OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Odlišnosti silových a ovládacích obvodů Logické funkce ovládacích obvodů Přístrojová realizace logických funkcí Programátory pro řízení procesů Akční členy ovládacích obvodù 1

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Silové obvody - hlavní určení pro přenos velkých výkonů a energií s minimálními výkonovými ztrátami Ovládací obvody - zajišťují ovládací, jistící a ochranné funkce Přenášené výkony jsou o mnoho řádů nižší Pracují s logickými (dvoustavovými) signály V dokumentaci elektrických zařízení jsou silové a ovládací obvod od sebe „odděleny“ – jsou kresleny odlišným způsobem. 2

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Ovládací a výkonové spínací obvody

3

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Spínání třífázového motoru

4


Způsoby kreslení 1. společně se silovými obvody pouze u jednoduchých elektrických zařízení kde je jasná funkce jednotlivých obvodů

5


Způsoby kreslení 2. oddělená schémata silových a ovládacích obvodů “Žebříčková” struktura ovládacího obvodu umožňuje: • přehledné kreslení schémat zapojení spolu s popisy, • číslování řádků urychlující vyhledávání příslušných ovládacích kontaktů jednotlivých akčních členů, • horní a dolní podtržení čísel u cívek stykačů (zde 2 a 3 u K1) označující čísla řádků se zapínacím a rozpínacím kontaktem.

6

RELEOVÉ OBVODY

Vazba mezi silovými a ovládacími obvody a) přímé ovládání b) nepřímé ovládání přes stykač nebo relé c,d) varianty tlačítkového ovládání se stykačem a pomocným přídržným kontaktem e) tlačítkové ovládání stykače ze tří míst s pomocným přídržným kontaktem f) zapojení pro ruční a automatické ovládání stykače 7 kontaktem KA

RELEOVÉ KOMBINAČNÍ OBVODY

Logické funkce realizované pomocnými kontakty stykačů Použití ve stykačových obvodech Blokování proti nežádoucímu sepnutí více než jednoho stykače a) elektricky a mechanicky pomocí blokovacích členů (pro 2 stykače) b) elektricky pomocí rozpínacích kontaktů sepnutého stykače (pro 2 a více stykačů)

8 1

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Složitější ovládací funkce generované pomocí kombinačních obvodů Při realizaci spínacích operací s větším množstvím podmínek (například vzájemné blokování více obvodů, realizace ochranných funkcí, ovládání spínacích přístrojů z více míst, atd.) Lze řešit: • Pomocnými kontakty stykačů a pomocnými relé • Reléovými kombinačními obvody • Logickými integrovanými obvody (tzv. pevná logika) • Programovatelnými logickými automaty (logické funkce realizovány programovými prostředky)

9

LOGICKÉ OBVODY • Pracují s diskrétním (nespojitým) dvouhodnotovým signálem • Signál má hodnotu log O nebo log I • Logický obvod tvoří několik členů (prvků, hradel)

10 1

LOGICKÉ OBVODY Logické veličiny

Veličina odpor proud napětí napětí sled impuls

Logická hodnota I O malý velký velký malý velké kladné malé je není je není 11

LOGICKÉ OBVODY Logická funkce 22n x

LO

y

Logická funkce jedné proměnné 22.1 = 4

X 0 I

Y1 0 0

Log.fce.

Nulová

Y2 0 I

Y3 I 0

Y4 I I

Opakování Negace Jednotková 12

LOGICKÉ OBVODY Booleova algebra Logická negace 1 inv. = 0, 0 inv. = 1

Logický součet 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 1

Logický součin 0 * 0 = 0, 0 * 1 = 0, 1 * 0 = 0, 1 * 1 = 1 13

LOGICKÉ OBVODY Logický součin - AND

MH 74008 14

LOGICKÉ OBVODY Logický součet OR

MH7434 15

LOGICKÉ OBVODY INVERTOR - NOT

AND nebo OR + NOT = NAND nebo NOR 16

LOGICKÉ OBVODY Logický člen NAND

MH 7400 17

LOGICKÉ OBVODY Logický člen NOR

MH 7402

18

LOGICKÉ OBVODY

19

LOGICKÉ OBVODY Realizace základních logických operací pomocí logických integrovaných obvodů Logické integrované obvody s pevně danou funkcí Pracovní napětí : 5 V nebo 12 - 15 V Obvod DIL(dual in line) Log O 0 – 0,8 V Log I 2 – 5,5 V

K dispozici široký sortiment obvodů

20

LOGICKÉ OBVODY Realizace základních logických operací pomocí negovaného součinu (hradlem NAND) &

Logický součin A . B :

Logický součet A + B :

&

&

& & &

Negace logické proměnné :

& 21

LOGICKÉ OBVODY Podle chování se logické obvody dělí na kombinační, nebo sekvenční Kombinační obvod – přímá odezva na vstupní signál Sekvenční obvod – odezva na vstupní proměnné a jejich předcházející kombinace Podle způsobu činnosti se sekvenční obvody dělí na synchronní a asynchornní

