Программирование FBD — Национальная сборная Worldskills Россия

Иногда нужно, чтобы система управления тем или иным оборудованием была автоматизированной, и тогда на помощь приходят программируемые интеллектуальные реле. Они позволяют значительно упростить схемы управления электрооборудованием, повысить их надежность и гибкость. Как правило, для программирования интеллектуального реле используется специализированное ПО: LD, FBD и др. В этом уроке мы подробно разберем программирование FBD.

Глоссарий

Для успешного освоения материала рекомендуем вам изучить следующие понятия:

Устройство для защиты электрических цепей, электрооборудования, машин и других агрегатов от перегрузок. Автоматически отключает защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах работы

Раздел математики, изучающий логические значения высказываний (истинность или ложность) и логические операции над ними

Устройство обработки цифровой и аналоговой информации

Таблица, описывающая значения логической функции при всех возможных значениях ее аргументов

Видеолекция

Конспект

Области применения интеллектуального реле

Программируемые, или интеллектуальные, реле — программный логический контроллер (ПЛК) простого типа. Устройство используется при создании систем управления с логической обработкой информации.

Принцип действия этого устройства прост: человеком в него закладывается программа, которая контролирует все входы, на которые могут подаваться сигналы с датчиков, переключателей и кнопок, и выходы, т. е. контакты на исполнительные механизмы. Согласно заложенному алгоритму интеллектуальное реле может заменять практически любые по сложности системы автоматики.

Программируемые логические реле применяются для автоматизации технологических процессов и производств, включения электроприборов в быту и построения автоматизированных систем:

  • управления транспортерами,
  • управления насосами,
  • приточно-вытяжной вентиляции,
  • подготовки пара и сбора конденсата,
  • распределения электроэнергии и управления освещением,
  • сбора и предварительной обработки сигналов,
  • управления компрессорами.

Составляющие интеллектуального реле

  • Дискретный вход, на который подается сигнал уровня 24 В или 220 В.
  • Микропроцессор.
  • Постоянное и оперативное запоминающее устройство.
  • Таймер реального времени.
  • Дискретный выход, зачастую выполненный как «сухой контакт» реле.

Схема подключения интеллектуального реле

Язык релейно-контактных схем, или релейных диаграмм LD (Ladder Diagram), — графический язык, реализующий структуры электрических цепей.

Графически LD-диаграмма представлена в виде двух вертикальных шин питания. Между ними расположены цепи, образованные соединением контактов. Контактом может выступать вход программируемого реле или некоторая промежуточная переменная. Нагрузкой каждой цепи служит реле. Каждое реле имеет контакты, которые можно использовать в других цепях.

Язык FBD (Function Block Diagram) — графический язык программирования высокого уровня, обеспечивающий управление потоком данных всех типов.

Позволяет использовать мощные алгоритмы простым вызовом функций и функциональных блоков. Удовлетворяет непрерывным динамическим процессам. Замечательно подходит для небольших приложений и удобен для реализации сложных вещей подобно ПИД-регуляторам, массивам данных и т. д. Данный язык может использовать большую библиотеку блоков.

FBD заимствует символику булевой алгебры и является более эффективным для представления структурной информации, чем язык релейно-контактных схем.

Элементы булевой алгебры и их таблицы истинности

Элемент «ИЛИ»
Операция логического сложения, при которой каждым двум высказываниям ставится в соответствие новое высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания ложны.

Элемент «И»
Операция логического умножения, ставящая в соответствие каждым двум высказываниям новое высказывание, являющееся истинным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания истинны.

Инверсия
Операция логического отрицания, которая каждому высказыванию ставит в соответствие новое высказывание, значение которого противоположно исходному.

Триггеры

Триггер является спусковым устройством, на выходах которого под воздействием управляющего сигнала возникают скачки напряжения от одного стационарного уровня до другого.

RS-триггер (от англ. reset — восстанавливать и set — устанавливать)
RS-триггер имеет два входа: S — единичный и R — нулевой.

Различают RS-триггер с приоритетом по R: при подаче на вход S и на вход R логической единицы на выходе будет ноль.

И SR-триггер с приоритетом по S: при подаче на вход R и на вход S логической единицы на выходе будет единица.

