1. Rodzaje sygnałów w automatyce.

• Ciągłe - analogowe

• Opis: równanie różniczkowe

• Transmitancja operatorowa

• Przekształcenie Laplace'a

• Sygnał przyjmuje dowolną wartość z zakresu

• Cyfrowe

• Zapisywane w postaci liczb skończonych

• Binarne

• Opis: tabela prawdy, graf, przebieg czasowy

• Dwustanowe

• Funkcje boolowskie

• Minimalizacja

• Zasilanie układów automatyki.

Układy automatyki: 24 VDC

• Czujniki

• Przyciski, Przełączniki

• Silniczki, Lampki

• Sterowniki (5V)

• Przekaźniki

• Styki, 230 VAC

• Układy wykonawcze

• Żarówki

• Małe silniki

• Elektromagnesy

• El. grzejne

• Styczniki

• Styki 3-fazowe, 3 x 400 VAC

• Układy mocy

• Silniki

• Grzałki

• Napędy

• Przetwornik A/C i C/A - parametry i działanie.

A/C Zamienia sygnał analogowy, zwykle w postaci napięcia, na ciąg liczb, które odpowiadają wartości napięcia w danej chwili czasu, podawanych na wyjście co określony czas. Liczby zapisywane w kodzie binarnym lub BCD.

Parametry:

• Zakres napięć podlegających przetwarzaniu,

• Czas przetwarzania,

• Rozdzielczość.




C/A Zamienia sygnał cyfrowy na analogowy w postaci napięcia.

4. Próbkowanie (Twierdzenie Kotielnikowa-Shannona, wykres)

Twierdzenie: Sygnał ciągły może być ponownie odtworzony z sygnału dyskretnego, jeśli był próbkowany z częstotliwością co najmniej dwa razy większą od granicznej częstotliwości swego widma Podział, rodzaje sterowników.

Wykres:

???????????

5. Sterownik cyfrowy - budowa.




6. Budowa blokowa PLC - podłączenie.




7. Zapis sygnałów w kodowaniu BCD, binarnym

Kod binarny BCD

• 0000 791

• 0001

• 0010 7 0111

• 0011 9 1001

• … 1 0001

…

7 0111

15 1111

8. Moduły PLC.

• Wejścia/wyjścia cyfrowe,

• Wejścia/wyjścia analogowe,

• Kontrolery temperatury,

• Moduły kontroli pozycjonowania,

• Kontrolery silników krokowych,

• Moduły PID,

• Moduły fuzzy logic,

• Moduły częstotliwości radiowych,

• Moduły komunikacyjne (Internet)

9. Schemat wejść i wyjść binarnych sterowników PLC.

Wejście




Wyjście








10. Podział modułów (elementów) wejść i wyjść do PLC.

• Wyjścia dyskretne binarne - podłączamy czujniki (0 - 3V)

• Wyjścia dyskretne binarne - podłączamy najpierw przekaźniki, którymi można włączać: silniki, lampy, elektrozawory; najczęściej zwykłe przekaźniki (230V AC przy 1A), aby więcej przekaźniki większej mocy lub styczniki

• Wejścia analogowe - 0-10V lub 0-5V na liczby 8-bitowe, 10,12 bitowe zapisywane w kodzie binarnym lub BCD

11. Układ sekwencyjny z przewagą kasowania.

12. Układ sekwencyjny z przewagą „set”.

13. Układ powodujący przesuwanie się elementu na taśmociągu (fundament automatyki).

14. Realizacja pamięci na przekaźnikach.

15. Wykonywanie instrukcji w sterowniku PLC (opis).

W sterowniku wszystkie instrukcje są wykonywane kolejno jedna po drugiej i linia po linii zaczynając od góry. Czas wykonania instrukcji jest rzędu mikrosekund. Ponieważ programy mają od kilkuset do kilku tysięcy linii, to wykonanie programu sięga od kilkunastu, do kilkudziesięciu mikrosekund. Może się zdarzyć, że dana instrukcja jest wykonywana na początku i na końcu programu. Mogłoby to oznaczać błędne działanie programu sterującego, dlatego w sterownikach na początku programu odczytywany jest stan wszystkich wejść i wyjść i zapisywane są w pamięci.

16. Parametry PLC.

17. Czujniki bezkontaktowe indukcyjnościowe - budowa i działanie.







Reagują wprowadzenie metalu strefę czułości czujnika. Eliminują potrzebę kontaktu. Wykrywają jedynie metal.




18. Czujniki bezkontaktowe indukcyjnościowe - parametry.

• Strefa działania:

• Strefa nominalna S_n

• Strefa rzeczywista 0,9 S_n<S_r<1,1 S_n

• Napięcie zasilania 10-30 V (dla układów DC)

• Prąd I_Omax=0,2 A

• Częstotliwość graniczna przełączeń: kilkaset - kilku tysięcy Hz

• Współczynnik redukcji R = S/S_st137 zależy od materiału, który mierzy.




