1. Wymień rodzaje przetworników pomiarowych wg. Jednego kryterium:

- Przetworniki parametryczne: wymagają zasilania

- Przetworniki generacyjne: nie wymagają zasilania

2. Podaj 2 przykłady przetworników generacyjnych - do pomiaru jakiej wielkości służą, jakie zjawisko wykorzystują.

-Termoelektryczne (tzw. termopary),

- Piezoelektryczne : wartości natężenia pola elektrycznego

- Indukcyjne elektrodynamiczne,

- Reluktancyjne,

-Fotoogniwa.

3. Podaj 2 przykłady przetworników parametrycznych - do pomiaru jakiej wielkości służą, jakie zjawisko wykorzystują

-Rezystancyjne :

*potencjometryczne: Przetwornik potencjometryczny działa w oparciu o zmianę rezystancji drutu oporowego (ścieżki rezystancyjnej) poprzez zmianę czynnej długości przewodnika

*termorezystancyjne:

*tensometryczne

*piezorezystancyjne

- Impedancyjne -

*indukcyjnościowe (w tym wiroprądowe)

*pojemnościowe,

- Magnetyczne:

*hallotrony: pola magnetycznego

*magnetorezystancyjne

*magnetostrykcyjne

4. Scharakteryzuj wybrany przetwornik temperatury który można zastosować w układach automatycznej regulacji, opisz sposób pomiary przy jego wykorzystaniu.

5. Scharakteryzuj wybrany przetwornik ciśnienia który można zastosować w układach automatycznej regulacji, pisz sposób pomiaru przy jego wykorzystaniu.

6. Opisz rodzaj pomiaru przemieszczenia liniowego (kątowego) z wykorzystaniem enkodera absolutnego - podaj przykład:

Enkoder absolutny pozwala zapamiętywać aktualną pozycję nawet po wyłączeniu napięcia zasilania. Enkoder absolutny generuje na wyjściu sygnał kodowy. Każdemu położeniu kątowemu osi odpowiada konkretna wartość kodowa na wyjściu, przy czym istnieją enkodery absolutne jednoobrotowe i wieloobrotowe. Jednoobrotowe rozróżniają pozycje tylko w zakresie jednego obrotu, wieloobrotowe generują sygnał wyjściowy informujący zarówno o pozycji kątowej jak również i o liczbie wykonanych obrotów.

7. Opisz rodzaj pomiaru przemieszczenia liniowego (kątowego) z wykorzystaniem enkodera przyrostowego - podaj przykład

Enkodery przyrostowe - wynik pomiaru przedstawian jest jako pojedynczy impuls zero jedynkowy na wyjściach o dlatego zawsze określa się ilość impulsów na obrót np. 1000 impulsów na pełen (360 stopni) obrót. Oczywiście jest określany także rodzaj impulsu: 5V lub 24V, Enkodery tego typu wymagają od sterownika obsługującego, zliczania impulsów w celu ustalenia aktualnej pozycji. Enkoder przyrostowy nie pamięta aktualnego połażenia.

8. Scharakteryzuj budowę enkodera absolutnego i sposób kodowania przemieszczenia - co jest powodem takiego kodowania

9. Scharakteryzuj budowę enkoderów przyrostowych jedno i dwu fazowych

10. Jak działają i do czego mogą służyć hallotrony - podaj przykład

Hallotrony wykorzystują efekt Halla, tj. pojawieniu się różnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny, gdy ten przewodnik znajduje się w poprzecznym polu magnetycznym. Dzięki czujnikom halla zabudowanym w hallotronie, możemy zmierzyć indukcję magnetyczną, natężenie prądu, moc lub opór. Do pomiaru wielkości innych niż elektryczne, np. kątu obrotu, na czesci wirującej mocowany jest magnes współpracujący z nieruchomym hallotronem.
Hallotrony stosowane są w wielu gałęziach przemysłu, między innymi w przemyśle motoryzacyjnym, w systemach ABS, ESP oraz kolumnach kierowniczych z bezkontaktowym sensorem położenia wałka kierownicy (to tak od siebie :D) .

