Pytania pomocnicze - ELM.04

Brązowy przewód oznacza zwykle plus zasilania, niebieski minus zasilania, czarny wyjście NO, a biały wyjście NC. Taki standard ułatwia szybkie i poprawne podłączenie czujnika.

Czarny przewód jest wyjściem NO czujnika, czyli aktywuje się dopiero po wykryciu obiektu. Dlatego po wykryciu metalu może załączyć cewkę przekaźnika K1.

Brązowy przewód służy do podłączenia dodatniego bieguna zasilania, najczęściej +24 V DC. Bez niego czujnik nie będzie zasilany.

Niebieski przewód podłącza się do minusa zasilania, czyli 0 V. Jest on wspólnym punktem odniesienia dla pracy elektroniki czujnika.

Wyjście NO jest nieaktywne bez wykrycia obiektu i aktywuje się po jego wykryciu. Wyjście NC działa odwrotnie — jest aktywne w stanie spoczynku, a po wykryciu obiektu się rozłącza.

Czujnik indukcyjny wykrywa elementy metalowe przez zmianę pola elektromagnetycznego w swojej strefie działania. Nie wymaga mechanicznego kontaktu z wykrywanym obiektem.

Wyjście NPN po zadziałaniu łączy obciążenie z minusem zasilania, natomiast wyjście PNP podaje na obciążenie plus zasilania. Sposób podłączenia cewki lub wejścia PLC zależy od typu wyjścia.

Połączenie przewodowe rozpoznaje się po narysowanych liniach łączących zaciski urządzeń, np. przewodach RS-485 A+ i B− oraz przewodzie USB do komputera. Brak anten lub modułów radiowych wyklucza komunikację bezprzewodową.

Enkoder generuje impulsy podczas obrotu wału. Na podstawie częstotliwości impulsów można obliczyć prędkość obrotową, np. w obr/min.

Konwerter zamienia sygnały USB komputera na sygnały standardu RS-485 używanego przez urządzenie przemysłowe. Dzięki temu komputer może odczytywać dane z przetwornika.

Są to linie różnicowej transmisji danych w standardzie RS-485. Informacja jest przesyłana jako różnica napięć między przewodami A i B.

Na schemacie opisano urządzenie jako enkoder inkrementalny, który służy do pomiaru ruchu obrotowego lub położenia. Przetwornik wilgotności mierzyłby wilgotność powietrza lub materiału, a nie obrót wału.

Enkoder mierzy ruch lub położenie elementu mechanicznego, najczęściej wału. Żyroskop mierzy prędkość kątową lub orientację w przestrzeni i zwykle nie wymaga mechanicznego sprzęgnięcia z wałem.

Enkoder wymaga osobnego zasilania, np. 10–30 V DC, co na schemacie pokazują zaciski V+ i GND. Linie RS-485 służą do komunikacji, a nie do zasilania urządzenia.

Napięcie oblicza się ze wzoru U = kU · n / 1000, gdy kU podano w V/1000 obr/min. Napięcie jest proporcjonalne do prędkości obrotowej.

Parametr kU określa, jakie napięcie wytwarza prądnica przy prędkości 1000 obr/min. Na przykład kU = 15 V/1000 obr/min oznacza 15 V przy 1000 obr/min.

Ponieważ 2400 obr/min to 2,4 razy więcej niż 1000 obr/min. Napięcie wynosi więc 15 V · 2,4 = 36 V.

nmax to maksymalna dopuszczalna prędkość obrotowa wirnika. Przekroczenie tej wartości może doprowadzić do uszkodzenia prądnicy.

Rob.min określa najmniejszą dopuszczalną rezystancję odbiornika podłączonego do wyjścia prądnicy. Zbyt mała rezystancja może przeciążyć prądnicę i zaniżyć napięcie wyjściowe.

W prądnicach tachometrycznych prądu stałego zmiana kierunku obrotów zwykle powoduje zmianę biegunowości napięcia. Wartość napięcia nadal zależy od prędkości obrotowej.

Służy do pomiaru prędkości obrotowej i często pracuje jako element sprzężenia zwrotnego w układach regulacji napędów.

Najczęściej ma dwa króćce pomiarowe oznaczone jako plus i minus oraz opis typu differential pressure. Zwykły manometr ma zwykle tylko jedno przyłącze.

Zwykły manometr mierzy ciśnienie względem atmosfery. Manometr różnicowy mierzy różnicę ciśnień między dwoma punktami instalacji.