22 1

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY Sekvenční logické obvody Rozdělení Asynchronní (nemají generátor hod. pulzu) – Reakce okamžita – Složitá struktura – Obvod RS Synchronní obvody typu RS, JK, D, T

H

23

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY Sekvenční řízení procesů - založené na generování časové sekvence spínacích operací v závislosti na vnějších a vnitřních stavech řízeného systému - využití logických integrovaných obvodů paměťového typu (jejich výstupní veličina je funkcí minulého sledu vstupních veličin) např. bistabilní klopné obvody typu RS, JK, D, čítače, registry, monostabilní klopné obvody - časově zpožděné spínání realizováno pomocí časových relé Prostředky pro řízení složitějších systémů : - programovatelné logické automaty = univerzální prostředky pro řízení technologických procesů s možností hierarchického uspořádání - inteligentní relé = jednodušší řídicí a ovládací aplikace

24

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY Programovatelný logický automat PLC (Programmable Logical Controller)

25

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Inteligentní programovatelné přístroje – programovatelná relé • umožňují jednoduché vytváření logické řídicí struktury na základě předdefinovaných funkčních bloků • propojení jednotlivých bloků je programové, takže není nutné žádné “drátování” • na vstupy inteligentního relé se připojí signální kontakty, ovládací tlačítka, koncové či hladinové spínače • akční členy (cívky stykačů, elektrické ventily, výkonová relé) se ovládají přímo výstupními relé či polovodičovými spínacími prvky26

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Inteligentní programovatelné relé - možnost programování buď pomocí počítače nebo tlačítky na čelním panelu - zabudovaný displej zobrazuje aktuální stav relé - ve srovnání s PLC menší výbava ale i nižší cena 2 potenciometry analogových vstupů (převod spojitého signálu na dvoustavový pomocí komparátorů) 4 dvoustavové (reléové) výstupy 8 (6) dvoustavových vstupů 27

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Programovatelný logický automat PLC (Programmable Logical Controller) Základní parametry : 14 logických vstupů 10 logických výstupů 2 potenciometry pro ruční nastavování parametrů komunikace s nadřazeným systémem po sériové lince zadávání řídicího programu pomocí počítače po sériové lince 28

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Sestava zařízení s PLC Napájecí transformátor PLC Spínače vstupních proměnných Tlačítka vstupních proměnných Aktuátory výstupních proměnných (elektromagnetické stykače)

29

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Vstupní a výstupní proměnné logických ovládacích systémů Vstupní proměnné – realizovány pomocí dvoustavových čidel (ovládací tlačítka, koncové spínače, kontakty ochranných přístrojů a pod.) Výstupní proměnné – realizovány pomocí akčních členů (např. elektromagnetické ventily, elektromagnetické stykače, výkonová relé polovodičové spínače atd.)

30

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Elementy pro generování vstupních logických proměnných Křížový ovladač

Nadproudé relé

Signální relé

Tlačítka a otočné ovladače 31

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Akční členy pro realizaci výstupních veličin Výkonové relé Polovodičový spínač

Elektromagnetický stykač

Dále též • tahové elektromagnety • elektroventily

32

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Elektromagnetický stykač Jednotka pomocných kontaktů

Hlavní kontakty

Tahový elektromagnet

33

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Typový štítek stykače Typové označení Technické standardy Certifikační laboratoře Jmenovitý proud, resp. výkon dle kategorie užití Horní část : Evropa Dolní část : Amerika

34


35


36


37

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Kategorie užití spínacích přístrojů v ovládacích obvodech Střídavé proudy – AC … AC- 1 - odporové, bezindukční či slabě induktivní zátěže (např. odporové pece) AC- 2 - spínání asynchronních motorů s kotvou kroužkovou AC- 3 - spínání asynchronních motorů s kotvou nakrátko (rozběh a vypnutí) AC- 4 - spínání asynchronních motorů s kotvou nakrátko (rozběh, reverzace otáčení, brzdění protiproudem, pojíždění) AC-15 - spínání ovládacích cívek stykačů, elektrických ventilů, pohybových elektromagnetů

38

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ Kategorie užití spínacích přístrojů v akčních členech ovládacích obvodů Stejnosměrné proudy – DC … DC-1 - odporové, bezindukční či slabě induktivní zátěže (např. odporové pece) DC-2 - spínání derivačních motorů - rozběh, vypnutí za běhu DC-3 - spínání derivačních motorů - rozběh, brždění protiproudem, reverzace, pojíždění DC-4 - spínání sériových motorů - rozběh, vypnutí za běhu DC-5 - spínání sériových motorů - rozběh, brždění protiproudem, reverzace chodu 39


DISKUSE 1. Jaké jsou základní rozdíly mezi silovými a ovládacími obvody 2. Jaké prostředky se používají pro logické řídicí a ovládací funkce 3. Jaké jsou vstupní veličiny PLC a čím se generují 4. Jaké znáte výstupní členy PLC 5. Jaké jsou základní kategorie užití spínacích přístrojů 40

OVLÁDACÍ OBVODY ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Recommend Documents