16. tétel
Mutassa be a villamos kötések csoportosítását! Sorolja fel a kialakításuk módjait! Határozza meg a jó villamos kötés tulajdonságait! A Villamos kötések csoportosítása: Bontható Rendeltetésszerűen, a kötésben résztvevő elemek károsodása nélkül alkalmas a kapcsolat megszüntetésére, majd újbóli létrehozására.
Nem bontható A kötésben résztvevő elemek csak károsodással képesek a kapcsolat megszüntetésére.
A villamos kötések fogalma: Két áramvezető elem között létrehozott, áramvezetés célját szolgáló kapcsolat. A villamos kötések kialakításának módjai, eszközei: ·
·
·
Szorítócsavaros kötés: o Oldható, erővel záró – kötéskor rugalmas alakváltozás (csavar, huzal) o csavar anyaga: § acél § sárgaréz § bronz Wire-Wrap kötés: o Más néven tekercselt huzalkötés. o Tekercselés elve: § állandó húzóerő mellett tekercselik, húzóerő hatására az élek a huzalba nyomódnak, lehántolják, áttörik az oxidréteg, a tüske élein is, lepattogzik az oxid, fém tiszta felületeken helyi hegedési pontok. o A kapcsolódási keresztmetszetnek mindig nagyobbnak kell lennie, mint a két csatlakozó elem közül a kisebb keresztmetszetének. Minimum 3 belső menet,de inkább 7 menet. Sajtolt kötés: o Más néven lapított kötés. o Gázzáró, mechanikusan szilárd, oldhatatlan kötés. o Vezetékeket egymással, szorítóelem segítségével, például kábelsaruhoz sajtoljuk. o Hátránya: § korrózió érzékeny. o Előnye: § Gazdaságos!
16. tétel ·
·
·
Szorítópapucsos kötés: o Más néven Termi-Point kötés. o Erővel záró kötés, az erőt biztosító elem nem azonos az öszekötendő elemek egyikével sem, csak a jó rugózás a követelmény. o A konstrukció költséges, bonyolult, rendkívül megbízható, több-erű vezeték is szerelhető. o Keresztmetszete: § Tüske § Téglalap o Szorítópapucs anyaga: § Rugóanyaga § Foszforbronz § Ónbronz Lágyforrasztás: o Lágyforrasztás hőmérséklete 450 C-ig. o Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a forrasztott kötésnek nem kell nagy szilárdsággal rendelkeznie. o Forrasztás előnyei: § Forrasztással a legtöbb fém valamint üveg és kerámia is összeköthető. § Eltérő falvastagságú alkatrészek kapcsolható egybe. § A forrasztási hőmérséklet sokkal alacsonyabbak, mint a hegesztés hőmérséklete, ezért a hőmérsékletből adódó feszültség, illetve az elhúzódás is kisebb, o Forrasztás hátrányai: § Csekély szilárdságú kötés alakítható ki. § A forrasztási helyek korrózióra érzékenyek, a forrasztóanyag és az alapfém eltérő elektromos potenciálja miatt. § A forrasztási hézagok miatt pontosabb munkadarab előkészítés szükséges. o Folyamata: § Nedvesítés, a forrasztóanyag felvitele az anyagra § Folyás, a forrasztóanyag beszívódása a forrasztó hézagba § Kötés. Késes csatlakozó: o Itt kell említést tenni az érintkezők olyan kialakításáról, amelynél az
o
érintkezés létrejöttekor egyidejűleg egy szorítóerőre merőleges irányú csúsztatás is létrejöjjön. Ekkor az érintkező bizonyos fokig öntisztítóvá válik, ugyanis az összecsúsztatáskor a felületi szennyeződéseket az összecsúsztatás eltávolítja, és így tiszta fémes érintkezés jön létre. Ennek az elvnek felelnek meg a késes csatlakozók.(1. kép) A késes csatlakoztatás elvét előszeretettel használják a számítástechnikában, de ide tartoznak a banándugós csatlakozásokon (6.4.1.3. ábra) keresztül a telefon, a számítástechnikai, híradástechnikai vagy a közönséges háztartási csatlakozók.(2.kép)
2. ábra
1. ábra
16. tétel Eszközök: Eszköz
Kép
Forrasztópáka
Krimpelő fogó
Blankoló
Érvéghüvely prés
Csípőfogó
