Pytania pomocnicze - ELM.03

Ponieważ ich sygnał wyjściowy zmienia się płynnie i może przyjmować wiele wartości pośrednich. Takie działanie jest charakterystyczne dla sygnałów analogowych.

Sygnał analogowy może przyjmować dowolne wartości w określonym zakresie. Sygnał cyfrowy jest reprezentowany przez dyskretne poziomy, najczęściej 0 i 1.

Wzmacniacz operacyjny wzmacnia, filtruje, porównuje lub przetwarza sygnały analogowe. Często przygotowuje słaby sygnał z czujnika do dalszej obróbki.

System cyfrowy opiera się na sygnałach dyskretnych i układach logicznych. Ciągłe sensory i wzmacniacze operacyjne są typowe dla obróbki sygnałów analogowych.

Czujnik binarny informuje tylko o dwóch stanach, np. obiekt wykryty albo niewykryty. Nie podaje płynnej wartości mierzonej wielkości.

Gdy sygnał ma być analizowany przez sterownik PLC, mikrokontroler lub komputer. Do tego służy przetwornik analogowo-cyfrowy A/C.

Typowe przykłady to 0-10 V, 1-5 V oraz 4-20 mA. Mogą one odpowiadać temperaturze, ciśnieniu, poziomowi cieczy lub położeniu.

Litera B oznacza materiał krzemowy, litera C tranzystor małej częstotliwości, a liczba 107 jest numerem typu katalogowego.

m.cz. oznacza małą częstotliwość. Takie tranzystory stosuje się np. w układach audio i prostych wzmacniaczach małosygnałowych.

W systemie Pro Electron pierwsza litera B oznacza krzem. Tranzystory germanowe mają oznaczenia zaczynające się od litery A.

BC107 jest tranzystorem bipolarnym typu NPN. Oznaczenie BC informuje głównie o materiale i zakresie zastosowania, a typ NPN wynika z danych katalogowych.

Tranzystor m.cz. jest przeznaczony do pracy przy małych częstotliwościach, np. w torach audio. Tranzystor w.cz. pracuje przy wysokich częstotliwościach, np. w układach radiowych.

BC107 można stosować w prostych wzmacniaczach małosygnałowych, układach audio oraz jako element przełączający przy niewielkich prądach.

Bramka NAND ma kształt bramki AND, ale na jej wyjściu znajduje się małe kółko oznaczające negację. Jest to więc bramka AND z zanegowanym wynikiem.

Wyjście bramki NAND ma stan 0 tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia mają stan 1. W każdej innej kombinacji wejść wyjście ma stan 1.

Bramka AND daje 1 tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są równe 1. Bramka NAND daje wynik przeciwny, czyli w tej sytuacji daje 0.

Małe kółko oznacza negację sygnału. Jeśli znajduje się na wyjściu, wynik działania bramki jest odwrócony.

Dla wejść X1, X2, X3 i X4 zapis to Y = ¬(X1 · X2 · X3 · X4). Oznacza to negację iloczynu logicznego wszystkich wejść.

Za pomocą odpowiedniego połączenia samych bramek NAND można zrealizować inne podstawowe funkcje logiczne, takie jak NOT, AND i OR.

Prędkość kątowa określa, jak szybko zmienia się kąt położenia obracającego się ciała. Jej symbolem jest najczęściej ω.

Jednostką prędkości kątowej w układzie SI jest rad/s, czyli radian na sekundę.

Obr/min jest jednostką praktyczną często stosowaną w technice, ale jednostką SI dla prędkości kątowej jest rad/s.

Prędkość liniowa opisuje zmianę położenia wzdłuż toru i ma jednostkę m/s. Prędkość kątowa opisuje zmianę kąta obrotu i ma jednostkę rad/s.

Należy użyć wzoru ω = 2π · n / 60, gdzie n to prędkość obrotowa w obr/min.

Prędkość kątową stosuje się przy analizie pracy silników, przekładni, wałów, enkoderów, robotów i układów napędowych.

Ruch siłownika oznacza linia ukośna między dwoma poziomami położenia. Linia pozioma oznacza, że siłownik pozostaje w stałym położeniu.

Wsunięcie oznacza powrót tłoczyska do położenia początkowego lub tylnego. W układzie dwustronnego działania wymaga to doprowadzenia powietrza do odpowiedniej komory siłownika.

Na diagramie należy znaleźć linię danego zaworu i sprawdzić, czy przechodzi ona z poziomu oznaczonego b na poziom oznaczony a. Moment przejścia wskazuje krok, w którym zawór zmienia położenie.

Po zakończeniu wsuwania siłownika 1A1 na wykresie oba zawory zmieniają stan. Zarówno 1V2, jak i 1V1 przechodzą z pozycji b do pozycji a.

Oznaczenie 1A1 zwykle odnosi się do siłownika, czyli elementu wykonawczego. Oznaczenia 1V1 i 1V2 dotyczą zaworów sterujących lub rozdzielających w tej samej grupie układu.

Zawór rozdzielający kieruje sprężone powietrze do odpowiedniej komory siłownika oraz umożliwia odpowietrzenie drugiej komory. Dzięki temu siłownik może się wysuwać lub wsuwać.

Trzeba dokładnie sprawdzać moment zmiany położenia elementów i kierunek przejścia między stanami a oraz b. Częstym błędem jest pomylenie przełączenia z a na b z przełączeniem z b na a.

Należy znaleźć numer kroku na osi poziomej i sprawdzić położenie każdej linii sygnałowej lub wykonawczej w tym przedziale. Linia pozioma oznacza stan stały, a linia skośna zmianę stanu w danym kroku.

Linia skośna oznacza ruch siłownika między dwoma położeniami. Jeśli linia opada z położenia 2 do 1, siłownik jest wsuwany; jeśli rośnie z 1 do 2, jest wysuwany.

Oznaczenie 1A1 zwykle dotyczy elementu wykonawczego, czyli siłownika. Oznaczenia 1V1 i 1V2 odnoszą się do zaworów należących do tej samej grupy układu.

Pozycję zaworu odczytuje się z linii przypisanej do danego zaworu, najczęściej oznaczonej literami a i b. Położenie linii w danym kroku wskazuje aktualną pozycję zaworu.

W kroku 2 linia siłownika 1A1 przechodzi z położenia 2 do położenia 1. Taki kierunek zmiany oznacza wsuwanie tłoczyska.

Stan elementu oznacza, że element znajduje się w określonej pozycji przez cały krok. Przełączanie oznacza zmianę pozycji, zwykle zaznaczoną linią skośną lub przejściem między poziomami.

W oznaczeniach układów pneumatycznych litera A zwykle oznacza siłownik lub napęd, a litera V zawór. Dlatego 1A1 nie jest zaworem, tylko siłownikiem, a 1V1 i 1V2 są zaworami.

Wejście S przerzutnika RS jest aktywne stanem 1, a zawór ma się otworzyć, gdy B0 ma wartość 0. Negacja B0 zamienia ten stan na 1, więc przerzutnik zostaje prawidłowo ustawiony.

Przerzutnik RS zapamiętuje stan zaworu. Po sygnale ustawiającym zawór pozostaje otwarty aż do pojawienia się sygnału kasującego.

S oznacza ustawienie wyjścia w stan 1, a R oznacza wyzerowanie wyjścia do stanu 0. W tym zadaniu S otwiera zawór, a R go zamyka.

Zamknięcie zaworu ma nastąpić wtedy, gdy B1 wygeneruje sygnał 1. Wejście R przerzutnika RS również reaguje na 1, więc sygnał B1 powinien pozostać bez negacji.

Pojedyncza bramka logiczna nie zapewnia takiego samego zapamiętania stanu jak przerzutnik RS. Problemem nie jest brak bramki, lecz niezgodna polaryzacja sygnału B0.

Można użyć styku normalnie zamkniętego w języku drabinkowym albo instrukcji NOT w innych językach PLC. Dzięki temu logiczne 0 na wejściu zostanie potraktowane jako warunek aktywny.

Oznacza to, że zdarzenie lub warunek jest spełniony przy wartości logicznej 0, a nie przy 1. W takim przypadku często trzeba zastosować negację przed podaniem sygnału na blok aktywny stanem wysokim.

Zużycie na jeden cykl należy pomnożyć przez liczbę cykli w jednostce czasu. Dla 1,4 l/cykl i 50 cykli/min otrzymuje się 70 l/min.

Wartość w l/min mnoży się przez 60, a następnie dzieli przez 1000. Przykładowo 70 l/min to 4,2 m³/h.

Obliczone zapotrzebowanie wynosi 4,2 m³/h, więc sprężarka musi mieć wydajność większą od tej wartości. Z podanych odpowiedzi warunek spełnia 5,3 m³/h.

Ciśnienie maksymalne sprężarki powinno być co najmniej równe wymaganemu ciśnieniu roboczemu odbiornika. Dla siłownika 8 bar potrzebna jest sprężarka osiągająca minimum 0,8 MPa.

0,7 MPa odpowiada 7 barom, czyli jest mniejsze od wymaganego ciśnienia 8 bar. Taka sprężarka nie zapewni prawidłowej pracy siłownika.

Ponieważ 1 MPa to 10 bar, to 8 bar odpowiada 0,8 MPa.

Zapas ogranicza pracę sprężarki na granicy możliwości i kompensuje straty, nieszczelności oraz chwilowe zwiększenie poboru powietrza.

Pierwsza liczba oznacza liczbę dróg, czyli przyłączy zaworu, a druga liczbę położeń roboczych. Zawór 3/2 ma trzy przyłącza i dwa położenia.

Siłownik jednostronnego działania ma jedno przyłącze robocze. Zawór 3/2 umożliwia podanie powietrza do siłownika oraz jego odpowietrzenie podczas powrotu.

Typowe przyłącza to P lub 1 jako zasilanie, A lub 2 jako wyjście do siłownika oraz R lub 3 jako odpowietrzenie.

Siłownik jednostronnego działania wykonuje pracę pod wpływem medium tylko w jednym kierunku, a wraca najczęściej sprężyną. Siłownik dwustronnego działania jest zasilany naprzemiennie z dwóch stron tłoka.

Zawory 5/2 i 4/2 stosuje się głównie do sterowania siłownikami dwustronnego działania, ponieważ umożliwiają przełączanie zasilania między dwiema komorami siłownika.

Powietrze z komory siłownika jest odprowadzane przez przyłącze odpowietrzające R do atmosfery. Dzięki temu sprężyna może cofnąć tłoczysko.

W zaworze normalnie zamkniętym w stanie spoczynku zasilanie siłownika jest odcięte. W zaworze normalnie otwartym w stanie spoczynku powietrze jest doprowadzane do wyjścia roboczego.

Należy podzielić moc pozorną znamionową przez napięcie znamionowe uzwojenia pierwotnego: I1N = SN / U1N. Dla 2300 VA i 230 V otrzymuje się 10 A.

Prąd jałowy mierzy się po stronie zasilania, czyli zwykle w uzwojeniu pierwotnym. Dlatego do obliczenia prądu odniesienia używa się parametrów strony pierwotnej.

Wynosi 1 A, ponieważ 10% z 10 A to 0,1 · 10 A = 1 A.

Zakres powinien być większy od mierzonej wartości, aby nie przeciążyć miernika, ale możliwie bliski tej wartości, aby pomiar był dokładniejszy.

Zakres 15 A jest znacznie większy od mierzonego prądu, więc odczyt będzie mniej dokładny. Przy pomiarach precyzyjnych unika się niepotrzebnie dużych zakresów.

Prąd znamionowy występuje przy pracy transformatora z obciążeniem znamionowym. Prąd jałowy płynie przy rozłączonym uzwojeniu wtórnym i jest zwykle dużo mniejszy.

VA, czyli woltoamper, jest jednostką mocy pozornej. Dla transformatora jednofazowego moc pozorna jest iloczynem napięcia i prądu skutecznego.