T-триггер (от англ. toggle — кувыркаться)
При подаче на его вход логического нуля он оставляет на выходе предыдущее состояние. При подаче на вход единицы на выходе состояние поменяется на противоположное.

Триггер D (от англ. delay — задержка)

Асинхронный.

Cинхронный.

Давайте перейдем к составлению программы на языке FBD для логического реле.

Составление программы управления трехфазным двигателем на языке FBD

Установка элементов

1. Запускаем программу ONI PLR Studio и создаем новую рабочую область.

2. Выбираем оборудование, на которое будем писать программу.

3. Создаем три цифровых входа: пуск, стоп и реверс. Таким же образом расставляем два цифровых выхода: первый отвечает за запуск двигателя в прямом направлении, а второй — за запуск двигателя в реверсивном направлении.

4. Для удобства задаем им имена. Для этого нажимаем на значок входа/выхода, во вкладке «Комментарии» вводим имя и нажимаем на кнопку «ОК».

5. Для запоминания сигнала устанавливаем RS-триггеры. Так как направлений движения двигателей два, то и триггеров тоже должно быть два.

Важно

У данного элемента имеется один выход и два входа: S — запоминание сигнала, R — сброс сигнала

Подача сигналов и организация взаимоблокировки

1. Организовываем взаимоблокировку, которая будет защищать от встречного включения контакторов. Для этого устанавливаем два логических элемента под названием «И».

2. Создаем соединение. С кнопки «Пуск» подаем сигнал на элемент «И», а с него — на S-контакт RS‑триггера. Также подаем сигнал с выхода RS‑триггера на KM1. То же самое повторяем для элемента «Реверс» и выхода КМ2.

3. Организовываем сброс RS-триггеров, чтобы двигатель остановился. Для этого с элемента «Стоп» подаем сигнал на R‑контакты RS‑триггеров.

4. Используем элемент «Инверсия» для создания связи между элементами «И» и RS-триггерами. Дважды нажимаем на вторую лапку элемента «И», тем самым инвестируя его вход. Теперь, если сюда придет 1, она преобразуется в 0 и наоборот.

5. Подаем сигналы от инвестированных входов элементов «И» к выходам RS-триггеров. В итоге, когда с выхода второго RS-триггера на первый элемент «И» придет 0, тогда поступит сигнал на первый RS-триггер. И наоборот. Поэтому двигатель сможет работать одновременно только в одном направлении. У нас получается такая схема.

Проверка правильности построения схемы

1. Через боковую панель либо нажатием на F3 переходим в симулятор.

2. Имитируем нажатие кнопки «Пуск». Для этого нажимаем на соответствующий элемент и видим, что на выходе RS-триггера появился сигнал, который идет на KM1. При этом, если нажать на элемент, отвечающий за кнопку «Реверс», он не запустится, т. к. сейчас двигатель работает в прямом направлении.

3. Сбрасываем сигнал нажатием на элемент, отвечающий за кнопку «Стоп».

4. Повторяем аналогичную процедуру с элементом, отвечающим за кнопку «Реверс». Если все работает как надо, значит, схема построена верно.

Результатом нашего программирования стала схема пуска трехфазного двигателя, которая реализует функции пуска, остановки, реверса и защиты от одновременного включения прямого пуска и реверса, что может привести к межфазному замыканию.

В этом уроке мы познакомились с программируемыми логическими реле, разобрали их структуру, рассмотрели основные схемные решения при их подключении, познакомились с основными языками программирования интеллектуального реле и написали программу управления двигателем. А сейчас выполните небольшое задание, чтобы проверить свои знания.

Интерактивное задание

Для закрепления полученных знаний пройдите тест

Стартуем!

От аппарата защиты

От блока питания

От коммутационного аппарата

От силовой розетки

Дальше

Проверить

Узнать результат

Элемента «ИЛИ»

Элемента «И»

Инверсии

Элемента «НЕ»

Дальше

Проверить

Узнать результат

Элемент «ИЛИ»

Элемент «И»

Инверсию

Элемент «И» и инверсию

Дальше

Проверить

Узнать результат

К сожалению, вы ответили неправильно на все вопросы

Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

К сожалению, вы ответили неправильно на большинство вопросов

Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

Неплохо!

Но можно лучше. Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

Отлично!

