Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego"

Przybysław Chmiel
7 lat temu
Przeglądów:

1 Podstawy Automatyki Człowiek- najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki Dr inż. Wieńczysław Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI część Układy kombinacyjne

3 Układy kombinacyjne 3 Układy kombinacyjne mogą być realizowane: w technice stykowo - przekaźnikowej, z elementów logicznych (sieci bramkowe), z wykorzystaniem układów o średniej skali integracji (z wykorzystaniem bloków funkcyjnych), z wykorzystaniem techniki komputerowej (np. sterowników programowalnych). z wykorzystaniem układów scalonych wytwarzanych na zamówienie - ASIC (Application Specific Integrated Circuits)

4 Układy stykowo-przekaźnikowe 4 Przekaźnik stykowy jest urządzeniem mającym zestyk lub kilka zestyków, których stan (zwarcie lub rozwarcie) zależy od wartości sygnału wejściowego oddziałującego na przekaźnik. Stan, w którym na przekaźnik nie działają sygnały zewnętrzne nazywa się stanem normalnym przekaźnika. Stąd wynikają nazwy zestyków stosowanych w przekaźnikach: zestyk normalnie otwarty (no), zwany także zestykiem zwiernym, który tworzą dwa styki, w stanie normalnym nie stykające się ze sobą zestyk normalnie zwarty (nz), zwany także zestykiem rozwiernym, tworzą dwa styki stykające się w stanie normalnym, zestyk przełączny tworzą trzy styki pełniące rolę zestyków no i nz.

5 Układy stykowo-przekaźnikowe 5 Budowa i symbole zestyków Budowa zestyku Symbole zestyków stosowane w pracach teoretycznych Symbole zestyków stosowanych na schematach montażowych a) b) c) a) zestyk normalnie otwarty (no) b) zestyk normalnie zwarty (nz) c) zestyk przełączny

6 Układy stykowo-przekaźnikowe 6 Ze względu na spełnianą funkcję w układzie przekaźnikowym rozróżnia się: przekaźniki wejściowe, umożliwiające przyjmowanie przez układ sygnałów zewnętrznych; są to przekaźniki sterowane ręcznie (elementy operatorskie), mechanicznie, magnetycznie, przekaźniki temperatury, ciśnienia itp. przekaźniki pośredniczące, służące do przetwarzania i wzmacniania sygnałów dostarczanych przez przekaźniki wejściowe, przekaźniki wyjściowe (wykonawcze), zwane także stycznikami, przystosowane pod względem mocy do sterowania elementami wykonawczymi np. silnikami, hamulcami, grzejnikami itp.

7 Przyciski i przełączniki Układy stykowo-przekaźnikowe 7 Oznaczenia sposobów ręcznego oddziaływania na łączniki Przełącznik monostabilny (przycisk) Przełącznik bistabilny

8 Układy stykowo-przekaźnikowe 8 styki Przycisk z zestykiem normalnie zwartym i normalnie otwartym W tym przycisku zestyki są utworzone z trzech styków. Styki ruchome zwierają lub rozwierają obwód prądu w dwóch miejscach, co zmniejsza możliwość powstawania łuków.

9 Układy stykowo-przekaźnikowe Przekaźniki wejściowe 9 Przekaźnik sterowany mechanicznie (łącznik migowy) Pneumoelektryczny przekaźnik ciśnienia

10 Układy stykowo-przekaźnikowe Przekaźniki wejściowe 0 Kontaktronowy czujnik położenia tłoka siłownika Sposób wykorzystania w układzie przekaźnika kontaktronowego

11 Układy stykowo-przekaźnikowe Przekaźniki wejściowe Indukcyjny sensor zbliżeniowy Optyczny sensor zbliżeniowy

12 Układy stykowo-przekaźnikowe Przekaźniki wejściowe Symbole elektronicznych sensorów zbliżeniowych: indukcyjny optyczny pojemnościowy

13 Układy stykowo-przekaźnikowe 3 Przekaźnik pośredniczący Przekaźnik wykonawczy (stycznik)

14 Układy stykowo-przekaźnikowe 4 Przekaźnikowe realizacje funkcji elementarnych y a y a y a b y ab

15 Układy stykowo-przekaźnikowe 5 Przykłady przekaźnikowej realizacji funkcji logicznych y a b y a b

16 Układy stykowo-przekaźnikowe Celowość wykorzystania przekaźników pośredniczących Zrealizować funkcję podaną w tablicy Karnaugha 6 Wariant y a b a c bc d a ( b c) bc d Wariant

17 Układy stykowo-przekaźnikowe Dowolnie złożony układ logiczny można zrealizować wykorzystując szeregowe lub równoległe połączenia zestyków. Takie układy przekaźnikowe nazywają się układami szeregoworównoległymi albo układami klasy Π. 7 Niekiedy możliwe jest uproszczenie układu klasy Π przez umieszczenie zestyków pomiędzy gałęziami równoległymi. Takie układy przekaźnikowe nazywają się układami mostkowymi albo układami klasy H. Przykładem układu mostkowego jest tzw. mostek elementarny.