A jó villamos kötés tulajdonságai: · · · ·
Szilárdság Vezetőképesség Keresztmetszet Élettartam
17.tétel Foglalja össze gépészeti szempontból a mechatronikai berendezések telepítési,élesztési,üzembe helyezési jellemzőit! Egy gép gyártósor felépítése nem egyszerű, hosszas tervezések, mérések és vizsgálatok mesteri kivitelezése. Vannak figyelmen kívül nem hagyható feltételei és körülményei. Meg kell vizsgálni a talajt , esetleg födémet , ha emeletre szeretnénk gyártósort telepíteni. Figyelembe kell venni ezek teherbírását, és területi nagyságát. Vegyük példaként a tabi cég gyártósorait. Nagyjából 20-25 méter hosszú, és másfél méter széles. Mivel egy multiról beszélünk , nem ez az egy gyártósora van , így a sorok közötti mozgásteret is bele kell kalkulálni , ahol a dolgozók , legyen gépkezelő vagy karbantartó , akadálymentesen és könnyedén tud mozogni. Ez az „út” körülbelül 2 méter de ebben bent van a közlekedő , és az anyag lerakó hely is. Ez a gyártósor , szinte folyamatos emberi beavatkozást igényel. Ember teszi be a gépbe a nyákot amire/be a gép alkatrészeket rak. Egy szalag fut a gépeken belül , ami tovább viszi a kártyákat egyik állomástól a másikig. Az egyik állomás az előre beprogramozott utasítás szerint megvizsgálja a kártyát , hogy az nem sérült-e. Aztán ha megfelelt , a szalag elindul és viszi tovább. Elérkezik a mechanikus karokhoz , amik a gép oldalába befűzött alkatrészeket leszedik a tekercsről és a megfelelő helyre beültetik , vagy csak ráragasztják (erre kifejlesztett pasztával , vagy ragasztóval) mert felület szerelt alkatrész. Miután minden alkatrész a helyére került bemegy egy hosszú kemencébe ahol a paszta megköt és forrasz anyaggá válik. A kemencéből kijőve, egy másik gép leellenőrzi a forrasztást, nincs-e zárlat, felálló alkatrész, vagy hiány. A mechanikus kart is figyelik működés közben , hogy mennyi az elszórás. A vizsgálatok után, mikor minden megfelelt az előírásoknak ismét egy ember kiveszi a kész kártyát. Ebben az esetben még igazából nincs is teljesen kész a kártya, még sok beavatkozáson megy keresztül mire beépítik például egy mosógépbe. Miközben a gép dolgozik a dolgozó óránkét tölti a papírokat a hibákról , a darabszámról , a kemence hőfokáról stb.
18. Tétel A tápegység olyan készülék, amely az elektromos hálózat energiáját a rácsatlakoztatni kívánt eszköz által megkívánt jellegűre alakítja. Az elektromos készülékek különféle feszültséget és áramerősséget igényelnek. Az elektronikus áramkörökkel ellátott berendezésekhez általában egyenfeszültség is szükséges; amit célszerűbb a hálózati váltakozó feszültség átalakításával, mint például akkumulátorokból biztosítani. Típusai: Lineáris üzemű tápegység (Analóg-disszipatív),Kapcsolóüzemű tápegység (Nagyfrekvenciás, vagy D-osztályú)
Fajtái: Stabilizált tápegység: A kimeneti oldalon a feszültség változás kiküszöbölés érdekében szabályzó elektronikát alkalmaznak, így a kimeneti feszültség állandó marad. Amennyiben a táplálandó készülék a feszültség ingadozásaira érzékeny, ilyen tápegységet célszerű alkalmazni. Stabilizálatlan tápegység: Szabályzó elektronikát nem tartalmaz, ezért a kimeneti feszültség a terhelés, és a bemeneti feszültség függvényében változik. Egyszerűbb felépítésű berendezésekhez használják. Főbb részei: ·
Transzformátor
·
Egyenirányító(k), vagy Graetz-híd
·
Szűrő áramkör. A hálózati egyenirányítás okozta feszültségingadozást („brumm”) és az esetlegesen a hálózatból érkező magasabb frekvenciájú zavarjeleket küszöböli ki.
