Министерство образования РФ

Ульяновский Государственный Технический университет

Кафедра: “Электропривод и автоматизация промышленных установок”

Лаборатория: “Автоматическое управление электроприводами”

Сборник лабораторных работ по СУЭП

г. Ульяновск, 2012

ПРАВИЛА

по технике безопасности в лабораториях кафедры

“Электропривод и автоматизация промышленных установок”

К работам допускаются студенты, ознакомившиеся и соблюдающие следующие правила:

1. Приступая к работе, студент должен убедиться, что все электрооборудование на лабораторном стенде обесточено.

2. Запрещено выполнять работу одному. В каждой бригаде должно быть 2-3 студента, 4-5 бригад на преподавателя.

3. Собранную схему разрешается включать в сеть только после проверки преподавателем и его разрешением.

4. Составление, разработка и выполнение каких-либо изменений в схеме разрешается только в отключенном состоянии схемы по разрешению преподавателя.

5. Все операции рекомендуется производить одной рукой(правой). При этом не рекомендуется прикасаться какой-либо частью тела к окружающим предметам.

6. Перед включением напряжения следует убедиться в том, что регулирующие аппараты находятся в исходном состоянии.

7. Перед включением напряжения необходимо предупредить всех участников. Включение производить решительно, без суетливости, быть убежденным в правильности своих действий.

8. Устранить неисправности студентам не разрешается, необходимо отключить напряжение и доложить преподавателю.

9. Во избежание травм от вращающихся частей, прежде чем приступить к выполнению работы надо заправить одежду, застегнуть рукава, убрать волосы под головной убор.

10. Запрещается заходить за ограждения рабочей зоны манипулятора.

11. Запрещается загромождать рабочее место посторонними предметами.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ПРИНЦИПУ ТОКА.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение системы управления процессами пуска двигателя по принципу тока и влияния способа введения блокировок на четкость работы системы.

Автоматизация процесса расчетного пуска асинхронного двигателя с фазным ротором может быть выполнена с помощью реле тока, контролирующих силу тока в роторе.

Как следует из пусковых характеристик рис. 1 и 2 переключения в схеме управления должны производиться при токе I1 и I2. Переключения выполняют реле тока в цепи ротора РУ1 и РУ2, которые при I1 втягивают, а при токе I2 отпускают свой якорь, приводя в действие свои замыкающие и размыкающие контакты (рис.3). Исходная схема управления представлена на рис. 4.

При нажатии на кнопку ПВ включается катушка линейного контактора В, который, срабатывая, осуществит следующие переключения: соединит цепь якоря с сетью, зашунтирует кнопку ПВ, подготовит к работе цепь катушки первого контактора ускорения У1. Под действием пика пускового тока срабатывают реле тока РУ1 И РУ2, которые своими размыкающими контактами разомкнут цепи катушек контакторов У1 и У2. После того как по мере разгона пусковой ток двигателя уменьшится до значения I2, реле РУ1 и РУ2 отпустят свои якоря и их размыкающие контакты замкнутся. Контакты РУ1 подадут напряжения на контактор У1, который сработает и своими главными контактами У1 зашунтирует первую ступень пускового реостата R1 вместе с катушкой реле РУ1. Это вызывает увеличение тока ротора и втягивание якоря реле РУ2. Кроме того, вспомогательные контакты У1 подготовят к работе цепь катушки второго контактора У2.

При уменьшении пускового тока до значения I2 реле РУ2 отпустит свой якорь, а его контакты замкнут цепь катушки контактора У2, который срабатывая, зашунтирует вторую ступень пускового реостата R2 и катушку реле РУ2.

В рассмотренной схеме катушки реле тока и контакторов ускорения запитываются одновременно, что может вызвать недопустимое по условиям пуска одновременное срабатывание контакторов У1 и У2. Для того, чтобы аппараты срабатывали в требуемой последовательности необходимо ввести в схему управления промежуточного реле.

Один из способов применения промежуточных реле представлен на рис. 5. В этой схеме в цепь питания контактора У1 включаются замыкающие контакты реле РП1, время срабатывания которого должно быть больше времени срабатывания реле РУ1, поэтому контакты реле РП1 в цепи питания контактора У1 замкнутся после раскрытия размыкающих контакторов РУ1.

Промежуточное реле РП1 получает питание от вспомогательных замыкающих контактов контакторов В или Н.

