Το Εργαστήριο Ηλεκτρικών Αυτοματισμών αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους χώρους εκπαίδευσης του σύγχρονου ηλεκτρολόγου, καθώς συνδέει τη θεωρητική γνώση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων με την πρακτική εφαρμογή σε πραγματικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Σκοπός του εργαστηρίου είναι οι μαθητές να αποκτήσουν τις απαραίτητες γνώσεις, δεξιότητες και επαγγελματικές στάσεις ώστε να μπορούν να σχεδιάζουν, να κατασκευάζουν, να ελέγχουν και να συντηρούν συστήματα ηλεκτρικού αυτοματισμού. Ο ηλεκτρικός αυτοματισμός αποτελεί βασικό στοιχείο της σύγχρονης βιομηχανίας, καθώς επιτρέπει τον αυτόματο έλεγχο μηχανών, κινητήρων και παραγωγικών διαδικασιών. Μέσα από το εργαστήριο οι μαθητές κατανοούν πώς ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα μπορεί να μετατραπεί σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα ελέγχου, όπου η λειτουργία μιας μηχανής καθορίζεται από λογικές συνθήκες, αισθητήρες, εντολές χειρισμού και διατάξεις προστασίας. Στο πλαίσιο του εργαστηρίου οι μαθητές εξοικειώνονται αρχικά με τον κλασικό ηλεκτρολογικό αυτοματισμό, χρησιμοποιώντας βασικά υλικά όπως μπουτόν START–STOP, ηλεκτρονόμους (ρελέ), επαφείς ισχύος, βοηθητικές επαφές, χρονικά ρελέ και θερμικά προστασίας. Με τη βοήθεια αυτών των στοιχείων κατασκευάζουν πραγματικά κυκλώματα αυτοματισμού, όπως κυκλώματα εκκίνησης και στάσης κινητήρων, αλλαγής φοράς περιστροφής, χρονικών καθυστερήσεων, διαδοχικής λειτουργίας και συστημάτων μανδάλωσης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην κατανόηση της λειτουργίας των τριφασικών ηλεκτρικών κινητήρων και των διατάξεων ελέγχου τους. Οι μαθητές μελετούν και υλοποιούν εφαρμογές όπως απευθείας εκκίνηση κινητήρα, εκκίνηση αστέρα–τριγώνου (Υ/Δ), προστασία από υπερφόρτιση και βραχυκύκλωμα, καθώς και διαδικασίες ελέγχου και διάγνωσης πιθανών βλαβών. Παράλληλα, το εργαστήριο εισάγει τους μαθητές στη σύγχρονη τεχνολογία των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών (PLC), οι οποίοι αποτελούν τον βασικό εξοπλισμό αυτοματισμού στη σημερινή βιομηχανία. Οι μαθητές μαθαίνουν να αναλύουν ένα πρόβλημα αυτοματισμού, να καθορίζουν εισόδους και εξόδους, να σχεδιάζουν τη λογική λειτουργία ενός συστήματος και να δημιουργούν προγράμματα σε γλώσσες όπως Ladder Diagram (LD) και Function Block Diagram (FBD). Η εκπαιδευτική διαδικασία υποστηρίζεται από εργαλεία σχεδίασης και προσομοίωσης, τα οποία επιτρέπουν στους μαθητές να ελέγχουν τη λειτουργία των κυκλωμάτων πριν από την πραγματική κατασκευή. Μέσα από τη χρήση λογισμικών οι μαθητές μπορούν να εντοπίζουν λάθη, να βελτιώνουν τις λύσεις τους και να αποκτούν εμπειρία στη διαδικασία σχεδιασμού που ακολουθείται στη βιομηχανία. Η φιλοσοφία του εργαστηρίου βασίζεται στη διαδικασία: Μελέτη --> Σχεδίαση --> Κατασκευή --> Έλεγχος --> Δοκιμή --> Αξιολόγηση Οι μαθητές δεν μαθαίνουν απλώς να συνδέουν εξαρτήματα, αλλά εκπαιδεύονται να αντιμετωπίζουν τεχνικά προβλήματα με μεθοδικό τρόπο, να διαβάζουν ηλεκτρολογικά σχέδια, να εφαρμόζουν κανόνες ασφαλείας και να εργάζονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις ενός σύγχρονου τεχνικού αυτοματισμών. Οι γνώσεις που αποκτώνται στο εργαστήριο βρίσκουν εφαρμογή σε πολλούς τομείς, όπως βιομηχανικές γραμμές παραγωγής, αντλιοστάσια, συστήματα μεταφοράς υλικών, έξυπνα κτίρια και ενεργειακά συστήματα. Ο μαθητής ολοκληρώνοντας την εκπαίδευσή του αποκτά τις βάσεις ώστε να εξελιχθεί σε έναν σύγχρονο ηλεκτρολόγο, ικανό να συνδυάζει ηλεκτρική ισχύ, ηλεκτρονικό έλεγχο και προγραμματισμό. Το Εργαστήριο Ηλεκτρικών Αυτοματισμών αποτελεί τον χώρο όπου η θεωρία μετατρέπεται σε πράξη και ο μαθητής από απλός χρήστης ηλεκτρικών συστημάτων γίνεται δημιουργός και τεχνικός επίλυσης πραγματικών προβλημάτων αυτοματισμού.
