Pytania pomocnicze - ELM.02

Sterownik PLC steruje pracą maszyn lub urządzeń zgodnie z zapisanym programem. Odczytuje sygnały z czujników i na ich podstawie załącza wyjścia, np. przekaźniki, zawory lub silniki.

Najbardziej charakterystyczne są liczne zaciski wejść i wyjść, oznaczenia I oraz Q, diody sygnalizacyjne i złącza komunikacyjne. PLC często jest przystosowany do montażu na szynie DIN.

PLC służy do sterowania procesami i ma wejścia, wyjścia oraz program. Wyłącznik różnicowoprądowy jest aparatem ochronnym, który odłącza zasilanie przy wykryciu prądu upływu.

W PLC mogą występować wejścia cyfrowe, które rozpoznają stany 0/1, oraz wejścia analogowe, mierzące np. napięcie 0–10 V lub prąd 4–20 mA.

Do wyjść PLC podłącza się elementy wykonawcze lub ich układy sterujące, np. styczniki, przekaźniki, lampki sygnalizacyjne, elektrozawory i wejścia falowników.

Są niezawodne, odporne na zakłócenia i łatwe do przeprogramowania. Pozwalają szybko zmienić logikę działania układu bez przebudowy całej instalacji elektrycznej.

Jeżeli na wejście podano przebieg prostokątny, a na wyjściu widoczny jest przebieg trójkątny, oznacza to działanie całkujące.

Stały poziom napięcia prostokątnego powoduje stopniowe ładowanie lub rozładowywanie kondensatora. W efekcie napięcie wyjściowe narasta lub opada liniowo.

Układ całkujący sumuje sygnał w czasie i z prostokąta tworzy trójkąt. Układ różniczkujący reaguje głównie na zmiany sygnału i z prostokąta tworzy krótkie impulsy na zboczach.

Kondensator gromadzi ładunek, dzięki czemu napięcie na nim zmienia się stopniowo. To właśnie powoduje efekt całkowania sygnału.

Generator funkcyjny służy do podania sygnału wejściowego, np. prostokątnego. Oscyloskop pozwala obserwować przebieg wyjściowy i porównać go z wejściowym.

Jeżeli kształt sygnału wyjściowego różni się od wejściowego, np. z prostokąta powstaje trójkąt, układ nie działa tylko proporcjonalnie.

Lustro prądowe odwzorowuje prąd z jednej gałęzi układu do drugiej. Prąd wyjściowy jest zwykle zbliżony do prądu odniesienia.

RIN ustala prąd wejściowy lub odniesienia zgodnie z prawem Ohma. Ponieważ lustro prądowe kopiuje ten prąd, zmiana RIN powoduje zmianę prądu wyjściowego.

Prąd odniesienia zmaleje, więc zmaleje również prąd wyjściowy lustra prądowego.

Napięcie baza-emiter ustala punkt pracy tranzystorów. W prostym lustrze oba tranzystory mają podobne UBE, dzięki czemu ich prądy kolektorów mogą być zbliżone.

Im bardziej podobne są tranzystory, tym dokładniej prąd wyjściowy odwzorowuje prąd odniesienia. Różnice parametrów powodują błędy prądu.

Nie jest to jego podstawowa funkcja. Lustro prądowe ma przede wszystkim utrzymywać określony prąd, a napięcie wyjściowe może zmieniać się w pewnym dopuszczalnym zakresie.

Wejście PLC jest oznaczane zwykle jako I0, I1 itd. Jeżeli sygnał wejściowy pochodzi z obwodu 24 V bez oznaczenia napięcia przemiennego, w typowych układach automatyki przyjmuje się wejście 24 V DC.

Wyjście przekaźnikowe działa jak styk mechaniczny i może przełączać obwody AC lub DC w dopuszczalnym zakresie. Wyjście tranzystorowe jest półprzewodnikowe i najczęściej służy do sterowania obciążeniami DC.

Silnik jednofazowy jest zasilany napięciem przemiennym 230 V. Styk przekaźnika w PLC może załączać taki obwód, o ile jego parametry prądowe i napięciowe są odpowiednie.

I0 oznacza wejście sterownika, czyli punkt odbierający sygnał z przycisku, czujnika lub styku. Q0 oznacza wyjście sterownika, które steruje elementem wykonawczym.

Oznaczenie 13-14 zwykle dotyczy styku normalnie otwartego NO. Po jego zamknięciu napięcie zostaje podane na wejście PLC.

Wyjścia tranzystorowe są zwykle przeznaczone do napięcia stałego, np. 24 V DC. Do obciążeń 230 V AC stosuje się wyjścia przekaźnikowe, triakowe albo dodatkowe styczniki.

Należy sprawdzić dopuszczalne napięcie i prąd styków wyjściowych oraz zastosować odpowiednie zabezpieczenia. Ważne jest też zachowanie separacji między obwodami niskiego napięcia i sieci 230 V.

Oznacza stopień odizolowania kanału lewego od prawego. Im mniejsze przenikanie sygnału między kanałami, tym lepsza separacja.

Ponieważ stosunek sygnału przenikającego do sygnału głównego może być bardzo mały. Skala logarytmiczna ułatwia zapis i porównywanie takich wartości.

Dla napięć i amplitud używa się zależności 20 log(U2/U1). Mnożnik 10 stosuje się bezpośrednio dla stosunku mocy.

Oznacza, że sygnał przenikający do drugiego kanału jest dużo mniejszy od sygnału głównego. Im bardziej ujemna wartość, tym mniejsze przesłuchy między kanałami.

Należy porównać napięcie przenikające do niepobudzanego kanału z napięciem wyjściowym kanału pobudzanego. W pokazanym układzie jest to stosunek VR/VS.

Sygnał główny występuje w kanale, do którego doprowadzono sygnał testowy. Sygnał przenikający pojawia się niepożądanie w drugim kanale.

Filtr ogranicza pomiar do wybranego pasma częstotliwości i tłumi zakłócenia spoza tego zakresu. Dzięki temu wynik lepiej odpowiada badanemu parametrowi.

Oznacza, że wartość międzyszczytowa tętnień napięcia wyjściowego nie przekracza 50 mV. Jest to różnica między najwyższą i najniższą chwilową wartością przebiegu tętnień.

Wartość międzyszczytowa to odległość między dolnym i górnym szczytem przebiegu. Wartość skuteczna określa równoważny efekt energetyczny napięcia zmiennego.

Napięcie tętnień informuje, jak bardzo napięcie wyjściowe odbiega od idealnie stałego. Im mniejsze tętnienia, tym stabilniejsze i czystsze zasilanie.

Najczęściej używa się oscyloskopu, ponieważ pozwala zobaczyć przebieg napięcia w czasie i odczytać różnicę między jego szczytami.

Nie. 50 mVpp oznacza całą rozpiętość od najniższego do najwyższego punktu przebiegu, a nie pojedynczą amplitudę od poziomu odniesienia.

Układ może pracować niestabilnie, generować zakłócenia lub błędnie przetwarzać sygnały. Szczególnie wrażliwe są układy pomiarowe, audio i cyfrowe.

DiSEqC oznacza Digital Satellite Equipment Control. Jest to system sterowania urządzeniami w instalacjach telewizji satelitarnej.

Wersje DiSEqC 2.x umożliwiają komunikację dwukierunkową. Odbiornik może wysyłać polecenia, a urządzenie może odesłać odpowiedź.

DiSEqC 1.x działa zasadniczo jednokierunkowo, czyli simpleksowo. DiSEqC 2.x dodaje możliwość komunikacji zwrotnej, więc jest dupleksowy.

Przełącznik DiSEqC pozwala odbiornikowi satelitarnemu wybrać jeden z kilku konwerterów LNB lub torów sygnałowych. Sterowanie odbywa się przewodem koncentrycznym.

DiSEqC jest standardem stosowanym w instalacjach satelitarnych. Nie jest typowym systemem sterowania antenami telewizji naziemnej.

Są to wejścia przeznaczone do podłączenia konwerterów satelitarnych LNB. Odbiornik wybiera aktywne wejście za pomocą komend DiSEqC.

Nie. Rozgałęźnik dzieli sygnał na kilka wyjść, a przełącznik DiSEqC wybiera jeden z kilku sygnałów wejściowych zgodnie z komendą odbiornika.

Należy sprawdzić, do których dwóch węzłów podłączone są końcówki woltomierza. Mierzy on napięcie między tymi punktami, czyli na fragmencie obwodu znajdującym się między nimi.

Woltomierz jest podłączony do dwóch rezystorów po 10 Ω, czyli do rezystancji 20 Ω. Przy prądzie 5 A napięcie wynosi U = I · R = 5 A · 20 Ω = 100 V.

Przez wszystkie rezystory połączone szeregowo płynie ten sam prąd. W tym zadaniu jest to 5 A.

Rezystancję zastępczą oblicza się przez dodanie rezystancji wszystkich rezystorów: Rz = R1 + R2 + R3 + ...

Z prawa Ohma: U = I · R = 5 A · 10 Ω = 50 V. Każdy z identycznych rezystorów ma taki sam spadek napięcia.

Woltomierz mierzy różnicę potencjałów między dwoma punktami, dlatego musi być podłączony równolegle do mierzonego fragmentu. Dzięki dużej rezystancji wejściowej praktycznie nie zmienia pracy obwodu.

Trzy rezystory szeregowe mają razem 30 Ω. Całkowite napięcie wynosi U = 5 A · 30 Ω = 150 V.

Należy podzielić czas trwania stanu wysokiego przez okres przebiegu i pomnożyć przez 100%. Wzór ma postać τ = (t/T) · 100%.

Okres T to czas jednego pełnego cyklu przebiegu, czyli od początku jednego impulsu do początku następnego takiego samego impulsu.

Czas t oznacza czas trwania stanu aktywnego, najczęściej stanu wysokiego napięcia na wyjściu układu.

Nie. Współczynnik wypełnienia zależy od czasów trwania impulsu i okresu, a nie od wartości napięcia.

Liczbę działek na osi czasu mnoży się przez wartość podstawy czasu, np. 2 ms/div. Jeśli impuls trwa 1 działkę, jego czas wynosi 2 ms.

Impuls wysoki trwa 1 działkę, a cały okres 4 działki. Stosunek 1/4 daje 0,25, czyli 25%.

Taki przebieg ma współczynnik wypełnienia 50%, ponieważ stan wysoki zajmuje połowę okresu.

Najpierw odejmuje się napięcie Zenera od napięcia zasilania, aby uzyskać spadek napięcia na rezystorze. Następnie stosuje się prawo Ohma: IR = UR / R.

Dioda Zenera stabilizuje napięcie na obciążeniu do 9 V. Pozostała część napięcia zasilania, czyli 18 V - 9 V, odkłada się na rezystorze szeregowym.

Oblicza się prąd rezystora: 9 V / 330 Ω ≈ 27 mA. Następnie odejmuje się prąd diody Zenera: 27 mA - 8 mA ≈ 19 mA.

Prąd z rezystora rozdziela się w węźle na prąd diody Zenera i prąd obciążenia. Wynika to z pierwszego prawa Kirchhoffa.

Dioda Zenera utrzymuje w przybliżeniu stałe napięcie na obciążeniu, pracując w kierunku zaporowym w obszarze przebicia Zenera.

Prąd diody Zenera zmaleje, a po przekroczeniu dopuszczalnego obciążenia dioda może przestać stabilizować napięcie. Napięcie wyjściowe zacznie wtedy spadać.

Prawo Ohma w podstawowych jednostkach wykorzystuje ampery, wolty i omy. Po obliczeniu wynik można ponownie przeliczyć na miliampery, co jest wygodniejsze w małych układach elektronicznych.