Аналогичная блокировка с помощью контактов реле РП2 вводится в цепь питания контактора У2.

Реле РП2 получает питание через вспомогательные замыкающие контакты контактора У1.

Другой вариант введения блокировки представлена на рис. 6. Промежуточное реле РП1 и РП2 включается замыкающими контактами РУ1 и РУ2 соответственно, поэтому цепи питания контакторов У1 и У2 будут к моменту замыкания контактов РП1 и РП2 разорваны размыкающими контактами РУ1 и РУ2.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ.

Аппаратура управления процессом пуска по току асинхронного двигателя с фазным ротором, а также аппаратура защиты и измерения смонтирована на панели №1. Так как пуск двигателя при небольших моментах инерции происходит в течении нескольких секунд, что затрудняет исследование, процессы нарастания и уменьшения тока двигателя имитируется аппаратурой, позволяющей увеличить время переходных процессов. Эта аппаратура на схемах не указана.

Катушки реле, контакторов, а также коммутирующие главные и вспомогательные контакты выведены на зажимы.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Зарисовать размещение аппаратуры на панели и обозначить зажимы аппаратов цифрами.

2. Вычертить принципиальные схемы на рис.5 и 6 и проставить на них номера соответствующих зажимов.

3. Выполнить монтаж на рис.5 и исследовать её работу, производя пуск двигателя 10-15 раз и наблюдая за работой аппаратуры.

4. Аналогично выполнить монтаж и исследовать работу аппаратуры схемы рис.6.

Указание на проведение работы. Во избежание поражения током монтаж схем проводить только на обесточенном стенде (красная лампа не горит). После проведения монтажа обратиться к преподавателю с просьбой проверить схему и подать напряжение на стенд. Управлять схемой только с помощью кнопок ПВ, ПН, С, одной рукой, не касаясь другой на стенде других аппаратов. При неправильной работе схемы проверку её проводить только после снятия напряжения (красная лампа не горит).

УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА.

1. Отчет составляется каждым студентом.

2. Вычертить принципиальные схемы №3, №5, №6

3. Нарисовать диаграммы взаимодействий аппаратуры для схем №5 и №6.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Контрольные вопросы:

1. Выбор сопротивлений по ступеням пуска?

2. Диаграммы тока и частоты при пуске в 4 ступени?

3. Как выбирается число ступеней пуска?

4. Как осуществляется защита в схеме?

5. Как осуществляется режим реверса?

6. Режим пуска?

7. Режим торможения?

8. Блокировка в схеме?

9. Пуск вперед?

10. Пуск назад?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№2

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В ФУНКЦИИ НЕЗАВИСИМОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ

Цель работы: ознакомиться с особенностями принципа пуска автоматизированного реверсивного электропривода постоянного тока параллельного возбуждения в функции времени и принципом динамического торможения в функции скорости.

Представленная схема (рис.1) автоматизированного пуска работает следующим образом.

В исходном положении замыкаются выключатели В1, подающий напряжение на силовую часть схемы, и В2, питающий цепи управления. В результате включения В1 по обмотке возбуждения ШОВ протекает ток по цепи Л1 -Л12 - Л13 - Л14 - Л27 - Л22 - Л21- Л2, что приводит к включению реле обрыва поля РОП. Реле РОП в первой цепи закрывает свой замыкающийся контакт.

В первой цепи катушка реле нулевой защиты PH получает питание по цепи 1-3-4-5-6-2, которое закрывает замыкающийся контакт 3-10, подготавливающий схему к дальнейшей работе. Одновременно по второй цепи 1-3-7-8-6-2 получает питание катушка реле времени 1РУ. В цепи9, его размыкающийся с выдержкой времени при замыкании контакт 11-19 мгновенно раскрывается, и катушки 1У и 2У не получают питание. Поскольку кнопки «Вперед» ПВ (контакт 11-12) и «Назад» ПН (контакт 11-16) разомкнуты, то пускатели В и Н не находятся под напряжением и их контакты в пусковой части электродвигателя не замкнуты. Поэтому скорость электродвигателя равна нулю. Реле динамического торможения РДТ обесточено, поэтому пускатель динамического торможения Д также обесточен. В цепи 6 закрыт размыкающийся контакт реле РДТ 15-6. Реле времени 2РУ обесточено.

