesloodsen ULO frigo voor appelbewaring (ruime ervaring) isolatie en installatie van particuliere frigo- en diepvrieskamers atelier inrichting voor vleesindustrie en bakkerij volledige inrichting van werkplaatsen: industriële panelen, koeling, elektriciteit, sanitair, vleesbaren… temperatuurregistratie installatie van rekken voor frigo- en diepvrieskamers plaatsen van huishoudelijke koel – en diepvriesmeubelen plaatsen van koeltoonbanken, wandkoelers en ijsblokmachines airconditioning en klimatisatie: particulier en kantoren verhuur van koelwagen 24u/24u herstellingsdienst

Voor het gedeelte ‘airconditioning’ kunnen verschillende systemen aangeboden worden, naargelang de behoefte van de klant : • • •

split – en multisplit systemen ijswaterinstallaties VRV - installaties

Deze installaties kunnen geplaatst worden in ruimten die dienen voor diverse toepassingen: privé woningen, kantoorruimtes, winkelruimtes,…

De installaties en het aanbod van koel – en diepvriesmeubelen zijn van verschillende grote merken: •

Daikin, Liebherr, Goedhart, Ide, Eliwell, Gea, Bitser, Isocab, Nuba, Unité hermitique, electrolux.


2

1.2. Voorstelling van het eindwerk Eén van de einddoelstellingen van het eindwerk is het maken van een didactische proefopstelling omtrent een koelinstallatie. Het is de bedoeling om een koelkast te bouwen die bestaat uit drie verschillende compartimenten die afzonderlijk gekoeld kunnen worden. Door de afzonderlijke koeling is het niet altijd nodig om de compressor op volle toeren te laten draaien. Stel dat er maar één compartiment gekoeld moet worden, dan is het zinloos om de compressor voor 100% te gebruiken. Om de compressor op een lager toerental te laten draaien, wordt de installatie voorzien van een frequentieregelaar die het toerental van de compressor laat variëren naargelang de druk in de zuigleiding van de koelinstallatie stijgt of daalt. Het in- en uitschakelen van de koeling van de verschillende compartimenten gebeurt niet met een thermostaat maar gebeurt aan de hand van een simatic PLC C7-621. Deze simatic kan vergeleken worden met een S7-300 PLC. Het toestel wordt gebruikt om de temperaturen binnen te lezen, de compressor te schakelen, de magneetventielen aan te sturen, de deurcontacten in te lezen,… Naast het aansturen van het proces met de simatic, wordt het gehele koelproces gevisualiseerd op een flatscreen. Het is een zuivere visualisatie, dus iets aanpassen in het proces, via de pc, is in dit geval niet mogelijk. Het aanpassen van de parameters voor het in - en uitschakelen van de verschillende compartimenten, zal van op afstand kunnen. Hiervoor wordt een GSM-module gebruikt, die het mogelijk maakt om de verschillende koelkamers van op een afstand te bedienen. De doelstellingen voor dit eindwerk zijn dus : -

Bouwen van een koelmeubel met drie verschillende compartimenten. Integratie van een simatic PLC in het koelproces. Implementatie van een frequentiesturing voor het aansturen van de compressor. Visualisatie van de gemaakte praktische opstelling. Parameteraanpassing mogelijk maken via een GSM-module.


3

2. Praktische opbouw van de frigo 2.1. Bespreking van de oorspronkelijke situatie Bij de start van het eindwerk was de gedachte reeds aanwezig om een frigo te ontwerpen die bestaat uit drie verschillende compartimenten. De bouw van deze frigo zou volledig zelfstandig gebeuren aan de hand van verschillende frigopanelen, frigodeurtjes,… Al gauw bleek echter dat de bouw van deze frigo zeer tijdrovend zou zijn en dat het slechts een minimale meerwaarde aan het eindwerk zou bieden. Een andere weg werd ingeslagen en toen werd geopteerd om een bestaand frigomeubel om te bouwen tot een nieuw frigomeubel, maar dan wel met drie gescheiden compartimenten.

Fig. 4: Origineel koel meubel.

De linkse figuur is een 3D – ontwerp voor de bouw van de frigo, zoals oorspronkelijk in gedachte. De bovenstaande figuur is de frigo die gebruikt werd om de uiteindelijke opstelling op te bouwen. Fig. 3: 3D-voorstelling van de frigo.

Zoals te zien op de figuur van het voorgemaakte frigomeubel, is dit meubel reeds zeer mooi afgewerkt en beschikt deze al over drie verschillende deurtjes, waar achter zich één groot compartiment bevindt. Naast de drie deurtjes, die aanwezig zijn op het koelmeubel, is er een compartiment voorzien voor de verschillende onderdelen die zorgen voor een goed werkende frigo. ( de compressor, de verdamper, een vloeistofvat, magneetventielen, zichtglas, filter, ventilator,… ) De afmetingen van dit meubel zijn :

-

hoogte : 85 cm breedte : 51 cm lengte : 216 cm

In dit meubel zit één groot koelelement die de gehele ruimte koelt op één bepaalde temperatuur. Deze temperatuur is in te stellen via een thermostaat binnenin de frigo. Aan de lay-out van de frigo hoeft er dus niks verandert te worden. Binnenin dienen echter grote wijzigingen aangebracht te worden, om zo deze frigo om te bouwen tot een frequentiegestuurde frigo die drie verschillende compartimenten afzonderlijk kan koelen.


4

2.2. Bespreking van de uitgevoerde technische fases 2.2.1. Vervangen van de oorspronkelijke compressor Daar het de bedoeling is om een frequentiegestuurd koelproces te bekomen, was het nodig dat de aanwezige één-fasige compressor verwijderd werd, vermits het niet mogelijk is deze in toeren te gaan regelen over een groot bereik. De moeilijkheid van het regelen van een één-fasige compressor zit in het feit dat op deze compressor condensatoren aanwezig zijn en dat de frequentie van de spanning die staat over deze condensatoren niet zomaar willekeurig gewijzigd mag worden. Een eventuele oplossing was het regelen van de spanning die over de compressor komt te staan om zo een daling van het toerental te verkrijgen, maar in dit geval was het regelbereik van het toerental te klein. Een spanningsregeling was dus uitgesloten en het moest dus gebeuren via een frequentieregeling van de voedingsspanning. De bestaande compressor werd vervangen door een drie-fasige compressor van het type TAJ 4461 Y. Deze driefasige hermetische compressor is nu via een driefasige frequentieomvormer wel gemakkelijker in toerental te regelen. Het nadeel van deze driefasige compressor is dat de voeding 3 x 400 V , 50 Hz moet zijn, om een correcte werking van het koelmeubel te bekomen. Fig 5 : TAJ 4461 Y Tabel 1: Gegevens over de TAJ 4461 Y

2.2.2. Vervangen van de verdampers In het oorspronkelijk meubel zit één verdamper die de koelkast volledig koelt. Daar er drie verschillende compartimenten moeten zijn, die afzonderlijk gekoeld moeten worden, moet ook deze ene verdamper vervangen worden door drie gescheiden verdampers. De drie nieuwe verdampers worden wel nog met elkaar verbonden via één gemeenschappelijke zuigleiding die het koelmiddel terug transporteert naar de zuigzijde van de drie-fasige hermetische compressor. Voor de rest zijn de verdampers van elkaar gescheiden en hebben ze aan de ingang elk hun eigen capillair die de verdampers verbinden met de magneetventielen.


5

De drie nieuwe verdampers zijn zelf samengesteld uit eerder aangekochte standaardelementen. Deze elementen werden in verschillende stappen bewerkt tot uiteindelijk de geschikte verdampers werden bekomen : • Het afkorten van de elementen. • Het voorzien van de steuntjes om de elementen op te hangen in het meubel. • Het verbinden, via bochten, van de verschillende koperen buisjes die zich in de elementen bevinden. Dit om het koelmiddel een optimale weg doorheen de verdamper te laten volgen.

Fig. 6: Eigen koelelement.

Fig. 7: Origineel koelelement.

INGANG

UITGANG

Hiernaast wordt een 3Dtekening weer gegeven van de weg die het koelmiddel dient te volgen binnenin de verdamper. Dit is de optimale weg voor een 2 x 3 buizen verdamper.

Fig. 8: Buizen systeem van de koelelementen.

2.2.3. Plaatsen van klein gereedschap en de kablage Vooraleer de pers – en zuigleidingen met de verschillende onderdelen verbonden kunnen worden is het noodzakelijk om nog enkele elementen aan te brengen voor de correcte werking van het koelproces: • Het plaatsen van de drie magneetventielen. • Het plaatsen van de filter-droger. • Het plaatsen van het zichtglas. Nu kunnen alle verschillende componenten via de correcte koperleidingen met elkaar verbonden worden om zo een goed gesloten circuit te vormen.


6

Via dit gesloten circuit kan het koelmiddel nu rondstromen naar de gewenste plaatsen om telkens terug geëxpandeerd en gecomprimeerd te worden, respectievelijk in de verdampers en in de hermetische compressor.

2.2.4. Schematisch overzicht van de leidingen

Fig. 9: Schematische voorstelling van de koperen buizen.

2.2.5. Plaatsen van de controle elementen Naast de elementen die nodig zijn voor het gesloten circuit van het koelproces moeten ook nog tal van besturingselementen aangebracht worden voor de correcte werking van het koelmeubel.

Scherm voor de visualisatie Eliwell-modules voor temperatuuruitlezing Simatic C7 – 621 Drukknoppen voor de bediening Frequentieomvormer Relais en hoofdschakelaar Gsm - module

Fig. 10: Voorkant van de opstelling.


7

3. Koelingsprincipe 3.1. Bespreking van de gebruikte componenten 3.1.1. De compressor In het algemeen kan gesteld worden dat de compressor het hart is van het koelproces. Zoals geweten, staat een compressor gekend om het comprimeren van een gas. In deze opstelling is dit gas R134a. De compressor bevat een zuigleiding, waar het gas dat in de verdampers heeft gezeten, in terecht komt. In de compressor wordt dit aangezogen gas, die staat onder lagedruk, gecomprimeerd en naar buiten gestuwd via de hoge drukleiding. Vanuit de hermetische compressor gaat het koelmiddel naar de condensor.

3.1.2. De condensor Het gecomprimeerde koelmiddel dat toekomt in de condensor heeft een relatief hoge temperatuur. Voor een afgesloten hoeveelheid gas geldt de algemene gaswet :

• • •

P . V = constant T ... P is de absolute druk van het gas. V is het volume van het gas. T is de absolute temperatuur van het gas in Kelvin ( K )

( 3.1.)

Bij berekeningen is het handig om deze gaswet te noteren als : P1 . V1 = P2 . V2 T1 …… T2 …. Uit de formule volgt dat bij een stijgende druk, de temperatuur ook mee zal stijgen.

( 3.2. )

De condensor bestaat uit een zeer groot aantal fijne lamellen die verbonden worden via koperen buizen waardoor het koelmiddel circuleert. Een ventilator zorgt voor een luchtverplaatsing tussen de lamellen, waarbij de lucht van rondom het koelmeubel gebruikt wordt voor het afkoelen van de lamellen. Door het groot aantal lamellen op de koperen buizen en de goeie warmtegeleidingcoëfficiënt wordt de warmte van het koelmiddel overgedragen op de lamellen en wordt door deze overdracht het koelmiddel dus afgekoeld. Van daaruit gaat het koelmiddel naar een vloeistofvat die dienst doet als reservoir. Vanuit het vloeistofvat gaat het koelmiddel naar de filter en naar het zichtglas.

3.1.3. De filter en het zichtglas De filter-droger dient om het koelmiddel te filteren en te drogen zoals de naam zelf al laat blijken. De filter mag op gelijk welke positie geplaatst worden, wel moet er opgelet worden dat de pijl op de filter wijst volgens de stroomrichting van het koelmiddel. Na de filter zit een zichtglas waardoor een vochtigheidsgevoelige cirkel te zien is. • Deze kan een gele kleur aannemen, dwz. Wet Er is vochtigheid aanwezig. • Deze kan een groene kleur aannemen, dwz. Dry Er is geen vochtigheid aanwezig.


8

3.1.4. De magneetventielen Na de filter en het zichtglas komt het koelmiddel aan bij de magneetventielen. De magneetventielen zijn een soort afsluitingen van de leidingen. Al naar gelang of de spoel binnenin de magneetventiel wordt bekrachtigt kan het koelmiddel doorheen het ventiel of moet het koelmiddel in de leiding blijven wachten tot het ventiel zich opent. De ventielen worden bekrachtigd via de gewone netspanning 240V 50 Hz. Er zijn drie van deze ventielen aanwezig, voor elk compartiment één ventiel. Indien een bepaalt compartiment van de frigo koeling vraagt, dan pas gaat het overeenstemmend ventiel open. De sturing van deze ventielen gebeurt via de simatic C7-621. Na de magneetventielen moet het koelmiddel door zeer fijne koperen leidingen ( capillairs ) naar de verdamper van het desbetreffende compartiment.