19. Czujniki bezkontaktowe indukcyjnościowe - podłączenie i montaż.


Podłączenie NPN


Podłączenie PNP

Montaż





y>d

20. Języki programowania PLC.

IL, ST oba te języki to języki tzw. literalne - program się pisze

LD - ladder diagram, tutaj w zasadzie rysujesz schemat elektryczny

FBD - function block diagram tu znów można przyrównać do schematu elektronicznego Smile

SFC - sequential function chart

21. Programowanie PLC FBD.

FBD - Function Block Diagram

Metoda FBD wykorzystuje symbole bramek logicznych do programowania oraz inne (np. set, rset, liczniki, timery)

22. Metoda tekstu strukturalnego (ST), używanym do programowania PLC.

Structural Text (ST) - język wysokiego poziomu programowania, np. Basic, Pasca, C. Występują instrukcje przypisania:

- Funkcje takie jak IF, THEN, ELSE

- pętle: FOR, WHILE, UNTIL

23. Metoda grafu sekwencji (SFC).

Sequention graph - Graphset - Program jest zbudowany z kroków (stepów). Każdy krok jest zapisywany w postaci bloków, z każdym blokiem związany jest program, pomiędzy krokami występują kolejne programy o charakterze warunkowym, jeśli warunek jest spełniony, to następuje przejście do następnego kroku. Programy związane z każdym blokiem mogą być pisane w różnych językach. Metoda ta jest stosowana przy dużych programach i przy wykonywaniu wielu operacji na tym samym stanowisku.

24. Mini PLC

Mini PLC, np. LOGO firmy Siemens, który ma kilka wejść i kilka wyjść, wyświetlacz LCD i klawiaturę. Zaimplementowany jest cały system do programowania oraz dwie metody programowania, LD i FBD. Posiada moduł, który przekształca program z jednej metody na drugą.

25. Pomiar prędkości obrotowej - metody.

• Prądnice tachometryczne prądu stałego,

• Prądnice tachometryczne indukcyjne,

• Prądnice tachometryczne synchroniczne.

26. Elektromaszynowy pomiar prędkości obrotowej- prądnica tachometryczna (wykres, opis).

Prądnica tachometryczna prądu stałego to mała prądnica prądu stałego ze wzbudzeniem obcym, lub ze wzbudzeniem magnesem stałym.

W prądnicach tachometrycznych prądu stałego stosowanie szczotek węglowych jest niewskazane ze względu na znaczne wartości napięcia przejścia Up między szczotką a wycinkiem komutatora. Powoduje to przesunięcie charakterystyki wyjściowej i wprowadza błąd nieliniowości tej charakterystyki.





27. Czujniki pojemnościowe (zasada działania, wykrywane materiały).

Cewkę z czujnika indukcyjnego zastąpiono kondensatorem zasilanym z generatora sygnału sinusoidalnego. Kondensator umieszczony jest przed czołem czujnika. Kondensator generuje pole elektryczne sinusoidalne. Wprowadzenie dowolnego materiału powoduje zmianę pojemności kondensatora, co skutkuje zwiększeniem amplitudy oscylacji, co jest wykrywane przez układ elektroniczny i sygnalizowane przez zmianę na wyjściu tranzystora. Układ i podłączenie takie jak w czujniku indukcyjnym, wykrywają wszystkie materiały.

28. Czujniki optyczne.

Emitują światło, a w odbiorniku wykrywają zmianę odbicia lub przejścia. Generują światło podczerwone, modulowane w postaci impulsów, co chroni czujnik przez oddziaływaniami zewnętrznymi. Rodzaje czujników optycznych:

- bariera optyczna, spotykana też w formie linki lub ściany zabezpieczającej człowieka.

- czujniki refleksyjne - światło odbija się od lustra i wraca do odbiornika. Strefa działania do kilku metrów.

- czujniki odbiciowe - wykrywają ciało odbite od przedmiotu, możliwe jest ustawienie progu działania. Wadą jest wpływ oświetlenia zewnętrznego. Sygnał odbity zależy od materiału, czujniki mogą rozróżniać kolory oraz faktury, generowane jest różne napięcie w zależności od koloru.

29. Czujniki wizyjne.

Stosuje się dla celów diagnostyki, szybkie wykrywanie błędów elementów, system podlega uczeniu, wykrywa błędy kształtu, koloru, symboli.

30. Skanery laserowe.

Czujniki laserowe - spójna wiązka światła, posiada duży zasięg, pole przekroju promienia może być rzędu mikrometrów, co pozwala wykryć małe obiekty. Wady: zagrożenie dla wzroku, wrażliwe na drgania i zanieczyszczenie powietrza. Zaletą jest możliwość transmitowania światła poprzez światłowody w trudno dostępne miejsca.

Skanery laserowe - promień lasera omiata przestrzeń wykrywając światło odbite. Przy zastosowaniu modulowania i przesuwania światła odbitego możliwy jest pomiar odległości przedmiotu od czujnika.

31. Czujnik ultradźwiękowy.

Stosowane w miejscach trudnodostępnych. Czujnik wysyła sygnał ultradźwiękowy, zakres do 100kHz, mierzy czas od wysłania do powrotu sygnału odbitego. Wady: strefa martwa przy czole, mała dokładność. Zaletą jest duża strefa działania do kilku metrów. Elementem emitującym dźwięk jest przetwornik piezoelektryczny.

32. Termopara.

Dwa metale spojone na końcu, wykorzystuje zjawisko generowania napięcia w zależności od temperatury. Para nikielchrom i nikielaluminium przy 300C daje 12mV. Zakres pomiarowy od 200 do 1100C, do budowy wykorzystuje się metale szlachetne i inne.

33. Termorezystor.

Wykorzystuje zjawisko zmiany rezystancji materiałów w zależności od temperatury.

Cewka

Demodulator

Komparator

Wzmacniacz

wyjściowy

Obciążenie