В момент времени t=t₀ нажатием кнопки «Вперед» ПВ, закрывается в 4-й цепи контакт 11-12 и катушка пускателя В получает питание по цепи 1-3-10-11-12-13-14-15-(РДТ)-6-2. В результате срабатывания подвижной магнитной системы одновременно закрываются все замыкающиеся и раскрываются все размыкающиеся контакты пускателя В. Это приводит к cледующему. Замыкающийся контакт в пятой цепи 11-12 и замыкающийся контакт в четвертой цепи 15-6 ставят пускатель В на самопитание по цепи 1-3-10-11-(В)-12-13-14-15-(В)-6-2. После этого кнопку ПВ можно отпустить. В 7-й цепи раскрывается размыкающийся контакт 17-18, предотвращая включение пускателя Н при работающем пускатели В. Закрытие силовых замыкающихся контактов приводит к подаче на якорь напряжения по цепи Л1-Л12-Л13-Л14-Л15-Л16-Л25-Л24-Л23-Л22-Л21-Л2. Во второй цепи раскрытие размыкающего контакта 3-7 приводит к обесточиванию катушки реле времени 1РУ.

Так как пускатели переключения ступеней 1У и 2У не включены, то последовательно с якорем введены сопротивления r1 и r2. Электродвигатель потребляет из сети ток , развивая момент М₁ (точка 1 на рисунке 2) на второй реостатной характеристике выбранной из условия М₁=(2-3) М_н. Одновременно за счет падения напряжения на сопротивлении r1 получает питание реле времени 2РУ (оно в 10-й цепи мгновенно раскрывает контакт 19-20). Времени to на графике переходных процессов n=f(t) соответствует точка 12, а момента M=f(t) точка 13.

Разгон электродвигателя осуществляется по второй реостатной характеристике от точки 1 к точке 2. Время разгона на этой характеристики отсчитывает реле времени 1РУ. При времени t=0 ток, протекающий по якорю, создает на нем падение напряжения, которое пропорционально омическому сопротивлению обмоток якоря и недостаточно для включения реле РДТ. Затем по мере разгона электродвигателя появляется ЭДС и в точках подключения реле РДТ увеличивается напряжение. При скорости приблизительно 30-200 об/мин. величина напряжения достаточна для срабатывания реле РДТ, и оно включается. В 6-й цепи раскрывается размыкающий контакт 15-6, а в 3-й цепи закрывается замыкающий контакт РДТ 3-9, однако пускатель динамического торможения Д не получает питания из-за раскрытия во 2-й цепи контакта В 3-7. Таким образом схема управления подготовлена к режиму динамического торможения.

При достижении якорем скорости П2 (точки 2 и 14) заканчивается отсчет выдержки времени реле 1РУ (время 11). Момент, развиваемый :-тектродвигателем в точке 2 , равен моменту переключения М₂, выбираемому из условия М₂=(1,2 - 1,5) М_с (точка 15).

В цепи 9 закрытие размыкающего выдержкой времени при замыкании контакта 1РУ по цепи 1-3-10-11-19-6-2. Пускатель 1У закрывает свой силовой замыкающийся контакт Л23-Л22, шунтируя сопротивление r1. В результате этого электродвигатель без учета электрической инерционности увеличивает ток (второй бросок) и момент М₁ (точки 4 и 16). Скорость электродвигателя из-за механической инерционности скачком изменяться не может, поэтому переход на первую реостатную характеристику осуществляется при скорости П2 (участок 2-4 и точка 14).

Шунтирование сопротивления r1 контактом 1У обесточило реле 2РУ и оно отсчитывает время разгона электродвигателя на первой реостатной характеристики. Разгон продолжается от точки 4 к точке 5.

При времени t=t₂, когда реле 2РУ заканчивает отсчет времени, скорость электродвигателя достигает значения П1 (точки 5 и 17), а момент электродвигателя величины (точки 5 и 18). При времени t₂ закрывается в 10 цепи размыкающий с выдержкой времени при замыкании контакт 2РУ и на катушку 2У подается напряжение по цепи 1-3-10-11-19-20-6-2. Его силовой замыкающий контакт Л24-Л23 шунтирует в силовой цепи сопротивление и электродвигатель продолжает разгон на реостатной характеристике (третий бросок). Этому переключению соответствует участок 5-6 механических характеристик, участок 18-19 и точка 17 на графиках переходных процессов (допущения и условия те же), что и при переходе со второй реостатной характеристики на первую. Разгон электродвигателя прекратиться в точке В, что соответствует установившемуся режиму (точки 20 и 21) для времени t₃. Скорость и момент электродвигателя равны статическим n₀ и M_c. При этих значениях скорости и момента электродвигатель будет работать до времени отключения.

Для остановки электродвигателя необходимо в момент времени t4 нажать кнопку «Стоп» С, что приводит (в 4 цепи) к раскрытию контакта 10-11 и снятию напряжения с аппаратов В, 1У, 2У. Пускатель В раскрывает замыкающие контакты, поэтому при отпускании кнопки «Стоп» он становится обесточенным. Одновременно по цепи 2 закрывается размыкающий контакт В. Раскрытием силовых контактов В JI14-JI15 и Л25-Л24 с якоря снимается напряжение сети. Однако, якорь вращаясь в поле обмотки возбуждения по инерции, создает ЭДС, за счет которой реле РДТ остается втянутым. Поэтому включается пускатель Д по цепи 1-3-7-8-9-6-2 (контакт РТД в 6 цепи 15-6 разомкнут). Пускатель Д закрывает в силовой цепи свей замыкающийся контакт Л26-Л25. Этому процессу срабатывания аппаратуры соответствуют точки 8,22,23 при времени t₄. После закрытия контакта Д Л26-Л25 по сопротивлению R_дин протекает ток, определяемый величинами ЭДС Е электродвигателя и R_дин. Так как ЭДС электродвигателя направлена встречно с напряжением сети, то ток по якорю (через R_дин) меняет свой знак на противоположный по отношению к двигательному и является тормозным. Без учета электрической и с учетом механической инерции момент электродвигателя скачком принимает значение (–М₁ ), а его скорость равна (точка 9 рис.3). На переходных процессах этому соответствует участок 23-24-25 и точка 22. Начинается торможение электродвигателя от точки 9 к точке 11 (через 10), если момент статический потенциальный. При реактивном статическом моменте торможение заканчивается при скорости якоря равной нулю (время t₅, точки 10 и 26). Пунктирные линии от 26 точки соответствуют переходным процессам для потенциального статического момента.

Торможение заканчивается при скорости близкой к нулю (около 20-40 об/мин.), когда величина ЭДС электродвигателя окажется недостаточной для удержания реле РТД во включенном состоянии. Это приводит к отключению пускателя Д и закрытию в цепи 6 контакта 15-6. Схема находится в исходном состоянии.

Если начиная со времени t₆, осуществить пуск в противоположном направлении вращения, то он будет аналогичен пуску в прямом направлении вращения. Электродвигатель будет разгоняться по характеристикам (точки 41-42-44-45-47-48), чему соответствует изменение скорости 27-29-32-36 и момента 27-28-30-31-33- 34-35.

При отсутствии динамического торможения остановка электродвигателя потерь и других механических факторов, т.е. выбегом. Если при t=t₁₀ нажать кнопку «Стоп» С, то момент электродвигателя становится равным нулю (точки 49 и 39), а скорость постепенно уменьшается до нуля (участки 49-10 и 38-40). Времени t11 соответствует полная остановка электродвигателя (точки 10 и 40). В данном описании рассмотрен пуск и реверс электродвигателя при правильной работе схемы.

Если при работающем электродвигателе не произвести во второй точке шунтирование ступени сопротивления, то электродвигатель в конце переходного процесса будет работать в точке 3 установившегося режима с параметрами n_с2 и М_с. Этому соответствуют пунктирные линии скорости от точки 14 и момента от точки 15.

Если в процессе разгона изменяется значение статического момента, то это приводит к следующему (все рассуждения поясняется рис. 3). Все переходы, отмеченные сплошными линиями, относятся к нормальной работе схемы.

При увеличении статического момента до значения М_с1 скорость электродвигателя будет возрастать медленнее, чем при моменте М_с. Это следует из основного уравнения движения:

Для статического момента М_с = М_н:

Для статического момента М_с = М_с1:

Так как , что означает

Ho dω/dt есть ускорение, следовательно, при большом статическом моменте скорость электродвигателя возрастает медленнее. Выдержка времени реле 1РУ и 2РУ не зависит от нагрузки, поэтому ко времени t₁ скорость и момент электродвигателя будут определяться точкой 50, а не 2. Выход на следующую реостатную характеристику осуществляется в точке 52. На первой реостатной характеристике шунтирование сопротивления будет в точке 53, а переход на соответствующую характеристику будет в точке 55. Установившееся движение будет в точке 56.