Вы отлично справились. Теперь можете ознакомиться с другими компетенциями

Пройти еще раз

Построить Fbd Для Приоткрытой Калитки

Вариант фиксации запирающего устройства

Мужчины стремятся больше внимания уделять не только обустройству своей частной собственности, но и ее защите, независимо от того, гараж это или свой двор. Лицо их чаще всего представляют ворота или входные калитки. Причем не всегда главную роль играет их красота. Куда более важна безопасность и защита их от нежелательных визитеров.

Потому чаще хозяев привлекает надежный запор для калитки. Зачем он нужен?

Любой стандартный замок требует наличия ключей. А если ключи потеряны калитку можно надежно запереть с помощью дополнительной защелки или засова. Сейчас существует несколько видов запорных механизмов и засовов, для которых не нужны ключи.

Но, вообще-то, любая дверь, в том числе и калитка должна иметь некое устройство, которое зафиксирует ее в открытом или закрытом положении.

Чаще всего используются вертикальные задвижки. Такой удобный и простейший запор обеспечивает фиксацию любой двери или ворот. Для укрепления используют толстые металлические пруты с рычажками, которые фиксируют в специальных отверстиях в полу или в потолке.

Такие запоры еще используют во врезных калитках, только они меньших размеров. Но их используют просто для закрытия калиточной двери.

Самозахлопывающаяся щеколда

Можно еще смастерить такую щеколду, которая будет сама защелкиваться. На дверце нужно установить ровную неподвижную металлическую планку. Когда калитка закрыта, рычаг зацепляется за эту пластинку.

Сама щеколда закрепляется на один болтик. А другой болтик вкручивается рядом для того, чтобы ограничивать движение рычага. Чтобы открыть такую щеколду, достаточно нажать на рычаг, он освободит планку.

Что лучше: теплый пол или батареи?

Теплый полБатареи

Для закрытия калитки часто достаточно бывает просто толкнуть дверь, чтобы она захлопнулась.

Наиболее распространенными среди калиточных запоров считаются горизонтальные щеколды. Их прикрепляют на всех видах калиток. Такие запоры имеют простейшее устройство, состоящее из стержня, закрепляющего ушка и специального держателя. А принцип их работы аналогичен действию вертикальных запорных устройств. Есть разные типы накладных сдвижных запоров.

Механизм таких щеколд легко прикрепляется к любому полотну. Плоская планка обеспечивает достаточную надежность запора. Его можно устанавливать как изнутри, так и извне.

Для большего закрепления на механизм с внешней стороны можно надевать навесной замок, который устанавливается на специальные ушки.

Винтовые запоры

Винтовое приспособление для запирания

Запорные механизмы винтового типа устанавливают с наружной стороны. Их устройство тоже достаточно простое при использовании. Состоит из стержня с резьбой и ключевой основы. Эта основа имеет особую выемку и небольшого размера шпиль.

Особый ключ приводит в движение затворную систему. Построить fbd для приоткрытой калитки? Винтовой замок достаточно легко собрать самому, правда, сложность такого механизма заключается в другом: в калиточном проеме часто нет достаточного места для размещения выемки с резьбой, куда вкручивается сам стержень. Но такой запор несложно взломать при подборе похожего ключа.

Пазовый запор

При несложном их устройстве такие запоры имеют высокий уровень защиты от взлома. Принцип работы запора следующий: вставленный в щель замка ключ вращением приводит в действие поворотный шестерной механизм, открывающий или закрывающий дверь.
В роли фиксаторов используют задвижки с пружинной основой. Пружинный механизм позволит без усилий приводить запор в действие.

Запоры для калитки со щеколдой и веревкой внутри

Чтобы смонтировать такой засов с веревкой, нужна щеколда, которая снабжена фиксирующим устройством с одной стороны. Ее закрепляют под углом 40 0 .

Потом через направляющие кольца продевают прочный шнур, конец которого помещают в доступном для рук месте. Для открытия калитки за этот конец нужно дернуть. Такой запор удобен только хозяевам.

Гости могут «испытывать» трудности. Этот запор хорошо устанавливать на металлические калитки. К защелке присоединяется веревка, с помощью которой дверь можно открыть снаружи и защелка для открывания запора изнутри.

Чтобы щеколда с балкой взаимодействовала, нижняя часть щеколды стачивается под углом.

