Automatika alapjai

Dr. Dalmi IstvánFőiskolai docens565-111 / 19-55

auttegez@gold.uni-miskolc.hu

Az irányítástechnika felosztásaSZABÁLYOZÁS

• Jellemzői:– Zárt hatáslánc– Folytonos jelek– Értéktartó– Követő– Összetett körök

VEZÉRLÉS

• Jellemzői:– Nyílt hatáslánc– Bináris jelek– Megvalósításának

eszközei:• Kapuáramkörök• Relés rendszerek• Pneumatikus• Hidraulikus• PLC-

RENDSZEREK

Bináris adatfeldolgozás – Boolalgebra

Fontos függvények• Nem és / NAND

F=• Nem vagy / NOR

F=• Ekvivalencia

F = A * E + Ā * Ē• Antivalencia

F= A * Ē + Ā * E

BA +

B*A

Alapvető függvények:• ÉS /AND

F=A*B

• VAGY/ORF=A+B

• NEM / NOTF=Ā

A logikai algebra azonosságai

A+0 = AA+1 = 1A+A = A

A*0 = 0A*1 = AA*A = A

A+B=B+A A*B=B*A A*(B+C)=AB+AC

Összeadás Szorzás Negáció

AA

0A*A

1AA

=

=

=+

De Morgan tétel

BAB*A +=B*ABA =+

Több változóra is igaz!

Egyszerűsítsük:

F=A+AB+AC

F=B+B C+BC

A logikai függvények megadási módjai

Általános alakja: F= f (A,B,…)• 1. Algebrai alak

Hiányos: Teljes alak:F=AB+BC - Mintermes alak

F=ABC+ABC+ABC= (1,3,7)- Maxtermes alakF=(A+B+C)(A+B+C)

2. Igazság táblázat(szavazógép)

A B C F

0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1

3. Karnaught tábla(grafikus egyszerűsítés)

C C

0 1 2 3

4 5 6 7 B

A 8 9 10 11

A 12 13 14 15 B

D D

3. Karnaught tábla(grafikus egyszerűsítés)

C C

0 1 3 2

4 5 7 6 B

A 12 13 15 14 B

A 8 9 11 10

D D

Három változó esetén

B B0 1 3 2

A 4 5 7 6

C C

Egyszerűsítsük:

F(A,B,C) = Σ (0,2,4,6)

F(A,B,C) = Σ (0,1,2,4,5)

F(A,B,C,D) = Σ (1,2,3,5,6,9,10,13,15)

F(A,B,C,D) = Σ (0,1,2,3,8,9,10,11)

?

?

Kombinációs hálózat tervezése(Igazgatótanácsi döntés)

i A25%

B17%

C25%

D33%

FMin 67%

0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 02 0 0 1 0 03 0 0 1 1 04 0 1 0 0 05 0 1 0 1 0

6 0 1 1 0 07 0 1 1 1 18 1 0 0 0 09 1 0 0 1 0

10 1 0 1 0 011 1 0 1 1 112 1 1 0 0 013 1 1 0 1 114 1 1 1 0 115 1 1 1 1 1

C C

00

01

03

02

04

05

17

06

B

A 012

113

115

114

B

A 08

09

011

010

D D

F = AC + BC + AD

Hétszegmenses kijelző tervezése(FOCI)

A B betű

FA FB FC FD FE FG FH

0 0 F 1 0 0 0 1 1 1

0 1 O 1 1 1 1 1 1 0

1 0 C 1 0 0 1 1 1 0

1 1 I 0 1 1 0 0 0 0

A kijelző szegmensei

a

bfg

ced

Grafikus egyszerűsítések a lámpákat működtető függvények

megalkotásához

FA=A+B B

1 1

A 1 0

FB=AB+AB B

1 0

A 0 1

FH=AB B

1 0

A 0 0

FA=A+B B

1 1

A 1 0

Sorrendi hálózatok:

Tárolók

Késleltetők

Számlálók

Egyéb

Tárolók:Elemi sorrendi hálózatok

Sorszám Q’ S R Q0 0 0 0 01 0 0 1 02 0 1 0 13 0 1 1 X4 1 0 0 15 1 0 1 06 1 1 0 17 1 1 1 X

