Vezérléstechnikai ötletek II.
2015/12. lapszám | Porempovics József | 3456 |
Figylem! Ez a cikk 9 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A vezérléstechnikai ötletek sorát továbbra is a moduláris villamossági eszközökkel megvalósítható olyan kapcsolások bemutatásával folytatjuk, melyeknél nem csupán az egyes eszközök alapműködéseit használjuk fel a feladatok megoldására. A funkcionális alapműködéseket és az eszközök kapcsolatának logikáját kicsit átértelmezve érdekes alkalmazási lehetőségeket kaphatunk.
Hívásjelzés nyugtázással
Kezdjük mindjárt egy egyszerűbb kapcsolással, melyet az 1. ábra mutat be. A feladat szerint a hívógombokkal távjelzést és vészjelzést lehet leadni szaggatott csengetés és fényjelzés formájában, de szükséges, hogy a kiszolgáló személyzet nyugtázhassa a jelzés fogadását. A megoldás viszonylag egyszerű, és persze más eszközökkel, más logikával is elérhető a kívánt működés.
1. ábra
Egy alapvetően léptető funkcióval rendelkező impulzusrelé két kimenetének működését párhuzamosítva (B1-B2 összekötés) normál impulzusrelét kapunk két relékimenettel. A kapcsolásban az egyik relé a jelzést működteti, másik a saját vezérlőkörét, így lehetőség van az impulzusrelé tápfeszültségétől eltérő feszültségű készülékeknek a kapcsolás szerinti működtetésére is.
A kapcsolás bemutatását a működési folyamat végén, a jelzések vezérlésével kezdjük. A csengő és a fényjelző szaggatott működéséhez egy aszimmetrikus ütemadó lett felhasználva, mely a tápfeszültség rákapcsolódása után azonnal megkezdi kimeneti reléjének ciklikus be- és kikapcsolását, ezzel megszólaltatva a csengőt és villogtatva a fényjelzőt. A konkrét ütemadó ebben a kapcsolásban a ciklikus működést behúzott relével kezdi, tehát azonnal megszólal a csengő és világít a fényjelző, amint az előző vezérlőfokozattól megkapja a tápfeszültséget. Ez az üzemmód az „S” bemenetének szabadon hagyásával állítható be, egyébként bekötve az „A1” tápfeszültségpontra a ciklikus működés „szünet-tel” fog kezdődni, tehát a relé nem húz be azonnal a tápfeszültség rákapcsolásakor, csak a szünetidő letelte után. Az aszimmetrikus ütemadó helyett használható egyszerű időrelé is ütemadó funkcióban, amennyiben megelégszünk a csengő és a fényjelzés azonos időtartamú jelzés/szünet ciklusaival. Az aszimmetrikus ütemadó használatával lehetőség van figyelemfelkeltőbb jelzésadásra is azzal, hogy pl. hosszabb jelzések és rövidebb szünetidők váltogatják egymást.
Az aszimmetrikus ütemadó működtetését, tápfeszültségre kapcsolását a hívógombok megnyomására egy „léptető” funkciójú impulzusrelé oldja meg. A felhasznált impulzusrelé két potenciálfüggetlen relékimenettel rendelkezik, és két funkcióban képes működni. Alapfunkciója (a kapcsolásban nem ezt használjuk), – amikor a B1-B2 pontok nincsenek összekötve – az úgy-nevezett „léptetés”, melynél az „On/Off” bemenetre érkező vezérlőimpulzusok hatására a két kimeneti relé sorban egymás után a négy lehetséges kapcsolási állapotra vált. Az első impulzusra R1=be, R2=ki, majd a következő impulzusokra sorban R1=ki, R2=be, R1=be, R2=be, és a negyedik állapotban R1=ki, R2=ki. Az alapfunkció nagyon jól használható pl. nagyobb termek két világítási körének nyomógombos vezérléséhez (pl. páros/páratlan lámpatestek kapcsolása).