3.1.5. Het capillair Veel kleinere installaties zijn uitgevoerd met een capillair i.p.v. een thermostatisch expansieventiel. In de praktijk blijken zich veel problemen voor te doen wanneer een installatie met een capillaire inspuiting wordt gebruikt. De problemen van de slechte werking werden door een onderzoek, niet gelegd bij de werking van de capillair zelf, maar door de installatie van de capillair : • • • • •

te weinig ervaring van de monteur met capillaire inspuiting. verkeerde installatie. minder motivatie v.d. monteur om tijd aan een kleine installatie te besteden. onzorgvuldig werken. geen geduld.

Nochtans biedt het werken met capillaire inspuiting tal van voordelen : • • • •

een capillair is goedkoop. voor bepaalde toepassingen met constante belasting, zeer geschikt. weinig onderdelen dus minder kans op storing. kleine hoeveelheid koudemiddel nodig.

Goedkoop omdat: • • • •

de compressor maar een laag aanloopkoppel nodig heeft, daar deze altijd onbelast aanloopt. er wordt in verhouding weinig koudemiddel wordt gevuld. een capillair net zo duur is als alleen de voelerconstructie van een ventiel. eenmaal juist geselecteerd afregelen van oververhitting niet meer nodig is.

De kostprijs van een thermostatisch expansieventiel t.o.v. het gebruik van capillaire inspuiting is het doorslaggevende element geweest waarom in dit eindwerk ook werd gekozen voor het gebruik van capillaire inspuiting.


9

Werking van de capillaire inspuiting : Door de weerstand van het capillair ontstaat er een drukval. Het is duidelijk dat de lengte van de capillair een maat is voor de weerstand van de capillair en dus ook een maat is voor de drukval tussen het begin en het eind van de capillair. Aan het eind van het capillair wordt de vloeistof in de verdamper gespoten. Deze vloeistof verdampt en de verzadigde damp wordt door de compressor afgezogen en gecomprimeerd. De hoeveelheid koudemiddel die in de verdamper wordt gespoten is afhankelijk van: • • •

de lengte en inwendige diameter van het capillair. de druk voor en na het capillair. de eigenschappen van het toegepaste koudemiddel.

Capillaire leiding is verkrijgbaar in verschillende diameters. De inwendige diameter is nauwkeurig van maatvoering. Uit tabellen van de fabrikant is af te leiden welke diameter en lengte gebruikt moet worden bij een bepaalde capaciteit van een compressor, het type koudemiddel en het temperatuurgebied waarbinnen de installatie moet functioneren. Eenmaal geselecteerd en gemonteerd staat de doorlaat van het capillair vast en kan er tijdens het gebruik niets meer worden afgesteld.

3.1.6. De verdampers De verdamper bestaat net als de condensor uit verschillende koperen leidingen met op deze leidingen een groot aantal lamellen om zo beter de warmte uit het compartiment op te nemen. De verdampers die in dit eindwerk worden gebruikt, zijn statische verdampers. Er is dus geen ventilator aanwezig die zorgt voor een extra luchtverplaatsing. De verdamper moet de warmte uit de te koelen ruimte afvoeren. Hiervoor verdampt in de verdamper het vloeibare koudemiddel. Een capillair past zich niet aan de belasting aan. Er zal altijd een hoeveelheid vloeistof ingespoten worden afhankelijk van het verschil tussen zuig en persdruk. Een hoge belasting zorgt er voor dat de vloeistof snel verdampt zodat slechts een klein deel van de verdamper meedoet. Is de belasting niet extreem dan zal de temperatuur langzaam zakken. De verdamper wordt kouder zodat het iets langer duurt voordat alle vloeistof is verdampt. Zo gaat er steeds een groter deel van de verdamper meewerken. Een gevaar is dat wanneer het meubel slechts langzaam kouder wordt, de verdamper bij het inspuitpunt gaat dichtvriezen. Het ijs rond de pijpen werkt als een isolator zodat daar geen verdamping meer plaats vindt. Het verdampen vindt dan verderop in de verdamper plaats. Zo kan de verdamper versneld dichtvriezen. Wordt nu het meubel kouder maar nog niet koud genoeg, dan is aan het eind van de verdamper nog niet alle vloeistof geëxpandeerd. Een klein laagje ijs rond de verdamperpijpen is al genoeg om dit effect te bereiken. De uiteinden van de drie verschillende verdampers worden samen gekoppeld op één leiding die zorgt voor de afzuiging van het koelmiddel. Deze leiding gaat dan ook rechtstreeks naar de zuigzijde van de compressor. Zo is het gehele circuit doorlopen en kan het koelmiddel terug vertrekken vanuit de compressor naar de condensor enz… Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces 10

3.2. Belangrijke regels i.v.m. onderhoud Een aantal regels die in acht moeten worden genomen voordat er aan een capillaire installatie mag gewerkt worden, zijn hieronder weergegeven. 1. Maak een gesloten installatie nooit open zonder een zeer goede reden. Het veroorzaakt vaak meer problemen dan dat er worden mee worden opgelost! Er is altijd een gering koudemiddel verlies! 2. Werk met schone, en droge slangen en meterset. In een meterset uit de auto zit ook in de zomer meer vocht dan dat er wordt aangenomen. Een foutafgekoppelde persslang gevuld met vloeistof van de laatste meting is zo koud geweest dat er zeker vocht in gecondenseerd is! 3. Werk met korte slang(en). Een capillaire installatie heeft maar een geringe koudemiddelinhoud. Het verlies van de inhoud van een serviceslang kan de werking van een installatie nadelig beïnvloeden. 4. Vervangen, aanpassen en toevoegen van onderdelen of schakelingen kan grote gevolgen hebben voor de werking of de storingsgevoeligheid van de installatie. In een grote droger voor het capillair kan zich vloeistof verzamelen en kan als een klein vloeistofvat werken. Een deurschakelaar monteren kan uitval van de compressor veroorzaken wanneer er geen rekening wordt gehouden met de minimum stoptijd voor het nivelleren van de druk. 5. Wees 100% zeker dat een installatie 100% lekdicht is. Het kleinste lek zorgt onherroepelijk voor grote problemen. Een voorbeeld: een eenvoudig koelmeubel heeft een kleine lekkage. Na een jaar is er zoveel koudemiddel weggelekt (bijv. 30 gram) dat de installatie moeilijk op temperatuur komt. Het gevolg is dat de compressor 24 uur per dag draait. Het zuiggas wordt steeds meer oververhit waardoor de compressor en het persgas steeds warmer worden. De verdamper gaat gedeeltelijk dichtvriezen. Er ontstaat dus een domino-effect. Wanneer een klant dit niet op tijd in de gaten heeft, kan de installatie in het vacuüm gaan draaien en lucht aanzuigen. Uiteindelijk raakt de compressor defect. Een ramp wordt het wanneer een monteur vervolgens een nieuwe compressor monteert zonder dat hij in de gaten heeft dat een kleine lekkage de oorzaak is. Op de volgende uitval kan gewacht worden! (vervuilde olie, vocht, en nog lek) 6. Let op de invloeden van buiten af en oneigenlijk gebruik. De mogelijkheden van een capillaire installatie om zich aan wisselende belasting en omstandigheden aan te passen zijn zeer beperkt. 7. Heb geduld. Wacht tot de installatie op temperatuur is.

Visualisatie en integratie van een Siemens –PLC en GSM-module in een frequentiegestuurd koelproces 11

3.3. Overzicht van de verschillende componenten

1

43

2 4 5

6 7 8 Fig. 11: De technische elementen.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

De magneetventielen De verdampers Het zichtglas en de filter De capillaire leidingen De zuigleiding De compressor De condensor Het vloeistofvat

De linkse foto is een foto van het linkerzijaanzicht van de koelkast. De rechtse foto is een foto van de binnenzijde van de koelkast. Deze foto is echter wel op het tijdstip getrokken dat de verschillende tussenschotten voor het onderverdelen van de compartimenten nog niet aanwezig zijn, net als de lekbakjes die onder de statische verdampers hoeven te komen.


3.4. Bespreking van het koelmiddel 1. Identificatie van de stof of het preparaat. Productnaam Scheikundige naam van de stof

R134a 1,1,1,2-Tetrafluorethaan

2. Samenstelling / informatie over de bestanddelen. Scheikundige naam van de stof Type verbinding

1,1,1,2-Tetrafluorethaan Halogeenkoolwaterstof verbinding

3. Risico’s. Effecten op de gezondheid Fysische en chemische gevaren

Vrijwel niet schadelijk Thermische ontleding veroorzaakt giftige en bijtende producten. De gasfase, kan onder bepaalde temperatuur en druk, een ontbrandbaar mengsel met lucht vormen.

4. Eerste-hulp maatregelen. Inademing Contact met de huid Contact met de ogen Bescherming van hulpverleners Instructies voor de arts

In de frisse lucht brengen. In geval van aanhoudende problemen: een arts raadplegen. Met overvloedig water afwassen. Behandel bevriezingswonden als brandwonden. Spoel onmiddellijk overvloedig en langdurig met water. Raadpleeg een arts bij aanhoudende irritatie. Bij ontoereikende ventilatie een geschikte ademhalingsbescherming dragen. Geen catecholamines toedienen. ( vanwege hartsensibilisatie door het product ).

5. Brandbestrijdingsmaatregelen. Specifieke risico’s

Specifieke interventiemethoden

Speciale beschermende uitrusting voor hulpverleners.

Bij hoge temperatuur: Thermische ontleding veroorzaakt giftige en bijtende producten: Waterstoffluoride – Koolmonoxide en Kooldioxide. Verbied alle bronnen die vonkvorming of ontsteking kunnen veroorzaken. NIET roken. Containers / tanks afkoelen door water te vernevelen. Draag bij brand onafhankelijke adembescherming.


6. Maatregelen bij het ongewild vrijkomen van het product. Persoonlijke voorzorgsmaatregelen

Vermijd contact met de huid, de ogen en inademing van de dampen. In een afgesloten ruimte: ventileer of draag adembescherming met persluchtcilinder. ( gevaar voor gebrek aan zuurstof ). Alle ontstekingsbronnen verwijderen. NIET roken.

7. Hantering en opslag HANTERING Technische maatregelen/ voorzorgsmaatregelen

Adviezen voor de hantering

instructies voor opslag en hantering met betrekking tot de volgende producteigenschappen: SAMENGEPERST GAS Zorg voor voldoende ventilatie en voor geschikte afzuiging bij de installatie. Verbied ontstekingspunten en contact met hete oppervlakken. NIET roken.

OPSLAG Technische maatregelen Opslagomstandigheden

Op een koele en goed geventileerde plaats bewaren. Verwijderd houden van warmte en ontstekingsbronnen. Verwijderd houden van open vuur, hete oppervlakken en ontstekingsbronnen. Bescherm de volle verpakking tegen verwarming om overdruk te voorkomen. Chemisch op elkaar inwerkende producten Alkalische hydroxiden Aardalkalimetalen Sterke oxidatiemiddelen Fijn verdeelde metalen ( Al, Mg, Zn ) VERPAKKINGSMATERIAAL Aanbevolen Constructie staal. Roestvrij staal. Te vermijden Legering met meer dan 2% Mg. kunststoffen. 8. Maatregelen ter beheersing van blootstelling / persoonlijke bescherming TECHNISCHE MAATREGELEN PERSOONLIJK BESCHERMENDE UITRUSTING Bescherming van de ademhaling Bescherming van de handen Bescherming van de ogen Bijzondere hygiënische maatregelen

Zorg voor voldoende luchtverversing en/of afzuiging in de werkplaatsen.

Bij ontoereikende ventilatie een geschikte ademhalingsbescherming dragen. Handschoenen. Veiligheidsbril. Vermijd aanraking met de ogen en de huid en inademing van de damp. NIET roken.