·
·
Pufferkondenzátor (kis terhelőáramoknál)
·
RC-szűrő (egy soros ellenállás és egy párhuzamosan kapcsolt kondenzátor)
·
LC-szűrő (egy soros tekercs és egy párhuzamosan kapcsolt kondenzátor)
Stabilizátor áramkör. A megkívánt kimeneti jellemzők szerint többféle lehet. ·
·
Feszültség stabilizátoros ·
Soros stabilizátor
·
Párhuzamos stabilizátor
Áram stabilizátoros
A tápegység rövidzárlat védelmére gyakran olvadóbiztosítékot; a túlterhelés ellen elektronikus zárlatvédelmet alkalmaznak.
Üzembehelyezési eljárás:
A munkavédelmi törvény előírása szerint minden olyan gépet, eszközt, berendezést, technológiát, ami balesetet okozhat, üzembe kell helyezni. Üzembe helyezésük előtt, majd a szabványokban, jogszabályokban, gépkönyvekben előírt gyakorisággal időszakosan is meg kell győződni ezek műszaki állapotáról. A szemle során az új gépet vagy már az üzemelő gépet (maghatározott időszakonként) is vizsgálni kell. Egyes gépféleségeknél a tartalmi és formai követelményeket hatósági szabályzat írja elő (pl: kazánok, emelőgépek). Az üzembehelyezési eljárás egyik feladata éppen az, hogy a gép okmányai, telepítési terve, közműcsatlakozása, hatósági engedélyei, stb. teljesen rendben legyenek. Ennek megléte nem formális kívánság, hanem lényegi. A műszaki átvétel célja a gép esetleges hibáinak feltárása. - dokumentációhoz képest hiányzó tételek; - szemrevételezés során megállapítható hibák; - megvannak e a minőségi tanúsítványok. Az üzembe helyezések feltétele: - Gépkönyv; - Magyar nyelvű kezelési és karbantartási utasítás; - Gépminősítés, vagy a minőség megfelelőségét tanúsító okirat; - Előzetes munkavédelmi szempontú gépvizsgálati jegyzőkönyv; - Üzemeltetést elrendelő irat, - Villamos berendezések esetében elektromos szabványossági felülvizsgálat Minden olyan elektromos kisgépet, villamos kéziszerszámot, amit villásdugóval csatlakoztatunk a villamos hálózathoz, és kézben tartva használjuk, vagy használat közben megváltoztatják a helyét, tehát nincs lebetonozva, évente ellenőriztetni kell. Érintésvédelmi felülvizsgálatot minden új létesítésű berendezésen, épületen el kell végeztetni üzembehelyezés előtt, majd ezt követően 3 évente. KLÉSZ hatálya alatti könnyítés 6 évente.
Érintésvédelmi osztályok: A villamos gyártmányokat érintésvédelmi osztályokba soroljuk: I. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem az üzemi szigetelésen alapul. A gyártmány testén védővezető csatlakoztatására nincs lehetőség, az üzemi szigetelés meghibásodása esetén a védelem a környezetre hárul. Pl. a környezet elszigetelése. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelés mellett járulékos óvintézkedéseket is alkalmaztak. A gyártmány testéhez csatlakoztatható a villamos hálózat vezetője úgy, hogy a megérinthető villamos vezető részek még az üzemi szigetelés meghibásodása esetén sem kerülhetnek veszélyes feszültség alá. Pl. nullázás, védőföldelés. II. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelés mellett járulékos óvintézkedésként a gyártmányt kettős szigeteléssel vagy megerősített szigeteléssel látják el. A védelem független a villamos hálózattól. A felhasználó az adattáblán látható kettős négyzet jelről ismeri fel. III. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem megoldása az érintésvédelmi törpefeszültségű tápláláson alapul. Az érintésvédelem ellenőrzése: A villamos berendezések érintésvédelmének ellenőrzését szerelői ellenőrzéssel és szabványossági felülvizsgálattal kell végrehajtani. A szerelői ellenőrzés végrehajtása során a védővezetős érintési módokon során következő vizsgálatokat kell elvégezni.