Az 1. ábra szerint a B1-B2 pontok össze vannak kötve, így ebben a funkcióban nem a „léptető” logika szerint működik az eszköz, hanem hagyományos impulzusreléként, vagyis az „On/Off” bemenetre érkező impulzusok hatására mindkét potenciálfüggetlen kimenet állapotot vált. A két kimeneti csatorna nem csak az eszköz tápfeszültségétől független, hanem egymástól is, tehát lehetőség van különböző potenciálú áramkörök kapcsolására. Ez utóbbi nem feltétlenül jelenti azt, hogy pl. két különböző fázispotenciál kapcsolható. Ilyen igény esetén a gyártói termékadatlapok a mérvadók, feltétlenül ellenőrizendők a technikai paraméterek. A relékontaktus kivezetései és a bekötő sorkapcsok közötti vezetékek – melyek sokszor a nyomtatot áramkörön vannak kialakítva – és maguk a sorkapcsok nem biztos, hogy megfelelnek az ilyen jellegű felhasználás követelményeinek.
Az impulzusrelé egyik kimenete (21-24) a jelzések vezérléséhez biztosítja a ciklusindító tápfeszültséget, míg a másik a nyomógombok kezelhetőségét vezérli. Ha éppen nincs jelzés, akkor lehetséges a hívógombok megnyomásával jelzést adni – a relék behúznak, és aktiválódik a jelzésadás. Ha a jelzés aktív, akkor a nyugtázó gomb kap működési lehetőséget, így a relék elengednek, a jelzés kikapcsol, újra élesednek a hívógombok. Ha a kapcsolt potenciál megegyezik az eszköz tápfeszültségével, ezzel a vezérlő impulzus feszültségével is, akkor használható normál, egy relés impulzusrelé is. A felhasznált impulzusrelé „On/Off” bemenete az „A1” pontra bekötött tápfeszültség potenciáljára aktív.
Négyzónás ciklusvezérlő
A következő kapcsolásban ismét a már jól ismert aszimmetrikus ütemadót vesszük elő, de itt is, mint a fenti kapcsolásnál, helyettesíthető normál időrelével ütemadó funkcióban – ha megelégszünk egyenlő szünet/jel időkkel.
2. ábra
Négy fogyasztási zóna ciklikus és időzített kapcsolása mindössze három modul széles helyet igényel a kapcsolószekrényben az egy eszközben, egy modulban két meghúzás-késleltető csatornát tartalmazó időrelének köszönhetően.
A három időreléből álló kapcsolás feladata négy fogyasztási zóna egymás utáni bekapcsolása. Egyszerre csak egy zóna működhet, és az utolsó zóna kikapcsolása után a folyamat újraindul az első zóna bekap-csolásával. A sokféle felhasználási lehetőség között alkalmazható pl. öntőzőzónákhoz, útirányt jelző fények vezérléséhez, de egymás utáni technológiai folyamatok indításához is. A működést a 2. ábra kapcsolási rajza és a 3. ábra folyamatdiagramja alapján vezetjük végig.
A „START” kapcsoló bekapcsolása után tápfeszültséget kap az aszimmetrikus ütemadó, melyre elindul a ciklikus működés. Látható, hogy az „S” pont be van kötve az „A1” tápfeszültségpont potenciáljára, így „t2” idejű „szünettel” indul az ütemadás ciklusa (az előző kapcsolásnál behúzott relével indult – t1!). Ebben a kapcsolásban azonos a t1, t2 időzítés, így azonos ideig van behúzva és elengedve a kimeneti relé (R1), itt akár hagyományos időrelével is helyettesíthető ütemadó funkcióban. Az aszimmetrikus ütemadó használatával nagyobb rugalmasságot adunk kis vezérlésünknek, szabadabban lehet játszani a beállításokkal. Tehát szünettel kezd az ütemadó (R1), ezért a kimeneti relé 16-os nyugalmi érintkezője kapja meg a fázispotenciált a 15-ös közös pontról, ami azonnal indítja is az R2 kétcsatornás meghúzás-késleltető időzítéseit (t21 és t22 egyszerre indul) azzal, hogy tápfeszültségre kapcsolja az eszközt. A meghúzás-késleltetők időzítései alatt reléik elengedett állapotban vannak, így a t21 időzítéshez tartozó relé is, melynek nyugalmi, 16-os érintkezőin keresztül az 1. zóna működik elsőnek. A t21 idő letelte után a reléje meghúz, az 1. zóna kikapcsol. A 18-as pont a 25-ös pontra kapcsolja a fázist, ezzel a 26-os nyugalmi érintkezőn keresztül bekapcsol a 2. zóna – tehát a kettes zóna működési időtartama t22-t21. A t22 időzítés letelte után a hozzá tartozó relé meghúz, a 2. zóna kikapcsol. Eddig tart az első két zóna működtetése.