9. Fysische en chemische eigenschappen. Fysische toestand ( 20°C ) Kleur Geur pH Kookpunt / Kooktraject Smeltpunt / Smelttraject Ontledingstemperatuur Vlampunt Zelfontbrandingstemperatuur Dampspanning

Dampdichtheid Soortelijke massa

Dichtheid OPLOSBAARHEID Water Andere gegevens

Vloeibaar gas. Kleurloos. Enigszins etherachtig. Niet van toepassing -26,4°C -101°C > 370°C Heeft geen vlampunt onder testomstandigheden. 743 °C ( 1 bar ) 215 °C ( 3 bar ) ( 25 °C ) : 0.665 Mpa ( 6.65 bar ) ( 50 °C ) : 1.32 Mpa ( 13.2 bar ) ( 70 °C ) : 2.12 Mpa ( 21.2 bar ) ( 25 °C ) : 4.26 kg / m³ ( 25 °C ) : 1206 kg / m³ ( 50 °C ) : 1102 kg / m² ( 70 °C ) : 996 kg / m³ ( 20 °C ) : 1.21 ( 50 °C ) : 1.10 ( 25 °C ) : 0.9 g / l Moleculair gewicht : 102.0 g / mol Constante van Henry : 1.53 Pa m³ / mol Niet gedissocieerd in water Kritische temperatuur : Tc = 101 °C Kritische druk : Pc = 4.07 Mpa ( 40.7 bar )

10. Stabiliteit en reactiviteit. Te vermijden omstandigheden

Te vermijden stoffen Gevaarlijke ontledingsproducten

Verdere informatie

Verwijderd houden van warmte en ontstekingsbronnen. Voorkom contact met vlammen en met roodverhitte metalen oppervlakken. Alkalische hydroxiden – Aardalkalimetalen – Sterke oxidatiemiddelen – Fijn verdeelde metalen – (Al, Mg, Zn) Bij hoge temperatuur : thermische ontleding tot vergiftige en bijtende producten. Het product is stabiel bij kamertemperatuur. De gasfase, kan onder bepaalde temperatuur en druk, een ontbrandbaar mengsel met lucht vormen.


11. Toxicologische informatie. ACUTE TOXICITEIT Inademing

Zoals andere vluchtige halogeenhoudende alifatische verbindingen kan dit product, bij accumulatie van dampen en / of bij inademing van grote hoeveelheden, de volgende verschijnselen veroorzaken : Verlies van bewustzijn en hartstoornissen waarbij stress en zuurstofgebrek de situatie verergeren : levensgevaar.

PLAATSELIJKE EFFECTEN Contact met de huid Bevriezing mogelijk bij opspuiten van vloeibaar gas. Contact met de ogen Bevriezing mogelijk bij opspuiten van vloeibaar gas. SENSIBILISATIE Contact met de huid Geen sensibilisatie van de huid. Chronologische toxiciteit Specifieke effecten

Uit langdurige inhalatieproeven met dieren zijn geen specifieke chronisch-toxische effecten gebleken. GENOTOXICITEIT : Volgens de beschikbare experimentele gegevens : Niet genotoxisch MOGELIJKHEDEN TOT HET VERWEKKEN VAN KANKER : afwezigheid van kankerverwekkende effecten bij dieren.

12. Ecologische informatie. MOBILITEIT PERSISTENTIE / AFBREEKBAARHEID In water Niet gemakkelijk biologisch afbreekbaar : 3 % na 28 dagen. In lucht Afbraak in de atmosfeer t ½ = 8.6 – 16.7 y Ozon afbrekend vermogen : ( R-11 = 1 ) = 0 Broeikaseffectpotentiaal door halogeenkoolwaterstoffen : ( R-11 = 1 ) = 0.3 BIOACCUMULATIE Praktisch niet bioaccumuleerbaar : log Pow = 1.06 ECOTOXICITEITSEFFECTEN TOXICITEIT VOOR HET WATERMILIEU Acute toxiciteit Praktisch niet schadelijk voor dafnia: EC ( Effectieve concentratie ) 50,48 h = 930 mg / l Weinig schadelijk voor vissen : LC50,96 ( Onchornynchus mykiss ) = 450 mg / l Bacteriën : EC ( Effectieve concentratie ) 10,6 ( Pheusomona putida ) > 730 mg/l


13. Instructies voor verwijdering. Afval ongebruikt product

Herwinnen of verbranden.

14. Overige informatie. Aanbevolen toepassingen

Drijfgas van aërosols. Koelmiddel bij lage temperatuur. Blaasmiddel ( Kunststofschuim ) Luchtconditionering

Literatuurverwijzing

Encyclopédie des gaz Air Liquide – E.d. 1976 – ELSEVIER AMSTERDAM

Algemeen over R134a ( CH2FCF3 ) Het meest gebruikte nieuwe koudemiddel is momenteel R134a, vooral bij de luchtbehandeling van gebouwen en voor luchtbehandelingprocessen. R134a heeft een hoge Coëfficiënt of Performance (C.O.P.) bij verdampingstemperaturen van –5°C en hoger tengevolge van de relatief kleine drukverschillen. De systeemdrukken zijn laag waardoor de kosten van de installatie eveneens laag kunnen blijven. Voor cilindersmering is polyesterolie vereist. Deze esteroliën worden ook in hydraulische systemen gebruikt. De olieoplosbaarheid geeft enerzijds problemen bij kleine zuiggas oververhitting, maar anderzijds is het terugvoeren van de olie naar de compressor eenvoudig. Het aantal types compressoren dat speciaal voor R134a is ontworpen neemt toe.R134a heeft bij gelijk slagvolume echter slechts 60% van de koelcapaciteit vergeleken met de vroegere R22.


4. Algemene aansturing van het koelproces 4.1. In- en uitschakelen van het koelproces Het in - en uitschakelen van het gehele koelproces gebeurt door middel van drie schakelaars. -

-

-

Een schakelaar die de drie fasen onderbreekt die lopen naar de frequentie omvormer. (1) Een schakelaar die één fase en de nulleider onderbreekt die instaan voor de voeding van de magneetventielen, de ventilator en de eliwell modules. (2) Een schakelaar bovenop de 24V-DC voeding, deze voeding dient voor het voeden van de simatic C7 – 621. (3)

Fig. 12: Hoofdschakelaars.

4.2. In- en uitschakelen van de verschillende compartimenten Het in – en uitschakelen van de verschillende compartimenten gebeurt ofwel manueel via drie verschillende drukknoppen ofwel via het sturen van een sms-bericht naar de GSM-module. Het manueel in - of uitschakelen van de compartimenten via de verschillende drukknoppen gebeurt op zeer eenvoudige manier, met als doel een compartiment uitschakelen indien deze was ingeschakeld, of omgekeerd. Het veranderen van in naar uit en omgekeerd gebeurt door een simpele druk op de drukknop van het overeenstemmende compartiment. Het in – en uitschakelen via de GSM-module gebeurt door een sms-bericht te sturen naar deze GSM-module met in het bericht de correcte informatie om de contacten aan te sturen die vervolgens via de PLC het desbetreffende compartiment zal aansturen. Daar twee verschillende mogelijkheden bestaan voor het in – en uitschakelen van de verschillende compartimenten was het noodzakelijk om het manueel inschakelen te laten gebeuren via drukknoppen i.p.v. het schakelen te laten gebeuren via tuimelschakelaars. Het uiteindelijke schakelsignaal wordt verkregen door in de simatic C7-621 een flankdetectie te doen op de uitgangen van de GSM-module en tevens een flankdetectie te doen op de uitgangen van de verschillende drukknoppen. Voor meer uitleg over de GSM-module wordt verwezen naar hoofdstuk 8.


5. Bespreking van de simatic C7 - 62 5.1. Beschrijving van de lay-out en van de functies De simatic C7 bestaat in twee verschillende versies. De C7-621 en de C7-621 AS-i.

Fig. 13: Voorkant van de SIMATIC

De C7-621 bevat de volgende componenten: • • • •

MPI Interface Digitale ingangen en uitgangen Analoge ingangen en uitgangen P-busconnectie ( voor de IM 621 module ) Fig. 14: Zijkant van de SIMATIC

De C7-621 beschikt over de volgende waaier van functies: • • • • •

het runnen van gebruikersprogramma’s geschreven in STL, LAD of FBD die gedownload worden in de C7 CPU. proces digitale en analoge signalen gebruiken in een gebruikers programma die gerund wordt door een Step7 programma. downloaden en gebruiken van de operator interface indien deze gecreëerd werd via de “ProTool” of “ProTool/Lite” configuratie software. via de in “ProTool” of “ProTool/Lite” aangemaakte interfaces is het mogelijk om het proces op te volgen en bij te sturen waar dit nodig geacht wordt. verder connecteren naar S7-300 modules.


De C7 beschikt over verschillende interne eenheden: De C7-621 heeft twee onafhankelijke eenheden die communiceren met elkaar via een interne MPI-interface. • C7 CPU met digitale en analoge ingangen en uitgangen • C7 OP Afzonderlijk van de verbinding die gemaakt wordt tussen de C7 en een proces, kan een C7 ook worden verbonden met verschillende andere componenten. Tabel 2: Componenten die kunnen verbonden worden met een C7.

De C7-621 bestaat uit verschillende interne onderdelen die onderling met elkaar communiceren.

Fig. 15: Interne onderdelen van de C7-621.


5.2. Bespreking van de ingangen en uitgangen van de C7-621 5.2.1. Bespreking van de digitale ingangen Tabel 3: Ingangen

Digitale INGANGEN I124.0 I124.1 I124.2 I124.3 I124.4 I124.5 I124.6 I124.7 I125.0 I125.1 I125.2 I125.3 I125.4 I125.5 I125.6 I125.7 Fig. 16: De digitale ingangen.

Kenmerken van de digitale ingangen : • • •

•

•

aantal digitale ingangen : 16 inverse polariteitprotectie : aanwezig inputspanning: - gemiddelde waarde : DC 24V - “0” signaal : -3V tot +5 V - “1” signaal : +11V tot +30V vertraging op de ingangen : - van “0” naar “1” : 1,2 ms tot 4,8 ms - van “1” naar “0” : 1,2 ms tot 4,8 ms ingangstroom : typisch 7 mA


5.2.2. Bespreking van de digitale uitgangen Tabel 4: Uitgangen.

Digitale UITGANGEN Q124.0 Q124.1 Q124.2 Q124.3 Q124.4 Q124.5 Q124.6 Q124.7 Q125.0 Q125.1 Q125.2 Q125.3 Q125.4 Q125.5 Q125.6 Q125.7 Fig. 17: De digitale uitgangen

Kenmerken van de digitale uitgangen : • • • •

•

•

aantal digitale ingangen : 16 inverse polariteitprotectie : niet aanwezig gemiddelde output spanning : 24 V DC outputstroom: - “0” signaal : maximaal 5 mA - “1” signaal : gemiddelde waarde 0.5A toegestane grenzen : 5 mA – 0.6 A toelaatbare belastingsweerstand : - maximale waarde : 4 kΩ - minimale waarde : 48 Ω maximaal vermogen : max. 5 W


5.2.3. Bespreking van de analoge ingangen en uitgangen

Fig. 18: De analoge ingangen en uitgangen

Ingangen : • •

• •

aantal ingangen : 4 gemiddelde waarden van de ingangen : - spanning : 10 V / 50 W - stroom : 20 mA/105.5 W maximale stroom limiet : 34 mA maximale spanning limiet : 30 V

Uitgangen : • •

•

aantal uitgangen : 1 gemiddelde waarden van de uitgang : - spanning : 10 V - stroom : 20 mA settling time: - voor ohmse verbruikers : 0,6 ms - voor capacitieve verbruikers : 1 ms - voor inductieve verbruikers : 0,5 ms


5.3. Opbouwen van de verbinding tussen de C7-621 en de PC Voor het correct instellen van de verbinding tussen de C7-621 en de PC wordt verwezen naar bijlage 1 De verbinding tussen de C7 – 621 en de PC gebeurt via een stuk MPI–kabel, een adapter en een stuk RS232-kabel ( RS232 kabel MLFB : 6ES7 901 – 1BF00 – 0XA0 )

Fig. 19: Verbinding tussen de PC en de SIMATIC

De PC adapter verbindt een PC met een MPI / DP interface van een S7 / M7 / C7 systeem via een seriële COM interface. ( PC adapter MLFB : 6ES7 972-0CA2x-0XA0 ) Dankzij deze PC adapter is het mogelijk om de simatic C7-621 aan te sluiten op praktisch elke PC, daar praktisch elke PC voorzien is van minstens één COM–poort. Meestal is deze poort niet bezet op de computer, daar meer en meer overgeschakeld wordt op het gebruik van USB 2.0.. De seriële poort ( COM - poort ) wordt dus minder en minder gebruikt om een hardwaretoestel aan te sluiten op de PC. Echter kan men niet zomaar downloaden of uploaden naar of van de simatic C7 als men niet de nodige software heeft geïnstalleerd, daar deze niet standaard aanwezig is bij de software van Siemens Step7. Zie bijlage 1 voor de correcte instellingen van de PC-adapter. Op de adapter zijn 2 LED’s aanwezig : - de Power LED - de Active LED •

Power LED : OFF: 24 V is niet aanwezig of er is een fatale hardware error opgetreden. ON : de adapter is paraat voor een correcte werking. Knipperende LED : hardware error werd ontdekt door de PC adapter.

•

Active LED : De actieve LED duidt aan of de transmissie actief is.


