• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Вторинні пристрої систем автоматизованого дискретного керування

У системах автоматизованого дискретного керування вторинні пристрої призначаються для логічної переробки інформації у функціональній частині системи Для цього використовуються різноманітні контактні (нейтральні й поляризовані електромагнітні реле, реле часу, лічильно-імпульсні реле тощо) та безконтактні (напівпровідникові) логічні елементи.

Останнім часом набули поширення малогабаритні без’якірні електромагнітні реле постійного струму з магнітокерованими герметизованими контактами— так звані геркони (рис. 6.9). Конструктивно – це скляний балон 3, усередині якого містяться контактні пружини 2, з феромагнітного матеріалу. Зовні скляного балона розміщено котушку 1, яка створює магнітне поле Ф, яке і керує процесами замикання, розмикання, або перемикання контактів (рис. 6.10).

Рисунок 6.3 Пакетний вимикач	Рисунок 6.4 Автоматичний вимикач ручної дії

Рисунок 6.5 Теплове реле: а – конструкція; б – умовне зображення на електросхемах	Рисунок 6.6 Кінцевий вимикач: а – конструкція; б – умовне зображення на електросхемах

Рисунок 6.7 Мікроперемикач: а – конструкція; б – умовне зображення на електросхемах	Рисунок 6.8 Технологічний контакт: а – конструкція; б – умовне зображення на електросхемах
Рисунок 6.10 Геркон. Конструкція, та варіанти комутації (за…, роз…, перемикаючий)

У системах дискретного керування іноді виникає потреба витримувати певні інтервали часу між деякими подіями. Для цього використовуються спеціальні реле, в яких штучно збільшено час спрацьовування. Такі пристрої називають реле часу.

На рис. 6.11 наведено часову діаграму спрацьовування та відпускання нейтрального електромагнітного реле постійного струму.

Рисунок 6.11 Часова діаграма спрацьовування реле.	Рисунок 6.12 Схема для реалізації процесу регулювання затримки спрацювання реле

В момент вмикається напруга живлення котушки реле, а в момент реле спрацьовує, то час його спрацювання ; якщо в момент розмикається коло котушки, а в момент реле відпускає, то час його відпускання

З метою збільшення використовується схема рис. 6.12: чим більше R і С, тим повільніше заряджається конденсатор після замикання SA і тим пізніше струм I у котушці реле досягне значення (крива 2 на рис. 6.13, а; час спрацьовування дорівнює .

У цій схемі збільшується також і час відпускання реле: після розмикання SА котушку підживлює конденсатор, що віддаляє момент, коли струм I знизиться до значення (крива 2 на рис. 6.13, б; час відпускання дорівнює ; чим більша ємність конденсатора, тим більший час відпускання).

Рисунок 6.13 Діаграми залежностей струмів спрацювання та струмів відпускання від часу

Один із варіантів електронного реле часу (на тиратроні з холодним катодом) зображено на рис. 6.14, а. Після перемикання SA конденсатор С починає заряджатися через резистор . Напруга на конденсаторі та пусковому електроді тиратрона поступово зростає, і при певному її значенні виникає розряд між пусковим електродом та катодом, а потім і між анодом та катодом; тиратрон засвічується, реле КТ спрацьовує. Час спрацьовування (на рис. 6.14, б) тим більший, чим більші С і - Коли SА повертається у вихідне положення, тиратрон позбавляється живлення, і реле КТ відразу відпускає; конденсатор розряджається через резистор. Значення може сягати кількох секунд.

Рисунок 6.14 Електронне реле часу на тиратроні з холодним катодом; залежність

Ще один різновид реле часу — електропневматичне — зображено на рис 6.15. При проходженні струму по котушці 1 якір 2 втягується в котушку, переміщуючи шток 3 і переборюючи пружність пружини 4. Під впливом пружини 5 шток 6 теж починає опус- катися. Переміщення щтока 6 гальмується мембраною 7, оскільки повітря в камеру над мембраною потрапляє через малий отвір, до того ж частково перекритий регульованою голкою 9. Тому контакти 10 перемикаються не відразу після спрацьовування електромагнітного приводу, а тільки через певний час. Після знеструмлення котушки якір переміститься вгору, мембрана перешкоджати цьому не буде, тому що повітря з верхньої камери легко витісняється через кульовий клапан 8. На рис. 6.15, б зображена котушка та два контакти реле, уповільненого на спрацьовування (уповільнення може досягати 10...15 с).