Все переходы электродвигателя при увеличившемся статическом моменте отмечены пунктирными линиями (для скорости 12-64-65-66 и момента 13- 67-68-69-70-71).

Проводя аналогичные рассуждения для момента нагрузки M_c2, найдем, что электродвигатель разгоняется по точкам 1-57-59-60-62-63. Уменьшенному значению нагрузки соответствуют штрихпунктирные линии (для скорости 12-72- 73-74 и момента 13-71-76-77-78-79).

В схеме предусмотрены следующие блокировки и защиты:

от коротких замыканий - предохранители 1П и 2П;

от кратковременных больших перегрузок - реле максимального тока РМ, его контакт стоит в первой цепи;

в четвертой цепи размыкающийся контакт Н 13-14 и в седьмой цепи размыкающий контакт В 17-18 осуществляют взаимную электрическую блокировку. Эту же блокировку осуществляют кнопки «Вперед» ПВ и «Назад» ПН, стоящие в седьмой и четвертой цепях (контакты 12-13 и 16-17). При отключении этих блокировок возможно одновременное включение пускателей В и Н, что приводит к короткому замыканию в силовой цепи;

самопитание пускателей собственными контактами - пятая цепь 11-12 и восьмая цепь 11-16;

защита от работы электродвигателя на холостом ходу при отсутствии поля возбуждения - реле РОП и его контакт в первой цепи. Назначение контакта РДТ 15-6 следующее.

При реверсе электродвигателя для ограничения тока цепи последовательно с якорем необходимо вводить ограничивающее сопротивление. Этим сопротивлением надо управлять пускателем противовключения и двумя реле противовключения, что усложняет схему управления. Постановка размыкающегося контакта 15-6 обеспечивает смену направления вращения только от нулевой скорости.

Достоинством схемы в функции времени является пуск электродвигателя на естественную характеристику при большом значении нагрузки (якорь неподвижен из-за поломки или заклинивания механизма) приводит к перегреву электродвигателя и выводу его из строя.

УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

1. Название лабораторной работы.

2. Принципиальная электрическая схема лабораторной работы

3. Механические характеристики и графики переходных процессов даются во время сдачи зачета.

Отчет составляется каждым студентом.

Контрольные вопросы

1. Для чего служит контакт РДТ?

2. Как работает РДТ?

3. Поясните механические характеристики?

4. Зарисовать переходные процессы

5. Достоинства схемы в функции времени?

6. Режим реверса?

7. Как производится пуск вперед?

8. Как производится пуск назад?

9. Где на схеме находится шунтирующая обмотка воздуждения?

10. Когда прекращается разгон электродвигателя?

Лабораторная работа № 5

Синтез и исследование комбинационного управляющего логического устройства.

Цель работы: приобретение навыков проектирования дискретных конечных автоматов.

Теоретическая часть.

Комбинационными управляющим логическим устройством (КУЛУ) называется дискретный автомат без памяти, у которого закон функционирования задается уравнением.

λ [y(t), x(t)]= λ [x(t)], (1)

где λ [y(t), x(t)] - функция состояний выходных сигналов;

y (t) - совокупность выходных сигналов;

x (t) - совокупность входных сигналов;

λ [x(t)] - функция, представляющая изменения входных сигналов во времени t. Отрезок времени между изменениями сигналов называется тактом. В каждом такте совокупность сигналов на выходе автомата определяется однозначно комбинацией сигналов на входе автомата (рис.1)

x1 y1

x

КУЛУ

(t) xm yc y(t)

xn yk

Рис. 1

Так как в одном такте комбинация входных сигналов однозначно определяет совокупность выходных сигналов, а число комбинаций входных и выходных сигналов является конечным, причем сами сигналы являются дискретными (т.е. принимают значения или 0 или 1), то такие КУЛУ принято называть дискретными однократными конечными автоматами. Синтез КУЛУ может быть выполнен с помощью таблиц истинности (таблиц соответствия), таблиц Карно, матриц соединений и другими методами. Рассмотрим синтез КУЛУ с помощью таблицы истинности, которая представляет значения выходных сигналов Y при разных комбинациях входных сигналов (табл.1).