11. Jak działają i do czego mogą służyć transoptory - podaj przykład

12. Kiedy do separacji obwodów galwanicznych możemy użyć transformatora, podaj parametry charakterystyczne transformatora:

Galwaniczna separacja układów polega na braku metalicznego połączenia części układu, umożliwia to zasilanie obwodów z niezależnych źródeł, czas zabezpieczenia przed uszkodzeniem obwodu niskonapięciowego przez napięcie obwodu wysokonapięciowego.

- separacja obwodu prądu przemiennego

- przekazanie energii przez pole magnetyczne przewodzone przez rdzeń

parametry:

- moc znamionowa

-napięcie znamionowe

-przekładnia transformatorowa

13. Opisz tryby pracy sterowników PLC i ograniczenia jakie one wprowadzają:

- Tryb Run (wykonania programu) - właściwy tryb pracy sterownika, odbywa się w trakcie normalnej realizacji pracy programu aplikacyjnego użytkownika. W tym trybie realizowane są wszystkie fazy cyklu pracy sterownika i jednocześnie zablokowane są możliwości modyfikacji zawartości programu

- Tryb Stop (zatrzymanie sterownika) - tryb w którym sterownik nie wykonuje programu sterowania, ale jest gotowy do przyjęcia wszelkich komend sterujących od programatora. W tym trybie możliwa jest zmiana zawartości programu użytkownika (programowanie), jak i możliwe jest sterowanie wyjściami sterownika, poprzez wymuszenie odpowiednich stanów logicznych.

- Trym Monitor (monitorowania) - tryb umożliwiający wykonywanie programu aplikacyjnego użytkownika i pozwala jednocześnie na dostęp do pamięci sterownika. Dzięki temu możemy testować poprawność aplikacji, możliwa jest również edycja większości obszarów pamięci sterownika.

14. Podaj rodzaje języków programowania PLC i je scharakteryzuj

Języki graficzne:

- FBD - Funkcjonalny schemat blokowy - język wzorowany na schematach ideowych stosowanych w elektronice, opisujących przepływ sygnałów topologię połączeń układów scalonych wykonanych w technice cyfrowej. Głównymi elementami wykorzystywanymi w języku FBD są bloki i elementy sterujące (np. łączniki, instrukcje skoków), połączone między sobą liniami. Realizacja programu FBD opiera się na przepływie sygnałów, których działanie definiuje topologia obwodu. Przepływ sygnału następuje z wyjścia funkcji lub bloku funkcyjnego do przyłączonego wejścia następnej funkcji lub bloku funkcyjnego.

- LD - Schemat Drabinkowy - opiera się na symbolach schematów elektrycznych układów sterowania wykonanych w technice stykowo-przekaźnikowej. Podstawowymi symbolami języka drabinkowego są styki, przedstawiające wartości logiczne sygnałów wejściowych i zmiennych boolowskich oraz dwustanowe wyjścia, będące odzwierciedleniem cewek przekaźnika, które służą do wysterowania wyjść dyskretnych oraz przypisania wartości logicznych do zmiennych boolowskich. Oprócz tego w schematach drabinkowych wykorzystuje się bloki funkcyjne, używane do opisu bardziej złożonych funkcji (liczniki, timery, komparatory, operacje arytmetyczne, itp.)

Języki tekstowe:

- IL - Lista instrukcji - język programowania niskiego poziomu, składający się z zestawu instrukcji mnemotechnicznych, do których zaliczyć można operacje logiczne i arytmetyczne, funkcje czasowe i liczbowe, operacje porównania i transferu danych. Struktura tego języka jest podobna do asemblera, a nazwy i sposób wywoływania poszczególnych instrukcji zależą od typu sterownika. Ze względu na małą przejrzystość kodu, język IL jest rzadko stosowany do zapisu całego algorytmu sterowania. Niemniej jednak, idealnie nadaje się do kodowania pewnych funkcji programowych, zwłaszcza złożonych algorytmów obliczeniowych, które w zapisie IL są zwarte i proste oraz są szybciej wykonywane przez procesor sterownika.