A tárolók logikai függvénye:S S

00

01

X3

12

Q’ 14

05

X7

16

R R

Törlésre domináns:

Beírásra domináns:

Q = R(S + Q’)Q = S + RQ’

S tároló R tároló

R tipusú tároló

S

1

1

QR

S tipusú tároló

Q

&

&S

R

1

1

Motorindító kapcsolás

S R

Q

q

q M

RS tároló jelölése

QTS

R

Megvalósítási lehetőségek:

Kapuáramkörös

Relés

PLC-s

Szokásos jelszintek:

0 – 5V

0 – 12V

0 – 220V

0 – 1 Bar

&AC

&BC

&AD

1F

A relés rendszer szokásos jelei

A relé tekercse

záróérintkező

nyitóérintkező

A

B

D

C

a cba d

cF

3 Ráhordó szalag vezérléseA

BC

ABe: C BKi: A B C

ABA KA

BBBa b

KB

cb a

KC CBC

c b

NÉV rendszer

Egy alapműveletes rendszerek

•NAND

•NOR

Nézzünk egy példát NAND-dal

F=AC+BC+AD=AC BC AD, felhasználva a De Morgan tételt. Így a hálózat:

&

&&

&

F

ACBCAD

Digitális jelfeldolgozás áramkörei

Dekódoló, pl BCD - decimális

DC

ABCD

Q0Q1...Q9

X/Y

ABCDEn

QaQb...Qg

Átkódoló, pl hétszegmenses kijelző vez.

Multiplexer

MX Q

D0

D1

D2

D3

A

B

En

Demultiplexer

DM

Q0Q1....Q7

D

ABC

G

Fontosabb egységek:

Összeadók

Tároló regiszterek

Léptető regiszterek

Számlálók

Frekvenciaosztók

Memóriák(RAM, ROM)

Programozható Vezérlők , PLC

Jellemzői:Jellemzői:Be/ kimenetek száma, minősége

Ciklusidő, gyorsaság

Programméret

Programozás módja

Programozás nyelve:

Listás (EBERLE )

Létradiagram ( MODICON )

Szimbolikus ( SIEMENS – LOGO )

SIEMENSSIEMENS--LOGOLOGO

Jellemző: 6 be és 4 kimenet

blokkos programozás

PC-hez való illesztés

programméret nehézkes

helyi és PC-s programozás

kicsi és olcsó

Megjelenése:

Programozásáról:

Co tipus: X közömbös bemenet

I bemenetek

Q kimenetek

M markerek

hi logikai 1-es érték

lo logikai 0-s érték

GF tipus: És

Vagy

Negáció, NOT

NAND

NOR

ANTIVALENCIA

SF tipus: be/kikapcsolás késleltetés

ki/be kapcsoló

kapcsolóóra

RS tároló

impulzus adó

tároló bekapcsolás késleltető

számláló

Kapcsolat a kapuáramkörös megvalósításhoz:

Az igazgató tanacsi szavazás megoldó hálózat teljesen hasonló a korábbival (11.dia)

EBERLE 509/s tipusú PLC

Jellemzői: 16 bemenet

16 kimenet

96 marker

1000 programsor

10 ms ciklusidő

listás programozás

Utasításkészlete: L beolvasás

= kivitel

N negálás

O vagy

A és

PE vége

néhány bonyolultabb

Egy példa: F=AB+BC

Hozzárendelések: A – E1

B – E2

C – E3

AB – M6

F – A2

Maga a program:

L E1 a

A E2 ab

= M6 ab

L E2 b

AN E3 bc

O M6 f

=A2 f

Írjunk programot RS tárolóra

Q=S+RQ’

Most a hozzárendelések:

S – E1

R – E2

Q1 – M1

Q –A1

Maga a program:

LN E2 r

A M1 qr

O E1 q

=A1

PE

Természetesen bonyolultabb elemekkel is bír:

késleltető

tároló

számláló

Írjunk PLC programot RS tároló megvalósítására, ha a

beírási feltétel = AB

törlési feltétel = A + B

Hozzárendelések ?

Program ?