Megtekintéssel, ill. működési próbával kell ellenőrizni: • a védővezetőnek és kötéseinek, valamint a csatlakozások sértetlen állapotát, • a biztosítóbetétek, kikapcsolószervek sértetlen állapotát, • az állandó szigetelő-ellenőrző berendezések működését korlátozott áramú mesterséges földzárlattal.
19. Tétel Körvonalazza a PLC programozás alapjait, a programozási módokat! PLC jelentése: Programmable Logic Controller /Programozható logikai vezérlő/ A PLC a vezérlés kategóriájába sorolható.
A vezérlő szakasz alkotóelemei: Ø Bemenetek – Érzékelők: - kapcsolók - nyomógombok - optokapuk nyomásérzékelők Ø Vezérlők: - relés vezérlők - programozható logikai vezérlők - cserélhető programtárú vezérlők Ø Kimenetek – Beavatkozók: - mágneskapcsolók - tirisztorok - mágnesszelepek - motorok
Szabványos programnyelvek Ø Szöveges rendszerű: - Struktúrált programnyelv (ST) - Utasításlistás programnyelv (IL, AWL) Ø Grafikus rendszerű: - Létradiagram (LD) - Funkció blokk diagram (FBD) - Sorrendi folyamatábra (SFC) Ø Egyéb: - Áramútterv (KOP) - Funkcióterv (FUP)
Utasításlistás programozás (IL, AWL) Az utasításlistás programozás esetén a különböző bemeneti feltételeket valamint a bemenetek és a kimenetek kapcsolatait szöveges utasítások rövidítéseivel programozhatjuk. Művelet
Jele (angol)
Logikai összeadás (VAGY)
O (=Or)
Logikai szorzás (ÉS)
A (=And)
Logikai tagadás
N (=No)
Betöltés
L (=Load)
Nullművelet
NOP (=No Operandus)
Hozzárendelés kimenethez
=
Strukturált programnyelv
A strukturált programnyelv a PASCAL-ra emlékeztető, magas szintű, blokkszervezésű nyelv, amely nagyfokú rugalmassággal rendelkezik. Ezt a programnyelvet a programozói ismeretekkel rendelkező tervezők preferálják.
Létradiagrammos programozási mód A bemenetek és kimenetek kapcsolatait egy áramúttervhez hasonló ún. létradiagrammban grafikusan ábrázoljuk. A bemenetek ábrázolásához használt jelképek: - Záró érintkező: ---] [--- Bontó érintkező: ---]/[--A kimenetek ábrázolásához használt jelképek: Bekapcsolás (SET): ----(S)---Kikapcsolás (RESET): ----(R)----
Funkcióblokkos programozás Ez a programnyelv is egy grafikus programozási mód. A bemenetek és a kimenetek közötti függvénykapcsolatot logikai jelképekkel adjuk meg. - ÉS függvény: & - VAGY függvény: ≥1 - Logikai tagadás (NEM): 1
Sorrendvezérlési diagram programnyelv A sorrendvezérlési diagram a vezérlési feladat folyamatábrája, a lépések egymás után következő sorrendjét tartalmazza. A következő lépésre való áttérés – illetve elágazás – feltétele található két lépés között. A folyamat felülről lefelé, az elágazás jobbra halad.