6. Instellen van de gewenste temperatuur 6.1. Inlezen van de temperatuur via een zelfgemaakte printplaat Als eerst werd een schema ontworpen aan de hand van een simulatieprogramma.( PSpice ) Hiervoor werd de weerstand opgemeten van de temperatuursveranderlijke weerstanden die worden gebruikt voor het opmeten van de temperatuur. Voor een maximum temperatuur van 70°C bezitten deze weerstanden een waarde van 650 Ω en voor een minimum temperatuur van -2°C is de weerstandswaarde 480 Ω. Aan de hand van deze twee gegevens en wetende dat de impedantie van de analoge ingang van de C7 – 621 een waarde heeft van 89 Ω werd een simulatie opgebouwd. Daarnaast mag de analoge ingang slechts een maximale ingangsstroom hebben van 20 mA en een minimale ingangsstroom van 4 mA. Zo loopt de simatic op geen enkel ogenblik gevaar om overbelast te worden. Tijdens de simulatie wordt de voeding opgesplitst in twee gescheiden voedingen van 12V, daar er in de studentenversie van PSpice echter een beperkt aantal componenten worden toegelaten waarmee een simulatie kan worden opgebouwd.

6.1.1. Simulatie voor maximale ingangsstroom Hierbij is de weerstandswaarde voor de temperatuursveranderlijke weerstand, 700 Ω en bedraagt de ingangsimpedantie van de analoge ingang ,89 Ω. De simulatie waarbij de stroom een maximum bereikt van 19mA is terug te vinden in bijlage 2.

6.1.2. Simulatie voor minimale ingangsstroom Hierbij bedraagt de weerstandswaarde voor de temperatuursveranderlijke weerstand, 450 Ω en de ingangsimpedantie van de analoge ingang, 89 Ω De simulatie waarbij de stroom een minimum bereikt van 4.008 mA is terug te vinden in bijlage 3. Er werd gekozen voor een temperatuursveranderlijke weerstand van 450 Ω in plaats van 480 Ω, dit is enkel en alleen om een zekere veiligheid tegen overstroom in te bouwen.


6.1.3. Simulatie van de voedingsbron

Fig. 20: Schema van de voedingsbron.

6.2. Bespreking van de voedingsbron In de simulatie van de voedingsbron wordt een voeding gebruikt van 24V DC. De bronspanning voor de schakeling komt van dezelfde voeding die gebruikt wordt voor het voeden van de simatic C7-621. Het gemak van deze voedingsbron is, dat deze reeds wordt beschermd tegen kortsluiting en overbelasting. Deze 24V DC wordt via een spanningsdeling gesplitst in twee verschillende “deelbronnen” van elk 12V. De gekozen weerstanden zijn vrij relatief groot, dit om te zorgen dat de stromen door de weerstanden vrij klein zijn en dit volgens de wet van Ohm: I=U [A] R

(6.1.)

De spanning van + 12V DC wordt aangelegd aan de plus klem van de opamp. Aan de min klem van de opamp wordt de uitgang van deze opamp teruggekoppeld, dit om de correcte werking van een spanningsvolger te verwezenlijken. De opamp die gekozen werd is de LM324, een veel voorkomende opamp in de praktijk.

Voor de datasheets van de opamp, zie bijlage 4.


6.3. Bespreking van de eigenlijke schakeling De eigenlijke schakeling is opgebouwd uit drie verschillende onderdelen. De uitgang van de schakeling levert de gewenste ingangswaarde aan de simatic C7 -621, bij een vooropgestelde temperatuur. De drie verschillende onderdelen, die gebaseerd zijn op het gebruik van opamps ( LM324 ) , zijn de volgende : • Stroombron 1. ( 1 ) • Combinatie van een inverterende en niet inverterende versterker. ( 2 ) • Stroombron 2. ( 3 )

1

2

3

Fig. 21: Simulatie in PSpice.

Merk op dat bij deze simulatie de weerstand R32, de temperatuursveranderlijke weerstand is en dat de weerstand R3 de weerstand voorstelt die kan opmeten kan worden aan de analoge ingang van de simatic. De weerstand R32 heeft dus een veranderlijke waarde tussen de 700Ω en de 450Ω. De weerstand R3 heeft een vaste weerstand van 89Ω. De voeding van dit schema wordt voorgesteld door twee bronnen van 12V DC. Het punt tussen de twee bronnen van 12V DC wordt gekozen als massa van de schakeling.


6.3.1. Bespreking van stroombron 1 Aan de V- van de opamp wordt -12V DC aangesloten. Aan de V+ van de opamp wordt + 12V DC aangesloten. Doordat de weerstand van 1,2K gekoppeld is aan de Vklem van de opamp, staat er dus over deze weerstand een spanning van 12V DC.

Fig. 22: Simulatie stroombron 1.

Doordat er echter geen stroom kan vloeien vanuit de V- naar de weerstand van 1K2, kan het dus niet anders dat de stroom komt van de opamp zelf. Een spanning van 12V DC over een weerstand van 1K2 , zorgt ervoor dat er constant een stroom door deze weerstand vloeit van 10mA. In een serieschakeling van weerstanden is de stroom door elke weerstand dezelfde. Door de temperatuursveranderlijke weerstanden stroomt dus constant een stroom van 10mA. Bij een constante stroom door een veranderlijke weerstand kan het dan ook niet anders dan dat de spanning over deze weerstand gaat wijzigen. Bij een maximale waarde van de weerstand ( 700Ω ), staat er 7 V over deze weerstand. Bij een minimale waarde van de weerstand ( 450Ω ), staat er 4,5 V over deze weerstand. De spanning zal dus rechtevenredig veranderen met de weerstand, daar de 10mA een constant gegeven is.

6.3.2. Bespreking van stroombron 2 Aan de V- van de opamp wordt -12V DC aangesloten. Aan de V+ van de opamp wordt + 12V DC aangesloten. De stroom die door de weerstand van 500Ω zal vloeien is de stroom die minimaal en maximaal gewenst wordt aan de analoge ingang. Respectievelijk 4 mA en 20 mA. Fig. 23: Simulatie stroombron 2.


De gewenste stroom die moet vloeien door de simatic is dus een veranderlijk gegeven. Door het aanpassen van de ingangsspanning aan de plus klem van de opamp zal men deze gewenste stroom verkrijgen. De 4 mA en de 20 mA die door de ingang van de simatic vloeit , stoomt ook door de vrij gekozen weerstand van 500 Ω. Voor het bepalen van de ingangsspanning van de opamp mag aangenomen worden dat de spanning over de weerstand van 500 Ω ook de ingangsspanning is die moet aangelegd worden om door deze weerstand de gewenste stromen te verkrijgen. Voor het verkrijgen van 4 mA stroom door de weerstand, wordt aan de ingang van de opamp een spanning van -2 V aangelegd. Voor het verkrijgen van 19 mA stroom door de weerstand is een ingangspanning van -9,5 V vereist.

6.3.3. Bespreking van de gecombineerde schakeling Het middelste stuk van de schakeling bestaat uit een combinatie van een inverterende en een niet inverterende versterker.

Fig. 24: Schema van inverterende en niet inverterende versterker.

Uit bovenstaande twee schema’s van de inverterende en de niet inverterende versterker volgt het schema dat voor onze toepassing werd gebruikt.

Inverterende versterker :

Vout = -R2 Vin R1

(6.2.)

Niet inverterende versterker :

Vout = R2 . Vin + Vin (6.3.) R1

Fig. 25: Simulatie van de gecombineerde versterker.


Doordat de formules gekend zijn voor het verband tussen Vout en Vin van de inverterende en de niet inverterende versterker, kan de formule afgeleid worden voor de combinatie schakeling. Deze is een sommatie van de twee verschillende formules, met dit verschil dat Vin bij de niet inverterende versterker werd vervangen door Voffset. De totaal formule voor Vout wordt dus : Vout = -R2 Vin + Voffset + R2 Voffset R1 R1

( 6.4.)

Het oplossen van deze ongelijkheid kan aan de hand van eerder gevonden waarden voor Vout en Vin. De gevonden waarden zijn namelijk : Tabel 5: Vin en Vout.

Vin

Vout

4,5

-2

7

-9,5

Via formule 6.4. worden volgende waardes bekomen na het invoegen van Vin en Vout in de formule. -

-2 = -4,5 R2 + Voffset + R2 Voffset R1 R1

+

-9,5 = -7 R2 + Voffset + R2 Voffset R1 R1 -7,5 = -2,5 R2 ↔ R2 = 3 R1 R1

-2 = -3 . 4,5 + 4 Voffset ↔ Voffset = 2,875V

6.4. Bespreking van de printplaat Voor de opbouw van de printplaat wordt hetzelfde schema gebruikt als het schema dat werd gebruikt voor de voorgaande simulatie. Het schema moet drie maal worden over genomen daar het de bedoeling is om via één printplaatje de temperatuur van de drie verschillende compartimenten in te lezen. De software die wordt gebruikt voor het uit tekenen van de printplaat is : EAGLE Layout Editor. Het enige waarmee men rekening moet houden is dat de Voffset niet langer een bron is van 2,875 V, maar dat deze wordt vervangen door de originele bron met daartussen een potentiometer, deze wordt afgeregeld tot er uiteindelijk 2,875 V wordt bekomen.


Opbouw van de printplaat, de verschillende stappen in de Layout editor : 1. Uittekenen van de simulatie

Fig. 26: Totaal schema voor de printplaat.

Hierin wordt driemaal hetzelfde schema getekend. Er worden vier opamps gebruikt per schakeling. Welnu zitten er in één LM324 opamp net vier van deze componenten verwerkt, wat het dus zeer eenvoudig maakt om een compacte schakeling te ontwerpen.


2. Schikken van de componenten op de printplaat

Fig. 27: Uitgetekende printplaat.

Op de printscreen van de gestructureerde printplaat zijn echter nog enkele geel-groene lijnen aanwezig. Deze staan nog vermeldt op de printplaat, daar het programma de drie verschillende voedingen als één voeding aanziet. Door de ligging van de baantjes op de printplaat is het onmogelijk om de voedingen onderling met elkaar te verbinden zonder dat er andere baantjes gekruist worden. Om dit probleem op te lossen worden de drie verschillende voedingen gewoon via externe geleiders met elkaar verbonden. Indien niet voor deze optie werd gekozen, was het noodzakelijk om de printplaat in twee lagen te gaan ontwerpen. Doordat er slechts vier draadjes nodig zijn voor het oplossen van dit probleem wordt niet overgeschakeld naar een printplaat die bestaat uit twee lagen.


3. De uiteindelijke printplaat

Fig. 28: Afgewerkte printplaat.

De twee 9-pins connectoren die aanwezig zijn op de printplaat zijn enerzijds om de temperatuursveranderlijke weerstanden te verbinden met de printplaat en anderzijds om de analoge ingangen van de simatic te verbinden met de printplaat. Het voeden van de printplaat gebeurt eveneens via de 9-pins connector die de analoge ingangen van de simatic verbindt met de printplaat. Zo hoeft men niet meer via een externe voedingskabel nog eens afzonderlijk te gaan connecteren op de printplaat. Deze printplaat wordt echter niet gebruikt in het eindwerk: •

•

daar de temperatuursveranderlijke weerstanden vanzelf gaan opwarmen door de stroom die erdoor vloeit. Op de metingen zaten dan ook enorme fluctuaties waardoor deze niet bruikbaar waren. daar er geen uitlezing van de temperatuur mogelijk is, zolang de visualisatie van het koelproces niet geactiveerd is.

De volgende tabel geeft de metingen weer die uitgevoerd zijn met de printplaat voor een aantal verschillende temperaturen. Bij het overlopen van de tabel kan vastgesteld worden dat deze metingen niet bruikbaar zijn voor het uitlezen van de temperatuur.


Tabel 6 : Meetresultaten van de metingen op de eigen printplaat.

Sensor1

1 2 3 4 5 6 7 8

TEMP 13 14 15 16 17 18 19 20

min 11584 11488 11488 11280 11152 11186 11072 10960

max 11760 11712 11664 11456 11328 11312 11232 11120

Sensor3

1 2 3 4 5 6 7 8

TEMP 13 14 15 16 17 18 19 20

min 10848 10768 10702 10544 10464 10432 10352 10272

max 11040 10944 10880 10688 10624 10592 10528 10432

PIW 128 verschil 176 224 176 176 176 126 160 160

Sensor2 gem 11672 11600 11576 11368 11240 11249 11152 11040

min 10848 10832 10768 10544 10464 10432 10352 10272

max 11040 11008 10912 10704 10624 10608 10528 10432

PIW 130 verschil 192 176 144 160 160 176 176 160

gem 10944 10920 10840 10624 10544 10520 10440 10352

PIW 132 verschil 192 176 178 144 160 160 176 160

gem 10944 10856 10791 10616 10544 10512 10440 10352

6.5. Binnenlezen van temperatuur via Eliwell modules Als vervanging van de printplaat werd gekozen voor het gebruik van IC 902\TS – 230 modules van het merk Eliwell. Dit zijn modules die standaard in de handel te verkrijgen zijn voor het inlezen van een bepaalde temperatuur. Via een heel eenvoudig menu is een bepaalde temperatuur in te stellen waarbij een wisselcontact gestuurd wordt bij het overschrijden van deze voordien ingestelde temperatuur. Het is dus enkel een digitaal signaal die wordt binnen gelezen in de simatic. Het nadeel hiervan is dat de temperatuur niet gevisualiseerd kan worden op de flatscreen. De handleiding IC 902\TS is terug te vinden in bijlage 5.


7. Frequentiesturing van de compressor 7.1. Bespreking van het type frequentieomvormer Zoals reeds eerder werd aangehaald, maakt het koelproces gebruik van een hermetische driefasige compressor. Om deze in toerental te gaan regelen, spelen we in op de frequentie van de voeding van deze hermetische compressor. De gekozen frequentieomvormer moet een driefasige frequentieomvormer zijn. Voor onze toepassing werd gekozen voor een frequentieomvormer van General Electrics. De keuze voor de frequentieomvormer werd gemaakt volgens het nodige vermogen, de getrokken ampères en het aantal fasen van de hermetische compressor. Als resultaat is bij de VAT200 frequentieomvormer terecht gekomen. Deze heeft als cataloognummer : U203X00K7FS.

Fig. 29 : Voorzijde VAT200

Op het rechtse schema wordt uitgelegd hoe dit specifiek cataloognummer bekomen wordt. Het is afhankelijk van het type, het aantal fasen, het voltage, het vermogen, het type van de EMC filter en het soort van configuratie. Fig. 30 : Opbouw van het cataloog nummer.

7.2. Bespreking van de frequentiesturing 7.2.1. Bespreking van de input Voor het instellen van een bepaalde uitgangsfrequentie van de frequentieomvormer wordt een druksonde gebruikt. Deze druksonde wordt geplaatst op de zuigleiding van de hermetische compressor. De druksensor heeft een minimum grens van 0,5 bar en een maximum grens van 12 bar. Naargelang het aantal bar dat de druksonde opmeet, zendt deze een analoog signaal naar buiten, die gelegen is tussen de 4 mA en de 20 mA. De VAT200 bevat analoge ingangen waarop deze druksensor kan aangesloten worden. De sensor dient gevoed te worden met 24V DC. Deze voeding wordt afgetakt van de voeding van de simatic, nl. de SITOP power supply.


Fig. 31 : Ingangen druksonde.

De druksensor wordt aangesloten op dit deel van de frequentieomvormer. Bij het aansluiten van de druksensor is het van uiterst belang om te zorgen dat de switches voor analoge ingangen ingesteld staan op de juiste stand, zodat de analoge ingangen een analoge stroom verwachten tussen de 4 mA en de 20 mA.

7.2.2. Overzicht van de ingangen van de frequentieomvormer

Fig. 32 : Ingangen van de VAT200.


7.2.3. Overzicht van de verschillende programmeerbare functies Tabel 7 : Verschillende parameter groepen.

7.2.4. Instellen van belangrijke parameters van de frequentieomvormer Vooraleer de frequentieomvormer kan gebruikt worden, is het zeer belangrijk om een paar parameters van de frequentieomvormer een correcte waarde mee te geven. Indien deze parameters niet worden aangepast is het goed mogelijk dat de hermetische compressor na korte tijd al reeds grote schade oploopt. Onder de programmeerbare functie, 0 – motoraandrijving, worden eerst alle correcte gegevens ingevuld van de hermetische compressor. Deze zijn af te lezen op de kernplaatgegevens van de hermetische compressor. Onder de andere menu’s zijn meer specifieke parameters terug te vinden die dienen gewijzigd te worden.


1. Start/Stop en frequentie mode. LCD Parameter Display 1-00

Start mode

Beschrijving Bronselectie runopdracht

Range/Code 0001: Externe Run/Stopbesturing.

Fab. Inst. 0

2. Handmatige / automatische start mode.

Parameter Beschrijving 2-00

Momenteel vermogenverlies en herstart

Fab. Inst.

Range/Code 0001: Momenteel vermogenverlies en herstart inschakelen.

0

3. Bedrijfsparameters.

Parameter Beschrijving 3-00 3-01, 3-02, 3-03,

Range/Code

Bovengrens frequentie Ondergrens frequentie Versnellingstijd # 1 ( seconden ) Vertragingstijd # ( seconden )

50 30 0,1 0,1

Fab. Inst. 50/60 0 10 10

5. Multifunctionele ingangsklemmen.

Range/Code

Fab. Inst.

0020 : PID-feedbacksignaal A12 klem S6

18

Range/Code

Fab. Inst.

0003 : Voorspanning D omgekeerde functiebesturing

0

Parameter Beschrijving 5-06,

Multifunctionele ingangsklem AIN

11. PID- werking mode.

Parameter Beschrijving 11-0

Mode selectie

12. PID “begrenzing” en “buiten bereik” – mode. Parameter Beschrijving 12-6, 12-7, 12-8,

PID-feedbacksignaal Slaapfunctieniveau Slaaponderbrekingstijd

Range/Code 0001 : 4 - 20 Ma 30 25

Fab. Inst. 0 0 0


8. Gebruik van de GSM-module 8.1. Bespreking van de GSM-module Aanvankelijk werd gedacht om via een analoge telefoonlijn te werken en zo commando’s door te sturen die bestemt waren voor het koelmeubel. Al vlug werd duidelijk dat deze keuze, de kosten van het gehele eindwerk de hoogte in zouden gaan. Voor het gebruik van een analoge lijn, is het noodzakelijk om een analoge kaart ter beschikking te hebben, net als een CPU waaraan deze kaart verbonden is en dit alles als uitbreiding op de simatic C7-621. Ter vervanging van deze zeer dure methode werd gekozen om een STD32 GSM-module te gaan gebruiken. Deze kan zonder probleem gekoppeld worden aan de simatic zonder extra kaarten. Met de STD32 kan men met een normale mobiele telefoon twee relais schakelen geschakeld worden en de toestand van twee digitale ingangen bewaken. Naast de STD 32 is er alleen nog een SIM-kaart van een willekeurige telefoonaanbieder nodig. Typische toepassingen zijn het schakelen van garage- en deuropeners, verlichting- en alarminstallaties, alsmede het genereren van alarmmeldingen (alarm-SMS) of het controleren van deursensoren, bewegingsmelders, niveausensoren, enz. Fig. 33 : STD32 GSM-modem.

Algemene eigenschappen van de gsm-module: • • • •

SMS-melding aan max. vijf gebruikers. Twee relaisuitgangen en ingangen. Max. 100 gebruikers kunnen geautoriseerd worden om te schakelen. Compleet met GSM-module en antenne.

Technische specificaties: • • • • • • • • •

Voedingsspanning 5 - 32 V= Stroomverbruik 500 mA Max. ruststroom 15 mA Max. schakelstroom sterkte 6 A Max. schakelspanning 250 V~ Ingangsspanning (digitale ingangen) logisch 1: 12 V; logisch 0: 0 V; ingangsstroom10 mA GSM dualband EGSM 900/1800 MHz, compatibel met ETSI GSM fase 2+ Standard Temperatuurbereik -30 t ot +75 °C Afm. (lxbxh) 100 x 53 x 25 mm.


8.2. Implementatie van de GSM-module in het koelproces Voor de installatie van de gsm-module en het goed implementeren van de GSM-module is het zeer belangrijk om de handleiding uiterst correct op te volgen. Het gebruik van de GSM-module tijdens de normale werking van het koelproces is echter zeer eenvoudig. Voor de handleiding wordt verwezen naar bijlage 6. De gehele implementatie van de GSM-module voor het aansturen van de verschillende compartimenten van de frigo berust op de twee relais die zich bevinden op de module. Via een sms naar de simkaart die zich in de GSM-module bevindt is het mogelijk om deze twee relais aan te sturen.

8.2.1. Opbouw van de sms De sms moet uiteraard verstuurt worden naar het nummer van de simkaart van de GSM-module. In het bericht moeten ook nog verschillende noodzakelijke commando’s worden meegegeven. Let wel dat de pincode van de simkaart die gebruikt wordt in de GSM-module de code: 0000 is, indien deze pincode niet wordt ingesteld op 0000, wordt een foutmelding gegenereerd . Bij driemaal een foutieve ingaven, zal de simkaart niet langer actief bruikbaar zijn en dient de puccode te worden ingevoerd of deze opnieuw via de centrale laten activeren. Het instellen van de nieuwe pincode is zeer eenvoudig te realiseren via een gewoon mobiel toestel. Via configuratie sms’en is het mogelijk om de gewenste tijd te gaan instellen dat een relais aangetrokken blijft. Daarnaast is het mogelijk om de relais permanent te laten aantrekken. Het instellen van een bepaalde tijd gebeurt met volgend commando: • •

O1:XXXXX O2:XXXXX

De X staat voor een tijd in seconden. O1 staat voor relais 1. De X staat voor een tijd in seconden. O2 staat voor relais 2.

De STD 32 heeft namelijk een intern geheugen, zodat bij het wegvallen van de voedingsspanning de GSM-module toch blijft onthouden hoelang elk contact aangetrokken moet blijven indien deze via een sms-melding geactiveerd wordt. Op iedere GSM-module staat een uniek nummer. De laatste vier cijfers van dit nummer zijn zeer belangrijk voor de opbouw van het commando voor de GSM-module. Elk sms’je die gestuurd wordt naar de GSM-module moet beginnen met dit nummer.

Fig. 34 : Kernplaat gegevens GSM-module.

In dit geval dus 2759, indien dit nummer niet staat voor het bericht zal de GSM-module dit sms’je niet herkennen als een sms die voor hem bestemt is.


Voorbeelden van de sms’jes die in het eindwerk van toepassing zijn : Relais één laten aantrekken en relais twee in rustpositie laten. o SMS1 : 2795 O1ON.O2OFF Relais één in rustpositie en relais twee laten aantrekken. o SMS1 : 2795 O1OFF.O2ON Relais één en twee laten aantrekken. o SMS1 : 2795 O1ON.O2ON

8.2.2. Interpretatie van de berichtjes door de simatic De sms’jes sturen de twee verschillende relais aan, afhankelijk van de inhoud van deze berichtjes. De relais onderbreken 24V DC indien deze niet geactiveerd zijn en schakelen 24V DC door indien ze wel geactiveerd zijn. Deze twee signalen van 24V DC worden binnengenomen in de simatic C7-621 onder de vorm van digitale signalen. Afhankelijk van de combinatie van deze twee ingangen is het mogelijk om de verschillende compartimenten te besturen. Door het gebruik van drukknoppen voor het gewoon in en uitschakelen van de verschillende compartimenten is het mogelijk om via flankdetectie op deze twee ingangen, de compartimenten te gaan bedienen. Doordat er een minimaal verschil kan zijn op het inschakelen van de twee verschillende relais wordt iedere 300ms gesampled. Dit om te vermijden dat de simatic één sms-bericht zou aanschouwen als twee verschillende sms-berichten en bijgevolg de verkeerde compartimenten gaat bedienen. Het aanschakelen van frigo 1 gebeurt met sms-commando : SMS : 2795 O1ON.O2ON Het aanschakelen van frigo 2 gebeurt met sms-commando : SMS : 2795 O1ON.O2ON Het aanschakelen van frigo 3 gebeurt met sms-commando : SMS : 2795 O1ON.O2ON

Fig. 35 : Interpretatie van de sms-commando’s.


De gele streeplijn stelt het tijdstip voor waarop de signalen, afkomstig van de relais op de GSM-module worden binnengelezen. In werkelijkheid zullen de signalen die hoog worden niet altijd direct beginnen na deze gele streeplijn, dit door de traagheid van de GSM-module en de traagheid van het aantrekken van de twee verschillende relais. Het grote voordeel van het gebruik van een GSM-module met slechts twee relais aanwezig op zijn module is de kostprijs. Voor de aankoop van een dergelijke GSM-module gaat de keuze vrijwel altijd tussen een GSM-module met ofwel twee ofwel vijf schakelcontacten. De prijs voor een GSM-module met vijf schakelcontacten nadert al vlug het dubbele van de prijs van een GSM-module met slechts twee schakelcontacten. Bij dit eindwerk zou het dus ook zinloos zijn om een grotere GSM-module aan te kopen, daar er een aantal contacten toch niet gebruikt worden en dus overbodig zijn.

Fig. 36 : GSM-module STD35.


9. De visualisatie De visualisatie van het koelproces berust op signalen die worden binnengelezen in en uitgestuurd worden door de simatic. Het programmeren van de visualisatie gebeurt in Visual Basic 6.0 Voor het correct aanspreken van de in- en uitgangen, net als de merkers moet een server geïnstalleerd worden. Deze server maakt het mogelijk om vanuit Visual Basic 6.0 , waarden binnen te lezen vanuit een Step7 programma. Om verbinding te maken tussen deze twee verschillende programma’s wordt de KepServer gebruikt. Deze is instaat de gegevens over te dragen die berusten op seriële communicatie tussen de simatic en de PC. Zie bijlage 7 voor het correct installeren en instellen van de KepServer.