Потайной замок

Устройство потайного механизма

Иногда на полотне не видно ни скважины для ключа, ни отверстия для замка, а калитка не открывается, будто изнутри есть замок. Если рассмотреть полотно более внимательно, можно обнаружить, однако, что с обратной стороны есть задвижка. Но как закрывается она снаружи, поначалу механизм этого запора непонятен.

Оказывается, на двери есть шестиугольная шляпка шурупа. Она поворачивается специальным ключом-воротком шестиугольной формы. С внутренней стороны стоит рейка, которая при повороте болта закрывает вращением запорное устройство двери.

Делают такие запоры довольно легко.

На хвостике болта напильником выполняется плоская лыска. На нее укрепляется задвижка, в которой делается прорезь для лыски.
Собирают запор так:

  • сверлят специальное отверстие для резьбового участка болта;
  • толстым сверлом выполняют углубление для головки болта, чтобы на полотне она могла утонуть в углублении;
  • с другой стороны надевают на болт две шайбочки и прижимают с помощью гайки так, чтобы головка болта была утонувшей;
  • на подготовленную лыску насаживают задвижку и плотно прижимают ее с помощью гайки.

Скрытая задвижка

Нередко хозяевам хочется на калитку в своем дворе или на даче, кроме замка, установить такую задвижку, которую трудно обнаружить и открыть. Такую задвижку делают на деревянной калитке.

Допустим, такой засов закрывается вниз. Для его установки нужно в землю вбить трубу длиной примерно 0. 5 м. Место расположения трубы: со стороны участка, там, где калитка открывается. Трубу выбирают такого диаметра, что и брусок. К нему прикрепляются скобы, в них вставляется еще один брусок, который, соскользнув сквозь скобки, попадет в трубу. Бруски не должны выступать нигде.

Можно еще присоединить цепочку.

На видео есть еще один вариант засова, изготовленного своими руками:


Как обработать поверхность → Отделка помещений → Как правильно выбрать краску → Технологии обработки поверхностей → Выравниваем и отделываем стены → Выбор и нанесение грунтовки → Удаление с поверхности → Натяжные потолки и технологии→ Обзоры и отзывы

ньютоновская механика — Как сделать свободную схему тела рычага?

спросил

Изменено 6 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 1к раз

$\begingroup$

Вот с чем мы работаем:

В основном пружина и рычаг используются для запрессовки пробки (деталь № 2). Мне нужно найти силу, действующую на сварку (красным цветом). Теперь мне не нужно, чтобы вы за меня что-то вычисляли, просто объясните, почему схема свободного тела рычага такая:

Я не понимаю, если пружина толкает рычаг вверх, то почему сила Fb направлена ​​вниз? Я могу только догадываться, что Fb — это усилие внутри болта, но все же, почему они игнорируют действие пружины на рычаг? Кроме того, с левой стороны, почему нет реактивной силы, которую вилка оказывает на рычаг? Я был бы признателен, если бы кто-нибудь мог помочь мне здесь.

  • ньютоновская механика
  • классическая механика
  • диаграмма свободного тела
  • статика

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Пружина всегда будет толкать, потому что справа есть контакт, а контакт может только толкать и никогда не тянуть.

Аналогично, слева контактное усилие всегда направлено вверх, иначе коромысло соскочит со своего места.

FBD почему-то перевернут. Усилие на болт направлено вниз, и, следовательно, необходим сварной шов или резьба. В противном случае вы могли бы просто вставить болт в отверстие, и все было бы в порядке.

Вот как я это вижу

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

ньютоновской механики — Как натяжной рычаг оказывает различное натяжение только с одной массой?

спросил

4 года 10 месяцев назад

Изменено 23 дня назад

Просмотрено 237 раз

$\begingroup$

Это схема натяжного рычага. Натяжение, создаваемое этим инструментом, зависит только от того, куда вы подвешиваете массу. Предположим, что гравитационная сила массы равна Mg. Если вы повесите его на 1 (на диаграмме), T будет просто Mg. Но если сделать это на 2, согласно этой диаграмме Т будет 2Мг.

Интересно, как это возможно. Мне удалось подумать, что в этом как бы замешано вращательное движение или вращательная инерция, но я не пришел к какой-либо ясной идее.