Σχεδιασμός και υλοποίηση ελεγκτών σε ευέλικτο σύστημα κατεργασιών

Πετρόπουλος, Κωνσταντίνος; Petropoulos, Konstantinos

dc.contributor.author	Πετρόπουλος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Petropoulos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2018-07-16T08:35:47Z
dc.date.available	2018-07-16T08:35:47Z
dc.date.issued	2018-07-16
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47303
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15572
dc.rights	Default License
dc.subject	Εύελικτα συστήματα	el
dc.subject	Δίκτυα Petri	el
dc.subject	Arduino	el
dc.subject	Σειριακή επικοινωνία	el
dc.subject	I2C	el
dc.subject	Flexible manufacturing systems	en
dc.subject	Petri Nets	en
dc.subject	Micro-controller	en
dc.subject	I2C	en
dc.subject	Serial communication	en
dc.title	Σχεδιασμός και υλοποίηση ελεγκτών σε ευέλικτο σύστημα κατεργασιών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα κατεργασιών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-04-02
heal.abstract	Σκοπός της διπλωματικής αρχικά η μοντελοποίηση (σχεδιασμός και εργασίας είναι, προσομοίωση), μέσω των δικτύων Petri (PN), του κεντρικού ελεγκτή ενός Ευέλικτου Συστήματος Κατεργασιών (ΕΣΚ) του εργαστηρίου, καθώς και των επιμέρους τοπικών ελεγκτών των σταθμών αυτού. Μετέπειτα, πραγματοποιείται η υλοποίηση των παραπάνω ελεγκτών σε επίπεδο σημάτων εισόδου - εξόδου μέσω κατάλληλων ηλεκτρονικών μονάδων, τους μικρο-ελεγκτές Arduino. Αρχικά, παρουσιάζεται η γενική δομή και ο εξοπλισμός που συνθέτουν τα ΕΣΚ, οι εφαρμογές και τα οφέλη από τη χρησιμοποίηση τους στην παραγωγική διαδικασία μιας Μονάδας Παραγωγής προϊόντων, καθώς και η ανάγκη ελέγχου τους. Έπειτα, περιγράφεται η σύνθεση του ΕΣΚ και ποιες παραδοχές πρέπει να ισχύουν, ώστε να μοντελοποιηθεί αυτό σε ένα δίκτυο Petri και να μπορεί να εφαρμοστεί κεντρικός έλεγχος από έναν μικρο-ελεγκτή Arduino. Μετέπειτα, αναπτύσσεται το θεωρητικό υπόβαθρο των δικτύων Petri, με περιγραφή του γραφικού και μαθηματικού μοντέλου που χρησιμοποιεί, τους κανόνες εκτέλεσης των ενεργειών, τις χαρακτηριστικές ιδιότητες δομής και συμπεριφοράς μοντελοποίησης και των μεθόδων αναλύσεων του. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στη χρησιμότητά που το διέπουν, τις δυνατότητες τους στον προγραμματισμό συστημάτων διακριτών γεγονότων, ενώ παράλληλα, παρουσιάζονται και ορισμένες επεκτάσεις των κλασσικών δικτύων Petri. Εν συνεχεία περιγράφεται αναλυτικά η μοντελοποίηση του μελετούμενου συστήματος μέσω των κλασσικών δικτύων Petri. Παρουσιάζεται η εκτέλεση της προσομοίωσης του δικτύου, η γραφική του ανάλυση και η εύρεση των ιδιοτήτων του, τα οποία είναι απαραίτητα για την εφαρμογή ελέγχου που θα ακολουθήσει. Ακολουθεί μια αναφορά στους μικρο-ελεγκτές τύπου Arduino-Uno και Arduino-Mega και τις δυνατότητες τους στην εφαρμογή ελέγχου. Όπως επίσης, περιγράφονται οι τρόποι επικοινωνίας μεταξύ τους μέσω κατάλληλων πρωτοκόλλων επικοινωνίας σύγχρονης ή ασύγχρονης μετάδοσης δεδομένων. Κατόπιν, γίνεται η εφαρμογή ελέγχου στο υπό μελέτη εξεταζόμενο ΕΣΚ, από έναν κεντρικό και τοπικούς ελεγκτές, με σχέση master-slave, μέσω του διαύλου επικοινωνίας I2C. Εκτελούνται προσομοιώσεις των κωδικών Arduino, που αναπτύχθηκαν και παρατίθενται τα αποτελέσματα τους επί της εφαρμογής ελέγχου. Τέλος, γίνεται μια συνολική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων από τις αναλύσεις και τις προσομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν και αναφέρονται τυχόν επεκτάσεις των εφαρμογών που αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της εργασίας.	el
heal.abstract	The aim of the dissertation is, initially the design and simulation of the central and local controllers of a Lab’s Flexible Manufacturing System (FMS) and its stations by Petri Nets (PN). Then, it goes on with the implementation of the controllers by receiving and transmitting signals using capable electronic devices, like Arduinos. Firstly, FMS’ general structure and equipment is presented with applications and benefits that are used in the production procedure of goods in a Production Unit, as also the need to control all them together. Afterwards, there is a description for the specific FMS about its composition and the modelling admissions that can convert it to a Petri Net and finally control it by an Arduino microcontroller. Then, the theory of Petri Nets with their graphic and mathematic model, the rules of engagement, the structure and behavior attributes, modelling abilities and also their analysis methods are described. In addition, the Petri Nets’ utility in the discrete event systems modelling is mentioned, while, defined extensions of the classic Petri Nets are presented. In sequence, there is an analytical description for the procedure modelling of the studying FMS by Petri Nets. Its simulation, graphical analysis and properties are also included, which are essential for control implementation. A reference to micro-controllers Arduino-Uno and Arduino-Mega2560 and their capability in control implementation is mentioned. As also, their ways of transferring data by synchronous and asynchronous communication protocols. Control is performed in the studying FMS, by a central and local controllers, with master-slave relation, using I2C bus communication. Simulations for the developed Arduinos’ programs are executed and their results are included. At last, there is an evaluation of the results from the performed analysis and simulations, and also potential extensions of dissertation’s developed implementations are mentioned.	en
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	171 σ.
heal.fullTextAvailability	true