4.2.2. Логические элементы серии “Логика и”.

Простейшие логические элементы могут быть выполнены на диодных полупроводниках. Особенностью диодных элементов является разность сопротивлений прохождение тока в прямом и обратном направлении.

Последнее время большинство элементов логики выполняют на интегральных микросхемах. Микросхемы различаются степенью интеграции, которая обозначается:

= , где N- количество элементов в схеме.

В 1 удаётя разместить до и более 500 элементов.

Если n=10 , то си=1

Малая степень интеграции – это элементы логики “не”, ”или”, ”и” .

При n=100, то си=2 средняя степень интеграции.(триггеры, регисторы, счётчики).

Если n=1000, то си=3 третья степень интеграции.

Большие интегральные схемы(БИС) арифметические, логические устройства, счётчики, запоминающие устройства.

Если n=более 1000, то это сверх большие интегральные схемы(СБИС),микропроцессоры, элементы большой памяти.

4.2.3. Методика перевода контактных схем на безконтактные.

1.По контактной схеме составлять логическое уравнение.

2.По логическому уравнению составить безконтактную функциональную схему, на простейших элементах “и”, ”или”, ”не”.

3.Сравнить варианты схем, приведя логические уравнения в совершенную нормальную форму (СДНФ, СКНФ)

4.По справочнику подобрать типовые логические элементы серии “Логика”и”.

Елементы логика “и” включают в себя следущие функции: гальваническая развязка по V на входе и выходе. Она необходима для согласования логических промежуточных элементов (Uпит=15В), магнитных пускателей, кнопок, выключателей (Uпит=24/220В). Микросхемы серии К 511 общего пользования.

Логике “и” имеются элементы времени, счётчики, многофункциональные элементы.

5. Рссмотреть вопрос о возможности упрощения схемы, применения многофункциональных элементов логика “и”.

4.2.4. Безконтактные выходные устройства.

Сигналы, циркулирующие в схеме управления, имеют малую мощность и низкий уровень V, несогласованны с исполнительными элементами, (электромагниты, электродвигатели) поэтому на выходе должны быть включены элементы силового управления. Это усилители и преобразователи, рассчитанные на большой выходной I.

Часто применяют выходные элементы на основе тиристорных ключей.

Тиристор – кремневый управляемый диод.

VT 1, VT 2, - тиристор.

Часто включают тиристор в качестве коммутационных устройств в цепях переменного тока. Для этого в каждую фазу потребителя включают 2 встречно - 11-х тиристора. Каждый тиристор работает в течении одного полупериуда.

Управление тиристора ведётся из схемы управления. Выпускаются симмисторы(симмисторные ключи), которые сочетают в одном приборе 2-управляемых тиристорах. Для гальванической развязки и согласования выходных цепей широко применяют оптрон.

Оптрон – устройство в котором электрический сигнал преобразуется в оптический, а затем происходит их обратное преобразование.

Простейший оптронный аппарат состоит из 3-х частей: 1-источник излучения, 2-световод, 3-приёмник света

Выполняется по интегральной технологии. В качестве источника излучения применяют миниатюрные инжекционные светодиоды, выполненные из арсенида галлия.

Светодиод – электроиллюминисетный прибор, которая изучает фотоны и даёт свечение. Обладает малой инерционностью, что позволяет передавать сигналы с частотой до нескольких сотен килогерц.

Недостаток: низкое КПД 1-3% и высокая плотность тока.

В схеме представлен безконтактно выходной переключатель серии ПТ М03. Переключатель имеет 2 оптрона(V1,V2), светодиода (питается светом 24В), управление светодиодом производится от транзисторного ключа (Тр). При открытии транзистора включаются светодиоды, которые излучают свет на фототиристоры, в которых включена последовательная нагрузка (электромагнит)

Пример: Перевести схему контактную на безконтактную.

1)Обозначим элементы буквами.

Входные- стоп, пуск, конечные выключатели. А1,А2, А3, А4, А5, А6,(стоп,пуск)

Промежуточные: нет.

Выходные: (МП) С1, С2, С3.

Тепловое реле: Б1, Б2, Б3. (РТ)

2)Составим логическое уравнение включения выходных элементов.

С1= 1*(а2+с1)* 1

С2=с1* 3(а4+с2)* 2

С3=с2* 5(а6+с3)* 3

3)Составим схему фукциональную.

Входной элемент 110В

Недостатком данной схемы является большое количество элементов, ненадёжность, высокая стоимость.

Альтернативой жёсткой (монтажной логики) является применение программируемых контроллёров(ПК).