Logické řízení =Dvouhodnotové řízení 2.přednáška:
Realizace ovl. obvodů
Řízení elektropohonů Relé, stykače, signálky, koncové kontakty
1. Základní pojmy 2. Logické řízení
Společně se silovými obvody
3. Spojité řízení
Ovládací obvody
Logické řízení =Dvouhodnotové řízení Realizace ovl. obvodů Relé, stykače, signálky, koncové kontakty Logické obvody NAND
Logický obvod NAND :
Logický součin A . B :
Logický součet A + B :
Logické řízení =Dvouhodnotové řízení Realizace ovl. obvodů Relé, stykače, signálky, koncové kontakty Logické obvody NAND PLC Easy relé mikroprocesory
Negace logické proměnné :
Postup při zpracování úlohy logického řízení Zadání úlohy:
slovní popis, co se požaduje
Dopravník má přesunovat do lisu polotovar, pokud je lis připraven. Přítomnost polotovaru na dopravníku je signalizována přerušením paprsku světelné závory B1 signálem b1=0. Je-li polotovar připraven, je uchopen ramenem manipulátoru. Sevření úchopu provede elektromagnet Y1 na základě řídícího signálu y1=1. Sevření úchopu je indikováno signálem s1=1 z bezkontaktního snímače S1. Po uchopení polotovaru se může dát do pohybu rameno manipulátoru pomocí elektromotoru M1 na základě povelu m1=1. Rameno se pohybuje potom do krajní polohy signalizované snímačem S2 pomocí signálu s2=1. Potom může být úchop otevřen (y1=0) a polotovar uvolněn. Potom je zapnut elektromotor M2 zpětného rychloposuvu ramene (m2=1) ukončeného signálem s3=0 koncového spínače S3. Rameno manipulátoru je potom opět v klidové výchozí poloze připraveno k přemístění dalšího polotovaru. Výchozí poloha je indikována světelnou závorou ovládající světelnou signalizaci H1.
Postup při zpracování úlohy logického řízení Zadání úlohy:
slovní popis, co se požaduje
Dopravník má přesunovat do lisu polotovar, pokud je lis připraven. Přítomnost polotovaru na dopravníku je signalizována přerušením paprsku světelné závory B1 signálem b1=0. Je-li polotovar připraven, je uchopen ramenem manipulátoru. Sevření úchopu provede elektromagnet Y1 na základě řídícího signálu y1=1. Sevření úchopu je indikováno signálem s1=1 z bezkontaktního snímače S1. Po uchopení polotovaru se může dát do pohybu rameno manipulátoru pomocí elektromotoru M1 na základě povelu m 1=1. Rameno se pohybuje potom do krajní polohy signalizované koncovým spínačem S2 pomocí signálu s2=1. Potom může být úchop otevřen (y1=0) a polotovar uvolněn. Potom je zapnut elektromotor M2 zpětného rychloposuvu ramene (m 2=1) ukončeného signálem s3=0 koncového spínače S3. Rameno manipulátoru je potom opět v klidové výchozí poloze připraveno k přemístění dalšího polotovaru. Výchozí poloha je indikována světelnou závorou ovládající světelnou signalizaci H1.
1
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy: 1.
krok:
sestavit soupis objektů (komponentů), které se v zadání vyskytují (motory, koncové vypínače, tlačítka, časová relé, signálky a pod.)
Světelná závora Elektromagnet Snímač Elektromotor Spínač Elektromotor Spínač Signálka
B1 Y1 S1 M1 S2 M2 S3 H1
Řešení úlohy: krok:
2.
krok
Rozdělit objekty na: - vstupní (tlačítka, koncové vypínače, kontakty ochran) - výstupní (stykače motorů, signálky) - vnitřní (pomocná relé)
Světelná závora Elektromagnet Snímač Elektromotor Spínač Elektromotor Spínač Signálka
Postup při zpracování úlohy logického řízení
3.