9.1. Connecteren via de KepServer 1 2 4 3 5 6 7

Fig. 37 : Scherm om te connecteren op de KepServer.


Via de zeven aangeduide plaatsen op het openingsscherm van de visualisatie is het mogelijk om te connecteren op de KEPServer. 1. Via dit commando is het mogelijk om alle mogelijke servers op te roepen die geïnstalleerd staan op de computer waarop het visualiseringprogramma dient opgeroepen te worden. 2. Uit deze lijst van servers moet de KEPware.KEPServerEx.V4 geselecteerd worden om een correcte inlezing van de gewenste parameters mogelijk te maken. 3. Eenmaal de juiste server is geselecteerd kan geconnecteerd worden op deze server. 4. Als er connectie is met de server dient eerst een groep toegevoegd te worden aan deze server. In ons geval noemt deze groep : PLC.SIMATIC_PLC.INGANGEN. 5. Als de correcte groep is toegevoegd, kan overgestapt worden naar het toevoegen van de verschillende items. Dit zijn in feite de punten die worden aangesproken via Visual Basic vanuit Step7. 6. Is de connectie goed gebeurd en zijn de elementen correct toegevoegd, dan kan overgeschakeld worden naar een ander scherm waarin de werkelijke visualisatie tevoorschijn komt. 7. Indien niet verder wordt gegaan met de visualisatie van het koelproces kan altijd de knop QUIT ingedrukt worden om het programma af te sluiten. Deze knop is noodzakelijk om correct te disconnecteren van de server en het correct afsluiten van het programma.

9.2. Bespreking van de visualisatiemogelijkheden Via de visualisatie is het mogelijk om verschillende veranderingen, die optreden tijdens het koelproces grafisch weer te geven via een flatscreen zoals: • • • • •

het controleren van het gesloten of open zijn van een bepaalde deur van het desbetreffende compartiment. zien welk compartiment ingeschakeld is, maar die niet noodzakelijk aan het koelen is. het controleren welk compartiment van de drie, werkelijk aan het koelen is. de stand van de magneetventielen controleren: is een magneetventiel bekrachtigd of net niet bekrachtigd? controle of de ventilator van de condensor aan het draaien is.

De bovenstaande zaken worden visueel weergegeven via een bepaalde verandering op de tekening van het koelproces, als ook onder de vorm van tekst in de daarvoor voorziene tekstvakken.


Fig. 38 : Eigenlijk visualisatie scherm


10. Overzicht van het eindwerk

Fig. 39: Overzicht van het gehele eindwerk

Voor het PLC-programma dat instaat voor de werking van het koelproces en de code nodig voor de visualisatie, wordt verwezen naar de bijgevoegde cd-rom.


11. Totale kostprijsberekening Kosten van het materiaal:

Koelmeubel

2.200 €

Simatic C7-621

1.500 €

Frequentie omvormer

295 €

Compressor

522 €

Flatscreen

150 €

Eliwell modules.

100 €

Drukknoppen

12 €

Elementen

80 €

Printplaat

15 €

Plaatwerk

50 €

Klein materiaal

40 €

Totaal :

4.964 €

Werk uren:

Aantal werkuren door extern personeel van het bedrijf

20 uur


12. Foto’s van het afgewerkt eindwerk

Fig. 40: Binnenzijde van het koelmeubel

Fig. 41: Achterzijde van het koelmeubel

Fig. 42: Voorzijde van het koelmeubel

Fig. 43: Detail van de voorzijde


Besluit De eerste doelstelling was het bouwen van een koelmeubel dat bestaat uit drie verschillende compartimenten. Hier werd vertrokken vanuit een oorspronkelijk koelmeubel, bestaande uit één grote ruimte, die via tussenschotten verdeeld werd in drie verschillende ruimtes. Het creëren van deze verschillende ruimtes is geslaagd, wel dient opgemerkt te worden dat de isolatie tussen de verschillende ruimtes, door plaatsgebrek, niet optimaal is. De integratie van de simatic PLC voor de aansturing van het koelproces is goed verlopen. De aansturing werd geprogrammeerd in step7 en voldoet aan alle nodige voorwaarden om het koelproces volwaardig te noemen. Zo werd in het programma ook ontdooiing voorzien voor de statische koelelementen. Tevens werd naast de implementatie van de simatic een frequentieomvormer aangesloten op de driefasige hermetische compressor. Deze wordt, via het aansluiten van een druksonde op een analoge ingang, in frequentie gestuurd. Deze implementatie heeft meer tijd in beslag genomen dan verwacht, daar de eerste gebruikte druksonde foutieve waarden doorgaf naar de frequentieomvormer. Na de implementatie van de simatic en de frequentieomvormer kon, van de reeds werkende opstelling, een visualisatie gemaakt worden. Deze visualisatie is geschreven in Visual Basic 6.0.. Het programma haalt gegevens op uit het step7 programma via een KEPServer en laat aan de hand van deze gegevens de correcte werking zien, op een flatscreen, van de opstelling. De moeilijkheid bij deze visualisatie lag vooral in het correct overnemen van de gegevens tussen de twee softwareprogramma’s. Als laatste werd een GSM-module geïmplementeerd die een specifiek compartiment kan aansturen bij het ontvangen van een bericht. Dankzij de eenvoudige installatie en het gemakkelijk in gebruik nemen van deze GSM-module is ook deze doelstelling binnen de vooropgestelde tijdslimiet behaalt.

Het eindwerk is in het algemeen zeer goed verlopen. Geen noemenswaardige problemen zijn opgetreden en alle doelstellingen werden binnen de voorziene tijd afgewerkt.


Literatuurlijst -

Boeken & cursussen :

• • • • •

Siemens AG, SIMATIC C7-621 / C7-621 AS-i: Working with C7 Manual, 1997 Siemens AG, SIMATIC C7-621 / C7-621 AS-i: Hardware and Installation, 1997 SIMATIC HMI Application Example Quickmix: Start-up guide, 1999 SIMATIC HMI ProTool: User’s Manual, 1998 Bram Rademaker, René Woolderink, Basiscursus AutoCad 2004, Schoonhoven: Academic Service, 2003 Ir. A.J.M. van Kimmenaede, Warmteleer voor technici, 8ste druk, Groningen/Houten: Wolters-Noordhoff, 2001 Ing. Henk Capoen, ing. Dieter Vandenhoeke, Geïntegreerde automatisering, Kortrijk: Hogeschool West-Vlaanderen Ing. Vandenhoeke Dieter, Microsoft Visual Basic, Kortrijk: Hogeschool West-Vlaanderen

• • •

-

CD-Roms :

• • •

Siemens AG, PC Adapter USB, Versie 1.2., 2003-2005. cd-rom Siemens AG, Software for Students Edition 2004, 2004. cd-rom GE Power Controls, VAT200 Mini AC drive, 2005. cd-rom

-

Software :

• • • • • • • • •

Adobe reader 5.0 voor Windows XP. Adope System INC: 2001 Adobe Download Manager voor Windows XP. Adope System INC: 2001 Microsoft Visual Basic 6.0 voor 32-bit Windows Development. Microsoft Corp.:1998 SIMATIC Manager Step 7. Siemens AG: 2004 Microsoft Office Professional Editie 2003. Microsoft Corporation: 2003 Microsoft Internet Explorer. Microsoft Corporation: 2004 KEPware.KEPServerEx.V4. Macrovision Corporation: 2006 EAGLE Layout Editor. Macrovision Corporation: 2006 PSpice 9.1. Student Version. Electronic Lab : 2005


-

Web pagina’s :

•

Dokeos – Hogeschool West-Vlaanderen. https://dokeos.howest.be/claroline/ssl/index.php

•

PSPICE 9.1. student version. http://electronics-lab.com/downloads/schematic/013/

•

Telemetriemodule Std32 – Conrad Electronic. http://shop.conrad.nl/Elektronica,044_meetapparatuur/Automatiseringstechniek/Gateway, 044_interfaceadapter/m2m_GSM_modems/190990.html

•

Cappilair installatie cursus. http://tenderlove.homeip.net/domeinnaam/forum/attachments/ 1Capillair %20install.%20 cursus.doc

•

http://www.frigro.be/pdf/nl/A2A.pdf. http://www.frigro.be/pdf/nl/A2A.pdf

•

GE-Our Engines. http://www.nuovaelva.it/storage/tech/Ge%20Fanuc/html%20page%20index/ge_section_ product_guide_A&C.html

•

Airco. http://www.westside-equipment.nl/airco.htm

•

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM324-D.PDF. http://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM324-D.PDF

•

Eliwell modules. http://www.hawco-refrigeration.co.uk/pdf/eliwell/EWPC_902.pdf

•

Veiligheid informatieblad – 1,1,2 Tetrafluoretaan. http://www.nl.gasco-group.com/documents/MSDS_R134A_NL.pdf

•

Chloorfluorkoolstofverbinding – Wikipedia. http://nl.wikipedia.org/wiki/Chloorfluorkoolstofverbinding

•

C7-621. http://www.ad.siemens.com.cn/products/cd/communication/dp_as.asp

•

GE Power Protection – Aparatura kontrolno-sterownicza. http://www.gepc.pl/index.php?c=ks_vat200&l=ks Sporlan Valve. http://www.sporlan.com/main.shtm

• •

CASTEL SRL : Europages l’elenco imprese. http://www.europages.it/elenco-imprese/costruzioni-meccaniche/refrigerazionecommerciale-e-industriale-apparecchi-e-impianti/castel-srl.html


BIJLAGE


1

BIJLAGE 1 : instellen van de correcte verbinding tussen de PC en de Simatic 1. Benodigdheden 1.1. Hardware • • • •

PC Simatic C7-621 Siemens adapter ( RS 232 – MPI ) RS232 – kabel

1.2. Software • •

Siemens Step7 software Siemens PC-adapter USB software ( Versie 1.2 )

2. Correct installeren van de software De cd-roms met de software van Step7 en de software van de PC Adapter USB, starten automatisch de installatie bij het invoegen van de cd-roms in de PC. Het is dus zeer eenvoudig om de software te installeren, enkel moet aandachtig gelezen worden wat de verschillende vensters vragen aan de installateur.

3. Maken van een goeie verbinding 3.1. Correct configureren van de hardware In het startscherm van Step7 wordt ervoor gekozen om een nieuw project aan te maken.


2

Kies voor het nieuw project een logische naam.

Kies er nu voor om een nieuw object in te voegen, nl. een Simatic 300 Station


3

Klik vervolgens op hardware om deze te configureren.

Selecteer uiterst rechts de juiste C7, in dit geval: 6ES7 621-1AD00-0AE3


4

Voeg op de eerste plaats nog de geschikte Power Supply toe.

3.2. Het juist instellen van de verbindingsgegevens Kies bij de opties om de PG/PC interface te veranderen.


5

Kies ervoor om de communicatie te laten gebeuren via de PC MPI – adapter.

Belangrijk is nu om de communicatie via de COM1 te laten verlopen. Indien deze instelling niet wordt veranderd, zal de communicatie falen. ( Zorg ervoor dat de transmission rate gelijk is aan die van de adapter )


6

3.3..Het downloaden van de hardware in de Simatic C7 – 621 -

Zorg ervoor dat de SITOP Power Supply ingeschakeld is en correct verbonden is. Zet de Simatic C7 in STOP modus, zodat het downloaden kan beginnen. Zorg ervoor dat de verbindingsfiches goed verbonden zijn. Start het downloaden.


7

Als de verbinding goed gemaakt is, moet het volgende scherm verschijnen. Dit wil dan ook zeggen dat de verbinding succesvol gemaakt werd.