Номер комбинации сигналов	Входные сигналы			Выходные сигналы
	a	b	с	Y1	Y2
1	0	0	0	0	0
2	1	0	0	0	1
3	0	1	0	1	0
4	1	1	0	1	1
5	0	0	1	0	1
6	1	0	1	1	1
7	0	1	1	0	0
8	1	1	1	1	1

Единица обозначает прямое значение сигнала (например, а), 0 – инверсное значение (ā).

Структурная формула данного КУЛУ может быть представлена в совершенной дизъюнктивной нормальной форме ( СДКФ) или в совершенной конъюнктивной нормальной форме ( СКНФ).

Чтобы записать структурную формулу выходного сигнала в СДНФ, необходимо для строк таблицы истинности, в которых выходной сигнал равен единице, найти произведения входных сигналов (соблюдая их значение), а произведение просуммировать.

Например, структурная формула КУЛУ для табл.1, записанная в СДНФ, имеет вид:

Y1= ·b· + a·b· + a· ·c + a·b·c (2)

Y2= a· · + a·b· + · ·c + a· ·c + a·b·c (3)

Для записи структурной формулы выходного сигнала в СКНФ, необходимо для строк таблицы истинности, в которых выходной сигнал равен 0, найти сумму инверсных значений входных сигналов, а затем суммы перемножить.

Структурная формула Кулу для табл.1, записанная в СКНФ:

Y1= ( + b + с)(a + b + )(a + + ) (4)

Y2= (a + b + c)(a + + c)(a + + ) (5)

Путем преобразований структурных формул (4) и (5), записанных в СКНФ, можно убедиться, что они равносильны структурным формулам (2) и (3), записанным в СДНФ.

Дальнейшим этапом разработки КУЛУ является минимизация структурных формул.

Минимизация может быть выполнена путем вынесения логической единицы за скобки (если это возможно), как это показано в качестве примера для структурных формул (2) и (3) :

Y1= ·b· +a·b· +a· ·c +a·b·c=( +a)·(b )+( +b)·(a c)=b· +a·c (6)

Y2=a· · +a· ·c+ · ·c+a·b· +a·b·c=(a· )·( +c)+ ·c·( +a)+a·b·( +c)=

=a· + ·c+a·b=a( +b)+b·c=a+ ·c (7)

Минимизацию можно проводить также с использованием таблиц Карно. Так, таблица Карно для Y1 имеет вид (рис.2) :

О

b

бъединяя соседние клетки контурами I и II,

0	1	0	0
0 I	1	1	1

п

a

II

олучим минимальное выражение структурной

ф

c

ормулы в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ).

Рис.2 Y1=b· +a·c

Для Y2 таблица Карно имеет вид (рис.3):

b

II

0	1	0	0
0	1	1 c	1

a

После объединения соседних клеток контурами I и II, получим структурную формулу для Y2:

I

Рис.3 Y2= a+ ·c

Функциональная схема синтезированного КУЛУ, соответствующая структурным формулам (6), (7), следующая (рис.4) :

Л1

Y2

b·

b

УМ1

1

a·c

&

Л2

Y1

a·c

&

a

УМ2

1

Л1

·c

&

c

Рис.4

Выходные сигналы Y1 и Y2 через усилители мощности УМ1 и УМ2 воздействуют на исполнительные элементы, роль которых выполняют сигнальные лампы Л1 и Л2.

Описание лабораторного стенда.

На лабораторном стенде смонтированы логические элементы «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и усилители мощности УМ. Входы и выходы логических элементов и усилителей мощности выведены на гнезда наборного поля и соответственно обозначены (рис.5).Для контроля напряжений в схеме имеются вольтметр с нулем на середине шкалы; одна клемма вольтметра заземлена.

В качестве задатчиков прямых и инверсных сигналов (a, ,b, ,c, ,d, ) служат переключатели А, В, С, Д.

Порядок выполнения работы.

1. По таблице истинности (табл.2) записать структурные формулы для заданных преподавателем выходных сигналов Yi в СДНФ и СДНФ;

2. Путем преобразования СКНФ убедиться, что они равносильны СДНФ;

3. Составить таблицы Карно для заданных Yi;

4. Минимизировать структурные формулы методом вынесения за скобки логической единицы и с помощью таблицы Карно;

5. Составить функциональную схему КУЛУ;

6. С помощью соединительных проводов собрать исследуемое КУЛУ;

7. Убедиться, что синтезированное КУЛУ срабатывает только при определенных комбинациях входных сигналов.