Népszerű programozási módok
- Létradiagram (Ladder Diagram – LD) programnyelv - Utasításlistás (Instruction List – IL) programnyelv
Utasításlistás programnyelv
Programvezérlési utasítások egymásutánjából áll a program. Az utasítások két részből állnak, először a műveleti rész (mit?), majd az operandus rész (mivel?) következik. A műveleti részben határozzuk meg, hogy a processzornak milyen műveletet kell elvégeznie (pl. LD – Load, adat betöltése). Az operandus részben azt határozzuk meg, hogy mivel (pl. melyik bemeneti értékkel, változóval) kell a kiadott műveletet elvégezni. Lehetőség van úgynevezett kiegészítő részek megadására is, melyek a negáció (N) és a zárójelek. A példa IL programnyelven: LD A AND N B ST C
Létradiagram A létradiagram a legősibb PLC-programnyelv. A relés vezérlések tervezésére szolgáló áramúttervből alakult ki, a relés vezérléseket hivatott felváltani. A létradiagram a logikai függvények áramutas leírására szolgál, a kontaktusok (érintkezők) megfelelő összekötésével. Természetesen időzítőket, számlálókat, memóriát is használ. A létradiagram programnyelv főbb szabályai: Ø Az áramutakat (létrákat) vízszintesen kell rajzolni a két függőleges vonal (bal – táp, jobb – föld) között. Ø Egy létra vezetéke bal oldalon kontaktussal kezdődik (logikai feltételek), jobb oldalon pedig kimenetet (vagy más elemet) működtető tekerccsel végződik. Ø A vezetékek nem kereszteződhetnek, a párhuzamos ágakkal való bővítés lefelé történik. Ø Az egyes ágakat feszültségmentes állapotban kell ábrázolni. Ø Az áramutakat a működési sorrendben (felülről lefelé) ábrázolják.
20. Tétel A PLC vagy programozható logikai vezérlő (Programmable Logic Controller) olyan mikroszámítógép, amelyet ipari folyamatirányításra használnak. Ezeket a vezérlőket eleve ipari célokra építik, és ennek megfelelően könnyen
PLC-k fajtái: Kompakt: A kompakt PLC-k egy egységben tartalmazzák az összes szerkezeti elemet, vagyis a tápegységet, a CPU-t, az összes ki- és bemenetet. Ezeket sokszor különféle feszültségekre előre skálázott formában lehet kapni.
Moduláris: A moduláris PLC-k előre elkészített modulokból építhetők fel. Igy a PLC-ket saját igényeinknek megfelelően építhetjük ki, és így olyan feladatokat is elláthatnak, amelyeket kompakt vezérlőkkel nehéz lenne megvalósítani. Ezeket a rendszereket könnyebb skálázni, bővíteni.
PLC-k Felépítése: · · · · · ·
feldolgozóegység (CPU) Programmemória (ROM) Adatmemória (RAM) Bemeneti (input) Kimeneti (output) Kommunikációs egység
Feldolgozóegység (CPU): A PLC központi egysége, amely a logikai számításokat végzi és az utasításokat végrehajtja. Futtatja a memóriájában elraktározott programot, és vezérli a többi alkotóelemet. Általában található rajta valmilyen kommunikációs port, amely a többek között számítógépes programozást, kijelzők, terminálok csatlakoztatását teszi lehetővé.
Tápegység: Ez a modul szolgáltatja a PLC moduljainak az áramellátást. A RAM memóriát tartalmazó CPUkhoz általában akkut is tartalmazó tápegységeket választanak, hogy a program áramszünet esetén se vesszen el.
Bemeneti egység: Általában 8 bemenettel rendelkezik, de lehetőség van további bővítő egységek alkalmazására. A bemenetek a külső vezérlő elemekből galvanikusan le vannak választva. A bemenőjel „0”ról „1”-re való változását minden bemeneten LED dióda jelzi.
Kimeneti egység: A PLC-k 6 vagy 8 kimenettel rendelkeznek. A bővítő egységgel természetesen ez is bővíthető. A kimenetek aktív állapotát LED dióda jelzi, és galvanikusan le van választva a nagyobb teljesítményű beavatkozó szervektől. Kimenetek lehetnek: · relés kimenet · tranzisztorkapcsolóként · tirisztor
Kommunikációs lehetőségek: A buszok adatok továbbítására a gyártósor eszközei közötti adatcserére alkalmasak.A nagyobb, bonyolultabb PLC-s vezérlések nem csupán digitális ki és bemeneteket kezelnek. Ma már analóg szabályzásokat, analóg méréseket, adatgyűjtést, pozícionálást is végeznek. Többféle buszrendszer létezik: · MPI, · Profibus · CAN busz