8

Bijlage 2: simulatie voor uitgangsstroom van 19mA


1

Bijlage 3 : simulatie voor uitgangsstroom van 4 mA


1

Bijlage 4 : datasheets opamp


1


2


3


4


5

Bijlage 5 : datasheets Eliwell module


1


2

Bijlage 6 : handleiding STD32 STD32 GSM-module Attentie! Zeer belangrijk Deze gebruiksaanwijzing bevat belangrijke richtlijnen voor het in gebruik nemen en het gebruik van de STD32. Lees deze aandachtig door voordat u de STD32 in gebruik neemt! Bij schade die ontstaat door het niet in acht nemen van de gebruiksaanwijzing, vervalt het recht op garantie! Wij zijn niet aansprakelijk voor gevolgschade die hieruit resulteert. Wij zijn niet aansprakelijk voor materiële of persoonlijke schade die wordt veroorzaakt door ondeskundig gebruik of het niet in acht nemen van de richtlijnen. In dergelijke gevallen vervalt ieder garantierecht. De STD32 is uitgerust met sterk geïntegreerde onderdelen. Deze elektronische onderdelen zijn technologisch zeer gevoelig voor ontlading van statische elektriciteit. Raak de STD32 daarom alleen aan de zijranden aan en raak de pinnen van onderdelen op de printplaat niet aan. Richtlijnen Degene die een behuisde schakeling door uitbreiding of het inbouwen van behuizing bedrijfsklaar maakt, geldt conform DIN VDE 0869 als de vervaardiger ervan en is verplicht bij het doorgeven van het apparaat alle documenten en geleidepapieren mee te leveren en zijn naam en adres aan te geven. Apparaten die uit behuisde schakelingen worden samengesteld, dienen veiligheidstechnisch als een industrieel product te worden beschouwd. Tijdens het gebruik van de STD32 kunnen automatisch korte GSM-berichten (SMS) worden verstuurd; hierbij ontstaan kosten voor u. Veiligheidsrichtlijnen Bij het omgaan met producten die met elektrische spanning in aanraking komen, dienen de geldende VDE-voorschriften in acht te worden genomen, in het bijzonder VDE 0100, VDE 0550/0551, VDE 0700, VDE 0711 en VDE 0860. • Trek voor het openen van een apparaat altijd eerst de stekker uit het stopcontact of verzeker u ervan dat er geen spanning op het apparaat staat. • Onderdelen, behuisde schakelingen en apparaten mogen alleen in gebruik worden genomen indien ze van tevoren aanrakingsveilig in een behuizing zijn ingebouwd. Tijdens het inbouwen dient er geen spanning op te staan. • Gereedschap mag alleen voor apparaten, onderdelen en behuisde schakelingen worden gebruikt wanneer is gegarandeerd dat de apparaten van de spanningsvoorziening zijn losgekoppeld en elektrische ladingen die in de schakelingen in het apparaat zijn opgeslagen van tevoren zijn ontladen. • Spanningsvoerende kabels en leidingen waarop het apparaat, het onderdeel of de behuisde schakeling zijn aangesloten, dienen steeds op isolatiegebreken en breuken te worden gecontroleerd. Bij vaststellen van een fout in de voedingskabel dient het apparaat onmiddellijk uit bedrijf te worden genomen totdat de defecte kabel is vervangen.


1

• Bij gebruik van onderdelen of behuisde schakelingen dient steeds op de strikte inachtneming van de in de bijbehorende beschrijving genoemde typische gegevens voor elektrische grootheden worden gewezen. • Indien uit een beschikbare beschrijving voor de niet commerciële eindgebruiker niet ondubbelzinnig blijkt welke elektrische parameters voor een onderdeel of een behuisde schakeling gelden, op welke manier een externe indeling moet worden doorgevoerd of welke externe onderdelen of aanvullende apparaten mogen worden aangesloten en welke aansluitwaarden deze externe componenten mogen hebben, dan dient er altijd een vakman te worden geraadpleegd. • Voor het in gebruik nemen van een apparaat dient in het algemeen te worden gecontroleerd of het apparaat of behuisde schakeling geschikt is voor het de beoogde toepassing. In geval van twijfel dient u navraag te doen bij vaklieden, deskundigen of bij de fabrikant van de gebruikte behuisde schakelingen. • Hou er rekening mee dat bedienings- en aansluitingsfouten buiten onze invloedssfeer liggen. Begrijpelijkerwijs kunnen wij voor schade die hierdoor ontstaat geen enkele vorm van aansprakelijkheid accepteren. • Apparaten die op een spanning van > 35 Volt werken, mogen alleen door de vakman worden aangesloten. • Het apparaat mag in principe alleen in gebruik worden genomen wanneer de schakeling absoluut aanrakingsveilig in een behuizing is ingebouwd. • Indien metingen bij de geopende behuizing absoluut noodzakelijk zijn, dan moet er uit veiligheidsoogpunt een scheidingstrafo worden tussen geschakeld, of – zoals reeds genoemd – moet de spanning via een geschikte netadapter (die aan de veiligheidsrichtlijnen voldoet) worden toegevoerd. • Alle bedradingwerkzaamheden mogen uitsluitend in spanningsloze toestand worden uitgevoerd. Gebruiksvoorwaarden • Gebruik de STD32 alleen met een bedrijfsspanning tussen 5-32V gelijkstroom en houd rekening met de polariteit! De stroombron dient tenminste 500 mA te kunnen leveren. Als u een netadapter als spanningsbron gebruikt, dan dient deze onvoorwaardelijk aan de VDE-voorschriften te voldoen! • Bij apparaten met een bedrijfsspanning van > 35 Volt mag de eindmontage alleen door de vakman met inachtneming van de VDE-bepalingen worden uitgevoerd! • De op de behuisde schakeling aangesloten ontvangende partijen mogen een aansluitvermogen van maximaal 1000W per relais niet overschrijden. • De maximale schakelspanning bedraagt 250V AC (wisselstroom) • De door de geleiderbreedte veroorzaakte maximale schakelstoom (per relais) bedraagt 6A. • De gebruiksplaats van het apparaat kan naar wens worden gekozen. • Bij de installatie van het apparaat dient rekening te worden gehouden met toereikende kabeldoorsnede voor de aansluitleidingen. • De toegestane omgevingstemperatuur mag tijdens het gebruik niet worden overschreden (niet lager dan -20°C en niet hoger dan 55°C). • Bij vorming van condenswater dient een acclimatiseringstrijd van 2 uur in acht te worden genomen. • Plaats het apparaat niet in de buurt van bloemenvazen, badkuipen, wastafels, vloeistoffen enzovoort. • Het apparaat is bedoeld voor gebruik in droge en schone ruimten. • Bescherm het apparaat tegen vocht, spatwater en warmtewerking.


2

• Stel het apparaat niet bloot aan sterke trillingen. • Gebruik het apparaat niet in een omgeving waarin willekeurige brandbare gassen, dampen of stof aanwezig zijn of aanwezig zouden kunnen zijn. • Het apparaat mag uitsluitend door de vakman worden gerepareerd. • Indien het apparaat moet worden gerepareerd, mogen er uitsluitend originele vervangende onderdelen worden gebruikt. Het gebruik van afwijkende vervangende onderdelen kan tot ernstige materiële en persoonlijke schade leiden. Gebruik conform voorschrift Het voorschriftconforme gebruik van dit apparaat is het op afstand in- en uitschakelen van apparaten via het GSM-net, alsmede de afstandsraadpleging van de toestand en de ingangen ervan en het genereren van Sms-berichten na toestandverandering van de ingangen. Andere gebruikstoepassingen dan de vastgestelde gebruikstoepassingen zijn niet toegestaan. Introductie De STD32 is een eenvoudig te installeren en te bedienen telemetriemodule. Met de STD32 kan via een of meerdere gewone mobiele telefoon(s) twee relais worden geschakeld en de toestand van twee digitale ingangen worden gecontroleerd. Naast de STD32 hebt u een lockvrije SIM-kaart van een willekeurige aanbieder nodig (bijvoorbeeld KPN, Vodafone, Orange, Telfort). Bij gebruik van prepaid Simkaarten dient u ervoor te zorgen dat het beltegoed altijd toereikend is om in geval van alarm een bericht te kunnen verzenden. Typische toepassingen zijn het schakelen van (garage)deuropeners, verlichting en alarminstallaties en het maken van alarmmeldingen (alarm-SMS) of het controleren van deursensoren, bewegingsmelders, vulstandsensoren, enzovoort.


3

Aansluitingen en LED’s Zoals te zien in afbeelding 1, beschikt de STD 32 over vier paar schroefklemmen. Twee paar (In1, In2) vormen de ingangen voor twee optische koppelaars. De andere twee paar (Relais1, Relais2) zijn de uitgangen (schakelaars) van twee relais op de STD32. Op de aansluiting PWR wordt de stroomvoorziening van de STD32 aangesloten. Op de aansluiting ANT wordt de GSM-antenne geschroefd (type FME). Wanneer de module op het GSM-net is aangemeld, knippert de GSM-LED ongeveer één keer per 2 seconden. De status-LED’s geven de toestand van de in- en uitgangen door. L1 en L2 branden wanneer het bijbehorende relais is geactiveerd. L3 en L4 geven de toestand aan van de ingangen voor de optische koppelaars IN1 en IN2. Hou rekening met de maximale schakelstroom van het relais en de maximale ingangsstroom en spanning van de optische koppelaars. In het hoofdstuk "Het apparaat in gebruik nemen" vindt u hierover meer informatie. Het apparaat in gebruik nemen Voor het in gebruik nemen van de STD32 hebt u een SIMlockvrije kaart van een GSM-aanbieder nodig waarbij de PINcode op "0000" is ingesteld. U kunt voor het instellen van de PIN een gewone mobiele telefoon gebruiken. Raadpleeg de gebruiksaanwijzing van uw mobiele telefoon voor de procedure voor het veranderen van de PIN-code. Indien u een SIM-kaart met een andere PIN-code dan "0000" hebt geplaatst, dan zal de STD32 telkens na het inschakelen een 'foute' PIN gebruiken. Het gevolg hiervan is dat uw PIN na de derde poging door de SIM-kaart wordt geblokkeerd. In dit geval dient u uw SIMkaart te voorzien met de Super-PIN (PUK) van een nieuwe PIN. Raadpleeg de gebruiksaanwijzing van uw mobiele telefoon voor het instellen van de PIN-code en het resetten van een geblokkeerde PIN via de PUK. Het is ook mogelijk een SIM-kaart zonder PIN te plaatsen; de STD32 herkent dit en past zich aan. Plaats eerst de SIM-kaart in de Simkaarthouder aan de achterkant van de STD32 voordat u de stroomvoorziening inschakelt. Schuif hiertoe de deksel van een de Simkaarthouder een stukje opzij en klap hem open. Schuif de SIMkaart in de deksel en klap hem dicht. Schuif de deksel vervolgens weer vast. Let op de plaatsingsrichting van de SIM-kaart, in het bijzonder de positie van de schuine hoek. Als dat nog niet is gebeurd, sluit u nu de GSM-antenne aan. Hierna brengt u de verbinding met de stroomvoorziening tot stand. Na korte tijd begint de GSM-LED constant te branden. De STD32 zal nu automatisch proberen zich op het GSM-net aan te melden. Zodra de STD32 op het GSM-net is aangemeld, gaat de GSM-LED ongeveer één keer per 2 seconden knipperen.


4

Algemeen Uw STD32 kan in principe op twee manieren worden geconfigureerd: 1. Configuratieoproep ("easy setup") Bij aflevering kan de STD32 door een oproep binnen de eerste drie minuten na het aansluiten op de stroomvoorziening worden geconfigureerd. Hierbij 'herkent' de STD32 het binnenkomende telefoonnummer (voor zover dit openbaar is) en meldt het apparaat toekomstige gebeurtenissen op dit telefoonnummer. U kunt door een oproep via deze telefoon -die nu door de STD32 wordt herkend - ook een van de relais schakelen. De gehele STD32 kan door middel van één oproep, waarbij het telefoonnummer wordt herkend, voor eenvoudige toepassingen worden geconfigureerd. U hebt geen PC nodig en hoeft geen Smsberichten te versturen. 2. Configuratie per SMS ("professional setup") Voor complexere taken, zoals het schakelen van beide uitgangen, het configureren van meerdere ontvangstgerechtigden voor schakelen en meldingen, het wijzigen van de standaardteksten en een reeks aanvullende parameters kan de STD32 zeer flexibel via SMS worden geconfigureerd en bestuurd. Ook resetten naar de standaardinstellingen bij aflevering, bijvoorbeeld om een nieuwe configuratieoproep uit te voeren, is mogelijk. De configuratie per SMS wordt beschreven in "SMS-commando's verzenden". Configuratieoproep Wacht totdat de GSM-LED begint te knipperen. Bel vervolgens met de mobiele telefoon waarmee u de STD32 op afstand wilt besturen het telefoonnummer van de SIM-kaart in de STD32. De oproep wordt door de STD32 aangenomen en na een paar seconden weer beëindigd. Ter controle worden er door middel van DTMF-sequenties vier verschillende signaaltonen verzonden. Deze kunt u tijdens deze oproep op uw mobiele telefoon horen. Door deze oproep wordt de STD32 op de desbetreffende mobiele telefoon ingesteld; het apparaat 'herkent' uw telefoonnummer dat bij de oproep wordt verzonden. Hou er rekening mee dat uw mobiele telefoon uw telefoonnummer moet verzenden; de GSMfunctie 'incognito' of 'privé-oproep' dient te zijn uitgeschakeld. Dit is een instelling die u op de mobiele telefoon, waarin u de SIMkaart plaats, kunt bepalen (als test kunt u een andere mobiele telefoon opbellen; op dat toestel moet uw telefoonnummer of naam worden weergegeven). Indien de STD32 bijvoorbeeld door het uitvallen van de stroom van de bedrijfsspanning wordt losgekoppeld, dan zendt de STD32 bij herstel van de stroomvoorziening automatisch een SMS met de inhoud "START-UP ALARM" naar het ingestelde telefoonnummer. Hou rekening met het volgende: wanneer de STD32 - zoals in de leveringstoestand - niet is geconfigureerd (noch door een configuratieoproep noch per SMS), dan wordt dit aangegeven door afwisselend knipperen van de rode LED's. Na drie minuten wordt het apparaat automatisch uitgeschakeld. Zodra de stroomvoorziening opnieuw wordt hersteld, wordt de STD32 weer ingeschakeld en wacht het apparaat op de configuratie.