8. С помощью вольтметра замерить напряжение на входах и выходах функциональной схемы и обозначить их на схеме.

Таблица 2.

№ пп	Входные сигналы				Выходные сигналы
	a	b	c	d	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7	Y8	Y9	Y10
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0
2	0	0	0	1	0	0	1	1	1	0	0	1	0	0
3	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	1	0	1	0
4	0	0	1	1	1	0	0	0	1	0	1	0	1	0
5	0	1	0	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	1
6	0	1	0	1	0	0	1	1	1	0	0	0	0	1
7	0	1	1	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0
8	0	1	1	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0	0
9	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	1	0	0
10	1	0	0	1	0	0	1	0	1	1	0	1	1	0
11	1	0	1	0	0	1	0	0	0	1	1	0	0	0
12	1	0	1	1	1	0	0	0	1	0	1	0	1	0
13	1	1	0	0	1	1	1	0	0	1	0	1	0	1
14	1	1	0	1	1	0	1	0	0	1	0	1	1	1
15	1	1	1	0	1	1	1	0	0	1	1	0	0	1
16	1	1	1	1	1	0	1	0	0	0	1	0	1	1

Содержание отчета.

1. Принципиальные схемы логических элементов “И-НЕ”, “ИЛИ-НЕ”, усилителя мощности.

2. Таблица истинности для заданного КУЛУ и таблицы Карно.

3. Структурные формулы КУЛУ и их минимизации.

4. Функциональная схема КУЛУ с обозначением напряжений на выходе элементов.

Контрольные вопросы:

1. Пояснить работу элемента И-НЕ?

2. Пояснить работу элемента ИЛИ-НЕ?

3. Составить карту Карно для 1 варианта

4. Составить карту Карно для 2 варианта

5. Составить карту Карно для 3 варианта

6. Составить карту Карно для 4 варианта

7. Составить карту Карно для 5 варианта

8. Пояснить работу элемента 2И-НЕ

9. Минимизировать выражения для 6 варианта

10. Минимизировать выражения для 7 варианта

Литература.

Проектирование бесконтактных управляющих логических устройств промышленной автоматики. М.,”Энергия”, 1977.

Лабораторная работа № 3

Изучение принципа работы манипулятора «Электроника НЦ ТМ-01»

Цель работы: ознакомиться с основными принципами управления манипулятором, механизмами перемещения, поворота, подъема груза.

Механизмы горизонтального перемещения и механизм подъема должны обеспечивать отработку импульсов датчиков пути с точностью 0.01мм/импульс. Один импульс датчика должен быть равным 0.4 мм. Перемещение корпуса механизма горизонтального перемещения должно быть не менее 300мм. Механизм поворота должен обеспечивать поворот горизонтального перемещения на угол 90 градусов, крайние положения фиксируется фиксатором. Перемещение ползуна механизма горизонтального перемещения должно быть не менее 300мм. Перемещение штанги механизма подъема должно быть не менее 160 мм. Поворот механизма захвата деталей не должен быть более 180 градусов. Перемещение кулачков механизма захвата деталей должно быть не менее 5мм. Средняя скорость движения корпуса механизма горизонтального перемещения не должна быть менее 40мм/сек. Средняя скорость движения ползуна механизма горизонтального перемещения не должна быть менее 80 мм/сек. Средняя скорость движения штанги механизма подъема не должна быть менее 32мм/сек.

Манипулятор «Электроника НЦ ТМ-01» должны совершать последовательно следующие действия:

1. опускание механизма подъема до упора в имитатор первой детали

2. подъём механизма подъема на 0.8 мм

3. зажим схвата заготовки в механизме захвата детали

4. подъём механизма подъема до исходного состояния

5. поворот механизма захвата детали на 180⁰

6. движение механизма горизонтального перемещения

7. поворот механизма поворота на 90⁰

8. опускания механизма подъема

9. перемещение механизма горизонтального перемещения влево на медленной скорости до упора

10. разжим схвата заготовки механизма захвата детали

11. перемещение механизма горизонтального перемещения вправо на медленной скорости до упора

При испытании манипулятора необходимо соблюдать требования безопасности, а также порядок выполнения работ и правил, установленные «Правилами техники безопасности и производственной санитарии в электронной промышленности». Все испытания следует проводить в нормальных климатических условиях, установленных ГОСТ 15150-69.