Villanyszerelők Lapja

Elektronika

Ötlet nélkül nincs megoldás

Irányítástechnikai hétköznapok I.

2010. június 18. | Porempovics József |  6292 | |

Az alábbi tartalom archív, 9 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Bizonyára minden villamossággal foglalkozó olvasó szembe került már napjaink hétköznapivá váló feladataival és kihívásaival, amikor történetesen a megrendelő igényei túlmutatnak az egyszerű, hagyományos megoldásokon, akár épületvillamosság, akár ipari alkalmazások területén. A villamosipar és a mikroelektronika összefonódása egyre több lehetőséget kínál a megoldások kiválasztására, de ez egyben meg is nehezíti a tájékozódást. Ma már az egyszerű időrelé doboza alatt is megbújik egy kis cél számítógép (mikrovezérlő). Az adott feladathoz találni kell egy jó megoldást, miközben számos tényezőt nem hagyhatunk figyelmen kívül: ilyen az ár, a műszaki tartalom, az üzembiztonság, a kivitelezhetőség, a rendelkezésre álló munkaerő és szakértelem, a gyártó minősítése a piacon, a háttér-támogatottság, a kereskedelmi háttér stb.

A jó megoldáshoz ma már nem elég a „papír”, de a megszerzett rutinnal együtt megfelelő kiindulópontnak bizonyulhat. „Csak” kiindulópontként említve, mert elkerülhetetlen hozzá egy átfogó, átlagos termékismeret (itt jön képbe a kereskedők és gyártók háttér-támogatásának fontossága is), de legalább olyan fontos ma már az ötletgazdag gondolkodás is.
A most induló cikksorozat célja: egyszerű alkalmazás- és kapcsolástechnikai ötletek bemutatása, melyek esetleg továbbgondolva beilleszthetők a villanyszerelési gyakorlat mindennapjaiban adódó feladatok megoldásába. További nem titkolt cél, néhány fogalom értelmezésének frissítése a bemutatott ötletek és példák tükrében!

PLC-vel „minden” megoldható, vélik sokan. Talán igaz is. Az épületautomatizálási rendszerek szintén komplex megoldást adhatnak – a piacon megjelentek nagyon kedvező ár/érték arányú, széles társadalmi rétegek számára is elérhető megoldások. A hétköznapok villanyszerelése viszont sokszor olcsóbb, egyszerűbben konfigurálható, azonnal bevethető eszközöket is igényel, illetve nem feltétlen van szükség az adott feladathoz ezen eszközök tudására, ezért a cikksorozatban elsősorban relés vezérlő- és szabályzó eszközökkel „ötletelünk”.

Elkerülhetetlen néhány alapfogalom egyszerűsített értelmezése, hiszen akkor tudunk egy nyelvet beszélni, ha értjük is azt. Nem cél a túlzott tudományosság, ezért a cikkekben található néhány elméleti tartalom sem iskolai szinten és főleg nem teljes részletességgel kerül majd kifejtésre, inkább csak a szükséges mértékben.

Az irányítástechnika (automatika), amellyel itt foglalkozunk majd, a műszaki tudományok egyik ága, amely az önműködő irányítás törvényszerűségeivel és gyakorlati megvalósításával foglalkozik. Az irányítástechnika két fő csoportra osztható: vezérléstechnika és szabályozástechnika (1. ábra).

A vezérlés és a szabályozás között alapvető különbségek vannak, amelyekkel a gyakorlatban annyira nem is törődünk, de e szavakat használjuk. Egy-egy folyamatra, működésre olykor a szabályozás helyett vezérlést mondunk, ritkábban fordítva. A különbséget az alábbi két értelmezés és hatásvázlat szemlélteti.
A vezérlés úgynevezett nyitott hatásláncú irányítás – látható, hogy a vezérelt jellemző változásainak nincs hatása a vezérlésre, tehát nincs visszacsatolás. Pl. egy egyszerű csillag/delta átkapcsolásnál a folyamat jelentése a következő: az átkapcsolás logikája, időzítési paraméterei – mágnes-kapcsolók és időzítők – motor – fordulatszám, nyomaték, ami végül is a cél (2. ábra).

A szabályozás úgynevezett zárt hatásláncú irányítás – látható, hogy a szabályozott jellemző a visszacsatolás eredményeként hatással van a szabályozó bemenetére, ahol összehasonlításra kerül a kívánt (beállított) értékkel és az eltérésnek megfelelően befolyásolja a szabályozó kimeneti jelét. Leggyakoribb példa a hőmérséklet-szabályozás, a folyamat sorban: kívánt hőmérséklet beállítása – szobatermosztát – kazán – szobahőmérséklet. A szobahőmérséklet, mint szabályozott jellemző visszacsatolódik, hiszen a termosztát hőérzékelője a szobában van, ahol várjuk a változást.

Természetesen a fenti vázlatok nem tartalmaznak több részelemet, mint, ahogy nem taglaljuk a vezérlés és szabályozás további csoportosításit sem. Megemlítendő azonban, hogy sokszor előfordul a kettő kombinált használata is.