Рисунок 6.15 Електропневматичне реле часу	Рисунок 6.16 Моторне реле часу

Більш значних витримок часу можна досягти за допомогою моторного (електродвигунного) реле часу (рис. 6.16). Тихохідний синхронний сервоелектродвигун 1 обертається з постійною швидкістю. Після замикання SА спрацьовує електромагнітна муфта 2, і права піввісь, закручуючи спіральну пружину 3, починає обертатися разом із ротором сервоелектродвигуна. Через певний час поворотний важіль 4 замикає контакт 6, спрацьовує реле КТ, своїм розмикаючим контактом зупиняє сервоелектродвигун, а замикаючий контакт цього самого реле може бути використаний для вмикання певного об`єкта керування. Витримка часу при спрацьовуванні залежить від початкового положення поворотного важеля, який спирається у вихідному положенні на стержень 5: чим більший кут а переміщення цього стержня, тим більшим буде час спрацьовування реле. Після розмикання SА пружина 3 повертає рухому систему реле у вихідне положення. Витримка часу для цього реле становить десятки секунд.

Лічильно-імпульсне реле, контакт якого 7 замикається після надходження певної заданої кількості імпульсів, зображено на рис 6.17 При поданні електричного імпульсу на котушку виникає магнітне поле.Якір 2 притягується до осердя 8 храпова заскочка 3 повертає храпове колесо 5 на один крок Після припинення імпульсу храпова заскочка повертається у вихідне положення, прихоплюючи наступний черговий зуб храпового колеса. Через певну кількість імпульсів (залежно від конфігурації кулачка 5) контакт 7 спрацьовує. Робоче переміщення храпового колеса відбувається при надходженні імпульсу струму в котушку, тому механізм називається електромагнітним приводом прямої дії.

Рисунок 6.17 Електромагнітний привод прямої дфї.

У сучасних системах автоматизованого дискретного керування широко застосовуються безконтактні логічні елементи. Відомо, що за допомогою сукупності трьох функцій («НЕ», «АБО», «І») можна математично описати будь-які логічні зв’язки, тому ці функції вважаються основними. Деяке допоміжне значення має й функція «ТАК».

Релейно-контактні моделі унарних функцій (що залежать від одного аргумента) зображено на рис. 3.18; моделі бінарних (які залежать від двох аргументів) — на рис. 3.19, 3.20.

Логічне відношення ствердження (функція «ТАК») відображується формулою (читається: «ігрек є ікс»); функція істинна (), якщо істинний аргумент(),і хибна — в противному разі. На моделі рис. 3.18, а, якщо ключ X замкнути, то реле спрацює, замкне свій контакт, і сигнальна лампа Y теж почне світитися.

Логічні елементи «ТАК» звичайно використовуються як підсилювачі.

Логічне відношення заперечення (функція «НЕ») відображується формулою (читається: «ігрек є не ікс»); функція істинна (), якщо хибний аргумент (), і навпаки, функція хибна (), якщо аргумент істинний (). На моделі рис. 6.18, б це можна показати так: якщо ключ X замкнути, реле спрацьовує, розмикає свій контакт, і сигнальна лампа Y гасне; і навпаки, при розімкненому ключі X лампа Y світиться.

Логічне відношення ди'юнкція (логічна сума, функція «АБО») відображується, формулою (читається: «ігрек є ікс один або ікс два»); функція істинна (), якщо істинний хоча б один аргумент (чи ; або та ). На моделі (див рис. 6.19) реле спрацьовує", і сигнальна лампа Y спалахує, якщо замкнути ключ Х₁ чи Х₂ або обидва Х₁ та Х₂.

Логічне відношення кон'юнкція (логічний добуток, функція «І») відображується формулою (читається: «ігрек є ікс один і ікс два»); функція істинна ()тільки в тому разі, якщо істинні обидва аргументи (та ). На моделі (див. рис 6.20) замикання одного з ключів Х₁ або Х₂ не призведе до спрацьовування реле — напруга 0,5U недостатня для цього; але якщо одночасно замкнути Х₁ та Х₂, реле спрацює, і сигнальна лампа Y засвітиться.