Pomiar różnicy ciśnień pozwala ocenić spadek ciśnienia na filtrze, zwężce, przewodzie lub elemencie instalacji. Może też służyć do wyznaczania przepływu.

Najczęściej stosuje się oznaczenia plus i minus. Króciec plus podłącza się do punktu o wyższym ciśnieniu, a minus do punktu o niższym ciśnieniu.

Zabrudzony filtr powoduje większy spadek ciśnienia między stroną wejściową i wyjściową. Wzrost różnicy ciśnień informuje o konieczności czyszczenia lub wymiany filtra.

Najczęściej stosuje się paskale, kilopaskale, milibary lub bary. W instalacjach wentylacyjnych często spotyka się małe zakresy w Pa lub kPa.

Wakuometr mierzy podciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego. Manometr różnicowy mierzy różnicę między dwoma ciśnieniami doprowadzonymi do dwóch króćców.

Anemometr służy do pomiaru prędkości przepływu powietrza, najczęściej w m/s. Na tej podstawie można ocenić działanie wentylacji i obliczyć strumień objętości powietrza.

Typowy anemometr ma wirnik lub sondę pomiarową wystawioną na przepływ powietrza oraz wyświetlacz pokazujący prędkość powietrza. Często na obudowie lub ekranie pojawiają się jednostki m/s, km/h, ft/min albo °C.

Podstawowym parametrem jest prędkość przepływu powietrza. Wiele anemometrów mierzy także temperaturę, a niektóre umożliwiają obliczanie wydatku powietrza po podaniu pola przekroju kanału.

Anemometr mierzy ruch powietrza, czyli parametr charakterystyczny dla wentylacji i klimatyzacji. W instalacji elektrycznej używa się raczej multimetru, woltomierza, amperomierza lub miernika rezystancji izolacji.

Wirnik anemometru należy ustawić w strumieniu powietrza zgodnie z kierunkiem przepływu. Po ustabilizowaniu wskazania odczytuje się wartość prędkości, zwykle w m/s.

Wydatek powietrza oblicza się jako iloczyn prędkości przepływu i pola przekroju kanału lub kratki. Im większa prędkość albo większy przekrój, tym większy strumień objętości powietrza.

PV to wartość zadana czasu, po której czasomierz TON ustawia swoje wyjście Q w stan wysoki, o ile wejście IN pozostaje aktywne.

Po podaniu stanu wysokiego na wejście IN czasomierz zaczyna odmierzać czas. Po upływie wartości PV jego wyjście Q przechodzi w stan wysoki.

Wyjście Q0.1 jest aktywne, gdy T1.Q jest wysokie i jednocześnie T2.Q jest niskie. Zatem impuls trwa do chwili zadziałania T2.

Zwiększenie PV T1 wydłuża czas oczekiwania przed pojawieniem się impulsu na Q0.1, ale nie wydłuża samego stanu wysokiego tego wyjścia.

Zmniejszenie PV T2 skraca czas odmierzany przez T2, więc wyjście Q0.1 szybciej zostanie wyłączone.

Okres jest w przybliżeniu sumą czasów odmierzanych przez T1 i T2, z niewielkim wpływem czasu cyklu sterownika PLC.

Rodzaj styku decyduje, czy dany sygnał załącza, czy blokuje przepływ logiczny. W tym pytaniu styk zanegowany T2.Q wyłącza Q0.1 po zadziałaniu T2.

Zestyk K1:23-24 zasila dalszą część obwodu sterowania. Jeśli nie zamyka się po zadziałaniu K1, napięcie nie dociera do cewek K2, K3 ani do obwodu lampki H1.

Oznaczenie 13-14 wskazuje zwykle zestyk normalnie otwarty NO. Po zadziałaniu przekaźnika taki zestyk powinien się zamknąć.

Oznaczenie 11-12 wskazuje zwykle zestyk normalnie zamknięty NC. W stanie spoczynku przewodzi, a po zadziałaniu przekaźnika otwiera się.

K1:13-14 jest zestykiem samopodtrzymania równoległym do S1. Skoro S1 jest cały czas naciśnięty, K1 może być zasilany nawet przy uszkodzonym zestyku samopodtrzymania.

Należy sprawdzić, czy po zadziałaniu K1 pojawia się napięcie za stykiem K1:23-24. Można też po odłączeniu zasilania sprawdzić ciągłość styku omomierzem.

Samopodtrzymanie pozwala utrzymać załączenie przekaźnika po puszczeniu przycisku START. Realizuje się je przez zestyk pomocniczy NO połączony równolegle do przycisku START.

Jeśli kilka elementów jednocześnie nie działa, często przyczyną jest przerwa w ich wspólnym torze zasilania. W tym układzie takim punktem jest zestyk K1:23-24.

Należy porównać zmierzoną rezystancję z tabelą charakterystyki Pt100. Pt100 powinien mieć około 100 Ω w temperaturze 0°C, a jego rezystancja rośnie wraz ze wzrostem temperatury.

Pt1000 powinien mieć 1000 Ω w temperaturze 0°C. W podanym zadaniu wartości Pt1000 są zgodne z charakterystyką, więc ten czujnik jest sprawny.

Oba są platynowymi czujnikami rezystancyjnymi, ale Pt100 ma 100 Ω przy 0°C, a Pt1000 ma 1000 Ω przy 0°C. Pt1000 ma więc wartości rezystancji dziesięciokrotnie większe niż Pt100 dla tej samej temperatury.

Oznacza to, że rezystancja czujnika rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Tak zachowują się między innymi czujniki Pt100, Pt1000 i Ni100.

Czujnik rezystancyjny ma określoną zależność rezystancji od temperatury. Jeśli zmierzona wartość znacznie odbiega od wartości tabelarycznej dla danej temperatury, czujnik lub jego połączenie może być uszkodzone.

Typowe objawy to przerwa w obwodzie, zwarcie, niestabilne wskazania lub rezystancja niezgodna z charakterystyką czujnika. W praktyce powoduje to błędny odczyt temperatury w układzie automatyki.

Rezystancja przewodów dodaje się do rezystancji czujnika i może zawyżyć wynik pomiaru, szczególnie przy Pt100. Dlatego w dokładnych pomiarach stosuje się połączenia 3- lub 4-przewodowe.

Należy obliczyć dolną i górną granicę dopuszczalnego zakresu na podstawie wartości nominalnej i tolerancji. Następnie porównuje się z nimi zmierzone odległości przełączenia.

Dla strefy zadziałania 60 mm i tolerancji ±10% dopuszczalny zakres wynosi 54–66 mm. Wartość 52 mm jest poniżej dolnej granicy, więc czujnik nie spełnia wymagań.

Dla strefy zadziałania 80 mm i tolerancji ±10% dopuszczalny zakres wynosi 72–88 mm. Zmierzone wartości 87 mm i 72 mm mieszczą się w tym zakresie.

Oznaczają zmianę stanu sygnału wyjściowego czujnika podczas oddalania lub zbliżania obiektu. Różnica między tymi punktami jest związana z histerezą czujnika.

Histereza zapobiega niestabilnemu przełączaniu wyjścia, gdy obiekt znajduje się blisko granicy zadziałania. Dzięki niej czujnik nie generuje drgań sygnału przy małych zmianach położenia obiektu.

Pozwala wykryć zużycie, rozregulowanie lub uszkodzenie czujników przed wystąpieniem awarii procesu. Wyniki kontroli decydują, czy element może być dalej eksploatowany.

Gigaomomierz służy do pomiaru bardzo dużych rezystancji, zwykle rzędu megaomów, gigaomów i wyższych. Stosuje się go m.in. przy badaniu izolacji przewodów, uzwojeń i urządzeń elektrycznych.

Ponieważ 1 kΩ = 1000 Ω, zakres 10^6–10^7 kΩ odpowiada 10^9–10^10 Ω. Są to rezystancje rzędu gigaomów.

Typowy multimetr ma ograniczony zakres pomiaru rezystancji i zbyt małe napięcie pomiarowe. Przy bardzo dużych rezystancjach pomiar może być niedokładny lub niemożliwy.

Megaomomierz mierzy duże rezystancje, zwykle w megaomach, natomiast gigaomomierz jest przeznaczony do jeszcze większych wartości, rzędu gigaomów. W praktyce zakresy tych przyrządów mogą się częściowo pokrywać.

Mostek Thomsona służy do dokładnego pomiaru bardzo małych rezystancji. Nie nadaje się więc do pomiaru rezystancji rzędu gigaomów.

Mostek Wiena stosuje się głównie w pomiarach pojemności, częstotliwości oraz w układach generatorów. Nie jest przyrządem przeznaczonym do pomiaru bardzo dużych rezystancji izolacji.