18 Układy stykowo-przekaźnikowe 8 Mostek elementarny i równoważny układ szeregowo - równoległy Funkcja realizowana przez mostek elementarny y ac bd aed bec

19 Układy stykowo-przekaźnikowe Układy przekaźnikowe wykorzystywane są jako część sterująca elektropneumatycznych i elektrohydraulicznych układów sterowania. Oddziałują one na pneumatyczną lub hydrauliczną część wykonawczą za pośrednictwem pneumatycznych lub hydraulicznych zaworów sterowanych elektrycznie. Monostabilny zawór rozdzielający 3/ sterowany elektrycznie Symbol zaworu

20 Układy stykowo-przekaźnikowe 0 Pneumatyczny bistabilny zawór rozdzielający 5/ sterowany elektrycznie pośrednio (ze wspomaganiem)

21 Układy stykowo-przekaźnikowe Schemat poglądowy elektropneumatycznego układu sterowania Właściwy schemat elektropneumatycznego układu sterowania

22 Układy stykowo-przekaźnikowe Układ do realizacji oscylacyjnych ruchów tłoka siłownika Kontaktronowe czujniki położenia tłoka Sygnał wyjściowy czujnika steruje cewką przekaźnika pośredniczącego.

23 Układy z elementów logicznych Elementami logicznymi (bramkami logicznymi) są urządzenia o dwustanowym sygnale wyjściowym i dwustanowych sygnałach wejściowych, których działanie (zależność wartości sygnału wyjściowego od stanu sygnałów wejściowych) opisuje określona funkcja logiczna. Elementy logiczne są realizowane w różnych technikach, np. elementy elektryczne, pneumatyczne, hydrauliczne, o różnych parametrach sygnałów odpowiadających wartościom 0 i. 3 Podstawowym działaniem projektowania układów z elementów logicznych jest tworzenie tzw. schematów strukturalnych, złożonych z symboli elementów logicznych informujących jedynie o rodzaju realizowanej funkcji logicznej (a nie o technice realizacji elementu). Do realizacji dowolnie złożonych układów logicznych niezbędny jest zestaw elementów realizujących funkcje logiczne tworzące system funkcjonalnie pełny.

24 Układy z elementów logicznych Funkcja 3 Powtórzenie Negacja Koniunkcja &. Wg PN-78/M-409 "Automatyka przemysłowa. Pneumatyczne elementy i układy dyskretne. Symbole graficzne i zasady przetwarzania schematów funkcjonalnych 4 Alternatywa NAND &. Wg normy "IEEE Standard Graphic Symbols for Logic Diagrams" IEEE Std NOR Alternatywa wyłączająca = 3. Wg normy branżowej BN- 7/300-0 Binarne elementy cyfrowe. Symbole graficzne

Układy z elementów logicznych Przykłady pneumatycznej realizacji elementów logicznych Element alternatywy sygnał wyjściowy 5 sygnał wejściowy 0 sygnał

25 Układy z elementów logicznych Przykłady pneumatycznej realizacji elementów logicznych Element alternatywy sygnał wyjściowy 5 sygnał wejściowy 0 sygnał wejściowy sygnał wejściowy sygnał wejściowy 0 W elemencie tym energia sygnału wyjściowego pochodzi z energii sygnałów wejściowych jest to element bierny (pasywny).

26 Układy z elementów logicznych 6 Element koniunkcji sygnał wyjściowy 0 sygnał wejściowy 0 sygnał wejściowy sygnał wyjściowy sygnały wejściowe Jest to także element bierny.

27 Układy z elementów logicznych 7 Pneumatyczny element negacji sygnał wyjściowy y y sygnał wejściowy wylot do atmosfery ciśnienie zasilania Energia sygnału wyjściowego pochodzi z energii zasilania; jest to element czynny (aktywny).

28 Układy z elementów logicznych 8 Układy z elementów alternatywy, koniunkcji i negacji Przykład : Zrealizować alternatywną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha. y 3 4

29 Układy z elementów logicznych 9 Przykład : Zrealizować koniunkcyjną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha. y ( ) ( 4) ( 3)

30 Układy z elementów NOR, NAND 30 Funkcja NOR i także funkcja NAND są jednoelementowymi systemami funkcjonalnie pełnymi. Z elementów NOR lub NAND można zbudować układy zastępujące elementy alternatywy, koniunkcji i negacji.

31 Układy z elementów NOR, NAND y Przykład : Zrealizować alternatywną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha, wykorzystując elementy NOR. y

32 Układy z elementów NOR, NAND 3 Przykład : Zrealizować koniunkcyjną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha, wykorzystując elementy NOR. ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( y y

33 Układy z elementów NOR, NAND 33 Przykład 3: Zrealizować alternatywną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha, wykorzystując elementy NAND y y

34 Układy z elementów NOR, NAND ) ( ) ( ) ( ) ( y Przykład 4: Zrealizować koniunkcyjną postać funkcji zdefiniowanej w postaci tablicy Karnaugha, wykorzystując elementy NAND. y

35 Układy z elementów NOR, NAND 35 Zastępowanie wielowejściowych elementów NOR, NAND elementami dwuwejściowymi

36 Hazard statyczny 36 Hazard statyczny w jedynkach Przebiegi sygnałów w stanie gdy = 3 = y 3 Równanie układu bez hazardu y 3 3

37 Hazard statyczny 37 Hazard statyczny w zerach Przebiegi sygnałów w stanie gdy = 3 = 0 y ( ) ( 3) a b y Równanie układu bez hazardu ) ( ) ) ( 3 ( 3

38 Hazard dynamiczny 38 Hazard dynamiczny Ilustracja przyczyn powstawania hazardu dynamicznego

Podobne dokumenty

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - Układy przekaźnikowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, 2015. Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - Układy przekaźnikowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, 2015. Instytut Automatyki i Robotyki Wykład 12 - Układy przekaźnikowe Instytut Automatyki i Robotyki Warszawa, 2015 Projektowanie układów kombinacyjnych Układy kombinacyjne są realizowane: w technice stykowo - przekaźnikowej, z elementów