Energie Monitoring Systeem

Maarten Leloup

Promotoren: prof. ir. Jan Beyens, dhr Benny Van Doorsselaere (Ontex bvba)

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek

Vakgroep Industriële Technologie en Constructie Voorzitter: prof. Marc Vanhaelst

Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur

Academiejaar 2014-2015

Energie Monitoring Systeem

Maarten Leloup

Promotoren: prof. ir. Jan Beyens, dhr Benny Van Doorsselaere (Ontex bvba)

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek

Vakgroep Industriële Technologie en Constructie Voorzitter: prof. Marc Vanhaelst

Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur

Academiejaar 2014-2015

Auteursrechtelijke bescherming

‘De auteur(s) geeft (geven) de toelating deze scriptie voor raadpleging beschikbaar te stellen

en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de

beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichte

bronvermelding bij het gebruiken of aanhalen van teksten of resultaten uit deze scriptie.’

Woord vooraf

Deze Masterproef is de kers op de taart van mijn opleiding Master of Science in de industriële

wetenschappen: elektrotechniek, met als afstudeerrichting Automatisering aan Universiteit

Gent te campus Schoonmeersen Gent. Het was een leerrijke Masterproef met veel

opzoekwerk. Hierdoor heb ik geleerd om zelf problemen op te lossen wat later belangrijk zal

zijn op de werkvloer. Het schrijven en uitvoeren van deze Masterproef was niet mogelijk

geweest door verschillende personen en bij deze wil ik ze bedanken.

Eerst en vooral wil ik mijn promotor van Ontex Eeklo, Benny Van Doorsselaere, bedanken

voor het begeleiden en de steun bij het uitoefenen van deze Masterproef.

Alsook de mensen van de dienst ‘Elektriciteit & Automatisering’ voor de technische

uitvoering en de mensen van Siemens voor de documentatie en de verschillende demo’s.

Jan Beyens, mijn promotor van UGent, wil ik ook bedanken voor het begeleiden en het

opstellen van deze Masterproef.

Daarnaast wil ik ook alle studenten waarmee ik mij opleiding volbracht heb, bedanken voor

de mooie jaren en de steun.

Als laatste wil ik mijn familie en vriendin bedanken voor de steun en in het bijzonder mijn

ouders die het mogelijk gemaakt hebben dat ik deze opleiding kon volbrengen.

Maarten Leloup

Gent, 01/06/2015

Abstract

Het opzetten van een Energie Monitoring Systeem waarbij je verschillende energiemetingen

en persluchtmetingen uitvoert en deze visualiseert en rapporteert. Hoe begin je eraan? Deze

Masterproef is een uitgebreid verslag ervan in het bedrijf Ontex Eeklo.

Mijn thesis begint met een korte voorstellingen van Ontex Eeklo en de omschrijving van mijn

onderwerp.

In het tweede hoofdstuk is alle informatie terug te vinden over de PLC. Hierbij heb ik de

werking, adressering, werken met binaire getallen, programmeertalen en soorten PLC’s

besproken.

In het derde hoofdstuk heb ik TIA Portal besproken, het programmeerprogramma voor de

PLC, waarmee ik gewerkt heb.

In het vierde hoofdstuk heb ik WinCC besproken, het visualisatieprogramma waarmee ik

gewerkt heb, met de belangrijkste functies.

In het vijfde hoofdstuk wordt er een opsomming gegeven van de verschillende protocollen,

adressen en communicatiesystemen.

Vervolgens in het zesde hoofdstuk worden de verschillende communicatiekabels besproken.

In het zevende hoofdstuk wordt de Sentron PAC-meter, de energiemeter van Siemens,

uitgelegd die gebruikt wordt voor het berekenen van bepaalde energiewaarden.

Daarna wordt in het achtste hoofdstuk de Schmidt debietsensor besproken die het debiet

perslucht zal berekenen.

In het laatste hoofdstuk zullen de onderdelen van het elektrisch bord, dat enkel dient voor het

Energie Monitoring Systeem, besproken worden.

Als laatste zijn er nog een aantal bijlagen, namelijk een plattegrond van Ontex Eeklo, een

handleiding voor het programmeren in TIA Portal, een handleiding voor het programmeren in

WinCC, een handleiding voor het gebruik van de Information Server, de elektrische schema’s

en als laatste de datasheets van de verschillende componenten.

Extended Abstract The set-up of an Energy Monitoring System, where you implement several energy

measurements and pressured air measurements, visualize them and report them. Where do

you start? This thesis for my Master’s degree is an extended report thereof in the firm Ontex

in Eeklo, Belgium.

My thesis starts with a short introduction of Ontex Eeklo and the explanation of my subject.

The second chapter describes all the information on PLC. I described the function, the I/O-

addresses, working with binary code, programming languages and different kinds of PLC.

The third chapter is about TIA Portal, the programming program used for the PLC I used.

The fourth chapter is about WinCC, the program I used for visualization and its main

functions.

The fifth chapter is an enumeration of the different protocols, I/O-addresses and systems of

communication.

The sixth chapter deals with different cables used for communication.

The seventh chapter explains the Sentron PAC-meter, the Siemens energy meter used to

calculate certain energy readings.

Afterwards in the eighth chapter I give information on the Schmidt flow sensor, which

calculates the flow of pressured air used.

The ninth and last chapter explains the parts of the switchboard used for the Energy

Monitoring System.

Additional you can find some annexes, such as a ground plan of Ontex Eeklo, a manual for

programming in TIA Portal, a manual for programming in WinCC, a manual for using the

Information Server, electrical schedules and as last annex, datasheets for the different

components.

Inhoudsopave

Woord vooraf……………………………………….......………………………....…3

Abstract………………………………………………………………………………4

Extended Abstract…………………………………………………………………...5

Inhoudsopgave……………………………………………………………………….6

1 Inleiding ........................................................................................................... 8 1.1 Voorstelling van het bedrijf .................................................................................................................... 8 1.2 De opdracht ................................................................................................................................................11 1.3 De productielijnen ...................................................................................................................................12 1.4 Planning opdracht ....................................................................................................................................13

2 PLC .................................................................................................................14 2.1 Wat is een PLC? .......................................................................................................................................14 2.2 Werking van een PLC ............................................................................................................................15 2.3 Adressering binnen PLC........................................................................................................................17 2.4 Binaire getallen .........................................................................................................................................19 2.5 Programmeertalen ....................................................................................................................................22

2.5.1 Ladder (LAD) ............................................................................................................................................ 22 2.5.2 Functieblokdiagram (FDB) ................................................................................................................. 22 2.5.3 Statement List (STL) ............................................................................................................................... 23 2.5.4 Sequential Function Chart (SFC) ..................................................................................................... 23 2.5.5 Structured text (ST) ................................................................................................................................. 24

2.6 Soorten PLC's ......................................................................................................................................