Рисунок 6.18, а Логічне відношення ствердження «ігрек є ікс»	Рисунок 6.18, б Логічне відношення заперечення «ігрек є не ікс»	Рисунок 6.19 Логічне відношення диз'юнкція «ігрек є ікс один або ікс два»	Рисунок 6.20 Логічне відношення кон'юнкція «ігрек є ікс один і ікс два»

Для більшості напівпровідникових логічних елементів логічною одиницею вважається напруга, близька до +5 В («напруга високого рівня»), а логічним нулем — відсутність напруги або її невелике значення, наприклад +(0,4...0,5) В («напруга низького рівня»). Найпростіший варіант внутрішньої схеми напівпровідникового логічного елемента «НЕ» показано на рис. 6.21. Якщо ключ SA у нижньому положенні, то на вході елемента напруги немає («логічний 0» на вході елемента, тобто), транзистор VT закритий, і на виході Q напруга близька до +5 В («логічна 1» на виході елемента, тобто y=1). Якщо ж ключ SA перевести у верхнє положення, на вхід елемента потрапляє напруга +5 В (тобто х=1), транзистор відкривається, і внаслідок падіння напруги на резисторі R2 напруга на виході Q знижується майже до нуля (у=0). Графічне позначення елемента «НЕ» на принципових схемах дискретного керування подано на рис. 6.21, б. Для більшості напівпровідникових логічних елементів логічною одиницею вважається напруга, близька до +5 В («напруга високого рівня»), а логічним нулем — відсутність напруги або її невелике значення, наприклад +(0,4...0,5) В («напруга низького рівня»). Найпростіший варіант внутрішньої схеми напівпровідникового логічного елемента «НЕ» показано на рис. 6.21. Якщо ключ SА у нижньому положенні, то на вході елемента напруги немає («логічний 0» на виході елемента, тобто ), транзистор VТ закритий, і на виході Q; напруга близька до +5 В («логічна 1» на виході елемента, тобто y=1). Якщо ж ключ SА перевести у верхнє положення, на вхід елемента потрапляє напруга +5 В (тобто х=1), транзистор відкривається, і внаслідок падіння напруги на резисторі R2 напруга на виході Q знижується майже до нуля (у=0). Графічне позначення елемента «НЕ» на принципових схемах дискретного керування подано на рис. 6.21, б.

Можливий варіант внутрішньої схеми напівпровідникового логічного елемента «АБО» зображено на рис. 6.22. Якщо обидва перемикачі SA1 та SA2знаходяться у нижньому положенні, напруги на обох входах немає (та ), то через діоди VD1 та VD2струм не проходить, і сигнал на виході Q також дорівнює нулю (). Якщо ж хоча б один перемикач (чи обидва) перевести у верхнє положення (), то через діод (чи обидва діоди) потече струм колом «+5 В» — SA — VD )— R — «земля»), і на виході (Q з`явиться напруга високого рівня (y=1), що дорівнюватиме напрузі джерела живлення за відрахуванням прямого падіння напруги в діоді. Умовне графічне позначення логічного елемента «АБО» на принципових схемах дискретного керування — на рис. 6.22, б.

Рисунок :6. 21 Напівпровідниковий логічний елемент «НЕ»	Рисунок 6. 22 Напівпровідниковий логічний елемент «АБО»	Рисунок 6.23 Напівпровідниковий логічний елемент «І»

Варіант внутрішньої схеми напівпровідникового логічного елемента «І» зображено на рис. 6.23. Якщо обидва ключі SA1 та SA2 знаходяться у нижньому положенні (та), то обидва діоди VD відкриті. Майже вся напруга падає на резисторі R, тому потенціал точки М близький до нуля (він вищий від нуля тільки на значення прямого падіння напруги на двох паралельно з`єднаних діодах), і можна вважати, що. Переведення одного з ключів SA у верхнє положення мало що змінить у схемі: діод, що відповідає цьому ключу, закриється, але другий залишиться відкритим, і потенціал точки М майже не зросте, він тепер дорівнюватиме прямому падінню напруги на одному відкритому діоді. Тільки у разі переведення вгору обох ключів SA (та ) закриються обидва діоди, й потенціал точки М підніметься до високого рівня — до +5 В (тобто ). Умовне графічне позначення логічного елемента «І» на принципових схемах дискретного керування — на рис. 6.23, б (крім двоходових, бувають також елементи з трьома або чотирма входами).

Читайте також:

1. Active-HDL як сучасна система автоматизованого проектування ВІС.
2. Cпрямляючі пристрої
3. D-тригер з динамічним керуванням
4. I. Органи і системи, що забезпечують функцію виділення
5. I. Особливості аферентних і еферентних шляхів вегетативного і соматичного відділів нервової системи
6. II. Анатомічний склад лімфатичної системи
7. II. Бреттон-Вудська система (створена в 1944 р.)
8. III етап. Системний підхід
9. IV. Розподіл нервової системи
10. IV. Система зв’язків всередині центральної нервової системи
11. IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ВИВЧЕНОГО
12. IV. Філогенез кровоносної системи

Переглядів: 1121