3dok_toa / Лабораторні роботи / Методичка 1 семестр 2011

простих сигналів в один еквівалентний або складний сигнал. Так, при послідовному з'єднанні декількох контактів в блокувальному ланцюзі їх сигнали можна замінити одним, значення якого дорівнює кон'юнкції елементарних сигналів. До вихідних зараховують сигнали, що управляють роботою виконавчих елементів контакторів, електромагнітів та інші. При нагоді виконують угрупування вихідних і проміжних сигналів.

Другий етап. Ведуть запис алгебраїчних виразів, відповідних ланцюгів вихідних і проміжних змінних релейної схеми. Порядок алгебраїчних виразів такий. Складають структурні формули для вихідних сигналів і окремо для проміжних сигналів без зворотних та з зворотними зв'язками. Виражають в структурних формулах вихідних і проміжних сигналів із зворотними зв'язками проміжні сигнали, що зустрічаються, без зворотних зв'язків через вхідні. Отримані рівняння, якщо це можливо, спрощують, використовуючи властивості рівносильності. Групують перетворені структурні формули по функціональних вузлах. Складають безконтактну схему з врахуванням особливостей обраного типу логічних елементів.

Другий шлях, який передбачає складання структурної формули на основі заданих умов технологічного процесу є основним, оскільки дозволяє знаходити найдоцільніші схемні рішення з простими вузлами і з найменшою кількістю апаратури. Слід зазначити, що логічний елемент не є еквівалентом реле. У реле один вхід (обмотка) і може бути декілька не зв'язаних виходів - ланцюгів, контактами що замикаються, тоді як у логічного елемента декілька входів і декілька виходів. При зображенні безконтактних схем у відмінності від контактних показують лише логічні зв'язки між окремими елементами і опускають ланцюги їх живлення і інші з'єднання, що не мають принципового значення.

ВИКОНАННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

1.Для обраної викладачем ділянки релейної схеми зробити: - аналітичний вираз; - таблицю істинності;

- по можливості мінімізувати; - зробити перевірку вірності мінімізації; - структурну схему;

2.Ознайомитися з можливостями програми EWB 5.12 при складанні логічних пристроїв.

3.Скласти модель безконтактного логічного еквіваленту релейного варіанту принциповій схеми автоматизації.

4.За допомогою вимірювальних приладів отримати таблицю істинності або часові діаграми роботи безконтактного логічного еквіваленту релейного варіанту принциповій схеми автоматизації.

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

Звіт повинен мати:

1. Тему і мету лабораторної роботи.

81

2.Короткі теоретичні дані по цій темі.

3.Запропонована ділянка принципової схеми та її опис.

4.Аналітичний запис роботи запропонованої ділянки принципової схеми та мінімізацію.

5.Таблиця істинності, що коментує роботу принципової схеми.

6.Безконтактну схему.

7.Висновки.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Що таке бульова алгебра та чим вона відрізняється від звичайної алгебри?

2.Які існують закони та слідства бульової алгебри?

3.Які існують способи та їх суть по переведенню релейної схеми управління на безконтактну?

4.Як робиться мінімізація алгебраїчного виразу?

5.Що таке та як складається таблиця істинності? Скільки строк повинна мати таблиця істинності якщо є 4-и, 7, 9, 10 вхідних змінних?

6.За вимогами викладача дати характеристику простих логічних елементів.

7.Яке призначення програми EWB 5.12 в автоматиці та електроніці?

8.Поясніть призначення цифрових приладів програми EWB 5.12 – генератора слів, логічного аналізатору, логічного конвертору?

ЛІТЕРАТУРА

1.Бородин И.Ф. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов / И.Ф. Бородин, Н.И. Кирилин Н.И.. - М.: Колос, 1977.

2.Чернышов Н.Г. Моделирование и анализ схем в Electronics Workbench: Учеб. - метод. Пособие / Н.Г. Чернышов, Т.И. Чернышова. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн.

ун-та, 2005. 52 с.

3.Кардашев Г.А. Цифровая электроника на персональном компьютере Electronics Work bench и Mikro-Cap. / Г.А. Кардашев Г.А. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.

311с. – (Массовая радиобиблиотека, 1263)

4.Бохан Н.И. Основы автоматики и микропроцессорной техники: Учеб. пособие / Н.И. Бохан, Р.И. Фурунжиев. - Мн.: Ураджай, 1987.-376 с.: ил.

82

Додаток В

Система автоматизованого моделювання " SamSim"

Система автоматизованого проектування та параметричної оптимізації призначена для моделювання лінійних і нелінійних кіл у системах автоматичного керування. Працює з моделями, які можна представити у формі блок-схем.

Рисунок 1 - Інтерфейс програми SamSim

Вцій програмі можна виконати такі задачі:

-побудова будь-яких схем моделей з бібліотек елементів,

-завдання параметрів інтегрування й параметрів елементів,

-збереження у файлі й зчитування з файлу моделі,

-побудова залежностей від часу в будь-яких точках схеми,

-побудова фазових портретів для будь-яких схем,

-побудова частотних характеристик для будь-яких лінійних схем,

-вивід результатів розрахунку в графічній і табличній формі,

-вивід на друк схеми і її параметрів, результатів розрахунку.

Настроювання програми (меню "Настроювання").

84

Пункт меню "Настроювання" "Користувача". На вкладці "Вид і поводження" можна задати вікно програми, положення вікна Бібліотек щодо вікна Редактора (ліворуч або праворуч у головному вікні), вивід результатів розрахунків.

Рисунок 3 - Інтерфейс меню "Настроювання"

На вкладці "Методи" можна задати точність виконання розрахунків і вирішення диференціальних рівнянь.

Поле редактора розбите на осередки, у яких можуть бути розташовані елементи схеми. На полі можуть розміщуватись кілька незалежних однотипних схем.

Рисунок 4 - Поле редактору

Ліворуч і зверху поля розташовані індекси осередків. При натисканні лівої кнопки мишки по полю редактора виділяється відповідний осередок прямокутником синього кольору. Якщо виділено порожній осередок, то в нього можна помістити елемент схеми подвійним клацанням лівої кнопки мишки на необхідному елементі у

85

вікні бібліотеки або вставити з буфера пам'яті після копіювання або вирізання. Якщо виділено осередок з елементом, то можливо його вирізання, копіювання, видалення, завдання параметрів елемента, якщо вони є. Елементи схеми можна перетаскувати

по полю редактора й розвертати в будь-якому напрямку кнопками на панелі інструментів програми.

Відкриття (завантаження з диска) наявної моделі. Якщо у Вас уже є готова схема моделі, збережена у файлі, то відкрити її можна з меню "Файл" "Відкрити"

або кнопкою на панелі інструментів, і в діалоговому вікні вибрати даний файл. Ви можете також відкрити й подивитися вже готові схеми моделей як прикла-

ди, які перебувають у файлах програми Demo*.sam.

Розрахунок схеми. Для розрахунку схеми виберіть у головному меню пункт

"Виконати" "Розрахунок" або натисніть кнопку панелі інструментів. Для проведення розрахунку схеми повинна бути встановлена хоча б одна контрольна точка. За результатами розрахунку будуть побудовані графіки в заданих контрольних точках схеми. Вид графіка (залежність від часу або частотних характеристик) залежить від типу вхідного елемента, що задає сигнал. Колір кривої на графіку відповідає кольору номера контрольної точки.

Установка / видалення контрольної точки. Контрольна точка встановлюється (або знімається) на виході елемента за допомогою подвійного клацання лівої кнопки миші по цьому елементу схеми, а також через пункти меню "Призначити". Номер контрольної точки встановлюється автоматично. Кожному номеру відповідає свій колір. У схемі допускається не більше 12-ти контрольних точок.

Якщо контрольна точка не встановлюється, то:

-ви не вибрали ніякого елемента або клацаєте по порожньому місцю схеми;

-у схемі вже встановлене максимальне число контрольних точок;

-обрані сполуки і/або розгалуження, а не вихід елемента.

Створення нової моделі. Для створення нової схеми моделі необхідно вибрати в головному меню програми пункт "Файл" "Нова схема" або натиснути кнопку

на панелі інструментів. Вибравши бібліотеку елементів у вікні Бібліотеки, перетаскуємо мишкою елементи в поле Редактора або, вибравши клацанням миші майбутнє положення елемента в полі Редактора, двічі клацнути лівою кнопкою мишки по потрібному елементу у вікні Бібліотеки.

Доступ до операцій редагування можливий як з пунктів головного меню, так і з "меню", що спливає по клацанню правої кнопки мишки, або за допомогою кнопок на панелі інструментів.

Завдання назви моделі. Для завдання назви моделі необхідно вибрати пункт меню "Призначити" "Назва моделі".

Назва моделі відображається у верхній смузі головного вікна програми після імені файлу моделі.

Завдання параметрів елементів схеми. Поки не задані параметри для всіх елементів схеми, розрахунок схеми неможливий. Завдання параметрів елементів схеми виконується через пункт головного меню "Призначити" "Параметри елемента" або через пункт меню, що спливає по натисканню правої кнопки, або за допомогою кнопки "k=..." на панелі інструментів.

86

Якщо для елемента схеми не задані параметри, то цей елемент позначається значком "*" (бузкова зірочка або чорний кружок) у лівому верхньому куті зображення елемента на схемі.

Після натискання кнопки "Прийняти" у діалоговому вікні завдання параметрів відбувається автоматична перевірка коректності введених значень. У випадку некоректності завдання виводиться відповідне повідомлення. Після збереження моделі у файлі всі задані параметри елементів також зберігаються у файлі.

Завдання параметрів інтегрування. Завдання параметрів інтегрування (початок, кінець і часовий крок розрахунків для графіків) встановлюється через пункт головного меню "Задати" "Параметри інтегрування" або за допомогою відповідної кнопки "t =..." на панелі інструментів.

Завдання параметрів інтегрування необов'язкове, якщо підходять значення встановлені програмою за замовчуванням, на рівні від 0 до 5 секунд із кроком 0.01.

Перевірка схеми. Після складання схеми й завдання всіх параметрів елементів можна перевірити її на коректність складання - пункт меню "Виконати" "Переві-

рка схеми" або натискання кнопки на панелі інструментів. Результат перевірки буде повідомлено. Перевірка виконується автоматично (якщо вона не була зроблена) перед початком виконання розрахунку схеми. Необхідні умови коректності схеми: у ній є хоча б одне джерело сигналу й параметри всіх елементів задані.

Частотні характеристики. Для побудови частотних характеристик на вході схеми повинен стояти генератор хитної частоти (ГХЧ). Частотний діапазон і типи характеристик (АЧХ, ФЧХ, ЛЧХ, АФЧХ), виведених на екран у графічному вигляді, задаються як параметри вхідного елемента - ГХЧ.

У таблицю з результатами розрахунку виводяться значення і для амплітуди (АЧХ або ЛЧХ), і для фази, незалежно від того, який графік обраний для відображення.

Побудова годографа (АФЧХ). Для побудови годографа (АФЧХ) на вході схеми повинен стояти генератор хитної частоти ГХЧ. Частотний діапазон і вид характеристики - годограф задаються як параметри вхідного елемента - ГХЧ. Вибір масштабу характеристики (лінійний, логарифмічний), як параметра ГХЧ, не впливає на вид годографа.

Перегляд результатів розрахунку в таблиці. Для перегляду результатів розрахунку в таблиці необхідно виконати спочатку сам розрахунок, а потім вибрати пункт меню "Вікно" "Таблиця". Таблиця з'явиться у окремому вікні.

Таблицю з результатами, всю або тільки частину, можна зберегти в текстовому файлі і/або роздрукувати.

Друк результатів розрахунку і графіків. Друк результатів розрахунку і графіків (як і їхнє збереження в окремому файлі) можливий тільки при відкритих відповідних вікнах (з таблицею або графіками).

При проведенні декількох послідовних розрахунків і при відкритті декількох вікон з таблицею або графіками на друк виводяться результати тільки останнього розрахунку (незалежно від того, яке з вікон було активне останнім).

87

ДОДАТОК С

Опис та робота з осциллографом мультиметром С1-107

1. Призначення приладу

Осциллограф мультиметр С1-107 призначено:

-для дослідження форми електричних сигналів в діапазоні частот від 0 до 5 МГц шляхом візуального спостереження і виміру їх амплітуд в діапазоні

від 0,02 до 120 В(з виносним подільником 1:10 до 350 В) і часових інтервалів від 0,4×10-6 до 1,0 с в режимі осциллограф;

-вимір напруг постійного струму від 1×10-3 до 1000 В, змінного струму від 1×10-3 до 300 В, сили постійного струму від 1×10-6 до 1,999 А, активного

опору 1×10-3 до 1999 кОм в режимі мультиметру. Робоча частина екрану осциллографу (поз. 1):

-по горизонталі 60 мм (10 поділів, поділка 6 мм);

-по вертикалі 40 мм (6 2/3 поділів, поділка 6 мм);

2. Опис органів керування

Розташування органів керування на передній панелі приладу наведено на рис.

1.

Рисунок 1 – Органи керування осцилографом мультиметром С1-107.

2.1 Органи керування тракту вертикального відхилення променю в режимі осцилографу і органів керування мультиметром:

-перемикач "V/ДЕЛ." (поз. 2) – встановлює калібровані коефіцієнти відхилення каналу Y в режимі осцилографа, він же перемикач меж виміру муль-

88

тиметру;

-ручка "" (поз. 3) – забезпечує плавне регулювання коефіцієнтів відхилення з перекриттям у 2,5 разів в кожному положенні перемикача "V/ДЕЛ.";

-перемикач режиму роботи входу підсилювача Y в положеннях (поз. 4):

-" " на вхід осцилографу сигнал, який досліджується поступає через поділяючий конденсатор (закритий вхід);

-"" на вхід осцилографу сигнал, який досліджується поступає через з постійною складовою (відкритий вхід);

-" " вхід осцилографу підключено до корпусу;

- " Y1М 35pF" (поз. 5) – високочастотний вхід для подачі сигналу, який досліджується в режимі осцилографу;

-перемикач роду роботи мультиметру в положеннях:

-"R" (поз. 6) вимір опору;

-" " (поз. 7) вимір постійної напруги та струму;

-" " (поз. 8) вимір змінної напруги;

-перемикач режиму роботи приладу в положеннях:

-"МУЛЬТИМЕТ" (поз. 9) прилад працює в режимі мультиметру (осцилографічна частина приладу відключено);

-"ОСЦИЛ." (поз. 10) прилад працює в режимі осцилографу (мультиметр відключено);

-потенціометр "" (поз. 11) - регулювання положенням променю по вертикалі у режимі осцилографу.

2.2 Органи керування синхронізацією осцилографу:

-потенціометр "УРОВЕНЬ СИНХРОНИЗАЦИИ" (поз. 12) – обирає рівень сигналу, який досліджується при якому відбувається запуск розгортки;

-перемикач виду зв’язку синхронізації в положеннях (поз. 13):

-" " закритий вхід синхронізації;

-" " відкритий вхід синхронізації;

-перемикач полярності синхронізуючого сигналу в положеннях (поз. 14):

-"+" розгортка синхронізується позитивним перепадом сигналу, яким йде запуск;

-" " розгортка синхронізується негативним перепадом сигналу, яким йде запуск;

2.3 Органи керування розгорткою:

-перемикач "ВРЕМЯ/ДЕЛ." (поз. 15) – встановлює калібрований коефіцієнт розгортки, якщо ручка плавного регулювання встановлена у крайнє праве положення;

-ручка "ПЛАВНО" (поз. 16) – забезпечує плавне регулювання коефіцієнту розгортки з перекриттям у 2,5 рази в кожному положенні перемикача "ВРЕМЯ/ДЕЛ."

-потенціометр " " (поз. 17) - регулювання положенням променю по горизонталі;

-"АВТ." (поз. 18) – в цьому режимі виникає пилкоподібна напруга незалеж-

89

но від сигналу, що запускає (синхронізація відбувається з частотою не менш ніж 100 Гц);

-"ЖДУЩ." (поз. 18) – запуск розгортки відбувається тільки при наявності сигналу, що синхронізує;

-"ПИТАНИЕ" (поз. 19) – включення відключення приладу.

2.4 Розняття, які розташовані на лівій боковій стінці приладу:

-"2000 мА" – для виміру струму від 200 мА до 2000 мА;

-"0 - 1000 V " – для виміру постійної напруги від 2 В до 1000 В;

-"0 - 300 V " – для виміру змінної напруги від 2 В до 300 В;

-"0 - 2 V I, R" – для виміру постійної і змінної напруги до 2 В, виміру струму до 200 мА, виміру опору;

- "* " – загальний провід при вимірах.

2.5 Розняття, які розташовані на правій боковій стінці приладу:

-перемикач "Разв.Х" – відключає вихідний підсилювач Х від генератору розгортки і підключає до розняття "Х";

-перемикач "ВНУТР., ВНЕШ." – для перемикання з зовнішнього на внутришній сигнал, що синхронізує;

-розняття "0,5 - 5" – для подачі зовнішнього синхронізуючого сигналу величиною 0,5 - 5 В;

-розняття "5 - 50" – для подачі зовнішнього синхронізуючого сигналу величиною 5 - 50 В;

-розняття " " – корпус приладу;

-розняття " Х" – для подачі зовнішнього сигналу в режимі "Х = Y;

-розняття "1 V1kHz" – вихід калібратору;

-потенціометр " " – регулює фокус проміню;

-потенціометр " " – регулює фокус проміню;

2.6 Задня панель приладу:

-шнур живлення – для підключення приладу до мережі змінної напруги " 220 В" або джерелу постійної напруги " 27 V";

-тримач запобіжника з написом "1 А", "0,5 А" – відповідно для запобіжників 1 А, та 0,5 А;

-тумблер " 220 V 50 (60) Hz, 400 Hz; 115 V 400 Hz" – для перемикання жи-

влення на відповідну напругу мережі;

-тумблер " , " – для перемикання живлення при роботі від джерела постійного струму або від мережі змінного струму;

-затиск захисного заземлення " " – для заземлення корпусу приладу.

90