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy:
B1 Y1 S1 M1 S2 M2 S3 H1
vstup
výstup
vstup výstup vstup výstup
vstup
výstup
Vnitřní Vnitřní Vnitřní Vnitřní Vnitřní Vnitřní Vnitřní Vnitřní
KB1 KY1 KS1 KM1 KS2 KB1 KS3 KH1
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy: Sestavit časový sled kroků (sekvencí), 4. krok jak bude technologický cyklus probíhat
Nakreslit „technologické“ schéma s vyznačením jednotlivých objektů
H1
Postup při zpracování úlohy logického řízení
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy: 5. krok
Řešení úlohy pomocí kontaktních obvodů: Nakreslit jednopólové schéma silových obvodů
21
22
6.
krok
21 F1
KM1
KY1 F1 Y1
Nakreslit liniové schéma ovládacích obvodů
KM2
F2 M1
F3
2
KH1
KB1 KB1 S1
F4
KS1 S2
KS3
H1
7
KS2 S3
KS2
KS1 KS2
KM2
KS1
KS2
11 6,8,9, 10,11
KY1 KM1
KS2 4,9, 10 12
KS3
5 6
2,8 8 9
3 4
M2
KB1
B1
1
24
21 22 23
KM1 KS1 KS2
KM2
KS3
24
KH1
KS3 KS3
2,4,6,11
2
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy pomocí logických obvodů:
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy pomocí PLC:
6.
6.
krok
Nakreslit schéma logických obvodů
krok
Napsat program pro PLC
•Posloupnost příkazů •Kontaktní schéma B1
•zápis pomocí rovnic Boolovy algebry
S1
S2
Postup při zpracování úlohy logického řízení Řešení úlohy: 7.
krok • •
Zapojit a odzkoušet (odladit) bez silového napájení se silovým napájením
Typy ovládacích schémat 1.
Obvodová sch.
2.
Liniová sch.
3.
Montážní sch.
4.
Kabelové plány
vystihují částečně i prostorové prostorové uspořádání obvody jsou kresleny v řádku bez ohledu na prostorové umístění a mechanickou vazbu znázorňují prostorové uspořádání objektů a jejich propojení svazky vodičů znázorňují uložení kabelů a jejich zapojení do svorkovnic
Typy logických obvodů dle jejich funkce 1.
ovládací
2.
signalizační
3. 4.
bezpečnostní výstražné
5.
havarijní
slouží k ovládání technologie (zapínají nebo vypínají motory, otvírají nebo zavírají ventily a šoupátka a pod.) slouží k signalizaci stavu (zapínají signálky, ukazatele stavu a apod.) slouží k zabezpečení a ochraně zapínají výstražnou signalizaci (v případě přípustného překročení dovolených hodnot) odstavují zařízení (v případě nedovoleného překročení hodnot)
Značky a označování objektů Objekt Kontakt
Značka
Ruč.spínač
zap vyp zap vyp
Kontakt č.r. zp.zap. zp.vyp.
Ovl.cívka Ovl.cívka Pojistka
čas.r. tavná
Označení K1.1 K1.2 S1 S2 KT1.1 KT2.1 K1 KT1 F1
ČSN IEC 617 – 7.část
3
Roztřídění komponentů pro účely označování A
Roztřídění komponentů pro účely označování
Funkční bloky, sestavy, podsestavy
M
Motory, servomotory
B
Převodníky neelektrických veličin na elektrické a naopak
N
Analogové prvky a jednotky
C
Kondenzátory
P
Měřící přístroje, zkušební zařízení
D
Digitální prvky a zařízení, zpožďovací zař., paměťové prvky
Q
Spínače energetických silových obvodech
E
Různé komponenty
R
Rezistory
F
Jistící a ochranná zařízení
S
Spínače ve sdělovacích a pomocných obvodech
G
Zdroje energie a signálů, napájecí zdroje
T
Transformátory
H
Signalizační zařízení
U
Převodníky elektrických veličin na jiné el.veličiny
K
Elektricky ovládané spínače (relé, stykače)
V
Elektrovakuové a polovodičové součástky
L
Indukčnosti, reaktory a tlumivky
W
Vedení, vlnovody, antény
ČSN IEC 113 – 2
ČSN IEC 113 – 2
Roztřídění komponentů pro účely označování X
Spojovací elektromechanické součástky(svorkovnice)
Y
Elektricky ovládaná mechanická zařízení
Z
Zakončovací články, filtry, omezovače, vyrovnávače
Spojité řízení v elektrických pohonech Akční člen Regulátor
(měnič + elektromotor)
Regulační odchylka
Regulované zařízení (regulovaná soustava)
Měření
+
Skutečná hodnota Žádaná hodnota
ČSN IEC 113 – 2
Spojité řízení v elektrických pohonech
Operátorový přenos
G( p) = GR(s) [FR(p)]
GU(s) [FU(p)]
e(p) reg.odchylka
y(p) akční zásah
GS(s) [FS(p)]
Frekvenční přenos
G( jω ) = Měření
Y ( p) bm ∗ p m + bm−1 ∗ p m−1 + ......... + b0 = U ( p) an ∗ p n + an − 1 ∗ p n − 1 + ......... + a0
Y ( jω ) bm ∗ ( jω )m + bm −1 ∗ ( jω )m−1 + ......... + b0 = U( jω ) an ∗ ( jω )n + an − 1 ∗ ( jω )n − 1 + ......... + a0
+
v(p) regulovaná veličina w(s) řídící veličina
z(p) poruchová v.
Nyquistův diagram
4
Frekvenční přenos
G( jω ) =
Y ( jω ) bm ∗ ( jω )m + bm −1 ∗ ( jω )m−1 + ......... + b0 = U( jω ) an ∗ ( jω )n + an − 1 ∗ ( jω )n − 1 + ......... + a0
Y1
U1 G1(p)
G1 =
U2
Y1 ( p ) U1 ( p)
GO ( p ) =
G2(p)
G2 =
Y2
G3(p)
U3
Y2 ( p ) U 2 ( p)
G3 =
Y3
Y3 ( p ) U 3 ( p)
Y3 ( p ) Y1 ( p ) Y2 ( p ) Y3 ( p ) = ∗ ∗ = U1 ( p ) U 1 ( p) U 2 ( p) U 3 ( p)
= G1 ( p ) ∗ G2 ( p ) ∗ G3 ( p ) Bodův diagram
W +
E
GO(p)
Statické chování
Y
lim g(t ) = lim GC ( p)
-
t →∞
Y (p) GO ( p ) = E( p)
Y (p) Y (p) Y (p) E(p) = = = GC ( p) = W ( p) E( p)+ Y ( p) 1 + Y ( p) E( p) GO ( p ) = 1 + GO ( p )
Dynamické chování
•
t1
rychlost regulace
•
t2
doba regulace
•
Xm
překmit
•
edov
chyba regulace
GC ( p ) =
p→0
Y ( p ) bm ∗ p m + bm−1 ∗ p m− 1 + ......... + b0 = W ( p ) an ∗ p n + an − 1 ∗ p n −1 + ......... + a0
m = n ⇒ lim GC ( p ) = p→0
bm an
m 〈 n ⇒ lim GC ( p) = 0 p→0
Jednoduché typy přenosů regulátorů proporcionální (P)
u
y
G( p) = K P
integrální
u
y
G( p) =
proporcionálně derivační (PD)
u
y
G( p) = K P + pTD
PID regulátor
u
y
(I)
1 pTI
G ( p ) = K P + pTD +
1 pTI
5
Jednoduché typy přenosů zpožďovacích členů dopravní zpoždění
u
y
zpožď.člen 1.řádu
u
y
G ( p ) = K P ∗ e − pTZ
G( p) =
KZ 1 + pTz
Nelinearity omezení
u
y
absolutní hodnota
u
y
komparátor
u
y
komparátor s hysterezí
u
y
6