- ST - Tekst Strukturalny - język zaliczany do grupy języków wyższego poziomu, gdyż nie używa operatorów zorientowanych maszynowo. Struktura języka ST przypomina nieco strukturę znanych języków algorytmicznych, takich jak Pascal czy Basic, powszechnie wykorzystywanych do tworzenia oprogramowania dla komputerów PC. Do podstawowych elementów języka ST należą wyrażenia i instrukcje. W odróżnieniu od języka IL, powstały kod jest bardzo czytelny i zwięzły, gdyż zbudowany jest z typowych struktur, takich jak: IF, THEN, ELSE, FOR, WHILE, REPEAT, itp. Niestety, programy napisane w języku ST po skompilowaniu działają wolniej (od tych zakodowanych bezpośrednio w IL) oraz wykorzystują więcej zasobów pamięci operacyjnej.

15. Podaj przykład realizacji funkcji logicznych: AND, OR, XOR w języku LD

Funkcja AND (koniunkcja, iloczyn logiczny) jest to operacja logiczna przeprowadzana na dwóch lub więcej zmiennych boolowskich której cechą wyróżniającą jest to iż w wyniku otrzymujemy 1 tylko wtedy gdy wszystkie czynniki iloczynu logicznego są równe 1.

Funkcja OR (dysjunkcja, alternatywa, suma logiczna) to operacja logiczna przeprowadzona na więcej niż jednym argumencie. W wyniku przyjmuje wartość 1 jeśli przynajmniej jeden z argumentów ma wartość 1.

Ciekawą z punktu widzenia programisty sterowników PLC jest nie należąca do podstawowych funkcja Ex-OR (ALBO, Exclusive-OR) realizująca sumę modulo 2. Funkcję Ex-OR możemy zapisać wzorem

16. Przerzutniki RS/SR - definicje(przebieg czasowy) przykład w języku LD

Przerzutniki: podstawowe elementy pamięciowe sekwencyjnych układów przełączających. Głównym zadaniem przerzutnika jest pamiętanie jednego bitu. Klasyczny przerzutnik posiada dwa wejścia i wyjścia. Wejście S (Set) jest wejściem ustawiającym (wpisującym - w odpowiednich warunkach zmienia stan bitu wyjściowego q z 0 na 1), natomiast R (Reset) jest wejściem kasującym, inaczej zerującym (w odpowiednich warunkach zmienia stan bitu wyjściowego q z 1 na 0). Wyjścia przerzutnikowe to q i jego postać zanegowana to -q. W przypadku jednoczesnego wystąpienia sygnału 1 na wejściach S i R w klasycznym przerzutniku stan ten jest nieokreślony. Zgodnie z rysunkiem poniżej przerzutnik RS wyzeruje obsługiwaną przez niego komórkę pamięci. Natomiast przerzutnik SR komórkę tę ustawi na 1.

17. Wykrywanie przejść dodatnich i ujemnych - czas życia przejścia znaczników przejścia - podaj przykład

18. Opisz modyfikatory instrukcji podstawowych !, @, strzałki góra i dół

19. Zasada działania instrukcji zegara załączającego po czasie - podaj przebiegi czasowe

20. Liczniki w sterownikach PLC, przebieg czasowy, podaj przykład

21. Sposób zadawania wartości SV liczników i zegarów - podaj przykłady

22. Wpisywanie stałych do rejestrów i kopiowanie rejestrów - podaj przykłady

23. Operacje na cyfrach - podaj przykład z wykorzystaniem MOVD

24. Rejestr okrężny - definicja podaj przykład

25. Porównywanie zawartości rejestrów (instrukcja warunkowa) opisz, podaj przykład

26. Narysuj schemat blokowy układu automatycznej regulacji nazywając jego elementy

27. Narysuj schemat blokowy układu automatycznej regulacji z wykorzystaniem PLC

28. Narysuj uproszczony schemat toru pomiarowego, wymień jego elementy i opisz ich funkcjonalność

lub

29. Opisz ogólną budowę silnika asynchronicznego, narysuj jego charakterystykę mechaniczną

30. Silniki skokowe unipolarne / bipolarne - podaj różnice w ich budowie i sposobie sterowania, narysuj schemat blokowy napędu z silnikiem skokowym sterowanym z PLC.

31. Opisz 3 rodzaje modulacji analogowych.

32. Opisz 3 rodzaje modulacji impulsowych

33. Podaj rodzaje układów przełącznikowych - podaj przykłady.

Układy przełączające w ogólności możemy podzielić na dwie grupy. Jeśli w dowolnej chwili czasowej t stan wyjściowy układu przełączającego Q(t) zależy tylko od stanu wejściowego układu X(t) to układ taki nazywamy układem kombinacyjnym. Maksymalna liczba kombinacji stanów wejściowych wynosi 2ⁿ. Układ kombinacyjny możemy opisać zależnością:

Q(t) = f(X(t))

Drugim rodzajem są układy sekwencyjne w których stan wyjściowy układu przełączającego Q(t) zależy nie tylko od stanu wejściowego X(t) w bieżącej chwili czasowej, ale również od stanów wejściowych w poprzednich chwilach czasowych

X_(t-1), X_(t-2)…X_(t-p). Układy takie zażywamy układami z pamięcią i możemy je opisać zależnością ogólną w postaci:

Q(t) = f(X(t-1),X(t-2)…X(t-p))

Pamięć stanów poprzednich w układach sekwencyjnych

A(t) = A₁(t),A₂(t)…A_ζ(t)

34. Opisz budowę i działanie przekaźnika elektromagnetycznego - podaj przykłady zastosowania

Przekaźniki elektromagnetyczne działają na zasadzie elektromagnesu prąd płynący w cewce przekaźnika wywołuje pole magnetyczne przyciągające żelazną kotwiczkę, która zamyka (lub otwiera) odpowiedni styk lub grupę styków.

• Zasada działania przekaźnika

• Przekaźnik ma trzy układy:

• układ odbiorczy - przeznaczony do odbioru zasilania prądu stałego lub przemiennego małej częstotliwości i składający się ze zwojnicy nawiniętej na stalowym rdzeniu;

• układ pośredniczący - zmienia energię elektryczną układu odbiorczego na energię strumienia magnetycznego, który pojawia się w obwodzie magnetycznym złożonym z: rdzenia, kotwicy i jarzma;

• układ wykonawczy, który uruchamia pod działaniem kotwicy zestawy sprężyn stykowych.

• Przepływający prąd w cewce wytwarza strumień magnetyczny w cewce, który przyciąga jarzmo do rdzenia w wyniku czego następuje ruch kotwicy, który uruchamia zestaw sprężyn stykowych.

• Rodzaje styków:

• styki zwierne: „T” (zamykają się przy działaniu kotwicy),

• zestyk rozwierny: „R” (otwierający się pod działaniem kotwicy,

• zestyk przełączający: „RT”, „PR”,

• zestyk przełączny bezprzerwowy (przełącza się przy przeciągnięciu kotwicy, przy czym zestyk zwierny zamyka się przed rozwarciem styku rozwiernego.

• Zastosowanie przekaźników elektromagnetycznych w :
  - układach elektronicznych jako podzespoły pośrednicząco-sterujące
  - układach sterowania, sygnalizacji i zabezpieczeń
  - urządzeniach grzewczych i klimatyzacyjnych
  - taśmach podajnika prasy hydraulicznej
  - przemyśle i automatyce np. budynkowej
  - telekomunikacji np. centralki telefoniczne
  - systemach ogrzewania
  - urządzeniach pomiarowych
  - systemach alarmowych
  - urządzeniach AGD
  - maszynach biurowych
  - pociągach

• - przemyśle motoryzacyjnym
  - maszynach rolniczych
  - trakcjach kolejowych

35. Opisz budowę i działanie przekaźnika kontaktronowego - podaj przykłady zastosowania

Hermetyczna bańka szklana, w której, w atmosferze gazu obojętnego lub w próżni, zatopione są styki z materiału ferromagnetycznego. Dla stabilizacji pracy końcówki mogą być pokryte złotem, rodem, wolframem.

Pod wpływem odpowiednio ukierunkowanego zewnętrznego pola magnetycznego w stykach indukuje się własne pole magnetyczne, styki zaczynają się przyciągać i zwierają się.

Zastosowanie:

Przełączniki kontaktronowe idealnie nadają się do zastosowań, w których potrzebne są niski i stabilny opór styków, niska reaktancja pojemnościowa, wysoka oporność izolacyjna, duża trwałość eksploatacyjna i niewielkie rozmiary. Znajdują zastosowanie również w zadaniach specjalnych, takich jak przełączanie wysokich częstotliwości radiowych, przełączanie bardzo wysokich lub ekstremalnie niskich napięć, czy też przełączanie niskich prądów.

---