A folytatásban és a cikksorozat következő megjelenéseiben ötleteket, kapcsolásokat mutatunk be – a fent említett továbbgondolási céllal – az egyszerűbb vezérlésektől kiindulva a kicsit bonyolultabb szabályozásokig.
Itt említem meg, hogy örömmel vesszük a visszajelzéseket, esetleges egyszerű, de érdekes megoldásokat, melyeket Önök találtak ki vagy akár felmerülő feladatokat, amelyeket közösen oldhatunk meg. Küldje el értelmezhető formátumban az ötletet vagy a feladatot (rajz, leírás stb.) a szerkesztőségi e-mail címre, melyet a cikkek végén közlünk és várjuk az ötletes megoldásokat.

Indításként következzen egy egyszerűnek tűnő vezérlési feladat. Egy vezérléshez egy modullal (nincs sok hely a kapcsolószekrényben és az ár sem mindegy) meg kell oldani egy késleltetett impulzus kiadását relével, ahol a késleltetés és az impulzus hossza is beállítható! Ez egyszerű időrelékkel természetesen megoldható, de ezen eszközöknél általában csak egy funkció és egy idő állítható, következésképpen két időrelé, két modul kellene. Léteznek olyan olcsó, kétcsatornás, egy modulos időrelék, amelyek alapfunkciója ugyan nem ez, de kis módosítással elvégzi a feladatot.

A 4. ábrán látható kétcsatornás meghúzás-késleltető alapműködése szerint a tápfeszültség bekapcsolása után elindítja mindkét relé meghúzásának késleltetését, amelyek külön-külön beállíthatók. Az egyes relék a hozzá tartozó időzítés letelte után meghúznak. Tulajdonképpen terhelések egymás utáni bekapcsolásához használható, akár további eszközök láncba kötésével, egymást indítva. A megoldás kulcsa az idődiagramról kiolvasható (4. ábra): a t2 és t1 idők különbsége éppen egy impulzus lesz, ha a relé kimeneteit a rajznak megfelelően huzalozzuk (5-6. ábra). A késleltetés egyértelműen t1-el állítható, az impulzus hosszához, pedig egy kivonással jutunk (t2-t1). A tápfeszültség elvétele és visszakapcsolása egy új impulzust indít.

Következő egyszerű feladat egy forgótárcsa induktív jeladójának impulzusait számlálni és egy kimenetet kapcsolni, egy impulzus hosszúságú időre az alábbiak szerint:
1. impulzus – kimenet BE
2. impulzus – kimenet KI
3. impulzus – nincs művelet a kimeneten
4. impulzus – nincs művelet a kimeneten
5. impulzus – kimenet BE
6. stb.

 Tehát az első, aztán minden negyedik impulzusra kapcsol a kimenet. Természetesen egy modullal kellene megoldani, a hely és nem utolsó sorban az ár miatt is. Több megoldás mellett az egyszerű kétcsatornás impulzusrelé kínálja a legegyszerűbbet, mivel eleve úgynevezett bináris, kettes számrendszeres számlálóként működik (0 = relé elengedett; 1 = relé meghúzott). A két relé négy állapotban lehet: 01; 10; 11; 00; a beérkező impulzusok sorrendjében. Az ilyen eszköz, pl. nagyobb termek több helyről történő, egy gombos világítás-vezérlésére használható, ahol igény lehet a fényforrások csoportonkénti kapcsolása, mondjuk páros – páratlan – mindegyik – egyik sem kombinációkkal.

A feladatot szintén egyszerű huzalozott logikával oldhatjuk meg. A működési diagramból (7. ábra; B1-B2 nincs összekötve) leolvasható, hogy nekünk az 1. impulzus jele kell csak a kimenetre (rózsaszín). A 2. impulzusnál nincs gond, mert csak a 2. relé húz, viszont a 3. impulzusnál újra kapcsol ez a relé is. A 4. impulzusnál egyik kimenet sem kapcsol, ezért ez nem jelent problémát. A 2. és 3. impulzusnál a 2. relé meghúz, ennél a működési állapotnál kell kizárnunk a kimeneti jelet, melyet a 2. relé alaphelyzetben zárt (NC) érintkezőjének reteszként történő felhasználásával tudunk megtenni (8-9. ábra).

Az egyszerű megoldásban a továbbgondolás lehetőségei kínálkoznak. Megfelelő huzalozott logikával és több eszköz megfelelő láncba kötésével kiterjeszthető a számlánc. Egy eszközzel 2 bites, két eszközzel 4 bites stb. bináris számláló valósítható meg, rendre 4, 16 stb. kimeneti állapotokkal. Ha nem a jeladó aktív időtartamáig tartó impulzushosszra van szükség, akkor a kimeneti jellel időrelé indítható.

Remélem a cikksorozat ezen első, bevezető része a konkrétan is használható apró ötleteken túl további, hasonlóan egyszerű megoldások felfedezésére ösztönzi az olvasókat.
Várom jelentkezésüket, ötleteiket, megoldásra váró feladataikat!

(Folytatása következik!)


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem