MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Iwona Sosnowska
Stosowanie układów sterowania i regulacji 311[18].O1.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr Paweł Filipiak
mgr Przemysław Koserczyk
Opracowanie redakcyjne:
mgr Iwona Sosnowska
Konsultacja:
dr in\
. Jacek Przepiórka
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[18].O1.04
 Stosowanie układów sterowania i regulacji , zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik instrumentów muzycznych.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Czujniki i przetworniki pomiarowe 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 13
4.1.3. Ćwiczenia 13
4.1.4. Sprawdzian postępów
15
4.2. Maszyny elektryczne 16
4.2.1. Materiał nauczania 16
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 24
4.2.3. Ćwiczenia 25
4.2.4. Sprawdzian postępów 26
4.3. UrzÄ…dzenia sterujÄ…ce 27
4.3.1. Materiał nauczania 27
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 36
4.3.3. Ćwiczenia 36
4.3.4. Sprawdzian postępów 37
4.4. Regulatory 38
4.4.1. Materiał nauczania 38
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 42
4.4.3. Ćwiczenia 42
4.4.4. Sprawdzian postępów 43
4.5. Sterowniki programowalne PLC 44
4.5.1. Materiał nauczania 44
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 52
4.5.3. Ćwiczenia 53
4.5.4. Sprawdzian postępów 53
5. Sprawdzian osiągnięć 54
6. Literatura 59
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o stosowaniu układów sterowania
i regulacji wykorzystywanych przy ró\
nego rodzaju pracach zwiÄ…zanych z budowÄ…
instrumentów muzycznych.
W poradniku zamieszczono:
 wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć ju\
ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
 cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
 materiał nauczania  wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,
 zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy ju\
opanowałeś określone treści,
 ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
 sprawdzian postępów,
 sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,
 literaturę uzupełniającą.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp
i instrukcji przeciwpo\
arowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Wiadomości
dotyczące przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej oraz ochrony
środowiska znajdziesz w jednostce modułowej 311[18].O1.01  Przestrzeganie przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej oraz ochrony środowiska .
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
311[18].O1
Techniczne podstawy zawodu
311[18].O1.01
Przestrzeganie przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy,
ochrony przeciwpo\
arowej, ochrony
środowiska oraz wymogów ergonomii
311[18].O1.02
Wykonywanie rysunków technicznych z
wykorzystaniem komputerowego
wspomagania projektowania
311[18].O1.03
Wykonywanie pomiarów
wielkości fizycznych
311[18].O1.04
Stosowanie układów
sterowania i regulacji
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
 obsługiwać komputer,
 współpracować w grupie,
 wykonywać rysunki techniczne,
 wykonywać pomiary wielkości geometrycznych,
 projektować procesy produkcyjne,
 wykonywać pomiary wielkości elektrycznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii,
 rozró\
nić rodzaje silników i prądnic elektrycznych,
 podłączyć i uruchomić silniki elektryczne prądu stałego i przemiennego,
 zbadać charakterystykę silników i prądnic elektrycznych,
 obsłu\
yć maszyny i urządzenia elektryczne,
 sklasyfikować typy regulatorów: P, I, PI, PD, PID,
 zbadać charakterystykę skokową regulatorów typu P, I, PI, PID,
 wyjaśnić zasadę działania przetworników pomiarowych,
 scharakteryzować rolę przetwornika pomiarowego, regulatora, nastawnika w układzie
automatycznej regulacji,
 dobrać przetworniki pomiarowe do układów regulacji automatycznej,
 wyjaśnić zasadę sprzę\
enia zwrotnego,
 rozró\
nić podstawowe struktury układów regulacji,
 sporządzić schemat blokowy automatycznego sterowania i regulacji,
 określić zadania układów automatycznej regulacji stałowartościowej, programowanej,
nadÄ…\
nej oraz sterowania optymalnego,
 posłu\
yć się programem komputerowym do modelowania i analizy układów automatyki
przemysłowej,
 zaprojektować elementarne układy regulacji i automatyki,
 zmontować według schematu prosty układ automatyki przemysłowej,
 obsłu\
yć urządzenia zabezpieczające i kontrolno-pomiarowe,
 obsłu\
yć urządzenia automatycznej kontroli i sterowania procesem produkcji,
 zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpo\
arowej
podczas wykonywania prac na stanowiskach pomiarowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Czujniki i przetworniki pomiarowe
4.1.1. Materiał nauczania
Sygnał mierzony oddziałuje bezpośrednio na czujnik pomiarowy. W niewielu
przyrządach sygnał z czujnika jest wielkością odczytywaną przez u\
ytkownika najczęściej
zachodzi potrzeba zamiany sygnału na sygnał bardziej u\
yteczny do współpracy z innymi
przyrzÄ…dami (rys. 1).
wielkość
mierzona
Przetwornik Wynik
Czujnik
Rys. 1. Przekształcenie sygnału mierzonego
W zale\
ności od wpływu mierzonej wielkości nieelektrycznej na postać sygnału
wyjściowego elektrycznego z czujnika dzielimy je na:
1) czujniki parametryczne (pasywne)  mierzona wielkość powoduje zmianę parametru
elektrycznego takiego jak: oporność, indukcyjność, pojemność oraz wymagają
dostarczenia do układu pomiarowego energii z zewnątrz,
2) czujniki generacyjne (aktywne)  mierzona wielkość nieelektryczna powoduje
wytworzenie siły elektromotorycznej, której wartość jest proporcjonalna do mierzonej
wielkości.
Ze względu na charakter mierzonej wielkości czujniki dzielimy na: analogowe
i dyskretne.
Wśród analogowych czujników pomiaru wielkości ruchu wyró\
niamy: czujniki
poło\
enia, czujniki prędkości, czujniki przyspieszenia.
Pomiary poło\
enia
W zale\
ności od wykorzystywanych zjawisk fizycznych czujniki poło\
enia dzielimy na:
a) czujniki potencjometryczne,
b) czujniki indukcyjne,
c) czujniki pojemnościowe,
d) czujniki optyczne,
e) czujniki ultradz
więkowe.
Czujniki potencjometryczne
W czujnikach rezystancyjnych zmiana poło\
enia kÄ…towego lub liniowego styku powoduje
zmianę rezystancji. Na wyjściu z czujnika zmiana rezystancji jest odbierana jako zmiana
napięcia:
 dla czujnika kÄ…towego,
Uo = kÅ"Åš
 czujnika liniowego
Uw = kÅ"x
gdzie:
Uz  napięcie zasilania,
Uo  napięcie wyjściowe czujnika kątowego,
Uw  napięcie wyjściowe czujnika liniowego,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
Ś  poło\
enie kÄ…towe,
x  poło\
enie liniowe,
k  współczynnik proporcjonalności.
Rys. 2. Czujniki potencjometryczne: a) kÄ…towy, b) liniowy [6]
Czujniki pojemnościowe
W czujnikach pojemnościowych zmiana poło\
enia powoduje zmianę pojemności
elektrycznej. Pojemność kondensatora płaskiego przedstawionego na rys. 3 opisana jest
zale\
nością,
Rys. 3. Schemat kondensatora płaskiego
µo · µr · S
C =
d
gdzie:
µo  przenikalność elektryczna pró\
ni,
µr  wzglÄ™dna przenikalność elektryczna oÅ›rodka (dielektryka) wypeÅ‚niajÄ…cego przestrzeÅ„
między okładkami,
S  powierzchnia czynna okładek kondensatora,
d  odległość między okładkami.
W zale\
ności od konstrukcji kondensatora zmianę pojemności powoduje:
a) zmiana odległości między elektrodami,
b) zmiana powierzchni czynnej elektrod,
c) zmiana przenikalności dielektrycznej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
a) 1 b) 1 c) 2 3
2 2 2
Rys. 4. Schematy czujników pojemnościowych: a) zmiana odległości między elektrodami, b) zmiana
powierzchni czynnej, c) zmiana przenikalności dielektrycznej, 1  elektroda ruchoma,
2  elektroda nieruchoma, 3  dielektryk
Czujniki indukcyjne
W czujnikach indukcyjnych zmiana poło\
enia ferromagnetycznego powoduje zmianÄ™
indukcyjności własnej lub wzajemnej.
Rys. 5. Czujniki indukcyjne o zmiennej indukcji własnej: a) dławikowe o zmiennej szczelinie
powietrznej, b) o zmiennym poło\
eniu rdzenia magnetycznego, c) dławikowe o zmiennym
przekroju szczeliny powietrznej
Czujniki indukcyjne działające w oparciu o zmianę indukcji wzajemnej, dzielimy na:
transformatorowe i solenoidalne.
Rys. 6. Schemat budowy czujnika transformatora ró\
nicowego: 1  uzwojenie wtórne,
2  uzwojenie pierwotne, 3  zwora
Zaletą transformatora ró\
nicowego jest zmiana fazy napięcia wzbudzonego, uzale\
niona
od względnego przesunięcia zwory z poło\
enia środkowego.
Czujnik indukcyjny rezolwer (rys. 7) stosowany jest do dokładnych pomiarów poło\
enia
kÄ…towego. Rezolwer zbudowany jest podobnie jak silinik synchroniczny. Zawiera dwa
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
nieruchome uzwojenia stojana 1 i jedno ruchome wirnika 2. Uzwojenia stojana sÄ… zasilane
jednakowymi napiÄ™ciami przesuniÄ™tymi w fazie o 90°. Wirnik sprzÄ™gniÄ™ty jest z waÅ‚em
silnika. Miarą poło\
enia (kąta obrotu Ś) jest przesunięcie fazowe indukowane w uzwojeniu
wirnika. Czujnik mo\
e pracować równie\
w układzie, w którym wartość napięcia
generowanego w wirniku jest miarą poło\
enia.
Rys. 7. Schemat rezolwera [6]
Czujnik optyczny
Wiązka promieniowania o określonej fazie jest kierowana na obiekt, sygnał odbity od
obiektu jest kierowany do fotodetektora/
W przypadku wykorzystania promieniowania modulowanego impulsowo (rys. 8a)
impulsy docierające do odbiornika są zliczane w liczniku impulsów od chwili rozpoczęcia
wysyłania sygnału. Liczba zliczonych impulsów jest funkcją szukanej odległości. Je\
eli
sygnał z czujnika ma postać ciągłą (rys. 8b), to powstaje ró\
nica faz między sygnałem
wysłanym a odbitym od obiektu. Ta ró\
nica jest miarą mierzonej odległości.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Rys. 8. Schemat czujnika laserowego optycznego: a) promieniowania modulowanego
impulsowo, b) promieniowania ciągłego [6]
Czujniki dyskretne mo\
na podzielić na dwie grupy:
1) czujniki binarne  sygnał wyjściowy charakteryzują dwie wartości,
2) czujniki cyfrowe  sygnał wyjściowy ma postać liczby lub ciągu impulsów.
Czujniki binarne
Pojemnościowy sygnalizator krańcowy
Symbol graficzny
Rys. 9. Schemat pojemnościowego sygnalizatora krańcowego [11]
W czujniku pojemnościowym zbli\
ajÄ…cy siÄ™ przedmiot metalowy powoduje zmianÄ™
pojemności kondensatora. Przy wzroście pojemności pojawiają się oscylacje, które wykrywa
komparator. Z prostownikiem dwupołówkowym na wejściu. Sygnał z komparatora po
wzmocnieniu umo\
liwia sterowanie układów wykonawczych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
Indukcyjny bezstykowy sygnalizator krańcowy
Rys. 10. Schemat indukcyjnego sygnalizatora krańcowego [11]
Czujnik indukcyjny generuje zmienne pole elektromagnetyczne. Je\
eli w polu
oddziaływania czujnika znajdzie się przedmiot metalowy, powstaną w nim prądy wirowe,
które tłumią pole elektromagnetyczne. Przy pewnej charakterystycznej dla danego czujnika
zmianie na wyjściu z komparatora następuje skokowa zmiana napięcia. Napięcie to po
wzmocnieniu umo\
liwia sterowanie elementów wykonawczych.
Czujniki pola magnetycznego
Kontaktron
W kontaktronie zestyki zbudowane sÄ… z ferromagnetycznych, cienkich blaszek
umieszczonych w obudowie wypełnionej gazem szlachetnym. Odległość między blaszkami
wynosi 0,5 mm. Je\
eli w pobli\
u pojawi siÄ™ pole magnetyczne blaszki ulegajÄ…
namagnesowaniu, zwierają się i zamykają obwód elektryczny. Po zaniku pola, blaszki
odchylają się rozwierając połączenie elektryczne.
a) b)
Rys. 11. Kontaktron a) symbol, b) schemat budowy pojedynczego kontaktronu: 1  szklana
obudowa wypełniona gazem szlachetnym, 2  blaszka sprę\
ysta, 3  złocone zestyki
[10]
Czujniki fotoelektryczne
Czujniki fotoelektryczne wykorzystują zjawisko powstania napięcia pod wpływem
padającego światła.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Rys. 12. Symbol czujnika
Czujniki optyczne
Zasada działania czujników optycznych opiera się na wysyłaniu wiązki przez nadajnik
i odbieraniu jej przez odbiornik.
a) b) c)
Rys. 13. Schemat działania: a) czujnika optycznego odbiciowego, b) czujnika optycznego
refleksyjnego, c) jednowiązkowa bariera świetlna
W czujniku odbiciowym nadajnik i odbiornik umieszczone są we wspólnej obudowie.
Je\
eli w polu działania znajdzie się przeszkoda, promienie odbijają się od niej i część
trafia do odbiornika.
W czujniku refleksyjnym nadajnik i odbiornik umieszczone sÄ… w jednej obudowie
i skierowane w końcowy punkt zasięgu, w którym umieszczony jest specjalny reflektor
odblaskowy. Wiązka promieni świetlnych odbija się od reflektora. Napotkana na drodze
promieni przeszkoda powoduje przerwanie wiązki światła.
W barierach optycznych czujnik i nadajnik umieszczone sÄ… w oddzielnych obudowach.
Napotkana na drodze promieni przeszkoda powoduje przerwanie wiązki światła.
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są rodzaje czujników poło\
enia?
2. Jaka jest zasada działania czujników potencjometrycznych?
3. Jaka jest zasada działania czujników indukcyjnych?
4. Jaka jest zasada działania czujników pojemnościowych?
5. Jaka jest zasada działania czujników optycznych?
6. Jaka jest zasada działania czujników binarnych pojemnościowych?
7. Jaka jest zasada działania czujników kontaktronowych?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wyznacz charakterystykÄ™ czujnika indukcyjnego analogowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zamocować czujnik indukcyjny na stanowisku pomiarowym,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
2) przysunąć mierzoną próbkę materiału do czujnika a\
do zetknięcia,
3) podłączyć czujnik do aparatury pomiarowej,
4) zmieniając poło\
enie próbki, odczytać jej poło\
enie oraz wartość sygnału wyjściowego
czujnika,
5) zanotować wyniki,
6) wykonać wykres zale\
ności wartości sygnału czujnika w funkcji odległości próbki od
czujnika,
7) wykonać pomiary dla próbek z ró\
nych materiałów (stal ST37, aluminium, miedz
),
8) porównać uzyskane wyniki i zapisać wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 czujnik indukcyjny,
 próbki wykonane ze stali, aluminium, miedzi,
 stanowisko pomiarowe,
 literatura.
Ćwiczenie 2
Wyznacz charakterystykę rezystancyjnego czujnika poło\
enia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zamocować czujnik na stanowisku pomiarowym,
2) podłączyć czujnik do aparatury pomiarowej,
3) zmieniać poło\
enie obiektu połączonego z czujnikiem rezystancyjnym,
4) odczytać zmiany sygnału wyjściowego z czujnika w funkcji zmian poło\
enia obiektu,
5) wykreślić charakterystykę czujnika.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 czujniki: indukcyjny, pojemnościowy, optyczny,
 stanowisko pomiarowe,
 literatura.
Ćwiczenie 3
Określ reakcję wybranych czujników na przeszkody wykonane z ró\
nych materiałów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zamocować czujnik na stanowisku pomiarowym,
2) zamocować przesłonę na stanowisku pomiarowym,
3) przemieszczać przesłonę w kierunku czujnika, a\
do momentu zaświecenia się diody
LED na czujniku,
4) zanotować przy badanym czujniku reakcję lub brak reakcji na przysłonę,
5) sformułować i zanotować wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 czujniki: indukcyjny, pojemnościowy, optyczny,
 przysłony wykonane z materiałów: stali, mosiądzu, aluminium, trwały magnes, tworzywo
sztuczne koloru czerwonego, tworzywo sztuczne kolory czarnego,
 stanowisko pomiarowe,
 literatura.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę działania czujników optycznych?
1
1

2) scharakteryzować rodzaje czujników poło\
enia?
1
1

3) wyjaśnić zasadę działania czujnika kontaktronowego?
1
1

4) dobrać czujnik odpowiedni do mierzonej wielkości fizycznej?
1
1

5) podłączyć czujnik do układu posługując się kartą katalogową?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
4.2. Maszyny elektryczne
4.2.1. Materiał nauczania
Maszyny elektryczne mają jedną wspólną cechę  zachodzą w nich przemiany energii
dokonywane za pośrednictwem pola magnetycznego i prądu elektrycznego płynącego w ich
uzwojeniach. Ze względu na rodzaj przemiany energii rozró\
nia siÄ™ trzy rodzaje maszyn
elektrycznych:
- prądnice, w których energia mechaniczna jest przekształcana na energię elektryczną,
- silniki, w których energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną,
- transformatory, w których energia elektryczna prądu przemiennego przekształca się
w energiÄ™ elektrycznÄ… prÄ…du przemiennego o innych parametrach, przy niezmienionej
częstotliwości, w praktyce oznacza to, \
e transformator słu\
y do podwy\
szania lub
obni\
ania napięcia.
W ka\
dej z maszyn przekształcających energię mechaniczną na elektryczną lub
odwrotnie, czyli w prÄ…dnicy lub w silniku elektrycznym, mo\
na wyró\
nić dwie
charakterystyczne części:
- magneśnicę składającą się z elektromagnesów lub magnesów trwałych, stanowiącą z
ródło
pola magnetycznego,
- twornik, w którym wytwarzana jest siła elektromotoryczna (w przypadku prądnicy) lub
elektrodynamiczna (w przypadku silnika).
PrÄ…dnice i silniki sÄ… nazywane maszynami wirujÄ…cymi. Nieruchoma obudowa to stojan,
mo\
e on pełnić funkcję magneśnicy lub twornika. Wewnątrz stojana obraca się wirnik.
Maszyny elektryczne dzieli się na maszyny prądu stałego i prądu przemiennego.
Maszyny prądu przemiennego buduje się do pracy zarówno w układach jednofazowych,
jak i trójfazowych. Maszyny prądu stałego odznaczają się bardziej skomplikowaną budową
ni\
maszyny prÄ…du przemiennego.
Ka\
da maszyna elektryczna powinna być zaopatrzona w tabliczkę znamionową, na której
podane sÄ… dane znamionowe (parametry znamionowe). SÄ… to znamionowe parametry
elektryczne:
- napięcie znamionowe,
- prÄ…d znamionowy,
- częstotliwość napięcia przemiennego (w przypadku maszyn prądu przemiennego),
- współczynnik mocy,
a tak\
e znamionowe parametry mechaniczne:
- moc znamionowa,
- sprawność,
- prędkość wirowania,
- masa.
Na tabliczce znamionowej umieszcza się równie\
informacje uzupełniające:
- typ maszyny,
- nazwÄ™ producenta,
- rok produkcji,
- numer seryjny urzÄ…dzenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Budowa i zasada działania prądnicy prądu jednofazowego
y
ródłami napięcia sinusoidalnie zmiennego są prądnice. Najprostszym modelem prądnicy
jest zwój w postaci ramki, wirujący ze stałą prędkością kątową w polu magnetycznym
równomiernym o indukcji stałej w czasie. Uproszczony model takiej prądnicy przedstawia
rys. 14.
Rys. 14. Uproszczony model prÄ…dnicy prÄ…du jednofazowego [7 s.76]
Je\
eli ramka znajduje się w poło\
eniu poziomym, to strumień magnetyczny przenikający
powierzchnię ramki jest największy. Je\
eli ramka obróci się o pewien kąt, to strumień
magnetyczny będzie się zmniejszał i w poło\
eniu pionowym ramki przyjmie wartość równą 0.
Dalszy obrót ramki powoduje zwiększanie się strumienia magnetycznego przenikającego
powierzchnię ramki. Wartość maksymalną osiągnie strumień przy poziomym poło\
eniu
ramki. Przy kolejnym obrocie ramki sytuacja będzie się powtarzać. Je\
eli do zacisków ramki
dołączymy odbiornik, to powstanie obwód elektryczny, w którym płynie prąd o takiej samej
zmienności w czasie, jaką ma indukowane napięcie, czyli popłynie prąd sinusoidalnie
zmienny. W prądnicy rzeczywistej mamy nie jeden zwój, lecz N zwojów.
Prądnica prądu trójfazowego
Do wytwarzania napięć w układzie trójfazowym słu\
ą prądnice (generatory) trójfazowe.
Uproszczony schemat takiej prÄ…dnicy pokazuje rys.15.
Rys. 15. Uproszczony schemat pracy prądnicy prądu trójfazowego [4 s. 98] a) wzajemne poło\
enie
przewodów, b) zale\
ność siÅ‚y elektromotorycznej e od Ét, c) wykres wektorowy wartoÅ›ci
skutecznych sił elektromotorycznych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
Prądnica składa się ze statora (stojana), w którym umieszczone są uzwojenia i rotora
(wirnika), który wiruje ze stałą prędkością kątową. Zasada działania takiej prądnicy polega na
przecinaniu trzech, przesuniÄ™tych przestrzennie o kÄ…t 120º uzwojeÅ„ stojana przez staÅ‚y
strumień magnetyczny wytworzony w wirniku. Uzwojenia stojana są umieszczone
w specjalnych \
Å‚obkach, przy czym boki ka\
dego zwoju znajdują się w dwóch przeciwległych
\
łobkach. Uzwojenia poszczególnych faz są wykonane w jednakowy sposób. W ka\
dym
uzwojeniu indukuje się napięcie z
ródłowe sinusoidalne, przy czym ze względu na symetrię
układu i przesunięcie przestrzenne uzwojeń o ten sam kąt, w fazach indukują się napięcia
o jednakowej częstotliwości, jednakowych amplitudach i przesunięte względem siebie o 1/3
okresu. PrÄ…dnica o takiej konstrukcji jest prÄ…dnicÄ… symetrycznÄ…. W prÄ…dnicy symetrycznej jest
wytwarzany układ napięć symetryczny. Jedną z faz prądnicy przyjmujemy jako fazę
podstawową i względem napięcia z
ródłowego tej fazy określamy pozostałe napięcia z
ródłowe.
Prądnica prądu stałego
Podstawą fizyczną działania prądnicy jest zjawisko indukcji elektromagnetycznej.
Podstawową prądnicą jest ramka z przewodnika obracana w polu magnetycznym. Głównymi
częściami prądnicy są stojan (nieruchoma część związana z obudową) oraz wirnik (rotor,
część wirująca wewnątrz stojana). Wirnik słu\
y do wytwarzania prÄ…du elektrycznego. Wiruje
on w polu magnetycznym wytwarzanym przez magnes stały lub uzwojenie stojana zasilane
zewnętrznym z
ródłem prądu stałego. Uzwojenie cewki umieszczonej w wirniku prądnicy
przecina linie sił pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie wzbudzające i dzięki
temu indukuje się w nim zmienna siła elektromotoryczna. Rozwiązania elektrotechniczne
prądnic są analogiczne do rozwiązań silników elektrycznych  ka\
dy silnik elektryczny mo\
e
stać się prądnicą i odwrotnie, w zale\
ności od tego, w jakiej formie dostarcza się energii
i gdzie się ją odbiera. W prądnicy prądu stałego zmienna siła elektromotoryczna
odprowadzana jest z twornika za pomocÄ… komutatora prostujÄ…cego przebieg prÄ…du do
ślizgających się po nim szczotek. Zale\
nie od sposobu zasilania uzwojenia wzbudzajÄ…cego
(uzwojenia elektromagnesów) rozró\
nia się prądnice prądu stałego:
- prądnice z magnesami trwałymi, w których pole magnetyczne jest wytwarzane przez
magnesy trwałe,
- obcowzbudne (zasilanie uzwojenia wzbudzającego następuje z obcego z
ródła napięcia)
oraz samowzbudne (zwane dawniej dynamomaszynÄ…  wynalezionÄ… w 1866 roku przez
W. von Siemensa),
- samowzbudne, w których uzwojenia elektromagnesów są zasilane napięciem
wytwarzanym przez samÄ… prÄ…dnicÄ™.
W zale\
ności od stosowanego układu połączeń stojana i wirnika rozró\
nia siÄ™ prÄ…dnice
bocznikowe, szeregowe lub szeregowo-bocznikowe. Najprostszą prądnicą prądu stałego jest
dzisiaj dynamo rowerowe. Prądnice prądu stałego stosowane są jako maszyny robocze
w elektrowniach prądu stałego oraz do bezpośredniego zasilania, np. spawarek.
Budowa i zasada działania silnika prądu stałego
Silnik elektryczny prądu stałego zbudowany jest z dwóch magnesów zwróconych do
siebie biegunami ró\
noimiennymi, w taki sposób, aby pomiędzy nimi było pole magnetyczne.
Pomiędzy magnesami znajduje się przewód w kształcie ramki podłączony do z
ródła prądu
poprzez komutator i ślizgające się po nim szczotki. Przewód zawieszony jest na osi tak, \
e
mo\
e się swobodnie obracać. Na przewód, w którym płynie prąd elektryczny, działają siły
oddziaływania prądu i pola magnetycznego, tworzące moment obrotowy. Ramka wychyla się
z poło\
enia poziomego, obracając się wokół osi. W wyniku swojej bezwładności mija
poło\
enie pionowe, (w którym moment obrotowy jest równy zero, a szczotki nie zasilają
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
ramki). Po przejściu poło\
enia pionowego ramki, szczotki znów dotykają styków na
komutatorze, ale odwrotnie, prąd płynie w przeciwnym kierunku, dzięki czemu ramka
w dalszym ciÄ…gu jest obracana w tym samym kierunku
Schemat budowy silnika prądu stałego pokazuje rys. 16.
Rys. 16. Schemat budowy silnika prądu stałego 1  stojan z magnesem trwałym, 2  wirnik
z uzwojeniem twornika  prostokÄ…tnÄ… ramka z drutu, 3  szczotki doprowadzajÄ…ce
prąd do uzwojenia twornika, 4  komutator  pierścień ze stykami, 5  wyjścia do
zasilania
Opisany wy\
ej silnik ma wiele wad. Je\
eli ramka zatrzyma się w poło\
eniu pionowym,
silnik nie ruszy. Dlatego rzeczywiste silniki posiadają więcej ramek połączonych szeregowo,
których połączenia przyłączone są do komutatora. Ramka składająca się z pojedynczego
przewodu w rzeczywistych silnikach jest zastępowana zwojnicą. Podczas przełączania
kolejnych zwojnic następuje jej zwarcie, powodujące iskrzenie na komutatorze oraz utratę
energii zgromadzonej w polu magnetycznym wytwarzanym w tej zwojnicy. By zmniejszyć te
zjawiska, wirnik dzielony jest nawet na kilkadziesiÄ…t zwojnic.
Rodzaje silników prądu stałego
Rys.16 a. Schematy połączeń uzwojeń twornika i uzwojeń wzbudzających w maszynie prądu
stałego: a) obcowzbudnej, b) bocznikowej, c) szeregowej, d)
szeregowo-bocznikowej [1]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Zachowanie się poszczególnych rodzajów silników przedstawiają tzw. charakterystyki
zewnętrzne (rys. 16 b). Charakterystyki te przedstawiają zale\
ność prędkości obrotowej
(kątowej) od momentu silnika, przy stałej wartości napięcia zasilającego i stałych
rezystancjach obwodu wzbudzenia i twornika.
Ém
1  bocznikowego i obcowzbudnego przy pominięciu
ÉmN
oddziaływania twornika
2  bocznikowego i obcowzbudnego z uwzględnieniem
oddziaływania twornika
3  szeregowo-bocznikowego
4  szeregowego
MN M
Rys. 16 b. Charakterystyki zewnętrzne (mechaniczne) silników prądu stałego
Regulacja prędkości kątowej (obrotowej) silników prądu stałego
Właściwości ruchowe silników prądu stałego określa się na podstawie zale\
ności:
Ut + It Å" Rt
Ém = M = c Å"Ć Å" It ,
c Å"Ć
w których:
Ém  prÄ™dkość kÄ…towa,
Ut  napięcie zasilające twornik,
It  prÄ…d twornika,
Rt  rezystancja twornika,
c  stała zale\
na od cech konstrukcyjnych silnika,
Ć  strumień uzwojenia wzbudzającego,
M  moment obciÄ…\
enia.
Prędkość obrotową silnika prądu stałego reguluje się przez: zmianę napięcia zasilającego
silnik (najczęściej stosowana), zmianę rezystancji obwodu twornika (włączenie rezystora
dodatkowego) oraz zmianę strumienia głównego.
Silniki prÄ…du przemiennego
Silniki komutatorowe prÄ…du przemiennego sÄ… zbli\
one konstrukcyjnie do silników
szeregowych prądu stałego, z tym, \
e zarówno stojan jaki i wirnik są w nich wykonane
z blach. Są one zwykle zasilane z sieci jednofazowej. Charakteryzują się dość du\
ym
momentem rozruchowym i du\
ą prędkością obrotową. Znajdują zastosowanie w urządzeniach
gospodarstwa domowego, a w przemyśle do napędu urządzeń automatyki.
Silniki indukcyjne buduje się w dwóch odmianach, jako jednofazowe i trójfazowe. Są one
powszechnie stosowane w przemyśle stanowiąc około 90% silników tam u\
ywanych. Zasada
działania silnika indukcyjnego polega na wykorzystaniu wirującego pola magnetycznego.
WirujÄ…ce pola magnetyczne w maszynach elektrycznych uzyskuje siÄ™ w wyniku
nakładania się na siebie zmiennych pól magnetycznych wytworzonych przez poszczególne
uzwojenia stojana zasilane prądem trójfazowym. Pole to oddziałuje na przewody
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
nieruchomego na poczÄ…tku wirnika i na zasadzie indukcji elektromagnetycznej, powoduje
wzbudzenie w nich przepływu prądu elektrycznego. Przewody uzwojeń wirnika, w których
płyną zaindukowane prądy,  pociągane są przez wirujące pole magnetyczne, wprawiając
wirnik w ruch obrotowy. Wirnik obraca siÄ™ zawsze wolniej ni\
wirujÄ…ce pole magnetyczne,
nie będąc z niezsynchronizowanym. Gdyby wirnik obracał się z prędkością wirowania pola,
jego uzwojenia nie przecinałyby linii pola i wówczas w uzwojeniach wirnika nie
indukowałyby się prądy, a co za tym idzie nie powstałby moment obrotowy.
W trójfazowym silniku elektrycznym stojan wyposa\
ony jest w trzy uzwojenia. Na
tabliczce zaciskowej znajduje się sześć zacisków, do których przyłącza się początki i końce
uzwojeń stojana. Ich początki mają oznaczenia U1, V1, W1, zaś końce: U2, V2, W2.
Uzwojenia mogą być połączone w:
 gwiazdę  gdy początki uzwojeń są przyłączone do poszczególnych faz z
ródła zasilania
(U1 do L1, V1 do L2, W1 do L3), a końce uzwojeń połączone są razem.
 trójkąt, gdy początek jednego uzwojenia połączony jest z końcem drugiego(U1 z W1, V1
z U2, W1 z V2), a do ka\
dego z tych połączeń przyłączona jest jedna faza z
ródła
zasilania ( L1, L2, L3).
Bez względu na to, czy uzwojenia połączone są w trójkąt czy w gwiazdę, po załączeniu
do z
ródła napięcia wewnątrz stojana tworzy się wirujące pole magnetyczne. Wynika to
z faktu, \
e przez odpowiednio rozmieszczone uzwojenia poszczególnych faz stojana, płyną
prÄ…dy przesuniÄ™te wzglÄ™dem siebie w fazie o 120º. Ka\
de z tych uzwojeń wytwarza wokół
siebie zmienne pole magnetyczne. Trzy pola nakładają się na siebie, tworząc pole wirujące.
W zale\
ności od rodzaju zastosowanego wirnika, wyró\
nia się dwa typy trójfazowych
silników elektrycznych:
- klatkowy, w którym wirnik ma uzwojenie w postaci prętów o zwartych końcach,
- pierścieniowy, w którym wirnik ma uzwojenia trójfazowe połączone w gwiazdę. Ka\
da
z końcówek gwiazdy jest doprowadzone do jednego z trzech pierścieni ślizgowych
umieszczonych na końcu wału; poprzez ślizgające się po pierścieniach szczotki,
uzwojenia wirnika połączone są z układem rezystorów rozruchowych.
Oba typy silnika działają na podobnej zasadzie. Zasilane prądem trójfazowym uzwojenia
stojana powodują powstanie w jego wnętrzu wirującego pola magnetycznego, co jest
przyczyną przepływu prądu w zamkniętych obwodach uzwojeń wirnika (na zasadzie indukcji
elektromagnetycznej). Na uzwojenia wirnika zaczynają działać siły elektrodynamiczne, które
powodują jego obrót w kierunku zgodnym z kierunkiem wirowania pola.
Silnik klatkowy ma bardzo prostą budowę, dzięki czemu jest on tani w produkcji
i eksploatacji oraz niezawodny. Poza tym cechuje go niewielka zmienność prędkości
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
1  silniki synchroniczne
0
2  silniki indukcyjne, silniki
Ém
bocznikowe prądu stałego
3  silniki szeregowe prÄ…du
stałego
4  sprÄ™\
arki tłokowe
5  pompy
6  wentylatory
7  nawijarki folii, papieru,
taśm stalowych
8  dz
wignice
0
Ém
Rys. 16 c. Statyczne charakterystyki mechaniczne a) silników elektrycznych, b) maszyn napędzanych [1]
obrotowej przy du\
ych zmianach obciÄ…\
enia i dość łatwy rozruch. Zaletą jest równie\

mo\
liwość przecią\
ania go w znacznym zakresie.
WadÄ… jest du\
y prąd pobierany podczas rozruchu i niewielki współczynnik mocy
(cosĆ = 0,7 0,85), a tak\
e znaczny wpływ wahań napięcia zasilającego na moment obrotowy
silnika. Silniki klatkowe stosowane są do napędu obrabiarek, dz
wigów, ró\
nego rodzaju
maszyn przemysłowych.
Silnik pierścieniowy ma bardziej skomplikowaną budowę, jednak równie\
odznacza siÄ™
niewielkimi zmianami prędkości obrotowej przy zmianach obcią\
enia, pobiera mały prąd
podczas rozruchu. Do wad mo\
na zaliczyć mały współczynnik mocy i podatność na wahania
napięcia zasilającego. Silniki te są zwykle silnikami du\
ej mocy, nadają się do napędu maszyn
uruchamianych pod pełnym obcią\
eniem.
Transformator
Transformator jest to urządzenie elektryczne, w którym energia elektryczna prądu
przemiennego jednego napięcia zamieniana jest na energię elektryczną innego napięcia.
Transformatory stosuje się zarówno do przetwarzania energii prądu jednofazowego, jak
i trójfazowego. Rozró\
nia się zatem transformatory jednofazowe i trójfazowe. Zasada
działania transformatora pokazana jest na rys. 17.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Rys. 17. Budowa i zasada działania transformatora
Transformator zbudowany jest z następujących części:
- uzwojenie dolnego napięcia  cewka o liczbie zwojów n1,
- uzwojenie górnego napięcia  cewka o liczbie zwojów n2,
- rdzeń, na który nało\
one sÄ… oba uzwojenia.
Uzwojenie wykonane jest z miedzianego drutu lakierowanego. Stosunek liczby zwojów
uzwojenia górnego do uzwojenia dolnego nazywa się przekładnią zwojową transformatora.
Rdzenie transformatora wykonuje siÄ™ zwykle z blach stalowych (jest to tzw. blacha
transformatorowa, krzemowa, walcowana na zimno), izolowanych między sobą. Pionowe
elementy rdzenia, na których umieszczone są uzwojenia nazywa się kolumnami, a elementy
poziome, Å‚Ä…czÄ…ce kolumny  jarzmami.
Uzwojenie transformatora, do którego załączone jest z
ródło zasilania nazywa się uzwojeniem
pierwotnym, a uzwojenie, do którego przyłącza się odbiornik  uzwojeniem wtórnym.
Zasada działania transformatora opiera się na elektromagnetycznym oddziaływaniu
uzwojeń sprzę\
onych ze sobą magnetycznie. Prąd płynący w uzwojeniu pierwotnym n1
wytwarza w rdzeniu zmienne pole magnetyczne. Ze względu na du\
ą przenikalność
magnetyczną rdzenia, pole to rozchodzi się po całym rdzeniu. W tym zmiennym polu
magnetycznym znajduje się uzwojenie wtórne n2. W wyniku zjawiska indukcji
elektromagnetycznej w uzwojeniu wtórnym transformatora powstaje napięcie U2.
Wyró\
nia siÄ™ trzy charakterystyczne stany pracy transformatora:
- stan jałowy,
- stan obciÄ…\
enia,
- stan zwarcia.
W stanie jałowym obwód uzwojenia wtórnego jest otwarty, a więc nie płynie w nim prąd.
W uzwojeniu pierwotnym transformatora płynie prąd o bardzo małym natę\
eniu zwany
prądem jałowym. Prąd ten powoduje powstanie strumienia magnetycznego w rdzeniu. Moc
czynna pobierana przez transformator jest równa stratom mocy w rdzeniu. Napięcia na
uzwojeniach pierwotnym i wtórnym w stanie jałowym są napięciami znamionowymi
transformatora.
W stanie obciÄ…\
enia uzwojenie wtórne jest połączone z odbiornikami energii. Przez
uzwojenie wtórne przepływa prąd, którego wartość zale\
y od siły elektromotorycznej
indukowanej w uzwojeniu wtórnym i od impedancji odbiornika. Jest to normalny stan pracy
transformatora.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
W stanie zwarcia transformatora uzwojenie wtórne jest zwarte tzn. końcówki uzwojeń są
połączone ze sobą. Uzwojenie pierwotne przyłączone jest do z
ródła zasilania. W tym stanie
w obu uzwojeniach transformatora płyną prądy o bardzo du\
ym natÄ™\
eniu, powodujÄ…ce
wydzielanie siÄ™ du\
ych ilości ciepła i występowanie znacznych sił elektrodynamicznych. Stan
zwarcia jest niebezpieczny i mo\
e prowadzić do uszkodzenia transformatora.
Transformator jest maszynÄ… elektrycznÄ… pracujÄ…cÄ… z bardzo du\
ą sprawnością.
W transformatorach energetycznych straty mocy nie przekraczajÄ… 1% ich mocy znamionowej.
Transformatory energetyczne produkuje się zwykle jako trójfazowe. Trzy transformatory
jednofazowe mo\
na połączyć w jeden transformator trójfazowy, gdy\
przy identycznym
obciÄ…\
eniu wszystkich faz warunki elektryczne i magnetyczne pracy tych transformatorów się
nie zmienią. Moc transformatorów trójfazowych jest bardzo du\
a i mo\
e sięgać kilkuset
megawoltamperów.
Transformatory mogą słu\
yć do podwy\
szania i obni\
ania napięcia w sieciach
przesyłowych.
Transformatory jednofazowe znajdują zastosowanie w ró\
nych obwodach pomiarowych,
sygnalizacyjnych i zabezpieczajÄ…cych, a tak\
e w układach zasilania urządzeń spawalniczych
prostownikowych. Bardzo małe transformatory jednofazowe instaluje się w zasilaczach
urządzeń elektronicznych.
Autotransformatory, których uzwojenia nawinięte są na wspólnym obwodzie
magnetycznym u\
ywane są w urządzeniach rozruchowych trójfazowych silników klatkowych.
Przekładniki, czyli transformatory pomiarowe, wykorzystywane są w układach do
pomiaru du\
ych napięć i prądów w elektroenergetyce. Za pośrednictwem przekładnika
mo\
liwe jest odseparowanie układu pomiarowego od przewodów elektrycznych będących pod
wysokim napięciem. Produkuje się przekładniki prądowe i napięciowe. Przekładnik prądowy
pracuje z obwodem wtórnym w stanie zwarcia(zwartym poprzez amperomierz o znikomej
rezystancji). Przekładnik napięciowy pracuje w stanie zbli\
onym do jałowego
(z woltomierzem przyłączonym do zacisków uzwojenia wtórnego). Przekładniki
produkowane sÄ… w izolacji \
ywicznej lub olejowej.
Transformatory bezpieczeństwa są przeznaczone do zasilania odbiorników małej mocy
np. lamp przenośnych w warsztatach samochodowych. Są one zasilane napięciem sieciowym
230V, dostarczają niskie napięcie np. 24 V, uwa\
ane za napięcie bezpieczne dla obsługi.
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. JakÄ… maszynÄ™ nazywamy silnikiem elektrycznym?
2. Jaka jest zasada budowy silnika elektrycznego prądu stałego?
3. Jaka jest zasada działania silnika elektrycznego prądu stałego?
4. Jaka jest zasada budowy silnika elektrycznego prÄ…du przemiennego?
5. Jakie znasz rodzaje silników elektrycznych prądu przemiennego?
6. Jaka jest zasada działania silnika elektrycznego prądu przemiennego?
7. W jaki sposób wyznacza się charakterystykę zewnętrzną prądnicy prądu przemiennego?
8. W jaki sposób wyznacza się charakterystykę zewnętrzną prądnicy prądu stałego?
9. W jaki sposób wyznacza się charakterystykę mechaniczną silnika prądu stałego?
10. Jak przebiega badanie silnika elektrycznego prÄ…du przemiennego?
11. Jakie urzÄ…dzenie nazywamy transformatorem?
12. Jak przebiega badanie transformatora?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Podaj, jak są oznaczane zaciski uzwojeń maszyn prądu stałego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać, w literaturze i z
ródłach pozatekstowych, informacje o oznaczeniach zacisków
uzwojeń maszyn prądu stałego,
2) zanotować, jak są oznaczane zaciski uzwojeń maszyn prądu stałego.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,
-
-
-
- literatura.
-
-
-
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie transformatora.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z wiadomościami na temat budowy i działania transformatora,
3) zapoznać się z przebiegiem badania transformatora znajdującym się w instrukcji do tego
ćwiczenia,
4) połączyć elementy zestawu według schematu znajdującego się w instrukcji,
5) wykonać badanie posługując się zestawem do wykonania tego ćwiczenia,
6) wykonać protokół badania,
7) zaprezentować efekty swojej pracy,
8) dokonać oceny pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zestaw do wykonania badania transformatora,
- instrukcja do wykonania ćwiczenia,
- kartka papieru formatu A4,
- przyrządy kreślarskie,
- przybory do pisania,
- poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 3
Wykonaj badanie silnika prądu stałego
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z wiadomościami na temat budowy i działania silnika prądu stałego,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
3) zapoznać się z przebiegiem badania silnika prądu stałego znajdującym się w instrukcji do
tego ćwiczenia,
4) ustalić zakres badania,
5) zestawić elementy zestawu według schematu znajdującego się w instrukcji,
6) wykonać badanie posługując się zestawem do wykonania tego ćwiczenia,
7) wykonać protokół badania,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zestaw do wykonania badania silnika prądu stałego,
- instrukcja do wykonania ćwiczenia,
- kartki papieru formatu A4,
- przyrządy kreślarskie,
- przybory do pisania,
- poradnik dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) opisać budowę i działanie prądnicy prądu stałego?
1
1

2) ustalić przebieg wyznaczania charakterystyki zewnętrznej prądnicy
prądu stałego? 1
1

3) opisać budowę i działanie prądnicy prądu przemiennego?
1
1

4) ustalić przebieg wyznaczania charakterystyki zewnętrznej prądnicy
prÄ…du przemiennego? 1
1

5) połączyć elementy zestawu pomiarowego według schematu?
1
1

6) wyjaśnić działanie i opisać budowę silnika prądu stałego?
1
1

7) ustalić zakres i przebieg badania silnika prądu przemiennego?
1
1

8) sporządzić protokół badania silnika prądu przemiennego?
1
1

9) wyjaśnić działanie i opisać budowę silnika prądu przemiennego?
1
1

10) ustalić zakres i przebieg badania silnika prądu przemiennego?
1
1

12) opisać budowę i działanie transformatora?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
4.3. UrzÄ…dzenia sterujÄ…ce
4.3.1. Materiał nauczania
Układy sterowania elektrycznego urządzeń i systemów (rys. 18), składają się z: układów
zasilających, elektrycznych urządzeń sterujących i elektromechanicznych urządzeń
wykonawczych.
Układ Urządzenia Urządzenie
zasilajÄ…cy sterujÄ…ce wykonawcze
Rys. 18. Schemat blokowy układu sterowania elektrycznego
Urządzenia sterujące słu\
ą do sterowania pracą urządzeń wykonawczych. Składają się
z aparatury Å‚Ä…czeniowej i zabezpieczajÄ…cej.
Urządzenia wykonawcze słu\
Ä… do przetwarzania energii elektrycznej w energiÄ™
mechaniczną. Dzieli się je, ze względu na zasadę działania, na silniki i urządzenia z napędem
elektromagnetycznym, np.: sprzęgła, hamulce, cewki rozdzielaczy.
Urządzenia sterujące i wykonawcze mogą być zasilane z jedno  lub trójfazowej linii
napięcia przemiennego, bezpośrednio lub przy u\
yciu transformatorów i urządzeń
energoelektronicznych.
Podstawowym układem sterującym jest układ  załącz  wyłącz lub  start  stop
przedstawiono na rysunku 18 a.
a)
b)
3/N ~ 50 Hz/ TN - S F2 F2
L1
L2
95
95
L3
N
F1F F1F
96
PE 96
13
21 21
S1 S1
S2
lub
F1
14
22 22
1
3
5
13
13
13
K1
K1
S2
14
2 4 14
6
1
3
5
F1F A1
A1
K1 K1
2 4
6
A2
A2
U
V W
1 2 1
2
M
M1 1 2 1 2
31 31
3
3 3
4 4
31 31
5 6 5 6
31 31
13 14 13 14
31 2 1
21 22 21 22
23 24 23 24
32 32
31 31
Rys. 18 a. Stycznikowy układ  załącz  wyłącz
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Opis działania układu sterowania
Po naciśnięciu przycisku S2 (start) zostaje zamknięty obwód elektryczny, w którym
znajduje się cewka elektromagnesu stycznika K1. Przepływ prądu przez cewkę K1 powoduje
przyciągnięcie zwory napędzającej styki ruchome torów głównych i pomocniczych stycznika.
Styki ruchome K1 zwierają tory główne, powodując przepływ prądu przez uzwojenia silnika.
Silnik zaczyna wirować.
W tym samym czasie zostaje zwarty styk pomocniczy  no stycznika K1 powodujÄ…c
mostkowanie (zwarcie) przycisku S2. Zwolnienie przycisku S2 nie spowoduje wyłączenia
stycznika, poniewa\
cewka stycznika zasilana jest przez zamknięty styk  no K1, jest to
samopodtrzymanie się stycznika. Aby wyłączyć stycznik, nale\
y nacisnąć przycisk S1.
Samoczynne wyłączenie stycznika nastąpi równie\
w przypadku zadziałania przekaz
nika
termicznego F1F, który zabezpiecza silnik przed przecią\
eniem.
Z analizy działania tego układu wynika, \
e działa on podobnie jak przerzutnik RS.
Funkcję przycisku R (reset) pełni przycisk S1, a S (set) przycisk S2. Układ ten pamięta jeden
bit informacji i mo\
e pełnić funkcję pamięci.
Podział łączników
A
ącznikami nazywamy aparaty słu\
ące do zamykania, otwierania lub przełączania
obwodów elektrycznych, uruchamianych ręcznie lub zdalnie.
A
ączniki dzielimy ze względu na:
- napięcie znamionowe  niskiego i wysokiego napięcia;
-
-
-
- u\
ycie styków  bezstykowe i zestykowe;
-
-
-
- znamionową zdolność wyłączania  izolacyjne, robocze i zwarciowe;
-
-
-
- przeznaczenie  instalacyjne i przemysłowe;
-
-
-
- miejsce zainstalowania  główne i pomocnicze.
-
-
-
A
ącznikami niskiego napięcia nazywa się łączniki o napięciu znamionowym do 1 kV.
A
ącznik bezstykowy słu\
y do załączania i wyłączania prądu w obwodzie poprzez
sterowanie przewodnością elementu półprzewodnikowego.
A
ącznik zestykowy słu\
y do zamykania, otwierania i przełączania obwodów za pomocą
zestyków.
A
ączniki izolacyjne mają bardzo małą zdolność wyłączania (prąd wyłączalny znacznie
mniejszy od prądu znamionowego) i słu\
Ä… do Å‚Ä…czenia w stanie bezprÄ…dowym. Zalicza siÄ™ do
nich odłączniki.
A
ączniki robocze (rozłączniki, styczniki, łączniki krzywkowe), mają zdolność wyłączania
prądów roboczych i przecią\
eniowych (do 10 IN).
A
ączniki zwarciowe tj. bezpieczniki, przeznaczone są do jednorazowego wyłączenia
prądów występujących przy przecią\
eniach i zwarciach oraz wyłączniki, które mogą wyłączać
prÄ…dy zwarciowe.
A
ączniki główne są włączone do obwodów głównych, a łączniki pomocnicze (łączniki
przyciskowe, łączniki krańcowe, przełączniki) do obwodów pomocniczych: sterowniczych,
sygnalizacyjnych i zabezpieczajÄ…cych.
Zestyk tworzy zespół dwóch styków, z których jeden jest ruchomy (napędzany), a drugi
nieruchomy. Styk ruchomy mo\
e być napędzany przez u\
ycie siły fizycznej człowieka lub siły
mechanicznej. Wyró\
niamy dwa rodzaje zestyków:
- zestyk normalnie otwarty (zwierny)  no , który pod wpływem działania siły zewnętrznej
-
-
-
zamyka obwód elektryczny,
- zestyk normalnie zamknięty (rozwierny)  nc lub  nz , który pod wpływem działania siły
-
-
-
zewnętrznej otwiera obwód elektryczny.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Rys. 19. Symbole graficzne zestyków
Zestyki mogą być obcią\
ane prÄ…dami:
- roboczymi (prÄ…d w obwodzie nie przekracza prÄ…du znamionowego styku),
-
-
-
- przeciÄ…\
eniowymi (prąd w obwodzie jest nieznacznie większy od prądu znamionowego
-
-
-
styku),
- zwarciowymi (prąd w obwodzie jest wielokrotnie większy od prądu znamionowego
-
-
-
styku).
A
Ä…czniki pomocnicze
A
ączniki przyciskowe, zwane dalej przyciskami, składają się najczęściej z jednego lub
kilku zestyków  no i  nc oraz napędu. Działanie ich polega na zwieraniu lub rozwieraniu
styków pod wpływem nacisku wywołanego przez człowieka (dłoń, palec, noga). Po usunięciu
nacisku styki wracają do poło\
enia poczÄ…tkowego.
Przyciski słu\
ą do załączania lub wyłączania układów sterowania elementami
wykonawczymi.
Przełączniki ręczne słu\
ą w elektrycznych układach sterowania do załączania lub
wyłączania obwodów. Mogą składać się z kilku łączników migowych (rys. 20), które
napędzane są za pomocą dz
wigni, przycisku lub przycisku przechylnego. CechÄ…
charakterystyczną tych przełączników jest to, \
e pozostają w pozycji, w jakiej zostały
ustawione.
1  element napędowy
2  sprÄ™\
yna stykowa
3  styk stały
4  styk ruchomy
5  sprÄ™\
yna powrotna
F  kierunek działania siły napędowej
Rys. 20. Mikrołącznik [9]
Przełączniki zatrzaskowe najczęściej stanowią elementy stykowe urządzeń
zabezpieczających. Załączenie styku przełącznika powoduje napięcie sprę\
yny, która w takim
stanie jest utrzymywana przez zamek (zapadkÄ™ blokujÄ…cÄ…). Zwolnienie zamka i otwarcie
styków mo\
e nastąpić przez naciśnięcie przycisku lub samoczynnie za pomocą dodatkowych
urządzeń wyzwalających, takich jak: wyzwalacze termiczne lub elektromagnetyczne,
wyłączniki prądu przecią\
enia i wyłączniki napięciowe wzrostowe i zanikowe.
A
ącznik krańcowy to zespół styków napędzanych za pomocą popychacza, dz
wigni lub
rolki. A
ączniki te uruchamiane są za pomocą zderzaków, krzywek itp. W układach
sterowniczych najczęściej słu\
ą do sygnalizowania osiągnięcia, przez ruchome części
urządzeń i maszyn, określonego poło\
enia (np. nie mo\
na uruchomić tokarki, je\
eli nie jest
zamknięta osłona wrzeciona).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
A
Ä…czniki robocze
A
ączniki krzywkowe stosuje się w układach sterowania do przełączania obwodów oraz
do załączania i wyłączania urządzeń w stanie obcią\
enia (wyłączniki główne).
Ka\
dy łącznik krzywkowy składa się z komory gaszeniowej komory z mechanizmem
przerzutowym osi łącznika i pokrętła. Jego mo\
liwości łączeniowe zale\
ą od ilości komór
gaszeniowych oraz kształtu krzywek napędzających popychacze zwór. Poło\
enie krzywek,
przymocowanych na stałe do osi łącznika, w komorach gaszeniowych zale\
ne jest od
poło\
enia pokrętła napędzającego oś. Komora z mechanizmem przerzutowym skonstruowana
jest w taki sposób, \
e pokrętło mo\
e się obrócić skokowo o ściśle określony kąt (300, 450, 600
czy 900). W komorach tych istnieje równie\
mo\
liwość instalowania ograniczników kąta
obrotu tak, \
e pokrętło przyjmuje określoną ilość poło\
eń.
Styczniki nale\
ą do grupy elektromagnetycznych elementów sterujących, które mają za
zadanie załączanie i wyłączanie obwodów głównych zasilających elementy wykonawcze
silników napędowych, hamulców lub sprzęgieł elektromagnetycznych.
W ka\
dym styczniku z napędem elektromagnetycznym (rys. 21) wyró\
nia się następujące
elementy:
- styki nieruchome i usprÄ™\
ynowane styki ruchome tworzÄ…ce zestyk podstawowy
-
-
-
umieszczany w głównym torze prądowym (załączającym lub wyłączającym odbiornik),
- komorę gaszeniową (gaszącą łuk elektryczny powstający przy wyłączaniu odbiorników),
-
-
-
- elektromagnes, składający się z nieruchomego rdzenia magnetycznego wraz z cewką oraz
-
-
-
ruchomej zwory elektromagnesu, która napędza styki ruchome torów głównych
i pomocniczych,
- zestyki zwierne (no) i rozwierne (nz lub nc), umieszczone w torach prÄ…dowych
-
-
-
pomocniczych (słu\
ą do budowania układów sterowania i sygnalizacji),
- sprÄ™\
yny powrotne,
-
-
-
- obudowa.
-
-
-
1  styk nieruchomy
2  styk ruchomy
3  komora gaszeniowa
4  zaciski przyłączowe
5  rdzeń nieruchomy elektromagnesu
6  zwora ruchoma elektromagnesu
7  uzwojenie elektromagnesu
Rys. 21. Budowa stycznika powietrznego [9]
Układ ruchomy stycznika stanowią: zwora elektromagnesu oraz zestaw z ruchomymi
stykami zestyków podstawowych i pomocniczych. Zasilanie odpowiednim napięciem cewki
elektromagnesu, powoduje przyciągnięcie zwory do rdzenia z jednoczesnym ruchem styków
w torze głównym i pomocniczym stycznika. Podczas zamykania stycznika są przestawiane
styki zestyków podstawowych i pomocniczych (jednoczesność działania styków) oraz
napinane sÄ… sprÄ™\
yny powrotne. Styk zwierny (no) pozostaje w stanie zamkniętym, a styk
rozwierny (nz) w stanie otwartym tak długo, dopóki cewka elektromagnesu jest zasilana.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Oznaczenia końcówek stycznika roboczego przedstawiono na rys. 22.
Rys. 22. Oznaczenie końcówek stycznika roboczego
Przekaz
nik pełni w układzie elektrycznym te same funkcje, co stycznik pomocniczy,
słu\
y jako sterowany łącznik. Ró\
ni się od stycznika budową, wielkością i wartością mocy
przełączanej. W przekaz
niku (rys. 23), ruchoma zwora elektromagnesu, do której jest
przymocowany styk przełączający, jest przyciągana przez pole magnetyczne cewki. Po
załączeniu napięcia do cewki, następuje rozwarcie styku  nz , a zwarcie styku  no . Po
wyłączeniu napięcia styki wracają do stanu początkowego.
Rys. 23. Przekaz
nik [5]
Przekaz
niki czasowe, w układach sterowania realizują opóz
nione załączenie, wyłączenie
lub przełączenie. W jednej obudowie znajduje się człon czasowy oraz przekaz
nik. Występują
dwa rodzaje przekaz
ników czasowych: ze zwłocznym załączeniem i ze zwłocznym
zwolnieniem (wyłączeniem). W przypadku przekaz
nika ze zwłocznym załączeniem, po
załączeniu napięcia na zaciski zasilające, jego styki przełączające zmienią poło\
enie po
nastawionym czasie, a po wyłączeniu napięcia zasilającego, natychmiast wracają w poło\
enie
wyjściowe. Przekaz
nik ze zwłocznym wyłączaniem działa odwrotnie. Przedstawiają to
diagramy czasowe (rys. 24).
Napięcie na cewce
Napięcie na cewce
Styk czas
Styk
czas
zamknięty
zamknięty
otwarty
otwarty
czas
czas
przekaz
nik ze zwłocznym wyłączeniem
Przekaz
nik ze zwłocznym załączeniem
Rys. 24. Diagramy czasowe
Przekaz
nik skokowy (impulsowy) jest elektromagnetycznym przełącznikiem dwu lub
wielopoło\
eniowym. Podanie impulsu na jego cewkę powoduje przyciągnięcie zwory i ruch
koła zapadkowego o jedno poło\
enie. Obrót koła zapadkowego, z którym sprzęgnięta jest
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
krzywka powoduje zmianę stanu łącznika. W układach sterowania wykorzystywane są one
jako urzÄ…dzenia o charakterze programowym.
Przekaz
niki termobimetalowe w skrócie zwane termikami, są przeznaczone głównie do
zabezpieczania silników przed długotrwałym przepływem przez ich uzwojenia prądu
przeciÄ…\
eniowego. Są one dołączane do styczników (ka\
dy producent styczników produkuje
równie\
przekaz
niki termobimetalowe dostosowane do tych styczników).
Przekaz
niki te, przyjmując jako kryterium sposób powrotu styku pomocniczego do stanu
początkowego po jego zadziałaniu, mo\
emy podzielić na: z ryglem  powrót następuje po
1  bimetal
2  uzwojenie grzejne
3  pokrętło nastawcze 1  rdzeń elektromagnesu
4  zamek wyłącznika 2  sprę\
yna
5  styki główne wyłącznika
3  zamek
Rys. 25. Zasada działania wyzwalacza termobimetalowego i elektromagnesowego [9]
wciśnięciu przycisku i bez rygla  powrót następuje po ostygnięciu bimetali.
Wyłączniki posiadają najczęściej trzy tory prądowe, których zestyki ruchome mogą być
napędzane ręcznie lub maszynowo. Wyposa\
ane sÄ… w rozmaite wyzwalacze:
termobimetalowe, elektromagnesowe, prądowe, napięciowe (zanikowe, wzrostowe) lub
ró\
nicowoprądowe, które powodują automatyczne wyłączenie wyłącznika w przypadku
przekroczenia nastawionych wartości. Zadaniem wyłączników jest wyłączanie prądów
roboczych, przeciÄ…\
eniowych i zwarciowych.
Wyłączniki instalacyjne wykonywane są jako konstrukcje modułowe jedno, dwu, trzy lub
czterotorowe (liczba styków głównych) o charakterystykach wyzwalania A, B, C, D.
Wyposa\
one są w wyzwalacze termiczne i elektromagnetyczne, które powodują samoczynne
zadziałanie wyłącznika w przypadku przecią\
enia lub zwarcia. Zasada działania wyzwalacza
termobimetalowego i elektromagnetycznego przedstawiona jest na rys.25.
Wyłączniki, chronią ludzi, przewody zasilające i urządzenia, przed skutkami przepływu
prÄ…du zwarciowego i przeciÄ…\
eniowego.
1  pasmo działania wyzwalaczy termobimetalowych
2  pasmo działania wyzwalaczy elektromagnesowych
Rys. 26. Charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników instalacyjnych [9]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników (rys. 26) przedstawiają zale\
ność czasu
zadziałania wyłącznika od krotności prądu znamionowego płynącego przez wyłącznik.
Odbiorniki elektryczne, które znajdują się w obwodzie elektrycznym zabezpieczanym
tymi wyłącznikami, decydują o wyborze rodzaju charakterystyki: A  obwody, w których
znajdują się urządzenia elektroniczne; B  obwody, w których znajdują się odbiorniki
rezystancyjne (\
arówki, grzałki, silniki małej mocy); C  obwody, w których znajdują się
odbiorniki indukcyjne (silniki, transformatory, cewki sprzęgieł i hamulców
elektromagnetycznych); D  obwody z silnikami, których praca polega na częstych
hamowaniach i zmianach kierunku wirowania (praca nawrotna).
Wyłączniki ró\
nicowoprÄ…dowe sÄ… stosowane jako zabezpieczenie w ochronie
przeciwpora\
eniowej, do samoczynnego wyłączenia obwodu w chwili wystąpienia
niebezpiecznego napięcia dotykowego gro\
Ä…cego pora\
eniem. Mogą posiadać, oprócz
wyzwalacza ró\
nicowoprÄ…dowego, wyzwalacz termiczny i elektromagnetyczny. Je\
eli nie
posiadajÄ… tych wyzwalaczy, to ka\
dy tor prądowy wyłącznika ró\
nicowoprądowego musi być
zabezpieczony wyłącznikiem instalacyjnym. Zasadę działania wyłącznika z wyzwalaczem
ró\
nicowoprÄ…dowym przedstawiono na rys. 27.
Wyłącznik samoczynny jest łącznikiem o napędzie ręcznym (przycisk) słu\
Ä…cym do
załączania i wyłączania odbiorników elektrycznych. Po naciśnięciu przycisku start (przycisk
czarny), następuje zamknięcie torów głównych wyłącznika, ściśnięcie i blokada sprę\
yny
zamka wyłącznika. Mechanizm blokujący zamek utrzymuje tory prądowe w stanie
zamkniętym, a\
do chwili, gdy zostanie odryglowany zamek. Odryglowanie zamka mo\
e
nastąpić w wyniku: naciśnięcia przycisku (czerwony), zadziałania elementów
termobimetalowych znajdujÄ…cych siÄ™ w ka\
dym torze prÄ…dowym, lub wyzwalacza
nadprÄ…dowego.
Poniewa\
wyłącznik ten posiada wyzwalacz termobimetalowy i wyzwalacz nadprądowy
(rys. 28), dla których mo\
na nastawiać wartość prądu zadziałania, stosowany jest do
załączania silników. Charakterystyka czasowo-prądowa tego wyłącznika jest podobna do
charakterystyki wyłącznika instalacyjnego.
1  wyzwalacz elektromagnesowy
2  wyzwalacz termobimetalowy
3  przekładnik sumujący
4  wyzwalacz ró\
nicowoprÄ…dowy
5  zamek wyłącznika
6  przekaz
nik napięciowy zanikowy
Pk  przycisk kontrolny
Rd  rezystor do wymuszania prądu ró\
nicowego kontrolnego
Rys. 27. Zasada działania wyłącznika z wyzwalaczem ró\
nicowoprÄ…dowym [9]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Rys. 28. Budowa i charakterystyka wyłącznika samoczynnego [3]
Bezpieczniki topikowe są łącznikami słu\
ącymi do przerywania obwodu, w którym prąd
przekracza określoną wartość w dostatecznie długim czasie. Są one powszechnie
wykorzystywane w sieciach o napięciu poni\
ej 1 kV do zabezpieczania odbiorników
i obwodów instalacji elektrycznych.
Topik lub zespół topików (drut lub płaskownik z materiału przewodzącego o odpowiednim
przekroju), umieszczony w porcelanowym korpusie, wypełnionym piaskiem kwarcowym
i zakończonym metalowymi okuciami nazywamy wkładką topikową. Wkładka topikowa
umieszczana jest w gniez
dzie (rys. 29) lub w podstawie szczękowej (rys. 30). Bezpieczniki
topikowe umieszczane w podstawach szczękowych nazywane są bezpiecznikami mocy lub
krótko BM.
1  główka
bezpiecznikowa
2  topik
3  wkładka topikowa
4  pierścień ochronny
5  wstawka
1  podstawa
ograniczajÄ…ca
bezpiecznikowa
wkrętowa
2  wkładka
6  gniazdo
topikowa
bezpiecznikowe
Rys. 29. Bezpiecznik instalacyjny gwintowy [3] Rys. 30. Bezpiecznik przemysłowy szczękowy [3]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Wkładki topikowe mają ró\
ne charakterystyki czasowo-prądowe. Mogą być o charakterystyce
zwłocznej WT/T (dawniej WTo), które to stosowane są najczęściej, szybkiej WT/F (dawniej
WTs  rys. 31) i bardzo szybkiej, które zabezpieczają elementy półprzewodnikowe.
Rys. 31. Charakterystyka czasowo-prądowa wkładki topikowej typu Bi-WTs 20 A
Działanie wkładki topikowej polega na przerwaniu obwodu prądowego w wyniku
przepalenia siÄ™ topika. Przepalone bezpieczniki topikowe nie podlegajÄ… naprawie, a jedynie
wymianie na nowe. Je\
eli wkładka topikowa jest dobrana prawidłowo, to działanie jej jest tak
szybkie, \
e w przypadku wystÄ…pienia zwarcia, prÄ…d zwarciowy nie uzyskuje swojej
maksymalnej wartości.
Dobór łączników
Dobór łączników pomocniczych polega na określeniu znamionowego napięcia izolacji
oraz dodatkowo: kategorii u\
ytkowania, prądu łączeniowego obwodu, największej częstości
łączeń i trwałości łączeniowej. Dla przycisków sterowniczych dodatkowo określa się kształt
i barwÄ™.
Dobór styczników polega na określeniu znamionowego napięcia, znamionowego prądu
ciągłego, a ponadto: kategorii u\
ytkowania obwodu, najmniejszej trwałości łączeniowej w tej
kategorii oraz największej częstości łączeń. Znamionowe parametry stycznika dla określonej
kategorii u\
ytkowania powinny być równe lub większe od obliczonych parametrów obwodu.
Dobór wyłączników polega na określeniu: znamionowego napięcia izolacji,
znamionowego prądu ciągłego oraz dodatkowo: znamionowej zdolności wyłączania, która
powinna być większa od prądu zwarciowego wyłączalnego w obwodzie, przy zało\
onym
czasie wyłączania zwarcia, napięciu w obwodzie i współczynniku mocy obwodu;
wyposa\
enie w wyzwalacze, ich charakterystyki i nastawy.
Dobór bezpieczników sprowadza się do określenia: napięcia znamionowego
bezpiecznika, które powinno być równe lub większe od napięcia w obwodzie; zdolności
wyłączania prądu zwarciowego, która powinna być równa lub większa od największego
obliczonego prÄ…du zwarcia
w obwodzie; prądu znamionowego bezpiecznika i jego charakterystyki, przez porównanie
charakterystyki czasowo-prÄ…dowej bezpiecznika z charakterystykÄ… obciÄ…\
enia
zabezpieczanego obiektu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie bloki funkcjonalne wyró\
niamy w układach sterowania elektrycznego i jaką funkcję
spełniają?
2. Jakie znasz rodzaje łączników?
3. Jakie znasz rodzaje zestyków i jakie są ich symbole graficzne?
4. W jakich Å‚Ä…cznikach i w jakim celu stosuje siÄ™ komory gaszeniowe?
5. Jakie wielkości charakteryzują łącznik?
6. Z jakich elementów składa się łącznik?
7. Jak zbudowany jest stycznik roboczy i jak oznaczamy jego styki?
8. Czym ró\
ni siÄ™ przekaz
nik od stycznika roboczego?
9. Jaką funkcję spełniają przekaz
niki czasowe w układach sterowania elektrycznego?
10. Jakie wyzwalacze stosuje się w wyłącznikach?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Podaj zastosowanie łączników.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wypisać, na podstawie materiałów dydaktycznych i literatury, rodzaje łączników,
2) wyszukać w katalogach i literaturze, informacje o zastosowaniu poszczególnych
rodzajów łączników,
3) wymienić i opisać zastosowanie odpowiednich rodzajów łączników.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- karty katalogowe łączników ró\
nych firm,
-
-
-
- literatura.
-
-
-
Ćwiczenie 2
Określ, na podstawie charakterystyki, czas, po jakim nastąpi wyłączenie bezpiecznika
topikowego zwłocznego o prądzie znamionowym 10 A, jeśli w obwodzie popłynie prąd 40 A.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w katalogach charakterystyki bezpieczników topikowych,
2) przeanalizować charakterystyki bezpiecznika topikowego zwłocznego,
3) odczytać i zapisać czas, po jakim nastąpi zadziałanie bezpiecznika.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- karty katalogowe bezpieczników topikowych,
-
-
-
- literatura.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
Ćwiczenie 3
Wyjaśnij zasadę działania wyłącznika ró\
nicowoprÄ…dowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje o wyłączniku ró\
nicowoprÄ…dowym,
2) wyszukać, w z
ródłach tekstowych i pozatekstowych, informacje o zasadzie działania
wyłącznika ró\
nicowoprÄ…dowego,
3) zapisać informacje o zasadzie działania wyłącznika ró\
nicowoprÄ…dowego.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura.
-
-
-
Ćwiczenie 4
Opisz budowÄ™ przekaz
nika nadprÄ…dowego termobimetalowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje o przekaz
niku nadprÄ…dowym
termobimetalowym,
2) wyszukać, w z
ródłach tekstowych i pozatekstowych, informacje o budowie przekaz
nika
nadprÄ…dowego termobimetalowego,
3) zapisać informacje o budowie przekaz
nika nadprÄ…dowego termobimetalowego.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- literatura.
-
-
-
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić bloki funkcjonalne układów sterowania elektrycznego?
1
1

2) wyjaśnić zasadę działania łączników, z uwzględnieniem ich
budowy? 1
1

3) zinterpretować parametry i charakterystyki czasowo-prądowe
łączników? 1
1

4) dobrać łączniki do określonych warunków?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
4.4. Regulatory
4.4.1. Materiał nauczania
Jednym z podstawowych zadań układów lub systemów automatyki jest regulacja
określonej grupy parametrów charakteryzujących pewien proces technologiczny. Nale\
y
zało\
yć, \
e na proces oddziaływają zakłócenia. Aby parametry sterowanej wielkości spełniały
narzucone technologią kryteria muszą być poddane procesowi kontrolnemu przez regulatory,
które w przypadku oddalania się od celu regulacji (w efekcie pojawiających się zakłóceń),
powinny sygnałami sterującymi oddziaływać korekcyjnie na przebieg procesu.
PrzyjmujÄ…c, \
e system sterowania jest całością i jedne jego elementy powinny wzajemnie
komunikować się z drugimi (niezbędność wymiany informacji), rolę kontrolerów przejmą
urządzenia mikroprocesorowe: sterowniki lub regulatory cyfrowe. Do celów regulacji u\
ywa
sÄ… przewa\
nie urządzeń, których główną funkcją jest realizacja w określonej strukturze
i konfiguracji algorytmu regulacji. Nie oznacza to wcale, \
e takie urzÄ…dzenie nie realizuje
funkcji logicznych. Wyposa\
one jest równie\
w logikÄ™ funkcyjnÄ…, ale pomocnÄ… w realizacji
układów regulacji. Chocia\
regulator w urzÄ…dzeniu zbudowany jest w oparciu
o mikrokontroler, to u\
ywany mo\
e być w regulacji procesów ciągłych, np. w regulacji
temperatury, przepływu, prędkości, poło\
enia itd., których zmiany są ciągłymi funkcjami
czasu. Zawdzięcza to wyposa\
eniu go w układy przetwarzające sygnały ciągłe na cyfrowe
i odwrotnie.
Regulatorem nazywa się urządzenie techniczne, słu\
ące do wytworzenia sygnału
sterującego (OUT) na podstawie uchybu regulacji (e), tzn. ró\
nicy między wartością zadaną
sygnału regulowanego (SP) i aktualnie zmierzoną (PV) (rys. 32).
Rys. 32. Ogólny schemat blokowy regulatora cyfrowego [2]
Analogowy sygnał uchybu: e = SP  PV, przetworzony zostaje w przetworniku A/D
(analogowo-cyfrowym) na sygnał cyfrowy ed. Sygnał ten jest następnie dynamicznie
formowany w cyfrowy sygnał sterujący xd. Z kolei sygnał xd zostaje przetworzony na sygnał
analogowy xa w przetworniku D/A, sterujący obiektem. Współcześnie produkowane
regulatory majÄ… architekturÄ™ uniwersalnÄ…, umo\
liwiającą zastosowanie ich w ró\
norodnych
procesach i strukturach. Mogą być stosowane zarówno do regulacji ciągłej, jak te\

dwustawnej, trójstawnej, trójstawnej z zewnętrznym lub wewnętrznym sprzę\
eniem
zwrotnym.
W układzie automatycznym regulator zastępuje operatora który w układzie sterowania
ręcznego pozwala kontrolować przebieg procesu.
Zadania regulatora:
- porównanie wartości rzeczywistej (mierzonej) parametru kontrolowanego z wartością
zadaną (określenie wartości odchyłki regulacji)
- wytwarzanie sygnału wyjściowego o wartości zale\
nej od wartości odchyłki regulacji,
czasu występowania odchyłki i szybkości jej zmian
- zapewnienie sygnałowi wyjściowemu postaci i mocy potrzebnej do uruchomienia
urządzeń wykonawczych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
Regulator jako urządzenie zawiera dodatkowo urządzenia do nastawiania wartości
zadanej na daną wartość, przełączniki rodzaju pracy, urządzenia do sterowania ręcznego oraz
mierniki mierzące regulowane wielkości.
Dawniejsze rozwiązania regulatorów to regulatory bezpośredniego działania o małej
dokładności regulacji, obecnie stosuje się regulatory korzystające z energii pomocniczej
pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne.
W zale\
ności od postaci sygnału wyjściowego rozró\
niamy:
regulatory z sygnałem wyjściowym nieciągłym dostawne, trójstawne, krokowe, impulsowe
regulatory z sygnałem wyjściowym ciągłym hydrauliczne, pneumatyczne, elektryczne.
W zale\
ności od sposobu kształtowania sygnału wyjściowego rozró\
niamy regulatory:
 proporcjonalne P,
 ró\
niczkujÄ…ce D,
 proporcjonalno-całkowe PI,
 proporcjonalno  całkowo  ró\
niczkowe PID,
 całkowite.
Regulator całkowy I
ZaletÄ… tego regulatora jest mo\
liwość sprowadzenia prawie do zera odchyłki regulacji.
Regulator I charakteryzuje stała czasowa zwana czasem zdwojenia. Jest ona równa
Ti=µ*"t/"y,
µ-odchyÅ‚ka regulacji
µ=x0-x,
x0-syg wyj zadany,
x-syg rzecz.
W regulatorze I prędkość zmian sygnału wyjściowego jest tym większa im mniejsza jest
stała czasowa całkowania Ti. Im charakterystyka y(t) jest linią bardziej pionową tym stała Ti
jest mniejsza a więc regulator szybciej działa.
Regulator proporcjonalny P
Parametrem charakteryzującym ten regulator jest zakres proporcjonalności xp który jest
odwrotnością wzmocnienia regulatora proporcjonalnego P. xp=1/Kp. W układzie
z regulatorem P dokładność jest tym większa im większe jest wzmocnienie. Zastosowanie
tych regulatorów nie eliminuje całkowicie zakłóceń. Jest to człon bezinercyjny tzn. \
e bardzo
szybko uzyskiwana jest zamierzona wartość sygnału wyjściowego (zaleta). Wadą jest
występujące odchyłka regulacji która jest odwrotnie proporcjonalna do wzmocnienia
regulatora.
Regulator proporcjonalno-całkowy PI
Regulator PI powstaje przez połączenie równoległe regulatora P i I. A
Ä…czy zalety P
(bezinercyjności) oraz I (mo\
liwość zmniejszania uchybu regulacji prawie do zera).
Wielkością charakteryzującą ten regulator jest stała czasowa Ti zwana czasem zdwojenia.
Regulator ró\
niczkujÄ…cy D
Regulator ten jest członem ró\
niczkujÄ…cym.
Człon ró\
niczkujÄ…cy zwany te\
wyprzedzajÄ…cym, wprowadza siÄ™ w celu przyspieszenia
przebiegów zachodzących w układzie regulacji. Sygnał wyjściowy członu typu D jest
proporcjonalny do prędkości zmian sygnału wejściowego natomiast niezale\
ny od wartości
tego sygnału. W przypadku regulatora dodanie członu typu D wprowadza do sygnału
wyjściowego składnik zale\
ny od zmian odchyłki regulacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
Regulator proporcjonalno-całkowo-ró\
niczkujÄ…cy PID
Jest to najbardziej uniwersalny regulator. Powstaje przez dołączenie do regulatora PI
członu ró\
niczkującego D. Regulator PID łączy zalety wszystkich składowych tzn uchyb
regulacji µ sprowadzony praktycznie do zera, przyspiesza czas regulacji czÅ‚on P, oraz dziaÅ‚a
szybciej ni\
PI dzięki członowi D.
Parametry charakteryzujÄ…ce PID:
- człon I char. Ti
-
-
-
- człon P char. Kp  współczynnik wzmocnienia, xp  zakres proporcjonalności, xp=1/Kp
-
-
-
- człon D char. Td  czas wyprzedzenia
-
-
-
Nastawianie regulatorów
Wszystkie dotychczas omówione regulatory produkuje się jako uniwersalne tzn mo\
na je
stosować w układach regulacji ró\
nych wielkości. W regulatorach uniwersalnych stosowane
są najczęściej następujące zakresy poszczególnych parametrów:
 zakres proporcjonalnoÅ›ci xp xp=3÷500%
 czas zdwojenia Ti Ti=3s÷75min
 czas wyprzedzenia Td Td=0÷16min
Je\
eli na przykład zmieniając wartości jednego z tych parametrów wpływamy
jednocześnie na wartość pozostałych parametrów. Mówimy \
e między poszczególnymi
nastawami występuje zjawisko interakcji. Zmieniając nastawy regulatora uniwersalnego
kształtujemy jego charakterystykę dynamiczną oraz charakterystykę statyczną dopasowując ją
do potrzeb określonego obiektu. Od prawidłowego doboru proporcji zale\
y jakość regulacji.
Je\
eli w regulatorze PID ustawimy wartość maksymalną Ti otrzymamy regulator
o wartościach zbli\
onych do PD.
 charakterystyka skokowa członu
 charakterystyka skokowa członu całkującego,
proporcjonalnego
gdzie Ä… = 1 / T
 charakterystyka skokowa członu proporcjonalno-całkującego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
t
îÅ‚ Å‚Å‚
1
CzÅ‚on PI opisany jest wzorem: y(t) = k Å" +
ïÅ‚u(t)
+"u(Ä )dÄ śł , gdzie T  jest nazywane
T
ðÅ‚ 0 ûÅ‚
czasem zdwojenia, czyli czasem, po jakim sygnał wyjściowy ma wartość 2k. Podobnie jak
1
w przypadku członu całkującego ą = .
T
Dla obiektów charakteryzujących się właściwościami inercyjnymi pierwszego lub
wy\
szych rzędów  nazywanych obiektami statycznymi  stosuje się przewa\
nie regulatory PI
lub PID(rys. 33). Regulator PI stosuje się w przypadku szybkich zmian wartości wiodącej  w.
W układach regulacji stałowartościowej, np. regulacji temperatury, stosuje się regulator PID.
Rys. 33. Regulacja obiektów statycznych [10]
Dla obiektów charakteryzujących się właściwościami całkującymi, zawierającymi co
najmniej jeden człon całkujący  nazywanych obiektami astatycznymi  stosuje się
w układach regulacji nadą\
nej regulatory P (rys. 34).
Rys. 34. Układ regulacji nadą\
nej obiektu astatycznego [10]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
Przykładem układu regulacji nadą\
nej niech będzie układ regulacji poło\
enia pisaka
rejestratora kompensacyjnego. Pisak rejestratora powinien podÄ…\
ać za zmianami sygnału
rejestrowanego jako sygnału wiodącego  w. W przykładzie wielkością rejestrowaną są
zmiany temperatury, której pomiar dokonywany jest za pośrednictwem termorezystora
(rys. 35).
Rys. 35. Schemat blokowy ciągłego układu regulacji poło\
enia pisaka w rejestratorze
RolÄ™ regulatora w powy\
szym przykładzie pełni blok wzmacniaczy 2, który steruje
silnikiem 3 (w tym przypadku silnik jest członem całkującym). Wysterowanie wzmacniacza
zale\
y od stanu nierównowagi mostka pomiarowego. Silnik napędza pisak rejestratora
sprzÄ™\
ony z potencjometrem pomiarowym R3 i równowa\
y mostek pomiarowy.
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaką rolę pełni regulator?
2. Jak zorganizowana jest struktura funkcjonalna regulatora?
3. Proszę podać interpretację składowych algorytmu PID.
4. Na czym polega sterowanie przyrostowe?
5. Kiedy stosowana jest realizacja algorytmu w postaci PD-PI?
6. Co to jest czas regulacji i przeregulowanie?
7. Jakiego typu regulatory stosuje się do regulacji obiektów statycznych?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zapoznaj się z budową, działaniem i danymi technicznymi modułów we/wy regulatora.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z opisem regulatora wskazanego przez prowadzącego,
2) opisać i narysować bloki algorytmiczne regulatora,
3) poznać mo\
liwości modułów wejściowych i wyjściowych regulatora.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 dokumentacja techniczna wskazanego regulatora cyfrowego,
 literatura z rozdziału 6.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Ćwiczenie 2
Zapoznaj siÄ™ ze strukturÄ… funkcjonalnÄ… regulatora.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) poznać podstawowe bloki funkcyjne regulatora wskazanego przez prowadzącego,
2) poznać metodę konfiguracji regulatora i parametryzacji wskazanych bloków.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 dokumentacja techniczna wskazanego regulatora cyfrowego,
 regulator z odpowiednimi dla niego tablicami konfiguracyjnymi,
 literatura z rozdziału 6.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować typy wejść i wyjść regulatorów cyfrowych?
1
1

2) opisać strukturę funkcjonalną regulatora cyfrowego?
1
1

3) rozró\
nić typy regulatorów?
1
1

4) wykonać prosty algorytm sterowania?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
4.5. Sterowniki programowalne PLC
4.5.1. Materiał nauczania
Sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controllers) sÄ… komputerami
przemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:
- zbierają pomiary za pośrednictwem modułów wejściowych z analogowych
i dyskretnych czujników oraz urządzeń pomiarowych,
 transmitują dane za pomocą modułów i łącz komunikacyjnych,
- wykonują programy aplikacyjne na podstawie przyjętych parametrów
i uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie,
- generują sygnały sterujące zgodnie z wynikami obliczeń tych programów
i przekazują je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych,
- realizują funkcje diagnostyki programowej i sprzętowej.
Wartości pomiarów zmiennych procesowych są wejściami sterownika, zaś obliczone
zmienne sterujące stanowią wyjścia sterownika.
Głównym zadaniem sterownika jest więc reagowanie na zmiany wejść oraz obliczanie
wyjść według zaprogramowanych reguł sterowania lub regulacji. Reakcja ta mo\
e być zale\
na
od wyników operacji arytmetyczno-logicznych wykonanych dla aktualnych wartości wejść
sterownika, jego zmiennych wewnętrznych oraz od zaprogramowanych warunków
czasowych. Mo\
e ona tak\
e zale\
eć od operacji wykonanych na danych transmitowanych
w sieciach łączących wiele elementów pomiarowych, sterowników, regulatorów, czy te\

komputerów.
Ze względu na architekturę sterowniki PLC dzieli się na:
 kompaktowe,
 modułowe.
Sterowniki kompaktowe nale\
Ä… do tzw. rodziny Micro (np. GE Fanuc, Easy)
i charakteryzują się sztywną architekturą i małymi wymiarami. W jednej obudowie znajduje
się tu zasilacz, CPU oraz niewielka liczba wejść i wyjść cyfrowych, rzadziej analogowych.
Czasem występuje tak\
e wejście szybkiego licznika. Przeznaczone są głównie do sterowania
niewielkimi urzÄ…dzeniami lub aparatami.
Poni\
ej (rys.36) przedstawiony został jeden z reprezentantów tej rodziny.
Sterownik ten zasilany jest napięciem 24V DC i ma zegar czasu rzeczywistego, wyświetlacz
i klawiaturÄ™ umo\
liwiajÄ…cÄ… programowanie bez programu na PC  ta. Wyposa\
ony jest
w oprogramowanie opcjonalne EASY-SOFT lub EASY-SOFT-PRO i kabel do połączenia
z PC-tem: EASY-PC-CAB. Mo\
liwe jest dołączanie rozszerzeń we/wy.
 Zasilanie  24VDC
 Liczba wejść cyfrowych 24 VDC  12
 Liczba wejść analogowych 0-10VDC  2
 Liczba wyjść tranzystorowych 24VDC  8
 Dostępnych linii programu  121
 Elementów w linii programu  4
Rys. 36. WyglÄ…d sterownika serii EASY [5]
W przypadku zło\
onych zadań sterowania o głębokości przetwarzania powy\
ej 100
DI/DO najczęściej wykorzystuje się sterowniki o budowie modułowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Do zamontowania takiego sterownika niezbędna jest płyta łączeniowa (CPU baseplate),
zwana tak\
e kasetą (rack), która posiada gniazda (slots) do podłączenia wybranych modułów,
w tym dwóch niezbędnych: zasilacza PWR (PoWeR Supply) oraz modułu jednostki centralnej
CPU. Zasilacz nale\
y podłączyć do z
ródła napięcia 120/240 VAC, ale często te\
stosuje siÄ™
zasilacze podłączone do z
ródła 12/24/48 VDC. Pozostałe gniazda mo\
na wykorzystać do
włączenia innych modułów sterownika. Najnowsze konstrukcje zakładają instalowanie
modułów bezpośrednio na szynie monta\
owej DIN i Å‚Ä…czenie ich ze sobÄ… Å‚Ä…czami
zatrzaskowymi. Podstawowe moduły, najczęściej wykorzystywane, to:
 moduły wejść i wyjść dwustanowych DI, DO;
 moduły wejść i wyjść analogowych AI, AO;
 moduł szybkiego licznika HSC (High  Speed Counter) do obsługi wejść dwustanowych
zmieniajÄ…cych siÄ™ zazwyczaj nie szybciej ni\
100 kHz, a pochodzących najczęściej
z tzw. enkoderów, generujących impulsy o liczbie proporcjonalnej do obrotu
obsługiwanej osi;
- moduł pozycjonowania osi APM (Axis Positioning Module), który zapewnia obsługę
sygnałów generowanych przez enkodery z mo\
liwością doboru profilu prędkości oraz
ograniczenia przyspieszeń dla łagodnego rozruchu i zatrzymywania napędów, zasilanych
przez przetwornice częstotliwości;
 moduł komunikacyjny CCM (Communications Coprocessor Module) z dwoma łączami
szeregowymi RS-232 i RS-422/485 z określonymi protokołami komunikacyjnymi;
 moduł komunikacyjny sieci sterownikowych do połączenia sterowników w sieci lokalnej;
 moduł kontrolera sieci do zapewnienia dodatkowych funkcji kontrolnych sieci;
 moduł komunikacyjny sieci Ethernet, który stanowi łącze między sterownikami i siecią
Ethernet TCP/IP LAN;
 moduł programowalnego koprocesora PCM (Programmable Coprocessor Module),
wyposa\
ony zwykle w koprocesor, pamięć EPROM i podtrzymywaną bateryjnie pamięć
RAM. Umo\
liwia on programowanie funkcji specjalnych w językach wy\
szego poziomu
MegaBasic lub w języku C. Moduł posiada łącza szeregowe i mo\
e być wykorzystywany
do programowania niestandardowych protokołów komunikacyjnych. Często te\
spełnia
funkcje buforowania przetworzonych danych.
Przykładem sterownika modułowego mo\
e być produkt firmy SIEMENS, sterownik
SIMATIC S7-400 (rys. 37). Mo\
e on być stosowany do realizacji skomplikowanych funkcji
sterowania oraz do automatyzacji du\
ych obiektów technologicznych. S7-400 dostępny jest
w dwóch wersjach, w wersji standardowej i odpornej na uszkodzenia   fault tolerant .
Rys. 37. WyglÄ…d sterownika SIMATIC S7  400 f-my SIEMENS
Charakterystyka S7-400
 max. liczba I/O cyfrowych: 131056/131056
 max. liczba I/O analogowych: 8192/8192
 max. pamięć programu: 4 Mbytes
 komunikacja: MPI, PROFIBUS, Ethernet
 bardzo krótki czas wykonania instrukcji
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
 konstrukcja bez wentylatora
 du\
y wybór procesorów, modułów I/O, opcji komunikacyjnych, modułów funkcyjnych
 mo\
liwość pracy wieloprocesorowej
 interfejsy do systemów IT i sieci WWW
Zasada działania sterowników PLC
Podstawową zasadą pracy sterowników jest praca cykliczna (rys.38), w której sterownik
wykonuje kolejno po sobie pojedyncze rozkazy programu w takiej kolejności, w jakiej są one
zapisane w programie. Na poczÄ…tku ka\
dego cyklu program odczytuje "obraz" stanu wejść
sterownika i zapisuje ich stany (obraz wejść procesu). Po wykonaniu wszystkich rozkazów
i określeniu (wyliczeniu) aktualnego dla danej sytuacji stanu wyjść, sterownik wpisuje stany
wyjść do pamięci będącej obrazem wyjść procesu, a system operacyjny wysterowuje
odpowiednie wyjścia, sterujące elementami wykonawczymi. Tak więc wszystkie połączenia
sygnałowe spotykają się w układach (modułach) wejściowych sterownika, a program śledzi
ich obraz i reaguje zmianą stanów wyjść w zale\
ności od algorytmu.
.
W cyklu wykonywane są następujące
działania:
1. Inicjacja cyklu.
2. Czytanie sygnałów wejściowych.
3. Wykonanie programu u\
ytkownika.
4. Aktualizacja sygnałów wyjściowych.
5. Transmisja danych.
6. Komunikacja systemowa.
7. Wykonanie funkcji diagnostycznych.
Rys. 38. Fazy cyklu programowego sterownika PLC [7]
Konstrukcja mechaniczna
Integralnymi elementami S7-400 sÄ…: magistrala komunikacyjna  backplane , zasilacz,
procesor CPU z interfejsami komunikacyjnymi do modułów rozproszonych, moduły
sygnałowe do obsługi wejść i wyjść dwustanowych oraz analogowych, procesory
komunikacyjne, moduły funkcyjne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Schemat blokowy sterownika PLC
Sterownik PLC zawiera (rys. 39):
 jednostkÄ™ centralnÄ…  procesor (CPU),
 pamięć programu,
 układy wejścia i wyjścia (WE/WY).
System operacyjny określa sposób przydziału zasobów pamięci sterownika, dzieląc
dostępną pamięć systemu na trzy klasy:
Pamięć danych u\
ytkownika  dla zmiennych danych, które podlegają modyfikacji
w trakcie wykonywania programu.
Pamięć konfiguracji systemu  do przetwarzania tablic danych systemu takich jak mapa
WE/WY i wartości nastaw sterownika. Informacja o konfiguracji określa następujące
zagadnienia:
 tryb pracy sterownika PLC  tj. samodzielna jednostka centralna, lub jako rozszerzenie;
 parametry portów komunikacyjnych PLC;
 liczbę i zakres obszarów pamięci WE/WY (I/O) obsługiwanych PLC.
Pamięć programu u\
ytkownika  w której jest tworzony i poddawany edycji program
logiczny. Pamięć programu u\
ytkownika jest podzielona na dwa segmenty:
 układ logiczny drabinkowy przeznaczony do zastosowań standardowych;
 układ logicznego podprogramu.
Rys. 39. Struktura zespołów funkcjonalnych sterownika [7]
W jednostce centralnej znajduje się równie\
pamięć Flash, w której rezyduje system
operacyjny sterownika PLC. Zawartość pamięci Flash nie wymaga podtrzymania bateryjnego.
System operacyjny znajdujący się w pamięci Flash stanowi zbiór programów
nadzorczych, które określają to\
samość sterownika PLC poprzez:
 określenie języka, w którym napisano program u\
ytkowy  np. logika drabinkowa;
 przydzielenie zasobów pamięci jednostki centralnej określonym celom, określenie
struktury, w jakiej sterownik PLC przechowuje w pamięci dane i operuje nimi.
Sterownik PLC mo\
e zostać skonfigurowany do pracy w jednym z trzech trybów:
 tryb samodzielny  sterownik działa jako wydzielony programowalny system sterowania
zarządzający własnym kompletem wejść/wyjść;
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
 tryb centralny  sterownik działa jako jedyny sterownik w połączeniu rozszerzającym
WE/WY, którego jednostka centralna CPU mo\
e zarządzać zasobem WE/WY nale\
Ä…cych
do wszystkich połączonych ze sobą sterowników;
 tryb podporządkowany  sterownik działa jako sterownik w połączeniu rozszerzającym
WE/WY, który zezwala, aby niektóre albo wszystkie jego WE/WY były dostępne
i zarządzane przez sterownik centralny uczestniczący w połączeniu.
Pamięć systemowa zawiera zmienne, nazywane tak\
e operandami, na których
wykonywane sÄ… operacje programu. Zmienne te zbierane sÄ… w wydzielone obszary, nazywane
obszarami operandów. Wielkość tych obszarów zale\
y od zastosowanego CPU.
Operandy CPU:
 zmienne wejściowe  I (ang. Input): dostarczane jako argumenty przetwarzania
programowego przez moduły wejściowe,
 zmienne wyjściowe  Q (ang. Quit): argumenty u\
yte w celu zwrócenia wyniku
przetwarzania programowego przez moduły wyjściowe,
 zmienne markujące  M (ang. Marker): zmienne wewnętrzne informujące o stanie
przetwarzania,
 zmienne czasowe  T (ang. Timer): generowane przez bloki funkcyjne wykorzystywane
do realizacji uwarunkowań czasowych lub odmierzania czasu,
 zmienne licznikowe  C (ang. Counter): przetwarzane przez bloki funkcyjne realizujÄ…ce
programowo liczenie zdarzeń (dodawanie i odejmowanie).
Rys. 40. Schemat podłączeń wejść [10]
Część wejściowa sterownika podzielona jest na moduły obejmujące przewa\
nie 8, 16
lub 32 wejść binarnych (rys.40). Moduł wejściowy zawiera układy elektroniczne,
zamieniające sygnały pochodzące z urządzeń zewnętrznych na sygnały logiczne akceptowane
przez sterownik. Mogą to być, np. dzielniki napięć z dodatkowymi filtrami RC dla tłumienia
zakłóceń. Moduły wejść prądu stałego wyposa\
one są dodatkowo w diody chroniące właściwą
polaryzację (najczęściej  ze wspólnym plusem ), a moduły wejść prądu przemiennego
 w mostkowe układy prostownicze.
Dla izolacji potencjałowej obwodów wejściowych i magistrali sterownika stosowane są
optoizolacje (fotodioda  fototranzystor). Stan poszczególnych bitów bufora danych modułu
wejściowego sygnalizowany jest diodami LED. Multiplekser sterowany jest przez dekoder
adresów.
Część wyjściowa sterownika podzielona jest te\
na moduły obejmujące 8 lub 16 wyjść
binarnych (rys. 41). Moduł wyjściowy zawiera układy wzmacniające, np. łącznik
tranzystorowy dla obwodów wyjściowych prądu stałego (np. 24VDC, 200 mA) lub łącznik
triakowy dla bezpośredniego wysterowania obwodów wyjściowych z obcią\
eniem prÄ…dowym,
indukcyjnym i pojemnościowym (np. 50 Hz, 230 VAC).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
Rys. 41. Schemat podłączeń wyjść [10]
Stan poszczególnych wyjść modułu określa demultiplekser sterowany przez CPU
sterownika. W dekoderze adresów zostaje odkodowany adres wybranego przez mikroprocesor
wyjścia i odpowiednia wartość binarna przesłana z magistrali danych przez demultiplekser do
układów wyjściowych modułu.
Podstawowe funkcje sterownikowe
Funkcje logiczne
Podstawowymi operatorami słu\
Ä…cymi do realizacji funkcji logicznych sÄ… operatory:
I (AND)  koniunkcji, LUB (OR)  alternatywy, NIE (NOT)  negacji, TAK
 powtórzenia (rys. 15). Operacje zapisywane są symboliką językową:
 FBD (Function Block Diagram)  język schematów blokowych;
 LD (Ladder Diagram)  język schematów drabinkowych;
 IL (Instruction List)  język list instrukcji.
Rys. 42. Podstawowe operacje logiczne w zapisie symbolicznym [10]
Przerzutniki SR i RS
Przerzutniki bistabilne SR i RS zostały zaliczone do funkcji przekaz
nikowych (relay
functions), poniewa\
sÄ… one realizowane w drabinkowym schemacie za pomocÄ… pary cewek
sprzÄ™\
onych: S (Set  ustawiajÄ…ca) i R (Reset  kasujÄ…ca) przypisanych do jednej zmiennej
binarnej. Cewki te mogą być tak\
e z zapamiętywaniem stanu (retentive set coil, retentive reset
coil). Ró\
nica w działaniu przerzutników SR i RS objawia się tylko wtedy, gdy oba wejścia
w realizacji obu przekaz
ników polega na zmianie kolejności obwodów. Stan obwodu
póz
niejszego w realizacji (ni\
szego w schemacie drabinkowym) jest dominujÄ…cy (rys.43).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
Rys. 43. Realizacja funkcji przerzutnika stanu markera M 0.0: a) SR, b) RS [10]
Operacje wprowadzania i przekazania
Operator wprowadzania umo\
liwia przepływ informacji z pamięci do akumulatora
(akumulatory to dwa rejestry procesora specjalnego przeznaczenia, wykorzystywane jako
pamięć pośrednia, gdzie znajdują się wartości argumentów, na których procesor ma wykonać
operacje i do tych rejestrów procesor wpisuje wyniki wykonanych operacji).
W trakcie wprowadzania odpowiedni obszar pamięci jest kopiowany do pierwszego
akumulatora. Jednocześnie poprzednia wartość pierwszego akumulatora jest kopiowana do
druiego akumulatora. Poprzednia zawartość drugiego akumulatora jest tracona. Obszar
pamięci, z którego ma być wykonane kopiowanie jest wskazywany przez argument operatora
wprowadzenia (np. L IW 10, co oznacza: wprowadz
dziesiąte słowo wejść). W przypadku
wprowadzenia obszaru, który nie wypełnia w całości akumulatora pozostałe bity zostają
wypełnione zerami. Operator przekazania umo\
liwia przepływ informacji z akumulatora do
pamięci. W trakcie przekazania zawartość akumulatora 1 jest kopiowana do odpowiedniego
obszaru pamięci. Obszar pamięci, do którego ma być skopiowana zawartość akumulatora jest
wskazywany przez argument operatora przekazania (np. T QW 7, co oznacza: przekazanie do
siódmego słowa wyjść). Symbole operacji wprowadzania i przekazania przedstawia rys. 44.
Rys.44. Symbole operacji: a) wprowadzania, b) przekazania [10]
Detekcja zbocza sygnału
Za pomocÄ… detekcji zbocza mo\
na uchwycić zmiany stanu sygnału. Zbocze narastające
występuje przy zmianie wartości zmiennej logicznej z 0 na 1, w przeciwnym przypadku
występuje zbocze opadające. Detekcja zbocza mo\
liwa jest zarówno na wyniku operacji
logicznej jak i na operatorze (w tym przypadku wynik detekcji poprzedza wykonanie operacji
logicznej). Elementy wykorzystywane dla detekcji przedstawia rys. 45.
Elementy detekcji mo\
na wykorzystać równie\
do pamiętania wartości sygnałów.
Rys. 45. Elementy detekcji zbocza sygnału [10]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
Czasomierze
Zale\
ności czasowe (rys. 46) mo\
na programować za pomocą następujących operatorów:
SP  czasomierz impulsowy ( Pulse Timer),
SE  czasomierz impulsowy z przedłu\
eniem
(Extended Pulse Timer),
SD  czasomierz załączający z opóz
nieniem
(On-Delay Timer),
SS  czasomierz załączający z opóz
nieniem
z zapamiętaniem (Stored On-Delay Timer),
SF  czasomierz wyłączający z opóz
nieniem
(Off-Delay Timer),
R  zerowanie czasomierza.
Rys. 46. Funkcje czasowe (TV  wartość czasu)
Czasomierz zostaje uruchomiony po zmianie wyniku operacji logicznej poprzedzajÄ…cej
operator startu. Czasomierz wyłączający z opóz
nieniem (SF) odmierza czas, gdy wynik
operacji logicznej zmienia się z 1 na 0 (zbocze opadające), wszystkie pozostałe  gdy zmienia
się z 0 na 1 (zbocze narastające). Wartość odmierzanego czasu wprowadzana jest do
czasomierza argumentem TV (Time Value).
Liczniki
Funkcje liczÄ…ce, nazywane w technice sterownikowej licznikami, umo\
liwiajÄ… liczenie
impulsów. Licznik opisywany jest  w symbolicznej komórce  nazwami operatorów wejść
i wyjść (rys. 47). Adresuje się w postaci absolutnej lub symbolicznej, np. C4 lub  Liczba
elementów 1 .
Rys. 47. Licznik  funkcje [10]
Znaczenie wejść i wyjść: CU (Count Up)  licz w górę; CD (Count Down)  licz w dół;
PV (Programmed Value)  wprowadzona początkowa wartość liczenia np. C#50;
S (Set)  ustawienie licznika; R (Reset)  zerowanie licznika; CV/CV_BCD (Count Value) 
bie\
ąca wartość licznika w kodzie BCD lub binarnym ; Q  status licznika (wartość Q=1, jeśli
bie\
ąca wartość licznika jest większa ni\
0). Przykładowy diagram pracy licznika ukazuje
rys. 48.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
Rys. 48. Diagram pracy licznika [10]
Rys. 49 ukazuje zapamiętanie wartości liczbowej 5 w MW 10 (= MB 10 i MB 11).
Rys. 49. Zapamiętanie wartości liczbowej [10]
Wyjaśnienie:  W oznacza słowo (ang: Word), czyli 16-bitową liczbę całkowitą,
zapisaną w kodzie dopełnienia do dwóch i znajdującą się w zakresie od  32768 do +32767.
Musi ona być zapisana w dwóch bajtach. Jeśli wskazujemy dla wartości 5 adres 10, to
zarezerwowane zostaną dwa bajty: jeden na młodszy bajt, drugi na starszy bajt słowa. W tym
przypadku adresem starszego bajtu jest 10, adresem młodszego bajtu jest 11. W bajcie 11
zostanie wpisana binarnie 5, czyli 00000101.
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie główne zadania realizuje sterownik?
2. Jakie działania cyklicznie wykonuje sterownik?
3. Jakie podstawowe moduły zawiera sterownik?
4. Co zawiera pamięć systemowa CPU sterownika?
5. Do czego słu\
y moduł szybkich liczników sterownika?
6. Do jakich trybów pracy skonfigurować mo\
na sterownik?
7. Jakie układy elektroniczne zawiera moduł wejściowy?
8. Jak realizowane sÄ… funkcje przekaz
nikowe w sterowniku?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zapoznaj się z budową, działaniem i danymi technicznymi modułów we/wy sterownika.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z opisem sterownika wskazanego przez prowadzącego,
2) narysować schemat budowy i działania sterownika,
3) przeanalizować mo\
liwości modułów wejściowych i wyjściowych sterownika.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 dokumentacja techniczna wskazanego sterownika,
 literatura zgodnie z punktem 6.
Ćwiczenie 2
Zapoznaj siÄ™ ze strukturÄ… funkcjonalnÄ… sterownika.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) poznać podstawowe bloki funkcyjne sterownika wskazanego przez prowadzącego,
2) poznać metodę parametryzacji czasomierzy i liczników sterownika.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
 dokumentacja techniczna wskazanego sterownika,
 komputer PC, z odpowiednim dla sterownika oprogramowaniem.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić przeznaczenie podstawowych modułów sterownika?
1
1

2) wyjaśnić zasadę działania sterowników PLC?
1
1

3) scharakteryzować realizację operacji wprowadzania i przekazywania
danych? 1
1

4) rozró\
nić i realizować operacje czasowe procesu z u\
yciem
sterownika? 1
1

5) rozró\
niać i realizować operacje licznikowe sterownika?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Test zawiera zadania z poziomu podstawowego oraz ponadpodstawowego i te mogÄ…
przysporzyć Ci trudności, gdy\
sÄ… one na poziomie wy\
szym ni\
pozostałe.
- zadania 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 sÄ… poziomu
podstawowego,
- zadania 5, 19, 20, sÄ… poziomu ponadpodstawowego.
7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
9. Na rozwiÄ…zanie testu masz 60 minut.
Powodzenia!
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Na rysunku przedstawiono symbol czujnika
a) optycznego.
b) kontaktronowego.
c) indukcyjnego.
d) pojemnościowego.
2. Przedstawiony na rysunku do zadania 1 czujnik zareaguje na pojawienie siÄ™ w jego polu
działania przeszkody wykonanej
a) ze szkła.
b) z porcelany.
c) z metalu.
d) z gumy.
3. Zjawisko gaszenia łuku nie występuje w
a) bezpiecznikach.
b) odłącznikach.
c) rozłącznikach.
d) wyłącznikach.
4. Rozruchu silnika klatkowego nie przeprowadzimy za pomocÄ…
a) autotransformatora.
b) przełącznika gwiazda  trójkąt.
c) przeciwwłączenia.
d) włączenia rezystancji.
5. Rysunek przedstawia charakterystyki mechaniczne Ém = f(M) czterech silników
elektrycznych. Silnikowi szeregowemu prądu stałego odpowiada charakterystyka
oznaczona numerem
Ém
ÉmN
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
MN M
6. Maszyna zamieniajÄ…ca energiÄ™ mechanicznÄ… na energiÄ™ elektrycznÄ… to
a) twornik.
b) prÄ…dnica.
c) magneśnica.
d) silnik elektryczny.
7. Transformator jest to urządzenie słu\
Ä…ce do
a) podwy\
szania lub obni\
ania napięcia.
b) zamiany prądu przemiennego na prąd stały.
c) wytwarzania siły elektromotorycznej.
d) wytwarzania siły elektrodynamicznej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
8. Silnik elektryczny słu\
y do
a) wytwarzania siły elektrodynamicznej.
b) wytwarzania siły elektromotorycznej.
c) zmiany napięcia.
d) zmiany natÄ™\
enia prÄ…du.
9. Do silników prądu stałego nie nale\
y:
a) silnik szeregowy.
b) silnik bocznikowy.
c) silnik klatkowy.
d) silnik z magnesami trwałymi.
10. Do silników prądu przemiennego nie nale\
y
a) silnik szeregowo-bocznikowy.
b) silnik pierścieniowy indukcyjny.
c) silnik klatkowy.
d) silnik komutatorowy.
11. Normalny stan pracy transformatora to stan
a) wzbudzenia.
b) jałowy.
c) obciÄ…\
enia.
d) zwarcia.
12. W urządzeniach rozruchowych trójfazowych silników klatkowych u\
ywane sÄ…
a) transformatory bezpieczeństwa.
b) autotransformatory.
c) przekładniki prądowe.
d) przekładniki napięciowe.
13. Podstawą fizyczną działania prądnicy jest
a) indukcja elektromagnetyczna.
b) indukcja magnetyczna.
c) samoindukcja.
d) indukcja wzajemna.
14. Typ silnika podany na tabliczce znamionowej określa
a) zasadę działania silnika.
b) moc znamionowÄ… silnika.
c) napięcie znamionowe silnika
d) moment znamionowy.
15. W pomieszczeniach o du\
ej wilgotności powietrza powinien być ustawiony silnik
o obudowie
a) otwartej.
b) chronionej.
c) zamkniętej.
d) głębinowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56
16. Zakłócenie w pracy silnika polegające na długotrwałym wzroście prądu płynącego przez
jego uzwojenia to
a) zwarcie międzyfazowe.
b) przeciÄ…\
enie.
c) zwarcie doziemne.
d) zwarcie międzyzwojowe.
17. Do ochrony silnika przed zwarciem stosuje siÄ™
a) styczniki.
b) wyzwalacze termobimetalowe.
c) przekaz
niki cieplne.
d) wyłączniki nadmiarowo-prądowe.
18. Potencjometr słu\
y jako przetwornik
a) temperatury.
b) ciśnienia.
c) poło\
enia.
d) siły.
19. W skład mikrosterownika nie wchodzi
a) procesor.
b) wyłącznik nadprądowy.
c) pamięć.
d) przetwornik.
20. Układem regulacji jest
a) układ, w którym występuje urządzenie sterujące.
b) układ sterowania programowego.
c) zamknięty układ sterowania.
d) układ, w którym rolę decyzyjną pełni człowiek.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
57
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
Stosowanie układów sterowania i regulacji
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
58
6. LITERATURA
1. Bolkowski S. Elektrotechnika.WSiP, Warszawa 1993
2. Brzóska J.: Regulatory cyfrowe w automatyce, MIKOM, Warszawa 2002.
3. Hörnemann E., Hübscher H., Klaue J., Schierack K., Stolzenburg R.: Elektrotechnika.
Instalacje elektryczne i elektronika przemysłowa. WSiP, Warszawa 1998
4. Jabłoński W. Płoszajski G. Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1996
5. Katalogi łączników, silników elektrycznych, elementów półprzewodnikowych ró\
nych
firm
6. Komor Z.: Pracownia automatyki. WSiP, Warszawa 1996.
7. Legierski T., Wyrwał J., Kasprzyk J.,Hajda J.: Programowanie sterowników PLC,
Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 1998.
8. Nowicki J. Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla zasadniczych szkół
nieelektrycznych. WSiP, Warszawa 1999
9. Poradnik elektryka. Praca zbiorowa. WSiP, Warszawa 1995
10. Schmid Dietmar: Mechatronika, REA, Warszawa 2002.
11. Szenajch W., Koprzywa W., Sawicki L.: Pneumatyka i hydraulika maszyn
technologicznych. Wydawnictwo PWN, Warszawa 1990
12. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT, Warszawa 1997.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
59