5

Bediening Nadat de STD32 is geconfigureerd, beschikt u over de volgende functies: Schakelen per oproep Bel na de configuratie het telefoonnummer van de in de STD32 geplaatste SIM-kaart. Zorg ervoor dat u mobiele telefoon hierbij het telefoonnummer verzendt. Het relais zal vervolgens afhankelijk van de configuratie gedurende een bepaalde tijd koppelen (leveringstoestand 1 seconde). De relaisstatus LED L1 voor relais 1 brandt tijdens deze tijd. Alarm-SMS in werking zetten Breng gedurende één seconde (leveringsconfiguratie) een spanning van 12V op een ingang aan en let hierbij op de polariteit! Dientengevolge wordt er een alarm-SMS naar uw mobiele telefoon gestuurd. SMS-commando's verzenden Uw STD32 kan via een Sms-bericht dat u aan de STD32 stuurt zowel schakelingen tot stand brengen als worden geconfigureerd. Het formaat van een dergelijke SMS ziet er als volgt uit: Om uw STD32 tegen onrechtmatige toegang te beschermen, moet iedere SMS voor de STD32 beginnen met een wachtwoord van vier posities. De fabriekinstelling gebruikt de laatste vier cijfers van het IMEI-nummer van de STD32. Uw IMEI vindt u op de GSM-module: De laatste vier cijfers van de IMEI zijn tevens het wachtwoord voor uw apparaat. Hou dit geheim. De IMEI kan niet worden gewijzigd. U kunt het wachtwoord indien nodig wijzigen; hou er echter rekening mee dat voor ieder commando – ook het resetten op de fabriekinstellingen – dit wachtwoord noodzakelijk is. Alle commando's (behalve R: en ST?) dienen met een punt te worden afgesloten! Alle commando's kunnen gescheiden door de afsluitende punt tegelijkertijd in één SMS worden verzonden (zie voorbeelden). De secondeweergave kan 1-5 posities hebben. Geldige waarden zijn bijvoorbeeld: 1 of 90 of 99999. Dit betekent dat er geen nullen voor de cijfers worden geplaatst (bijvoorbeeld "O1:90" staat voor een tijd van 90 seconden). Hou rekening met het verschil tussen het cijfer 0 en de letter O ("O1ON." bevat tweemaal de letter O, "V1:0." Bevat eenmaal het cijfer 0).


6

Basisfuncties • Nadat de STD32 door de ingestelde ('herkende', zie Configuratieoproep) mobiele telefoon wordt opgebeld, schakelt het relais 1 gedurende één seconde. Direct daarna verstuurt de STD32 een antwoord-SMS met de actuele status van de in- en uitgangen. • Wanneer de digitale ingang IN1 gedurende één seconde wordt geactiveerd, verzendt de STD32 een SMS met de inhoud "EVENT ALARM 1" naar de ingestelde mobiele telefoon. • Wanneer de digitale ingang IN2 gedurende één seconde wordt geactiveerd, verzendt de STD32 een SMS met de inhoud "EVENT ALARM 2" naar de ingestelde mobiele telefoon. Schakelen per SMS • Nadat de STD32 een SMS met de inhoud "O1ON." (=Output 1 ON) van de ingestelde mobiele telefoon heeft ontvangen, schakelt het relais 1 gedurende één seconde. Bij de SMS "O2ON." schakelt relais 2 voor een seconde. • Indien de schakeltijd door een configuratie-SMS op 0 is ingesteld, worden de relais blijvend omgeschakeld. Configuratie-SMS • Met een SMS met de inhoud "O1:xxxxx." of "O2:xxxxx." (xxxxx = seconden) kunt u de schakeltijden van de relais configureren. De STD32 behoudt deze instellingen ook na het loskoppelen van de stroomvoorziening. • Indien via een configuratie-SMS de schakeltijd voor een relais op de waarde 0 is ingesteld, schakelt de STD32 bij iedere oproep het desbetreffende relais blijvend om. Als het relais van tevoren actief was, dan is het hierna inactief en vice versa. In dit geval schakelt ook een SMS met de inhoud "O1ON." van de ingestelde mobiele telefoon het relais 1 blijvend in. Een SMS met de inhoud "O1OFF." schakelt het relais 1 weer blijvend uit. Relais 2 werkt op dezelfde manier na Sms-berichten met de inhoud "O2ON." en "O2OFF.". • Door middel van een SMS met de inhoud "I1:xxx." of "I2:xxx." (xxx = seconden) kunnen de tijden voor beide ingangen worden geconfigureerd. U geeft hiermee aan hoe lang de ingangen geactiveerd moet zijn voordat de STD32 een alarm-SMS verzendt ('debouncing'). • Door een SMS met de inhoud "V1:x." of "V2:x." (x = 1 of 0) kan de polariteit van de ingangen worden omgekeerd (geïnverteerd). Bij x=1 wordt er een alarm-SMS verzonden wanneer de ingang langer dan de geconfigureerde tijd niet is geactiveerd. • Met de SMS "S:x." (x = 1 of 0) kan de start-SMS (STARTUP ALARM) worden in- en uitgeschakeld. • De SMS "R:" stelt het apparaat weer op de leveringstoestand in. • Met de SMS "ST?" vraagt u een antwoord-SMS van de STD32 met de actuele status van de in- en uitgangen. • Met de SMS "A1:xxx." of "A2:xxx." (x = seconden) kunt u de vertraging instellen waarna na een schakeling de status in de antwoord-SMS wordt verzonden. Dit is voornamelijk nuttig wanneer u een schakeling in werking zet en u het resultaat van de schakeling op een ingang van de STD32 meet. Zodoende wordt de veranderde status na de schakeling gemeld. • Met het commando "PN:<4cijferig wachtwoord>.". verandert u het wachtwoord. Het wachtwoord bestaat uit willekeurige cijfer- of lettercombinaties van vier posities; speciale tekens zijn niet toegestaan. Gebruik altijd hoofdetters in het wachtwoord. In de leveringstoestand bestaat het wachtwoord uit de laatste vier cijfers van de IMEI, zie hoofdstuk "SMS-commando's verzenden".


7

• U kunt maximaal vier aanvullende alarmnummers (=mobiele telefoons) definiëren waarnaar ook starten event-SMS wordt verzonden. Deze telefoonnummers kunnen eveneens relais 1 per oproep schakelen, maar ze kunnen echter geen configuratie of andere acties via SMS uitvoeren (C2:–C5:). Als nummers in internationaal formaat worden ingevoerd, moeten ze met een '+' beginnen. • U kunt maximaal honderd telefoonnummers autoriseren om relais 1 per oproep te schakelen. Hiertoe moet u met het commando "CL:" de 'uitgebreide CLIP-lijst' samenstellen en telefoonnummers in deze CLIP-lijst invoeren. Met "CD" kunt u ook weer telefoonnummers van de lijst wissen. • De teksten van Event- en Start-up-meldingen kunnen worden gewijzigd met de commando's E1:text1., E2:text2. en PT:startup-text.. In de teksten mag geen configuratie- SMS-commando worden gebruikt. Gebruik een punt om de tekst af te sluiten. Per tekstmelding zijn maximaal 64 tekens toegestaan. Iedere afzonderlijke tekst moet in een afzonderlijke SMS worden verzonden. Overzicht van de SMS-commando’s Resetten van de fabrieksinstellingen Status opvragen

R: ST?

Start SMS aan/uit

S:1/S:0.

Relais 1 aan

O1ON.

Relais 1 uit

O1OFF.

Relais 2 aan

O2ON.

Relais 2 uit

O2OFF.

Schakelduur relais 1

O1:xxxxx.

Schakelduur relais 2

O2:xxxxx.

Pauze voor melding ( relais 1 )

A1:xxx.

Pauze voor melding ( relais 2 )

A2:xxx.

Activeringsduur ingang 1

I1:xxx.

Activeringsduur ingang 2

I2:xxx.

Inverteren ingang 1

V1:x. ( x= 1/0 )

Inverteren ingang 2

V2:x. ( x= 1/0 )

2de alarmnummer

C2:.

3de alarmnummer

C3:.

4de alarmnummer

C4:.

5de alarmnummer

C5:.

Nieuw wachtwoord

PN:<4cijferig wachtwoord>

Event tekst 1

E1:.

Event tekst 2

E2:.

Start up tekst

PT:.


8

Voorbeeld voor SMS-commando's Startmelding uit, relais 1 aan, relais 2 uit, Activeringsduur ingang 1: 5 seconden: 2759 S:0.O1ON.O2OFF.I1:5. Schakelduur van relais 1 op 90 seconden: 2759 O1:90. Resetten op de fabrieksinstellingen: 2759 R: Configuratie van een tweede alarmnummer: 2759 C2:+491721234567. Wissen van een alarmnummer 2759 C2:. Configuratie van een nieuw wachtwoord: 2759 PN:AB12. Nieuwe nummer in uitgebreide Clip-lijst: 2759 CL:+491721234567. Nummer uit uitgebreide Clip-lijst verwijderen: 2759 CD:+491721234567. Technische gegevens: • GSM: Dual Band EGSM 900/1800 MHz compatibel met de ETSI GSM Phase 2+ standaard • Uitgangsvermogen: Class 4 (2W @ 900 MHz) Class 1 (1W @ 1800 MHz) • Temperatuurbereik: -20°C - +55°C • Gewicht: ca. 100 gr • Afmetingen: 100x53x25 mm (LxBxH) • Bedrijfsspanning: 5-32V gelijkspanning • Stroomverbruik stand-by: 15 mA, kortdurend tot 500 mA • Max. schakelstroom: 6 A Max. schakelspanning: 250V AC • Ingangsspanning (digitale ingangen) logisch 1: 12 V logisch 0: 0 V Ingangsstroom: 10mA


9

Bijlage 7 : configuratie van de KEPServer Installeren en instellen van de KEPServer software 1. Installeren van de KEPServer software De installatie van de software wordt gestart door het openen van het KEPServerEx.exe bestand.

Het is sterk aangeraden om tijdens de installatie alle andere programma’s af te sluiten.


1

Voor de installatie verder kan gaan moet de license agreement geaccepteerd worden.

Selecteer nu de gewenste plaats op de computer waar de software geïnstalleerd mag worden.


2

Kies onder de drivers om de Siemens S7 MPI driver te installeren, daar de door ons gebruikte PLC een Simatic C7- 621 is.

Kies de juiste Program Folder die geïnstalleerd dient te worden.


3

Accepteer de voordien gemaakte keuzes voor het installeren van de KEPServer.

Kies ervoor om af te sluiten en de server op te starten en/of het readme file te openen.


4

2. Instellen van de KEPServer om een correcte verbinding te maken, zodat het mogelijk wordt om de gewenste variabelen blavanuit Step7 te gebruiken in Visual Basic Open de KEPServer software via : C:\Program Files\KEPServerEX en kies onder het tabblad File om een nieuw project te beginnen. Kies nu een logische naam voor het gevolgde kanaal.

Kies de gewenste Device driver, in ons geval is dit een Siemens S7 MPI drive.

Maak de juiste instellingen voor de datacommunicatie die gebeurt via de COM-poort.


5

Kies het gewenste station en netwerkparameters.


6

Controleer bij de samenvatting of de gemaakte keuzes correct zijn en indien deze oké zijn, wordt ervoor gekozen om te voltooien.

Na het instellen van het juiste channel wordt aan het device een logische naam gegeven.


7

Kies voor de gewenste instellingen van dit “new device”.

Bij de samenvatting worden de instellingen gecontroleerd en voltooid.


8

Na het correct instellen van de device wordt een nieuwe tag group aangemaakt, in ons geval werd INGANGEN gekozen als groepnaam. Binnen deze tag group kan elk element dat wenst aangesproken te worden een logische naam krijgen. Daarnaast dient ook meegegeven te worden waar de variabele zich bevindt binnen het Step7 project. Als eindresultaat voor de instellingen van de visualisatie werd volgend beeld verkregen :

Deze instellingen dienen enkel nog opgeslagen te worden. Vanaf nu is het mogelijk om vanuit Visual Basic de gewenste tags aan te spreken en hun waarden te gebruiken in het programma.


9

Bijlage 8 : flowchart van het Step7 - programma Uitgangssignalen van de GSM-module

Signalen van de Eliwell-modules

Signalen van de drukknoppen

Terugkoppeling van de werking van de compartimenten

Aansturing voor de ventilator

Aansturing voor de magneetventielen

Aansturing voor de frequentieomvormer


1

Visualisatie en implementatie van een Siemens-PLC en een GSMmodule in een frequentiegestuurd koelproces

Recommend Documents