Ćwiczenie 1)

Układy przełączające oparte na elementach stykowych

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie:

a) budowy, zasady i podstawowych parametrów działania przekaźników elektromagnetycznych,

b) sposobów realizacji układów przełączających charakterystycznych dla techniki stykowej,

c) wpływu minimalizacji funkcji logicznych na prostotę połączeń elektrycznych układów automatyki.

Zakres niezbędnych wiadomości teoretycznych:

Przed przystąpieniem do ćwiczeń należy wykazać się znajomością:

a) podstawowych pojęć z zakresu łączników, w tym: przekaźników, styczników, kontaktronów i układów sterowania automatycznego,

b) zasad rysowania schematów logicznych i elektrycznych (obowiązująca symbolika jest podana w [12, 13]),

c) dwuelementowa algebra Boole'a [12, 13],

d) zasad syntezy układów kombinacyjnych (minimalizacja funkcji logicznych metodą Karnaugha)
[12, 13].

Opis stanowiska lab:

Stanowisko składa się z:

- zestawu przekaźników różnych typów - bezzwłocznych, kontaktronów, przekaźnika czasowego,

- zasilaczy,

- drobnego osprzętu elektrycznego - przewodów, lampek kontrolnych, trójników i in.

Przekaźniki używane w ćwiczeniu zamontowane są na płytce montażowej, na której znajdują się zaciski połączone ze stykami roboczymi przekaźników oraz zaciski ich cewek napędowych. Wyprowadzenia te służą do realizacji zadanych funkcji logicznych. Efekt działania i prawidłowego montażu można obserwować za pomocą włączonej w obwody elektryczne lampki kontrolnej Z (jej świecenie oznaczać będzie logiczną jedynkę, a brak świecenia logiczne zero). Lampki kontrolne symulują w naszym przypadku elementy wykonawcze układu automatyki. Napięcia zasilania przekaźników użytych do ćwiczeń i lampek kontrolnych nie przekraczają 24V. Sygnałami wejściowymi układów automatyki są napięcia podawane na cewki przekaźników (brak napięcia xi = 0, jest napięcie xi = 1). Realizację podstawowych funkcji logicznych za pomocą przekaźników ograniczymy do kilku przypadków, a mianowicie: negacji NOT, alternatywy OR (sumy), koniunkcji AND (iloczynu), sumy zanegowanej NOR, iloczynu zanegowanego NAND, układu podtrzymania. Opis i sposób łączenia przekaźników można znaleźć w podręcznikach [3, 7,12, 13].

Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie składa się z trzech części:

1. Zidentyfikować wybrane przekaźniki przez określenie podstawowych parametrów tych przekaźników:

- typu, napięcia znamionowego,

- napięcia załączania i wyłączania - histerezy (rys. 1),

Rys. 1 Pomiar histerezy przekaźnika: a) schemat układu, b) wykres histerezy

Histereza łączeniowa przekaźnika określa różnicę między wartościami napięcia załączania i wyłączania zestyków przekaźnika przy stopniowych i monotonicznych zmianach napięcia sterującego na cewce przekaźnika. Histereza gwarantuje jednoznaczność stanu zestyków (0 lub 1) przy określonym napięciu sterowania.

2. Zrealizować podstawowe funkcje logiczne:

- negacji (NOT),

- alternatywy (OR),

- koniunkcji (AND),

- negacje: alternatywy (NOR) oraz koniunkcji (NAND).

Należy sporządzić tablice stanów dla powyższych funkcji logicznych i sprawdzić poprawność działania zrealizowanych układów.

3. Połączyć za pomocą wybranych przekaźników układ automatyki realizujący zadaną funkcję logiczną lub spełniający zadanie sformułowane przez prowadzącego ćwiczenie.

Wykonanie powyższych zadań musi być poprzedzone analizą zagadnienia (ewentualnie minimalizacją funkcji logicznej) oraz narysowaniem schematów logicznych i elektrycznych koniecznych układów. Schematy logiczne należy sprawdzić wstępnie bez załączania napięcia.

Uwaga. Na włączenie napięcia zasilającego wymagana jest zgoda prowadzącego zajęcia.

Sprawozdanie:

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:

- wykres histerezy napięciowej wskazanego przekaźnika

- tabelę z danymi pomiarowymi zebranymi podczas badania histerezy

- schematy logiczne i elektryczne podstawowych funkcji logicznych

NOT, OR, AND, NOR, NAND

- słowny lub algebraiczny opis zadanej funkcji logicznej,

- minimalizację modelowanej funkcji (siatka Karnaugha).

- schemat elektryczny zrealizowanej funkcji

- wnioski dotyczące zagadnień związanych z elementami i układami stykowymi

Politechnika Poznańska

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Podstawy Automatyki - laboratorium

Ćw. 1: Układy przełączające oparte na elementach stykowych

zasilacz

zasilacz

U

Przekaźnik

U_O

a)

X

X

1

0

U_W

U_Z

U

H

b)

---