Αυτοματισμοί Προγραμματιζόμενης Λογικής Για την πραγματοποίηση των ασκήσεων του εργαστηρίου “Αυτοματισμοί Προγραμματιζόμενης Λογικής”, ακολουθούμε την εξής διαδικασία: 1. Αναλύουμε το πρόβλημα καθορίζοντας τις εισόδους, εξόδους και την μεταξύ τους σχέση 2. Συμπληρώνουμε τον πίνακα αληθείας που αντιστοιχεί στο πρόβλημα 3. Συμπληρώνουμε τον πίνακα Karnaugh ώστε να εξάγουμε το βέλτιστο πρόγραμμα 4. Συμπληρώνουμε το φύλλο έργου 5. Πραγματοποιούμε το πρόγραμμα με το κατάλληλο λογισμικό και το εισάγουμε στο PLC 6. Σχεδιάζουμε τη συνδεσμολογία του αυτοματισμού – κύκλωμα ισχύος και συνδεσμολογία PLC 7. Συνδεσμολογούμε την πινακίδα του αυτοματισμού 8. Ελέγχουμε την πινακίδα του αυτοματισμού με βάση την ορθότητα, την ασφάλεια και την καλαισθησία 9. Απαντάμε στις ερωτήσεις του φύλλου έργου Συνεπώς, απαραίτητη προυπόθεση για την πραγματοποίηση των εργαστηριακών ασκήσεων θεωρούνται: 1. Η συμπλήρωση του πίνακα αληθείας 2. Η χρήση του πίνακα Karnaugh 3. Η σχεδίαση της γλώσσας προγραμματισμού με κατάλληλο λογισμικό 4. Οι γενικότερες γνώσεις του εργαστηριακού μαθήματος της Β τάξης “Αυτοματισμοί - Αισθητήρες” Θεωρία 1 . Εισαγωγή στα PLC 2 . Σχεδίαση Κυκλωμάτων Αυτοματισμού 3 . Γλώσσες Προγραμματισμού Ασκήσεις 1 . Εισαγωγή – Αναγνώριση των στοιχείων ενός PLC 2 . Ακολουθιακή λογική 3 . Αυτόματη Εκκίνηση ΑΤΚΒΔ με προτεραιότητα στο stop 4 . Αυτόματη Εκκίνηση ΑΤΚΒΔ με προτεραιότητα στο start 5 . Εκκίνηση ΑΤΚΒΔ από δύο θέσεις 6 . Εκκίνηση δύο ΑΤΚΒΔ με μανδάλωση 7 . Αλλαγή φοράς περιστροφής τριφασικού κινητήρα 8 . Εκκίνηση ασύγχρονου μονοφασικού κινητήρα 9 . Αλλαγή φοράς περιστροφής ασύγχρονου μονοφασικού κινητήρα
Επιμέλεια: Νίκος Χατζηγεωργίου ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ                                                                                                                       1o ΕΠΑΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ                                                                                                 3ο ΕΚ Β ΑΘΗΝΑΣ (ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ)