Электрические цепи в релейной схеме

1.1. Цель работы.

1.1.1. Познакомиться с функциональными схемами систем авто-

математического дискретного управления.

1.1.2. Познакомиться с устройством и принципом действия

электрических реле.

1.1.3. Изучить алгебру логики.

1.2. Основные теоретические сведения.

В современных системах автоматического управления (САУ) наиболее часто находят применение устройства дискретного действия. В

таких устройствах переменные величины - сигналы на входах и выходах - используются в процессе управления только в их крайних значениях, т.е. эти сигналы дискретны во времени.

Устройства дискретного действия и состоящие из них системы

дискретного автоматического управления по сравнению с устройства-

ми и системами непрерывного управления более надежны, на четкость их работы меньше влияет разброс параметров отдельных элементов или колебания параметров источников питания. Как следствие при передаче сигналов управления в таких системах меньше сказываются помехи.

Основой построения систем управления являются аппараты и устройства электроавтоматики.

Несмотря на многообразие электрических схем управления, рабочими органами механизмов система дискретного управления может

быть представлена функциональной схемой рис. 1.1.

Рис. 1.1.

Такая схема состоит из четырех основных звеньев: командных органов, функциональной части, усилителей и исполнительных органов. Между отдельными звеньями, кроме основных связей, могут существовать также внутренние обратные связи.

Командные органы служат для введения в систему управления электрических команд (кнопки и переключатели управления, датчики).

Функциональная часть является наиболее сложной частью САУ и предназначается для преобразования сигналов командных органов и передачи их исполнительным органам в соответствии с заданной программой.

В дискретных системах большинство операций, выполняемых функциональной частью, можно свести к простейшим логическим операциям, соответствующим появлению сигналов "да" либо "нет". Поэтому подобные элементы, к которым могут быть отнесены реле (контактные и бесконтактные), получили название - логические элементы.

Усилители осуществляют повышение уровня напряжения, тока или

мощности сигналов, выдаваемых функциональной частью, ибо параметры этих сигналов часто недостаточны для приведения в действие исполнительных органов.

Исполнительные органы служат для управления потоком энергии,

подводящимся к рабочим механизмам, или ее преобразования (электродвигатели, электромагниты, электромагнитные муфты и др.).

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.

Электрическое реле (рис. 1.2.) 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.

Управляющая цепь Управляемая цепь

Рис. 1.2.

Применение электрических реле позволяет использовать алгебру логики. В алгебре логики имеются три основные логические операции:

1) логическое умножение (И);

2) логическое сложение (ИЛИ);

3) логическое отрицание (НЕ).

Логическое умножение (И) выполняют двумя и более высказываниями. Эту операцию обозначают знаком Х. В результате логического умножения, получается новое сложное высказывание, которое принимает истинное значение тогда, когда его составляющие высказывания истинны, и ложно, если хотя бы одно составляющее высказывание ложно. Указанные свойства логического умножения сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Входные переменные	Выход
а	в	А

В электрической схеме элемент, реализующий логическое умножение, по своему действию аналогичен цепи, состоящей из последовательно включенных контактов реле.

Логическое сложение (ИЛИ) - это сложное высказывание, которое истинно, если истинно хотя бы одно из составляющих его высказываний, и ложно, если все высказывания ложны. В табл. 1.2. приведены указанные свойства логического сложения.

Таблица 1.2.

Входные переменные	Выход
а	в	А

Логическое сложение обозначается знаком + и читается так: а

или в.

Аналогией рассматриваемой логической операции служит электрическая цепь, содержащая несколько параллельных контактов реле.

Логическая связь "ИЛИ" разрешает приходить сигналу от любого источника на общий выход и исключает воздействие этих сигналов друг на друга. Выходной сигнал будет равен А и в том случае, если получен даже один входной сигнал а ИЛИ в.

Логическое отрицание (НЕ) - преобразует истинное высказывание в ложное, а ложное, в истинное. Выход всегда противоположен входу, т.е. переменная принимает противоположное значение. Эту операцию обычно обозначают чертой над буквой: А = а, что читается так: А не есть а.

В табл. 1.3. приведены логические свойства отрицания.

Таблица 1.3.

Входные переменные	Выход
а	А

1.3. План работы.

1.3.1. Разработать и собрать схему (Рис. 1.3.), в которой при замыкании выключателя S2 реле К1, своим контактом включает или выключает объект управления (лампу или двигатель).

Рис. 1.3.

Рис. 1.4.

1.3.2. Разработать и исследовать схему (Рис. 1.4.), в которой электродвигатель должен включаться с помощью реле и оставаться во включенном состоянии после выключения реле. Использовать тумблер S2, реле К1, К2 и двигатель.

1.3.3. Описать принцип действия разработанных схем.

1.3.4. Представьте функциональную схему, выделив в ней цепь

управляющего тока и управляющий контур.

1.3.5. Составить логические уравнения, описывающие разработанные схемы.

Лабораторная работа N2