Podstawy Automatyki Lab - 2010 - CW1

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Podstawy Automatyki – laboratorium
Ćw. 1:
Układy przełączające oparte na elementach stykowych
Ćwiczenie 1)
Układy przełączające oparte na elementach stykowych
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie:
a) budowy, zasady i podstawowych parametrów działania przekaźników elektromagnetycznych,
b) sposobów realizacji układów przełączających charakterystycznych dla techniki stykowej,
c) wpływu minimalizacji funkcji logicznych na prostotę połączeń elektrycznych układów automatyki.
Zakres niezbędnych wiadomości teoretycznych:
Przed przystąpieniem do ćwiczeń naleŜy wykazać się znajomością:
a) podstawowych pojęć z zakresu łączników, w tym: przekaźników, styczników, kontaktronów i
układów sterowania automatycznego,
b) zasad rysowania schematów logicznych i elektrycznych (obowiązująca symbolika jest podana w
[12, 13]),
c) dwuelementowa algebra Boole'a [12, 13],
d) zasad syntezy układów kombinacyjnych (minimalizacja funkcji logicznych metodą Karnaugha)
[12, 13].
Opis stanowiska lab:
Stanowisko składa się z:
– zestawu przekaźników róŜnych typów – bezzwłocznych, kontaktronów, przekaźnika czasowego,
– zasilaczy,
– drobnego osprzętu elektrycznego – przewodów, lampek kontrolnych, trójników i in.
Przekaźniki uŜywane w ćwiczeniu zamontowane są na płytce montaŜowej, na której znajdują się
zaciski połączone ze stykami roboczymi przekaźników oraz zaciski ich cewek napędowych.
Wyprowadzenia te słuŜą do realizacji zadanych funkcji logicznych. Efekt działania i prawidłowego
montaŜu moŜna obserwować za pomocą włączonej w obwody elektryczne lampki kontrolnej Z (jej
świecenie oznaczać będzie logiczną jedynkę, a brak świecenia logiczne zero). Lampki kontrolne
symulują w naszym przypadku elementy wykonawcze układu automatyki. Napięcia zasilania
przekaźników uŜytych do ćwiczeń i lampek kontrolnych nie przekraczają 24V. Sygnałami
wejściowymi układów automatyki są napięcia podawane na cewki przekaźników (brak napięcia xi = 0,
jest napięcie xi = 1). Realizację podstawowych funkcji logicznych za pomocą przekaźników
ograniczymy do kilku przypadków, a mianowicie: negacji NOT, alternatywy OR (sumy), koniunkcji
AND (iloczynu), sumy zanegowanej NOR, iloczynu zanegowanego NAND, układu podtrzymania.
Opis i sposób łączenia przekaźników moŜna znaleźć w podręcznikach [3, 7,12, 13].
Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Podstawy Automatyki – laboratorium
Ćw. 1:
Układy przełączające oparte na elementach stykowych
Przebieg ćwiczenia:
Ćwiczenie składa się z trzech części:
1. Zidentyfikować wybrane przekaźniki przez określenie podstawowych parametrów tych
przekaźników:
– typu, napięcia znamionowego,
– napięcia załączania i wyłączania – histerezy (rys. 1),
a)
Przekaźnik
U
ZASILACZ
b)
UO
X
X
ZASILACZ
H
1
0
UW
UZ
U
Rys. 1 Pomiar histerezy przekaźnika: a) schemat układu, b) wykres histerezy
Histereza łączeniowa przekaźnika określa róŜnicę między wartościami napięcia załączania i wyłączania
zestyków przekaźnika przy stopniowych i monotonicznych zmianach napięcia sterującego na cewce
przekaźnika. Histereza gwarantuje jednoznaczność stanu zestyków (0 lub 1) przy określonym napięciu
sterowania.
Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Podstawy Automatyki – laboratorium
Ćw. 1:
Układy przełączające oparte na elementach stykowych
2. Zrealizować podstawowe funkcje logiczne:
– negacji (NOT),
– alternatywy (OR),
– koniunkcji (AND),
– negacje: alternatywy (NOR) oraz koniunkcji (NAND).
NaleŜy sporządzić tablice stanów dla powyŜszych funkcji logicznych i sprawdzić poprawność
działania zrealizowanych układów.
3. Połączyć za pomocą wybranych przekaźników układ automatyki realizujący zadaną
funkcję logiczną lub spełniający zadanie sformułowane przez prowadzącego ćwiczenie.
Wykonanie powyŜszych zadań musi być poprzedzone analizą zagadnienia (ewentualnie
minimalizacją funkcji logicznej) oraz narysowaniem schematów logicznych i elektrycznych
koniecznych układów. Schematy logiczne naleŜy sprawdzić wstępnie bez załączania napięcia.
Uwaga. Na włączenie napięcia zasilającego wymagana jest zgoda prowadzącego zajęcia.
Sprawozdanie:
Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:
– wykres histerezy napięciowej wskazanego przekaźnika
– tabelę z danymi pomiarowymi zebranymi podczas badania histerezy
– schematy logiczne i elektryczne podstawowych funkcji logicznych
NOT, OR, AND, NOR, NAND
– słowny lub algebraiczny opis zadanej funkcji logicznej,
– minimalizację modelowanej funkcji (siatka Karnaugha).
– schemat elektryczny zrealizowanej funkcji
– wnioski dotyczące zagadnień związanych z elementami i układami stykowymi