A 3. és 4. zónák működése, kapcsolása az első kettőhöz hasonlóan zajlik, annyi különbséggel, hogy a 2. zóna kikapcsolása után az aszimmetrikus ütemadó szünet ideje is lejár, ezért reléje behúz (15-18 zár), elveszi a tápfeszültséget az R2 időrelétől (16 bont), és rákapcsolja R3-ra (18 zár). R3 ezzel tápfeszültséget kap, és a 3. és 4. zóna kapcsolási folyamata elindul az előzőekben leírt logika szerint.
3. ábra
A négyzónás időzített ciklusvezérlő működési diagramja.
A működésnek egyik fontos feltétele, hogy az aszimmetrikus ütemadó szünet időtartama nagyobb vagy egyenlő a meghúzás-késleltetőn beállított leghosszabb időzítésnél (t2>t22). Nagyobb lehet, ha elfogadható, hogy a 2. zóna kikapcsolása és a 3. zóna bekapcsolása között szünet lesz. Továbbá ugyanígy az R1 ütemadó meghúzási idejének is nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, mint az R3 időrelén beállított leghosszabb időzítés (t1>t32). Különösebb működési zavar nem jelentkezik a vezérlésben akkor sem, ha a fenti feltételek nem vagy nem pontosan teljesülnek, hiszen az aszimmetrikus ütemadó időzítései „diktálnak”. Ha egy ütem elveszi a tápot valamelyik időrelétől, akkor annak mindkét kimenete elenged, a reléérintkezők közös bekötési pontjai (15 és 25) nem kapnak feszültséget, így a hozzájuk tartozó zónák sem tudnak működni, és a másik két zóna vezérlési folyamata indul el.
A „START” kapcsoló kikapcsolásával természetesen az egész folyamat megállítható. A „START” kapcsoló helyett időrelét bekötve és annak időzítését a 4 zónaidőnek vagy az ütemadó két időtartamának egész számú többszörösére állítva konkrétan meghatározható, hogy hány ciklust engedünk működni.
A kapcsolásban használt kétcsatornás meghúzás-késleltető egyébként terhelések egymás utáni bekapcsolására is használható, tulajdonképpen erre van kitalálva az alapfunkciója. Tápfeszültségre indul mindkét relé időzítése, és az egyes időzítések letelte után meghúz a hozzá tartozó relé. A második relével további ugyanilyen eszközre kapcsolva a tápfeszültséget újabb két fokozat egymás utáni kapcsolását oldhatjuk meg. Ezzel a láncba kapcsolással a fenti zónakapcsolás is kivitelezhető, egyetlen problémát az újraindítás megoldása jelenti. Ha nem kell újraindítani a folyamatot, akkor a bekötés kisebb módosításával aszimmetrikus ütemadóra sincs szükség.
A folytatásban hasonló kapcsolások következnek, melyek remélhetőleg egy az egyben vagy továbbgondolva segítséget adhatnak a felmerülő kisebb vezérlési akadályok leküzdéséhez.
Porempovics JózsefVezérléstechnika
