Лаб работа Автоматика 1

2) Проверить работоспособность гидростатических уровнемеров (буйкового, барботажного уровнемеров и уровнемера-манометра).

5.4 Методика выполнения работы

Методика проверки работоспособности уровнемеров заключается в сравнении их показаний с фактическим уровнем воды в резервуарах (определяется по мерной шкале, нанесенной на их стенки), вычислением максимальной приведенной погрешности и приведенной вариации и сравнении их с классом точности данного прибора. Испытания приборов проводятся при заполнении резервуаров водой (прямой ход) и их опорожнении (обратный ход). Результаты измерений заносятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Протокол испытаний уровнемеров

5.5 Порядок выполнения работы

Тумблером на панели стенда включите насос 1 (рисунок 5.4). Скорость наполнения напорного бака 3 можно изменять с помощью вентиля 7, при этом вентиль 6 должен быть полностью открыт. Необходимая скорость наполнения бака контролируется по водомерному стеклу. Измерьте по водомерному стеклу моменты срабатывания сигнализатора, контролирующего нижний и верхний уровни воды в баке. При достижении верхнего уровня в напорном баке (о чем будет свидетельствовать отключение электродвигателя насоса) закройте вентиль 6. С помощью вентилей 6 и 7 проверьте работоспособность гидростатических уровнемеров по методике, описанной в предыдущем разделе.

5.6 Требования к отчету

Отчет по работе должен содержать:

1)цель работы;

2)схему лабораторного стенда;

3)методику выполнения работы;

4)протоколы испытаний уровнемеров;

34

5)выводы.

5.7 Контрольные вопросы

1)На чем основан принцип действия пьезометрических и буйковых уровнемеров?

2)Каковы источники возникновения погрешностей при измерении уровня жидкостей буйковыми уровнемерами?

3)В чем состоит принцип действия емкостных сигнализаторов

уровня?

4)В чем заключается методика проверки работоспособности уров-

немеров?

5)Приведите классификацию приборов для измерения уровня жидких и сыпучих сред.

6)С какой целью датчики электрических уровнемеров покрываются слоем изоляции?

6 Лабораторная работа № 6 «Электрические цепи в релейной

схеме»

Цель работы: Ознакомиться с принципом построения дискретных систем управления на основе электрических реле; получить практические навыки по разработке и сборке простейших схем электроавтоматики.

6.1Общие сведения

Всистемах автоматического управления часто находят применение устройства дискретного действия. Устройства дискретного действия и состоящие из них системы дискретного автоматического управления по сравнению с устройствами и системами непрерывного управления более надежны, на их работу меньше влияет разброс параметров отдельных элементов или колебания параметров источника питания. Как следствие, при передаче сигналов в таких системах меньше сказываются помехи.

Большинство операций в дискретных системах можно свести к простейшим логическим операциям, соответствующим появлению сигналов «да» либо «нет» (включено или выключено). Поэтому подобные элементы, к которым могут быть отнесены реле, получили название — логические элементы.

Релейно-контактная аппаратура оборудования предприятий пищевой промышленности построена часто на электромагнитных реле.

Электромагнитным называется реле, в котором тяговое усилие создается энергией магнитного поля, возникающего при протекании электрического тока через обмотку.

35

Электромагнитное реле содержит неподвижный сердечник с обмоткой и подвижный якорь, который при перемещении замыкает или размыкает контакты. Электрические реле являются наиболее распространенными элементами электроавтоматики, что обусловлено основным свойством реле — возможностью управлять достаточно мощными процессами в исполнительных электрических цепях с помощью незначительных управляющих электрических сигналов малой мощности.

Электрическое реле (рисунок 6.1) в общем случае является промежуточным элементом, приводящим в действие одну или несколько управляемых электрических цепей при воздействии на него определенных электрических сигналов управляющей цепи. Поэтому реле нельзя характеризовать только его собственными параметрами в отрыве от характеристик управляющей и управляемой электрических цепей.

Рисунок6.1 — Схема расположения реле в электрических цепях

Применение электрических реле позволяет использовать алгебру логики. В алгебре логики имеются три основные логические операции: логическое умножение (И); логическое сложение (ИЛИ); логическое отрицание (НЕ). Более подробно смотри в разделе «Общие сведения к лабораторной работе №7».

6.2 Задание на выполнение работы

1)Разработать и собрать схему (рисунок 6.2), в которой при замыкании выключателя S2, реле К1 своим контактом включает или выключает объект управления (лампу, двигатель).

2)Разработать и исследовать схему (рисунок 6.2), в которой электродвигатель должен включаться с помощью реле и оставаться во включенном состоянии после выключения реле. Использовать тумблер S2, реле К1, К2 и двигатель.

3)Описать принцип действия разработанных схем.

4)Составить логические уравнения для разработанных схем.

36

5) Как можно представить функциональную логическую связь?

7 Лабораторная работа №7 «Свойства сигналов логических элементов»

Цель работы: Изучить принцип действия и назначения основных логических элементов, а также приобретение навыков по исследованию характеристик комбинационных логических схем.

7.1 Общие сведения

Основными составными частями любых цифровых устройств, включая современные ЭВМ, являются логические элементы.

Логический элемент — это такая схема, которая, «основываясь» на входных сигналах, «может решать», что ей ответить на выходе — «да» или «нет». На рисунке 7.1 представлена схема логического элемента И, которая отвечает «да» (на выходе загорается лампа) только в том случае, когда на оба ее входа поданы сигналы «да» (оба ключа замкнуты).

А

Входы

Выход Y

В

Рисунок 7.1 — Схема И на механических переключателях.

Условное обозначение элемента И представлено на рисунке 7.2. Это стандартное обозначение применяется независимо от того, на чем он собран — на реле, переключателях, диодах и транзисторах или на ИС.

Рисунок 7.2 — Условное обозначение (символ) логического элемента И

Втаблице 7.1 указаны все возможные комбинации сигналов на входах

Аи В и соответствующие им сигналы на выходе.

38

Приведенная таблица истинности дает характеристику работы этого логического элемента, т.е. описывает логическую функцию И. Другим сокращенным способом записи того, что входы А и В связаны функцией логического умножения И является его булево выражение:

Знак умножения в виде точки ( )здесь использован для обозначения функции И (логического умножения).

На рисунке 7.3 иллюстрируется принцип работы элемента ИЛИ с использованием обычных переключателей.

Входы

А

В

Выход

Рисунок 7.3 — Схема ИЛИ на переключателях

Возможные комбинации сигналов на входах и выходе логического элемента ИЛИ приведены в таблице 7.2.

Условное обозначение логического элемента ИЛИ показано на рисунке 7.4. На том же рисунке приведено его булево выражение, в нем знак (+) представляет собой символ для логической функции ИЛИ.

39

В

↑

символ исключающего ИЛИ

Рисунок 7.6 — Условное обозначение элемента исключающее ИЛИ и его булево выражение

7.2 Задание на выполнение работы

1)Составить экспериментальные таблицы состояний следующих элементов: И; ИЛИ, «исключающее ИЛИ», «исключающее ИЛИ-НЕ».

2)Используя представленные на стенде логические элементы, собрать предложенную преподавателем комбинационную логическую схему, например:

=1 1

=1 1

3)Экспериментально построить таблицу состояний для предложенной комбинационной схемы.

4)Построить булево выражение на основе таблицы истинности.

41

7.3 Подготовка и порядок выполнения работы

1)Перед началом работы необходимо тщательно ознакомиться со схемой предстоящей лабораторной работы.

2)Начертить принципиальную схему работы в тетради. Продумать, каким образом производить коммутацию между узлами схем, разобраться в их назначении, уяснить работу схемы и ее элементов. После этого вычертить монтажную схему с указанием мест установки перемычек.

3)Сборку схемы производить только при отключенной питающей сети. Убедиться в отсутствии коротких замыканий в монтаже схемы. После чего обратиться к преподавателю за разрешением на проведение лабораторной работы.

4)Приступая к работе, следует установить все тумблеры в нижнее положение, соответствующее их отключенному состоянию.

5)При исследовании логических элементов следует помнить что при включении тумблера «Сеть», на все их уровни подаются сигналы высокого логического уровня (+5В). Поэтому для получения сигнала низкого логического уровня необходимо соединить соответствующее гнездо с землей.

7.4 Требования к отчету

Отчет по данной работе должен содержать:

1)цель работы;

2)схемы основных логических элементов; включая их таблицы истинности и булевы выражения;

3)комбинационную логическую схему, включая ее таблицу состояний

ибулево выражение.

7.5 Контрольные вопросы

1)Если на оба элемента И поданы логические сигналы высокого уровня, то сигнал какого уровня появится на выходе?

2)Запишите булево выражение для логического элемента ИЛИ.

3)Запишите булево выражение для инвертора.

4)В чем различие логических элементов «ИЛИ» и «исключающее

ИЛИ»?

5)Где и как применяются логические элементы?

42